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Biosurveillance de la qualité des eaux de surface en Afrique : niveaux de contamination en polluants chimiques dont les composés pharmaceutiques émergents et les métaux lourds et utilisation de biomarqueurs, une revue de littérature

Biomonitoring of surface water quality in Africa: levels of contamination by chemical pollutants, including emerging pharmaceutical compounds and heavy metals, and the use of biomarkers, a literature review
Afoussatou Amadou, Nelly Kelome et Victorien Tamègnon Dougnon
Traduction(s) :
Biomonitoring of surface water quality in Africa: contamination levels by chemical pollutants, including emerging pharmaceutical compounds and heavy metals, and the use of biomarkers – a literature review []

Résumés

La pollution chimique des eaux de surface représente un défi majeur en Afrique, notamment dans les zones urbaines et industrialisées. L’utilisation des biomarqueurs pour surveiller cette pollution apparaît comme une approche efficace pour évaluer la qualité de l’eau et ses impacts sur les écosystèmes aquatiques. Cette revue de littérature vise à renforcer les connaissances sur l’application des biomarqueurs dans le suivi des polluants chimiques particulièrement des composés pharmaceutiques émergents (CPE) et des métaux lourds en Afrique. Une analyse de 50 articles scientifiques publiés entre 2010 et 2025 a été réalisée. Les résultats montrent que les biomarqueurs permettent de détecter les effets des polluants chimiques sur les organismes aquatiques. Une augmentation de l’activité enzymatique a été observée chez les poissons exposés aux contaminants, traduisant une réponse biologique au stress chimique. De plus, les biomarqueurs de stress oxydatif se révèlent particulièrement utiles pour évaluer l’impact de la pollution en mesurant les radicaux libres et les antioxydants dans les tissus des poissons. L’intégration des biomarqueurs dans le suivi de la pollution chimique en Afrique constitue un outil puissant pour évaluer la qualité des eaux et les conséquences des activités humaines sur les écosystèmes aquatiques. Ces données fournissent des bases solides pour orienter les recherches futures et renforcer les politiques de gestion de la qualité de l’eau à l’échelle continentale.

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Texte intégral

Nous tenons à remercier le Centre d’Excellence d’Afrique pour l’Eau et l’Assainissement (C2EA), Institut National de l’Eau, Université d’Abomey-Calavi (Bénin), pour le soutien financier accordé à cette étude. Nos remerciements vont aussi à l’endroit de l’Académie Internationale de la Francophonie Scientifique (AIFS), pour l’accompagnement dans la soumission de cette recherche scientifique.

Introduction

1La pollution chimique des eaux de surface est un problème majeur en Afrique, notamment dans les zones urbaines et industrielles (Afsa et al., 2022). Cette pollution peut provenir de diverses sources dont les composés pharmaceutiques émergents (CPE) et les métaux lourds, qui constituent une préoccupation croissante en raison de leur impact potentiel sur la santé humaine et environnementale (Santana et al., 2018a ; Martínez et al., 2023). Les CPE, tels que des antibiotiques, des anti-inflammatoires, des analgésiques et des contraceptifs hormonaux, des anticonvulsivants et des psychotropes, des agents de contraste radiologique et des antirétroviraux, sont souvent mal éliminés par les systèmes de traitement des eaux usées et certains se retrouvent dans les eaux de surface (Kartal et Bildik, 2022 ; Ogunlaja et al., 2022). Plusieurs études africaines mettent en évidence la présence de concentrations significatives de CPE et des métaux lourds dans les eaux de surface (Baguma et al., 2022; Hossein et Ripanda, 2025). Une étude en Afrique de l’Ouest signale des concentrations totales de produits pharmaceutiques et de soins personnels dans les eaux de surface allant jusqu’à environ 100 µg/L dans certains sites urbains/périurbains (Cangola et al., 2024). Une autre revue de littérature dans la région d’Afrique centrale et Est rapporte des risques écotoxicologiques des substances comme l’estradiol, la spiramycine, le diclofénac dans les eaux de surface (Mheidli et al., 2022a). Dans une étude au Bénin menée sur les rivières et lagunes autour de Cotonou, Gbotche et al. (2023) ont identifié des concentrations inquiétantes de mercure, plomb et cadmium dans les sédiments. Ces études suggèrent que l’exposition de la faune aquatique aux CPE et aux métaux lourds dans les zones urbaines africaines pourrait conduire à des effets toxicologiques, à la bioaccumulation, voire à la résistance aux antibiotiques (Shaalan et Sayed, 2025).

2La mise en place d’une biosurveillance efficace constitue une réponse fiable pour identifier rapidement les sources de pollution et comprendre les effets qu’elles engendrent sur les écosystèmes aquatiques. Cette approche environnementale consiste à mesurer les changements biologiques dans les organismes vivants (humains, animaux, plantes et cetera) pour détecter les effets de la pollution (Muñiz-González et al., 2021). Diverses techniques sont employées pour évaluer la qualité des milieux aquatiques, notamment les approches physico-chimiques, microbiologiques et écotoxicologiques. Toutefois, parmi les outils les plus récents et prometteurs figure l’utilisation des biomarqueurs, qui permettent de détecter précocement les effets biologiques des contaminants sur les organismes aquatiques (Olajuyigbe et al., 2020 ; Afsa et al., 2022 ; Nyaaba et al., 2023).

3Les biomarqueurs, qu’ils soient biochimiques, physiologiques ou moléculaires, fournissent des informations précoces sur les interactions entre les contaminants et les organismes aquatiques avant l’apparition de signes visibles de toxicité. Leur application s’étend à divers organismes modèles tels que les poissons, les mollusques et les crustacés (Mheidli et al., 2022 ; Ogunlaja et al., 2022). La spécificité des biomarqueurs vis-à-vis des CPE dépend des voies métaboliques ou endocriniennes ciblées. Ainsi, les anti-inflammatoires et analgésiques stimulent les enzymes de biotransformation (glutathions transférase), témoignant d’un stress oxydatif ; les psychotropes et bêta-bloquants affectent le système nerveux via l’inhibition de l’acétylcholinestérase (AChE) ; tandis que les composés à activité œstrogénique induisent la vitellogénine (VTG) ou altèrent les hormones thyroïdiennes. Ces biomarqueurs permettent d’associer chaque classe de CPE à un mécanisme toxique spécifique, constituant ainsi une approche mécanistique qui relie les composés pharmaceutiques émergents aux voies biologiques et métaboliques qu’ils perturbent.

4Bien que peu développée en Afrique, cette approche montre un fort potentiel pour caractériser l’exposition et les effets sublétaux des résidus pharmaceutiques dans les écosystèmes aquatiques (Ripanda et al., 2022 ; Martínez et al., 2023). Cette revue de littérature systématique a pour objectif de synthétiser et d’enrichir les connaissances sur l’utilisation des biomarqueurs pour le suivi de la pollution des eaux de surface par les composés pharmaceutiques émergents (CPE) et les métaux lourds en Afrique. Elle est structurée autour de la biosurveillance des écosystèmes aquatiques, la présence et l’impact des CPE, les biomarqueurs utilisés, ainsi que leurs avantages et limites.

Méthodes

5Une recherche bibliographique a été réalisée sur Google Scholar, PubMed, Scopus, Science Direct et Web of Science afin d’identifier les études relatives à la biosurveillance des eaux de surface en Afrique, en utilisant les mots-clés : « biosurveillance », « eaux de surface », « biomarqueurs », « Afrique », « pollution chimique », « composés pharmaceutiques émergents » et « métaux lourds ». Pour la sélection des articles, les critères retenus ont été les suivants : articles publiés entre 2010 et 2025, disponibles en anglais ou en français, et présentant des données pertinentes en lien avec le sujet. La méthode PRISMA a été appliquée (Moher et al., 2009).

6Au total, 200 articles ont été sélectionnés, dont 145 articles originaux et 55 revues de synthèse, parmi lesquelles 80 ont été retenues. Les études provenaient de 16 pays africains (figure 1) et portaient sur des paramètres physicochimiques, bactériologiques, moléculaires, histologiques, immunologiques et enzymatiques. Les organismes étudiés incluaient l’eau, les sédiments, les poissons et les plantes.

