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Base de données canadienne de la chimie des cendres de bois

La base de données canadienne de la chimie des cendres de bois contient de l’information sur la composition chimique de cendres de bois dont on a relevé des échantillons dans 21 chaudières à biomasse canadiennes : 10 usines de pâtes et papiers, et 11 installations de cogénération de bioénergie. À 9 de ces installations, des échantillons distincts de cendres volantes et de cendres résiduelles ont été recueillis aux fins d’analyse.

La base de données canadienne de la chimie des cendres de bois vise à fournir de l’information sur les teneurs et les écarts de concentration d’éléments traces dans les cendres volantes et résiduelles formées durant la combustion de biomasse ligneuse, le tout comparé avec les concentrations limites établies par le Conseil canadien des ministres de l’Environnement (CCME).

Tableaux et figures

Les données présentées dans les tableaux et figures ci-dessous présentent la composition chimique de 19 échantillons de cendres résiduelles et de 12 échantillons de cendres volantes. De plus, chaque figure inclut les valeurs d’un échantillon de cendres de bois récolté en juillet 2017 d’un feu de végétation à Kaleden, en Colombie-Britannique, et la moyenne de 13 échantillons de cendres de poêles à bois résidentiels récoltés dans la région de Muskoka, en Ontario, durant l’hiver 2016-2017.

Si vous possédez des données sur la composition chimique de cendres de bois que vous pourriez ajouter à cette base de données, ou des échantillons de cendres que nous pourrions analyser pour les ajouter à la base de données, veuillez communiquer avec Doreen Churchill, Caroline Emilson et Jérôme Laganière.

pH, et teneur en carbone et en éléments nutritifs des cendres volantes et résiduelles au Canada

Ce graphique montre, en milligrammes par kilogramme, que les concentrations d’azote, de soufre et de phosphore dans la cendre volante, résiduelle, issue de feux de végétation et résidentielle sont généralement plus faibles que celles du magnésium, du potassium et du calcium, décrites ci-dessous.

Figure 1. Valeur de pH, et teneur en carbone et en éléments nutritifs des cendres volantes et résiduelles canadiennes, ainsi qu’un point de référence pour la concentration tirée des cendres d’un feu de végétation et de 13 poêles à bois résidentiels, en grammes par kilogramme (g kg-1). Les données représentent la moyenne et l’écart-type.

Résumé du graphique

Pour tous les types de cendres, les concentrations de soufre et de phosphore sont généralement faibles par rapport à celles du magnésium, du potassium et du calcium. Les concentrations moyennes de nutriments dans les cendres volantes sont supérieures à celles des cendres résiduelles. En comparant les cendres de feux de végétation aux cendres volantes et résiduelles, on observe une plus grande concentration d’azote et de phosphore, une valeur de pH plus faible, et une concentration plus faible de potassium, de calcium, de magnésium et de soufre. La concentration de potassium et de calcium est plus élevée dans les cendres résidentielles que dans les cendres volantes et résiduelles.

Données du graphique
Le tableau montre la valeur de pH, et la teneur en carbone et en éléments nutritifs des cendres volantes et résiduelles canadiennes, ainsi qu’un point de référence pour la concentration tiré des cendres d’un feu de végétation et de 13 poêles à bois résidentiels, en grammes par kilogramme (g kg-1). Les valeurs entre parenthèses représentent la moyenne et l’étendue.
pH, carbone et éléments nutritifs Cendres volantes Cendres résiduelles Cendres de feux de végétation Cendres résidentielles
pH dans H2O 11,2 (8,1 – 13,8) 11,3 (7,5 – 12,5) 12,2 -
C total (g kg-1) 162,3 (27,3 – 429,9) 173,6 (5 – 517,7) 208,3 -
N total (g kg-1) 1,62 (0,4 – 3,84) 0,82 (<0,01 – 2,63) 12,3 -
P Total (g kg-1) 6,1 (1,9 – 10,6) 5,1 (0,1 – 11,9) 9,6 6,5 (5,5 – 7,8)
K total (g kg-1) 37 (11,7 – 96,6) 28,3 (0,8 – 71,8) 15,5 76,6 (60,6 – 97,7)
Ca total (g kg-1) 170,8 (47,7 – 402,5) 120,7 (3,9 – 327,5) 56,5 303 (260 – 380)
Mg total (g kg-1) 14,8 (6,4 – 29,4) 13,3 (0,6 – 33,1) 6,6 19 (15,1 – 40,9)
S total (g kg-1) 13,8 (0,0 – 42,5) 4,2 (0,0 – 33,5) 0,0 3,7 (1,9 – 4,9)
 

