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Association of Uranium with Organic Matter- and Iron-bearing Colloids in Wetland Environments

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Une meilleure utilisation des zones humides pour éliminer la contamination de l’eau potable par l’uranium

L’utilisation de zones humides naturelles ou artificielles est une solution souvent mise en avant pour le traitement de l’eau à petite échelle et à moindre coût afin de réduire les concentrations d’uranium (U) dans l’eau potable établies dans les normes en matière de qualité de l’eau. Une initiative de l’UE s’est intéressée au transport et au piégeage de l’uranium dans les zones humides.

Changement climatique et Environnement

Le transport de l’uranium dépend de ses états d’oxydo-réduction — hexavalent (U(VI)) ou tétravalent (U(IV)) — dans l’environnement. Dans son état VI, l’uranium est transporté par l’eau, mais dans son état IV, il est essentiellement immobile. «Cependant, la stabilité à long terme des composés d’U(IV) formés n’est pas bien comprise», déclare la Dre Rizlan Bernier-Latmani, coordinatrice du projet UMIC, financé par l’UE. Une quantité importante d’uranium, même sous sa forme réduite, est remise en suspension et contamine le réseau hydrologique sur plusieurs sites. Alors que des études antérieures laissent entendre que la phase colloïdale est responsable de la propagation de l’U(IV) dans les bassins hydrographiques, peu de colloïdes contenant de l’U(IV) ont été signalés dans les milieux humides. Jusqu’à présent, aucune étude n’a signalé la présence de colloïdes contenant de l’U(IV) dans les zones humides non affectées par les activités humaines. En outre, on manque d’informations sur les processus entrainant la formation du vecteur actuel de diffusion de l’U(IV), à savoir les colloïdes contenant du fer (Fe) et des matières organiques naturelles (MON), ou colloïdes Fe-MON. «Il est essentiel de comprendre ces processus pour pouvoir prédire l’efficacité des zones humides en tant que pièges pour l’uranium», fait remarquer la Dre Bernier-Latmani. Les partenaires du projet ont cherché de nouvelles incidences de colloïdes contenant de l’U(IV) dans les milieux humides, y compris les zones humides non affectées par l’activité humaine, et ont procédé à la caractérisation des colloïdes des milieux humides. Étudier la mobilité de l’uranium dans les zones humides non polluées Les chercheurs ont découvert de très petits colloïdes contenant de l’uranium, de la matière organique et du fer dans la zone humide montagneuse de Gola di Lago en Suisse, préservée de toute perturbation anthropique. Ils ont également trouvé, dans ces mêmes échantillons, des proportions significatives d’uranium sous forme réduite, c.-à-d. d’U(IV). «Pour la première fois, nous avons fait état de la formation de colloïdes U(IV) de très petite taille et potentiellement mobiles dans une zone humide montagneuse intacte», explique la Dre Bernier-Latmani. La présence de colloïdes U(IV) dans cette zone humide mérite attention parce que l’U(IV) est généralement considéré comme immobile dans les programmes de bioremédiation. «La caractérisation de la spéciation de l’uranium dans des environnements non perturbés, et en particulier la détermination de composés inattendus, aidera, nous l’espérons, à expliquer pourquoi l’utilisation des zones humides pour l’assainissement de sites pollués par l’uranium ne porte pas toujours ses fruits.» L’équipe d’UMIC a montré que des colloïdes contenant de l’U(IV) pouvaient se former à la fois dans les milieux très affectés par les activités anthropiques et dans les milieux préservés, même si les concentrations d’uranium dans l’eau interstitielle sont très faibles. Ce résultat est important pour comprendre les processus fondamentaux de l’extraction de l’uranium par rapport à son rejet potentiel dans les milieux humides. En cas de perturbations environnementales, telles que le changement climatique ou les changements apportés aux plans de gestion des terres pour ces zones humides vierges, les colloïdes contenant de l’U(IV) présents dans les eaux interstitielles des zones humides pourraient être remobilisés en aval de la zone humide. Par conséquent, la présence et la formation éventuelles de colloïdes contenant de l’U(IV) dans les zones humides devraient être prises en compte dans les modèles de transport prédictifs, notamment lors de la planification de la gestion des ressources en eau ou de l’élaboration de stratégies d’assainissement fondées sur la bioréduction de l’U(VI) en U(IV). «UMIC nous a permis de démontrer la présence d’U(IV) dans les eaux interstitielles des zones humides naturelles, vraisemblablement sous forme de colloïdes organiques», conclut la Dre Bernier-Latmani. «Nos résultats devraient encourager l’élaboration de futurs modèles de réduction de l’U(VI) dans les zones humides qui tiennent compte de la réduction potentielle de l’U(VI) en colloïdes U(IV) mobiles et pas nécessairement emprisonnés dans les sédiments.» Ces recherches ont été menées avec le soutien du programme Marie Curie.

Mots‑clés

UMIC, zone humide, U(IV), colloïdes, U(VI), eau interstitielle, uranium, traitement de l’eau, assainissement de sites pollués par l’uranium

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