Mines acides

Si tu es déjà parti en vacances sur une île volcanique, tu te souviens peut-être d'une odeur d'œufs pourris. Cette odeur désagréable est causée par des composés de soufre.

C'est parti Inscris-toi gratuitement
Mines acides Mines acides

Crée des supports d'apprentissage sur Mines acides avec notre appli gratuite!

  • Accès instantané à des millions de pièces de contenu
  • Fiches de révision, notes, examens blancs et plus encore
  • Tout ce dont tu as besoin pour réussir tes examens
Inscris-toi gratuitement

Des millions de fiches spécialement conçues pour étudier facilement

Inscris-toi gratuitement

Convertis des documents en flashcards gratuitement avec l'IA

Tables des matières
Table des mateères

    Sous sa forme pure, le soufre est un solide jaune vif à température ambiante. Le soufre est essentiel à la vie humaine - il entre dans la composition de deux acides aminés essentiels.

    Le corps humain a besoin de 20 acides aminés différents pour rester en bonne santé et fonctionner. Nous pouvons synthétiser 11 de ces acides, mais nous devons obtenir les 9 autres à partir de la nourriture. Les acides que nous ne synthétisons pas nous-mêmes sont appelés acides aminés essentiels.

    Mais lorsque les composés sulfurés sont exposés par l'exploitation minière, ils peuvent nuire à la vie humaine. L'exposition à l'air et à l'eau entraîne la production d' acide sulfurique, un liquide dangereux et corrosif. Dans cet article, nous allons voir comment l'acide sulfurique est produit par l'exploitation minière et les effets qu'il peut avoir.


    Qu'est-ce que le drainage minier acide ?

    Tout d'abord, rappelons ce qu'est l'exploitation minière.

    L'exploitation minière est l'extraction de minéraux et d'autres dépôts géologiques de la Terre.

    L'exploitation minière existe depuis l'ère préhistorique, les hommes préhistoriques ayant été les premiers à extraire le silex, car il se divise en tessons aux bords tranchants, ce qui le rend parfait pour les outils et les armes. De nos jours, le charbon, le fer et la bauxite sont parmi les matériaux les plus exploités.

    Les minéraux sont le nom donné à ces matières précieuses qui sont extraites du sol. Souvent, la forme pure du minéral est mélangée à d'autres roches et minéraux indésirables dans le sol, de sorte que le minéral désiré doit être isolé de ce mélange par traitement et raffinement après avoir été extrait de la mine.

    L'exploitation minière à ciel ouvert et l'exploitation minière souterraine sont les deux principales sous-catégories de l'exploitation minière contemporaine.

    Dans l'exploitation minière à ciel ouvert, le sol est dynamité pour permettre de prélever les minerais qui se trouvent près de la surface de la Terre. Ceux-ci sont ensuite acheminés vers des raffineries où les minéraux peuvent être extraits. Les minerais sont obtenus dans les profondeurs de la terre par l'exploitation minière souterraine. Pour atteindre les gisements de minéraux, les mineurs creusent des tunnels dans la roche.

    L'exploitation minière nuit à l'environnement. Elle provoque l'érosion des sols, des dolines, la perte de la biodiversité et la pollution (en particulier la pollution de l'eau).

    Mines acides exploitation des stériles StudySmarterFigure 1 - L'extraction de ressources comme le charbon génère de grandes quantités de stériles. Unsplash

    Il existe trois principaux types de pollution de l'eau causés par l'exploitation minière.

    • Ledrainage minier alcalin, qui se produit en présence de calcite ou de dolomite.

    • Le drainage miniermétallique, qui se produit lorsque du plomb et d'autres métaux lourds s'écoulent dans les cours d'eau.

    • Le drainage minieracide, qui se produit en présence de soufre.

    Le dernier type, le drainage minier acide, est de loin le plus répandu. C'est donc sur lui que nous allons nous concentrer maintenant.

    Le drainageminier acide est la formation et le déplacement d'eau acide riche en métaux lourds.

    Causes du drainage minier acide

    Le drainage minier acide se produit lorsque la pyrite (disulfure de fer) est exposée au cours du processus d'exploitation minière. La pyrite réagit avec l'air et l'eau pour former de l' acide sulfurique et du fer dissous. Le fer précipite pour former des sédiments rouges, orange ou jaunes. Ces sédiments colorés sont les signes révélateurs d'un cours d'eau pollué.

