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Microplastics and Environmental Health: Identification of the Environmental Hazards in Haiti
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by Daphenide St-Louis
Ph.D. student affiliated with the Climate Change Research Team (ERC2)
“Society and Environment Doctoral Program” (EDSE)
at Quisqueya University of Haiti (UniQ)
Plastics, originally designed to improve human living conditions, have become one of the most ubiquitous materials and also a real environmental concern. They represent one of the fastest growing fractions of municipal solid waste with production increasing from 1.5 million tons in the 1950s to 335 million tons in 2016. Plastic debris accounts for around 60 to 80% of all marine litter and reaches 90 to 95% in some regions (St-Louis et al., 2021).
Over the past several decades, various studies have highlighted the impact of microplastics (MP) on living organisms. By definition, MP refers to all plastic particles with a size less than 5 mm in diameter according to the National Oceanographic and Atmospheric Agency of the United States (NOAA). They are themselves pollutants and act as vectors for the transport of various types of chemicals in natural ecosystems. Depending on their characteristics, they are easily introduced into the environment by wind and heavy rains and persist there due to their low solubility. They can be found in: seawater, freshwater, agroecosystems, atmospheric, food and aquatic environments, drinking water, natural biota as well as other remote locations (Lambert et al., 2014).
The scientific literature reports negative impacts of MP on feeding patterns, growth and reproductive systems of many marine organisms. For example, in large filter-feeding organisms (certain species of fish, mollusks, whales, etc.), cellular intoxication has been documented by the inadvertent ingestion of MP with other pollutants attached. The main source of human contamination is the ingestion of foodstuffs, especially small fish and other seafood eaten whole, and the inhalation of air and dust particles containing MP. Indeed, they have been found in the gastrointestinal tract, circulatory system, lymph, and various tissues and cells. In the food chain, the fate and toxicity of MP in humans are topics of active research interest with a serious lack of detailed knowledge that deserves further research.
To better approach the issue of plastic and MP waste management in Haiti, it is necessary to observe the waste management system as a whole. Currently, solid waste management is practiced in the context of rapid population growth and extreme urban poverty. Urban cleanliness and its variations over time highlight a gap between the objective of effective waste management services (to make and maintain the city clean) and the realities on the ground. Hence the bay of Port-au-Prince is the natural receptacle for all kinds of waste. In addition, they have a production of 1,673,750 tons per year of household waste, including 93,730 tons of plastic waste, which is not collected (Bras, 2010). Thus, the vacant spaces, the voids in the urban fabric of Port-au-Prince very quickly become spaces of “public dumping.” The combination of the low rate of garbage collection and high human densities accentuates insalubrity in the city and represents a risk factor not only in terms of human health but also on the environment. In addition, the negative impacts (pollution, nuisance, proliferation of rodents and insects, disease risks, etc.) resulting from the amount, nature and unsuitable waste management methods (landfilling with the other categories, combustion in the open air, poor odor management, lack of animal control, lack of information), are generally very pronounced. With the tropical temperature of Haiti and the average daylight duration (12 hours/day), plastic materials could degrade more quickly into microplastics. In addition, the ecosystem could be exposed to enhanced climatic risks, especially due to the acidification of the oceans (Emmanuel et al., 2009).
Figure 1. Conceptual model illustrating the potential effects produced
during the degradation of polymer-based materials (Lambert et al., 2014)
On August 9, 2012, the Haitian government issued an order prohibiting the production, import, marketing and use, in any form whatsoever, of polyethylene bags and expanded polystyrene objects (EPS, PS or Styrofoam) for single food use. On July 10, 2013, a second order similar to the first was issued. In support of the second, the Ministries of the Environment, Justice and Public Security, Trade and Industry, and Economy and Finance announced in a note published in January 2018, the deployment of specialized brigades to force the application of the said order. Despite these decrees and the presence of the National Solid Waste Management Service (SNGRS), waste management in Haiti remains an unavoidable challenge (Popescu et al., 2014).
Figure 2. Uncontrolled dumping of expanded polystyrene (EPS or PS or Styrofoam)
waste in the largest urban water drainage in Port-au-Prince
Credit: https://www.gafe-haiti.org/spip.php?article114
(Accessed March 30, 2021) St. Louis et al. 2021
The presence of MP in the environment generates global environmental health hazards. Human exposure to MP can lead to potential health risks. In view of the uncertainties and gaps in the evidence concerning the direct effects of MP on human health, there arises the need to initiate research programs on terrestrial ecosystems as well as dose-response relationships in humans. In Haiti, beyond the urgency of reviewing its public policies on waste management and the pollution of ecosystems by MP, it is up to the government of Haiti to initiate real research work in the field of marine ecotoxicology. We must appeal to multidisciplinary approaches, sensitization and popular awareness. We can start in Haiti by linking human health, animal health and environmental health.
