2004 Compendium des recherches sur l'environnement financées par le MAAARO: Qualité de l'air (QA)

Auteur :	Paul Brine - Analyste de recherche/MAAARO
Date de création :	30 septembre 2005
Dernière révision :	22 septembre 2009

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QA1 Oxydation électrochimique des composés odorants du fumier de porc

Chef de projet : Nigel Bunce
Chemistry and Biochemistry
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 53962
bunce@chembio.uoguelph.ca

Durée du projet : Mai 2001 - avril 2003

Numéro OASIS : 25606

Résumé :
Ce projet de recherche vise à apporter des solutions au problème des mauvaises odeurs produites par l'industrie de l'élevage intensif de porcins et qui suscitent une hostilité croissante du public. Ces odeurs sont dues à des composés azotés et soufrés qui se forment sous l'action des bactéries anaérobies présentes à la fois dans l'intestin des animaux et dans les cuves de rétention du fumier. Le concept à l'étude est celui de l'oxydation électrochimique des composés odorants de la phase aqueuse du fumier de porc décanté, qui pourrait ensuite être épandu sur des terres sous sa forme " désodorisée ".

La phase résiduelle du fumier, qui serait moins volumineuse et aurait une plus forte teneur en solides, pourrait alors être traitée de la même façon que le fumier liquide de bovins. Les travaux effectués jusqu'ici sur des composés modèles permettent de penser que cette approche est peut être réalisable. Dans le cadre de ce projet, on procédera à la mesure de l'efficacité des procédés électriques et à l'identification des produits d'oxydation, ce qui complétera les travaux déjà effectués sur des composés modèles; on effectuera également une " validation de concept " sur du fumier liquide de porcins.

QA2 La biofiltration comme outil de lutte contre les odeurs et la poussière dans les porcheries

Chef de projet : Michael Dixon
Environmental Biology
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 52555
mdixon@uoguelph.ca

Durée du projet : Mai 2003 - avril 2006

Numéro OASIS : 26001

Résumé :
Dans les installations traditionnelles d'élevage de porcins, la poussière et les composés odorants représentent un important problème de santé et environnemental auquel sont confrontés les producteurs ontariens. Ces contaminants constituent souvent le motif de plaintes en matière d'environnement et ils peuvent poser des risques pour la santé et la sécurité des humains et des animaux. Certaines recherches permettent également de penser que les fortes concentrations de gaz odorants tels que l'ammoniac (NH₃) présentes dans les porcheries font perdre l'appétit aux animaux, ce qui a pour effet de retarder leur croissance et d'accroître les coûts de production.

L'ammoniac est un composé très soluble et biologiquement actif. Ces propriétés en font un excellent candidat pour la biofiltration. Ce procédé représente peut-être une solution sans danger et rentable aux problèmes d'odeurs et de poussière dans les porcheries. La biofiltration consiste à faire passer l'air contaminé dans une matrice de matériaux organiques, ce qui permet d'éliminer de nombreux contaminants atmosphériques. Cette approche convient particulièrement bien à l'industrie porcine parce que 1) la biomasse végétale constitue un important puits d'azote, et elle réduit donc les concentrations d'ammoniac, et 2) la conception des biofiltres végétaux devrait favoriser le dépôt des poussières, dont la concentration serait ainsi réduite. Dans les élevages de porcs, ce système peut être employé en circuit fermé, l'air sortant du biofiltre étant directement renvoyé dans la porcherie. Cela aura pour effet de réduire la concentration de contaminants chimiques comme l'ammoniac et physiques comme la poussière. Dans les élevages porcins, les coûts de ventilation et connexes seront donc réduits, et les animaux et les employés vivront dans un milieu plus sain. L'air peut également passer une seule fois dans le biofiltre, dont la fonction est alors de réduire les émissions de composés odorants dans l'environnement. Les objectifs du projet sont les suivants : 1) évaluer l'efficacité de l'élimination de l'ammoniac et de la poussière atmosphériques par les biofiltres intérieurs; 2) tester un prototype dans un contexte de recherche, et 3) développer et évaluer des biofiltres à l'échelle dans des porcheries commerciales.