Concentrations en métaux-traces des cendres volantes et résiduelles au Canada pour l’arsenic, le cadmium, le molybdène et le sélénium

Ce graphique montre, en milligrammes par kilogramme, que les concentrations moyennes d’arsenic, de cadmium, de molybdène et de sélénium contenues dans les cendres volantes, résiduelles, issues de feux de végétation et résidentielles sont inférieures à la limite établie pour le compost de type B, décrites ci-dessous.

Figure 2. Teneur en éléments traces des cendres volantes et résiduelles au Canada, ainsi qu’un point de référence pour la concentration tirée des cendres d’un feu de végétation et de 13 poêles à bois résidentiels, en milligrammes par kilogramme (mg kg-1). Les données représentent la moyenne et l’écart-type.

Résumé du graphique

Les concentrations moyennes d’arsenic, de cadmium, de molybdène et de sélénium dans les cendres volantes et résiduelles sont généralement plus élevées que la limite pour le compost de type A établie par le CCME, mais inférieures à celles de la limite établie pour le compost de type B. Les cendres avec de telles concentrations font l’objet d’une utilisation « avec restrictions ». Ces cendres peuvent être appliquées aux sols, à condition que les règlements provinciaux et territoriaux à cet égard soient respectés.

Les concentrations d’arsenic et de sélénium dans les cendres de feux de végétation et dans les cendres résidentielles ont tendance à être inférieures à celles des cendres volantes et résiduelles.

Des documents d’orientation décrivant la réglementation pertinente sont fournis dans Règlements et directives sur l’utilisation de la cendre de bois comme amendement de sol dans les forêts canadiennes. Rapport d’information GLC-X-17F (2016).

Données du graphique
Le tableau montre les concentrations en métaux-traces des cendres volantes et résiduelles au Canada, ainsi qu’un point de référence pour la concentration tirée des cendres d’un feu de végétation et de 13 poêles à bois résidentiels en milligrammes par kilogramme (mg kg-1) pour l’arsenic, le cadmium, le molybdène et le sélénium. Les données représentent la moyenne et l’intervalle (entre parenthèses). Il affiche également les limites des métaux-traces du Conseil canadien des ministres de l’Environnement pour le compost de catégorie A et de catégorie B.
Élément trace Cendres volantes Cendres résiduelles Cendres de feux de végétation Cendres résidentielles Compost de type A Compost de type B
Arsenic (mg kg-1) 10,3 (0,6 – 27,9) 17,3 (<0,1 – 139,0) 2,7 0,7 (0,2 – 2,5) 13 75
Cadmium (mg kg-1) 11,1 (2,3 – 24,6) 2,6 (0,1 – 8,3) 3,7 2,1 (0,3 – 5,6) 3 20
Molybdène (mg kg-1) 7,5 (2,9 – 36,9) 3,1 (0,2 – 6,2) 7,1 2,8 (1 – 5) 5 20
Sélénium (mg kg-1) 7 (0,7 – 20,0) 5,1 (<0,1 – 24,2) 1,9 0,2 (0,2 – 0,4) 2 14
Remarques

Compost de type A : La cendre de bois dont les teneurs en éléments traces sont inférieures aux limites établies pour le compost de type A par le CCME est considérée comme étant « sans restriction d’utilisation » et peut être utilisée comme amendement du sol dans toute application.

