Impacts sur la qualité de l'eau de l'élimination des déchets de combustion du charbon dans deux mines de charbon de Virginie occidentale
Ce rapport fait état de niveaux très élevés de sélénium et de thallium dans les eaux de surface, et de niveaux élevés de sélénium et d'arsenic dans les eaux souterraines en aval du site de déchets de Stacks Run et du site d'Albright, respectivement, deux zones d'élimination de déchets de combustion de charbon de Virginie occidentale dans des mines à ciel ouvert.
La combustion du charbon produit plusieurs types de déchets, en fonction des procédés utilisés. Parmi ces déchets, citons les cendres résiduelles, les cendres volantes, les sous-produits de la désulfuration des gaz de combustion et les cendres de combustion en lit fluidisé (CDF), des cendres alcalines éliminées en grande quantité dans les mines de charbon de Virginie occidentale.
Ces déchets de combustion du charbon (CCW) sont actuellement mis en décharge, envoyés dans des bassins de surface, éliminés dans les mines ou parfois réutilisés dans des matériaux de construction. En général, l'élimination est coûteuse, ce qui augmente le prix de l'énergie du charbon pour les consommateurs et diminue les profits des producteurs. Mais comme ces matériaux contiennent certains composés toxiques, ne pas les éliminer avec la vigilance nécessaire serait coûteux en termes de santé environnementale.
Certains partisans de l'élimination dans d'anciennes mines de charbon suggèrent que le retour des CCW alcalins dans les mines est bénéfique et qu'il n'est pas nécessaire de procéder à une surveillance minutieuse et à long terme de la qualité des eaux. D'autres suggèrent que les CCW introduisent des métaux toxiques dans l'environnement et que, malgré des contrôles peu fréquents, ces métaux sont détectés en aval des sites d'élimination.
La National Academy of Sciences a convoqué en 2004 un comité au sein du National Research Council pour étudier cette question. Le prospectus de ce comité énumère un certain nombre de points à traiter, présentés dans le tableau 1. Le présent rapport vise à apporter une contribution aux points mis en évidence en gras.
Les cendres de charbon ont été éliminées sur 88 sites d'extraction du charbon en Virginie occidentale. Près des deux tiers de ces sites sont situés dans les comtés de Preston et de Monongalia, deux comtés adjacents du centre-nord de l'État (WVDEP, 2004a). Le présent rapport résume les incidences sur la qualité de l'eau de l'élimination des CCW dans deux anciennes mines du comté de Preston (figure 1). Le premier site, l'extension du site de déchets de Stacks Run, a reçu jusqu'à 2,2 millions de tonnes de DCC. Jusqu'à 4 millions de tonnes ont été placées sur le site d'Albright.
Le comté de Preston a été largement exploité jusqu'en 1990 environ. Le charbon le plus couramment exploité provenait de la veine Upper Freeport, qui contient des niveaux élevés de soufre. De nombreux cours d'eau du comté sont altérés par le drainage minier acide (DMA). Il existe une corrélation très nette entre les cours d'eau altérés (identifiés à l'aide des paramètres de la communauté des macro-invertébrés benthiques) et l'emplacement d'origine du charbon exploitable du Haut-Freeport (Mains et al., 1997). Les deux zones d'étude étaient d'anciennes mines de charbon où le Upper Freeport, un charbon acide, ainsi que d'autres types de charbon étaient exploités, stockés ou traités. Les deux sites sont entourés d'eaux de surface altérées par le DMA. Et sur les deux sites, des cendres FBC ont été appliquées.
Le FBC est un matériau alcalin, riche en calcium, produit lorsque le charbon est brûlé en présence de chaux. Il a été largement utilisé comme amendement pour les déchets de charbon sur ces deux sites, ainsi que sur de nombreux autres sites. On pense souvent que les valeurs de pH élevées associées à ce matériau empêchent la dissolution de nombreux produits chimiques toxiques présents dans les cendres. Cependant, comme le procédé FBC réduit les émissions de dioxyde de soufre, il est généralement utilisé pour brûler du charbon contenant des concentrations plus importantes d'impuretés.
Des niveaux très élevés de plusieurs métaux toxiques sont observés dans les eaux de surface et souterraines en aval des sites d'élimination des CCW. Les concentrations toxiques de ces métaux se produisent souvent au moment où les effets du pH des cendres FBC sont observés, et il faut parfois plusieurs années avant qu'ils n'apparaissent dans l'eau. L'élimination des cendres sur les sites miniers ne semble pas empêcher les métaux d'atteindre les eaux voisines.
Pour protéger les eaux, la surveillance doit se poursuivre pendant de nombreuses années. Dans les données examinées dans ce rapport, des concentrations élevées de sélénium et de thallium ont été trouvées dans l'extension du site de déchets de Stacks Run près d'une décennie après le début de l'élimination minière des DCC.
Même si elles ont été suffisantes pour identifier plusieurs dépassements des concentrations de métaux toxiques, les pratiques utilisées actuellement par le WVDEP sont insuffisantes. Des pratiques plus rigoureuses sont nécessaires pour surveiller correctement l'élimination des CCW dans les mines afin que les régulateurs examinent et utilisent réellement ces données pour garantir la protection des ressources en eau. Il faudrait envisager des réglementations applicables, plutôt que les politiques inapplicables utilisées actuellement.