QA3 Modélisation de la destinée des polluants agricoles gazeux

Chef de projet : Grant Edwards
School of Engineering
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1

Durée du projet : Mai 1999-avril 2003

Numéro OASIS : 24300

Résumé :
La pollution atmosphérique produite par l'activité agricole est de plus en plus considérée comme un problème environnemental. Par exemple, l'emploi généralisé d'engrais et de pesticides ainsi que les pratiques de gestion du bétail et des déchets produisent des émissions atmosphériques. Les substances émises par l'activité agricole sont les gaz H₂S, NH₃, CH₄, N₂O et CO₂ ainsi que les pesticides, les bioaérosols et les produits organiques persistants (odorants). Les processus de transport et de dépôt de ces émissions ne sont pas bien connus.

Il importe de comprendre leur destinée dans l'environnement et leurs effets sur celui-ci, et ce, pour plusieurs raisons (santé et sécurité des humains et des animaux, conformité aux exigences réglementaires, évaluation des effets environnementaux relatifs des différentes options agricoles, et amélioration des pratiques de gestion agricole). Pour répondre à ce besoin d'information, on a élaboré un logiciel de modélisation mathématique complet et global décrivant la dispersion, le transport et le dépôt des substances émises par l'activité agricole.

QA4 Modulation de la fermentation intestinale et de l'absorption des éléments nutritifs en vue de réduire les effets néfastes de la production porcine sur l'environnement

Chef de projet : Ming Fan
Animal and Poultry Science
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 53656
mfan@uoguelph.ca

Durée du projet : Mai 2003 - décembre 2005

Numéro OASIS : 26082

Résumé :
L'industrie porcine ontarienne est confrontée au problème environnemental global que constituent les odeurs produites par l'élevage des porcs. Ces odeurs sont l'effet de nombreux composés organiques volatiles émis par le fumier de porc, notamment au stade de la croissance-finition. Il s'agit principalement de composés volatiles sulfurés (p. ex. hydrogène sulfuré), de l'ammoniac, des indoles (p. ex. méthyl-3 indole ou scatole) et de composés phénoliques (p. ex. p-crésol). De plus, certains composés odorants comme les sulfures, le scatole et le p-crésol, qui sont produits par la fermentation dans le gros intestin, peuvent être absorbés par le sang, rester dans l'organisme du porc et nuire à la qualité de la viande en produisant un " arrière-goût ".

En mettant au point un additif alimentaire efficace pour éliminer l'odeur du fumier de porc et améliorer la qualité de la viande, on contribuera à maintenir la compétitivité de l'industrie porcine ontarienne sur le marché mondial. Des études préliminaires semblent indiquer que l'ajout de suppléments alimentaires à base de polysaccharides non amylacés permet de réduire très efficacement la production globale d'ammoniac et de sulfure ainsi que les émissions en provenance du fumier de porc. Il sera nécessaire de faire des recherches pour comprendre les facteurs qui déterminent la biogenèse des composés odorants par la fermentation intestinale; ces recherches permettront également de déterminer les teneurs optimales en suppléments alimentaires constitués de fibres exogènes facilement disponibles pour améliorer le taux d'absorption des éléments nutritifs, la croissance et la qualité de la iande.

QA5 Traitement du fumier de porc pour en réduire les effets sur l'environnement

Chef de projet : Ron Fleming
Collège de Ridgetown
Université de Guelph
Ridgetown ON N0P 2C0
(519) 674-1612
rfleming@ridgetown.uoguelph.ca

Durée du projet : Mai 2003 - avril 2007

Numéro OASIS : 26003

Résumé :
Il existe actuellement un certain nombre de modes de traitement du fumier (séparateurs, composteurs, aérateurs, digesteurs anaérobies, additifs, etc.) à l'intention des éleveurs de bétail. Certaines de ces technologies sont déjà mises en œuvre dans les exploitations et d'autres n'en sont qu'à l'étape du développement.

Dans de nombreux cas, il faut combiner la technologie dont on fait la promotion avec d'autres techniques pour créer un système complet de traitement. Ce projet vise à déterminer le potentiel de divers systèmes de traitement pour ce qui est de la réduction des effets environnementaux néfastes. Il portera sur les odeurs, les éléments nutritifs, les pathogènes et des gaz à effet de serre.

