Détermination de la mobilité du thorium et de l’uranium dans des rejets de mines

Abstract

Les activités d’extraction des métaux peuvent être une source importante de contamination dans l’environnement. Les déchets miniers contiennent souvent de fortes concentrations de métaux et ont des conditions physiochimiques qui favorisent la mobilité et/ou la biodisponibilité des métaux traces toxiques. Dans cette étude, nous avons évalué la mobilité du thorium, de l'uranium, du baryum, du manganèse et du chrome à partir des rejets miniers d’une mine de niobium. L’effet de différentes conditions environnementales (pH, dureté de l’eau et présence de la matière organique naturelle) a été évalué. Le thorium n’est pas fortement mobilisé (CTh < 30 μg kg-1) en fonction du pH ou de la dureté de l’eau mais est fortement mobilisé par la présence de matière organique naturelle (i.e. acide fulvique ; CTh > 30 μg kg-1). Par contre, l’uranium est mobilisé en milieu acide (pH<4), par la dureté de l’eau (i.e. Ca) et par la présence d’acide fulvique. Le baryum et le manganèse est mobilisé en fonction du pH ou de la dureté de l’eau mais n’est pas mobilisé par la présence de matière organique naturelle (i.e. acide fulvique). La mobilité du chrome n’est pas liée à la condition environnementale. La mobilité des métaux est liée fortement au comportement de rejet de mine. Tandis que le thorium existe surtout sous forme de colloïde (diamètre > 0.2 μm), l’uranium, le baryum, le manganèse et le chrome ont été retrouvé surtout sous forme dissoute (diamètre < 0.2μm). Globalement, la mobilité des métaux est dans l’ordre : Ba et Cr > Mn et U > Th. Le thorium et l’uranium existent plus sous forme de nanoparticules par la présence d’acide fulvique. En présence ou absence d’acide fulvique, toutes les particules du thorium et de l’uranium sont petites.

Metal mining activities can be a major source of contamination in the environment. Mining waste often contains high concentrations of metals and has physiochemical conditions that promote the mobility and / or bioavailability of toxic trace metals. In this study, we evaluated the mobility of thorium, uranium, barium, manganese and chromium from niobium mine tailings. The effect of different environmental conditions (pH, water hardness and presence of natural organic matter) was evaluated. Thorium was not strongly mobilized (CTh <30 μg kg-1) as a function of pH or hardness of water but was strongly mobilized by the presence of natural organic matter (i.e. fulvic acid, CTh> 30 μg kg -1). On the other hand, the uranium was mobilized in acid medium (pH <4), by the hardness of the water (i.e. Ca) and by the presence of fulvic acid. Barium and manganese were mobilized as a function of pH or hardness but were not mobilized by the presence of natural organic matter (i.e. fulvic acid). The mobility of chromium was not related to these environmental conditions. Metal mobility was strongly related to mine release behavior. While thorium existed mainly in the form of colloid (diameter> 0.2 μm), uranium, barium, manganese and chromium were found mainly in dissolved form (diameter <0.2 μm). Overall, the mobility of metals was in the order: Ba and Cr > Mn and U > Th. Thorium and uranium existed more nanoparticles by the presence of fulvic acid. In the presence or absence of fulvic acid, all the particles of thorium and uranium were small.