Méthode d’essai biologique servant à mesurer des plantes terrestres exposées à des contaminants dans le sol : annexe G

Annexe G - Sols témoins négatifs naturels et artificiels utilisés pour la mise au point de la méthode et l’établissement des critères de validité de l’essai

Dans tout essai de toxicité d'un sol, les traitements expérimentaux doivent comprendre un sol témoin négatif. Ce sol doit être essentiellement exempt de tout contaminant susceptible de nuire au comportement des plantes pendant l'essai (v. 3.4). Avant de proposer la méthode d'essai décrite dans le présent document comme méthode d'essai normalisée recommandée par Environnement Canada, il a fallu commencer par évaluer le comportement des organismes d'essai dans différents types de sol témoin négatif représentatifs d'un éventail de sols non contaminés trouvés au Canada. Cinq types de sol témoin négatif ont été employés pour mettre au point la méthode d'essai biologique décrite ici et pour évaluer ensuite la robustesse de la méthode avec des échantillons de sol dont les caractéristiques physiques et chimiques étaient très variables. On s'est également servi de ces sols pour établir des critères raisonnables de validité des résultats des essais, fondés sur le comportement des plantes dans le sol témoin. Les cinq sols mis à l'essai comprennent un sol artificiel (v. 3.4.2) et quatre sols naturels (v. 3.4.1) (Aquaterra Environmental, 1998a; Stephenson et coll., 1999a,b, 2000a,b; Aquaterra Environmental et ESG, 2000; ESG, 2001, 2002; ESG et Aquaterra Environmental, 2002; EC, 2005b). Le sol artificiel a été préparé au laboratoire à partir d'ingrédients naturels. Les quatre sols naturels comprenaient deux sols agricoles provenant du sud de l'Ontario, un sol de prairie provenant de l'Alberta et un sol forestier prélevé dans le nord de l'Ontario. Les caractéristiques physicochimiques de ces cinq sols sont résumées au tableau G-1.

Le sol artificiel employé dans cette série d'études de comportement en regard de divers types de sol était le même que celui recommandé ici (v. 3.4.2). Il était composé de 70 % de sable siliceux, de 20 % de kaolin (argile), de 10 % de tourbe Sphagnum sp. et d'une quantité donnée de carbonate de calcium (10-30 g de CaCO₃ par kilogramme de tourbe). Pour préparer le sol, on a mélangé soigneusement les ingrédients secs, puis on a ajouté de l'eau désionisée et mélangé de nouveau jusqu'à obtention d'un sol de couleur, de texture et de teneur en humidité visiblement uniformes.

Les quatre sols naturels employés comme sol témoin négatif pour la mise au point de la présente méthode d'essai biologique et l'établissement de critères de validité de l'essai (v. 4.4) ne représentent pas tous les types de sols canadiens. Cela dit, en plus de posséder des caractéristiques physicochimiques très variables, ils comprenaient des sols agricoles de diverses textures et un sol forestier (v. tableau G-1). Les sols provenaient de régions qui n'avaient pas fait l'objet d'un épandage direct de pesticides au cours des dernières années. Ils ont été recueillis avec une pelle ou avec une rétrocaveuse, selon l'emplacement et la quantité de sol recueillie. La profondeur d'échantillonnage dépendait de la nature du sol et du site lui-même.

L'échantillon de loam argileux, un chernozem noir orthique Delacour, a été prélevé en mai 1995 dans une réserve de route non aménagée à l'est de Calgary (Alberta). Le sol recueilli sous la couche superficielle a été séché jusqu'à obtention d'une teneur en humidité de 10-20 %, tamisé (4 ou 9 mm), déposé dans des seaux en plastique de 20 L et expédié à l'Université de Guelph [Guelph (Ont.)] où il a été entreposé au frais (4 °C) jusqu'à son utilisation. Il a été établi que le sol était virtuellement exempt de contaminants (Komex International, 1995). Les caractéristiques physicochimiques du sol montrent qu'il s'agit d'un loam argileux de texture moyenne à fine, possédant une teneur en matière organique et une capacité d'échange cationique relativement élevées par comparaison avec les autres sols non contaminés utilisés pour la mise au point de la présente méthode d'essai biologique et l'établissement des critères de validité de l'essai (v. tableau G-1).

Un gros échantillon (~3 000 L) de loam sableux a été prélevé en juin 1999 sur le terrain des fermes Beauchamp à Eramosa (Ontario), sur un site qui a été cultivé régulièrement mais qui n'a pas reçu de pesticides. Le sol a été séché à l'air et tamisé (2 ou 5 mm), déposé dans des seaux en plastique de 20 L et conservé au frais (4 °C) jusqu'à son utilisation. Les analyses de ce sol ont porté sur les contaminants organiques et inorganiques courants; on a établi ses caractéristiques physicochimiques afin de vérifier qu'elles n'étaient pas inhabituelles (p.ex. conductivité élevée ou concentrations anormales de matières nutritives). On a constaté que le sol était virtuellement exempt de contaminants et qu'il ne présentait pas d'anomalies. Ce sol est un loam sableux fin possédant une teneur en matière organique moyenne et une capacité d'échange cationique modérée, par comparaison avec les autres sols non contaminés inclus dans ces études (v. le tableau G-1).

L'échantillon de loam limoneux a été prélevé en juin 1999 à la station de recherche Elora de l'Université de Guelph, dans le canton de Nichol (Ontario). Le sol arable avait été enlevé plusieurs années auparavant, lors de la construction de l'installation de recherche, et entassé à côté d'un champ. Le sol destiné aux études réalisées dans le cadre de la mise au point de la présente méthode a été prélevé à l'intérieur du tas afin d'éviter de prendre un sol susceptible d'avoir été contaminé accidentellement par des pesticides ou des engrais pulvérisés sur le champ adjacent. Le sol a été séché à l'air et tamisé (2 ou 5 mm), déposé dans des seaux en plastique de 20 L et conservé au frais (4 °C) jusqu'à son utilisation. L'analyse du sol a montré qu'il était exempt de contaminants organiques et inorganiques et qu'il ne présentait pas d'anomalies. En mesurant les caractéristiques physicochimiques de ce loam limoneux, on a constaté qu'il possédait une teneur en matière organique moyenne et une capacité d'échange cationique modérée, par comparaison avec les quatre autres sols inclus dans ces études (v. tableau G-1).

Un échantillon de 400 L de sol forestier, classé dans les podzols humo-ferriques orthiques, a été prélevé en juin 2001 dans une zone boisée située dans le Bouclier canadien, à environ 40 km à l'est de Sudbury (Ontario). On a ratissé délicatement la couche de feuilles mortes et utilisé un déplantoir pour prélever le sol à une profondeur de 5-10 cm. L'échantillon non tamisé a été déposé dans des seaux de 20 L revêtus de plastique et transporté au laboratoire d'ESG International à Guelph (Ontario). Il a été séché à l'air pendant 48 heures jusqu'à obtention d'une teneur en humidité de pas moins de ~10 %, homogénéisé et tamisé avec un tamis à mailles de 6 mm. Après le tamisage, l'échantillon a été homogénéisé de nouveau, puis entreposé dans les mêmes seaux en plastique de 20 L, à la température ambiante (20 °C) jusqu'à son utilisation. L'analyse des caractéristiques physicochimiques du sol forestier a montré qu'il s'agit d'un loam possédant une capacité d'échange cationique modérée ainsi que la plus forte teneur en carbone organique total (11,9 %) et en matière organique (19,9 %) parmi les cinq sols utilisés dans les études réalisées dans le cadre de la mise au point de la présente méthode (v. tableau G-1).