QA6 Boisement des terres marginales

Chef de projet : Glenn Fox
Agriculture Economics and Business
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 52768
fox@agec.uoguelph.ca

Durée du projet : Mai 2003 - avril 2004

Numéro OASIS : 26101

Résumé :
La ratification du protocole de Kyoto par le gouvernement fédéral a fourni au secteur agricole de nouvelles occasions de contribuer à la réduction des émissions de gaz à effet de serre; pour ce faire, il est en effet possible de piéger des quantités accrues de dioxyde de carbone atmosphérique au moyen du boisement. Plusieurs études ont porté sur les coûts et les bénéfices de cette option en matière de lutte contre le changement climatique.

Ce projet consistera à construire un modèle stochastique coûts-bénéfices sur lequel les décideurs pourront se fonder pour évaluer cette option. En Ontario, tout projet relatif au boisement pourra intéresser les agriculteurs et propriétaires de terres agricoles marginales, et l'étude portera donc sur les incitatifs appropriés à leur intention. Les mécanismes institutionnels visant à faciliter le boisement en Ontario devront également faire l'objet de recherches plus poussées.

QA7 Piégeage de carbone et émissions d'oxyde nitreux dans les agrosystèmes fondés sur les arbres

Chef de projet : Andrew Gordon
Environmental Biology
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 52415
agordon@evb.uoguelph.ca

Durée du projet : Mai 2002 - avril 2006

Numéro OASIS : 25467

Résumé :
La culture intercalaire (système agroforestier rentable consistant à cultiver des plantes annuelles entre des rangées d'arbres largement espacées) est une technique peu coûteuse qui permet d'accroître le piégeage du carbone et de réduire les émissions d'oxyde nitreux issues des écosystèmes agricoles.

Les arbres constituent un puits naturel à long terme de CO₂ atmosphérique. Ce mécanisme pourrait servir à immobiliser de plus grandes quantités de carbone dans les champs puisque, même à de faibles densités, les arbres contribuent à améliorer la teneur des sols en carbone par la chute annuelle des feuilles et le renouvellement des racines fines. L'objectif de cette recherche est donc de mesurer et d'évaluer quantitativement le taux de piégeage du carbone et l'équilibre du carbone dans une culture intercalaire placée entre des arbres, puis de comparer ces résultats à ceux d'une monoculture. Selon notre hypothèse, les systèmes de culture intercalaire placée entre des arbres permettront de piéger de plus grandes quantités de carbone que les systèmes agricoles traditionnels et ce, sans perte significative de productivité. Dans le Sud de l'Ontario, l'adoption réussie de tels systèmes de culture ouvrira de nouvelles possibilités d'acquisitions de crédits pour le carbone (Kyoto, boisement) dans le secteur agricole, et elle pourrait représenter une réduction significative à long terme des teneurs en CO₂ de l'atmosphère.

Selon les recherches préliminaires effectuées à la station de recherches agroforestières de l'Université de Guelph, en Ontario, la quantité totale moyenne de carbone piégée dans les parties permanentes des espèces d'arbres à croissance rapide (peuplier hybride, clone DN 177, densité de 111 arbres/ha) serait de 14 t/ha. De plus, le total de l'apport de carbone au sol par les feuilles mortes et le renouvellement des racines fines depuis 13 ans se chiffrait à 25 t/ha environ. Sur ce site expérimental, la quantité totale de carbone piégée pendant la même période est donc voisine de 39 t/ha. En théorie, cela signifie que ce système a immobilisé 156 t de CO₂/ha au cours des 13 dernières années. On évalue qu'après la libération de CO₂ par les microorganismes, le potentiel net de piégeage des seuls arbres est de 1,65 t/ha par an, soit environ 7 t/ha de CO₂. Le taux net de piégeage après l'intégration d'arbres dans les cultures est quatre fois plus élevé que celui qu'il est généralement possible d'obtenir dans les cultures traditionnelles.

Cette recherche produira également des résultats quantitatifs sur le potentiel de réduction des émissions de N₂O par quatre voies principales : 1) réduction des charges de nitrate dans les cours d'eau, 2) amélioration de l'efficacité de l'absorption d'azote, 3) réduction des quantités d'engrais azoté consommées et 4) amélioration de l'immobilisation de l'azote par l'accroissement du rapport C/N. Ces deux volets de recherche (piégeage du carbone et quantification de la réduction des émissions de N₂O) porteront sur des systèmes agricoles opérationnels et complets, que l'on comparera avec des exploitations traditionnelles du Sud de l'Ontario. Actuellement, il n'existe pas de données de cette nature pour ces types de systèmes au Canada ou aux États-Unis.

