Comportement hydro-bio-géo-chimique de systèmes passifs de traitement du drainage minier acide fortement contaminé en fer

Le drainage minier acide (DMA) fortement concentré en fer (>500 mg/L) est fréquemment retrouvé dans les mines en activité et fermées, qui exploitent ou ont exploité des gisements riches en sulfures de fer. Le traitement de ce type de DMA ce fait traditionnellement dans des usines utilisant des méthodes actives. Toutefois, pour les mines fermées ou abandonnées, la construction et le maintien d'usines de traitement ne constituent pas une solution environnementale acceptable à long terme. Les traitements passifs, peu demandant en maintenance et en énergie, deviennent alors une alternative intéressante. De plus, les systèmes de traitements passifs utilisent des matériaux naturels ou des déchets et permettent, dans plusieurs cas, d'atteindre une qualité d'eau comparable à celle que l'on retrouverait en sortie d'usine de traitement. Toutefois, dans le cas où des drainages miniers acides fortement contaminés en fer sont traités, les traitements passifs peuvent avoir des performances limitées. Des études récentes de Neculita (2008) et Potvin (2009) ont montré que les biofiltres passifs sulfato-réducteurs (BPSR) et les drains calcaires (oxiques ou anoxiques nommés DCO et DAC respectivement) ne permettent pas de traiter efficacement des DMA ayant des concentrations en fer de plus de 500 mg/L. Dans une de ces études, le biofiltre passif sulfato-réducteur s'est même colmaté à cause des précipités de fer. Étant donné que l'utilisation seule de BPSR ou de drains calcaires ne permet pas d'atteindre un niveau de traitement acceptable, l'objectif principal de cette étude est donc de déterminer quelle serait la filière de traitement optimale afin de traiter un DMA fortement concentré en fer (autour de 4000 mg/L). L'objectif secondaire est aussi de transposer les résultats obtenus en laboratoire afin de construire une filière de traitement sur le terrain. Pour atteindre ces objectifs, le travail de laboratoire a été divisé en trois grandes thématiques. Dans un premier temps, les matériaux utilisés dans la filière de traitement (matériaux organiques et cendres de bois) ont été caractérisés de façon à connaître leurs propriétés physiques (capacité d'échange cationique, surface spécifique, densité, granulométrie, par exemple), chimiques (carbone organique total et azote total entre autres) et micro biologiques (dénombrement des bactéries sulfata-réductrices par exemple). Par la suite, des tests batch ont permis de déterminer leurs capacités de sorption du fer et les cinétiques de sorption. La seconde partie consiste ensuite à déterminer les efficacités de traitement des matériaux, ayant le plus grand potentiel selon les tests batch, dans des colonnes d'environ 10 L. Cette étape permet de comprendre l'efficacité de chaque type de traitement pris séparément. Le comportement hydraulique à long terme est aussi évalué grâce à la mesure de la conductivité hydraulique saturée. Suite à ces résultats, une filière de traitement a été proposée. Dans la troisième et dernière étape de laboratoire, la filière de traitement est testée dans un réacteur de 2m3. Ce dernier essai permet de valider la solution testée en colonne pour traiter le DMA fortement chargé en fer. Les résultats du test en réacteur de 2m3 permettent également de concevoir la filière de traitement sur le terrain. Les essais en laboratoire ont permis de proposer une filière de traitement qui serait composée de trois parties. Premièrement, un biofiltre passif sulfato-réducteur (fumier de volaille, copeaux et sciure de feuillus, compost végétal, sédiments, urée et 50% en masse de calcite finement broyée) permettrait de neutraliser l'acidité et de retenir une partie des métaux dissous. La seconde section de traitement serait composée par des cendres de bois de cogénération en raison de leurs forts pouvoirs de sorption du fer. Enfin, un second biofiltre passif sulfato-réducteur serait placé en dernier afin d'agir comme étape de polissage et pour éliminer les métaux résiduels. L'étude hydraulique a aussi montré que le système n'a pas vu sa conductivité hydraulique saturée réellement diminuer durant les essais en laboratoire. Ceci tend à démontrer que les phénomènes de colmatage seraient limités dans les conditions de laboratoire. L'essai en réacteur de 2m3 permet aussi de valider la solution proposée dans les essais en colonne. Enfin, les résultats obtenus en laboratoire ont permis de construire une filière de traitement de 160m3 environ (pour un temps de rétention hydraulique de 12 jours et pour un traitement de 5 L/min) sur le site minier Lorraine (Témiscamingue, Québec) qui est un site minier restauré mais générateur d'un DMA riche en fer (2500 mg/L en octobre 2011). Le présent projet a donc permis d'approfondir les connaissances liées au traitement des DMA fortement concentrés en fer (>500 mg/L) avec des filières de traitement passif. De plus, l'utilisation des cendres de bois dans la filière de traitement est aussi un apport scientifique non négligeable. Enfin, les connaissances et la méthodologie acquises lors de cette étude seront applicables à d'autres sites miniers abandonnés ou fermés

