Falconbridge a demandé que le Centre de recherche en exploitation minière et exploration minérale de l’Université Laurentienne procède à une étude de la documentation scientifique et fasse des recommandations sur l’utilisation de compost municipal pour la réhabilitation des résidus sulfurés. Le volume et le fardeau que représentent les eaux de drainage minier acide (DMA) s’écoulant des résidus sulfurés ont incité les gouvernements fédéral et provinciaux, et
l’industrie minière, à chercher des solutions permanentes. Le présent rapport décrit le fondement du problème du DMA et les grandes solutions qui ont été proposées pour l’abandon des parcs à résidus. Une approche prometteuse consiste à recouvrir les résidus d’une barrière qui empêcherait la pénétration de l’oxygène atmosphérique, principal agent d’oxydation des résidus et de production du DMA.
La mise en place de marécages artificielles sur les résidus est examinée et appliquée sur certains emplacements pour former une barrière efficace à l’oxygène et établir un régime de réduction chimique dans les résidus. Toutefois, de nombreux parcs à résidus sont difficiles à inonder ou à recouvrir de marécages. De nouvelles formes de barrières contre l’oxygène sont en voie d’élaboration pour maintenir une couche saturée par-dessus les résidus et diminuer grandement
la diffusion de l’oxygène. La couche serait composée d’un matériau limoneux fin, mais ce matériau est très coûteux, voire introuvable, dans les zones du nord ou se trouve les résidus. Il est proposé d’utiliser du compost de déchets solides municipaux (DSM) autant comme barrière physique que comme couche qui consomme l’oxygène et qui empêcherait en permanence l’oxydation des sulfures et la formation du DMA.

La réhabilitation des vastes étendues de résidus sulfurés au Canada exigerait des quantités considérables de compost de DSM. En 1991, les municipalités de l’Ontario ont été avisées par le gouvernement provincial de mettre de côté 50%, d’ici à l’an 2000, des déchets solides destinés aux dépotoirs et aux incinérateurs. Un volet important de cet objectif est le recyclage des déchets organiques par compostage. Cette approche, consistant à recouvrir les résidus d’une couverture de compost permettrait d’utiliser tout le compost de DSM produit par l’Ontario pendant des décennies. Cette application semble doublement prometteuse autant pour l’industrie que pour les municipalités, à condition qu’elle soit techniquement faisable, sûre pour l’environnement et socialement acceptable.

Objectifs de l’étude

La présente étude de la documentation vise les objectifs suivants:
(1) Examiner l’état des connaissances actuelles sur la réhabilitation des résidus miniers acides pour éviter le problème du DMA
(2) Déterminer ce qui est connu au sujet des caractéristiques du compost de DSM et des autres types de matières organiques, et comment ces déchets pourraient être utilisés pour la réhabilitation des résidus
(3) Examiner la réglementation sur l’environnement et les préoccupations socioéconomiques liés à l’utilisation du compost de DSM, des boues d’usines d’épuration et des autres sources abondantes de matière organique
(4) Examiner la disponibilité et les coûts d’utilisation du compost de DSM
(5) Recommander des études expérimentales sur les questions techniques irrésolues concernant l’utilisation du compost de DSM et d’autres matières organiques comme barrières contre l’oxygène sur les résidus.

Conclusions
Une étude de la documentation scientifiques sur les caractéristiques physiques et chimiques du compost de DSM et d’autres matières organiques a révélé que l’épandage d’une couche de compost sur les résidus serait avantageux pour cinq raisons:
(1) Barrière physique contre l’oxygène - le compost serait saturé d’eau sur une partie de son épaisseur, de sorte que le facteur limitant la diffusion de l’oxygène serait la diffusivité de l’oxygène dans l’eau;
(2) Barrière qui consomme l’oxygène - la décomposition continue du compost crée une forte demande biologique en oxygène qui agit comme un puits dans la diffusion de l’oxygène atmosphérique ou de l’oxygène dissous;
(3) Inhibition chimique - les composés et les produits de décomposition dans le compost de DSM qui sont lixiviés dans les résidus ralentissent la croissance et le métabolisme des bactéries productrices de sulfates;
(4) Amélioration chimique - les constituants organiques dans le compost de DSM peuvent dissoudre par réduction les oxydes ferriques, et empêcher l’oxydation indirecte des sulfures ferriques et la production d’acide;
(5) Infiltration d’eau réduite - la conductivité hydraulique réduite du compost tassé pourrait empêcher l’infiltration des précipitations, diminuant ainsi l’écoulement d’eau souterraine dans les résidus.

