En août 1991, la Division Kidd Creek de Falconbridge Limitée a demandé qu'une étude
géochimique, hydrogéologique et hydrologique portant sur le parc à résidus de Kidd
Creek soit effectuée. Cette étude fait partie d'un projet plus vaste dont l'objectif est
d'élaborer un programme complet de la gestion environnementale à long terme des
résidus de Kidd Creek. Le but de cette étude, réalisée par le Waterloo Centre for
Groundwater Research, était de caractériser le réseau d'écoulement hydrogéologique
et les interactions géochimiques entre l'eau et les gaz interstitiels et les matières
solides des résidus, et de déterminer comment l'eau interstitielle des résidus influence
la qualité des eaux de ruissellement s'échappant à la surface des résidus pendant les
intempéries. Les résultats de la recherche pourraient donc être utilisés pour aider à
prévoir la qualité future des effluents.

La partie centrale élevée du dépôt conique de résidus est un secteur de recharge des
eaux souterraines dans lequel les précipitations s'infiltrent, descendent et remplacent
l'eau interstitielle qui s'écoule vers l'extérieur du secteur. Les vitesses de recharge sont
variables; elles atteignent un maximum près du sommet du dépôt conique et diminuent
vers l'extérieur en direction du chemin périphérique. L'eau interstitielle s'écoule surtout
radialement à partir du centre du parc à résidus vers les secteurs plats périphériques
du parc. Une partie de l'eau interstitielle s'écoule vers le bas et vers l'intérieur en
direction du chemin d'accès au centre du parc à résidus. Ce chemin est constitué de
matériaux plus perméables que les résidus et draine les résidus surélevés au centre

La pratique courante qui consiste à rejeter à la fois de la natrojarosite et des résidus
riches en sulfures à Kidd Creek expose la natrojarosite à un milieu au pH neutre et au
potentiel d'oxydoréduction faible, où elle est thermodynamiquement instable. La
modélisation géochimique révèle que les conditions qui favorisent la dissolution de la
natrojarosite sont présentes uniformément dans la majeure partie du parc à résidus.
Les résultats de l'étude indiquent que la natrojarosite se dissout, en libérant dans l'eau
interstitielle les éléments suivants: Na, K, Mg Mn, Fe, Zn, Pb, As, HC03 et S04. Des
études minéralogiques indiquent qu'une quantité importante de natrojarosite subsiste
dans les résidus et consiste, à long terme, une source de contamination.
L'augmentation des concentrations d'ions Fe2+ dans l'eau interstitielle peut entraîner la
présence d'eaux acides si des suintements se produisent autour du périmètre du parc
à résidus.

Les effets de la dissolution de la natrojarosite sur la composition de l'eau interstitielle
se distinguent des effets de l'oxydation des sulfures. La dissolution de la natrojarosite
fait augmenter directement les concentrations de Na, K, Fe, Pb, As et S04 dans l'eau
interstitielle, et indirectement celles de Mg, Mn, Fe et HC03 par la dissolution des
minéraux du groupe des carbonates. L'augmentation de la concentration de Zn
provient des rejets de natrojarosite, principalement en raison de la libération de Zn
contenu dans la phase aqueuse des reliquats de natrojarosite. L'oxydation des sulfures
crée un milieu acide dans l'eau interstitielle située près de la surface et fait augmenter
davantage les concentrations de Mg, Mn, Fe, Zn, Pb, As et de S04, ainsi que celles
d'Al, Cd, Co, Cr. Cu et de Ni.

L'oxydation des sulfures entraîne également la dissolution des minéraux du groupe
des carbonates, amorçant ainsi une augmentation de la concentration de HCO3 dans
l'eau interstitielle; toutefois, une oxydation continue enlèvera aux minéraux du groupe
des carbonates leur capacité de neutraliser les acides et, par conséquent, l'eau
interstitielle sera moins alcaline. L'oxydation des sulfures est limitée par la déposition
continue de résidus sur la majeure partie du cône de résidus principal. I1 est donc
difficile de déceler un appauvrissement en soufre à la surface. En raison de la
variabilité de la teneur initiale en carbonates des résidus, il est impossible d'observer si
la teneur en minéraux du groupe des carbonates diminue.

Si nous supposons que la surface actuelle des résidus n'est pas altérée par l'érosion
ou des opérations de réhabilitation, la modélisation de l'oxydation des sulfures indique
que l'oxydation des sulfures sera plus intense au cours des 20 premières années
d'exposition des résidus à l'atmosphère. La vitesse d'oxydation et les vitesses d'apport
en Fe et en S04 résultants diminueront après cette période, le procédé étant limité par
la diffusion d`O2 dans les interstices des résidus. Les produits de l'oxydation des
sulfures (principalement du Fe(II) aqueux et du SO4) pendant cette période de 20 ans
se déplaceront dans les résidus avec l'eau interstitielle. Le temps de séjour des
produits de réaction dans l'eau interstitielle, avant la décharge, sera de O à des milliers
d'années

Des études hydrologiques ont été effectuées pour déterminer combien d'eau
interstitielle provenant des résidus contaminés se retrouve dans les eaux de
ruissellement du parc à résidus au cours des intempéries. Le pourcentage maximal
d'eau interstitielle mesuré dans les eaux de ruissellement a été évalué à 23,5 %
pendant des précipitations d'intensité moyenne et de longue durée. Les précipitations
de longue durée qui entraînent une élévation de la nappe phréatique dans le parc à
résidus représentent le plus grand risque de contamination des effluents de surface
par des eaux interstitielles.