Figure 1 : Carte montrant les pays ayant mené des études de biosurveillance de la pollution des eaux de surface en Afrique

Figure 1 : Carte montrant les pays ayant mené des études de biosurveillance de la pollution des eaux de surface en Afrique

Résultats et discussion

Biosurveillance des écosystèmes aquatiques en Afrique

7La biosurveillance des eaux de surface en Afrique varie considérablement d'un pays à l'autre et dépend de nombreux facteurs tels que les ressources disponibles, les contextes géographiques, climatiques et démographiques, les priorités environnementales, les politiques publiques, les capacités techniques et institutionnelles (Adjagodo et al., 2018 ; Baguma et al., 2022). Malgré les progrès réalisés dans certaines régions, la biosurveillance demeure une préoccupation relativement récente, souvent considérée comme secondaire face à d’autres urgences environnementales telles que la gestion des déchets solides ou la réduction des émissions industrielles (Sousa et al., 2018). La faiblesse des ressources financières, humaines et techniques, combinée à une forte fragmentation institutionnelle, compromet la mise en place de programmes de suivi environnemental cohérents et durables en Afrique. En effet, l’absence de coordination entre les principaux acteurs (ministères de l’Environnement, instituts de recherche, universités et organisations de la société civile) engendre une dispersion des initiatives et un manque d’harmonisation des données recueillies (Weiss et al., 2016). Cette situation limite la portée, la continuité et la qualité des programmes de biosurveillance des eaux de surface (Mangadze et al., 2019 ; Domingo-Echaburu et al., 2021). Par conséquent, il devient difficile d’obtenir une évaluation précise et intégrée de l’état des écosystèmes aquatiques et de mesurer avec fiabilité l’impact des pressions anthropiques sur leur fonctionnement (Patel et al., 2020).

8Les facteurs biotiques et abiotiques (figure 2) (les éléments vivants et non vivants) jouent un rôle déterminant dans la qualité des écosystèmes aquatiques. Les taux de contamination, qui affecte simultanément les sols, les eaux et les organismes vivants reflètent la diversité et l’intensité des pressions anthropiques et influence l’évolution ainsi que la persistance des contaminants au fil du temps (Anjanapriya et al., 2021). Les facteurs biotiques, tels que l’activité microbienne et la bioaccumulation dans les organismes aquatiques, participent également à la transformation, à la rétention ou à la redistribution des polluants (Anjanapriya et al., 2021; Domingo-Echaburu et al., 2021). Ainsi, la contamination des milieux aquatiques constitue un processus dynamique, modulé à la fois par les propriétés intrinsèques des contaminants et par les variations écologiques et climatiques qui déterminent leur devenir dans l’environnement.

9Les principaux polluants impliqués sont les métaux lourds (plomb, mercure, cadmium, chrome) et les composés organiques (pesticides, solvants, produits pharmaceutiques) présenté dans le tableau 1, issus principalement des activités industrielles, minières, agricoles et domestiques souvent mal régulées. À cela s’ajoutent les nutriments (azote, phosphore) provenant des engrais et eaux usées, responsables de l’eutrophisation, ainsi que la contamination microbienne récurrente (E. coli, Salmonella, Vibrio cholerae), indicatrice de risques sanitaires liés aux contaminants fécaux de l’eau (Lawani et al., 2017; Anjanapriya et al., 2021). Les méthodes analytiques les plus utilisées, notamment la chromatographie en phase liquide à haute performance (CLHP ou HPLC en anglais), la spectrométrie de masse (MS) et la biologie moléculaire permettent une détection précise des contaminants chimiques et biologiques (Kasonga et al., 2021 ; Ogunlaja et al., 2022 ; Ripanda et al., 2022). Cependant, en Afrique, leur utilisation reste freinée par le coût élevé des équipements, la pénurie de laboratoires spécialisés et le manque de formation technique dans plusieurs pays africains.

Figure 2 : Facteurs influençant la contamination de l'écosystème aquatique au fil du temps

Figure 2 : Facteurs influençant la contamination de l'écosystème aquatique au fil du temps

Inspiré de Anjanapriya et al., 2021.

Tableau 1. Polluants rencontrés dans les écosystèmes aquatiques en Afrique

Écosystème

Type de polluants

Contaminants

Source de contamination

Méthodes de diagnostic

Références

Sols, eau, plantes aquatiques, poissons

Métaux lourds

Plomb, mercure, argon, cadmium, cuivre, manganèse, chrome et zinc

Sources industrielles, minières, agricoles ou domestiques

HPLC, MS

Farombi et al., 2007 ; Yang et al., 2021

Sols, eau,

Nutriments

Phosphore et azote

Agriculture et eaux usées.

Spectrophotométrie

Paré et Bonzi-Coulibaly, 2013

Sols, eau, plantes aquatiques, poissons

Organique produits chimiques

Pesticides, herbicides, solvants et produits pharmaceutiques

Sources industrielles, agricoles ou domestiques.

HPLC, MS

Olisah, 2020 ; Kasonga et al., 2021 ; Ogunlaja et al., 2022 ; Ripanda et al., 2022

Sols, eau,

Affaire suspendue

Sédiments, boues et débris

Érosion des sols, construction ou exploitation minière.

Spectrométrie

Antoinette et al., 2018 ; Kairigo et al., 2020

Sols, eau, plantes aquatiques, poissons

Microorganismes

Escherichia coli, Salmonella et Vibrio cholerae

Eaux usées et déchets animaux.

Biologie moléculaire, Bactériologie

Sousa et al., 2018 ; Ekelund Uggeet al., 2022 ; Mheidli et al., 2022

Biosurveillance de la pollution chimique : l’approche régionale en Afrique

10Face à la complexité et à la variabilité des polluants chimiques selon les régions, il est essentiel d’examiner la manifestation de la pollution locale, car les types et l’intensité des contaminants dépendent fortement des activités humaines, du climat, du niveau d’urbanisation et des pratiques agricoles (Mesbah, 2015). La biosurveillance des écosystèmes aquatiques en Afrique centrale revêt une importance cruciale face aux pressions croissantes liées à l’industrialisation, à l’urbanisation rapide et à l’agriculture intensive. Une approche régionale permet d’identifier les zones les plus vulnérables et d’adapter les stratégies de prévention et de remédiation à chaque contexte spécifique. Nous avons identifié quatre grandes régions : l’Afrique centrale qui comprend la République Démocratique du Congo et le Cameroun, l’Afrique de l’Ouest qui comprend le Nigeria, le Ghana et le Bénin, l’Afrique de l’Est qui comprend le Kenya, le Ouganda, la Tanzanie, l’Éthiopie et le Ouganda et enfin l’Afrique du Sud qui comprend le pays Afrique du Sud.

Afrique centrale

11Bien que les données spécifiques sur la pollution pharmaceutique restent limitées dans cette région, certaines études indiquent une présence préoccupante de composés organiques, de pathogènes, de nitrates, de phosphates, de pesticides, de produits pharmaceutiques, de métaux lourds et d’hydrocarbures dans les eaux de surface (Pare et Bonzi-Coulibaly, 2013). Cependant, la majorité des études disponibles se sont davantage concentrées sur la pollution métallique. En particulier, le mercure, le plomb et le cadmium figurent parmi les polluants les plus fréquents dans les cours d’eau, notamment dans les zones minières. En République Démocratique du Congo, les rivières entourant les activités minières présentent des concentrations de mercure dans les tissus de poissons dépassant les seuils tolérés par l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) (Guemou, 2021; Nyakabeji et al., 2023). Au Cameroun, l’exploitation artisanale de l’or le long des rivières Sanaga et Nyong a provoqué une contamination notable au plomb, détectée dans les poissons vivant dans ces zones (Branchet, 2018). La rareté des données disponibles masque un risque important de la présence simultanée de métaux lourds et d’antibiotiques dans l’environnement pouvant favoriser l’émergence de bactéries résistantes, et amplifier le danger pour la santé humaine et animale.

Afrique de l'Ouest

12En Afrique de l’Ouest, la biosurveillance des écosystèmes aquatiques est devenue une priorité face à la dégradation accélérée des milieux aquatiques sous l’effet de la pression démographique, des activités minières, agricoles, et industrielles (Bezerra et al., 2019). Les études sur les cours d’eau en Afrique de l’Ouest, notamment au Nigeria, au Ghana et au Bénin, ont identifié les métaux lourds (plomb, cadmium, mercure, cuivre, zinc, et cetera) comme des contaminants majeurs, principalement issus des activités industrielles et des décharges de déchets toxiques (Mesbah, 2015 ; Kèlomè et al., 2012). Au Nigeria, l’étude de Ogunlaja et al., sur la rivière Ogun a révélé des concentrations élevés de plomb dans les sédiments et les tissus de poissons, dépassant les limites recommandées par l’OMS (Ogunlaja et al., 2022). Dans une autre étude menée sur les rivières et lagunes autour de Cotonou, Gbotche et al., (2023) ont identifié de forte présence de mercure, plomb et cadmium dans les sédiments. Une autre étude récente de Deguenon et al., (2022) a exploré la présence d'antibiotiques, notamment des résidus de sulfaméthoxazole et de ciprofloxacine, dans plusieurs rivières urbaines au Bénin. Ces antibiotiques, issus principalement des rejets hospitaliers et des stations d'épuration inefficaces, ont été retrouvés à des concentrations suffisantes pour induire des résistances bactériennes chez les micro-organismes aquatiques et perturber les communautés microbiennes naturelles (Koudokpon et al., 2021).