QA8 (QE) Réduction du potentiel de libération d'azote, de phosphore et de méthane dans les fermes de production laitière intensive de l'Ontario

Chef de projet : B. McBride
Animal and Poultry Science
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 53695
bmcbride@uoguelph.ca

Chercheurs collaborateurs : D. McKnight, J. Fisher, P. Sharpe, Collège de Kemptville, V. Osbourne, Animal and Poultry Science

Durée du projet : Mai 2003 - avril 2006

Numéro OASIS : 26056

Résumé :
À l'échelle mondiale, les dégâts environnementaux provoqués par les fermes d'élevage intensif suscitent de plus en plus de préoccupations chez le public. En Ontario, cette inquiétude croissante a amené le gouvernement provincial à adopter une législation sur la gestion des éléments nutritifs. Cette loi vise à réduire les quantités d'éléments nutritifs déversés dans l'environnement par les exploitations agricoles, ce qui inclut les fermes de production laitière intensive. Par conséquent les spécialistes de la nutrition animale sont de plus en plus amenés à élaborer des méthodes efficaces de production laitière visant à réduire les émissions d'éléments nutritifs.

Dans les fermes de production laitière intensive, qui sont nombreuses en Ontario, les principales sources de dégradation environnementale sont les excès d'azote (N) et de phosphore (P) produits par le fumier, ainsi que les émissions atmosphériques de méthane (CH₄). L'azote et le phosphore contaminent les sols et les eaux souterraines et de surface, et le méthane est un puissant gaz à effet de serre qui contribue au changement climatique et au réchauffement planétaire. L'objectif de ce projet est de permettre de mieux comprendre les facteurs, principalement alimentaires, qui influencent la production de N, P et CH₄ par les bovins laitiers. On prévoit que ces travaux mèneront à l'élaboration de programmes stratégiques de suppléments alimentaires pour les élevages bovins laitiers de la province en vue de la réduction des quantités de N, P et CH₄ qu'ils libèrent dans l'environnement. Les autres avantages qui en découleront seront une productivité accrue et une réduction des coûts des aliments, le tout se soldant par un accroissement net du revenu agricole. Cette recherche contribuera à aider les producteurs laitiers ontariens à mieux répondre à leurs obligations en matière de gestion des éléments nutritifs.

QA9 Développement d'une approche multi échelles pour une gestion de l'azote adaptée au site

Chef de projet : Ivan O'Halloran
Collège de Ridgetown
Université de Guelph
Ridgetown ON N0P 2C0
(519) 674-1635
iohallo@ridgetownc.uoguelph.ca

Durée du projet : Mai 2003 - avril 2004

Numéro OASIS : 26045

Résumé :
En Ontario, les études montrent que la fertilité d'un même champ peut être variable; si l'on se fonde sur la moyenne des résultats d'un test de sol, il peut en résulter l'épandage de quantités excessives ou insuffisantes d'engrais selon les endroits. La modulation spatiale des épandages d'éléments nutritifs a pour objet d'ajuster les quantités d'intrants aux besoins des cultures dans les différentes parties d'un même champ. Cependant l'élaboration de la carte montrant comment moduler les intrants est une tâche difficile. En Ontario, la recherche a montré que dans un même champ, il pouvait y avoir une variation considérable de la réponse du rendement du maïs à l'épandage d'engrais azoté. Tous les champs ne se prêtent pas également à une modulation des épandages d'engrais azoté; cependant, dans de nombreux cas, il semble être possible d'améliorer les profits du producteur en optant pour le taux d'épandage de N le plus économique pour le champ (MERN, most economic rate of N). Les systèmes de meilleure gestion de l'azote peuvent également avoir des retombées écologiques bénéfiques puisqu'ils permettent d'éviter l'épandage d'engrais en quantité excessive. On estime que plus de 50 % des émissions de gaz à effet de serre provenant de l'agriculture sont sous forme d'oxyde nitreux (N₂O). L'épandage de quantités excessives d'azote dans les engrais accroît le potentiel d'émission de N₂O. Cependant l'effet final de la modulation de l'épandage de N sur les émissions de N₂O dépendra de la correspondance entre les surfaces qui auraient pu recevoir des quantités excessives d'engrais azoté et celles qui ont le plus de chances de produire du N₂O. L'objet de cette étude est de poursuivre les travaux sur la modulation spatiale de l'épandage d'engrais azoté dans les champs de maïs, d'évaluer et de vérifier les recommandations en matière de MERN et d'examiner l'effet possible de la modulation de l'épandage d'engrais azotés sur les émissions de N₂O.

