Geochemical evolution of active porphyry copper tailings impoundments : from alkaline deposition towards acidification

J. Smuda: Geochemical evolution of active porphyry copper tailings impoundments Thesis abstract Mine waste is the largest volume of materials handled in the world. The oxidation of sulfidic mine waste may result in the release of acid mine drainage (AMD) rich in heavy metals and arsenic to the environment, one of the major problems the mining industry is facing today. To control and reduce this environmental impact, it is crucial to identify the main geochemical and hydrological processes influencing contaminant liberation, transport, and retention. This thesis presents the results of a geochemical, mineralogical and stable isotope study (δ2H, δ18O, δ34S) from two active porphyry copper tailings impoundments in Mediterranean (Carén tailings impoundment, El Teniente mine, Central Chile) and hyper-arid climate (Talabre tailings impoundment, Chuquicamata, Northern Chile) from the deposition in alkaline environment (pH 10.5) towards acidification after several years of exposure. The major hydrological results were the identification of vertical contaminant and water transport in the uppermost, not water-saturated zone, triggered by capillary rise due to evaporation, and infiltration downwards due to new tailings deposition, and of horizontal transport in the groundwater zone. At the surface of the sedimented tailings, evaporation of pore water led to the precipitation of Na-Ca-Mg sulfates (e.g., gypsum, tenorite), in hyper-arid climate also halite. At the Carén tailings impoundment, renewed deposition in a 4-week interval inhibited a pH decrease below neutral values and the formation of an efflorescent salt crust. At the Talabre tailings impoundment, deposition breaks of several years resulted in the formation of acidic oxidation zones in the timeframe of less than 4 years. This process enabled the transport of liberated Cu, Zn, and Fe via capillary rise to the surface, where these metals precipitated as heavy-metal sulfates (e.g., devilline, krohnkite) and chlorides (eriochalcite, atacamite). Renewed depositing may dissolve efflorescent salts and transport liberated elements towards the groundwater zone. This zone was found to be highly dynamic due to infiltration and mixing with water from different sources, like groundwater, catchment water, and infiltration from superficial waters. There, Cu was found to be partially mobile due to complexation with Cl (in Cl-rich groundwater, Talabre) and dissolved organic matter (in zones with infiltration of catchment water rich in dissolved organic matter, Carén). A laboratory study on the isotopic fractionation of sulfur and oxygen of sulfate in different minerals groups (water-soluble sulfates, low- and high-crystalline Fe(III) oxyhydroxides) contributed to the use of stable isotopes as tracer of geochemical and transport processes for environmental studies. The results highlight that a detailed geochemical, stable isotope and mineralogical study permits the identification of contamination processes and pathways already during the deposition of mine tailings. This knowledge allows the early planning of adequate actions to reduce and control the environmental impact during tailings deposition and after the closing of the impoundment. J. Smuda: Geochemical evolution of active porphyry copper tailings impoundments Résumé de these Les déchets miniers constituent les plus grands volumes de matériel gérés dans le monde. L'oxydation des déchets miniers sulfuriques peut conduire à la libération de drainages miniers acides (DMA) riches en métaux et arsenic dans l'environnement, ce qui est l'un des principaux problèmes de l'industrie minière aujourd'hui. Pour contrôler et réduire ces impacts sur l'environnement, il est crucial d'identifier les principaux processus géochimiques et hydrologiques influençant la libération, le transport et la rétention des contaminants. Cette thèse présente les résultats d'une étude géochimique, minéralogique et des isotopes stables (δ2H, δ18O, δ34S) sur des déchets miniers de 2 sites de dépôt actifs en climat méditerranéen (Dépôt de déchets de Carén, mine de El Teniente, Centre du Chili) et en climat hyper-aride (Dépôt de déchets de Talabre, mine de Chuquicamata, Nord du Chili). L'objectif était d'étudier l'évolution des déchets de la déposition en milieu alcalin (pH = 10.5) vers l'acidification après plusieurs années d'exposition. Le principal résultat hydrologique a été l'identification de 2 types de transport : un transport vertical de l'eau et des contaminants dans la zone non saturée en surface, induit par la montée capillaire due à l'évaporation et par l'infiltration subséquente de la déposition de sédiments frais ; et un transport horizontal dans la zone des eaux souterraines. À la surface des déchets, l'évaporation de l'eau interstitielle conduit à la précipitation de sulfates de Na-Ca-Mg (ex. gypse, ténorite) et halite en climat hyper-aride. Dans le site de Carén, une nouvelle déposition de déchets frais à 4 semaines intervalle a empêché la baise du pH en deçà des valeurs neutres et la formation d'une croûte de sels efflorescentes en surface. Dans le site de Talabre, les fentes de dessiccation des dépôts ont entraîné la formation d'une zone d'oxydation à pH acide en moins de 4 ans. Ce processus a permis la libération et le transport par capillarité de Cu, Zn, Fe vers la surface, où ces éléments précipitent sous forme de sulfates de métaux lourds (ex., dévilline, krohnkite) de chlorures (ex. ériochalcite, atacamite). Une nouvelle déposition de sédiments frais pourrait dissoudre ces sels et les transporter vers la zone des eaux souterraines. Cette dernière zone était très dynamique en raison du mélange d'eaux provenant de différentes sources, comme les eaux souterraines, l'eau de captage et l'infiltration des eaux superficielles. Egalement dans cette zone, le cuivre était partiellement mobile à cause de la formation de complexe avec le chlore (dans les zone riche en Cl, Talabre) et avec la matière organique dissoute (dans les zones où s'infiltre l'eau de captage riche en matière organique, Carén). Une étude en laboratoire sur le fractionnement des isotopes stables de sulfure et d'oxygène des sulfates dans différents groupes de minéraux (sulfates hydrosolubles, sulfures de oxy-hydroxyde de Fe(III) faiblement ou fortement cristallins) a permis d'apporter une contribution à leur utilisation comme traceurs dans l'étude des processus géochimiques et de transport lors d'études environnementales. Les résultats montrent qu'une étude détaillée de la géochimie, des isotopes stables et de la minéralogie permet d'identifier les processus et les voies de contamination déjà pendant la période de dépôt des déchets miniers. Cette connaissance permet de planifier, dès le début de l'exploitation, des mesures adéquates pour réduire et contrôler l'impact sur l'environnement pendant la période de dépôts de déchets miniers et après la fermeture du site.

