Geochemical modeling of the leaching behavior of municipal solid waste bottom ash.

Mineral trace elements (MTE) constitute an environmental restriction on the recycling of municipal solid waste incineration-bottom ash (MSWI-BA). The study of the speciation of MTE and the factors that control their release allows to predict their behavior under different environmental conditions and, consequently, suggest different actions to expand the management of MSWI-BA.A geochemical modeling led to a better understanding of the speciation of MTE. In this study, target elements were barium, copper, lead, nickel and zinc and the factors that control their release were identified.The results show that the leaching of metals as a function of pH mainly depends on the mineralogical phases. On the other hand, the organic matter has an influence in the leaching of MTE (for Ni, Cu and Pb notably); organic matter presents adsorbent or complexation properties. Les éléments traces métalliques (ETM) constituent une restriction environnementale pour le recyclage des mâchefers d'incinération des déchets non dangereux (MIDND). L'étude de la spéciation des ETM et des facteurs qui contrôlent leur mobilité permet de prédire le comportement des MIDND dans différentes conditions environnementales et de suggérer ensuite des actions pour élargir leur gestion. Une modélisation géochimique des MIDND a permis de mieux comprendre la spéciation des ETM. Dans cette étude, les éléments ciblés étaient le baryum, le cuivre, le plomb, le nickel et le zinc et les facteurs qui régissent leur mobilité ont été définis. Les résultats montrent que la lixiviation des métaux en fonction du pH dépend principalement des phases minéralogiques ; la matière organique joue également un rôle en tant qu'adsorbant ou complexant dans la lixiviation de certains éléments (Ni, Cu et Pb, notamment). Mots-clés Mâchefers d'incinération des déchets non dangereux (MIDND), éléments traces métalliques, capacité de neutralisation acide, modélisation géochimique, PhreeqCI.

Socioeconomic impacts of sand harvesting along the Sanaga River in Nkol’Ossananga locality (Yaoundé-Cameroon): a vision toward a mechanized operation for sustainable exploitation

This paper presents the impacts of Nkol’Ossananga sand harvesting on social live and local economy based on field investigations and data analysis. Laboratory analysis of sand samples from the site has shown that the cleanliness of the Nkol’Ossananga sand nears 100%. This means that Nkol’Ossananga sand is pure and clean, most appropriate for house constructions and building engineering. The activity produces incomes to all actors of the chain value and government. Incomes generated are used by artisans to build their houses, buy some electronic devices, and take care of their families or to capitalize in their business investigation. In spite of the positive impacts presumed, Nkol’Ossananga sand harvesting also stands as the origin of many negative impacts including cultural brewing, delinquency, precocious abandon of studies and abandon of agriculture. The exploitation is done with rudimentary tools and poor technics thereby exposing artisans to several risks and illnesses. For sustainable exploitation, a mechanized operation has to be implemented. This kind of exploitation is the one that will improve the working conditions, increase production and incomes of workers as similar as that of government, and also reduces negative environmental impacts. Key words: Nkol’Ossananga sand, rudimentary tools and poor technics, incomes, negative impacts, sustainable exploitation, mechanized operation. Cet article présente les impacts sociaux et économiques de l’exploitation artisanale du sable de Nkol’Ossananga sur la base d’enquêtes de terrain et d’analyses de données. L’analyse en laboratoire des échantillons de sable collectés sur le site a montré que la propreté du sable de Nkol’Ossananga avoisine 100%. Ce qui signifie que le sable de Nkol’Ossananga est approprié pour le BTP et le génie civil. L'activité génère des revenus importants à tous les acteurs de la chaîne de production et le gouvernement. Les revenus générés sont utilisés par les artisans pour se faire construire leur maison d’habitation, acheter des appareils électroniques, prendre soin de leur famille ou alors sont capitalisés dans le commerce. Malgré les impacts positifs susmentionnés, l’exploitation artisanale du sable de Nkol’Ossananga est également source du brassage culturel, de la délinquance juvénile et de l’abandon précoce des études. Pour une exploitation durable, l’exploitation semi-mécanisée est envisageable. Ce type d'exploitation est celui qui pourra améliorer les conditions de travail des artisans, augmenter leur production et leurs revenus au même titre que ceux du gouvernement, et réduira par ricochet les impacts négatifs.

