Enjeux sanitaires et environnementaux de l’agriculture périurbaine de Dakar,

Sénégal

Semaine sur l’agriculture urbaine HEPIA

Anne Gueye-Girardet, UNITERRE

IFAN-Université

Cheikh Anta Diop

Dakar

18 septembre 2012

Sommaire de la présentation

Introduction

Irrigation par des eaux usées domestiques non

traitées/eaux saumâtres: salinisation/alcalinisation, fertilité

Salinisation et azote

Enquêtes. Indicateurs qualitatifs du risques pour la

nappe phréatique

Risques environnementaux sur les ressources en sols

Risques environnementaux sur les ressources en eau

Risques liés aux pesticides

sites d’étude et approche d’analyse de la durabilité de

l’agroécosystème urbain; caractéristiques socio-écon.

Gestion de la durabilité de l’AU, perspectives

Mitigation des risques

Intro

Risques sanitaires (bactério + parasito) Eaux, légumes, étude épidémiologique

Projet interdisciplinaire partenariat N-S

H.-R.Pfeifer 1, D.Balde 2, N. Chaudhuri 3, M.L. Diagne 4, K. Diarra 5, Y. Dieng 6, F.

Favre 1, M.L. Gaye 5 , M. Gaye 4 , A. Gueye-Girardet 1, R. Jaubert 1, M.L. Ndiaye 7,9, S. Niang 7, Y. Niang 8, S.Niassy 5, R. Peduzzi 9, A. Sall 10, 4, B. Sarr 7

1) Faculté de Geosciences et de l’Environnement, Université de Lausanne, 2) Ministère de la santé et de la prévention médicale, Dakar, Senegal 3) South Riverdale Community Health Centre, University of Toronto 4) ENDA Rup, Dakar, Senegal ; 5) Faculté des Sciences et Techniques, UCAD,

Dakar, Senegal ; 6) Faculté de Médecine, University C.A. Diop, Dakar, Senegal 7) IFAN, University C.A. Diop, Dakar, Senegal 8) Institut Sénégalais de Recherches Agricoles, Dakar, Senegal 9) Faculté des Sciences, Université de Genève, Switzerland 10) Centre de Suivi Ecologique, Dakar, Senegal

-1-Titre de la présentation

Question principale: Est ce que l’AU de Dakar peut être durable avec une

irrigation par des eaux usées ?

Enjeux de l’agriculture urbaine dans les pays

du Sud

D’après, Milstone, Atlas de

l’alimentation dans le Monde

(2003)

Intro

SANITAIRE

ODM 1, lutte contre la

pauvreté et la faim.

sécurité alimentaire,

autonomie locale, qualité sanitaire

de la production, diversité de l’alimentation

Enjeux de l’agriculture urbaine dans les pays

du Sud (2)

ENVIRONNEMENTAUX

fertilité des sols, qualité de

la nappe, possibilités de

recyclage de déchets

urbains (nutriments, 2ème

cycle de l’eau), maintien

d’espaces verts et de

biodiversité, efficience

énergétique

ECONOMIQUES

emplois, conditions des femmes, sécurité foncière

SOCIAUX

Cadre de vie, accès à l’eau, formation et

responsabilisation des producteurs, vision à long

terme

Intro

urb

aD

TK

Méthodologie

Approche bio-géochimique: Contribuer à une meilleure

connaissance des processus de

transfert de polluants, des nutriments

et de l’eau à l’échelle des parcelles

cultivées.

Intro

Analyse globale

de la durabilité de

l’agroécosystème

Réseau de piézomètres, toposéquences en fonction des pratiques et suivi de parcelles pendant la période

culturale, analyse d’intrants (eaux d’arrosage et fumiers).

Enquêtes

individuelles,

Analyse qualitative de

flux et risques

Agro-écosystème urbain

140 ha cultivés

Maraîchage: laitue,

tomates, aubergines

locales, oignon,

choux.

AU : 40-60% de la

demande de Dakar de

ces produits

23% parcelles Pikine

irriguées avec eaux

usées

0.1 hectare/ exploit.

moyenne , 1500 prod+

ouvriers, bana banas,

transporteurs, etc…

Rendements

aléatoires

2500Frs marge

bénéficiaire annuelle

Producteurs non

propriétaires

Intro

AGRO-ÉCOSYSTÈME

URBAIN

Sites de production urbaine

Dakar 3 millions hab.

