Évaluation des processus de mobilisation des lanthanides dans les eaux porales des tourbières en contexte minier

« RÉSUMÉ : Ce projet de recherche vise à quantifier les paramètres gouvernant la mobilisation et l’immobilisation des lanthanides dans les eaux porales d’une tourbière afin d’évaluer sa vulnérabilité face aux activités de dénoyage. Le site faisant l’objet de cette recherche consiste en une tourbière adjacente à la mine à ciel ouvert Akasaba Ouest de Mines Agnico Eagle, dans le bassin versant de la rivière Bourlamaque, au sud-est du de la ville de Val-d’Or. Les approches méthodologiques déployées incluent (1) le suivi automatisé des charges hydrauliques dans 18 puits d’observation installés dans la tourbière, (2) l’application d’une procédure d’ultrafiltration séquentielle (0,45 μm, 100 kDa, 30 kDa, 10 kDa, 3 kDa) sur six échantillons d’eau prélevés dans la tourbière et un ruisseau la drainant, (3) l’évaluation de la spéciation des lanthanides par modélisation géochimique, et (4) l’évaluation de l’écoulement et du transport de masse par solution analytique et modélisation numérique. Les fluctuations qui sont observées dans les charges hydrauliques entre 2019 et 2023 reflètent les effets des conditions hydrologiques et climatiques, avec des étiages vers la fin de l’été et de l’hiver et des hautes eaux au printemps et à l’automne. En 2023, à la suite de l’initiation du dénoyage de la mine, les puits d’observation situés à proximité de la fosse ont montré une diminution des charges hydrauliques. Les analyses réalisées sur les filtrats de la séquence d’ultrafiltration suggèrent que les lanthanides, le fer et l’aluminium sont principalement présents sous forme colloïdale (tailles entre 0,45 μm et 3 kDa), alors que la phase réellement dissoute (< 3 kDa) est significativement moins abondante. Les données suggèrent que les lanthanides seraient principalement associés la matière organique et à des oxyhydroxydes de Fe présents sous forme colloïdale. Les calculs de spéciation réalisés avec le Stockholm Humic Model dans Visual MINTEQ suggèrent que les lanthanides sont fortement liés à la matière organique et que le pH influence significativement leur spéciation dans les eaux riches en matière organique. Les calculs réalisés avec la solution analytique d’Ogata et par simulation numérique dans SEEP/W et CTRAN/W suggèrent qu’en l’absence de colloïdes migrant dans les eaux porales, les lanthanides seraient donc essentiellement immobiles en raison de leur sorption sur la matière organique. Les simulations numériques suggèrent que la présence de macropores dans la tourbe (piping) pourrait significativement augmenter la vitesse de transport des lanthanides dans la tourbe. »