Afrique de l'Est

13Le lac Victoria, le plus grand lac d’Afrique et partagé entre le Kenya, l’Ouganda et la Tanzanie, constitue une zone prioritaire pour la surveillance environnementale en raison de la densité de population et de l’industrialisation croissante dans ses environs. Hossein et Ripanda (2025) ont montré une présence accrue de polluants antimicrobiens dans les eaux de la région, notamment en Tanzanie, au Kenya et en Ouganda. Selon les auteurs, les effluents pharmaceutiques non traités et le ruissellement agricole contribuent à l’émergence de résistances aux antimicrobiens (RAM), soulignant l’urgence d’adopter une approche intégrée de type « Une seule santé » pour limiter la propagation de la RAM (Hossein and Ripanda, 2025). Par ailleurs, Nantaba et al. (2024) ont identifié des résidus pharmaceutiques dans les sédiments du lac Victoria en Ouganda. Cette étude a quantifié ces contaminants et a évalué leurs risques écotoxiques dans cet écosystème majeur pour la région (Nantaba et al., 2024). En Éthiopie, des analyses ont montré que le bassin du Nil est contaminé par divers polluants, y compris des métaux lourds et des substances organiques, avec des concentrations dépassant les limites recommandées par l’OMS pour l’eau potable, l’irrigation et le soutien à la vie aquatique (Kipsang et al., 2024). La contamination par les métaux lourds constitue également une menace majeure en Ouganda. Nakhle (2021) a mis en évidence la présence de plomb, mercure et cadmium dans la rivière Nakivubo et leur bioaccumulation dans les poissons et invertébrés aquatiques. En Tanzanie, les recherches sur la biosurveillance ont montré que la pollution industrielle et agricole affecte gravement la biodiversité des systèmes fluviaux et lacustres (Ekaka Azanga et al., 2016).

Afrique du Nord

14L'Afrique du Nord, avec son climat aride et ses zones côtières densément peuplées, fait face à des défis environnementaux croissants en matière de gestion des écosystèmes aquatiques. Les principales menaces identifiées dans la région incluent la pollution par les métaux lourds, les hydrocarbures, les pesticides, et les polluants organiques persistants, qui affectent non seulement la faune aquatique, mais également la sécurité alimentaire et la santé des populations humaines qui dépendent de ces ressources (Ogunlaja et al., 2022). Le littoral méditerranéen de l'Afrique du Nord, qui inclut des pays comme l'Algérie, la Tunisie, et l'Égypte, est particulièrement touché par la pollution industrielle et urbaine. Une revue systématique de littérature menée en 2022 a identifié la présence de 210 composés pharmaceutiques dans les compartiments aquatiques du Moyen-Orient et d'Afrique du Nord entre 2008 et 2022 (source de la revue ?). Ces composés sont perçus comme des contaminants émergents en raison de leurs impacts sur l'environnement aquatique et la santé humaine. Cependant, l'évaluation des risques associés à ces composés n'a pas été quantifiée dans la région (Mheidli et al., 2022). Kabir et al. (2025) ont révélé que l'Afrique du Nord présente des quantités de plomb (Pb) dans les sédiments, atteignant 5,94 mg/kg, ce qui dépasse les limites recommandées pour la qualité de l'eau potable, l'irrigation agricole et le soutien à la vie aquatique. Les auteurs soulignent la nécessité d'adopter une approche intégrée pour lutter contre la propagation de la résistance aux antimicrobiens dans la région (Kabir et al., 2025).

Afrique du Sud

15En Afrique du Sud, la pollution chimique et pharmaceutique constitue une menace majeure pour la qualité de l’eau, la santé des organismes aquatiques et des populations humaines dépendant de ces ressources. Munzhelele et al. a mis en évidence la présence de contaminants pharmaceutiques dans les eaux usées et les cours d’eau sud-africains, en précisant leurs sources, voies d’exposition, répartition géographique et impacts sur les écosystèmes (Munzhelele et al., 2024). Les principaux polluants détectés incluent les antibiotiques (ciprofloxacine, ampicilline, sulfaméthoxazole), les antirétroviraux, les analgésiques et d’autres médicaments à usage humain et vétérinaire (Munzhelele et al., 2024). Les concentrations varient de nanogrammes à microgrammes par litre, avec des niveaux plus élevés dans les zones urbaines densément peuplées. Les rivières urbaines, comme la rivière Stiebeuel dans le Western Cape, reçoivent des effluents provenant de quartiers informels, entraînant des concentrations élevées d’ammoniac, de matière organique totale et de E. coli, dépassant les normes sud-africaines de qualité de l’eau. Ces zones constituent des sources importantes de pollution pharmaceutique, confirmant la présence de multiples médicaments dans l’eau, notamment des antibiotiques et des antirétroviraux (Maraj et al., 2025). Munzhelele et al, qui a menée une revue systématique de littérature a identifié plus de 100 composés pharmaceutiques dans les eaux usées et les milieux aquatiques d’Afrique du Sud, principalement dans les provinces du Gauteng et du KwaZulu-Natal. Cette étude montre que l’Afrique du Sud représente environ 60 % des données disponibles sur la pollution pharmaceutique en Afrique (MDPI), ce qui souligne l’importance de renforcer les programmes de biosurveillance et d’améliorer la gestion des pollutions chimiques et pharmaceutiques (Munzhelele et al., 2024).

CPE et métaux lourds en Afrique

16En Afrique, comme dans beaucoup de pays du monde, les principales sources de contamination comprennent les rejets d’eaux usées domestiques, industrielles et hospitalières. Les systèmes de traitement des eaux usées ne sont souvent pas adaptés pour éliminer efficacement contre les CPE et des métaux lourds. De plus, les pratiques d’élimination des déchets pharmaceutiques et des médicaments périmés ne sont pas réglementées dans de nombreux pays, ce qui entraîne le rejet de ces produits chimiques dans le milieu aquatique sans aucune forme de traitement. Malgré de nombreuses connaissances sur la toxicité de ces composés, notamment obtenues lors de tests en laboratoire (Madikizela et al., 2017), très peu de données sont disponibles sur leur présence et les niveaux de contamination dans les milieux naturels.

CPE et métaux lourds dans les eaux

17En Afrique centrale, Waleng et Nomngongo, (2022) ont détecté des concentrations élevées d’amoxicilline et d’ibuprofène (sulfaméthoxazole) dans les eaux de plusieurs pays de la région, soulignant la diffusion transfrontalière de ces contaminants (Waleng et Nomngongo, 2022). Matongo et al. (2015) ont mis en évidence la présence d’ibuprofène et de clozapine dans les eaux et sédiments des rivières Msunduzi et Umgeni, avec des concentrations atteignant 117 µg/L dans les eaux usées et 659 ng/g dans les sédiments en Afrique du Sud. La revue menée par Munzhelele et al. (2024) a documenté les sources, voies d’exposition, occurrence et impacts écologiques de ces contaminants, confirmant leur large répartition dans les milieux aquatiques sud-africains. En Afrique de l’Ouest, une revue systématique menée par Cangola et al., (2024) a analysé la présence de produits pharmaceutiques et de soins personnels (PPCPs) dans les eaux. L’étude a couvert 58 % des pays de la région, identifiant des résidus de médicaments dans les eaux usées, les rivières et les nappes phréatiques. Les concentrations totales mesurées varient fortement selon le compartiment aquatique étudié de 12 à 700 000 ng/L dans les eaux souterraines, de 0,42 à 107 800 000 ng/L dans les eaux de surface et de 8,5 à 121 310 000 ng/L dans les eaux usées. Par ailleurs, des mesures ponctuelles d’analyses en eaux ghanéennes ont relevé des concentrations élevées de certains médicaments dans l’eau (ordres de grandeurs : ibuprofène ~28 µg/L, diclofénac ~27,2 µg/L, paracétamol ~22,03 µg/L dans des études locales), ce qui confirme l’existence de sources urbaines ponctuelles pouvant alimenter la bioaccumulation chez les organismes (Sackey et al., 2024). Ces résultats révèlent l’ampleur de la contamination pharmaceutique dans les différents types d’eaux et soulignent la nécessité d’une surveillance rigoureuse et d’une gestion adaptée de ces contaminants pour protéger à la fois les écosystèmes et la santé humaine.

