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Letraitement des eaux usées agricoles est un programme de gestion agricole visant à contrôler la pollution provenant deseaux de ruissellement pouvant être contaminées par des produits chimiques par lesengrais,pesticides,lisiers, résidus de cultures ou l’eau d’irrigation.
Lapollution de source non ponctuelle provenant des fermes est causée par leruissellement de surface des champs pendant les tempêtes de pluie. Le ruissellement agricole est une source majeure depollution, parfois la seule source, dans de nombreuxbassins versants[1].
Lesol lavé des champs est la principale source de pollution agricole auxÉtats-Unis. L'excès de sédiments entraîne des niveaux élevés deturbidité dans les plans d'eau, ce qui peut inhiber la croissance desplantes aquatiques, obstruer les branchies despoissons et étouffer leslarves d'animaux.
Les agriculteurs peuvent utiliser des moyens delutte contre l'érosion pour réduire les écoulements et retenir les sols sur leurs champs. Les techniques courantes incluent :
L'azote et lephosphore sont des polluants clés présents dans leseaux de ruissellement. Ils sont appliqués sur les terres agricoles de plusieurs manières, notamment sous forme d'engrais commerciaux, defumier ou d'eaux usées municipales ou industrielles (effluents). Ces produits chimiques peuvent également pénétrer dans les eaux de ruissellement provenant desrésidus de cultures, de l'eau d'irrigation, de lafaune et desdépôts atmosphériques.:p. 2–9.
Les agriculteurs peuvent élaborer et mettre en œuvre desplans de gestion des éléments nutritifs afin d'atténuer les impacts sur la qualité de l'eau en:
Les agriculteurs utilisent largement lespesticides pour lutter contre lesphytoravageurs et améliorer laproduction, mais les pesticides chimiques peuvent également causer des problèmes dequalité de l'eau. Les pesticides peuvent apparaître dans les eaux de surface en raison de:
Certains pesticides ont également été détectés dans leseaux souterraines:p.2–24.
Les agriculteurs peuvent utiliser destechniques de lutte intégrée (Integrated Pest Management - IPM) contre les ravageurs (qui peuvent inclure lalutte biologique contre les ravageurs) pour garder le contrôle des ravageurs, réduire la dépendance aux pesticides chimiques et protéger la qualité de l'eau[6],[7].
Il y a peu de moyens sûrs d'éliminer les excédents de pesticides autrement que par le confinement dans des décharges bien gérées ou par incinération. Dans certaines régions du monde, la pulvérisation à terre est une méthode d'élimination autorisée[8],[9][réf. nécessaire].
Les exploitations ayant d'importantesexploitations d'élevage et devolaille, telles que lesfermes industrielles, peuvent constituer une source majeure d'eaux usées desource ponctuelle. AuxÉtats-Unis, ces installations sont appeléesconcentrated animal feeding operations (opérations d'alimentation animale concentrées) ouconfined animal feeding operations (opérations d'alimentation animale confinées) et sont soumises à une réglementation gouvernementale croissante[10].
Lesbactéries résistantes aux antibiotiques ont été trouvées infiltrant le cycle de l'eau depuis les fermes. 73 % de tous les antibiotiques utilisés dans le monde entier le sont dans l'élevage d'animaux. Ainsi, un sujet d'étude concerne les installations de traitement des eaux usées qui peuvent transférer aux humains des bactéries résistantes aux antibiotiques[11],[12],[13].
Les constituants des eaux usées animales contiennent généralement[14],[15]:
Les déchets animaux provenant du bétail peuvent être produits sous forme de fumier solide ou semi-solide ou sous forme delisier liquide. La production de lisier est particulièrement courante chez les vaches laitières hébergées.
Alors que les tas de fumier solides à l'extérieur peuvent engendrer des eaux usées polluantes provenant du ruissellement, ce type de déchets est généralement relativement facile à traiter par confinement et/ou recouvrement du tas.
Les boues animales nécessitent une manipulation particulière et sont généralement traitées par confinement dans les lagunes avant d'être éliminées par pulvérisation ou par ruissellement dans les prairies. Les zones humides construites (lagunage) sont parfois utilisées pour faciliter le traitement des déchets animaux, tout comme leslagunes anaérobies. Une application excessive ou une application sur une terre détrempée ou une superficie insuffisante peut entraîner un ruissellement direct vers les cours d'eau, ce qui peut entraîner une gravepollution. L'application de lisier sur lesaquifères sous-jacents peut entraîner une contamination directe ou, plus communément, une élévation des niveaux d'azote sous forme denitrite ou de nitrate.
