Impacts de l’épandage de biosolides soumis à la stabilisation alcaline sur le devenir et le transport des contaminants d’intérêt émergent dans les sols agricoles, la biomasse végétale et les eaux de drainage

G. W. Price, professeur agrégé, Université Dalhousie , 2013 - 2014
Enjeu

L’épandage de biosolides municipaux sur les terres agricoles est une pratique courante au Canada. Cette façon de faire est bénéfique en ce sens qu’elle contribue à la gestion des déchets tout en retournant de la matière organique et des éléments nutritifs dans l’environnement. Toutefois, les biosolides peuvent contenir des produits chimiques organiques classés comme étant des contaminants d’intérêt émergent (CIE). Ces substances peuvent s’introduire dans nos écosystèmes en se dégradant dans les sols, en aboutissant dans les eaux de drainage et en étant absorbés par les plantes. De ces façons, les CIE présentent un risque potentiel pour la santé de l’homme et de l’environnement.

Les partenaires des secteurs industriel et gouvernemental s’inquiètent de la façon par laquelle les CIE peuvent s’introduire dans les systèmes de production alimentaire. Pour élaborer des cadres politiques et de gestion efficaces concernant l’usage des biosolides, il faut une approche systématique permettant de compiler les nombreux éléments probants des processus qui affectent la concentration, le devenir et le transport des CIE dans les milieux agricoles. 

La stabilisation alcaline est un procédé qui peut réduire la concentration et le nombre de CIE. Bien qu’il s’agisse d’une possible solution, la documentation actuelle sur la stabilisation alcaline comme moyen de réduire les effets des CIE est insuffisante et des recherches additionnelles sont nécessaires.

L’équipe de projet, dirigée par M. Gordon W. Price, étudiera les incidences de la stabilisation alcaline sur le devenir et le transport des CIE dans les sols agricoles, la biomasse végétale et les eaux de drainage.

Projet

Le présent projet comprendra des essais en laboratoire et sur le terrain et de la modélisation pour étudier comment la stabilisation alcaline affecte la concentration, le devenir et le transport des CIE dans le sol, l’eau souterraine et la biomasse végétale.

Les chercheurs recueilleront et analyseront des biosolides traités et non traités selon le processus de stabilisation alcaline. Cela va aider à déterminer les avantages de la stabilisation alcaline en quantifiant les concentrations de CIE avant et après le traitement.

Dans une étude environnementale contrôlée réalisée en serre, les chercheurs vont étudier comment les CIE se dégradent, sont adsorbés et transportés dans diverses conditions de sol. Parmi les conditions de sol, il y aura différentes textures, différents pH et différentes teneurs en carbone organique et eau. 

Les études sur le terrain pour ce projet seront réalisées dans le cadre du programme de recherche actuel de M. Price qui comprend trois sites établis qui ont reçu des biosolides de 2008 à 2012. Cette occasion unique fournit une approche intégrée dans le temps pour évaluer les CIE. Les données des études sur le terrain vont aider à comprendre le transport des CIE dans le sol, l’eau souterraine, les végétaux et les invertébrés dans le sol, au fil du temps. 

Les données recueillies en laboratoire et sur le terrain seront utilisées pour concevoir des modèles du devenir et du transport des CIE. Il existe plusieurs modèles qui pourraient être adaptés pour simuler le comportement des CIE dans des systèmes de sols agricoles. Le développement d’outils de modélisation est un élément clé de ce projet, car il permet aux chercheurs d’examiner les effets potentiels à long terme (10 ans et plus) de l’épandage des biosolides sur le sol, l’eau et les végétaux.

 

Produits

Anticipated Outputs Include:

  • Workshop/Symposium for industry and government partners to apply findings to decision-making context
  • Semi-annual technical summaries delivered to partners to update on research progress and milestones
  • Dissemination of project information via partner websites, social media and newsletters
Résultats

A major concern of stakeholders involved in this project is an absence of data concerning the risks of ESOC through biosolids application. Through research this project seeks to address this concern by providing industry and government with greater knowledge on the impacts of alkaline stabilized biosolids application.  This includes:

1.  An understanding of how alkaline stabilization processes effect the concentration of ESOC in biosolids.

2.  An understanding of ESOC degradation and transport behaviour in soils with varying characteristics.

3.  An understanding of how agricultural systems receiving alkaline stabilized biosolids affect ecological health, soil quality, and water quality.

4.  An understanding of potential long-term environmental impacts associated with alkaline stabilized biosolids. 

5. Inform the development of government policies on biosolids management in agriculture, as well as food safety monitoring

To achieve this outcome, the team has planned face to face meetings with end users, as well as a workshop/symposium designed to inform the industry and government partners on the project findings as they apply to a decision-making context.

From this knowledge, industry and government will be able to develop an evidence-based position on the use of biosolids.  Stakeholders involved in this project anticipate that this research will highlight the role of alkaline stabilization on the concentration and persistence of ESOC, and may influence public perception of biosolids.

 

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Équipe de Recherche et Partenaires:

Équipe de Recherche

G. W. Price, Assistant Professor, Dalhousie University
R. Jamieson, Associate Professor, Dalhousie University
S. Prasher, Professor, McGill University
A. Tong, Associate Professor, Acadia University
J. Murimboh, Associate Professor, Acadia University
M. Sharifi, Assistant Professor, Trent University
J. Levison, Assistant Professor, University of Guelph

Partenaires

Nova Scotia Department of Agriculture
Nova Scotia Department of Environment
Halifax Regional Municipality
N-Viro Systems Canada
Ontario Ministry of Agriculture Food and Rural Affairs
Nova Scotia Federation of Agriculture

Canadian Water fr

Partners fr

Canadian Water and Wastewater Association City of Guelph City of Calgary British Columbia’s Capital Region District fr