On a réalisé une étude afin d’évaluer les bénéfices d’un encapsulage des résidus produisant de l’acide au moyen de résidus consommant de l’acide, dans la cadre d’une stratégie de mesures d’atténuation pour la qualité de l’eau, y compris la neutralisation de l’acide. L’étude a été centrée sur des tests sur colonne servant à évaluer les effets de matériaux provenant de différentes sources, ainsi que de différents niveaux pour les couches inférieures de résidus. On a réalisé une modélisation géochimique pour évaluer l’atténuation de l’arsenic observée lors des études sur colonne. On a aussi réalisé une modélisation de l’oxydation de la pyrite afin d’évaluer l’épaisseur de la couche sus jacente requise pour prévenir une oxydation ultérieure des résidus acide riches en sulfure.
Les tests sur colonne ont été conçus pour simuler le placement de résidus acides à faible pH entre des couches de résidus neutres avec potentiel de neutralisation en excès pour différents arrangements et différentes épaisseurs des couches. De l’eau a été ajoutée sur le dessus des résidus, et on l’a laissé migrer au travers des résidus. On a collecté des échantillons de drainage au bas de la colonne, ainsi qu’au moyen de lysimètres à succion placés dans les différentes couches de résidus afin de prélever in situ de l’eau interstitielle.
Les résultats des tests ont confirmé que les couches neutres pourraient consommer l’acidité existante dans les résidus à faible pH et prévenir le drainage acide et le drainage chargé de métaux à une échelle spatiale et temporelle appropriée aux conditions sur le terrain. On a montré que l’épaisseur des résidus à fort potentiel de neutralisation est importante pour améliorer l’efficacité de la technique. On a observé une meilleure efficacité pour une plus grande épaisseur et un temps de séjour plus long de l’eau interstitielle dans la couche de résidus neutres sous-jacente, et on pense que l’efficacité sera plus grande à l’échelle du terrain. Les charges d’acide et de métaux ont effectivement diminué quand des résidus consommateurs d’acide ont été placés sous les résidus acides.
La modélisation de l’atténuation de l’arsenic a montré que l’élimination réelle de l’arsenic était très sensible à la quantité de matériau à base d’oxyde et hydroxyde ferrique présente dans la couche inférieur de résidus neutres. Bien que l’arsenic soit facilement atténué, il existe des conditions pour lesquelles une augmentation des concentrations d’arsenic dans les effluents ou le suintement sur le terrain peut seulement être retardée plutôt qu’éliminée. Toutefois, avec une capacité de sorption suffisante des solides à base d’oxyde et hydroxyde ferrique, les concentrations élevées d’arsenic peuvent être suffisamment réduites à des niveaux inférieurs aux directives pour la protection de l’environnement. Les résultats de la modélisation fournissent des renseignements pour le développement d’un programme de suivi sur le terrain.
Les résultats de la modélisation de l’oxydation de la pyrite dans la couche supérieure de résidus neutres suggèrent que la teneur en sulfure résiduel des résidus agira comme un piège à oxygène, alors que le potentiel de neutralisation permet de prévenir la production d’acide dans cette couche. La combinaison de la consommation d’oxygène dans la couche supérieure et de la résistance au transport de l’oxygène depuis les résidus humides conduit à limiter l’oxydation ultérieure dans la couche sous-jacente acide riche en sulfure. Les résultats de la modélisation suggèrent qu’une couche de 3 m d’épaisseur de résidus neutres serait suffisante pour prévenir la production continue d’acide dans la couche riche en sulfure. Le modèle d’oxydation de la pyrite fournit également un cadre pour une stratégie de suivi pour évaluer l’efficacité de la couche de couverture de résidus neutres à faible teneur en sulfure.
Quand le sulfure sera disparu dans la couche supérieure de la couverture T1F, la consommation d’oxygène dans cette couche cessera et celle-ci ne servira que de barrière de diffusion pour l’oxygène. Après la disparition du sulfure, et peut-être même avant sa complète disparition dans la couche supérieure de la couverture, il y aura un très faible flux d’oxygène dans la couche à forte concentration de sulfure qui participera à l’oxydation continue à un taux limité par ce flux d’oxygène. Cette oxydation favorisera les réactions génératrices d’acide, de sorte qu’il y aura une infiltration continue d’eau interstitielle faiblement acide dans la couche à forte concentration de sulfure et dans la couche neutre sous-jacente où l’eau sera neutralisée. Ce processus durera des siècles ou même des millénaires. Des calculs du bilan massique portent à croire qu’il y a suffisamment de NP carbonaté dans la couche sous-jacente pour consommer la totalité de l’acide produit dans la couche sus-jacente.
Le modèle d’oxydation de la pyrite fournit également un cadre pour une stratégie de surveillance pour évaluer l’efficacité de la couche de couverture de résidus neutres à faible teneur en soufre.