Risk and global change : developing scientific methods for advocacy and awareness raising

Les catastrophes sont souvent perçues comme des événements rapides et aléatoires. Si les déclencheurs peuvent être soudains, les catastrophes, elles, sont le résultat d'une accumulation des conséquences d'actions et de décisions inappropriées ainsi que du changement global. Pour modifier cette perception du risque, des outils de sensibilisation sont nécessaires. Des méthodes quantitatives ont été développées et ont permis d'identifier la distribution et les facteurs sous- jacents du risque.¦Le risque de catastrophes résulte de l'intersection entre aléas, exposition et vulnérabilité. La fréquence et l'intensité des aléas peuvent être influencées par le changement climatique ou le déclin des écosystèmes, la croissance démographique augmente l'exposition, alors que l'évolution du niveau de développement affecte la vulnérabilité. Chacune de ses composantes pouvant changer, le risque est dynamique et doit être réévalué périodiquement par les gouvernements, les assurances ou les agences de développement. Au niveau global, ces analyses sont souvent effectuées à l'aide de base de données sur les pertes enregistrées. Nos résultats montrent que celles-ci sont susceptibles d'être biaisées notamment par l'amélioration de l'accès à l'information. Elles ne sont pas exhaustives et ne donnent pas d'information sur l'exposition, l'intensité ou la vulnérabilité. Une nouvelle approche, indépendante des pertes reportées, est donc nécessaire.¦Les recherches présentées ici ont été mandatées par les Nations Unies et par des agences oeuvrant dans le développement et l'environnement (PNUD, l'UNISDR, la GTZ, le PNUE ou l'UICN). Ces organismes avaient besoin d'une évaluation quantitative sur les facteurs sous-jacents du risque, afin de sensibiliser les décideurs et pour la priorisation des projets de réduction des risques de désastres.¦La méthode est basée sur les systèmes d'information géographique, la télédétection, les bases de données et l'analyse statistique. Une importante quantité de données (1,7 Tb) et plusieurs milliers d'heures de calculs ont été nécessaires. Un modèle de risque global a été élaboré pour révéler la distribution des aléas, de l'exposition et des risques, ainsi que pour l'identification des facteurs de risque sous- jacent de plusieurs aléas (inondations, cyclones tropicaux, séismes et glissements de terrain). Deux indexes de risque multiples ont été générés pour comparer les pays. Les résultats incluent une évaluation du rôle de l'intensité de l'aléa, de l'exposition, de la pauvreté, de la gouvernance dans la configuration et les tendances du risque. Il apparaît que les facteurs de vulnérabilité changent en fonction du type d'aléa, et contrairement à l'exposition, leur poids décroît quand l'intensité augmente.¦Au niveau local, la méthode a été testée pour mettre en évidence l'influence du changement climatique et du déclin des écosystèmes sur l'aléa. Dans le nord du Pakistan, la déforestation induit une augmentation de la susceptibilité des glissements de terrain. Les recherches menées au Pérou (à base d'imagerie satellitaire et de collecte de données au sol) révèlent un retrait glaciaire rapide et donnent une évaluation du volume de glace restante ainsi que des scénarios sur l'évolution possible.¦Ces résultats ont été présentés à des publics différents, notamment en face de 160 gouvernements. Les résultats et les données générées sont accessibles en ligne (http://preview.grid.unep.ch). La méthode est flexible et facilement transposable à des échelles et problématiques différentes, offrant de bonnes perspectives pour l'adaptation à d'autres domaines de recherche.