Compost de type B : La cendre de bois dont les teneurs en éléments traces sont supérieures aux limites du CCME pour le compost de type A, mais inférieures aux limites pour le compost de type B fait l’objet d’une utilisation « avec restriction » et « peut être assujettie à un contrôle supplémentaire de la charge apportée au sol lorsqu’une province ou un territoire juge que c’est nécessaire ». La cendre de bois dont les teneurs en éléments traces sont supérieures aux limites pour le compost de type B « doit être utilisée ou éliminée selon des méthodes appropriées ».

Concentrations en métaux-traces des cendres volantes et résiduelles au Canada pour le chrome, le cobalt, le cuivre, le plomb, le nickel et le zinc

Ce graphique montre en milligrammes par kilogramme que les concentrations moyennes en chrome, cobalt, cuivre, plomb et nickel des cendres volantes,  résiduelles, issues de feux de végétation et résidentielles sont inférieures aux limites établies pour le compost de type A, décrites ci-dessous.

Figure 3. Teneur en éléments traces des cendres volantes et résiduelles canadiennes, ainsi qu’un point de référence pour la concentration tirée des cendres d’un feu de végétation et de 13 poêles à bois résidentiels, en milligrammes par kilogramme (mg kg-1). Les données représentent la moyenne et l’écart-type.

Résumé du graphique

Les concentrations moyennes de chrome, de cobalt, de cuivre, de plomb et de nickel dans les cendres volantes, résiduelles, issues de feux de végétation et résidentielles sont toutes inférieures à la limite établie pour le compost de type A. La cendre de bois affichant de telles concentrations est considérée comme étant « sans restriction d’utilisation » et peut être utilisée comme amendement du sol dans toute application.

Les concentrations moyennes de zinc dans les cendres volantes sont supérieures à la limite établie pour le compost de type A, ce qui impose une utilisation « avec restriction ». Ces cendres peuvent être utilisées comme amendement du sol, mais sont sujettes aux règlements provinciaux et territoriaux en vigueur.

Des documents d’orientation décrivant la réglementation pertinente sont fournis dans Règlements et directives sur l’utilisation de la cendre de bois comme amendement de sol dans les forêts canadiennes. Rapport d’information GLC-X-17F (2016).

Données du graphique
Le tableau montre les concentrations en métaux-traces des cendres volantes et résiduelles au Canada, ainsi qu’un point de référence pour la concentration tirée des cendres d’un feu de végétation et de 13 poêles à bois résidentiels en milligrammes par kilogramme (mg kg 1) pour le chrome, le cobalt, le cuivre, le plomb, le nickel et le zinc. Les données représentent la moyenne et l’intervalle (entre parenthèses). Il affiche également les limites des métaux-traces du Conseil canadien des ministres de l’Environnement pour le compost de catégorie A et de catégorie B.
Élément trace Cendres volantes Cendres résiduelles Cendres de feux de végétation Cendres résidentielles Compost de type A Compost de type B
Chromium (mg kg-1) 32,9 (15 – 67,9) 44,9 (7,8 – 182,0) 62,3 6,4 (0,6 – 42) 210 1 060
Cobalt (mg kg-1) 10,3 (4,8 – 20,1) 9,5 (0,1 – 15,6) 8,4 1,4 (0,5 – 4,2) 34 150
Cuivre (mg kg-1) 80,8 (35 – 144,6) 61 (<0,1 – 205) 31,6 110,5 (76 – 212) 400 757
Plomb (mg kg-1) 21,1 (3,3 – 61,3) 47,5 (0,5 – 369) 24,5 6,1 (1,5 – 38,5) 150 500
Mercure (mg kg-1) s.o. s.o. s.o. s.o. 0,8 5
Nickel (mg kg-1) 36,5 (10,3 – 184,4) 30,2 (3,3 – 153,3) 19,8 4,4 (0,3 – 9,2) 62 180
Zinc (mg kg-1) 1 167,5 (250,2 – 2 661,5) 411,6 (32,1 – 1 504,0) 205 536 (264 – 720) 700 1 850
Remarques

Compost de type A : La cendre de bois dont les teneurs en éléments traces sont inférieures aux limites établies pour le compost de type A par le CCME est considérée comme étant « sans restriction d’utilisation » et peut être utilisée comme amendement du sol dans toute application.

