Dans le coin nord-est de l'Alberta, niché au milieu des étendues de forêts et de zones humides, est un dilemme majeur de l'eau douce auquel le Canada est actuellement confronté.

Juste en bas de la rivière depuis Fort McMurray, des étangs massifs s'étendent sur des kilomètres, rempli d'eau toxique.

Depuis des décennies, l'industrie canadienne des sables bitumineux a rempli ces bassins d'eaux usées provenant de l'extraction du pétrole. Le but de ces étangs est de stocker et de réutiliser l'eau, afin de réduire la quantité d'eau nouvelle prélevée de la rivière Athabasca à proximité.

La réutilisation de l'eau pour l'extraction du pétrole fait que les bassins de résidus accumulent des concentrations de plus en plus élevées de contaminants nocifs. En tant que tel, l'eau de ces bassins de résidus est dangereuse, et souvent mortelle, aux oiseaux, poisson, grenouilles et plantes.

Actuellement, il y a suffisamment d'eau boueuse pour remplir un demi-million de piscines olympiques et ce volume continue d'augmenter. Cette énorme quantité d'eaux usées a récemment incité les organismes de réglementation de l'Alberta à repenser la gestion des bassins de résidus.

Une nouvelle orientation stratégique en Alberta permet, pour la première fois, le rejet contrôlé de l'eau des bassins de résidus dans l'environnement. Les bassins de résidus seront éliminés dans un certain délai, réduire le risque que ces plans d'eau toxiques restent indéfiniment dans notre paysage.

Nouvelle réglementation, qui entrent en vigueur en 2022, permettre aux entreprises de sables bitumineux de déverser 1,3 billion de litres de déchets liquides dans la rivière Athabasca. Ces régimes, ainsi que les règlements récemment assouplis pour la surveillance environnementale en Alberta, soulever des inquiétudes concernant les dommages potentiels à la faune et aux personnes vivant en aval de l'exploitation des sables bitumineux.

Les eaux usées des sables bitumineux doivent subir des processus de traitement avant de pouvoir être rejetées. Clairement, trouver des technologies capables de nettoyer efficacement et en toute sécurité ces eaux usées est une priorité urgente pour l'environnement et la santé humaine. Nous avons testé une nouvelle technologie prometteuse, les microparticules de dioxyde de titane, qui sont rentables, durable et efficace pour nettoyer les eaux usées des sables bitumineux en Alberta.

Une nouvelle technologie verte

Le dioxyde de titane est un ingrédient courant dans de nombreux produits ménagers tels que le dentifrice et la crème solaire. Lorsqu'il est placé sur des microparticules (de minuscules objets ronds en verre), le dioxyde de titane peut décomposer les produits chimiques organiques contenus dans les eaux usées des sables bitumineux. La technologie peut dégrader les produits chimiques avec une efficacité remarquable :en moins de 24 heures lors des tests en laboratoire.

La technologie est recyclable et peut être utilisée plusieurs fois. Les microparticules flottent à la surface de l'eau, les rendant faciles à collecter en écumant les eaux de surface, puis réutiliser. En outre, la technologie utilise l'énergie du soleil, ce qui en fait une option plus durable par rapport aux méthodes plus énergivores.

En utilisant l'énergie solaire, la technologie crée des produits chimiques de traitement, appelés radicaux, de l'eau elle-même. Ces radicaux décomposent les produits chimiques organiques toxiques, laissant théoriquement de l'eau propre. Cependant, nous ne savions pas si la technologie réduisait la toxicité des produits chimiques des sables bitumineux pour les organismes vivants, C'est pourquoi notre équipe de recherche s'est attachée à répondre à cette question.

Est-ce que ça marche vraiment ?

Le test ultime de tout traitement des eaux usées est de savoir si les produits traités sont sans danger pour les plantes et les animaux. Et donc, nous avons testé si les microparticules de dioxyde de titane peuvent « faire sauter » des produits chimiques organiques toxiques dans les bassins de résidus, appelés acides naphténiques, laissant l'eau propre pour les poissons. D'abord, nous avons dilué les acides naphténiques à des concentrations que l'on trouve dans les bassins de résidus de l'Alberta et les avons traités avec du dioxyde de titane. Puis, nous avons exposé des poissons à ces produits chimiques traités et non traités pour voir si la technologie fonctionnait bien.

Ce que nous avons trouvé était fascinant. Sans surprise, les acides naphténiques des eaux usées des sables bitumineux qui n'ont reçu aucun traitement étaient très toxiques pour les poissons. Lorsque des œufs de poisson ont été exposés aux acides naphténiques non traités, la plupart des œufs sont morts avant d'avoir pu éclore.

Lorsque les acides naphténiques ont été traités, cependant, les effets mortels immédiats avaient presque complètement disparu. La technologie a considérablement augmenté la survie des œufs de poisson.

Ces résultats sont passionnants, parce qu'ils signifient que la technologie du dioxyde de titane pourrait être utilisée pour nettoyer les bassins de résidus en Alberta. Cependant, nous avons également trouvé des informations importantes sur la technologie qui doivent être prises en compte avant de pouvoir être utilisée dans la pratique.

La technologie au dioxyde de titane peut être utilisée à différentes intensités pour nettoyer l'eau des bassins de résidus. Selon le niveau de traitement, différentes quantités de produits chimiques toxiques dans les eaux usées sont décomposées.

Dans nos tests, ce n'est que lorsqu'au moins 80 pour cent des produits chimiques ont été décomposés que l'eau traitée n'est pas totalement mortelle pour les poissons. Lorsque les acides naphténiques n'étaient que partiellement décomposés par le traitement, nous avons en fait vu que les effets sublétaux, comme des cœurs difformes, peut même augmenter. Cela signifie qu'à moins que les eaux usées ne soient traitées en profondeur, il peut encore être nocif pour les poissons.

Donc, si cette technologie est utilisée en Alberta, les résidus doivent être traités de manière intensive, ou nous courons le risque de nuire à la faune.

Nos recherches ont montré que les microparticules de dioxyde de titane sont une technologie prometteuse pour nettoyer les volumes massifs d'eaux usées dans les bassins de résidus de l'Alberta. Mais d'autres recherches doivent encore être menées, en particulier des études qui testent la sécurité de cette technologie sur différentes espèces et stades de vie et sur des paramètres écologiques plus complexes.

Finalement, notre recherche sert d'avertissement qu'un traitement inapproprié des eaux usées des sables bitumineux avant leur rejet dans l'environnement peut entraîner des conséquences écologiques imprévues.

Où allons-nous à partir d'ici?

Il ne fait aucun doute que les eaux usées produites et stockées par l'industrie canadienne des sables bitumineux sont un problème énorme et compliqué. Bien qu'il soit bien établi que les bassins de résidus présentent un risque important pour la santé de la faune et de l'environnement, nous n'avons pas encore vu beaucoup de progrès dans le processus de nettoyage. Une nouvelle orientation politique en Alberta s'est déplacée vers l'élimination des bassins de résidus, mais il n'est pas clair si nous avons les réglementations et les programmes de surveillance appropriés pour exécuter cette élimination en toute sécurité.

Ce n'est pas un problème qui disparaîtra de sitôt. Un substantiel, l'investissement à long terme, tant provincial que fédéral, doit être fait dans la recherche, les règlements et les programmes de surveillance environnementale concernant le plan de rejet intentionnel des eaux usées des sables bitumineux si nous voulons vraiment remédier à l'héritage toxique des bassins de résidus.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.