Trois modèles de couvertures de compost sont proposés pour réaliser et maintenir ces fonctions. Deux modèles consistent en une couche de compost (d’épaisseur indéterminée) qui est tassée par une couche sus-jacente de sable et de gravier. Dans un des modèles, la base de la couche de compost est séparée des résidus par une autre couche grossière qui l’isole hydrauliquement des résidus, Dans un autre modèle, le compost est mélangé à la couche supérieure des résidus avant que du compost soit tassée en place, établissant ainsi un contact chimique entre le compost et la partie oxydée des résidus. Le but premier de la couche de couverture est de maintenir un contact permanent avec la couche de compost, de sorte qu’il y ait le moins d’air interstitiel possible et que les précipitations incidentes puissent se traduire par une saturation élevée. La couche de couverture protège aussi contre l’érosion, l’évaporation et le ruissellement qui
pourraient détruire la couche de compost agissant comme barrière contre l’oxygène. Le troisième modèle, le moins coûteux, consiste à déposer une couche épaisse de compost directement sur les résidus.

Des recherches expérimentales en laboratoire s’imposent pour évaluer si les modèles de couvertures de compost produiront les résultats escomptés sur le terrain. D’autres types de déchets peuvent aussi être incorporés dans la couche de compost, ce qui permettrait d’étudier comment ils altèrent ses propriétés physiques et chimiques. Il faudrait aussi analyser les lixiviats qui s’écoulent des couches de compost et des résidus, car le compost de DSM pourrait libérer des métaux lourds, des composés organiques et des agents pathogènes dans l’environnement.  L’Ontario a adopté des normes rigoureuses de qualité des composts qui doivent subir une séparation à la source et un contrôle de la production poussés pour être désignés compost “d’utilisation non restreinte”.

Les risques de contamination dépendent grandement de la qualité des matières premières et de l’optimisation du procédé de compostage. Pour produire un compost de DSM de grande qualité qui n’est pas contaminé, il faut séparer les déchets organiques des ordures non biodégradables et des produits chimiques dangereux. Le compost de boues d’usines d’épuration peut aussi devenir un produit de grande qualité si les agents pathogènes sont éliminés et si les eaux usées ne sont pas contaminées par des effluents industriels. Toutefois, les composts jeunes offrent des avantages pour la  neutralisation des résidus à cause de leur forte consommation d’oxygène et de la présence de nombreux composés organiques qui pourraient contribuer à améliorer la chimie du DMA. Les composts jeunes pourraient aussi être utilisés plus tôt dans le compostage et leur production cotîterait moins cher aux municipalités.

Pour s’assurer de la qualité des lixiviats de composts de DSM jeunes et mûrs et d’autres constituants de déchets organiques utilisés sur des résidus, il faudra en faire un examen expérimental minutieux garantissant que leur usage est sain pour la santé publique et sûr pour l’environnement. Il faut que l’engagement sincère de la population soit pris avant qu’un plan de neutralisation des résidus faisant intervenir du compost de DSM ou d’autres déchets organiques
soit acceptable.

D’autres types de déchets offrent certains ou tous les avantages du compost de DSM comme barrière contre l’oxygène. Les déchets de l’industrie forestière et des usines de papier sont abondants et nuisibles dans nombre de régions du Canada où l’on trouve des résidus. La tourbe est un matériau courant et abondant dans toutes les tourbières du nord et conviendrait comme couverture pour les parcs à résidus, si elle peut être gérée comme une ressource renouvelable.
Les constituants dangereux de ces résidus, contenus dans les lixiviats, devront être analysés, et leurs effets bénéfiques sur le DMA, devront être évalués.

Le compost de DSM ou les autres déchets organiques ne seront utiles à l’industrie minière uniquement s’ils constituent une solution permanente, socialement acceptable et rentable au problème de réhabilitation des résidus. Même si les municipalités fournissent le compost de DSM sans frais ou par voie subventionnée, les coûts de transport depuis les principales sources dans le sud jusqu’aux parcs à résidus dans le nord pourraient être prohibitifs pour une société
minière. La politique et la réglementation du gouvernement ontarien qui interdisent actuellement l’exportation de déchets par une municipalité devraient être examinées en termes d’utilisation de composts de qualité médiocre pour réhabiliter les résidus.

Recommandations
1 . Des travaux de laboratoire à l’aide de colonnes de lixiviation instrumentées devraient être effectués pour étudier les caractéristiques physiques et l’optimisation des modèles de couvertures de compost.
2 . Des analyses en laboratoire de la composition des lixiviats provenant de couches saturées et non saturées, contenant du compost de maturité variable, s’imposent pour déterminer le risque pour l’environnement.
3 . Des études en laboratoire des phénoménes chimiques qui ont cours dans les résidus suivant le modèle de couche de couverture optimal confirmeront s’il y a réduction et amélioration chimique.
4 . Des études lysimétriques du modèle de couche de compost optimal, tel qu’établi par des expériences en laboratoire, devraient être menées au parc à résidus Nickel Rim.
5 . Des discussions sur l’utilisation de compost de DSM pour neutraliser le DMA devraient être amorçées par Falconbridge avec les ministères provinciaux, les gouvernements municipaux et la population.