Compost de type B : La cendre de bois dont les teneurs en éléments traces sont supérieures aux limites du CCME pour le compost de type A, mais inférieures aux limites pour le compost de type B fait l’objet d’une utilisation « avec restriction » et « peut être assujettie à un contrôle supplémentaire de la charge apportée au sol lorsqu’une province ou un territoire juge que c’est nécessaire ». La cendre de bois dont les teneurs en éléments traces sont supérieures aux limites pour le compost de type B « doit être utilisée ou éliminée selon des méthodes appropriées ».

Limites d’éléments traces en milligrammes par kilogramme (mg kg-1) établies par le CCME. Ces limites ont été établies à l’origine pour le compost. Aucune limite n’a été fixée concernant le chrome et le cuivre, mais elles seraient respectivement de 1 060 mg kg-1 et de 757 mg kg-1, si on les calculait au moyen de la même méthode que celle utilisée dans le cas des neuf autres éléments traces (Conseil canadien des ministres de l’Environnement 2005 [987 Ko PDF]).

Différences de teneur en éléments traces dans les échantillons appariés de cendres volantes et de cendres résiduelles

Ce graphique montre que les concentrations d’éléments traces dans les cendres volantes sont généralement plus élevées que dans les cendres résiduelles pour les échantillons de la même chaudière à biomasse, décrites ci-dessous.

Figure 4. Différences de teneur en éléments traces dans les échantillons appariés de cendres volantes et de cendres résiduelles pris dans neuf chaudières à biomasse canadiennes. (Les différents symboles représentent chacun une chaudière différente.)

Résumé du graphique

Les concentrations d’éléments traces dans la cendre volante sont généralement supérieures aux concentrations d’éléments-trace dans les cendres résiduelles d’échantillons appariés de la même chaudière à biomasse. Les concentrations de zinc affichent le plus grand écart entre les cendres volantes et résiduelles. Le cobalt et le nickel font exception, affichant des concentrations plus élevées dans la cendre résiduelle de six et cinq chaudières sur neuf, respectivement.

Données du graphique
Le tableau montre les différences de teneur en éléments traces dans les échantillons appariés de cendres volantes et de cendres résiduelles pris dans neuf chaudières à biomasse au Canada.
  Chaudière no 1 Chaudière no 2 Chaudière no 3 Chaudière no 4 Chaudière no 5 Chaudière no 6 Chaudière no 7 Chaudière no 8 Chaudière no 9
Arsenic 9,0338 3,0292 17,5794 0,1843 -5,3172 -0,7628 3,5364 0,1846 0,4554
Cadmium 8,3431 5,1443 13,4973 1,9982 5,1276 8,3074 17,6696 24,0259 21,6561
Chromium 4,3652 0,3292 27,6719 -6,503 -4,7022 -3,0197 60,1079 -4,9132 -8,2243
Cobalt 7,9241 -1,3959 8,9762 -4,7974 -0,4784 -1,8794 12,3809 -3,5512 -1,1978
Cuivre 43,7913 23,6275 43,7123 0,8982 9,1122 -19,8927 142,2584 50,9435 0,6402
Plomb 14,9886 5,9771 43,6978 3,8695 1,4917 2,134 21,0371 35,3676 17,6405
Molybdène 2,0742 1,6636 3,4668 33,8473 -0,0759 1,0197 3,8438 3,2326 1,6314
Nickel 156,5232 -0,4009 16,6552 -4,5393 -1,0324 -3,0928 26,3957 18,4744 -3,1198
Sélénium -1,8575 13,8838 9,4604 -2,9942 4,1309 -4,2297 1,5112 -1,1171 -0,214
Zinc 1 137,6927 561,2883 1 777,5209 337,1577 598,3535 565,9733 2 629,3787 1 008,759 1 894,216
Remarques

Les données représentent les différences calculées entre la concentration des éléments traces dans les cendres volantes et celle dans les cendres résiduelles. Les valeurs supérieures à zéro indiquent que les éléments traces étaient plus concentrés dans les cendres volantes, et les valeurs inférieures à zéro indiquent qu’ils étaient plus concentrés dans les cendres résiduelles.


Sources et renseignements

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