Des chercheurs du nord du Minnesota se rapprochent d'une solution de pollution au sulfate

Aug 23, 2023

À l'extérieur de l'usine de traitement des eaux usées de la ville d'Iron Range d'Aurora, une petite remorque pourrait contenir des indices pour résoudre un gros problème environnemental auquel est confronté le nord du Minnesota - comment protéger le riz sauvage du sulfate, un polluant libéré par les mines de minerai de fer, les usines de traitement des eaux usées et d'autres les industries.

Mei Cai, ingénieur en environnement au Natural Resources Research Institute de l'Université du Minnesota à Duluth, indique une série de réservoirs dans lesquels un produit chimique appelé chlorure de baryum réagit avec le sulfate dissous dans l'eau pour former des particules.

Ensuite, un autre produit chimique est ajouté qui regroupe ces particules en morceaux plus gros, formant une boue qui peut être retirée de l'eau, qui passe ensuite par un processus de filtration final.

L'eau qui sort de la station d'épuration d'Aurora contient des niveaux élevés de sulfate ; environ 250 parties par million. La technologie que Cai démontre dans la remorque mobile a réussi à réduire les niveaux de sulfate dans l'eau de l'usine à moins de 10 parties par million, suffisamment bas pour respecter la règle stricte de l'État en matière de sulfate pour l'eau rejetée dans les lacs et les rivières où pousse le riz sauvage.

MPR News est un média public soutenu par ses membres. Montrez votre soutien aujourd'hui, faites un don et assurez l'accès aux nouvelles locales et aux conversations approfondies pour tout le monde.

Cela pourrait être particulièrement important ici à Aurora, car l'eau traitée rejetée par l'usine d'eau de la ville finit par se déverser dans la rivière Partridge, qui a récemment été ajoutée par l'Agence américaine de protection de l'environnement à la liste des eaux du Minnesota qui ne répondent pas à la norme de sulfate de riz sauvage de l'État. .

"Ce que nous essayons de traiter ici, c'est de montrer que tout ce qui sort de l'usine, nous pouvons réduire suffisamment le sulfate pour que lorsque l'effluent de l'usine se déverse dans l'environnement, cela n'ait pas d'impact significatif sur le sulfate. concentration dans la région », a déclaré Rolf Weberg, directeur exécutif du Natural Resources Research Institute (NRRI).

La norme de sulfate de riz sauvage du Minnesota est unique au monde - les législateurs de l'État l'ont adoptée dans les années 1970 après que des recherches ont révélé que le riz sauvage ne poussait pas bien dans les eaux riches en sulfate.

Mais la norme a rarement été appliquée. En 2011, à la suite d'un procès intenté par la chambre de commerce du Minnesota pour rejeter la règle et de la pression des groupes environnementaux et des tribus indiennes pour commencer à l'appliquer, la législature de l'État a demandé à l'agence de contrôle de la pollution du Minnesota d'étudier la règle et de voir si elle avait besoin d'être mise à jour. .

La MPCA a constaté que la règle n'était pas erronée, mais a déclaré qu'elle était imprécise. Ainsi, en 2017, l'agence a proposé une formule complexe et flexible qui déterminerait quelle norme serait appropriée pour chaque lac ou ruisseau spécifique. Mais un juge a rejeté cette proposition l'année suivante.

Cela signifie que la norme de riz sauvage de l'État de 10 parties par million reste en vigueur.

"L'Agence américaine de protection de l'environnement a essentiellement déclaré que la MPCA devait appliquer la loi. Point final", a déclaré Paula Maccabee, directrice du plaidoyer du groupe WaterLegacy.

Mais pendant des années, la plupart des sociétés minières et des usines de traitement des eaux usées ont soutenu que la seule technologie éprouvée pour répondre à la norme - l'osmose inverse ou la nanofiltration - était d'un coût prohibitif.

Seule PolyMet Mining, qui cherche à ouvrir la première mine de cuivre-nickel de l'État, a accepté d'installer la technologie d'osmose inverse pour traiter le sulfate.

"Vous parlez de coûts en capital de l'ordre de centaines de millions de dollars", a déclaré Daniel Marx, un avocat qui représente un groupe appelé Minnesota Environmental Science and Economic Review Board, composé d'installations municipales de traitement des eaux usées dans tout l'État.