QA10 Effet de la modulation de l'épandage d'engrais azotés sur les rendements des cultures et sur le potentiel d'émission d'oxyde nitreux du sol

Chef de projet : Ivan O'Halloran
Collège de Ridgetown
Université de Guelph
Ridgetown ON N0P 2C0
(519) 674-1635
iohallo@ridgetownc.uoguelph.ca

Durée du projet : Mai 2002 - avril 2003

Numéro OASIS : 25870

Résumé :
En Ontario, les études montrent que la fertilité d'un même champ peut être variable; si l'on se fonde sur la moyenne des résultats d'un test de sol, il peut en résulter l'épandage de quantités excessives ou insuffisantes d'engrais selon les endroits. La variabilité et le niveau de fertilité du sol se répercutent sur l'importance agronomique de ces zones mal exploitées. La modulation spatiale des épandages d'éléments nutritifs a pour objet d'ajuster les quantités d'intrants aux besoins des cultures dans les différentes parties d'un même champ. Cependant l'élaboration de la carte montrant comment moduler les intrants est une tâche difficile. En Ontario, la recherche a montré que dans un même champ, il pouvait y avoir une variation considérable de la réponse du rendement du maïs à l'épandage d'engrais azoté. L'adoption de meilleurs systèmes de gestion de l'azote aurait des avantages économiques évidents pour le producteur et un effet bénéfique sur l'environnement puisqu'il permettrait d'éviter l'épandage de quantités excessives d'engrais. Actuellement, on estime que plus de 50 % des émissions de gaz à effet de serre provenant de l'agriculture sont sous forme d'oxyde nitreux (N₂O).

On connaît raisonnablement bien certains des facteurs qui ont une influence sur les émissions de N₂O du sol; cependant on a une mauvaise vue d'ensemble, notamment pour ce qui est des paysages variables. L'épandage d'engrais azotés accroît le potentiel d'émission de N₂O. Cependant l'effet final de la modulation de l'épandage de N sur les émissions de N₂O dépendra de la correspondance entre les surfaces qui auraient pu recevoir des quantités excessives d'engrais azoté et celles qui ont le plus de chances de produire du N₂O. L'objet de cette étude était de poursuivre les travaux sur la modulation spatiale de l'épandage d'engrais azotés dans les champs de maïs, ce qui inclut le calcul des taux d'épandage les plus économiques (MERN, most economic rate of N) et des prédictions sur la modulation de l'épandage d'engrais azotés. On a également étudié l'effet possible de la modulation de l'épandage de N sur les émissions de N₂O.

QA11 (QE) Production de champignons et lutte contre les ravageurs

Chef de projet : Danny L. Rinker
Plant Agriculture
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4141
drinker@uoguelph.ca

Durée du projet : Mai 2002 - avril 2006

Numéro OASIS : 25748

Résumé :
Le secteur du champignon se divise en deux groupes, soit les producteurs de champignons de couche (Agaricus bisporus) et les producteurs de spécialités (pleurote, shiitake). Les producteurs de champignons de couche se préoccupent beaucoup de questions environnementales, de lutte contre les insectes et les maladies ainsi que de la qualité de leur production. Par ailleurs, les producteurs de spécialités s'intéressent plus aux questions de production et de qualité.

Pour ce qui est des questions environnementales, on déterminera quel est le système mécanique ou horticole (ou quels sont les systèmes mécaniques ou horticoles) qui permet le mieux de réduire les émissions malodorantes du compost, et quelles sont les pratiques de culture qui permettent de réduire ou d'éliminer les quantités de pesticides contenues dans les eaux grises.

En ce qui concerne la lutte contre les insectes et les maladies, on poursuivra les efforts de mise au point de mesures de protection contre le trichoderme et d'autres maladies. En matière de production et de qualité des champignons, on étudiera la tache bactérienne par le biais de l'évaluation des matériaux de production et de leurs effets sur le rendement et la qualité, et par l'ajout de produits chimiques dans l'eau d'arrosage.

