Un scientifique découvre comment contenir les toxines trouvées dans des centaines de centrales à charbon

Premièrement, la mauvaise nouvelle: une analyse de Earth Justice et du Environmental Integrity Project a révélé que des centaines de centrales au charbon disséminent des toxines dangereuses dans les eaux souterraines environnantes. Mais des scientifiques de la North Carolina State University ont peut-être déjà trouvé une solution à un problème urgent et dangereux.

Le rapport, publié lundi, a analysé les données accessibles au public sur les sites d'élimination des cendres de charbon dans 265 centrales au charbon et a révélé que 91 pour cent d’entre elles libèrent des toxines dangereuses comme l’arsenic, le plomb ou le radium dans l’environnement environnant. Dans le même temps, un document publié en ligne lundi avant l’impression dans le journal Journal de génie géotechnique et géoenvironnemental montre une manière pour les scientifiques de résoudre ce problème en utilisant un biociment bactérien.

Le rapport sur la contamination a été rédigé en collaboration avec Abel Russ, avocat au sein de l’Environmental Integrity Project (EIP), une organisation de surveillance à but non lucratif, et le document sur le biociment a été rédigé pour la première fois par Brina Montoya, Ph.D., professeure agrégée de génie civil. à la North Carolina State University.

Dans les recherches de Montoya, son équipe a montré que le fait de mélanger la boue de charbon dans un biociment pouvait aider à empêcher les toxines présentes dans les cendres de se perdre. Mais pour comprendre comment ce biociment pourrait résoudre le problème, il est important d’en savoir un peu plus sur le fonctionnement des centrales au charbon.

Comment les toxines provenant des cendres de charbon finissent-elles dans les eaux souterraines?

Une fois que le charbon est brûlé pour produire de l’énergie, il devient un amas de cendres contenant des produits chimiques dangereux, dont certains sont des cancérogènes connus. Pensez-y: l’arsenic. Ces cendres sont ensuite déposées dans des décharges spéciales ou, parfois, dans des étangs où elles sont mélangées à de l'eau pour former une boue. Parfois, cette boue déborde par le haut - comme ce fut le cas lorsque l'ouragan Florence a frappé la Caroline du Nord en septembre, provoquant une fuite de la boue toxique dans la rivière Cape Fear.

Russ explique qu'une fois que ces cendres restent dans un site d'enfouissement ou un étang pendant plusieurs années, ces toxines commencent à s'infiltrer dans l'environnement souterrain environnant, y compris dans la nappe phréatique si elle se trouve à proximité. Selon les estimations de l'EPA, en 2012, 470 centrales au charbon aux États-Unis ont produit 110 millions de tonnes de cendres, de sorte que les matières ne cessent de s'accumuler.

L’EPA - ainsi que les membres de l’industrie charbonnière - est consciente du fait que les toxines peuvent s'écouler des décharges ou des bassins vers les nappes souterraines environnantes, explique Russ, c’est pourquoi elle exige que ces dépôts soient recouverts d’une substance imperméable censée maintenir le vilain des trucs dans le trou - un peu comme un liner en plastique sur une piscine.

La carte des données du rapport de Earth Justice suggère que 95% des étangs à cendres de charbon sont non revêtus, mais Russ dit que même ceux qui ont des gaines ont toujours un problème:

"Il est assez courant que les décharges et les étangs soient construits de manière à toucher la nappe phréatique", déclare Russ Inverse. «Dans une situation comme celle-là, même si vous mettez un capuchon imperméable sur la décharge ou le bassin, l’eau balayera les cendres tout le temps, évacuant ces polluants toxiques et les rejetant dans l’environnement.»

Mais même les étangs qui sont bouchés rencontrent toujours un problème. Le rapport analysait séparément les sites d'enfouissement et les sources d'approvisionnement en eaux souterraines et montrait que 76% des sites d'enfouissement contenaient des concentrations dangereuses de polluants des cendres de charbon à proximité. Les étangs étaient pires: 92% des étangs avaient des niveaux dangereux de polluants à proximité. Par exemple, les eaux souterraines situées près d’une usine située au nord-ouest de Pittsburgh contenaient de l’arsenic 372 fois plus haut que des niveaux sûrs. Dix-neuf milles au sud-est de Washington, DC, le rapport montre que les cendres de trois centrales au charbon ont laissé échapper des niveaux dangereux de huit polluants différents dans les eaux souterraines.

«Nous avons constamment vu plusieurs polluants au-dessus des niveaux sans danger», explique Russ. «Plus de la moitié ont au moins quatre polluants présents à des niveaux dangereux. Quand il pleut, ça se déverse."

Quelles solutions sont sur la table?

En 2015, l'adoption de la règle d'élimination des cendres de charbon a obligé les usines à publier des données sur les eaux souterraines à proximité afin que le public puisse surveiller les polluants pouvant provenir des décharges et des étangs. Il a également publié des directives pour les revêtements dans les nouvelles usines.

Le papier de Montoya s’applique spécifiquement aux eaux de surface - ils s’inquiétaient des déversements - mais en principe, son papier indique que le biociment pourrait modifier la consistance de la boue de cendres de charbon pour aider à la maintenir solide dans l’étang, même en l'absence de doublures.

Travaillant grâce à une subvention de l’Electric Power Research Institute, l’équipe de Montoya a étudié la nature du lisier de cendre de charbon en le mélangeant aux bactéries du sol. Sporosarcina pasteurii, ainsi que l'urée et le calcium. Quand elle a combiné ces ingrédients avec une boue de cendre de charbon dans une série d’expériences de laboratoire, cette boue de cendre de charbon est devenue plus épais.

"Le biociment résultant ne rendrait pas la cendre de charbon complètement solide, mais il serait beaucoup plus visqueux que la suspension de cendre de charbon existante", a déclaré Montoya. «Notre objectif avec ce travail était de voir si nous pouvions utiliser des bactéries pour créer une matrice de biociment dans les bassins de cendres de charbon, rendant les cendres de charbon plus rigides et plus faciles à contenir.»

Russ a entendu parler de solutions similaires, mais préfère une approche simple qui induirait un changement radical dans l’industrie du charbon. «Je suis un peu méfiant car tout ce qui est en contact avec de l’eau va se décomposer avec le temps», ajoute-t-il. "Je pense que la meilleure chose à faire encore est de retirer les cendres des zones où elles risquent de s'échapper dans l'environnement."

Il préférerait voir ces plantes déterrées et déplacées vers des zones où il y a aucune chance qu’ils entreront en contact avec les eaux souterraines - juste au cas où quelque chose se passerait mal. Ceci, ajoute-t-il, donnerait également aux plantes la possibilité de créer de meilleurs revêtements dans des endroits plus sûrs.

En ce qui concerne les centrales au charbon, les nouvelles sont rarement bonnes, du moins du point de vue de l'environnement. Quelle que soit la façon dont l’EPA et l’industrie charbonnière s’entendent, il est au moins prometteur de trouver plus d’un moyen viable d’atténuer les dégâts.