Onsite sanitation and quantification of faecal sludge in the city of Yaoundé in Cameroon

This study aims to describe the onsite sanitation and the quantification of faecal sludge in the city of Yaoundé. The city of Yaoundé, The population of Yaoundé City is about 3.1 million inhabitants in 2018 , will reach 4.7 million in 2030 with an average annual growth rate of 3.5%. The city of Yaoundé is dominated by an autonomous sanitation system which is used by 99% of households. Domestic wastewater of the city is mainly dealt through on-site sanitation systems represented by septic tanks, traditional pit latrines, ventilated improved pit latrines, etc A survey was carried out among 1100 households in the city of Yaoundé. The choice of household to be surveyed was made according to the stratified sample method. It is reviewed, the methods of quantification of existing used sludge, in order to choose a method adapted to the context of the city of Yaoundé. Several criteria are analyzed to access to the sludge produced by households: the existence or not of roads, their state of deterioration, the types of sanitation structure, the position of the structure in relation to the waterways, etc. Among the methods for quantifying the sludge explored, we found that "the specific production method" is more adapted in the context. But this method has been revised in order to integrate the analyzing elements on the accessibility of the facilities. The application of the method used has been done on 120 pit emptying during two months (june and july 2018). The choice of these pits as been done hazardly on the potential of 600 pit emptying in the city of Yaoundé during this period. The accumulation rate of faecal sludge in the city of Yaoundé is of 0.356 l/hab/jour for septic tanks and of 0.21 l/hab/jour for pit latrines. It equally varies according to the luxury of the habitat. At the scale of the city, in 2018, 41% of single pits and 84% of septic tanks can be drained by trucks. The interval between two emptying is of 7 years for septic tanks and 10 years for pit latrines. Finally, the city of Yaoundé produces 2018, 283 175 m3 of faecal sludge per year, thus 51.7% can be drained by truck (146 514 m3), either 401 m3/jour. Only 52.4% are collected and (210 m3/jour) and sent-on the site of unloading of NOMAYOS. La présente étude porte sur le traitement sur l’assainissement dans la parcelle et la quantification des boues de vidange dans la ville de Yaoundé. La population de la ville de Yaoundé 3,1 millions d’habitants en 2018, atteindra 4,7 millions en 2030 avec un taux de croissance moyen annuel de 3,5%. La ville de Yaoundé est dominée par un système d’assainissement autonome qui est utilisé par 99% des ménages. Les eaux usées domestiques de la ville sont principalement traitées par des systèmes d'assainissement autonomes représentés par des fosses septiques, des latrines à fosse traditionnelles, des latrines à fosse améliorée ventilées, etc. Une enquête a été effectuée auprès de 1100 ménages de la ville de Yaoundé. Le choix de ménage à enquêter a été faite selon la méthode stratifiée. Il est passé en revue, les méthodes de quantification des boues de vidange utilisées existantes, afin de choisir une méthode adaptée au contexte de la ville de Yaoundé. Plusieurs critères sont analysés pour évaluer l’accès aux boues produites par les ménages : l’existence ou non de voirie, leur état de dégradation, les types de l’ouvrage d’assainissement, la position de l’ouvrage par rapport aux voies d’accès etc. pour la quantification des boues de vidange. Parmi les méthodes de quantification des boues de vidanges explorées, nous avons trouvé que « la méthode production spécifique » est plus adaptée au contexte. Mais cette méthode a été revue afin d’intégrer les éléments d’analyse sur l’accessibilité des ouvrages d’assainissement. L’application de la méthode retenue a été faite sur 120 ouvrages d’assainissement vidangés entre Juin et juillet 2018, choisis au hasard sur le potentiel de 600 ouvrages vidangés dans la ville de Yaoundé pendant cette période. Le taux d’accumulation des boues de vidange dans la ville de Yaoundé est de 0,356 l/hab/jour pour les fosses septiques et 0.21 l/hab/jour pour les latrines. Il varie également en fonction de standing de l’habitat. A l’échelle de la ville, 41% des fosses uniques et 84% des fosses septiques peuvent être vidangées par camion. L’intervalle entre deux vidanges est de 7 ans en moyenne pour les fosses septiques et 10 ans pour les latrines. Au final, la ville de Yaoundé produit en 2018, 283 175 m3 de boues de vidange par an, dont 51,7% peuvent être vidangés par camion (146 514 m3), soit 401 m3/jour. Seuls 52,4% de la quantité vidangeable, sont collectés en 2018 (210 m3/jour) et acheminés sur le site de dépotage de NOMAYOS.