Traitement de polissage par marais épurateur du drainage minier acide

Affiche présentée dans le cadre du Colloque de l'ARC, «La culture de la recherche au collégial», dans le cadre du 82e Congrès de l'Acfas, Université Concordia, Montréal, le 14 mai 2014.Les résidus miniers représentent une source de danger potentiel pour l'environnement, en particulier lorsque ces déchets contiennent des minéraux sulfureux qui peuvent s'oxyder et générer du drainage minier acide (DMA). Ce dernier est caractérisé par un pH faible et des concentrations en sulfates et métaux dissous élevées. Les traitements biologiques constituent une solution moins coûteuse par rapport aux traitements chimiques, en plus de présenter plusieurs avantages dont des taux élevés d’enlèvement des métaux, une réduction du pH, de faibles coûts d’exploitation et une consommation minimale d’énergie. La capacité des marais filtrants à traiter un DMA chargé en fer à l’étape de polissage a été étudiée. Les systèmes consistaient en des marais artificiels à écoulement vertical et horizontal de 0,052 m3, remplis de deux différents substrats et plantés avec des quenouilles (Typha latifolia). Ils étaient alimentés pour traiter 1,5 mL/min d’un DMA ayant une concentration moyenne de 38,0 mg/L de fer, 2,6 mg/L de manganèse, 0,4 mg/L de nickel et 0,9 mg/L de zinc à un pH moyen de 4,2. Après traitement, le pH moyen à l’effluent était de 8,0 pour les marais verticaux et de 7,6 pour les horizontaux. Le taux d’enlèvement du fer et du zinc était respectivement de 95 et 96 % pour les marais à écoulement verticaux et de 87 et 94 % pour les horizontaux. Le traitement du nickel et du manganèse était négligeable

Revue de la réglementation sur la valorisation des résidus miniers hors site au Québec

Les exploitations minières produisent chaque année des quantités considérables de résidus miniers sous forme de roches stériles et de résidus de l’usine de traitement. Déposés usuellement en surface, ces résidus miniers représentent des sources potentielles d’instabilités géotechniques et géochimiques, voire sources de contaminants à l’eau en surface et en souterrain, et par le fait même, de risques environnementaux. La valorisation des résidus miniers pourrait permettre de diminuer la quantité de ces résidus entreposés à la surface et conséquemment le coût de gestion et de restauration, l’empreinte environnementale et les risques environnementaux associés aux empilements. La valorisation des matières résiduelles est devenue une avenue de plus en plus pratiquée dans le monde entier. Beaucoup de technologies ont été développées et publiées depuis ces dernières années. En revanche, il y a eu très peu de travaux sur l’encadrement légal de l’utilisation des résidus miniers. Les législateurs ont souvent des points de vue et des préoccupations très différents de ceux des promoteurs de la valorisation des rejets miniers. Dans cet article, on présente les lois, règlements et normes applicables qui encadrent la valorisation des résidus miniers au Québec, ainsi que des analyses, des discussions et des recommandations, qui peuvent servir de guide tant pour les promoteurs de projet de valorisation que pour les agences gouvernementales québécoises

Recent advances on time-stretch dispersive Fourier transform and its applications

