Impact des activités minières sur la macrofaune du sol: cas des bassins de rejets miniers de Kipushi et de Musoshi

Chapitre 4. Discussion

4.1. Caractéristiques physico-chimiques des sols des sites étudiés

Les analyses au laboratoire ont révélé que les sols environnant (de 50 à 200 m) le bassin de décantation à Kipushi sont principalement acides, mais à 0 m près du bassin, les sols sont alcalins avec un pH_KCl supérieur au pH_eau. Cette basicité près du bassin pourrait trouver une justification à partir de la chaux formée suite à la calcination de la castine qui est ajoutée dans la charge comme fondant. En effet, le traitement des minerais par flottation a adopté par l'ACK, faisait intervenir la chaux pour fixer le pH entre 9 et 11 ( Kaniki, 2008 ; Kitobo, 2009). Après extraction des minerais, les sous-produits (à pH très alcalin) rejetés rehaussent le niveau de pH dans le bassin de décantation. Ceci se confirme, d'ailleurs par une teneur élevée (27600 ppm) en Ca à ce point. Ces résultats corroborent ceux de Mees et al., 2013, qui ont trouvé des pH alcalins sur l'ensemble des échantillons prélevés dans ce bassin de décantation. Le fait que le pH_KCl soit supérieur au pH_eauimplique que l'AEC est supérieur à la CEC, donc les sols à KPS 1 ont une importante quantité des charges positives. Les pH_KCl supérieurs aux pH_eau ont été révélés par Kaniki (2008) et étudiant les propriétés physico-chimiques de rejets miniers.

A Musoshi, les sols environnant le bassin de décantation sont tous acides, mais une forte acidité a été observée près du bassin, tout en diminuant au fur et en mesure que l'on s'éloigne du bassin. Cette situation peut être justifiée par la présence du Soufre dans les rejets de la SODIMICO. L'hydrosulfure de sodium (NaSH) employé dans le traitement des minerais, augmentait la teneur en S dans les rejets. L'hypothèse est qu'une fois rejetés dans le bassin, ce S réagissait avec l'eau pour formait de l'acide sulfurique (H₂SO₄) et ainsi, baisser le pH du bassin de décantation. Les recherches de Kaniki (2008)ont révélé jusqu'à une teneur de 2.25 % en S total dans les rejets de cet concentrateur à l'usine. Toutefois, au cours de cette étude, l'analyse a décelé des faibles valeurs en non déterminées par XRF en s'éloignant du bassin.

La mesure de la conductivité constitue une bonne appréciation du degré de minéralisation d'un sol où chaque ion agit par sa concentration et sa conductivité spécifique. Les valeurs enregistrées, ont montré une baisse de la conductivité à Kipushi (de 215.43 us/cm à KPS 1, à 16.32 us/cm à KPS 5), mais une augmentation de celle-ci à Musoshi (de 6.19 us/cm à MUS 1, à 14.21 us/cm à MUS 5), en s'éloignant du bassin de décantation. La conductivité électrique est influencée par le pH.

Quant au CO et à la MO, les résultats montrent une tendance décroissante des teneurs en s'éloignant du bassin de Kipushi. A Musoshi, l'on enregistre une augmentation des teneurs au fur et à mesure que l'on s'éloigne du bassin. Pour ce qui concerne Phosphore total et disponible, à Kipushi, on enregistre une diminution de teneur en phosphore total, mais une augmentation de la teneur en phosphore disponible, en s'éloignant du bassin. A Musoshi, les courbes montrent une augmentation des teneurs en phosphore total et disponible en s'éloignant du bassin. Ce phénomène peut trouver explication dans la topographie associée au couvert végétal de deux sites. Dabin (1985 ; 1974)a rapportéqu'une forte pente combinée à une perte du couvert végétal conduit à la perte des éléments par lixiviation ou par ruissellement latéral surtout pour le Potassium, la Carbone organique et le Phosphore. L'érosion a pour effet de décaper la partie supérieure du sol la plus riche et d'amener en surface des couches sous-jacentes plus pauvres ; il y a aussi un effet de tassement et de destruction de la structure du sol, les pertes de matières organiques sont considérables( Roose, 1975).Le site de Kipushi regorge une forte pente et une perte excessive de la flore. Ce qui justifie les teneurs élevées en éléments chimiques près du bassin qu'à 200 m plus loin du bassin à ce site.

Les faibles valeurs de teneurs en Phosphore disponible dans les deux sites peuvent être liées à l'influence du pH. En effet, la biodisponibilité des éléments majeurs (azote, phosphore, potasse,...) comme des oligo-éléments (bore, cuivre, zinc...) dépend de leurs teneurs dans le sol, mais également du pH ( Michel, 2005). Ainsi donc, un pH trop alcalin ou acide réduit la disponibilité du phosphore dans le sol ( Hopkins, 2003 ; Demers, 2008 ; Drouet, 2010). Ceci est aussi valable pour le potassium.

Pour tous les deux sites, on enregistre une augmentation de la teneur en Azote total en s'éloignant de la source de contamination (bassin de décantions). La baisse de teneurs en Azote dans les sols près du bassin de décantation peut êtredue d'une part à la perte de l'azote nitrate (NO₃^-) en solution par lessivage ( Gouyer, 2001 ; Cattan et al., 2005) et d'autres parts, à l'activité biologique (Motisi, 2005 in Thieuleux, 2006 ; Bâ et al., 2004), d'où la capacité des microorganismes du sol à fixer l'azote atmosphérique ( Roggy et al., 2004). En se rapportant au deuxième aspect, il est donc à comprendre que la faible activité biologique (faible abondance) dans les sols près du bassin combiné au fait du lessivage entraine une perte en azote dans ces sols.

En s'intéressant plus particulièrement aux métaux lourds, les analyses ont révélé des teneurs en ETM total (principalement en Fe, Mn, Cu, Ba) dans les sols environnant les deux bassins de décantation en comparaison aux teneurs moyennes normales dans la croûte terrestre ( Foucault 1995 ; Bowen, 1979) et à celles de ces métaux dans les sols en France ( MATF, 1998) (Tableau 3-1). Mais ces valeurs restent inférieures à celles rapportée sur les sols naturels dès les collines métallicoles du Katanga dans plusieurs études de la végétation métallophyte ( Duvigneaud & Denaeyer de Smet, 1963 ; Malaisse et al., 1994 ; Ilunga, 2010, 2014). Néanmoins, ces sols nécessitant certainement des travaux de restauration. Par comparaison entre les points de chaque site étudié (à Kipushi et Musoshi), on observe la variabilité des teneurs en métaux lourds entre les sols en s'éloignant du bassin. En effet, les teneurs en métaux des sols sont en général très élevées près du bassin tout en diminuant en fonction de l'éloignement par rapport au bassin et de la position par rapport à la pente. Sauf pour le cuivre et le manganèse à Musoshi, on enregistre une diminution des teneurs pour l'ensemble des métaux (qui restent cependant supérieures à la normale) en allant du bassin jusqu'au point situé à plus de 200 m dans la forêt. La variabilité des teneurs en métaux entre les sols d'un même site minier semble être une caractéristique de la pollution minière dans la région. En effet, selon Ernst et Nelissen (2000), les teneurs en métaux totaux dans les sols proches des régions minières et des fonderies, sont élevées et très différentes d'un point à l'autres. Ces résultats révèlent que ces sites, abandonnés sans réhabilitation constituent des foyers importants d'éléments traces métalliques susceptibles d'avoir des effets contaminants durables au voisinage immédiat et même plus longue distance dans les directions des ruissellements et des vents dominants.