(12’000 hab/km2 Pikine)

Déficit approvisionnement

eau potable

Intro

Dakar: total precipit. 400 mm, mean temp. 25 °C

0

50

100

150

200

250

300

Jan

Feb Mar

Apr

Mai

Jun

Jul

Aug

Sep O

ctNov

Dec

0

5

10

15

20

25

30

mm

temp °C

Production intensive à haute valeur ajoutée

Salads (lettuce)

Tomato

Jaxatus (bitter egg plant)

Ognion

Sweet potato

Peppermint

1980 2010

Urbanisation des Niayes de Dakar

Thiaroye, Pikine

1940

Thiaroye, Pikine

2010

AU Pikine

AU Patte d’Oie

Intro

Eaux d’irrigation

N-NH4: 125 mg/L

Norg: 40 mg/L

Corg: 90 mg/L

PO4: 50 mg/L

K: 65 mg/L

CE: 3100 μS/cm

Na: 310 mg/L

Cl: 370 mg/L

SAR: 10

ARC ≥ 0

N-NO3: 62 mg/L

Norg: 10 mg/L

Corg: 20 mg/L

PO4: 25 mg/L

K: 40 mg/L

eaux usées domestiques non traitées (EU)

10 mm par jour

eaux de nappe saumâtres (ES)

Qualité des eaux médiocres, restrictions d’utilisation (critères FAO)

CE: 3300 μS/cm

Na: 300 mg/L

Cl: 400 mg/L

SAR: 10

ARC > 0

Matière org. et nutriments des EU susceptibles d’enrichir le sol?

- eau de bonne qualité

- qualité moyenne à médiocre

- qualité médiocre à mauvaise

(sols légers, lessivage)

- qualité mauvaise

(plantes résistantes, lessivage et

apport de gypse)

- qualité très mauvaise

(circonstances exceptionnelles)

Pouvoir

salinisant/alcalinisant EU

et ES similaire

Propriétés des eaux d’irrigation

Salinisation des sols

saturation du complexe org

Alcalinité résiduelle de la solution du sol

Alcalinisation: augment pH, dissolution de la mat org

Sodisation: dispersion des argiles, déstructuration des sols,

dimin perméabilité, augment érosion

Conductivité électr. Extrait saturé.

Impact sur la qualité des sols Irrigation

Sols sableux Corg 1%

N 1‰

• sodisation des sols irrigués par des eaux usées est limitée par l’ammonium présent

dans les eaux usées

• sols irrigués par EU et ES stockent moins de C et N que les sols irrigués par eau douce

• sodisation des gleysols avec irrigation par eaux saumâtres

Irrigation

Impact sur la qualité des sols

Eaux Saumâtres Eaux Usées

Caractéristiques microbiologiques des eaux d'arrosage à Pikine et Patte d'Oie

(Ndiaye et al., 2011a)

Parasites mis en évidence dans les eaux d'irrigation (Source des données (Diop,

2007)

Resp. 27 et 38% des échantillons d’eaux analysés sont contaminés à PO et Pi.

Norme OMS: 105 (2006)

(Ndiaye, 2009)

Risques sanitaires (sols, eaux)

Persistance E. Coli dans sol à 60cm en saison sèche et 2m en saison pluvieuse

Comparison of the situation on

the farms-plots, market places

and housholds shows:

Market salads are more contaminated than those on the plots Explanation: the salads are brought to the markets by women The water to refesh the salads on the market is the major source of contamination

Risques sanitaires (légumes)

(Ndiaye et

Baldé 2009)

Risques sanitaires liés à l’eau

malaria A. Issue: some people pretend that waste water

lagoons are breading sites of anopheles

(bearing the plasmodium parasite) B. Data from Senegal and Ivory

Coast show that Anopheles does

not breed in in waste-, but only in

rain water

C. Main sites

are open

street

channels and

wires used

around wells

14

Risks

Contact with water: infection with bacteria and

parasites

Contaminated vegetables; bacteria, parasites

Remediation

Health education: using

boots, gloves

Extensive treatment of the

waste water (lagooning)

Washing the salads with

desinfectant solution

Bacteria

Risques sanitaires pour les producteurs, par exposition à l’eau usée

(Chaudhuri,

2010; Baldé et

al, 2010)

Nitrates dans la nappe

- Différentiation des

sources potentielles:

Eaux usées, fosses

septiques, fertilisants

minéraux, fumiers,

pollution urbaine

- Compréhension des

processus de

transformation de

l’azote

Analyses isotopiques des nitrates

Azote

Azote 12

Origine des nitrates Différentiation eaux d’irrigation

Dénitrification lors d’irrigation

avec eaux de nappe sur

gleysols

Nitrification différentiée:

quartiers éloignés de l’AU:

enrichis en 18O: nitrification

avec oxygene du sol enrichi

D’après Kendall, 1998; Shomar, 2008; Widory, 2005; Böhlke, 2002; Fogg, 1998

Analyses isotopiques et

relations NO3 avec HCO3 et

SO4 : mise en évidence de

processus d’atténuation des

nitrates dans la nappe

Analyses statistiques :

confirmation de la signature

de l’occupation du sol dans la

nappe. avec ratio majeur/Cl,

éléments traces et

compositions isotopiques

Flux de pesticides

1 traitement du sol nématicide et/ou fongicide

avant repiquage, puis traitements préventifs

avec insecticides à large spectre d’action de la

floraison jusqu’à la récolte

Mélanges de pesticides (2-3)

