Département de génie rural

Impact sanitaire de l'utilisation d'eaux polluées en agriculture urbaine. Cas du maraîchage à Ouagadougou (Burkina Faso)

Cissé, Guéladio ; Maystre, Lucien Yves (Dir.)

Thèse Ecole polytechnique fédérale de Lausanne EPFL : 1997 ; no 1639.

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    In Ouagadougou and in many similar Sahelian cities, urban agriculture uses very often polluted water for irrigation of vegetables, including those that are likely to be eaten uncooked. As the pathogenic germs can survive long enough in water, soil and plants, this practice entails potential sanitary risks, particularly for farmers and their families. The potential of risks related to the use of sewage in agriculture is well known and sanitary instructions exist. However, there is no assessment of real risks within the context of sewage use on a small scale in small size plots, as it is the case in Ouagadougou, and common in Sahelian countries. The aim of the current thesis is to contribute to a better understanding of interactions between the environment and health. The specific objectives are: (i) - to assess incidence rates for diarrhoea In a period of two weeks and to assess prevalence rates for parasitic infections; (ii)- to assess relative risks and prevalence ratios among exposed groups and those of the population in general; (iii) - to assess levels of microbiological pollution of irrigation water, soils and vegetables; (iv) - to assess sociocultural factors and behavioural attitudes of the various actors; (v) - to assess environmental pollution at the level of residential areas; (vi)- to propose possible measures in order to reduce risks and to discuss their feasibility. The general approach that has been adopted is transdisciplinary, particularly with an epidemiological perspective associating microbiology, socio-anthropology, cartography and geomatics. The cartographical approach, with the assistance of geomatics made it possible (i) - to characterize residential areas in Ouagadougou according to pollution by refuse dumps and throwing out of sewage, (ii) - to locate market gardening sites in urban fabric, and (iii)- to assess the importance of exploited surfaces during the dry season, the cool season and the rainy season. Peripheral sectors are more polluted than central sectors. Variation in the total exploited surfaces between the cool season (December) and the dry season (April) is almost 85%. Six areas of market gardening represent in all seasons more than 55% of the total exploited surfaces. The majority of fanners in these 6 areas of market gardening live in 4 to 6 peripheral sectors (79% in 1992, 90% in 1995). The microbiological approach made it possible to monitor bacteriological (fecal coliforms) and parasitological (helminth and protozoan eggs) pollution in water, soils and plants. Water and soil samples have been taken in 4 market gardening areas which represent in all seasons between 49 and 56% of the exploited surfaces in the city; plant samples have been taken in the 4 areas of market gardening and in the central market of Ouagadougou. 668 samples of irrigation water, 247 samples of lettuce, 48 samples of carrots and 218 samples of soils have been analyzed between October 1993 and December 1995. The levels of bacteriological pollution for all types of water, most of the time, are above the thresholds recommended by WHO for the watering of vegetables that are likely to be consumed uncooked (1000 FC/100 ml). Water from canals or channels (Abattoir and Canal Central sites) prove to be more polluted, both bacteriologically and parasitologically, than the one from wells and dams (Boulmiougou and Tanghin sites). Lettuce from both market gardening sites and market has a bacteriological pollution that is beyond sanitary thresholds (100 FC/100 g), with higher levels in the market. A proportion of at least 10% of soil samples from paths are contaminated by parasites such as Ankylostomes, Ascaris and Anguillules. The market gardening sites which have the most polluted beds by parasites are those of Abattoir (79% of samples) and Canal Central (75%) which correspond to the sites with irrigation water that is also the most polluted. The socio-anthropological approach made it possible to gather ideas and beliefs of various actors in the chain of market gardening products (from producer to consumer) and to carry out direct observations about environmental factors as well as about practices in the various places in this chain. During the two years, 15 FGD (Focus Group Discussion) have been held with farmers, retailers, caterers and consumers. In 1995, 226 observations sessions have been held from 22 observation posts (5 market gardening sites, 3 markets, 3 caterers and 11 selected households). Whilst the environmental factors on market gardening sites are characterized by a high level of pollution, the behavioural attitudes of farmers during their activities, particularly walking barefoot, and expressed beliefs reveal a lack of awareness. The epidemiological approach made it possible to assess differences in incidence or prevalence rates between climatic seasons, between farmers and the general population, between market gardening sites, and between sexes, for diarrhoea, stomach aches and various parasitic infections. The data have been collected through households surveys