Evaluation des dangers écologiques générés par les effluents liquides urbains sur l'écosystème de la baie de Port-au-Prince : Première approche méthodologique

1. Evaluation sommaire des dangers écologiques des effluents liquides urbains de Port-au-Prince

L'exposition des organismes aquatiques aux eaux usées polluées génère un danger lié à la présence de substances toxiques, ces derniers peuvent provoquer des effets néfastes sur l'environnement et les espèces vivantes (Rivière, 1998). En effet, la notion de danger est liée à la possibilité pour une substance, du fait de ses caractéristiques ou de ses propriétés intrinsèques, de provoquer des dommages aux personnes, aux biens, à l'environnement, dans des conditions déterminées d'exposition (Razafindradtandra et Seveque, 1998).

Les eaux usées urbaines (Streck et Richter, 1997) et les eaux pluviales (Valiron et Tabuchi, 1992; Lassabatère, 2002) sont chargées en différents polluants (anions, cations, métaux lourds, polluants organiques, etc.). Dans de telles mixtures, les métaux lourds sont présents sous la forme dissoute (cations libres ou complexés) et sous forme particulaire, i.e., liés aux particules en suspension (Artières, 1987).

Partout dans le monde, le principe de précaution prédomine dans l'évaluation du caractère dangereux des rejets et des effluents, ce principe consiste à réduire la teneur des polluants ou substances indiquée dans les permis de rejet (Kinnersley, 1990). La directive des commissions européennes 98/15/EEC (1998) propose une valeur seuil pour des rejets d'eaux usées dans tous les états membres de l'union européennes. En Haïti, il n'existe pas de lois régissant la limite d'émission de polluants dans les eaux usées ; les valeurs limites fixées par la législation française ont été considérées dans cette étude pour estimer les dangers générés par les eaux usées urbaines de Port-au-Prince sur l'écosystème de la baie.

Les principaux paramètres sélectionnés pour l'évaluation sommaire des dangers lies aux eaux usées urbaines sont : OD, DCO et métaux lourds (cadmium, chrome, cuivre, nickel, plomb et zinc).

Des concentrations en OD inférieures à 5 mgO₂/L peuvent indiquer la présence de polluants anthropiques qui affectent les organismes dans le milieu naturel par le biais des eaux usées. DCO, un polluant non-conventionnel, est parfois utilisé pour caractériser de façon globale les concentrations des polluants organiques. Cette mesure correspond à une estimation des matières oxydables dans les eaux usées, organiques et inorganiques (Rodier et al., 1996). DCO peut aussi fournir des informations sur la présence des substances organiques qui ne peuvent être oxydés biologiquement en conditions aérobies (U.S. EPA, 1993). La plupart des métaux, (Cd, Pb, et Hg) sont très toxiques et bioaccumulatifs (Förstner et Wittman, 1979 ; Nriagu, 1987).

La démarche élaborée pour l'évaluation des dangers liés aux effluents du canal Bois de Chêne (figure 3) est basée sur une caractérisation de ces effluents en fonction de leur composition chimique (Mesure des paramètres globaux et des polluants minéraux).

Les résultats obtenus pour la caractérisation chimique (CC) des ELPAP sont comparés aux valeurs seuils (VS) établies pour la régulation des rejets. La législation française (MATE, 1998) fixe des valeurs limites pour les paramètres sélectionnés : DCO (125mg/L) ; Cd (0.2 mg/L) ; Zn (2 mg /L) ; Cr, Ni et Pb (0,5 mg/L). Pour le rapport Cp/V_S > 1 (Cp : Concentration du paramètre ; V_S : Valeur seuil), Pour des concentrations supérieures aux valeurs seuils, la démarche indique la présence de substances dangereuses dans les effluents, lesquelles peuvent altérer l'organisation et la structure des organismes aquatiques dans l'écosystème de la baie. Dans ces conditions, la démarche recommande l'estimation de l'index de biodégradabilité des eaux usées en utilisant le rapport DCO/COT, dans le cas où ce rapport est supérieure à 3, la démarche indique la présence massive de substances difficilement ou non dégradables et suggère une évaluation détaillée des dangers générés par les ELPAP.

Figure 3 : Démarche élaborée pour l'évaluation des dangers environnementaux des ELPAP

La conservation de l'équilibre biologique de l'écosystème naturel contre les eaux usées urbaines brutes peut, dans une première approche, être évaluée par le biais des études de biodégradabilité des polluants contenus dans les effluents. La notion de biodégradabilité des substances organiques est présentée comme une fonction de la vitesse et de l'état complet de sa dégradabilité par les microorganisms (Sponza, 2003). Alors, les rapports DBO₅/DCO et DCO/COT sont en général utilisés pour analyser la capacité de dégradation des substances organiques. Dans cette étude, la mesure de DBO₅ n'est pas prise en compte. En effet, la détermination analytique de la DBO met en évidence la quantité d'oxygène nécessaire aux bactéries pour stabiliser les matières organiques dans des conditions aérobies (Sawyer et al., 2002). La DBO peut fournir de très bonnes informations sur la présence des matières organiques contenues dans une mixture, toutefois elle n'est pas un bon indicateur pour la présence de toutes les substances toxiques (U.S. EPA, 1998b). Puisque, les eaux usées urbaines sont riches en métaux lourds, lesquels sont très toxiques vis-à-vis des microorganismes (Académie des Sciences, 1998), le rapport DCO/COT a été retenu pour l'étude de l'index de biodégradabilité.

Gray et Becker (2002) ont proposé une équation semi-empirique pour déterminer le rapport entre la DCO exprimée en mg O₂/L et le COT en mg C/L (DCO = 2.67 COT). Autres informations rapportées dans la littérature donnent un rapport DCO/COT égal à 3 souvent rencontré dans l'étude de la biodégradabilité de plusieurs eaux usées (Seiss et al., 2001), un rapport de 3 a été retenu comme la valeur seuil dans la démarche proposée.