Doses 2 kg/ha par application (moy)

Flux total 60 kg/ha/an

Pesticides

Indicateurs qualitatifs de risques:

EPRIP 2 et SIRIS

Hiérarchisation et non prédiction de concentrations

57 substances potentiellement

utilisées en AU

GUS: > 2.8

SIRIS: >60

EPRIP2: >4

4 pesticides utilisés avec fort potentiel de

contamination de la nappe et écotoxicité

Certains pesticides recommandés ISRA ou

autorisés par CSP: fort potentiel contamin

et/ou ecotoxicité

4 pesticides utilisés à risques moindres

2 pesticides utilisés interdits par

Convention de Rotterdam

Evaluation des risques Pesticides

Gestion de la durabilité de l’AU

• Accès à une eau d’irrigation de meilleure qualité: eau

usée traitée (moins de sels, rabattement des pathogènes et de

l’azote). Limites de l’irrigation par goutte-à-goutte dans les

arenosols (projet FAO). Lessivage des gleysols essentiel pour

éviter dégradation des sols

• Multifonctionnalité de l’AU: vente directe de légumes /

aspects récréatifs, éducatifs

• Gestion des ravageurs: Bannissement des pesticides écotoxiques et à haut risque de

contamination de la nappe. Diminution des doses: évaluation de la formation = encourageant !

Remplacement par cypermethrine et biopesticides (neem)

• Contrainte à la durabilité: la faible sécurité foncière.

Nécessaire pour une gestion des sols à long terme par les

producteurs périurbains / statut reconnu de producteur urbain

• Apport de fumiers compostés: augmentation de Corg et

Norg car ralentissement de la minéralisation, diminution du

lessivage de COD et nitrates, augmentation de la structure du

sol donc de la capacité de rétention de l’eau, augmentation de

la CEC donc de l’adsorption des nutriments, diminution de la

saturation du complexe humique par le sodium. Préféré au

gypse

Conclusion

Gestion de la durabilité de l’AU

Résultats globaux FNS

Méthode RISE, Source: Häni et al., 2002. ADAMA: un outil d’analyse de la durabilité au niveau de l’exploitation

AU Dakar

(indicatif)

Conclusion

MERCI POUR VOTRE ATTENTION!

Remerciements aux producteurs de Pikine et Patte d’Oie, à mon directeur de thèse, à tous les chercheurs du projet FNS, à tous les collaborateurs des laboratoires de l’UNIL, HES-Fr et de l’UCAD qui ont suivi ce travail

-1-Titre de la présentation

-1-Titre de la présentation

-1-Titre de la présentation

Salinisation/alcalinisation des sols

Irrigation 10

céane

puits

sodisation des sols lors d’irrigation avec des eaux de nappe saumâtres, un processus

accentué en saison sèche et lors d’années à pluviométrie déficitaire

sodisation des sols irrigués par des eaux usées est limitée par l’ammonium présent

dans les eaux usées

sols irrigués par EU et ES stockent moins de C et N que les sols irrigués par eau douce

Risques environnementaux

Risk Irrigation: Salinisation/

sodisation of the soil

Remediation

Dilute with precleaned

waste water

Overfertilisation: eutrophic

water, reduced biodiversity ?: no solution at hand!!

Contaminated drinking

waters in domestic wells

(nitrate, bacteria, pesticides)

Avoid domestic wells as

source of drinking water ->

provide a network of fresh

ground water

Reduce fertilizers

Monitoring water qualitiy

17

Conclusions

• Processus de sodisation des gleysols irrigués par ES. Attention aux années

déficitaires en pluviométrie.

Conclusion

• Dénitrification importante sur gleysol irrigués avec eau de nappe: « dépollution

naturelle de la nappe », mais production de N2O, effet de serre et destruction de

l’ozone

• Eaux usées limitent l’alcalinisation des sols, ainsi que la dénitrification

• Eaux usées n’augmentent pas le stock de N dans le sol, nitrification et lessivage

des nitrates. Signature isotopique dans la nappe

• Les fertilisants minéraux ne contribuent pas à la contamination en nitrates de la

nappe

• Parmi les pesticides utilisés, le carbofuran, le methomyl, l’ethoprophos et le

dimethoate présentent des hauts risques de contamination de la nappe et

d’écotoxicité: A bannir. produit de remplacement: cypermethrine (autorisé)

• Les flux de pesticides sont très élevés et les doses d’application sont deux fois trop

concentrées. Certains pesticides très difficiles à analyser, Sénégal et Europe !