QA12 Stratégies d'adaptation pour la gestion des risques climatiques dans l'agriculture ontarienne

Chef de projet : Barry Smit
Geography
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 53279
bsmit@uoguelph.ca

Durée du projet : Mai 2003 - avril 2004

Numéro OASIS : 26019

Résumé :
Les variations climatiques et les événements météorologiques connexes ont des répercussions majeures pour les producteurs ontariens et le secteur agricole dans son ensemble. On estime que les sécheresses de 2001 2002 ont coûté des milliards de dollars au secteur agroalimentaire canadien; en Ontario, elles ont entraîné les paiements d'indemnités d'assurance-récolte les plus importants jamais relevés (AGRICORP). Les changements climatiques, et surtout les variations et les phénomènes extrêmes, entraînent des risques très importants pour les entreprises agricoles et l'industrie.

Il est largement reconnu que pour pouvoir faire face à ces situations, il vaut mieux comprendre les risques en question et améliorer les options de gestion. De très nombreux organismes gouvernementaux et de l'industrie ont reconnu que les changements climatiques et la création de nouvelles stratégies d'adaptation devraient constituer des domaines de recherche prioritaires.

L'objectif du projet est d'identifier des stratégies de gestion efficace des risques climatiques et météorologiques dans le secteur agroalimentaire ontarien, et de produire des données utiles à la production et à la prise de décision de gestion, ainsi qu'aux programmes d'assurance et d'assistance en présence d'un climat changeant.

On identifie les principaux risques climatiques et les principales opportunités pour l'agriculture ontarienne, on évalue les implications pour les producteurs et le secteur agroalimentaire ainsi que les modes d'adaptation possibles, ce qui inclut les méthodes d'insertion de la gestion des risques climatiques dans les meilleures pratiques de gestion, la planification agricole et les programmes gouvernementaux.

QA13 (QS) Caractérisation des émissions atmosphériques et des résidus de cendres produits par les petits appareils commerciaux installés à la ferme pour l'incinération de cadavres d'animaux

Chef de projet : Bill Van Heyst
School of Engineering
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 53665
bvanheys@uoguelph.ca

Durée du projet : Mai 2003 - décembre 2004

Numéro OASIS : 25983

Résumé :
Avec les problèmes liés aux maladies à prions, à la sécurité des aliments et à la gestion des éléments nutritifs, l'élimination des cadavres d'animaux morts à la ferme constitue un défi de plus en plus difficile pour les agriculteurs ontariens. Une méthode de plus en plus employée est l'incinération dans de petits appareils qui peuvent être installés à la ferme et qui sont vendus en Ontario par plusieurs distributeurs. Le ministère de l'Agriculture et de l'Alimentation (MAAO) et le ministère de l'Environnement de l'Ontario (MEO) ne se sont pas encore prononcés en faveur de l'utilisation de ces appareils et s'inquiètent en particulier de leur rendement environnemental, qui doit faire l'objet d'autres études. Le présent programme de recherche a donc pour objet de caractériser les émissions atmosphériques et les résidus de cendres produits par plusieurs appareils commerciaux lors de l'incinération de différentes carcasses d'animaux par des méthodes expérimentales normalisées. On insérera ensuite les données sur les émissions atmosphériques dans AgMOD, un modèle de dispersion conçu spécifiquement pour des applications agricoles (Compendium, no QA 3), pour calculer leurs effets sur le site même et les propriétés avoisinantes.

Ce projet de recherche permettra de recueillir l'information nécessaire à la prise de décisions relatives aux orientations en matière d'incinération de cadavres d'animaux.

QA14 (QE) Émissions de gaz à effet de serre, élimination des polluants atmosphériques et lixiviation des nitrates dans les systèmes de gestion conçus pour le piégeage du carbone

Chef de projet : Claudia Wagner-Riddle
Land Resource Science
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 52787
criddle@lrs.uoguelph.ca

Chercheurs collaborateurs : T. Gillespie, G. Parkin, G. Thurtell et J. Warland, Land Resource Science

Durée du projet : Mai 1999 - avril 2003

Numéro OASIS : 24030

Résumé :
Récemment, une plus grande attention a été accordée au potentiel de capture du carbone par les activités agricoles qui contribuent à l'élimination de l'excès de CO₂ atmosphérique. Cependant on ne sait pas exactement ce qu'il adviendra de la production des autres gaz à effet de serre par les systèmes agricoles conçus pour fixer le carbone. De plus, il pourrait y avoir des répercussions sur d'autres aspects du cycle de l'azote tels que la lixiviation des nitrates. De façon générale, les cultures constituent un puits où sont piégés les gaz tels que l'ozone et les NOx qui sont produits ailleurs. Par conséquent toutes les mesures visant à accroître la fixation du carbone par les activités agricoles devront donner lieu à une évaluation de leurs effets sur les émissions d'autres gaz à effets de serre, la lixiviation des nitrates et la capture des polluants atmosphériques.