¦La caractérisation du risque au niveau global et l'identification du rôle des écosystèmes dans le risque de catastrophe est en plein développement. Ces recherches ont révélés de nombreux défis, certains ont été résolus, d'autres sont restés des limitations. Cependant, il apparaît clairement que le niveau de développement configure line grande partie des risques de catastrophes. La dynamique du risque est gouvernée principalement par le changement global.¦Disasters are often perceived as fast and random events. If the triggers may be sudden, disasters are the result of an accumulation of actions, consequences from inappropriate decisions and from global change. To modify this perception of risk, advocacy tools are needed. Quantitative methods have been developed to identify the distribution and the underlying factors of risk.¦Disaster risk is resulting from the intersection of hazards, exposure and vulnerability. The frequency and intensity of hazards can be influenced by climate change or by the decline of ecosystems. Population growth increases the exposure, while changes in the level of development affect the vulnerability. Given that each of its components may change, the risk is dynamic and should be reviewed periodically by governments, insurance companies or development agencies. At the global level, these analyses are often performed using databases on reported losses. Our results show that these are likely to be biased in particular by improvements in access to information. International losses databases are not exhaustive and do not give information on exposure, the intensity or vulnerability. A new approach, independent of reported losses, is necessary.¦The researches presented here have been mandated by the United Nations and agencies working in the development and the environment (UNDP, UNISDR, GTZ, UNEP and IUCN). These organizations needed a quantitative assessment of the underlying factors of risk, to raise awareness amongst policymakers and to prioritize disaster risk reduction projects.¦The method is based on geographic information systems, remote sensing, databases and statistical analysis. It required a large amount of data (1.7 Tb of data on both the physical environment and socio-economic parameters) and several thousand hours of processing were necessary. A comprehensive risk model was developed to reveal the distribution of hazards, exposure and risk, and to identify underlying risk factors. These were performed for several hazards (e.g. floods, tropical cyclones, earthquakes and landslides). Two different multiple risk indexes were generated to compare countries. The results include an evaluation of the role of the intensity of the hazard, exposure, poverty, governance in the pattern and trends of risk. It appears that the vulnerability factors change depending on the type of hazard, and contrary to the exposure, their weight decreases as the intensity increases.¦Locally, the method was tested to highlight the influence of climate change and the ecosystems decline on the hazard. In northern Pakistan, deforestation exacerbates the susceptibility of landslides. Researches in Peru (based on satellite imagery and ground data collection) revealed a rapid glacier retreat and give an assessment of the remaining ice volume as well as scenarios of possible evolution.¦These results were presented to different audiences, including in front of 160 governments. The results and data generated are made available online through an open source SDI (http://preview.grid.unep.ch). The method is flexible and easily transferable to different scales and issues, with good prospects for adaptation to other research areas. The risk characterization at a global level and identifying the role of ecosystems in disaster risk is booming. These researches have revealed many challenges, some were resolved, while others remained limitations. However, it is clear that the level of development, and more over, unsustainable development, configures a large part of disaster risk and that the dynamics of risk is primarily governed by global change.