Implementation of participatory pre-collection in the sustainable management of household solid waste: case of the district of Douala V in Cameroon

EPI sciences The main objective of this study in the district of Douala V is to set up participatory pre-collection of household solid waste which, by protecting the environment, promotes the recovery of this waste. More specifically, the aim was to make an inventory of solid waste management, to raise awareness of households on participatory pre-collection, to describe the technical organization of the service and to evaluate the parameters of financial analysis for a pre-collection activity. To do this, available documents, direct observations, interviews and survey form were used. The main results of this study showed that the daily production or ratio of one inhabitant of Douala V is 1.05kg/hab/jour; the annual production is estimated at 363,870 tons. The low collection rate of about 23% was observed. With regard to household sensitization, 43% of the households surveyed are willing to pay for the pre-collection service and 52% are against and 5% are uninformed. The provisional financial analysis is based on one year; the investment cost is estimated at 3 327 400 CFA (5079 €). Overall, it appears that the solid waste collection rate in Douala V is below average, so it appears that pre-collection and recovery of household solid waste have a major role to play in the solid waste management system. Cette étude déroulée dans l’arrondissement de Douala V a pour objectif principal de mettre sur pied la pré-collecte participative des déchets solides ménagers qui en protégeant l’environnement, favorise une valorisation de ces déchets. Il s’agissait plus spécifiquement de faire un état de lieux de la gestion des déchets solides, de sensibiliser les ménages sur la pré-collecte participative, décrire l’organisation technique du service et d’évaluer les paramètres d’analyse financière pour une activité de pré-collecte. Pour ce faire, des documents disponibles, observations directes, entretiens et fiche d’enquête ont été utilisés. Les principaux résultats de cette étude ont montré que la production journalière ou ratio d’un habitant de Douala V est de 1,05kg, la production annuelle est estimée à 363 870,45 tonnes. Le taux de collecte faible d’environ 23%. Pour ce qui est de la sensibilisation des ménages, 42,66% des ménages enquêtés sont prêts à payer pour le service de pré-collecte et 52,33% sont contre et 5% sont sans avis. L’analyse financière prévisionnelle est basée sur une année, le coût d’investissement s’estime à deux mille huit cent quatre-vingt-onze Euro (2 891 Euro). Il ressort globalement que le taux de collecte des déchets solides à Douala V est en dessous de la moyenne, il apparait donc que la pré-collecte et la valorisation des déchets solides ménagers ont un rôle majeur à jouer dans le système de gestion des déchets solides.

State of trace element contamination of sediments from the Nangbéto hydroelectric dam lake (Togo)