CPE et métaux lourds dans le sol

18La contamination des sols par des composés pharmaceutiques et des métaux lourds constitue une problématique environnementale, particulièrement dans les zones urbaines et autour des décharges. Les résidus de médicaments tels que le diclofénac, la caféine et le paracétamol proviennent principalement des effluents hospitaliers, des déchets domestiques non traités et de certaines pratiques agricoles impliquant l’épandage de boues d’épuration. Ces substances pénètrent dans le sol via le ruissellement, les systèmes d’égouts et le lessivage des sites de stockage des déchets (Dankwa et al., 2024). Dans la métropole de Sekondi-Takoradi, l’analyse des sols a révélé des concentrations de caféine allant jusqu’à 2,7 mg/kg, de diclofénac jusqu’à 0,9 mg/kg et de paracétamol jusqu’à 2,1 mg/kg (Opoku et al., 2025). Selon (Akinsorotan et al., 2023), l’usage intensif de médicaments dans les zones urbaines entraîne une accumulation significative de ces résidus dans les sols, perturbant les écosystèmes et constituant un risque pour la santé humaine et animale. En parallèle, les sols présentent également des concentrations préoccupantes de métaux lourds tels que le plomb (Pb), le cadmium (Cd), le mercure (Hg) et le chrome (Cr), provenant des activités industrielles, de l’utilisation d’engrais et de pesticides, ainsi que de la pollution automobile (Mesbah, 2015). Dans les réservoirs d’Owabi et de Barekese (Kumasi), une étude a détecté le paracétamol dans les sédiments avec une fréquence de détection de 66,7 % et une concentration moyenne de 3,32 ± 4,55 µg/kg (Gyesi et al., 2022). L’interaction entre composés pharmaceutiques et métaux lourds dans les sols peut modifier la biodisponibilité et la toxicité de ces contaminants. Les métaux lourds peuvent ralentir la dégradation des résidus pharmaceutiques, tandis que certains composés pharmaceutiques influencent la mobilité des métaux. Ces interactions complexes, comme le suggèrent Akinsorotan et al. (2023), nécessitent des études approfondies afin de mieux comprendre leurs impacts écotoxicologiques et d’élaborer des stratégies efficaces de gestion et de remédiation des sols contaminés (Akinsorotan et al., 2023; Chouti et al., 2020; Kèlomè et al., 2012).

CPE et métaux lourds dans les organismes aquatiques

19La contamination des milieux aquatiques par les métaux lourds et les CPE persistent dans les écosystèmes, s’accumulent dans les organismes aquatiques et provoquent divers effets physiologiques et écotoxicologiques (Hossein et Ripanda, 2025). Les métaux lourds tels que le cadmium (Cd), le plomb (Pb), le cuivre (Cu), le zinc (Zn), le fer (Fe) et le mercure (Hg) sont souvent détectés dans les tissus de poissons à des niveaux dépassant les normes de sécurité alimentaire (Akinsorotan et al., 2023; Kèlomè et al., 2012). Jamil Emon et al. (2023) rapportent que les concentrations de métaux lourds dans les muscles des poissons peuvent varier de l’ordre de 0,1 à quelques µg/g (µg par gramme, soit mg/kg) selon l’espèce, le métal et le site d’étude (Jamil Emon et al., 2023). Concernant les CPE, les données directes sur leur accumulation dans les tissus d’organismes aquatiques sont encore limitées en Afrique de l’Ouest. En Afrique du Sud, selon Waleng et Nomngongo (2022), la persistance des antibiotiques dans l'environnement et l'exposition chronique des organismes à ces agents chimiques ont des effets écotoxicologiques sur l'écosystème. Maremane et al. (2024) indiquent qu’il a été mesuré des concentrations de azithromycine à 935 ng/L, de prednisone à 433 ng/L, de prednisolone à 0,66 ng/L et de dexaméthasone à 360 ng/L dans les eaux de surface, des niveaux qui suggèrent une possibilité de bioaccumulation chez les organismes aquatiques exposés (Maremane et al., 2024). Ces niveaux entraînent des ratios risque/effet (RQ) classés « moyen à élevé » pour plusieurs organismes aquatiques (daphnies, algues, poissons) (Gyesi et al., 2022).

20Ces résultats montrent clairement que les métaux lourds et les CPE coexistent dans les milieux aquatiques et peuvent interagir, renforçant les effets toxiques via le stress oxydatif, l’inhibition enzymatique et le déséquilibre ionique. L’accumulation observée (parfois > 2 µg/g pour certains métaux) et les concentrations environnementales de médicaments (centaines de ng/L) soulignent l’urgence d’un suivi éco-toxicologique rigoureux dans les zones de rejet.

Biomarqueurs en biosurveillance des eaux de surface et des écosystèmes aquatiques

21Comme dit plus haut, les biomarqueurs sont des outils précieux pour surveiller les eaux polluées. Ce sont des réponses biologiques qui permettent de mesurer les effets d’une exposition à un contaminant dans l'environnement (Kadim et Risjani, 2022). Des littératures récentes mettent en avant l’utilisation de biomarqueurs pour détecter les effets de divers polluants, tels que les métaux lourds, les pesticides, et les composés pharmaceutiques émergents (CPE), sur la biodiversité aquatique (Kumari et Khare, 2017; Kadim et Risjani, 2022; Salcedo-Bellido et al., 2021). Dans le contexte de la surveillance de la pollution de l'eau, les biomarqueurs sont utilisés pour détecter les réponses chez les organismes aquatiques exposés aux contaminants présents dans l'eau (Silva et al., 2020). Il peut s'agir de molécules telles que des enzymes, des protéines, des acides nucléiques ou des métabolites produits ou modifiés en réponse à une exposition à un contaminant (Kumar et Khare, 2017). Les biomarqueurs peuvent également indiquer un mode d’action des contaminants tels que le stress oxydatif, des dommages à l'ADN, des perturbations endocriniennes ou des perturbations du système immunitaire. Ils permettent ainsi d'évaluer la sensibilité et la spécificité des effets des contaminants sur les organismes aquatiques par rapport aux autres méthodes de surveillance de la qualité de l'eau. Les biomarqueurs peuvent aider à identifier les contaminants chimiques responsables de l'effet observé, à évaluer la dose de contaminant reçue par l'organisme et à détecter les effets synergiques ou antagonistes entre différents contaminants (Kumar et Khare, 2017).

Analyse intégrée des biomarqueurs de contamination chimique (CPE et métaux lourds) dans les milieux aquatiques

22Les indicateurs biologiques recensés dans le tableau 2 permettent de détecter précocement les effets toxiques à différents niveaux d’organisation (moléculaire, cellulaire, tissulaire et systémique) offrant ainsi une vision large de l’état de santé des écosystèmes aquatiques. Différents biomarqueurs sont utilisés selon des méthodes variées, chacune reposant sur un mécanisme d’action adapté.

Tableau 2 : Les biomarqueurs utilisés en biosurveillance des eaux de surface

Contaminants

Biomarqueurs

Mécanisme d'action

Méthodes utilisées

Références

Organisme aquatique

Enzymatique biomarqueurs

Attribution de la fonction enzymatique

Activité catalase, glutathion-S-transférase et acandylcholinestérase par méthodes enzymatiques

Néphale et al., 2023

Eau, sol, organisme aquatique

Biomarqueurs du stress oxydatif

Augmenté stress oxydatif

Mesurer le taux de radicaux libres par tests oxydatifs

Meknachi, 2020

Eau, sol, organisme aquatique

Biomarqueurs de dommages à l'ADN

Aberrations chromosomiques, mutations et cassures de l'ADN

Recherche sur l'ADN ou l'ARN par la biologie moléculaire pour identifier les modifications génétiques

Dubois et Jacob, 2016

Organisme aquatique

Biomarqueurs endocriniens

Perturbation du système endocrinien en bloquant l'action des hormones naturelles

Mesure des hormones naturelles

Guedegba et al., 2022

Organisme aquatique

Réponse immunitaire biomarqueurs

Réponse immunitaire altérée

Mesure du niveau d'immunoglobulines par des méthodes immunologiques

Younis et al., 2023

Organisme aquatique

Protéines de stress

Production de protéines telles que les métallothionéines et les protéines de choc thermique

Dosage des protéines dans les organismes grâce à la protéomique

Organisme aquatique

Histologique biomarqueurs

Présence de dommages cellulaires, d'altérations tissulaires et de changements morphologiques

Mesure des altérations cellulaires par tests histologiques

Jiao et al., 2023

Organisme aquatique

Biomarqueurs de bioaccumulation

Évaluation de l'accumulation de polluants dans la chaîne alimentaire

Dosage des polluants par des méthodes adaptées aux types de polluants

Vieira et al., 2019

23Les biomarqueurs enzymatiques tels que la catalase (CAT), la glutathion-S-transférase (GST) et la superoxyde dismutase (SOD) figurent parmi les plus utilisés pour la détection précoce du stress oxydatif et des perturbations métaboliques. Selon El-Hassan Mokhamer et al. (2019), l’activité de ces enzymes augmente significativement chez Oreochromis niloticus exposé à des concentrations élevées de plomb (Pb), zinc (Zn), cuivre (Cu), fer (Fe) et cadmium (Cd) dans le canal El-Mahmoudeyia en Égypte, reflétant une réponse adaptative au stress chimique (Mokhamer et al., 2019). De manière comparable, dans les environnements contaminés par les résidus pharmaceutiques, une diminution de l’activité enzymatique a été observée. L’étude de Mauro et al., (2021) sur Danio rerio a montré qu’une exposition prolongée à un mélange de médicaments humains induit une inhibition significative de la GST et de la catalase, signe d’une perturbation des mécanismes de détoxification (Mauro et al., 2021). De plus, Gradinariu et al. (2025) ont confirmé que les résidus pharmaceutiques (azithromycine, Oxytétracycline, sulfamethazine, triméthoprime, même à faibles concentrations environnementales respectivement 2819 ng/L, 399 μg/L, 612 μg/L, 328 μg/L et 7 μg/L), provoquent une altération du statut oxydatif des poissons par inhibition des enzymes antioxydantes et accumulation de produits d’oxydation.

