Évaluation de l'impact du dénoyage des mines sur la mobilité des éléments traces dans les tourbières

«RÉSUMÉ: Cette étude cible l’évaluation des impacts du dénoyage minier sur le bilan hydrogéochimique d’une tourbière. Le site ciblé correspond à une tourbière située à proximité immédiate de la mine Akasaba Ouest, dont le développement de la fosse à ciel ouvert fut initié lors de l’été 2023. Les objectifs spécifiques sont (1) mesurer la réponse hydrogéologique d’une tourbière à proximité immédiate d’une mine à ciel ouvert en dénoyage, (2) évaluer les processus de mobilisation et d’immobilisation des substances chimiques dans une tourbière et dans l’aquifère sous-jacent en conditions naturelles, et (3) évaluer l’impact potentiel du dénoyage minier sur les échanges hydrogéochimiques entre une tourbière et l’aquifère sous-jacent. Les approches méthodologiques incluent (1) le suivi des charges hydrauliques au sein de 18 piézomètres installés en 6 grappes au sein de la tourbe, (2) l’analyse de données hydrogéochimiques associées aux eaux porales et à la matrice solide de la tourbe, et (3) la modélisation chimique de mélanges d’eau de tourbe et d’eau souterraine. Les suivis piézométriques suggèrent des battements de charges hydrauliques de l’ordre de 25 à 40 cm lors de la période de suivi antérieure au développement de la fosse et un abaissement significatif des charges hydrauliques lors de l’été 2023 (période d’initiation de l’exploitation de la fosse). La période de l’été 2023 est aussi associée à une augmentation de la composante verticale du gradient hydraulique dans la tourbe, suggérant le drainage des eaux de la tourbière vers l’aquifère dépressurisé. Les données hydrogéochimiques des eaux porales de tourbe ont permis de mettre en évidence des groupes d’éléments chimiques dont les comportements hydrogéochimiques en phase dissoute présentent des similarités. Ces données permettent d’identifier un groupe d’éléments principalement d’origine géogénique (Ca, Mn, Sr, Co, Ba, Fe, Mg, Cr, Al, Na, Ti, Si, V, U) et un groupe d’éléments dont le comportement hydrogéochimique semble contrôlé par le carbone organique dissous (COD) (NO2-NO3, CID, Cl, Ni, Li, As, Zn, Cd, Pb, Sn, Sb, Cu, Mo, Rb, K). Les essais de lixiviation réalisés sur la matrice solide de tourbe suggèrent que la propension des différentes espèces à être mobilisées suit la séquence COD >> Na > Ca > Si > K > P > Mg > S > Al > Fe > Cu > Sr > Zn > Mn. Les modélisations géochimiques suggèrent que le drainage des eaux de tourbière vers l’aquifère pourrait significativement y abaisser le pH. Un maintien du suivi hydrogéochimique du site est recommandé dans les prochains mois afin de poursuivre la quantification des impacts du dénoyage sur l’écosystème tourbeux.»

Abstract

«ABSTRACT: This study focuses on assessing the impact of mine dewatering on the hydrogeochemical balance of a peatland. The target site is a peatland located in the immediate vicinity of the Akasaba West mine, where open pit development was initiated in the summer of 2023. The specific objectives are (1) to measure the hydrogeological response of a peatland in the immediate vicinity of a dewatering open-pit mine, (2) to evaluate the processes of mobilization and immobilization of chemicals in a peatland and in the underlying aquifer under natural conditions, and (3) to assess the potential impact of mine dewatering on hydrogeochemical exchanges between a peatland and the underlying aquifer. Methodological approaches include (1) hydraulic head monitoring within 18 piezometers installed in 6 clusters within the peat, (2) analysis of hydrogeochemical data associated with peat pore water and solid matrix, and (3) chemical modelling of peat water and groundwater mixtures. Piezometric monitoring suggests hydraulic head fluctuations of the order of 25 to 40 cm during the monitoring period prior to pit development, and a significant lowering of hydraulic heads during the summer of 2023 (the period of initiation of pit operations). The summer of 2023 is also associated with an increase in the vertical component of the hydraulic gradient in the peat, suggesting drainage of peatland water into the depressurized aquifer. The hydrogeochemical data for peat pore waters revealed groups of chemical elements with similar hydrogeochemical behavior in the dissolved phase. These data identify a group of elements mainly of geogenic origin (Ca, Mn, Sr, Co, Ba, Fe, Mg, Cr, Al, Na, Ti, Si, V, U) and a group of elements with hydrogeochemical behavior apparently controlled by dissolved organic carbon (DOC) (NO2-NO3, DIC, Cl, Ni, Li, As, Zn, Cd, Pb, Sn, Sb, Cu, Mo, Rb, K). Leaching tests carried out on the solid peat matrix suggest that the propensity of the various species to be mobilized follows the sequence COD >> Na > Ca > Si > K > P > Mg > S > Al > Fe > Cu > Sr > Zn > Mn. Geochemical modelling suggests that drainage of peatland water into the aquifer could significantly lower pH. Continued hydrogeochemical monitoring of the site is recommended over the coming months to further quantify the impact of dewatering on the peat ecosystem.»