and examinations in analysis laboratories of excreta and of households' drinking water. Three cross-sectional surveys with children as targets have been undertaken in 1994 (2 in the dry season and in the rainy season) and in 1995 (one at the end of the rainy season). Sample sizes were respectively 512, 599 and 3040 children aged between 0 and 4 full years and who have been weaned. During the third cross-sectional survey 208 adults, fathers or mothers of the surveyed children, have been also involved and water samples of 2996 households have been analyzed. A fourth cross-sectional survey dealt only with the group of market gardeners, with 191 adults, 97 children of farmers and 186 samples of households' drinking water. Differences are significant between the end of the rainy season and the two other seasons as far the diarrhoea and the main parasitic infections are concerned among the general population's children aged less than 5 years old. The incidence of two weeks' diarrhoea is very important in all seasons among the children of the general population (always > 30%) as well as among the children of market gardeners at the end of the rainy season (37.10 ± 9.61%). On the other hand, the incidence rate for two weeks' diarrhoea is low among adult farmers themselves at the end of the rainy season (6.30 ± 3.45%). The group of farmers, both children and adults, have in a very significant way higher prevalence rates than those of the general population as far as Ankylostoma are concerned (10.80 ± 6.68% against 1.40 ± 0.43% among children; 40.60 ± 7.38% against 14.90 ± 5.09% among adults). The difference between men and women is very significant for Ankylostoma among market gardeners (48.40% against 30.70%, PR= 1.58, p= 0.03). The epidemiological approach also made it possible to carry out a case-control analysis of diarrhoea among children of the general population aged less than 5 years old. The final logistic regression model draws a significant association (p < 0.05) between children's diarrhoea and 11 risk factors. These factors are related to either habitat conditions, or socio-economic conditions, or behavioural attitudes. The geomatic approach made it possible to disintegrate the main results of the epidemiological approach (as it has been done already for those of the cartographical approach) to present them at the sector level as thematic maps. The study leads to the formulation of recommendations in the area of (i)- actions and interventions; and (ii)- possibilities in research perspectives, regarding health and environment.
    A Ouagadougou, et dans beaucoup de villes similaires du Sahel, l'agriculture urbaine utilise très couramment des eaux polluées pour l'irrigation de légumes, y compris ceux susceptibles d'être consommés crus. Les agents pathogènes contenus dans ces eaux pouvant survivre suffisamment longtemps dans l'eau, dans le sol, et sur les plantes, cette pratique fait potentiellement courir des risques sanitaires, en particulier aux exploitants agricoles et à leur famille. Le potentiel de risques sanitaires associés à l'utilisation d'eaux usées en agriculture est bien reconnu, et des directives sanitaires existent. Cependant, il manque une évaluation des risques effectifs dans le contexte de l'utilisation des eaux usées à petite échelle, sur des exploitations de petite taille, comme c'est le cas à Ouagadougou, et courant dans les pays sahéliens. La présente thèse a pour but de contribuer à la compréhension des interactions entre l'environnement et la santé. Les objectifs spécifiques ont été: (i)- évaluer les taux d'incidence de la diarrhée sur deux semaines et les taux de prévalence des infections parasitaires; (ii)- évaluer les risques relatifs et les ratios de prévalence entre les groupes exposés et ceux de la population générale; (iii)- évaluer les niveaux de pollution microbiologique des eaux d'arrosage, des sols, et des légumes; (iv)- évaluer les facteurs socioculturels, et les comportements des différents acteurs; (v)- évaluer la pollution environnementale à l'échelle des secteurs de résidence; (vi)- proposer les mesures envisageables pour réduire les risques et discuter de leur faisabilité. L'approche générale adoptée a été transdisciplinaire, avec notamment une perspective épidémiologique associée à la microbiologie, la socio-anthropologie, la cartographie et la géomatique. La démarche cartographique, aidée par la géomatique, a permis (i)- de caractériser les secteurs de résidence de Ouagadougou selon la pollution par les dépôts d'ordures et les rejets d'eaux usées, (ii)- de positionner les sites de maraîchage dans le tissu urbain, et (iii)- d'évaluer l'importance des superficies exploitées en saison sèche, saison fraîche et saison des pluies. Les secteurs périphériques sont plus pollués que les secteurs centraux. La variation des superficies totales exploitées entre la saison fraîche (décembre) et la saison sèche (avril) est près de 85%. Six zones de maraîchage représentent en toutes saisons plus de 55% des superficies totales exploitées. Les exploitants de ces 6 zones de maraîchage résident en majorité dans 4 à 6 secteurs périphériques (79% en 1992, 90% en 1995). La démarche microbiologique a permis de suivre la pollution bactériologique (coliformes fécaux) et parasitologique (oeufs d'helminthes et protozoaires) des eaux, des sols, et des végétaux. Les eaux et les sols ont