The need to measure high repetition rate ultrafast processes cuts across multiple areas of science. The last decade has seen tremendous advances in the development and application of new techniques in this field, as well as many breakthrough achievements analyzing non-repetitive optical phenomena. Several approaches now provide convenient access to single-shot optical waveform characterization, including the dispersive Fourier transform (DFT) and time-lens techniques, which yield real-time ultrafast characterization in the spectral and temporal domains, respectively. These complementary approaches have already proven to be highly successful to gain insight into numerous optical phenomena including the emergence of extreme events and characterizing the complexity of laser evolution dynamics. However, beyond the study of these fundamental processes, real-time measurements have also been driven by particular applications ranging from spectroscopy to velocimetry, while shedding new light in areas spanning ultrafast imaging, metrology or even quantum science. Here, we review a number of landmark results obtained using DFT-based technologies, including several recent advances and key selected applications. © 2022 The Author(s). Published by Informa UK Limited, trading as Taylor & Francis Group

Perspectives on Low Temperature Tolerance and Vernalization Sensitivity in Barley: Prospects for Facultative Growth Habit

One option to achieving greater resiliency for barley production in the face of climate change is to explore the potential of winter and facultative growth habits: for both types, low temperature tolerance (LTT) and vernalization sensitivity are key traits. Sensitivity to short-day photoperiod is a desirable attribute for facultative types. In order to broaden our understanding of the genetics of these phenotypes, we mapped quantitative trait loci (QTLs) and identified candidate genes using a genome-wide association studies (GWAS) panel composed of 882 barley accessions that was genotyped with the Illumina 9K single-nucleotide polymorphism (SNP) chip. Fifteen loci including 5 known and 10 novel QTL/genes were identified for LTT—assessed as winter survival in 10 field tests and mapped using a GWAS meta-analysis. FR-H1, FR-H2, and FR-H3 were major drivers of LTT, and candidate genes were identified for FR-H3. The principal determinants of vernalization sensitivity were VRN-H1, VRN-H2, and PPD-H1. VRN-H2 deletions conferred insensitive or intermediate sensitivity to vernalization. A subset of accessions with maximum LTT were identified as a resource for allele mining and further characterization. Facultative types comprised a small portion of the GWAS panel but may be useful for developing germplasm with this growth habit

Perspectives on Low Temperature Tolerance and Vernalization Sensitivity in Barley: Prospects for Facultative Growth Habit

15 Pags.- 5 Figs.- 3 TAbls.- Supp. Mat. Copyright Owner, the Authors. Under LicenceCC BY 4.0.One option to achieving greater resiliency for barley production in the face of climate change is to explore the potential of winter and facultative growth habits: for both types, low temperature tolerance (LTT) and vernalization sensitivity are key traits. Sensitivity to short-day photoperiod is a desirable attribute for facultative types. In order to broaden our understanding of the genetics of these phenotypes, we mapped quantitative trait loci (QTLs) and identified candidate genes using a genome-wide association studies (GWAS) panel composed of 882 barley accessions that was genotyped with the Illumina 9K single-nucleotide polymorphism (SNP) chip. Fifteen loci including 5 known and 10 novel QTL/genes were identified for LTT—assessed as winter survival in 10 field tests and mapped using a GWAS meta-analysis. FR-H1, FR-H2, and FR-H3 were major drivers of LTT, and candidate genes were identified for FR-H3. The principal determinants of vernalization sensitivity were VRN-H1, VRN-H2, and PPD-H1. VRN-H2 deletions conferred insensitive or intermediate sensitivity to vernalization. A subset of accessions with maximum LTT were identified as a resource for allele mining and further characterization. Facultative types comprised a small portion of the GWAS panel but may be useful for developing germplasm with this growth habit.Support was provided by the USDA-NIFA TCAP Project no. 2011-68002-30029.Peer reviewe

Perspectives on Low Temperature Tolerance and Vernalization Sensitivity in Barley: Prospects for Facultative Growth Habit