24Sur le plan génotoxique, les polluants métalliques et pharmaceutiques peuvent induire des dommages directs à l’ADN. Le test des comètes utilisé par Mokhamer et al. (2019) a révélé une augmentation significative des cassures de l’ADN dans les branchies et le foie de O. niloticus exposés à des métaux lourds, démontrant la capacité de ces contaminants à perturber le matériel génétique. Au Kenya, les biomarqueurs utilisés comprenaient les tests de micronoyaux chez les poissons, qui ont révélé des altérations génétiques, avec des augmentations significatives dans la fréquence des anomalies cellulaires dans les poissons exposés (Jenkins et al., 2021). Ces effets sont cohérents avec ceux rapportés dans la littérature sur la toxicogénomique, qui relie l’exposition au cadmium, au plomb ou au chrome à une inhibition des mécanismes de réparation cellulaire (Caballero-Gallardo et al., 2016).

25Les biomarqueurs endocriniens sont essentiels pour détecter la perturbation hormonale causée par des substances à activité œstrogénique ou androgénique. Adeogun et al. (2016) ont mis en évidence une augmentation de la vitellogénine (Vtg) et du zinc-binding protein (Zrp) chez des mâles de tilapia capturés dans le barrage d’Awba au Nigeria, corrélée à la présence de métaux lourds et d’autres polluants à activité hormonale (Adeogun et al., 2016). De même, des études expérimentales ont montré que l’exposition chronique à un mélange de produits pharmaceutiques perturbe la régulation de l’axe hypothalamo-gonadique (HPG) chez le poisson zèbre (Danio rerio), entraînant des effets sur la reproduction et le développement embryonnaire (Hamid et al., 2022).

26Les biomarqueurs immunologiques, bien que moins souvent étudiés, traduisent des altérations du système de défense biologique. Sibiya et al. (2023) ont observé, chez Labeo rohita exposé à la metformine (40 µg/L et 80 µg/L), une baisse des taux de lysozyme et des globules blancs, suggérant une suppression de la réponse immunitaire cellulaire, augmentant ainsi la vulnérabilité des poissons aux pathogènes (Sibiya et al., 2023).

27Les biomarqueurs protéiques, notamment les métallothionéines (MT) et les protéines de choc thermique (HSP), sont également des indicateurs clés de la contamination métallique. El-Khayat et al. (2020) ont démontré que l’expression de MT augmente significativement chez O. niloticus et Biomphalaria alexandrina prélevés dans des zones riches en Cd, Cu et Pb, confirmant leur rôle dans la détoxification et la régulation intracellulaire des métaux (El-Khayat et al., 2020). Les protéines HSP, quant à elles, traduisent un stress cellulaire général lié à la chaleur ou aux agents toxiques. Les altérations histologiques constituent une manifestation visible des effets cumulés de la contamination. Des études histopathologiques ont mis en évidence une vacuolisation hépatique, une désorganisation cellulaire et des nécroses dans les foies de poissons exposés à des métaux lourds et à des polluants organiques persistants (Salem et al., 2021). Enfin, les biomarqueurs de bioaccumulation sont essentiels pour établir un lien entre la contamination environnementale et les concentrations internes dans les tissus biologiques, permettant de comprendre le transfert trophique des polluants. Bien que certains contaminants, tels que les perturbateurs endocriniens présents dans l’eau et les ressources aquatiques, soient documentés comme susceptibles de s’accumuler dans la chaîne alimentaire (Ibor et al., 2023), l’utilisation de biomarqueurs mesurables chez les organismes exposés reste nécessaire pour quantifier précisément ces effets.

Avantages et limites des biomarqueurs en biosurveillance

28L'intégration de différents types de biomarqueurs dans la biosurveillance de l'eau offre une perspective holistique sur l'exposition, les mécanismes d'action et les effets des contaminants sur les organismes aquatiques (Ladeira et Viegas, 2016). Cependant, il est essentiel de considérer les avantages et les limites spécifiques associés à chaque biomarqueur, de développer des approches multidisciplinaires et d’interpréter les données des biomarqueurs dans leur contexte avec d’autres informations pour une évaluation solide de la santé des écosystèmes aquatiques.

29L’utilisation des biomarqueurs facilite la détection précoce des effets biologiques, l’identification des mécanismes d’action et la formulation de stratégies de gestion environnementale adaptées pour réduire les risques pour les écosystèmes. Les biomarqueurs biochimiques et enzymatiques sont hautement sensibles et permettent la détection précoce des effets sublétaux des contaminants (Pereira et al., 2018). Les biomarqueurs histologiques et physiologiques apportent des informations sur les effets structurels et fonctionnels au niveau des organes et de l’organisme entier, permettant d’évaluer l’impact chronique et l’intégrité des populations exposées (Mahi et al., 2022). Les approches moléculaires et génomiques fournissent des informations cruciales sur les mécanismes d’action des contaminants, la génotoxicité et les perturbations endocriniennes (Zhugen et al., 2017). Grâce à sa sensibilité et précocité, la combinaison de biocapteurs permet de détecter les effets des contaminants avant l’apparition de dommages visibles, facilitant ainsi la mise en place de stratégies de gestion préventive. Les enzymes de phase I et II (CYP450, GST, estérases) répondent rapidement aux métaux lourds et aux résidus pharmaceutiques, indiquant une activation des mécanismes de détoxification et de défense cellulaire (Ali et al., 2025).

30Cependant, l’utilisation des biomarqueurs présente des limites méthodologiques, telles que la variabilité interindividuelle, l’influence des facteurs environnementaux, la complexité analytique et l’interprétation parfois subjective des données. Ces contraintes soulignent la nécessité d’une approche intégrée, combinant plusieurs biomarqueurs pour obtenir une évaluation fiable de la toxicité (Dubois et Jacob, 2016).

Conclusion

31La biosurveillance des écosystèmes aquatiques en Afrique, à travers les différentes régions étudiées, met en évidence la pollution chimique des eaux et ses impacts négatifs sur les organismes aquatiques. Les recherches menées en Afrique de l'Est, de l'Ouest, du Nord et du Sud montrent une prévalence inquiétante de contaminants tels que les métaux lourds, les produits pharmaceutiques et les polluants organiques. L’utilisation combinée des biomarqueurs constitue un outil puissant pour la surveillance des écosystèmes aquatiques, en particulier face aux polluants émergents tels que les résidus pharmaceutiques et les métaux lourds. Des indicateurs tels que le stress oxydatif, les niveaux d'activité enzymatique et les anomalies histologiques chez les organismes aquatiques fournissent des informations précieuses sur l'impact des activités anthropiques sur les écosystèmes. Les recherches en Afrique de l'Ouest sur les rivières et les écosystèmes lacustres, ainsi que celles en Afrique du Sud sur la contamination par les produits chimiques et agricoles, soulignent la nécessité d'une surveillance continue et de stratégies de gestion durable. L’analyse des observations régionales révèle une urgence : renforcer les capacités de biosurveillance sur le continent africain. Cela implique non seulement une amélioration des infrastructures analytiques, mais aussi une meilleure vulgarisation scientifique et une intégration effective des données environnementales dans les politiques publiques.

32Il est crucial d’adopter une approche intégrée pour aborder ces défis, en mettant l'accent sur la collaboration entre les chercheurs, les décideurs politiques et les communautés locales. De plus, le développement de politiques de gestion de l'eau basées sur les données de détection précoce utilisant les biomarqueurs peut aider à atténuer les effets de la pollution et à protéger les ressources aquatiques pour les générations futures. Le développement de réseaux de surveillance régionaux et l'échange de données entre les pays africains seront essentiels pour relever ces défis environnementaux et assurer un avenir sain et durable pour les écosystèmes aquatiques du continent.

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Bibliographie

Adeogun, A.O., Onibonoje, K., Ibor, O.R., Omiwole, R.A., Chukwuka, A.V., Ugwumba, A.O., Ugwumba, A.A.A., Arukwe, A., (2016). Endocrine-disruptor molecular responses, occurrence of intersex and gonado-histopathological changes in tilapia species from a tropical freshwater dam (Awba Dam) in Ibadan, Nigeria. Aquatic Toxicology, 174, 10–21.

Adjagodo, A., Ayi-Fanou, L., Kelomè, N. C., Tchibozo, M. A. D., Dovonou, F., et Amoussou, A. R. K. (2018). Qualité de l’eau du fleuve Ouémé au cours de la période de hautes eaux de 2016 dans la Commune des Aguégués au Sud du Bénin. Afrique Science, 14(2), 100–111.