été prélevés sur 4 zones de maraîchage représentant, en toutes saisons, entre 49 et 56% des superficies exploitées de la ville; les végétaux ont été prélevés sur les 4 zones de maraîchage et sur le marché central de Ouagadougou. D'octobre 1993 à décembre 1995, 668 échantillons d'eaux d'arrosage, 247 échantillons de laitue, 48 échantillons de carottes, et 218 échantillons de sols ont été analysés. Les niveaux de pollution bactériologique, pour tous les types d'eau d'arrosage sont dans la plupart du temps plus élevés que les seuils recommandés par l'OMS pour l'arrosage de légumes susceptibles d'être consommés crus (1000 CF/100 ml). Les eaux de canaux ou de rigoles (sites d'Abattoir et de Canal central) s'avèrent plus polluées aussi bien bactériologiquement que parasitologiquement que celles des puits et des barrages (sites de Boulmiougou et de Tanghin). La laitue aussi bien sur les sites de maraîchage qu'au marché présente une pollution bactériologique dépassant les seuils sanitaires (100 CF/100 g), les niveaux étant plus importants au marché. Une proportion d'au moins 10% des échantillons des sols des allées ont une contamination par des parasites tels que les Ankylostomes, les Ascaris et les Anguillules. Les sites de maraîchage ayant les sols des planches les plus pollués par des parasites sont ceux d'Abattoir (79% des échantillons), et de Canal central (75%). qui correspondent aux sites dont les eaux d'arrosage sont aussi les plus polluées. La démarche socio-anthropologique a permis de recueillir les idées et croyances des différents acteurs dans la chaîne des produits maraîchers (du producteur au consommateur), et de procéder à des observations directes des facteurs environnementaux ainsi que des pratiques sur les différents lieux de cette chaîne. Sur les deux années, 15 FGD (Focus Group Discussion) ont été organisés avec des exploitants, des revendeurs, des traiteurs, et des consommateurs. En 1995, sur 22 postes d'observations (5 sites de maraîchage, 3 marchés, 3 traiteurs et 11 ménages sentinelles), 226 séances d'observations ont été effectuées. Alors que les facteurs environnementaux sur les sites de maraîchage sont caractérisés par une forte pollution, les comportements observés des exploitants dans leurs activités, notamment la marche pieds nus, et les croyances émises reflètent une insuffisance de prise de conscience. La démarche épidémiologique a permis d'évaluer les différences des taux d'incidence ou de prévalence entre les saisons climatiques, entre les exploitants et la population générale, entre les sites de maraîchage, et entre les sexes pour les diarrhées, les douleurs abdominales et les principales infections parasitaires. Les données ont été recueillies en effectuant des enquêtes ménages, et des analyses aux laboratoires des selles et de l'eau de boisson des ménages. Trois enquêtes transversales ciblant les enfants ont été effectuées en 1994 (deux, en saison sèche et en saison des pluies) et en 1995 (une, en fin de saison des pluies). Les tailles d'échantillons ont été respectivement de 512, 599, et 3040 enfants âgés de O à 4 ans révolus et sevrés. Lors de la troisième enquête transversale, 208 adultes, pères ou mères d'enfants enquêtés ont été aussi concernés, et les échantillons d'eau de boisson de 2996 ménages ont été analysés. Une quatrième enquête transversale a concerné uniquement le groupe des maraîchers, avec 191 adultes, 97 enfants d'exploitants et 186 échantillons d'eau de boisson des ménages. Les différences sont significatives entre la fin de saison des pluies et les deux autres saisons pour les diarrhées et les principales infections parasitaires chez les enfants de moins de 5 ans de la population générale. L'incidence sur deux semaines des diarrhées est très importante en toutes saisons chez les enfants de la population générale (toujours > 30%), ainsi que chez les enfants des maraîchers en fin de saison des pluies (37.1O±9.61%). Par contre, le taux d'incidence sur deux semaines de la diarrhée est faible chez les exploitants adultes eux mêmes en fin de saison des pluies (6.3±3.45%). Le groupe des exploitants, aussi bien les enfants que les adultes, présentent de manière significative des taux de prévalence supérieurs à ceux de la population générale pour les Ankylostomes (10.80±68% contre 1.40±0.43% entre les enfants; 40.60±7.38% contre 14.90±5.09% entre les adultes). La différence entre hommes et femmes pour les Ankylostomes est significative chez les exploitants maraîchers (48.40% contre 30.70%, RP= 1.58, p=0.03). La démarche épidémiologique a permis aussi d'effectuer une analyse cas-témoins sur la diarrhée chez les enfants de moins de 5 ans de la population générale. Le modèle final de régression logistique établit une association significative (p<0.05) entre la diarrhée des enfants et 11 facteurs de risque. Ces facteurs sont relatifs soit aux conditions d'habitat, soit aux caractéristiques socioéconomiques, soit à des comportements. La démarche géomatique a permis de désagréger les principaux résultats de la démarche épidémiologique (comme déjà fait pour ceux de la démarche cartographique), pour les présenter à l'échelle du secteur, sous forme de cartes thématiques. L'étude conduit à formuler des recommandations en matière (i)- d'actions et d'interventions; et (ii)- de possibilités en perspectives de recherches, dans les domaines de l'environnement et de la santé.