L'élimination des eaux usées contenant des déchets animaux en amont d'une prise d'eau potable peut poser de sérieux problèmes de santé à ceux qui boivent l'eau en raison des spores hautement résistantes présentes chez de nombreux animaux susceptibles de provoquer une maladie invalidante chez l'homme. Ce risque existe même pour les infiltrations de très faible niveau via les drains de surface peu profonds ou les écoulements de pluie.
Certains boues animales sont traitées en mélangeant avec des pailles etcompostées à haute température pour produire un fumier bactériologiquement stérile et friable destiné à améliorer le sol.
Les déchets de porcheries sont comparables aux autres déchets animaux et sont traités comme pour les déchets animaux en général, sauf que de nombreux déchets de porcherie contiennent des niveaux élevés decuivre pouvant être toxiques dans l'environnement naturel. La fraction liquide des déchets est fréquemment séparée et réutilisée dans la porcherie pour éviter les coûts prohibitifs liés à l'élimination d'un liquide riche en cuivre. Les versascarides et leurs œufs sont également fréquents dans les déchets de porcherie et peuvent infecter l'homme si le traitement des eaux usées est inefficace.
L'herbe fraîche ou fanée ou d'autres cultures vertes peuvent être transformées en un produit semi-fermenté appeléensilage qui peut être stocké et utilisé comme fourrage d'hiver pour le bétail et les moutons. La production d'ensilage implique souvent l'utilisation d'un conditionneur d'acide tel que l'acide sulfurique ou l'acide formique. Le processus de fabrication de l'ensilage produit fréquemment un liquide jaune-brun fortement odorant, très riche ensucres simples, enalcool, en acides organiques à chaîne courte et en conditionneur d'ensilage. Cette liqueur est l'une des substances organiques les plus polluantes connues. Le volume de liqueur d'ensilage produit est généralement proportionnel à la teneur en humidité de la matière ensilée.
Il est préférable de traiter la liqueur d'ensilage par la prévention en flétrissant bien les cultures avant la fabrication de l'ensilage. Toute liqueur d'ensilage produite peut être utilisée dans la nourriture des porcs. Le traitement le plus efficace se fait par confinement dans une lagune de lisier et parépandage subséquent sur terre après une dilution importante avec la boue. Le confinement de la liqueur d'ensilage peut causer des problèmes de structure dans les fosses de béton en raison de la nature acide de la liqueur d'ensilage.
Bien que lelait soit un produit alimentaire important, sa présence dans les eaux usées est très polluante en raison de sa force organique, ce qui peut entraîner unedésoxygénation très rapide des eaux réceptrices. Les déchets desalle de traite contiennent également de grandes quantités d’eau de lavage, des déchets animaux ainsi que des produits chimiques de nettoyage et dedésinfection.
Les déchets de la salle de traite sont souvent traités,mélangés avec des eaux usées humaines dans unestation d'épuration locale. Cela garantit que les désinfectants et les agents de nettoyage sont suffisamment dilués et peuvent être traités. Le traitement des eaux usées dans une lagune de lisier est une option possible, même si cette solution a tendance à consommer très rapidement la capacité des lagunes. L'épandage est également une option de traitement. Voir aussiTraitement des eaux usées industrielles[16].
Les eaux usées provenant des activités d'abattage sont similaires aux déchets des salles de traite (voir ci-dessus), bien que leur composition organique soit considérablement plus forte et donc potentiellement beaucoup plus polluante.
Comme pour les déchets de salle de traite (voir ci-dessus).
Le lavage deslégumes produit de grandes quantités d’eau contaminées par des morceaux de terre et de légumes. De faibles niveaux de pesticides utilisés pour traiter les légumes peuvent également être présents, ainsi que des niveaux modérés de désinfectants tels que lechlore.
La plupart des eaux de lavage végétales sont largement recyclées, les solides étant éliminés par stabilisation et filtration. La terre récupérée peut être retourné à la terre.
Bien que peu de fermes prévoient des incendies, les incendies sont néanmoins plus fréquents dans les exploitations que dans de nombreux autres locaux industriels. Les magasins de pesticides, les herbicides, le mazout pour la machinerie agricole et les engrais peuvent tous contribuer à provoquer un incendie et peuvent tous être présents dans des quantités mortelles pour l'environnement dans leseaux d'extinction provenant de lalutte contre les incendies dans les fermes.
Tous les plans de gestion environnementale des exploitations agricoles devraient permettre le confinement de quantités importantes d’eau d’incendie et leur récupération et leur élimination ultérieures par des entreprises d’élimination spécialisées[17]. La concentration et le mélange de contaminants dans les eaux d'incendie les rendent inadaptés à toute méthode de traitement disponible dans la ferme. Même l’épandage sur terres a causé de graves problèmes de goût et d’odeur aux entreprises d’approvisionnement en eau en aval.
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