Agunbiade, F. O., et Moodley, B. (2016). Occurrence and distribution pattern of acidic pharmaceuticals in surface water, wastewater, and sediment of the Msunduzi River, KwaZulu-Natal, South Africa. Environmental Toxicology and Chemistry, 35(6), 1530–1539.

Akinsorotan, A.M., Iyiola, A.O., Omotosho, F.P., Adejayi, O.O., Adesoye, F.A., (2023). Assessment of heavy metals in water, fish tissues and soil from selected fish farms in Ekiti State, Nigeria. Aceh Journal of Animal Science, 8, 7–15.

Ali, Z., Sher, N., Muhammad, I., Nayab, G., Alouffi, A., Alshazi, M., Khan, I., Ali, A., (2025). The combined effect of cadmium and copper induces bioaccumulation, and toxicity and disrupts the antioxidant enzymatic activities of goldfish (Carassius auratus). Toxicology Reports, 14, 101972.

Anjanapriya, S., SulaimanMumtaz, M., Mohideen, M.H.A.K., Radha, A., Sasirekha, N., Sawicka, B., Tamizhazhagan, V., (2021). Pharmaceutical Pollution Crisis in the World: A Menace to Ecosystem. Entomology and Applied Science Letters, 8, 77–89.

Antoinette, A., Clotilde, G.T., Victorin, C.K., Micheline, A.D.T., Carine, K.N., D, M., Euloge, A., Yaovi, A., (2018). Ecological monitoring of the quality of natural reservoirs of water in Southern Benin. Journal médical d'Astrakhan, 13, 110–120.

Baguma, G., Musasizi, A., Twinomuhwezi, H., Gonzaga, A., Nakiguli, C.K., Onen, P., Angiro, C., Okwir, A., Opio, B., Otema, T., Ocira, D., Byaruhanga, I., Nirigiyimana, E., Omara, T., (2022). Heavy Metal Contamination of Sediments from an Exoreic African Great Lakes’ Shores (Port Bell, Lake Victoria), Uganda. Pollutants, 2, 407–421.

Bezerra, M.F., Lacerda, L.D., Lai, C.-T., (2019). Trace metals and persistent organic pollutants contamination in batoids (Chondrichthyes: Batoidea): A systematic review. Environmental Pollution, 248, 684–695.

Branchet, P., (2018). Caractérisation de l’impact des activités humaines sur la qualité de la ressource en eau en milieu urbain sub-saharien : étude de la contamination du bassin versant de la Méfou (Région Centre du Cameroun) par les pesticides et les résidus pharmaceutiques [Thèse de doctorat], IMT Mines Alès.

Caballero-Gallardo, K., Olivero-Verbel, J., Freeman, J.L., (2016). Toxicogenomics to Evaluate Endocrine Disrupting Effects of Environmental Chemicals Using the Zebrafish Model. Currents Genomics, 17, 515–527.

Cangola, J., Abagale, F.K., Cobbina, S.J., (2024). A systematic review of pharmaceutical and personal care products as emerging contaminants in waters: The panorama of West Africa. Science of The Total Environment, 911, 168633.

Chouti, W.K., Chitou, N.E., Kelome, N., Kpako, B.B.H., Vlavonou, D.H., Tossou, M., (2017). Caractérisation physico-chimique et étude de la toxicité de la lagune Côtière, de Togbin à GrandPopo (Sud-Ouest Bénin). European Scientific Journal, 13, 131.

Chouti, W.K., Salami, S., Kelome, N., Mama, D., (2020). Impact of contaminated water and soil by copper and zinc on market garden products in Cotonou (Benin). https://chemrj.org/download/vol-5-iss-4-2020/chemrj-2020-05-04-113-121.pdf

Dankwa, B.E., Gyesi, J.N., Nyaaba, B.A., Ampah, M.A., Boadu, C.K., Laryea, M.K., Darko, G., Borquaye, L.S., (2024). Environmental impact of pharmaceutical contaminants in dumpsites: a study from Ejisu-Juaben municipality, Ghana. Discover Soil, 1, 6.

Deguenon, E.L.M., Dougnon, V., Houssou, V., Gbotche, É., Ahoyo, R., Fabiyi, K., Agbankpe, A., Mousse, W., Lougbegnon, C., Klotoé, J., Tchobo, F.P., Bankolé, H., Boko, M., (2022). Hospital effluents as sources of antibiotics residues, resistant bacteria and heavy metals in Benin. SN Applied Sciences, 4, 206.

Domingo-Echaburu, S., Dávalos, L.M., Orive, G., Lertxundi, U., (2021). Drug pollution et Sustainable Development Goals. Science of the Total Environment, 800, 149412.

Dubois, N., Jacob, J., (2016). Molecular Biomarkers of Anthropic Impacts in Natural Archives: A Review. Frontiers in Ecology and the Environment. 4.

El-Khayat M. M., Abu Taleb H., M., Helal H., S., Ghoname N., I., S., (2020). Assessment of metallothionein expression in Biomphalaria alexandrina snails and Oreochromis niloticus Fish as a biomarker for water pollution with heavy metals. Egyptian Journal of Aquatic Biology and Fisheries, 24, 209–223.

Ekelund Ugge, G.M., Jonsson, A., Berglund, O., (2022). Molecular biomarker responses in the freshwater mussel Anodonta anatina exposed to an industrial wastewater effluent. Environmental Science and Pollution Research, 29, 2158–2170.

Farombi, E.O., Adelowo, O.A., Ajimoko, Y.R., (2007). Biomarkers of Oxidative Stress and Heavy Metal Levels as Indicators of Environmental Pollution in African Cat Fish (Clarias gariepinus) from Nigeria Ogun River. International Journal of Environmental Research and Public Health, 4, 158–165.

Gbotche, E., Houssou Quenum, M.C., Dougnon, T.V., Ogunlaja, A., Klotoe, J.-R., Fabiyi, K., Agbankpe, A.J., Hounsa, E., Vodounnon, K., Mousse, W., Ahouandjinou, S., Hinnilo, C., Togbe, E., Kelome, N., Agbangla, C., Bankole, H.S., Baba-Moussa, L., Unuabonah, I.E., (2023). National Survey of Stream Water Quality Revealing Threats to Antibio-Resistant Bacteria, Antibiotic Residues and Heavy Metals in Benin. Pollution, 9, 678–692.

Gradinariu, L., Cretu, M., Dediu, L., Vizireanu, C., (2025). Oxidative Stress Biomarkers as Indicators of Pharmaceutical Toxicity in Fish: A Review. https://www.preprints.org/manuscript/202501.0943

Guedegba, N.L., Ben Ammar, I., Houndji, A., Toko, I.I., Van De Merckt, L., Agbohessi, P.T., Mandiki, S.N.M., Scippo, M.-L., Kestemont, P., (2022). Integrated biomarker response to assess the effects of pesticide residues on Nile Tilapia in aquatic ecosystems contaminated by cotton-field effluents. Chemosphere, 305, 135407.

Guemou, L., (2021). Biosorption des polluants organiques et inorganiques par un lichen modifié. [Thèse de doctorat] Université Ibn Khaldoun -Tiaret.

Gyesi, J.N., Nyaaba, B.A., Darko, G., Mills-Robertson, F.C., Miezah, K., Acheampong, N.A., Frimpong, F., Gyimah, G., Quansah, B., Borquaye, L.S., (2022). Occurrence of Pharmaceutical Residues and Antibiotic-Resistant Bacteria in Water and Sediments from Major Reservoirs (Owabi and Barekese Dams) in Ghana. Journal of Chemical, 2022, 1–14.

Hamid, N., Junaid, M., Manzoor, R., Duan, J.-J., Lv, M., Xu, N., Pei, D.-S., (2022). Tissue distribution and endocrine disruption effects of chronic exposure to pharmaceuticals and personal care products mixture at environmentally relevant concentrations in zebrafish. Aquatic Toxicology, 242, 106040.

Horak, I., Horn, S., Pieters, R., (2021). Agrochemicals in freshwater systems and their potential as endocrine disrupting chemicals: A South African context. Environmental Pollution, 268, 115718.

Hossein, M., Ripanda, A.S., (2025). Pollution by antimicrobials and antibiotic resistance genes in East Africa: Occurrence, sources, and potential environmental implications. Toxicology Reports, 14, 101969.

Ibor, O.R., Nnadozie, P., Ogarekpe, D.M., Idogho, O., Anyanti, J., Aizobu, D., Onyezobi, C., Chukwuka, A.V., Adeogun, A.O., Arukwe, A., (2023). Public health implications of endocrine disrupting chemicals in drinking water and aquatic food resources in Nigeria: A state-of-the-science review. Science of the Total Environment, 858, 159835.

Jamil Emon, F., Rohani, M.F., Sumaiya, N., Tuj Jannat, M.F., Akter, Y., Shahjahan, M., Abdul Kari, Z., Tahiluddin, A.B., Goh, K.W., (2023). Bioaccumulation and Bioremediation of Heavy Metals in Fishes. A Review. Toxics, 11, 510.