    Mines acides drainage minier acide causes StudySmarterFigure 2 - Drainage minier acide polluant un lac en Bolivie. Unsplash

    Si tu es féru de chimie, tu seras peut-être intéressé de connaître l'équation chimique de la décomposition de la pyrite en acide sulfurique et en fer dissous. Mais si tu ne l'es pas, ne t'inquiète pas, tu n'auras pas besoin de la connaître pour tes examens.

    2FeS2 + 7O2 + 2H2O2FeSO4 + 2H2SO4

    disulfure de fer + oxygène + eau → sulfate de fer + acide sulfurique

    Le ruissellement minier acide

    L'acide sulfurique et le fer dissous agissent comme un lixiviat.

    Un lixiviat est un liquide qui a percolé à travers un solide et qui a lessivé certains de ses constituants.

    Lorsque le ruissellement acide traverse les roches, il dissout les métaux lourds tels que le cuivre, le plomb et le mercure.

    Les ions de métaux lourds sont déplacés vers les eaux souterraines ou de surface, où ils provoquent une pollution supplémentaire.

    Résidus miniers acides

    Les bassins de décantation sont une source majeure de drainage minier acide.

    Lesrésidus sont des déchets miniers, qui restent après que le minéral cible a été extrait du minerai.

    De quoi sont faits les résidus ?

    • Roches concassées

    • L'eau

    • Traces de métal

    • Additifs utilisés dans le processus d'exploitation minière

    Les résidus se présentent sous la forme d'une boue humide. Ils sont généralement stockés dans des bassins de décantation, c'est-à-dire des barrages et des digues aménagés. Ce type de stockage permet à l'eau de se séparer des matières solides. En laissant l'eau s'écouler, les composés sulfurés sont exposés aux éléments naturels.

    Effets du drainage minier acide

    Les effets du drainage minier acide sont durables. Ils peuvent se produire pendant des décennies après la fin de l'activité minière.

    Les mines européennes exploitées par les Romains il y a plus de 1500 ans présentent encore des traces de drainage minier acide.

    pH réduit

    Lorsque la pyrite est exposée à l'air, elle forme de l'acide sulfurique, un produit chimique au pH faible.

    LepH est l'expression de la concentration d'ions hydrogène dans une solution.

    Le pH du drainage minier acide varie d'un niveau relativement neutre de 6 à un niveau très acide de 2.

    Les cours d'eau pollués par le drainage minier acide auront un pH plus bas que d'habitude, ce qui affectera les processus chimiques et biologiques dans l'eau. Le drainage minier acide peut être jusqu 'à 300 fois plus acide que les pluies acides, ce qui tue les poissons et les organismes aquatiques :

    • L'eau acide provoque l' épaississement du mucus des branchies, ce qui limite la quantité d'oxygène que les poissons peuvent absorber

    • Un pH faible perturbe le frai et la reproduction des animaux.

    • La peau spéciale des amphibiens, adaptée à l'échange de gaz, ne peut pas tolérer les conditions acides.

    • L'eau acide dissout les nutriments dont les plantes aquatiques ont besoin pour survivre.

    L'écosystème n'est pas le seul à être touché. Le drainage minier acide érode les structures artificielles, comme les ponts.

    L'eau la plus acide jamais enregistrée a été trouvée dans la mine de Richmond, en Californie. Elle était si acide que son pH était de -3,6, bien plus acide que l'acide d'une batterie, et qu'elle pouvait s'enflammer ! Les bactéries et les archées qui vivent dans la mine présentent un intérêt scientifique car elles peuvent survivre dans un environnement aussi extrême et hostile. Trois nouvelles espèces d'archées ont été découvertes dans la mine en 2006, elles ne se trouvent nulle part ailleurs sur Terre !

    Solubilité et mobilisation des métaux toxiques

    Le ruissellement minier acide lixivie les métaux toxiques (et les métalloïdes) du minerai et des stériles, ce qui aggrave la pollution de l'eau et nuit à la vie. Quels sont les métaux toxiques généralement lessivés et quels sont les problèmes qu'ils causent ?