Bibliographic References
Bras, A. (2010). Éléments pour une définition de la problématique de la propreté urbaine en Haïti: le cas de Port-au-Prince (Doctoral dissertation, thèse de doctorat, Université Quisqueya & INSA de Lyon).
Emmanuel, E., Balthazard-Accou, K., & Joseph, O. (2009). Impact of urban wastewater on biodiversity of aquatic ecosystems. Environmental Manage-ment, Sustainable Development and Human Health. In: Laboy-Nieves EN, Schaffner FC, Abdelhadi AH and Goosen MFA, editors. Environmental Management, Sustainable Development and Human Health. Taylor and Francis Group, London UK, 399-422.
Lambert, S., Sinclair, C.J., Boxall, A.B.A. (2014). Occurrence, degradation, and effects of polymer-based materials in the environment. Reviews of Environmental Contamination and Toxicology. 227:1–53. https://doi.org/10.1007/978-3-319-01327-5_1.
Popescu, R., Durand, M., & d’Ercole, R. (2014). La gestion des déchets post-catastrophe à Port-au-Prince: entre relégation et proximité. EchoGéo (30).
St-Louis D., Apply A., Michel D., & Emmanuel E. (2021). Microplastics and environmental Health: assessing environmental hazards in Haiti. European Scientific Journal, ESJ. DOI: 10.5772/intechopen.98371. “Environmental Health”, IntechOpen, 978-1-83968-721-1: http://www.intechopen.com/books/environmental-health.
Microplastiques et santé environnementale :
identification des dangers environnementaux en Haïti
par Daphenide St-Louis
Doctorante rattachée à l’Équipe de Recherche sur les Changements Climatiques (ERC2)
de l’École Doctorale «Société et Environnement» (EDSE)
de l’Université Quisqueya d’Haïti (UniQ)
Les plastiques, conçus à la base pour améliorer les conditions de vie de l’homme, sont devenus l’un des matériaux les plus omniprésents et aussi une véritable préoccupation environnementale. C’est l’une des parties des déchets urbains ayant la croissance la plus rapide avec une production qui est passée de 1,5 millions de tonnes dans les années 1950 à 335 millions de tonnes en 2016. Les débris plastiques représentent environ 60 à 80% de tous les déchets marins et atteignent 90 à 95% dans certaines régions (St-Louis et al., 2021).
Au cours des dernières décennies, plusieurs études ont mis en évidence l’impact des microplastiques (MP) sur les organismes vivants. Par définition, les MP désignent toutes les particules de plastique d’une taille inférieure à 5 mm de diamètre d’après l’Agence Nationale Océanographique et Atmosphérique des Etats-Unis (NOAA). Ils sont eux-mêmes polluants et agissent comme vecteurs pour le transport de divers types de produits chimiques dans les écosystèmes naturels. Suivant leurs caractéristiques, ils sont facilement introduits dans l’environnement par le vent et les fortes pluies et y persistent en raison de leur faible solubilité. On peut les trouver dans : l’eau de mer, l’eau douce, les agroécosystèmes, les environnements atmosphériques, alimentaires et aquatiques, eau potable, biote et autres endroits éloignés (Lambert et al., 2014).
La littérature scientifique rapporte des impacts négatifs des MP sur les modes d’alimentation, la croissance et les systèmes de reproduction des organismes marins. Par exemple, chez les grands organismes filtreurs (certaines espèces de poissons, mollusques, les baleines…), une intoxication cellulaire a été documentée par l’ingestion par inadvertance des MP adhérés avec d’autres polluants. La principale source de contamination humaine est l’ingestion des denrées alimentaires surtout les petits poissons et autres fruits de mer consommés entiers et l’inhalation d’air et de poussière contenant les MP. En effet, on les a trouvés dans le tractus gastro-intestinal, le système circulatoire, la lymphe et divers tissus et cellules. Dans la chaine alimentaire, le devenir et la toxicité des MP chez l’homme constitue des thèmes accusant un sérieux déficit de connaissances qui méritent d’être élucidées.