Inuit ethnobotany and ethnoecology in Nunavik and Nunatsiavut, northeastern Canada

Les habitats uniques de l'écotone forêt boréale-subarctique dans le nord du Canada subissent les contrecoups du changement climatique. Combinés aux effets de la mondialisation, les changements environnementaux touchent les Inuits de cette région et imposent des contraintes importantes sur leur mode de vie traditionnel, ce qui a des répercussions sur leur langue et les savoirs qui l'accompagnent. Cette étude compare deux aspects de l’ethnobiologie inuite : a) les noms et les utilisations des plantes par les Inuits de Nain, Nunatsiavut, suivis par une comparaison des utilisations avec la communauté inuite de Kangiqsualujjuaq, Nunavik, et b) une analyse des types de lieux ou d’habitats que les Inuits reconnaissent et nomment. Des interviews semi-dirigés ont été menés à Nain, Nunatsiavut et à Kangiqsualujjuaq, au Nunavik. Les plantes mentionnées sont utilisées comme aliment, thé, médecine, combustible, construction, nettoyage, et autres utilisations. Les deux communautés ont utilisé un nombre égal de plantes, avec des proportions équivalentes de taxons vasculaires/invasculaires, de formes de croissance (habitus), et d’espèces par catégorie d'utilisation. Les éléments du paysage les plus fréquemment rapportés sont d’ordre topographique, hydrologique ou écologique. L’intégration des concepts inuits, quant aux plantes et au paysage, à ceux de la science occidentale peut améliorer notre compréhension de l'écologie subarctique, aider à impliquer les acteurs locaux dans les décisions sur le développement de leur territoire et, conséquemment, modifier l'aménagement du territoire ainsi que les initiatives de conservation de la biodiversité. Ces concepts ont également des répercussions sur les stratégies d'adaptation face aux changements climatiques.

Comprendre l'image de Mérida vue par ses habitants : un lieu et ses représentations

Cette recherche vise à connaître et comprendre la province de Mérida au Venezuela, en analysant l’image que ses habitants construisent de celle-ci à l’aide de photographies de promotion touristique de la province, issues du matériel produit par l’office de tourisme de Mérida, CORMETUR. La recherche est conçue dans une perspective de méthodologie créative. Les participants ont été invités à élaborer –et à commenter- un collage en se servant, à leur guise, des photos fournies pour récréer leur image de leur province. C’est sur la base de ce travail que je cherche à comprendre la manière dont Mérida est perçue par ses habitants. Mon questionnement est théoriquement supporté par la notion d’ « image » ainsi que par le concept de « représentation », entendue dans l’approche constructiviste de Hall (1997), qui me permet ultérieurement d’interpréter les propos des Merideños rencontrés. Dans et à travers les représentations qu’ils construisent, il est possible de comprendre Mérida en tant qu’un « lieu », tel que défendu par Escobar (2001), au sein duquel convergent le « milieu de vie » et le « milieu touristique » qui le composent. De même, il est possible de saisir des enjeux identitaires, tels que Cuche (1996) et Hall (2007) entendent l’ « identité culturelle », dans leurs représentations.

Rancheros y el Estado mexicano : la construcción del honor a través del poder

La présente recherche vise à examiner une société d’éleveurs et d’agriculteurs (rancheros), dans une communauté qui se situe au nord du Jalisco : Colotlán. J’étudierai son inscription dans l’environnement, son économie de plus inscrite dans les marchés national et international, sa configuration politique (en considérant sa relation avec l’État) et sa symbolique, dont son éthique de travail fait partie. Mon enquête m’a permis l’identification des différentes formes de relations entre les pairs et les valeurs, les dimensions affectives et les représentations qui en découlent. Je propose l’existence d’un type de formation sociale qu’on peut nommer « société d’honneur » en raison du poids des traditions qui concernent tout autant leur principale activité économique que leur formation identitaire constituée par des valeurs morales et des normes reliées à l’honneur. J’examine la relation du pouvoir avec la politique et la manière dont on construit le pouvoir politique ; le rapport qui existe entre l’honneur et le pouvoir, la manière dont les personnes construisent l’honneur à travers le pouvoir. Cette société subit l’impact croissant de pratiques et d’une idéologie modernisatrice, avec des prétentions d’institutionnalisation par les biais des intérêts nationaux étatiques. S’appuyant sur une méthodologie qui combine le travail dans les archives et la recherche prolongée sur le terrain cette thèse veut contribuer aux études sur les identités culturelles dans lesquelles l’honneur occupe une place centrale, dans le contexte de la relation entre les communautés éleveuses agricoles et l’État.