[EN] One option to achieving greater resiliency for barley production in the face of climate change is to explore the potential of winter and facultative growth habits: for both types, low temperature tolerance (LTT) and vernalization sensitivity are key traits. Sensitivity to short-day photoperiod is a desirable attribute for facultative types. In order to broaden our understanding of the genetics of these phenotypes, we mapped quantitative trait loci (QTLs) and identified candidate genes using a genome-wide association studies (GWAS) panel composed of 882 barley accessions that was genotyped with the Illumina 9K single-nucleotide polymorphism (SNP) chip. Fifteen loci including 5 known and 10 novel QTL/genes were identified for LTT—assessed as winter survival in 10 field tests and mapped using a GWAS meta-analysis. FR-H1, FR-H2, and FR-H3 were major drivers of LTT, and candidate genes were identified for FR-H3. The principal determinants of vernalization sensitivity were VRN-H1, VRN-H2, and PPD-H1. VRN-H2 deletions conferred insensitive or intermediate sensitivity to vernalization. A subset of accessions with maximum LTT were identified as a resource for allele mining and further characterization. Facultative types comprised a small portion of the GWAS panel but may be useful for developing germplasm with this growth habitSISupport was provided by the USDA-NIFA TCAP Project no. 2011-68002-3002

Actin filament reorganisation controlled by the SCAR/WAVE complex mediates stomatal response to darkness.

This is the final version of the article. Available from the publisher via the DOI in this record.Stomata respond to darkness by closing to prevent excessive water loss during the night. Although the reorganisation of actin filaments during stomatal closure is documented, the underlying mechanisms responsible for dark-induced cytoskeletal arrangement remain largely unknown. We used genetic, physiological and cell biological approaches to show that reorganisation of the actin cytoskeleton is required for dark-induced stomatal closure. The opal5 mutant does not close in response to darkness but exhibits wild-type (WT) behaviour when exposed to abscisic acid (ABA) or CaCl2 . The mutation was mapped to At5g18410, encoding the PIR/SRA1/KLK subunit of the ArabidopsisSCAR/WAVE complex. Stomata of an independent allele of the PIR gene (Atpir-1) showed reduced sensitivity to darkness and F1 progenies of the cross between opal5 and Atpir-1 displayed distorted leaf trichomes, suggesting that the two mutants are allelic. Darkness induced changes in the extent of actin filament bundling in WT. These were abolished in opal5. Disruption of filamentous actin using latrunculin B or cytochalasin D restored wild-type stomatal sensitivity to darkness in opal5. Our findings suggest that the stomatal response to darkness is mediated by reorganisation of guard cell actin filaments, a process that is finely tuned by the conserved SCAR/WAVE-Arp2/3 actin regulatory module.This work was supported by grants from the BBSRC (BB/ N001168/1; BB/J002364/1; BBF001177/1), The Gatsby Charitable Foundation and the Leverhulme Trust to A.M.H. and grants from the National Natural Science Foundation of China (nos. 31300213 and 31670408 to K.J.). This work was also supported by the Centre National de la Recherche Scientifique and the Commissariat a l’Energie Atomique et aux Energies Alternatives (for the IR camera) and the European Union Marie Curie FP5 Research Training Network (program no. STRESSIMAGING HNRT-CT-2002-00254 to J.M.C. and B.G.). J.M.C. was in addition supported by a scholarship of the Fundac ~ao para a Ci^encia e Tecnologia, Portugal (grant no. SFRH/BPD/34429/2006)

Ontogenetic changes in leaf traits of tropical rainforest trees differing in juvenile light requirement

Relationships between leaf traits and the gap dependence for regeneration, and ontogenetic changes therein, were investigated in juvenile and adult tropical rainforest tree species. The juveniles of the 17 species included in the study were grown in high light, similar to the exposed crowns of the adult trees. The traits were structural, biomechanical, chemical and photosynthetic. With increasing species gap dependence, leaf mass per area (LMA) decreased only slightly in juveniles and remained constant in adults, whereas punch strength together with tissue density decreased, and photosynthetic capacity and chlorophyll increased. Contrary to what has been mostly found in evergreen tropical rainforest, the trade-off between investment in longevity and in productivity was evident at an essentially constant LMA. Of the traits pertaining to the chloroplast level, photosynthetic capacity per unit chlorophyll increased with gap dependence, but the chlorophyll a/b ratio showed no relationship. Adults had a twofold higher LMA, but leaf strength was on average only about 50% larger. Leaf tissue density, and chlorophyll and leaf N per area were also higher, whereas chlorophyll and leaf N per unit dry mass were lower. Ranking of the species, relationships between traits and with the gap dependence of the species were similar for juveniles and adults. However, the magnitudes of most ontogenetic changes were not clearly related to a species’ gap dependence. The adaptive value of the leaf traits for juveniles and adults is discussed