Les pratiques de gestion se répercutent sur les émissions de gaz à effet de serre, l'élimination des polluants atmosphériques et la lixiviation des nitrates. La mise en œuvre d'un système de meilleures pratiques de gestion et d'épandage a permis de ramener les pertes d'azote vers l'environnement à 9,5 kg/ha alors qu'avec les méthodes conventionnelles elles étaient de 63 kg/ha. Cette diminution n'était pas seulement le résultat de l'épandage de moins grandes quantités de N dans les meilleures pratiques de gestion, mais également de la meilleure absorption des engrais azotés ajoutés; en effet, la proportion de perte des quantités d'azote épandues est passée de 42 % pour les méthodes conventionnelles à 19 % pour les meilleures pratiques de gestion. Les meilleures pratiques de gestion entraînaient donc des pertes par formation d'oxyde nitreux et par lixiviation qui étaient significativement inférieures à ce qu'elles étaient avec les méthodes conventionnelles. Les rendements étaient les mêmes dans les deux systèmes, ce qui indique que cette réduction des pertes n'a pas affecté la productivité des cultures. Le maintien de la surveillance des pertes issues de ces deux systèmes permettra de tester ces résultats dans différentes conditions météorologiques ainsi que les effets à long terme des méthodes sans travail du sol sur le profil pédologique.

QA15 Développement de procédés de digestion anaérobie pour le traitement des fumiers de porc et des effluents transformés

Chef de projet : H. Zhou
School of Engineering
Université de Guelph
Guelph ON N1G 2W1
(519) 824-4120 p. 56990
hzhou@uoguelph.ca

Durée du projet : Mai 2001 - avril 2004

Numéro OASIS : 25614

Résumé :
Pour atteindre la durabilité et assurer sa croissance future, l'industrie porcine ontarienne doit absolument trouver des méthodes adéquates de gestion des fumiers de porc et des eaux usées traitées. Par conséquent on remarque un intérêt accru pour les nouvelles technologies rentables et faciles à mettre en œuvre permettant de prévenir la pollution tout en produisant de l'énergie. Le présent projet portera sur la digestion anaérobie pour la conversion du fumier en biogaz récupérable. Plus précisément les objectifs de recherche sont les suivants :

1. Démontrer et comparer la faisabilité des différentes méthodes de traitement anaérobie des fumiers de porc pour de qui est de la production de biogaz et de l'efficacité de l'élimination des matières organiques, des éléments nutritifs et autres polluants;
   
2. Examiner les effets des divers paramètres de traitement sur le rendement de la digestion, une importance particulière étant accordée à l'identification et à la détermination des risques d'inhibition par l'excès d'ammoniac libre et d'hydrogène sulfuré, et à l'élaboration subséquente de mesures de correction;
   
3. Confirmer les autres avantages possibles de la digestion anaérobie tels que la réduction des odeurs et l'élimination des pathogènes;
   
4. À la lumière des résultats de cette étude, recommander des lignes directrices opérationnelles et de conception à l'intention des producteurs porcins.

Des expériences d'envergure ont été menées sur différents systèmes de digestion anaérobie dans des conditions mésophiles et thermophiles. On a également étudié d'autres paramètres de traitement importants dont le pH, le temps de rétention des boues ainsi que les concentrations d'ammoniac et d'hydrogène sulfuré. Les résultats préliminaires ont montré que la digestion anaérobie ne donnait pas les mêmes résultats dans les fermenteurs en discontinu et dans les digesteurs infiniment mélangés à écoulement continu. Pendant la digestion anaérobie du fumier de porc, l'accumulation de NH₃ et de H₂S peut entraîner une forte réduction de la production de biogaz, notamment dans des conditions thermophiles. De plus, on a démontré que ces deux types d'inhibition étaient synergiques, c'est à dire que la présence de l'un de ces composés accentuait l'effet de l'autre. Dans certains cas, la digestion anaérobie effectuée dans des conditions mésophiles peut même donner de meilleurs résultats que celle effectuée dans des conditions thermophiles.