Implication de la relation sol plante pour l'évaluation des risques de contamination de la chaîne alimentaire par les éléments traces métalliques à Lubumbashi (République Démocratique du Congo)

Abstract

The province of Haut-Katanga is one of the regions in the world that has experienced intense mining activity. This activity had high negative consequences on the environment, characterized by a high contamination of the soils around the mining and industrial areas. Thus, the objective of this work is to evaluate the heavy metal content in fruits and leaves of three tree species (Mangifera indica, Persea americana and Syzygium guineense) installed on polluted and unpolluted soils at the Penga Penga and Kalebuka districts in Lubumbashi. For each site, we collected 30 soil samples and 30 leaf and fruit samples respectively. Metal concentrations were analyzed in the leaves and fruits of the trees and in the soil collected from the base of each tree species. Soil from Penga Penga contained significantly higher levels of Cu, Zn, and Pb than soil from Kalebuka and references from the region. Although the metal content was generally higher in tree organs at Penga Penga, in some particular cases (Co: leaves, Co, Cu, As : fruits) it was similar or even higher at Kalebuka. Leaves of P. americana had a higher metal concentration at both sites, while for fruits the difference between species was specific for metals. Both fruits and leaves had significantly higher cobalt concentrations (2.5-8 mg kg-1) than the acceptable limit in fruits and vegetables (1 mg kg-1). After calculation of the bioconcentration factor (BCF), all the species had values lower than 1. These results suggest that the species do not accumulate trace metals but exclude them which is a good answer to the criteria of candidate species for phytostabilization of highly trace metal contaminated areas.

La province du Haut-Katanga est l'une des régions au monde qui a connu une activité minière intense. Cette activité a entraîné des conséquences négatives très importantes sur l'environnement et caractérisées par une forte contamination des sols autour des zones minières et industrielles. Ainsi, l'objectif de ce travail est d'évaluer la teneur en métaux lourds des fruits et feuilles de trois espèces d’arbres (Mangifera indica, Persea americana et Syzygium guineense) installées sur des sols pollués et non pollués dans les quartiers de Penga-Penga et Kalebuka à Lubumbashi. Pour chaque site, nous avons collecté 30 échantillons de sol et 30 échantillons de feuilles et de fruits respectivement. Les concentrations de métaux ont été analysées dans les feuilles et les fruits des arbres et dans le sol prélevé au pied de chaque espèce d’arbre. Le sol de Penga Penga contient des teneurs en Cu, Zn et Pb largement plus élevée que celui de Kalebuka et les références de la région. Bien que la teneur en métaux fût globalement plus élevée dans les organes des arbres à Penga Penga, dans certaines particularités (Co : feuilles, Co, Cu, As : fruits) celle-ci était similaire, voir élevée à Kalebuka. Les feuilles de P. americana ont eu une concentration en métaux plus élevée dans tous les deux sites, alors que pour les fruits la différence entre espèce était spécifique aux métaux. Les fruits et les feuilles présentaient des concentrations en cobalt largement plus élevées (2,5 à 8 mg kg–1) que la valeur acceptable dans les fruits et légumes (1 mg kg–1). Après le calcul du facteur de bioconcentration (FBC), les espèces ont toutes donné des valeurs inférieures à 1. Ces résultats suggèrent que les espèces n'accumulent pas les éléments traces métalliques, mais les excluent ce qui est une bonne réponse aux critères des espèces candidates à la phytostabilisation des zones hautement contaminées métaux traces.