Securitización en el desierto: Una respuesta al terrorismo en Malí y en Níger, 2009 - 2013.

Este es un estudio sobre las dinámicas de seguridad en Malí durante el periodo de 2009 a 2013. La investigación busca explicar de qué manera se ha dado un proceso de securitización de los grupos insurgentes frente a la amenaza generada por la proliferación de grupos armados no estatales en el territorio comprendido entre Malí y Níger. Se toma a Níger con el ánimo de ver la existencia de un subcomplejo regional de seguridad entre este país y Malí. De esta manera se afirma que el aumento de las actividades insurgentes y terroristas en la zona compuesta por Malí y Níger se da por la proliferación de actores armados no estatales, entre los cuales se encuentran los grupos seculares e insurgentes Tuareg, las agrupaciones islamistas fundamentalistas y los grupos que se componen entre rebeldes Tuareg, criminales e islamistas, éstos actores han afectado la percepción que tiene Malí sobre su seguridad.

As transformações históricas e a dinâmica atual da paisagem nas microbacias dos ribeirões: Santo Antônio - SP, São Francisco - PR e Três Barras - MS

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

A reconstrução histórica da cabanagem em “Lealdade” e da guerra civil moçambicana em “As Duas sombras do rio”

Nesta tese, pretendemos analisar comparativamente a reconstrução histórica da Cabanagem e da Guerra Civil Moçambicana nos romances Lealdade (1997), de Márcio Souza e As duas sombras do rio (2003), de João Paulo Borges Coelho. Para tanto, apresentaremos um breve percurso histórico da colonização brasileira e moçambicana, bem como o período da independência e pós-independência, além do percurso teórico sobre o romance histórico, resistência, memória, bem como a teoria sobre o espaço, nesse caso o rio, que utilizamos como ferramenta de análise. Utilizando o rio como fio condutor de nossa análise. Na obra de Borges Coelho, a análise foi feita a partir das travessias das personagens pelos rios que foram desencadeadas pela chegada da guerra civil. Fixamos nossa leitura em Leónidas Ntsato personagem que metaforiza Moçambique dividido em dois pela guerra civil e destacamos o papel do narrador neste romance. Na narrativa de Márcio Souza acompanhamos as viagens de Fernando, narrador do romance, que tem sua biografia entrelaçada aos acontecimentos que desencadearão a Cabanagem anos mais tarde. Cada um com seu estilo, os dois romancistas revisitam as agruras das duas guerras que tem como palco o Norte do Brasil e de Moçambique que são espaços periféricos desde os tempos coloniais.

Corrupção e política criminal: o processo legislativo e a realidade dos tribunais

Pós-graduação em Direito - FCHS

Schnidejoch und Lötschenpass. Archäologische Forschungen in den Berner Alpen. Schnidejoch et Lötschenpass. Investigations archéologiques dans les Alpes bernoises.

