Comment les mélanges des contaminants influencent la toxicité des eaux minières et métallurgiques?

Les organismes aquatiques sont souvent exposés à des mélanges d’éléments métalliques et à d’autres contaminants dont les effets peuvent s’additionner, s’amplifier ou, au contraire, se neutraliser. Pourtant, les études d’évaluation des risques environnementaux examinent encore trop souvent chaque substance séparément. Au fil du temps, les effluents industriels peuvent montrer des épisodes de toxicité envers Daphnia magna, une petite puce d’eau douce utilisée comme indicateur en écotoxicologie. Or, ces effets surviennent parfois même lorsque les normes de rejet concernant les concentrations des contaminants sont respectées, ce qui laisse croire que la toxicité provient parfois des interactions entre les contaminants qui constituent un mélange. La toxicité des éléments métalliques et d’autres contaminants dépend de leur concentration, de leur forme chimique (spéciation) et de la façon dont ils interagissent entre eux. 

Les effluents miniers et métallurgiques contiennent souvent plusieurs éléments métalliques, ce qui rend leur toxicité difficile à prévoir. Wijdane Limouni, doctorante en génie minéral à l’Institut de recherche en mines et en environnement (IRME), s’est ainsi intéressée à la façon dont ces contaminants interagissent entre eux et à l’efficacité de traitements avancés pour en réduire les effets. En laboratoire, elle a testé la toxicité de quatre éléments métalliques courants, soit l’arsenic, le cuivre, le zinc et le sélénium, sur Daphnia magna, séparément et en mélange. 

Les résultats montrent que certains éléments métalliques deviennent plus toxiques lorsqu’ils sont combinés, comme le cuivre et le zinc, tandis que d’autres s’atténuent selon les proportions présentes. Ces interactions complexes expliquent pourquoi la toxicité d’un effluent ne peut pas être déduite simplement en considérant les contaminants de façon individuelle. La doctorante a aussi testé un procédé d’oxydation avancée utilisant des microbulles d’ozone, sur huit effluents réels, miniers et métallurgiques, qui a permis d’enlever efficacement certains contaminants et d’éliminer leur toxicité. Cette recherche doctorale démontre la pertinence d’une approche intégrée, combinant analyses chimiques, modélisation et essais biologiques afin de mieux comprendre et de réduire la toxicité des eaux issues des activités minières et métallurgiques. 

Wijdane Limouni a présenté le 10 novembre dernier sa thèse intitulée « Évaluation de la toxicité des effluents miniers et métallurgiques : rôles de la spéciation, des interactions entre contaminants et des traitements avancés ». Ses travaux ont été dirigés par Eric Rosa, professeur à l’IRME, et codirigés par Carmen Mihaela Neculita, professeure à l’IRME ainsi que Patrice Couture, professeur à l’Institut national de la recherche scientifique. Ce projet a été réalisé dans le cadre du programme de Polytechnique Montréal qui est offert en extension par l'UQAT. 

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