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UNIVERSITE DE TECHNOLOGIE CHALMERS DE GÖTEBORG (Suède) : Des chercheurs constatent que le biochar réduit les risques liés aux sols contaminés par le DDT

La pollution des sols par le DDT reste un problème majeur dans de nombreuses régions du monde. Des chercheurs de l'université technologique de Chalmers, en Suède, ont mis au point une nouvelle méthode pour gérer les risques écologiques liés à cette toxine en la liant à du charbon biologique. Lorsqu'ils ont mélangé du biochar au sol contaminé d'une ancienne pépinière, l'absorption de DDT par les vers de terre dans le sol a été réduite de moitié. Cette méthode pourrait permettre de cultiver certaines terres qui sont actuellement considérées comme inutilisables en raison des risques environnementaux.

Les conséquences de l'utilisation de l'insecticide DDT par les générations précédentes nous touchent encore aujourd'hui. Dans les années 50 et 60, cette substance a été utilisée pour lutter contre les parasites dans la sylviculture et l'agriculture. Bien qu'elle soit interdite depuis plus de 50 ans, rien qu'en Suède, il existe des milliers de sites où le sol est encore contaminé par le DDT. De nombreux autres pays dans le monde connaissent le même problème.

Cette toxine a été associée à toute une série d'effets négatifs sur la santé des hommes et des animaux, et elle se décompose très lentement. Elle présente un risque écologique car elle peut être absorbée par des organismes terrestres tels que les vers de terre. Lorsque ceux-ci sont à leur tour mangés par des oiseaux et d'autres animaux, le DDT commence à s'accumuler dans la chaîne alimentaire, ce qui signifie que les prédateurs supérieurs sont affectés par les concentrations de toxines les plus élevées.

Depuis trois ans, des chercheurs de l'université de technologie de Chalmers testent une nouvelle méthode pour réduire les risques écologiques de la toxine, dans une ancienne pépinière contaminée par le DDT dans le sud de la Suède.

« Dans notre expérience sur le terrain, nous avons mélangé le sol avec du biochar et fait pousser différentes plantes. Nous avons constaté que le biochar lie efficacement le DDT, de sorte qu'il n'est pas absorbé par les organismes du sol », déclare Paul Drenning, chercheur postdoctoral au département d'architecture et de génie civil de Chalmers, et premier auteur de l'étude.

Une solution économique et respectueuse de l'environnement

Le biochar - qui est similaire au charbon de bois - est un produit respectueux de l'environnement et peu coûteux à produire. Il lie les contaminants et peut améliorer la santé du sol lorsqu'il est ajouté à celui-ci. Cette pratique peut également être utile pour atténuer le changement climatique, car elle peut contribuer au stockage à long terme du carbone dans le sol.

Les chercheurs ont constaté que la quantité de DDT absorbée par les vers de terre dans le sol diminuait en moyenne de 50 % lorsque le sol était mélangé à du biochar. Cela indique que la biodisponibilité du DDT pour les organismes du sol a été réduite, ce qui signifie que le sol est devenu moins toxique, avec un risque moindre de propagation du DDT par bioaccumulation dans la chaîne alimentaire des animaux ou par lessivage dans l'eau.

Cette réduction des risques environnementaux pourrait, à son tour, permettre aux agriculteurs de recommencer à cultiver des terres actuellement inutilisées, dans l'attente de décisions sur la manière de gérer le sol contaminé.

« Le traitement des sols contaminés en grandes quantités est coûteux et compliqué. Une solution courante consiste à extraire le sol et à le transporter vers une décharge pour déchets dangereux, mais cela implique la destruction de sols de bonne qualité et n'est pas une solution raisonnable pour les grandes zones contaminées. Le traitement au biochar sur place pourrait donc rendre le sol utile au lieu de le laisser inculte ou dégradé, et ce à un coût nettement moins élevé pour le propriétaire et pour l'environnement. » explique Paul Drenning.

