Qu’est-ce que le drainage minier acide ? Définition, causes et exemples
Le drainage minier acide se produit lorsque les sulfures de fer découverts par l’activité minière interagissent avec l’eau et l’air et s’oxydent. Le processus crée de l’acide sulfurique, un acide hautement corrosif capable de briser les roches environnantes, ce qui peut faire pénétrer et éventuellement dissoudre des métaux toxiques dans l’eau.
Alors que d’autres problèmes découlent du drainage minier abandonné (comme le drainage alcalin, qui se produit lorsque de la calcite ou de la dolomite est présente, ou le drainage métallique, qui se produit lorsque des niveaux élevés de plomb ou d’autres métaux s’écoulent des mines abandonnées), le drainage minier acide est considéré comme le principal problème. Le plus répandu.
Aux États-Unis, plus de 12 000 milles de cours d’eau ont été touchés par le drainage minier acide. Ces cours d’eau sont principalement situés dans des zones à forte activité minière, comme les Appalaches. Rien qu’en Pennsylvanie, par exemple, plus de 5 500 milles de cours d’eau sont touchés par le drainage minier acide.
Définition du drainage minier acide
Le drainage minier acide fait référence à l’eau acide qui se forme lorsque les eaux de surface (ce qui peut signifier l’eau de pluie, la fonte des neiges, l’eau des étangs, etc.) et l’air sont exposés au sulfure de fer, généralement la pyrite, un sous-produit solide des mines de charbon.
Un échantillon d’eau dont le pH est inférieur à 7 est considéré comme « acide », et plus il est acide, plus il érode rapidement les roches et autres matériaux. L’US Geological Survey (USGS) a enregistré un drainage minier acide avec un pH aussi bas qu’entre 2,5 et 4.
La réaction chimique forme de l’acide sulfurique et du fer dissous, dont une partie ou la totalité peut se séparer pour former des sédiments de couleur rouille qui deviennent visible au fond des cours d’eau pollués. Le ruissellement acide dissout les métaux lourds comme le cuivre et le mercure dans les eaux souterraines ou de surface.
Il existe des endroits où des cours d’eau acides peuvent se produire naturellement, comme ceux du parc national de Yellowstone, mais la plupart résultent de l’activité minière.
Le drainage minier acide se produit principalement là où l’exploitation minière est effectuée pour extraire du charbon ou des métaux de roches soufrées. L’argent, l’or, le cuivre, le zinc et le plomb se trouvent généralement en association avec des sulfates métalliques, leur extraction peut donc provoquer un drainage minier acide.
Impacts environnementaux
Les métaux lourds produits par le drainage minier acide ne se biodégradent pas, ce qui signifie qu’ils continueront à s’accumuler à l’intérieur des êtres vivants à mesure qu’ils progressent dans la chaîne alimentaire. Les problèmes environnementaux liés à cette pollution de l’eau peuvent potentiellement affecter les humains, la faune et tout le reste.
Le faible pH de l’eau ne contamine pas seulement l’eau potable ; il peut également être suffisamment puissant pour corroder les infrastructures (telles que les ponts) et polluer le sol.
Ce type d’acidité extrême est également toxique pour la plupart des espèces aquatiques, créant un effet domino sur l’écosystème. Pire encore, les écoulements de drainage minier acide dans la mer peuvent provoquer la mortalité des coraux et épuiser les organismes vivant au fond de l’océan.
L’un des accidents les plus célèbres liés au drainage minier acide s’est produit à la mine Los Frailes à Aznalcóllar, en Espagne, en 1998, lorsqu’un barrage brisé a libéré 4 à 5 millions de mètres cubes de boues de pyrite contenant des niveaux excessifs de fer et de soufre avec du cuivre, du zinc, du plomb et de l’argent dans la vallée de la rivière Agrio.
Des milliers d’hectares de terres agricoles ont été inondés d’eau et de lisier toxiques alors que la rivière Agrio montait de 3 mètres (9,8 pieds), manquant de peu l’une des zones humides les plus importantes d’Europe, le parc national de Doñana. L’opération de nettoyage a duré trois ans au total et a coûté près de 269 millions de dollars.
Solutions au drainage minier acide
Il existe plusieurs façons de lutter contre le drainage minier acide, par exemple en ajoutant de la chaux ou d’autres matériaux alcalins aux terres contaminées pour neutraliser l’acidité. Les systèmes de traitement passifs, dans lesquels l’eau s’écoule naturellement, nécessitent peu ou pas d’exploitation ou d’entretien ; dans les cas les plus complexes, des systèmes actifs nécessitant une exploitation et une maintenance régulières peuvent être utilisés.
Traditionnellement, le drainage minier acide est traité en collectant les déversements dans des bassins de rétention ou des usines de traitement et en ajoutant des produits chimiques qui neutralisent l’acidité, provoquant la précipitation des métaux dissous hors de l’eau contaminée et leur transformation en solides.
En 2020, des scientifiques de Penn State ont développé un processus de traitement en deux étapes qui leur a permis de récupérer des concentrations plus élevées d’éléments de terres rares critiques à partir du drainage minier acide. En ajoutant du dioxyde de carbone au drainage, cela a créé une réaction chimique qui a donné naissance à des minéraux solides appelés carbonates. Ces carbonates supplémentaires se lient ensuite aux éléments terrestres et précipitent hors de l’eau à de faibles niveaux de pH. Grâce à ce nouveau procédé, les chercheurs ont pu récupérer plus de 90 % de l’aluminium et 85 % des éléments des terres rares, comparativement aux méthodes traditionnelles qui ne précipitent que 70 % des mêmes éléments.