    MétauxProblèmes
    L'arsenicLa contamination des eaux souterraines par l'arsenic peut polluer l'eau potable et entraîner des maladies cardiovasculaires en cas d'ingestion. Une exposition à long terme peut provoquer des cancers et des lésions cutanées. On estime que la contamination de l'eau par l'arsenic touche 500 millions de personnes dans le monde.
    CadmiumL'exposition au cadmium toxique affecte les systèmes organiques et provoque des cancers. Il peut également interagir avec le calcium, entraînant l'ostéoporose et d'autres affections osseuses.
    CuivreL'ingestion de grandes quantités de cuivre, généralement par le biais de l'eau potable, entraîne des nausées, des vomissements et des douleurs abdominales. Une exposition continue peut causer des dommages au foie et aux reins.
    Le chromeLe chrome affecte les plantes ; il réduit la croissance, le rendement et la qualité des récoltes. Une exposition continue chez l'homme entraîne des affections des voies respiratoires.
    FerLes symptômes légers de la toxicité du fer comprennent des nausées, des vomissements et de la somnolence. Les symptômes graves comprennent la tachypnée (respiration rapide et superficielle), les convulsions et le coma.
    PlombLa pollution au plomb perturbe la croissance des plantes et les communautés du sol. Chez l'homme, elle peut provoquer des lésions organiques. Les jeunes enfants sont particulièrement exposés et souffrent souvent de déficiences intellectuelles à la suite d'un empoisonnement au plomb.
    Le manganèseDes niveaux élevés de manganèse dans le sol ont un impact sur la santé des plantes. Chez l'homme, l'empoisonnement peut entraîner un trouble neurologique permanent appelé manganisme. Les symptômes comprennent des tremblements, des difficultés motrices et des hallucinations.
    Le zincLorsqu'il est ingéré en excès, le zinc peut causer divers problèmes de santé, notamment des lésions organiques, des problèmes neurologiques et une septicémie fongique.

    Mines acides eau potable métaux toxiques effets drainage minier acide StudySmarterFigure 3 - Une des principales causes d'empoisonnement aux métaux lourds est la consommation d'eau contaminée par le drainage minier acide. Unsplash

    Contrôler le drainage minier acide

    Une fois que le drainage minier acide a pollué les cours d'eau, il n'y a plus grand-chose à faire. C'est pourquoi la plupart des techniques de contrôle visent à arrêter le drainage minier acide à la source.

    • Minimise la surface des stériles qui est exposée à l'air.
    • Stocke les tas de déchets sur des surfaces peu perméables, comme les sols riches en argile. Compacte-les autant que possible pour réduire l'exposition à l'oxygène et minimiser les infiltrations d'eau de pluie.
    • Recouvre les tas de déchets finis avec des matériaux imperméables pour réduire le lessivage de l'eau de pluie.
    • Recueille et traite les eaux de ruissellement de la mine dans des bassins de décantation revêtus. Utiliser un alcali, tel que des copeaux de calcaire, pour neutraliser les matières acides.

    J'espère que cet article t'a expliqué ce qu'est le drainage minier acide. Rappelle-toi que l'exploitation minière met à nu le disulfure de fer, qui réagit avec l'air et l'eau pour former de l'acide sulfurique. Ce liquide très acide lixivie les métaux toxiques présents dans le minerai et les stériles, aggravant ainsi la pollution de l'eau.

    Mines acides - Principaux enseignements

    • L'exploitation minière nuit à l'environnement en provoquant la pollution de l'eau. Le type de pollution de l'eau le plus répandu est le drainage minier acide, c'est-à-dire la formation et le déplacement d'eau acide riche en métaux lourds.
    • Le drainage minier acide se produit lorsque la pyrite est exposée à l'eau et à l'air, où elle forme de l'acide sulfurique et du fer dissous. Le fer précipite pour former des sédiments colorés. Le drainage minier acide agit comme un lixiviat, dissolvant les métaux lourds.
    • Les bassins de décantation sont une source importante de drainage minier acide.
    • Le drainage minier acide entraîne une réduction du pH dans les plans d'eau, ce qui nuit à la vie aquatique. Il provoque également la solubilisation et la mobilisation des métaux toxiques, qui peuvent nuire aux plantes et aux humains.
    • Les techniques de contrôle du drainage minier acide comprennent la minimisation de la surface des stériles, la prévention de la perméation dans le sol, le compactage des déchets, la couverture des tas de déchets finis et le traitement des eaux de ruissellement avec de la chaux pour neutraliser un matériau acide.