Un effet à long terme

Les cultures qui pourraient être pratiquées dans la zone traitée sont, par exemple, les jeunes plants de pins et d'épicéas, le foin pour l'alimentation animale ou les cultures bioénergétiques telles que les saules (salix). Grâce au traitement au biochar, les plantes peuvent non seulement absorber moins de DDT dans le sol, mais également n'en accumuler que très peu et ce, même en l'absence de traitement.

« La raison pour laquelle les terres contaminées sont aujourd'hui laissées en friche n'est pas qu'il y aurait des risques pour la santé avec les cultures, mais que le propriétaire est obligé par la réglementation de traiter les risques écologiques liés au DDT. Dans l'attente d'une enquête et d'une décision à ce sujet, le terrain est resté inutilisé », ajoute Jenny Norrman, professeur au département d'architecture et de génie civil et chef du projet de recherche.

Le biochar se décompose très lentement dans le sol, et les chercheurs s'attendent à ce que l'effet du traitement dure longtemps, voire des décennies. Ils continueront à prélever des échantillons sur le site pendant plusieurs années afin de suivre l'évolution de la situation. Parallèlement, ils étudieront comment étendre l'expérience, afin de pouvoir mélanger le biochar au sol sans avoir à creuser de grands volumes.

Un potentiel important pour la méthode

L'utilisation du biochar pour le traitement des sols contaminés n'est pas fréquente aujourd'hui. À la connaissance des chercheurs, la méthode n'a pas encore été testée dans des pépinières forestières en Suède, ni au niveau international dans le même type de sol et sous le même climat.

« L'utilisation du biochar pour la stabilisation du DDT et de divers autres contaminants dans les sols, tels que les métaux et les hydrocarbures polyaromatiques, suscite un grand intérêt. Il est donc positif que nous ayons pu constater un effet positif dans notre expérience », précise Paul Drenning.

Le sol est une ressource précieuse dont la régénération est très lente : il faut des centaines d'années pour qu'un seul centimètre de sol se forme. Dans l'Union européenne, 60 à 70 % des sols sont considérés comme insalubres en raison de leur dégradation, la pollution des sols étant l'un des principaux facteurs de cette dégradation.

Des travaux actifs sont actuellement en cours au sein de l'UE pour mieux contrôler la pollution des sols. La future loi sur la surveillance des sols de la Commission européenne contient de nouvelles règles plus strictes pour la gestion durable des terres et l'assainissement des zones contaminées, où la prise en compte de la santé des sols devrait jouer un rôle important.

Les chercheurs de Chalmers ont également étudié plusieurs autres aspects de la santé des sols, tels que les effets des différents traitements sur les fonctions du sol comme le cycle des nutriments, le cycle de l'eau et le stockage du carbone, et ont obtenu des résultats positifs, en plus de l'effet du biochar sur le DDT.

Leur expérience sur le terrain est une démonstration d'une méthodologie générale qu'ils ont développée pour évaluer les effets des options de remédiation douce sur la santé du sol. Elle est conçue pour être également accessible aux praticiens et aux décideurs, tels que les propriétaires terriens.

A propos de l'étude scientifique

L'étude, d'une durée de trois ans, a été menée sur une ancienne pépinière de 23 hectares contaminée par le DDT dans le sud de la Suède. Les chercheurs ont extrait le sol d'une section de 50 x 5 mètres, l'ont divisé en tas et ont mélangé du biochar à la moitié d'entre eux. Ils ont établi 24 parcelles expérimentales et réparti le sol de manière aléatoire sur les parcelles, dont la moitié avec du sol amendé au biochar. Les parcelles ont été plantées de quatre plantes différentes : citrouille, graminées, légumineuses et saules. Les chercheurs ont ensuite utilisé des indicateurs physiques, chimiques et biologiques pour évaluer la santé du sol et examiner les effets des plantes et du biochar.

L'étude a été menée par Paul Drenning, Yevheniya Volchko, Anja Enell, Dan Berggren Kleja, Maria Larsson et Jenny Norrman. Les chercheurs sont affiliés à l'université technologique de Chalmers, à l'université d'Örebro, à l'université suédoise des sciences agricoles et à l'institut géotechnique suédois.

