Experimental Assessment and Modeling of Heavy Metal Bioaccumulation by Eichhornia crassipes in Mining-Polluted Waters of Côte d’Ivoire

Abstract

L’exploitation illégale de l’or en Côte d’Ivoire a entraîné une grave contamination des écosystèmes aquatiques par des métaux lourds, menaçant l’environnement et la santé humaine. Cette étude a évalué expérimentalement la capacité de bioaccumulation d’Eichhornia crassipes pour six métaux (Pb, Cd, Zn, Cu, As, Hg) dans des conditions de pH et d’exposition contrôlées. Des expériences en microcosme ont révélé une absorption maximale des métaux à un pH de 6,03, avec des facteurs de bioaccumulation supérieurs à 1 pour tous les métaux, confirmant le potentiel de phytoremédiation de la plante. L’analyse temporelle a montré une adsorption rapide pendant les quatre premières semaines, suivie d’une saturation, les modèles cinétiques de pseudo-second ordre fournissant le meilleur ajustement (R² > 0,98). Les isothermes d’adsorption correspondaient au modèle de Langmuir pour le Pb, le Zn et le Cu, indiquant une chimisorption monocouche avec des capacités maximales de 384,6 mg/kg (Pb), 529,3 mg/kg (Zn) et 185,9 mg/kg (Cu). Les paramètres thermodynamiques (ΔG° < 0 ; ΔH° > 0 ; ΔS° > 0) ont démontré que l’adsorption des métaux était spontanée, endothermique et favorisée à des températures plus élevées. L’analyse en composantes principales a expliqué 92 % de la variance totale, en regroupant le Pb, le Cd, le Zn et le Cu, tandis que l’As et le Hg présentaient un comportement distinct. Dans l’ensemble, Eichhornia crassipes représente une solution écologique et peu coûteuse pour l’assainissement des eaux polluées par l’exploitation minière dans les pays en développement.