Jenkins, J.A., Hartop, K.R., Bukhari, G., Howton, D.E., Smalling, K.L., Mize, S.V., Hladik, M.L., Johnson, D., Draugelis-Dale, R.O., Brown, B.L., 2021. Juvenile African Clawed Frogs (Xenopus laevis) Express Growth, Metamorphosis, Mortality, Gene Expression, and Metabolic Changes When Exposed to Thiamethoxam and Clothianidin. International Journal of Molecular Sciences, 22, 13291.

Jiao, H., Yuan, T., Wang, X., Zhou, X., Ming, R., Cui, H., Hu, D., Lu, P., (2023). Biochemical, histopathological and untargeted metabolomic analyses reveal hepatotoxic mechanism of acetamiprid to Xenopus laevis. Environmental Pollution, 317, 120765.

Kabir, F., Binte Abdullah, R., Nur E Alam, Md., Anik, A.H., (2025). Unsafe to eat? A systematic review of heavy metal contamination in urban street foods: Sources, risks, and regional disparities. Measurement: Food, 20, 100256.

Kadim, M.K., Risjani, Y., (2022). Biomarker for monitoring heavy metal pollution in aquatic environment: An overview toward molecular perspectives. Emerging Contaminants, 8, 195–205.

Kairigo, P., Ngumba, E., Sundberg, L.-R., Gachanja, A., Tuhkanen, T., (2020). Contamination of Surface Water and River Sediments by Antibiotic and Antiretroviral Drug Cocktails in Low and Middle-Income Countries: Occurrence, Risk and Mitigation Strategies. Water, 12, 1376.

Kartal, M.E., Bildik, A., (2022). Assessment of pollution with biomarkers in fish culture. Environmental Monitoring and Assessment, 194, 111.

Kasonga, T.K., Coetzee, M.A.A., Kamika, I., Ngole-Jeme, V.M., Benteke Momba, M.N., (2021). Endocrine-disruptive chemicals as contaminants of emerging concern in wastewater and surface water: A review. Journal of Environmental Management, 277, 111485.

Kèlomè, N., Faure, P., Mathieu, O., Lévêque, J., Oyédé, L., (2012). Evidence of Organic Contamination in Urban Soils of Cotonou Town (Benin). International Journal of Environment and Climate Change, 2, 99–112.

Kipsang, N.K., Kibet, J.K., Adongo, J.O., (2024). A review of the current status of the water quality in the Nile water basin. Bulletin of the National Research Centre, 48, 30.

Koudokpon, H., Dougnon, V., Lougbegnon, C., Agbankpe, A.J., Avodagbe, G., Saidou, S., Bankole, H., Baba-Moussa, L., (2021). Emergence of Multidrug-resistance Bacteria Isolated of Drinking Water, Groundwater and Hospital Wastewater in Southern Benin: Antibiotic Resistance Profile and Resistomes Determination, Journal of Advances in Microbiology, 21(4), 91-105.

Kumar, M., Singh, S., Jain, A., Yadav, S., Dubey, A., Trivedi, S.P., (2024). A review on heavy metal-induced toxicity in fishes: Bioaccumulation, antioxidant defense system, histopathological manifestations, and transcriptional profiling of genes. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, 83, 127377.

Kumari, Khare, (2017). Integration of Biomarker Approach in Pollution Monitoring Programme of Aquatic Ecosystem, SpringerLink https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-981-10-7434-9_18

Lawani, R.A., Kelome, N.C., Agassounon, M., Tchibozo, D., et Hounkpe, J. (2017). Organic pollution of Ouémé River in Benin Republic. Proceedings of the International Water Resources Association Congress. International Water Resources Association. https://iwra.org/proceedings/congress/resource/ABSID441_ABSID441_Article.pdf

Madikizela, L.M., Tavengwa, N.T., Chimuka, L., 2017. Status of pharmaceuticals in African water bodies: Occurrence, removal and analytical methods. Journal of Environmental Management, 193, 211–220.

Mahi, T.F., Chowdhury, G., Hossain, M.A., Baishnab, A.K., Schneider, P., Iqbal, M.M., 2022. Assessment of Lead (Pb) Toxicity in Juvenile Nile Tilapia, Oreochromis niloticus - Growth, Behaviour, Erythrocytes Abnormalities, and Histological Alterations in Vital Organs. Toxics, 10, 793.

Mangadze, T., Dalu, T., William Froneman, P., 2019. Biological monitoring in southern Africa: A review of the current status, challenges and future prospects. Science of the Total Environment, 648, 1492–1499.

Maraj, K., Nicklin, E., Edmonds-Smith, C., Winter, K., 2025. Detection of active pharmaceutical ingredients in surface water polluted by an informal settlement. Environmental Monitoring and Assessment, 197, 1169.

Maremane, S.R., Belle, G.N., Oberholster, P.J., Omotola, E.O., 2024. Occurrence of selected Covid-19 drugs in surface water resources: a review of their sources, pathways, receptors, fate, ecotoxicity, and possible interactions with heavy metals in aquatic ecosystems. Environmental Geochemistry and Health, 47, 3.

Matongo, S., Birungi, G., Moodley, B., Ndungu, P., 2015. Occurrence of selected pharmaceuticals in water and sediment of Umgeni River, KwaZulu-Natal, South Africa. Environmental Science and Pollution Research, 22, 10298–10308.

Mauro, M., Lazzara, V., Arizza, V., Luparello, C., Ferrantelli, V., Cammilleri, G., Inguglia, L., Vazzana, M., 2021. Human Drug Pollution in the Aquatic System: The Biochemical Responses of Danio rerio Adults. Biology, 10, 1064.

Meknachi, A., Djellali, M., et Badis, A. (2020). Évaluation de l’écotoxicité des eaux usées industrielles : évolution de l’activité catalasique comme biomarqueur du stress oxydatif chez les moules Mytilus galloprovincialis et Perna perna. Revue Agrobiologia, 10(1), 1770–1786. https://agrobiologia.net/online/wp-content/uploads/2020/06/05-1770-1786-MEKNACHI-et-al.pdf

Mesbah, A., 2015. Evaluation de la pollution par les métaux lourds dans quelques organes de l’espèce de poisson Trachurus trachurus L. (La Saurel) sur le littoral de Ghazaouet [Thèse de doctorat].

Mheidli, N., Malli, A., Mansour, F., Al-Hindi, M., 2022a. Occurrence and risk assessment of pharmaceuticals in surface waters of the Middle East and North Africa: A review. Science of the Total Environment, 851, 158302.

Moher, D., Liberati, A., Tetzlaff, J., Altman, D.G., et The PRISMA Group. (2009). Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses: The PRISMA Statement. PLoS Medicine, 6(7), e1000097.

Mokhamer, E.-H., Radwan, E.H., Elsaka, M. (2019). Oxidative stress and DNA damage in Nile Tilapia (Oreochromis niloticus) as biomarkers of aquatic pollution. Journal of Bioscience and Applied Research, 5, 92–109.

Ekelund Ugge, G. M., Jonsson, A., et Berglund, O. (2021). Molecular biomarker responses in the freshwater mussel Anodonta anatina exposed to an industrial wastewater effluent. Environmental Science and Pollution Research, 29(3), 2158–2170.

Muñiz-González, A.-B., Paoli, F., Martínez-Guitarte, J.-L., Lencioni, V., (2021). Molecular biomarkers as tool for early warning by chlorpyrifos exposure on Alpine chironomids. Environmental Pollution, 290, 118061.

Munzhelele, E.P., Mudzielwana, R., Ayinde, W.B., Gitari, W.M., (2024). Pharmaceutical Contaminants in Wastewater and Receiving Water Bodies of South Africa: A Review of Sources, Pathways, Occurrence, Effects, and Geographical Distribution. Water, 16, 796.

Nantaba, F., Wasswa, J., Kylin, H., Bouwman, H., Palm, W.-U., Kümmerer, K., (2024). Spatial trends and ecotoxic risk assessment of selected pharmaceuticals in sediments from Lake Victoria, Uganda, East Africa. Science of the Total Environment, 906, 167348.

Nephale, L. E., Moyo, N. A. G., and Rapatsa, M. M., (2021). Use of biomarkers in monitoring pollution status of urban rivers, Limpopo, South Africa. Environmental Science and Pollution Research, 28(51), 55116–55128.

Nyakabeji, M.B., Mushagalusa, É.M., Bagalwa, J.-J.M., Basabose, A.K., (2023). Diversité des macroinvertébrés benthiques des rivières du nord-est de l’île d’Idjwi, République Démocratique du Congo. VertigO - Revue électronique en sciences de l’environnement, Rubrique Terrain, https://journals.openedition.org/vertigo/40649

Ogunlaja, A., Ogunlaja, O.O., Olukanni, O.D., Taylor, G.O., Olorunnisola, C.G., Dougnon, V.T., Mousse, W., Fatta-Kassinos, D., Msagati, T.A.M., Unuabonah, E.I., (2022). Antibiotic resistomes and their chemical residues in aquatic environments in Africa. Environmental Pollution, 312, 119783.

