L'industrie a souvent privilégié les sites à proximité des fleuves pour trois raisons : pour le transport de matières premières, pour l'alimentation en eau qui permet de refroidir les installations et pour les possibilités de rejets des effluents industriels.
Elimination des métaux lourds
L'eau et les rejets industriels
Pendant des dizaines d'années, les fleuves ont hérité des rejets industriels et des eaux résiduaires industrielles, déchets liquides résultant de l'extraction ou de la transformation de matières premières et de toutes les formes d'activité de production.
Même si les principaux établissements industriels se sont dotés de stations d'épuration spécifiques, l'essentiel des rejets sont des rejets directs parfois appelés " rejets naturels " (sic).
En effet, l'eau - des fleuves, des rivières, des canaux, de la mer - a longtemps été " l'exutoire " qui permettait d'évacuer ces déchets.
Des micropolluants
Les métaux lourds sont des micro-polluants à l'origine de nuisances même quand ils sont rejetés en quantités très faibles (leur toxicité se développe par bioaccumulation et biomagnification).
Par ailleurs, de petites quantités en proportion (mesurées en microgrammes par litre) sont souvent compensées par un effet volume compte tenu de l'importance des débits d'eau.
L'industrie est responsable de la quasi totalité des rejets de métaux lourds dans l'eau. La nécessité de réduire ces rejets n'est plus discutée.
Granule contenant : Arsenic (adsorbé sur granules de fer)
Apparition sous l'effet de l'érosion
Nickel (adsorbé sur granules de manganèse)
Les métaux lourds présents en trace dans les sols, sous une forme particulaire, apparaissent sous l'effet de l'érosion.
Le ruissellement sur les surfaces imperméables (sols, chaussées) ainsi que les sources anthropiques s'ajoutent à ces sources naturelles liées à l'érosion.
Leur impact environnemental dépend des réactions chimiques dans le milieu aquatique (réactions liées à l'acidité, l'alcalinité, la température, l'oxygénation...) et de la coexistence de deux phénomènes : la bioaccumulation et la biomagnification.
Cette dernière entraîne une concentration progressive des éléments en traces au fur et à mesure des absorptions dans la chaîne alimentaire (eau, plancton, poisson herbivore, poisson carnivore, homme).
Techniques d'élimination des métaux lourds
On distingue cinq familles de procédés d'élimination des métaux lourds :
1- Précipitation chimique :
En contrôlant le pH et, par addition dans l'eau brute, de réactifs de précipitation (sulfures, carbonates, phosphates, ...), d'agents de coagulation-floculation (chlorure ferrique, hydroxyde d'aluminium) et dosage de polymères, les métaux lourds présents dans l'eau brute seront retenus au sein des flocs formés qui seront ensuite piégés au cours de l'étape de décantation.
2- Filtration :
Si l'eau brute est peu chargée en matières en suspension et particules colloïdales, les flocs seront retenus au niveau de l'étape de filtration ; celle-ci peut-être classique (filtration mono ou multicouche) ou membranaire (microfiltration et ultrafiltration).
3- Adsorption sur lit fixe :
Sur un matériau sélectif, par exemple l'hydroxyde de fer en grain ou le dioxyde de manganèse (procédés Filtraflo™ As et Mangaflo™).
4- Adsorption sur lit fluidisé :
Basée sur le principe de la cristallisation sur différents supports tels que les carbonates, les phosphates, etc.
5- Absorption sur une surface active régénérée en continue :
Dans ce dernier cas, les métaux lourds sont retenus sur un lit fluidisé formé de grains d'hydroxyde de fer ou de dioxyde de manganèse (procédé Metclean™ de Veolia Water Solutions & Technologies).