Archäologie in den Hochalpen: Vom Rückgang der Gletscher sind auch archäologische Objekte betroffen. Über Jahrtausende hinweg haben sie im Eis überdauert, nun kommen sie zum Vorschein. Im Hitzesommer 2003 fand eine Wanderin am Schnidejoch ein fremdartiges Objekt aus Birkenrinde. Es erwies sich als Teil eines 4800 Jahre alten Bogenfutterals. In den Jahren 2004 bis 2011 unternahm der Archäologische Dienst des Kantons Bern über 30 Begehungen der Nordseite und – zusammen mit der Walliser Kantonsarchäologie – auch der Südseite des Schnidejochs. Zahlreiche weitere Funde aus Holz, Leder und Metall konnten geborgen und wissenschaftlich untersucht werden. Einzigartige Funde Zu den spektakulärsten Funden vom Schnidejoch zählt das Bogenfutteral aus Birkenrinde. Weiter stechen aus den rund 900 Funden ein Pfeilbogen, mehrere vollständige Pfeile und Fragmente einer Schale aus Ulmenholz hervor. Es handelt sich dabei um das älteste Holzgefäss der Schweiz. Weitere herausragende Funde sind ein bronzezeitliches Holzgefäss aus Birkenrinde, eine bronzezeitliche Gewandnadel sowie Bekleidung und Schuhe aus Leder. Archéologie dans les Alpes bernoises Le recul des glaciers a aussi un impact sur les découvertes archéologiques. Il fait réapparaître des objets préservés dans les glaces depuis des millénaires. Pendant l’été caniculaire de 2003, une randonneuse a découvert un objet singulier en écorce de bouleau, qui s’est avéré être un morceau de carquois vieux de 4800 ans. De 2004 à 2011, le Service archéologique du canton de Berne s’est rendu plus de trente fois sur le versant nord du Schnidejoch et, en collaboration avec le Service d’archéologie du canton du Valais, sur le versant sud de ce col. De nombreux autres objets en bois, cuir et métal ont pu être mis au jour et étudiés scientifiquement. Des découvertes uniques Le carquois en écorce de bouleau constitue l’une des découvertes les plus sensationnelles du Schnidejoch. Parmi les quelque 900 objets mis au jour figurent un arc, plusieurs flèches complètes et les fragments d’un bol en bois d’orme. Ce bol est le plus ancien récipient en bois de Suisse. D’autres trouvailles spectaculaires ont été faites, notamment un récipient en écorce de bouleau et une épingle à vêtements datant de l’Âge du Bronze ainsi que des vêtements et des chaussures en cuir.

Contribution to the ethnobotanical study of antidiabetic medicinal plants of the Central Middle Atlas region (Morocco)

An ethnobotanical survey of medicinal plants was carried out in the Central Middle Atlas in the years 2013 and 2014 to establish the catalog of medicinal plants used in traditional medicine in the treatment of diabetes. Thus, 1560 people were interviewed, using questionnaires. The latter enabled us to gather information on traditional healing practices of the local population including scientific name, French name, vernacular name, plant parts used , therapeutic indications , revenues and mode of administration. The results show that 76 medicinal species were inventoried in the study area. These plant species are included into 67 genus and 40 families. The most represented families are: Lamiaceae (12 species), Asteraceae and Brassicaceae species with 14 each. Of 76 medicinal species found in the region, four species are reported for the first time in the traditional treatment of diabetes in Morocco. They are Pistacia atlantica, Ptychotis verticillata, Anacyclus pyrethrum, Alyssum spinosum, Cistus albidus, Juniperus thurifera, Ephedra nebrodensis, Thymus algeriensis, Th. munbyanus, Th. zygis, Abelmoschus esculentus, Fraxinus augustifolia, Sorghum vulgare and, Eriobotrya japonica. The leaves are the most used organs (38%). The decoction is the dominant mode of preparation (50%) and administration is mostly for oral use (97%).

Las estatuas-menhir noroccidentales en contexto: conectividad y conexiones materiales durante el Bronce Tardío/Final

Este artículo analiza las estatuas-menhir noroccidentales que se distribuyen en el área comprendida entre los valles del río Duero y el río Miño, pero que descubrimientos recientes han extendido a regiones fuera de este área nuclear. Partiendo de tres aspectos claves para su interpretación (la cronología, su relación con el paisaje y su sentido iconográfico), se examinan las relaciones entre estas formas materiales y un paisaje socio-material de acción específico (las formas socio-materiales de interacción propias del Bronce final atlántico). Para ello, se tiene en cuenta diferentes conexiones materiales (presencia, encuentro, coexistencia, hibridación, etc.) que permiten contextualizar las estatuasmenhir dentro de un proceso histórico particular: la integración del noroeste de la península Ibérica en un contexto de relaciones mediterráneo-atlánticas, en la segunda mitad del II milenio a.C.

Impact de la tarification de l'électricité au prix du marché sur le secteur résidentiel: application à la province de Québec.

Rapport de recherche