Olisah, C., Okoh, O.O., Okoh, A.I., (2020). Occurrence of organochlorine pesticide residues in biological and environmental matrices in Africa: A two-decade review. Heliyon 6, e03518.

Oliva, M., Vicente-Martorell, J.J., Galindo-Riaño, M.D., Perales, J.A., (2013). Histopathological alterations in Senegal sole, Solea Senegalensis, from a polluted Huelva estuary (SW, Spain). Fish Physiology and Biochemistry, 39, 523–545.

Opoku, R., Amponsah, E., Laryea, M.K., Darko, G., Borquaye, L.S., (2025). Descriptive analysis of pharmaceutical disposal practices in Sekondi-Takoradi: implications for environmental and public health safety in Ghana. Discov. Public Health 22, 553.

Pare, S., et Bonzi-Coulibaly, L. Y. (2013). Water quality issues in West and Central Africa: Present status and future challenges. Proceedings of H04, IAHS-IAPSO-IASPEI Assembly, Gothenburg, Sweden, July 2013 (IAHS Publ. 361), 87–95.

Patel, N., Khan, M.Z.A., Shahane, S., Rai, D., Chauhan, D., Kant, C., Chaudhary, V.K., (2020). Emerging Pollutants in Aquatic Environment: Source, Effect, and Challenges in Biomonitoring and Bioremediation- A Review. Pollution 6, 99–113.

Pereira, C.M.S., Everaert, G., Blust, R., De Schamphelaere, K.A.C., (2018). Multigenerational effects of nickel on Daphnia magna depend on temperature and the magnitude of the effect in the first generation. Environmental Toxicology and Chemistry. 37, 1877–1888.

Ribeiro, R.X., da Silva Brito, R., Pereira, A.C., Monteiro, K.B. e S., Gonçalves, B.B., Rocha, T.L., (2020). Ecotoxicological assessment of effluents from Brazilian wastewater treatment plants using zebrafish embryotoxicity test: A multi-biomarker approach. Science of the Total Environment. 735, 139036.

Ripanda, A.S., Rwiza, M.J., Nyanza, E.C., Machunda, R.L., Vuai, S.H., (2022). Contribution of Illicit Drug Use to Pharmaceutical Load in the Environment: A Focus on Sub-Saharan Africa. J. Environ. Public Health, 2022, 9056476.

Sackey, L.N.A., Okobeng, A., Obidieh, P.Y., Ngala, F.-M.M., Otoo, E.B., Quartey, J., Bentil, J.A., Azanu, D., 2024. Risk Assessment of Pharmaceutical Contaminants in Pharmaceutical Wastewater. The Scientific World Journal, 2024, 5538398.

Salcedo-Bellido, I., Gutiérrez-González, E., García-Esquinas, E., Fernández de Larrea-Baz, N., Navas-Acien, A., Téllez-Plaza, M., Pastor-Barriuso, R., Lope, V., Gómez-Ariza, J.L., García-Barrera, T., Pollán, M., Jiménez Moleón, J.J., Pérez-Gómez, B., (2021). Toxic metals in toenails as biomarkers of exposure: A review. Environmental Research. 197, 111028.

Salem, H.S., Hagras, A.E., El-Baghdady, H.A.M., El-Naggar, A.M., (2021). Biomarkers of Exposure and Effect in Nile Tilapia (Oreochromis niloticus) Environmentally Exposed to Multiple Stressors in Egypt. The Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology. 107, 889–894.

Santana, M.S., Sandrini-Neto, L., Filipak Neto, F., Oliveira Ribeiro, C.A., Di Domenico, M., Prodocimo, M.M., (2018). Biomarker responses in fish exposed to polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs): Systematic review and meta-analysis. Environmental Pollution, 242, 449–461.

Segura, P.A., Takada, H., Correa, J.A., El Saadi, K., Koike, T., Onwona-Agyeman, S., Ofosu-Anim, J., Sabi, E.B., Wasonga, O.V., Mghalu, J.M., dos Santos, A.M., Newman, B., Weerts, S., Yargeau, V., (2015). Global occurrence of anti-infectives in contaminated surface waters: Impact of income inequality between countries. Environment International, 80, 89–97.

Sibiya, A., Al-Ghanim, K.A., Govindarajan, M., Nicoletti, M., Sachivkina, N., Vaseeharan, B., (2023). Biochemical Patterns and Genotoxicity of the Endocrine Disruptor Metformin in the Freshwater Fish Labeo rohita. Fishes 8, 380.

Silva, M.R.F. da, Souza, K.S., Assis, C.R.D. de, Sá, R.A. de Q.C. de, Santos, M.D.V., Oliveira, M.B.M. de, (2020). Biomarkers as a tool to monitor environmental impact on Aquatic Ecosystems / Biomarcadores como ferramenta para monitorar o impacto ambiental nos Ecossistemas Aquáticos. The Brazilian Journal of Development, 6, 75702–75720.

Sousa, J.C.G., Ribeiro, A.R., Barbosa, M.O., Pereira, M.F.R., Silva, A.M.T., (2018). A review on environmental monitoring of water organic pollutants identified by EU guidelines. The Journal of Hazardous Materials. 344, 146–162.

Tavera Martínez, L., Marchant, M., Urbina, M., (2023). Are physiological responses in foraminifera reliable environmental stress bioindicators? A systematic review. Environmental Research, 216, 114515.

Vieira, C.E.D., Costa, P.G., Caldas, S.S., Tesser, M.E., Risso, W.E., Escarrone, A.L.V., Primel, E.G., Bianchini, A., dos Reis Martinez, C.B., (2019). An integrated approach in subtropical agro-ecosystems: Active biomonitoring, environmental contaminants, bioaccumulation, and multiple biomarkers in fish. Science of the Total Environment. 666, 508–524.

Waleng, N.J., Nomngongo, P.N., (2022). Occurrence of pharmaceuticals in the environmental waters: African and Asian perspectives. Environmental Chemistry and Ecotoxicology. 4, 50–66.

Weiss, F.T., Leuzinger, M., Zurbrügg, C., Eggen, R.I.L., (2016). Chemical Pollution in Low- and Middle-Income Countries. Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology, Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology, https://www.eawag.ch/fileadmin/Domain1/Abteilungen/sandec/publikationen/Chemical_Pollution/ChemPoll-LAMICS_Chapter1.pdf

Yang, X., Gong, J., Zhang, X., Huang, Y., Zhang, W., Yang, J., Lin, J., Chai, Y., Liu, J., (2021). Evaluation of the combined toxicity of multi-walled carbon nanotubes and cadmium on earthworms in soil using multi-level biomarkers. Ecotoxicology and Environmental Safety, 221, 112441.

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Table des illustrations

Titre Figure 1 : Carte montrant les pays ayant mené des études de biosurveillance de la pollution des eaux de surface en Afrique
URL http://journals.openedition.org/vertigo/docannexe/image/50731/img-1.png
Fichier image/png, 56k
Titre Figure 2 : Facteurs influençant la contamination de l'écosystème aquatique au fil du temps
Crédits Inspiré de Anjanapriya et al., 2021.
URL http://journals.openedition.org/vertigo/docannexe/image/50731/img-2.png
Fichier image/png, 72k
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Pour citer cet article

Référence électronique

Afoussatou Amadou, Nelly Kelome et Victorien Tamègnon Dougnon, « Biosurveillance de la qualité des eaux de surface en Afrique : niveaux de contamination en polluants chimiques dont les composés pharmaceutiques émergents et les métaux lourds et utilisation de biomarqueurs, une revue de littérature »VertigO [En ligne], 25-2 | Octobre 2025, mis en ligne le 04 novembre 2025, consulté le 19 janvier 2026. URL : http://journals.openedition.org/vertigo/50731 ; DOI : https://doi.org/10.4000/15erl

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Auteurs

Afoussatou Amadou

Chercheuse, Unité de Recherche en Microbiologie Appliquée et Pharmacologie des substances naturelles, Laboratoire de Recherche en Biologie Appliquée, École Doctorale des Sciences de la Vie et de la Terre, Université d'Abomey-Calavi, Bénin, adresse courriel : afoussaa82@gmail.com

Nelly Kelome

Professeur Titulaire, Laboratoire de Géologie, Mines et Environnement, Faculté des Sciences et Techniques, Université d'Abomey-Calavi, Bénin, adresse courriel : nkelome@yahoo.fr

Victorien Tamègnon Dougnon

Maître de Conférence des Universités du CAMES, Unité de Recherche en Microbiologie Appliquée et Pharmacologie des substances naturelles, Laboratoire de Recherche en Biologie Appliquée, École Doctorale des Sciences de la Vie et de la Terre, Université d'Abomey-Calavi, Bénin, adresse courriel : victorien.dougnon@gmail.com 

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Droits d’auteur

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