The Nangbéto hydroelectric dam lake, which is a spillway for agricultural input residues, urban and industrial effluents present in the Mono basin, is exposed to all forms of pollution. The aim of this work is to estimate the content of seven trace elements present in the sediments of the aforementioned lake in order to assess the ecological risk incurred by the aquatic biocenosis and therefore by man. Forty-two sediment samples (21 per season) are realized in different areas of the Lake. Cd, Pb, Ni, Cu, Cr, As and Hg are measured out in the sediments by the flame atomic absorption spectrophotometer in these pre-mineralized samples. The results show average contents varying from the lowest level 0.04 mg / kg for Hg to the highest 12.15 mg / kg for Cu in the rainy season and from 0.03 mg / kg for Hg and for As to 9.14 mg/kg for Cu in the dry season. All of these values are below Canadian sediment quality standards. The strongest average geoaccumulation indices (Igeo) are obtained for Pb with values less than 2. The mean values of the contamination factor (FC) are less than 1. The mean indices of contamination (Im) are less than 2, threshold d 'an onset of polymetallic contamination. The ecological risk (Ri) in relation to the contamination of the sediments of the Lake with trace elements is low in any season (Ri <40) and this implies a low risk of contamination of the biocenosis. However, the present study only deals with metallic trace elements. It does not take into account other pollutants, nor the potential "cocktail" effects between them. Additional work should therefore be continued in this direction to consolidate the low risk recorded for the biocenosis. Le Lac du barrage hydroélectrique de Nangbéto qui constitue un déversoir des résidus des intrants agricoles, des effluents urbains et industriels présent dans le bassin du Mono est exposé à toutes formes de pollution. Le but de ce travail est de quantifier les teneurs de sept (7) éléments traces dans les sédiments dudit Lac afin d’évaluer le risque écologique encouru par la biocénose aquatique et partant par l’homme.Quarante-deux (42) échantillons de sédiments (21 par saison) sont échantillonnés dans différentes zones du Lac. Le Cd, Pb, Ni, Cu, Cr, As et Hg sont dosés dans les sédiments par le spectrophotomètre d’absorption atomique à flamme dans ces échantillons minéralisés. Les résultats montrent des teneurs moyennes variant de la plus faible teneur 0,04mg/kg pour le Hg à la plus forte (12,15mg/kg) pour le Cu en saison pluvieuse et de 0,03 mg/kg pour le Hg et pour l’As à la plus forte (9,14 mg/kg) pour le Cu en saison sèche. Toutes ces valeurs sont inférieures aux normes canadiennes de qualité des sédiments. Les plus forts indices de géoaccumulation (Igeo) moyens sont obtenus chez le Pb avec des valeurs inférieures à 2. Les valeurs moyennes de facteur de contamination (FC) sont inférieures à 1. Les indices moyens de contamination (Im) sont inférieurs à 2, seuil d’un début de contamination polymétallique. Le risque écologique (Ri) par rapport à la contamination des sédiments du Lac en éléments traces est faible en toute saison (Ri < 40) et cela implique un faible risque de contamination de la biocénose. La présente étude ne porte toutefois que sur les éléments traces métalliques. Elle ne tient compte ni des autres polluants, ni des effets "cocktail" potentiels entre eux. Un travail complémentaire devra donc être poursuivi dans ce sens pour consolider le faible risque enregistré pour la biocénose.

Phosphatation de résidus minéraux

The incineration of municipal solid waste generates mineral residues which contain soluble chlorides and heavy metal pollutants. The mineral residue is currently landfilled after a cement solidification. An alternative treatment, the new patented by Solvay process uses phosphoric acid to stabilise mineral residue by the formation of stable minerals such as calcium phosphates which are insoluble in natural environments and can incorporate heavy metals inside their crystalline structure. Two different water-washed municipal solid waste incinerator mineral residues are investigated during the phosphate treatment. Phosphoric acid reacts exothermically with mineral residues with rapid kinetics of the dissolution-precipitation type. Second order rate is observed with respect to the phosphate concentration and activation energies for the phosphate reaction are found to be small (near 20 kJ/mol). Mineral residues react with phosphoric acid mainly as calcium carbonate does. Precipitated amorphous calcium phosphates coat the more inert particles (silicoaluminates, silicates, and calcium sulphates…). The two mineral residues with different compositions show similar behaviour. This indicates the phosphate stabilisation procedure can be widely applied. This chemical treatment can be considered as a first essential step in the effective insolubilisation of extractable trace heavy metals in a mineral material that could find in the future an beneficial reuse after further processing as secondary raw material. Solvay a breveté un nouveau procédé de stabilisation de résidus minéraux contaminés par des métaux lourds et des composés organiques dont l’une des étapes fondamentales est le traitement chimique à l’acide phosphorique. Son objectif est de former des phosphates de calcium de grande stabilité chimique et thermique, capables d’incorporer dans leur structure cristalline les métaux lourds. L’étude de la cinétique de phosphatation montre que la réaction est exothermique. Les phosphates calciques formés enrobent les particules les plus inertes. L’énergie d’activation faible (20 kJ/mol), caractéristique d’une réaction acide-base, est proche de celle de la réaction avec le carbonate de calcium. Les expérimentations menées et les paramètres observés indiquent que la phosphatation peut être généralisée pour tous les résidus minéraux et constituer une première étape dans l’insolubilisation effective des métaux lourds. Ceci permet d’envisager pour le futur une possible revalorisation des résidus minéraux phosphatés et calcinés comme matière première secondaire.