    1. Alaskans for Responsible Mining, Mining : Environmental Impacts, 2004

    2. Brett Baker, Lineages of Acidophilic Archaea Revealed by Community Genomic Analysis, Science, 2006.

    3. E. Shaji, Arsenic contamination of groundwater : A global synopsis with focus on the Indian Peninsula, Geoscience Frontiers, 2021.

    4. Jerry M. Bigham, Encyclopédie de la science des sols, troisième édition, 2016.

    Questions fréquemment posées en Mines acides
    Qu'est-ce que le drainage minier acide?
    Le drainage minier acide est la formation d'eau acide lorsque les minéraux sulfurés dans les roches sont exposés à l'air et à l'eau, produisant de l'acide sulfurique.
    Comment le drainage minier acide affecte-t-il l'environnement?
    Le drainage minier acide pollue les cours d'eau, tue la faune aquatique et contamine les sources d'eau potable.
    Quelles sont les solutions pour réduire le drainage minier acide?
    Des solutions incluent la neutralisation avec de la chaux, la gestion des stériles miniers et le traitement passif par zones humides.
    Pourquoi est-il important d'étudier le drainage minier acide en foresterie?
    Étudier ce problème est essentiel pour protéger les écosystèmes forestiers et maintenir la qualité des eaux et sols adjacents.

    Teste tes connaissances avec des questions à choix multiples

    Quelle est la plage de pH du drainage minier acide ?

    Quel métal lourd peut causer des dommages au foie et aux reins ?

    Maximiser la surface des stériles limite le drainage minier acide.

    Suivant

    Découvre des matériels d'apprentissage avec l'application gratuite StudySmarter

    Lance-toi dans tes études
    1
    À propos de StudySmarter

    StudySmarter est une entreprise de technologie éducative mondialement reconnue, offrant une plateforme d'apprentissage holistique conçue pour les étudiants de tous âges et de tous niveaux éducatifs. Notre plateforme fournit un soutien à l'apprentissage pour une large gamme de sujets, y compris les STEM, les sciences sociales et les langues, et aide également les étudiants à réussir divers tests et examens dans le monde entier, tels que le GCSE, le A Level, le SAT, l'ACT, l'Abitur, et plus encore. Nous proposons une bibliothèque étendue de matériels d'apprentissage, y compris des flashcards interactives, des solutions de manuels scolaires complètes et des explications détaillées. La technologie de pointe et les outils que nous fournissons aident les étudiants à créer leurs propres matériels d'apprentissage. Le contenu de StudySmarter est non seulement vérifié par des experts, mais également régulièrement mis à jour pour garantir l'exactitude et la pertinence.

    En savoir plus
    Équipe éditoriale StudySmarter

    Équipe enseignants Science de l'environnement

    • Temps de lecture: 12 minutes
    • Vérifié par l'équipe éditoriale StudySmarter
    Sauvegarder l'explication Sauvegarder l'explication

    Sauvegarder l'explication

    Inscris-toi gratuitement

    Inscris-toi gratuitement et commence à réviser !

    Rejoins plus de 22 millions d'étudiants qui apprennent avec notre appli StudySmarter !

    La première appli d'apprentissage qui a réunit vraiment tout ce dont tu as besoin pour réussir tes examens.

    • Fiches & Quiz
    • Assistant virtuel basé sur l’IA
    • Planificateur d'étude
    • Examens blancs
    • Prise de notes intelligente
    Rejoins plus de 22 millions d'étudiants qui apprennent avec notre appli StudySmarter !

    Obtiens un accès illimité avec un compte StudySmarter gratuit.

    • Accès instantané à des millions de pièces de contenu.
    • Fiches de révision, notes, examens blancs, IA et plus encore.
    • Tout ce dont tu as besoin pour réussir tes examens.
    Second Popup Banner