La recherche a été financée par Formas, COWIfonden, l'Institut géotechnique suédois et le Service géologique suédois, avec l'aide de SveaSkog.

A propos du biochar

Le biochar est un matériau d'amélioration des sols qui présente un grand potentiel pour toute une série d'applications. Il est similaire au charbon de bois et au charbon de barbecue, mais le biochar est produit spécifiquement pour être ajouté aux sols arables et possède des propriétés particulières qui lui permettent de stabiliser les contaminants dans le sol. Il est produit par l'incinération de déchets organiques, tels que les résidus de la sylviculture et de l'agriculture, dans le cadre d'un processus sans oxygène, appelé pyrolyse.

La capacité du biochar à lier les polluants est similaire à celle du charbon actif, une substance utilisée par exemple pour purifier l'eau et comme traitement lorsque des personnes ont consommé certaines toxines.

Grâce à sa structure poreuse, le biochar peut également contribuer à retenir l'eau, l'air et les nutriments dans le sol. L'augmentation de la fertilité des sols à l'aide de charbon est une technique utilisée depuis des milliers d'années dans le monde entier, par exemple dans le cadre de l'agriculture sur brûlis.

A propos du DDT

Le dichlorodiphényltrichloroéthane (DDT) est un insecticide introduit en 1942. Il est interdit depuis plus de 50 ans, mais on en trouve encore des concentrations relativement élevées dans les sols du monde entier. Dans les années 50 et 60, on l'utilisait par exemple pour lutter contre les parasites en Suède en trempant les boutures dans du DDT, souvent en combinaison avec un épandage de DDT sur le sol.

Le DDT est une toxine environnementale qui perturbe le système endocrinien et qui a été associée à des effets sur la santé tels que le cancer, les maladies cardiovasculaires et les problèmes de reproduction chez les animaux et les humains. Comme il se décompose très lentement, il s'accumule dans la chaîne alimentaire des animaux, affectant ainsi surtout les grands prédateurs - un groupe qui peut également comprendre les humains.

A propos de la loi européenne sur la surveillance des sols, qui devrait être adoptée en 2025

On estime à 2,8 millions le nombre de sites potentiellement contaminés en Europe. Pour remédier à cet héritage des activités polluantes passées, la proposition de directive sur la surveillance et la résilience des sols (loi sur la surveillance des sols) invite les États membres de l'UE à :

  • identifier tous les sites potentiellement contaminés ;
  • les répertorier dans un registre public ;
  • enquêter sur les sites ;
  • traiter tout risque inacceptable pour la santé humaine et l'environnement.

L'objectif ultime est que tous les sols soient sains d'ici 2050, conformément à l'ambition de l'UE de parvenir à une pollution zéro. Pour atteindre ces objectifs, la directive prévoit :

  • une définition harmonisée de la santé des sols ;
  • un cadre de surveillance complet et cohérent ;
  • des principes de gestion durable des sols pour orienter les pratiques de gestion des sols et l'assainissement des sites contaminés.

A propos de Chalmers :

  • L'université de technologie Chalmers de Göteborg mène des activités de recherche et d'enseignement dans les domaines de la technologie et des sciences naturelles à un niveau international élevé.
  • L'université compte 3 100 employés et 10 000 étudiants, et propose des formations en ingénierie, en sciences, en transport maritime et en architecture. S'appuyant sur l'excellence scientifique, Chalmers promeut la connaissance et les solutions techniques pour un monde durable.
  • Grâce à un engagement global et à l'esprit d'entreprise, Chalmers encourage l'esprit d'innovation, en étroite collaboration avec la société dans son ensemble. Chalmers a été fondé en 1829 et a la même devise aujourd'hui qu'à l'époque : « Avancez - forward ».

Source : Université de Technologie Chalmers de Göteborg

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Dernière modification le lundi, 20 janvier 2025 13:50

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