Effets de l'épandage de boues d'alun sur certains paramètres chimiques du sol et sur la croissance de l'orge.

Wang, Fenghai (1997). Effets de l'épandage de boues d'alun sur certains paramètres chimiques du sol et sur la croissance de l'orge. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 193 p.

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Résumé

La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de ce résumé n’a pas été possible en raison de limitations techniques. La version correcte de ce résumé peut être lue en PDF. Les expériences réalisées dans ce projet avaient pour objectif d'étudier les effets de l'épandage de boues d'alun, issues du traitement de déphosphatation des eaux usées, sur certains paramètres chimiques du sol et sur la croissance de l'orge (Hordeum vulgare L. cv.). Ces essais ont été effectués dans des conditions contrôlées (en serre), en respectant les critères des Ministères de l'Environnement et de la Faune du Québec et de l'Agriculture, des Pêcheries et de l'Alimentation du Québec (MENVIQ et MAPAQ, 1991) concernant la dose permissible applicable lors de la valorisation des boues municipales en agriculture. Lors des expériences, trois principaux facteurs ont été suivis: 1) les pH initiaux du sol récepteur (4.5, 5.1 et 6.5); 2) les concentrations en aluminium (Al) présentes dans les boues suite à l'apport d'alun durant le traitement des eaux usées (0,0.8 et 2.2 % soient 0,21 et 42 % de l'Al total des boues); 3) les doses d'épandage de boues, équivalentes à des teneurs d'azote total (NT) de 100 et 270 kg par hectare (ha). La dose de 270 kg NT/ha étant celle de la limite du gouvernement du Québec pour l'épandage cumulatif des boues sur une période de 5 ans avec une ou plusieurs applications, en supposant que la concentration en azote disponible soit équivalente à environ 50 % de celle de l'azote total. Les résultats sur la capacité de l'Al, provenant de l'application de l'alun durant le traitement de déphosphatation des eaux usées, à se solubiliser ont montré que la mobilisation de l'Al sous forme de monomères inorganiques présentait une corrélation négative avec le pH et une adéquation positive avec la concentration en Al de ces boues. La concentration en A13+ ([Al3+]) soluble dans les boues d'alun variait selon le pH et les doses de sulfate d'aluminium (A12(S04)3.18H20 ou A12(S04)3.14H20) appliquées durant le traitement des eaux usées. Plus le pH des boues était faible et les doses ajoutées d'alun élevées, plus la [A13+] solubilisée était importante. Par ailleurs, les courbes de régression entre le pAl (-logA13+) et le pH différaient l'une de l'autre pour chaque type de boues. Ainsi, les pentes des courbes étaient toujours inférieures à 3 et distinctes de celles calculées à partir de la solubilité de la gibbsite (Al(OH)3). Ces résultats montreraient que l'Al3+ soluble dans les boues proviendrait principalement de la dissociation de l'aluminium complexé à la matière organique (MO), et non de la dissolution d'une phase minérale du type Al(OH)3. Dès lors, l'échange entre le H+ et l'Al3+ lié à la MO contrôlerait la [Al3+] en solution dans ces boues. Les changements majeurs observés au niveau des paramètres chimiques du sol suite à l'épandage de boues d'alun étaient: 1) une baisse du pH du sol, peu importe les pH initiaux du sol récepteur (4.5, 5.1 et 6.5); 2) une augmentation significative de la concentration en Al extractible par la solution Mehlich 3; et 3) une augmentation de la [A13+] soluble dans le sol. Plus la dose d'épandage utilisée était élevée, plus ces effets ont été importants. Par ailleurs, l'analyse de la spéciation de l'aluminium a montré que la [A13+] en solution dans le sol amendé de boues d'alun était reliée de façon négative au pH du sol et positivement à la [A13+] des boues d'alun et à la dose d'épandage utilisée. Les courbes de régression entre le pAl et le pH de la solution étaient différentes suivant le type de boues épandues, les pentes de ces courbes étant inférieures à trois et similaires à celles obtenues dans le cas de la concentration en A13+ soluble dans les boues d'alun. Enfin, les résultats issus de la culture de l'orge ont montré que, pour tous les pH et les doses utilisées, l'épandage de boues d'alun n'influençait ni le taux de germination ni les concentrations en Al, P, K et Ca assimilées dans la partie aérienne de l'orge. Cependant, la cinétique de croissance de l'orge était réduite suite à l'épandage de ces boues. En effet, plus les boues contenaient d'Al, plus la vitesse de croissance de l'orge était inhibée. Il a d'ailleurs été observé que la réduction du développement de l'orge était directement tributaire de la [Al3+] en solution dans le sol amendé de boues. Par ailleurs, la phytotoxicité de l'A13+ dépendait du pH. Ainsi, lorsque la cinétique de croissance de l'orge était réduite de 50 %, la [A13+] en solution dans le sol amendé de boues était environ de 0.6 µM au pH 5.0 ± 0.1, tandis que cette valeur était d'environ 3 µM au pH 4.5 ± 0.1. Dès lors, plus le pH était élevé (4.5 à 5.0), plus l'A13+ était toxique. Ce phénomène peut être imputé au rôle protecteur du proton H+ vis-à-vis de l'Al.

Type de document:	Thèse Thèse
Directeur de mémoire/thèse:	Couillard, Denis
Informations complémentaires:	Résumé avec symboles
Mots-clés libres:	épangage; boues d’alun; déphosphatation; eau usée municipale; sol; pH orge; Al; aluminium; chimie
Centre:	Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt:	11 févr. 2014 16:43
Dernière modification:	05 mai 2023 14:01
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/2030

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