Marx a déclaré que cela coûterait également des millions de dollars par an aux usines d'eau pour exploiter et entretenir la technologie à forte intensité énergétique et éliminer le sous-produit salé qui reste.

"C'est le type de situation où il n'est pas technologiquement ou économiquement faisable de faire un traitement au sulfate."

C'est pourquoi le NRRI a travaillé ces dernières années pour identifier des technologies de réduction des sulfates différentes de l'osmose inverse, et qui pourraient fonctionner à une fraction du coût, y compris des technologies qui utilisent des microbes et même de la tourbe.

Marx a déclaré que les services publics municipaux sont enthousiasmés par ces nouvelles possibilités. Mais il a dit qu'ils avaient beaucoup de questions - à quel point les alternatives à l'osmose inverse seront-elles moins chères ? Et que faire des boues salées qui restent ?

Jeff Hanson pense avoir une réponse à cette dernière question. Il a lancé une entreprise appelée Clearwater BioLogic dans sa ville natale de Babbitt sur la chaîne de fer qui a développé un bioréacteur conçu pour flotter dans les lacs de mine et nettoyer l'eau du sulfate.

Après des années de recherche, il a déclaré que son entreprise avait récemment mis au point un moyen de traiter efficacement les sous-produits restants. Il s'est associé à une autre entreprise qui a identifié une utilisation bénéfique pour ce qui était auparavant un déchet.

"Et avoir une valeur pour ces déchets, rien à mettre dans la décharge, rien à jeter, améliore également considérablement le scénario de coût", a déclaré Hanson.

Hanson espère avoir des essais sur le terrain en place sur la chaîne de fer cet été.

Paula Maccabee, du groupe environnemental WaterLegacy, a déclaré qu'il était logique de rechercher de nouvelles technologies pour nettoyer l'ancienne pollution minière. Mais elle a déclaré que les responsables de l'État ne devraient pas compter sur eux pour décider d'accorder ou non des permis à de nouveaux projets.

"C'est notre plus grande préoccupation, c'est que si les gens commencent à dire : "Eh bien, peut-être qu'à un moment donné dans le futur, nous pourrons y remédier", cela pourrait être une excuse pour ne pas utiliser les technologies, que ce soit ce sont les liners ou la nanofiltration qui sont nécessaires en ce moment, pour éviter plus de pollution."

Pendant ce temps, l'Agence fédérale de protection de l'environnement a clairement indiqué aux responsables du Minnesota qu'ils devaient lutter contre l'excès de sulfate dans l'eau. La question est de savoir comment.

"À l'heure actuelle, il y a beaucoup d'incertitude de notre point de vue sur la façon dont MPCA fera cela", a déclaré Marx, qui représente les usines de traitement des eaux municipales.

L'une des questions du groupe est de savoir comment la MPCA choisira de procéder "à la lumière de ses conclusions selon lesquelles il existe des problèmes avec la norme actuelle sur les livres qui pourraient être obsolètes", a déclaré Marx.

Hanson, qui développe la technologie des bioréacteurs flottants à Babbitt, a déclaré que la résolution du problème des sulfates exigerait que l'État joue un rôle.

"Nous devons parfois tenir [les sociétés minières] les pieds dans le feu", a déclaré Hanson. "Et c'est pourquoi nous avons des agences qui établissent des normes et les appliquent."

Le porte-parole de la MPCA, Darin Broton, a déclaré que l'agence continue d'avoir des conversations avec les nations tribales, les communautés et les installations industrielles sur la question des sulfates.

"Il n'y a pas de solutions faciles ou d'approche unique", a déclaré Broton. "Mais nous espérons que les nouvelles technologies pourront aider à répondre à certaines des préoccupations."

Et ces technologies ne sont peut-être pas si loin d'être déployées. Weberg de NRRI a déclaré que la prochaine étape consiste à s'engager avec les usines de traitement de l'eau pour voir les données supplémentaires dont elles ont besoin et à s'associer à une usine pour construire une installation pilote. Il ne pense pas que l'avenir soit si lointain.

"Cela pourrait prendre un an ou deux, mais ce n'est certainement pas dans 10 ans", a déclaré Weberg.