Contribution à l’étude de la pollution particulaire de l’air en milieu urbain: « Cas des PM2,5 et PM10 le long de la route Kasapa, dans la Ville de Lubumbashi, en R.D. Congo »

Contribution to the study of particulate air pollution in urban areas: « Case of PM2.5 and PM10 along the Kasapa road, in the City of Lubumbashi, in R.D. Congo »

Authors

  • Mpoyo Kumwimba Paul-Didi
  • Dembo Emongo Claudine
  • Muyumba Nonga Welcome
  • Nsenga Nkulu Salvatore
  • Zeka Mujinga Léon
  • Kalonda Mutombo Emery
  • Banza Lubaba Nkulu Celestin
  • Kyona wa Nsanga

DOI:

https://doi.org/10.46932/sfjdv2n3-026

Keywords:

Pollution PM, Rayons laser, ICP MS, Route Kasapa, Lubumbashi

Abstract

Résumé

La ville de Lubumbashi en République Démocratique du Congo (R.D. Congo), comme la plupart des villes africaines est confrontée à une démographie galopante avec un accroissement d’activités anthropiques dont le trafic routier qui, à côté de l’industrie, est souvent pointé du doigt comme émetteur des polluants atmosphériques, notamment les matières particulaires (PM) (1–4).

Plusieurs études ont prouvé que lors de leurs émissions dans l’atmosphère, les PM peuvent véhiculer des nombreuses substances toxiques comme les éléments traces métalliques (ETM)(5–7). Leur toxicité est également liée à leur taille qui favorise leur pénétration dans le système respiratoire. Une relation claire a également été observée entre l’exposition aux PM, la survenance des divers effets sanitaires(7)

Afin de parvenir à mettre sur pied des politiques de surveillance, de prévention et de réduction de leurs émissions; l’étude de la concentration des PM dans l’atmosphère, des causes de leurs toxicités et de leurs impacts sanitaires s’avère indispensable. L’objectif de ce travail est donc d’étudier la variation, d’une part, de la concentration des matières particulaires PM2,5 et PM10 définies comme l’ensemble des particules dont la taille est inférieure à, respectivement 2,5 et 10 micromètres(4) dans l’atmosphère, et d’autre part, la variation de la concentration de certaines substances toxiques, notamment les ETM dans les dépôts atmosphériques solides, susceptibles d’accentuer leur toxicité(3,5). Les analyses chimiques effectuées par ICP sur les échantillons des dépôts atmosphériques solides (poussières), celles des échantillons des pneus et des plaquettes de freins; se sont concentrées sur le cuivre (Cu), le cadmium (Cd), le zinc (Zn), le Nickel (Ni).et le plomb (Pb)à l’exception du fer (Fe) qui n’a été analysé que dans les dépôts atmosphériques solides Notre étude a été réalisée le long de la route Kasapa, longue d’environ 5 km (Figure 1), elle est l’une des routes ayant un grand  trafic automobile:

Les résultats obtenus montrent une présence des PM10 et PM2,5 à des valeurs supérieure à la norme de l’OMS sur toutes les 5 stations. L’analyse des ETM dans les dépôts atmosphériques solides a révélé une présence remarquable du Cd, Ni, Cu, Fe, Zn et du Pb; quant à celle effectuée sur les pneus et les plaquettes des freins, nous avons trouvé des fortes concentrations en Cu, Zn, Cd, Ni, et Pb.

Ces résultats nous ont amené à conclure qu’il y a pollution particulaire le long de la route Kasapa, et le trafic routier en est l’une des causes majeure suite à la remise en suspension, l’abrasion des pneus et l’usure des plaquettes de freins dont la composition chimique en ETM accentue la toxicité de PM.

 

ABSTRACT

The city of Lubumbashi in the Democratic Republic of Congo (D.R. Congo), like most African cities, is confronted with a galloping demography with an increase in anthropic activities including road traffic which, alongside industry, is often singled out as an emitter of atmospheric pollutants, particularly particulate matter (PM) (1-4).

Several studies have shown that when emitted into the atmosphere, PM can carry numerous toxic substances such as trace metal elements (TMEs)(5-7). Their toxicity is also related to their size which favors their penetration into the respiratory system. A clear relationship has also been observed between PM exposure and the occurrence of various health effects(7)

In order to set up policies for monitoring, prevention and reduction of their emissions, it is essential to study the concentration of PM in the atmosphere, the causes of their toxicity and their health impacts. The objective of this work is therefore to study the variation, on the one hand, of the concentration of particulate matter PM2.5 and PM10 defined as all the particles whose size is respectively lower than 2.5 and 10 micrometers(4) in the atmosphere, and on the other hand, the variation of the concentration of certain toxic substances, in particular the ETM in the solid atmospheric deposits, likely to accentuate their toxicity(3, 5). The chemical analyses carried out by ICP on the samples of solid atmospheric deposits (dust), those of the samples of tires and brake pads; concentrated on copper (Cu), cadmium (Cd), zinc (Zn), nickel (Ni) Our study was carried out along the Kasapa road, which is about 5 km long (Figure 1), and is one of the roads with a lot of traffic:

The results obtained show the presence of PM10 and PM2.5 at values higher than the WHO standard at all 5 stations. The analysis of TMEs in solid atmospheric deposits revealed a remarkable presence of Cd, Ni, Cu, Fe, Zn and Pb; as for the one carried out on tires and brake pads, we found high concentrations of Cu, Zn, Cd, Ni, and Pb.

These results led us to conclude that there is particulate pollution along the Kasapa road, and road traffic is one of the major causes following the resuspension, abrasion of tires and wear of brake pads whose chemical composition in TME accentuates the toxicity of PM.

Published

2021-07-13