ATIM Hunan - Atténuation de l’impact de zones minières dans la région du Hunan (Chine)

Coordinateurs : C. Grosbois (pour la partie GéHCO) et F. Battaglia (pour la partie BRGM)

Collaborateurs : N. Shumkikh, M. Desmet, (EA 6293 GéHCo), S. Touzé (BRGM), J. Paing (société Jean Voisin), B. Saulnier (Centre Science) et nos collègues Chinois, Peng Qinghui (ASEM-Waters), Pr Luo Lin, Zhang JiaChao de Hunan University et Pr Li Qingzhu de Centra l South University

Financement : Région Centre – Val de Loire – Appel à projet Intêret régional (2016-2019)

Contexte

La zone minière de Aotoushan dans la région du Hunan en Chine affecte l'environnement régional à travers différentes sources de pollution : plus de 400 000 tonnes de résidus d'exploitation minières, exposés aux intempéries, et des galeries de mines génératrices d'eaux acides et chargées en métaux et métalloïdes. Les éléments toxiques transférés du site vers le milieu récepteur comprennent de l'arsenic, du cadmium et du plomb. Les eaux de surface, les sédiments de rivières et les eaux souterraines sont affectées par ces polluants dans un rayon supérieur à 50 km² autour du site, et en particulier, le bassin de la rivière Xiang, la plus importante du Hunan est impactée. Ce problème environnemental concerne une zone économique majeure de cette région. Dans ce contexte, la finalité générale du projet ATIM-Hunan est de contribuer à réduire les impacts potentiels de la zone minière de Aotoushan sur la santé humaine et sur l'économie de la région.

Exhaure minier dans la région de Aotoushan (Octobre 2015)

Objectifs du projet

(1) recueillir des données nécessaires pour la mise en place d'une stratégie d'atténuation de l'impact des zones minières sur la qualité des eaux et des sédiments et permettre une caractérisation microbiologique et géochimique complète des échantillons prélevés dans différents compartiments environnementaux, de la source de pollution au milieu récepteur (drainage acide, eaux de surface et souterraines, sédiments, déchets miniers, sols de zones agricoles proches du site) ;

(2) initier le développement de technologies innovantes pour le traitement des eaux chargées en métaux et arsenic, permettant si possible de valoriser des éléments d'intérêt et de procéder à des traitements en évaluant leur faisabilité technico-économique ;

(3) de mettre en place une collaboration à long terme entre instituts de recherche français et chinois sur la thématique de l'environnement minier afin de favoriser la réalisation d’un projet à plus grande échelle dans le cadre d’une stratégie de remédiation intégrée à l'échelle régionale.

Méthodologie

L'équipe du BRGM et de la socièté Jean Voisin s'intérresse tout particulièrement à la caractérisation et la réhabilitation des sites miniers.

L'équipe du GéHCo étudie l'impact potentiel de ces sites miniers sur le système fluvial situé en aval grâce à

-Echantillonnage spatial des sédiments de fond depuis l'amont des sites miniers vers l'aval, aprés les confluences avec les rivières principales pour distinguer la zone d'influence des sites miniers de l'influence urbaine des villes alentours

-Identification par screening analytique des contaminants potentiellement présents

-Identification des paramètres de contrôle permettant un relargage des contaminants (en lien avec le projet TRIO et la thèse de N. Shumskikh, doctorant au GéHCO).

Carte d'échantillonnage des sédiments de surface dans le projet (campagne 2015, 2016 et 2017)

Premiers résultats

Les premiers résultats de la rivière Ce où se trouvent les sites miniers étudiés de ce projet, montrent une trés faible influence des activités minières sur la composition des sédiments de surface situés juste à l'aval. Même si les rejets sont trés concentrés en As, Pb, Zn entre autres, les flux faibles vis à vis des débits  de la Lian et une dynamique sédimentaire peu active limite le transfert de ces contaminants vers l'aval à court terme.

Une plus large campagne d'échantillonnage des sédiments de surface sur le fleuve Xiang a alors été entreprise pour identifier les zones les plus impactés et le rôle des zones urbaines du basisn. La distribution spatiale des concentrations en éléments traces montrent un enrichissement particulièrement fort en Bi et Cd par rapport au bruit de fond régional et plus spécifiquement sur 2 tributaires (la Lei, la Lian en aval de Loudi  et juste à l'aval du site minier Pb-Zn de la région d'Aotoushan). Les apports par des zones trés industrialisée ont été caractérisées précédemment et font partie du pôle de mélange trés enrichi en Cd.

Mobilité /échanges scientifiques

En 2016, Charlotte, étudiante du Master "Hydrosystèmes et Bassins versants" de l'Université de Tours, a effectué son stage obligatoire de M1  à Hunan Agriculture University sur l'analyse spatiale de la qualité des sédiments du bassin de la Ce river.

Chengqi, étudiante de Hunan Agriculture University, est venue au GéHCO pour mettre en place la base de données disponibles sur le bassin de la Ce river.

En 2016, Li Xiaroui et FengFeng, toutes 2 étudiantes de Central South University et de Hunan Agriculture University respectivement, sont venues au BRGM travailler avec Pr Battaglia sur la caractérisation génétique des bactéries présentes dans les sites d'étude.

En 2017-2018, Mengxue Zhang, étudiante de Central South University, a réalisé un stage de 5 mois sur le potentiel transfert de métaux depuis les sédiments du Xiang, à la fois en conditions aérobies et anérobies.

Une délégation Chinoise est venue en Septembre 2016 visiter le BRGM à Orléans, la socièté Jean Voisin et l'Université de Tours

Enfin, des échanges franco-chinois avec les élèves du lycée en Forêt de Montargis ont été réalisés depuis le début du projet grâce aux différentes actions mises en place avec Centre Sciences et la Région Centre : voyage en Chine et en France pour les 2 lycées, accompagnement scientifique autour de la pollution des milieux naturels avec les chercheurs du projet ATIM-Hunan pour les élèves de Montargis et discussion avec les classes francophones du lycée N°1 de Changsha.

Valorisation

En 2016, un Café des Sciences a été organisé par le consulat général de France de Wuhan à Normal University de Changsha pour les étudiants francophones sur la thématique de la pollution dans les villes. La présentation en tandem par M. Desmet et C. Grosbois est disponible ici.