Pour mieux approcher la problématique de la gestion des déchets plastiques et MP en Haïti, il convient d’observer dans sa globalité le système de gestion des déchets. En effet, la gestion des déchets solides est pratiquée dans un contexte de croissance démographique rapide et de pauvreté urbaine extrême. La propreté urbaine et ses déclinaisons dans le temps mettent en lumière un décalage entre l’objectif du service de gestion des déchets (rendre et maintenir la ville propre) et les réalités du terrain. D’où la baie de Port-au-Prince est le réceptacle naturel de toutes sortes de déchets. Par ailleurs, ils ont une production de 1 673 750 tonnes par an de déchets ménagers, dont 93 730 tonnes de déchets plastiques, ne sont pas collectées (Bras, 2010). Ainsi, les espaces vacants, les vides dans la trame urbaine de Port-au-Prince deviennent très rapidement des espaces de « décharge publique ». La conjonction du faible taux de ramassage des ordures et des fortes densités humaines accentue l’insalubrité dans la ville et représente un facteur de risque non seulement sur le plan de la santé humaine mais aussi sur l’environnement. En outre, les impacts négatifs (pollution, nuisance, prolifération de rongeurs et insectes, risques de maladies, etc.) liés à l’importance, la nature et aux modes de gestion inadaptés des déchets (mise en décharge avec les autres catégories, la combustion à l’air libre, la mauvaise gestion des odeurs, le non-contrôle des animaux, le déficit d’information), sont généralement très prononcés. Avec la température tropicale d’Haïti et la durée journalière moyenne (12 heures/jour), les matières plastiques pourraient se dégrader plus rapidement en microplastiques et l’écosystème pourrait être exposé à des risques climatiques, en particulier l’acidification des océans (Emmanuel et al., 2009).
Figure 1. Modèle conceptuel illustrant les effets potentiels produits
lors de la dégradation des matériaux à base de polymères (Lambert et al., 2014)
Le gouvernement haïtien a émis le 9 août 2012, un arrêté interdisant la production, l’importation, la commercialisation et l’utilisation, sous quelque forme que ce soit, des sacs en polyéthylène et objets en polystyrène expansé (PSE ou PS ou Styrofoam) à usage alimentaire unique. Le 10 juillet 2013, un deuxième arrêté similaire au premier a été encore pris. En appui au deuxième, les ministères de l’Environnement, de la Justice et de la Sécurité publique, du Commerce et de l’Industrie ainsi que de l’Économie et des Finances ont annoncé dans une note publiée en janvier 2018, le déploiement de brigades spécialisées pour forcer l’application du dit arrêté. Malgré ces arrêtés et la présence du Service National de Gestion des Résidus Solides (SNGRS), la gestion des déchets en Haïti reste un défi incontournable (Popescu et al., 2014).
Figure 2. Dépôt sauvage de déchets de PSE ou PS ou Styrofoam
dans le plus grand collecteur d’eaux urbaines de Port-au-Prince.
Crédit : https://www.gafe-haiti.org/spip.php?article114
(Consulté le 30 mars 2021) St. Louis et al. 2021
La présence des MP dans l’environnement génère des dangers de santé environnementale mondiale. L’exposition de l’espèce humaine aux MP peut engendrer de potentiels risques sanitaires. Par rapport aux incertitudes et lacunes dans les preuves concernant les effets directs des MP sur la santé humaine, il se pose alors la nécessité d’entamer des programmes de recherche sur les écosystèmes terrestres ainsi que les relations dose-réponse chez l’homme. En Haïti, au-delà de l’urgence de revoir ses politiques publiques en matière de gestion des déchets et la pollution des écosystèmes par les MP, il incombe au gouvernement d’Haïti d’initier de véritables travaux de recherche dans le domaine d’écotoxicologie marine. On doit faire appel à des approches multidisciplinaires, sensibilisation et conscientisation populaire. Ainsi, nous pourrions commencer en Haïti par lier la santé humaine, la santé animale et la santé environnementale.
Références bibliographiques
Bras, A. (2010). « Éléments pour une définition de la problématique de la propreté urbaine en Haïti: le cas de Port-au-Prince » (Doctoral dissertation, thèse de doctorat, Université Quisqueya & INSA de Lyon).
Emmanuel, E., Balthazard-Accou, K., & Joseph, O. (2009). “Impact of urban wastewater on biodiversity of aquatic ecosystems. Environmental Manage-ment, Sustainable Development and Human Health.” In: Laboy-Nieves EN, Schaffner FC, Abdelhadi AH and Goosen MFA, editors, Environmental Management, Sustainable Development and Human Health. Taylor and Francis Group, London UK, 399-422.
Lambert, S., Sinclair, C.J., Boxall, A.B.A. (2014). “Occurrence, degradation, and effects of polymer-based materials in the environment.” Reviews of Environmental Contamination and Toxicology 227:1–53. https://doi.org/10.1007/978-3-319-01327-5_1.
Popescu, R., Durand, M., & d’Ercole, R. (2014). « La gestion des déchets post-catastrophe à Port-au-Prince: entre relégation et proximité. » EchoGéo (30).
St-Louis D., Apply A., Michel D., & Emmanuel E. (2021). “Microplastics and environmental Health: assessing environmental hazards in Haiti. European Scientific Journal, ESJ. DOI: 10.5772/intechopen.98371.” Environmental Health, IntechOpen, 978-1-83968-721-1: http://www.intechopen.com/books/environmental-health.
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