- Q : Quel est votre sujet de recherche actuel ?
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Nous menons des recherches sur des méthodes de traitement des eaux usées, des boues et d’autres déchets provenant des mines de métaux terrestres avec un impact environnemental minimal. Actuellement, l’accent est mis principalement sur les mines de métaux terrestres, mais à l’avenir, nous visons à développer une technologie qui pourra également être utilisée pour le développement des ressources minérales des fonds marins.
Plus précisément, nous neutralisons les eaux usées collectées dans les mines terrestres en laboratoire et étudions l’efficacité du traitement des eaux usées effectué dans les mines. En analysant le cuivre, le plomb, le zinc et d’autres éléments nocifs contenus dans les eaux usées traitées et en comparant les résultats avec des simulations informatiques, nous sommes en mesure de considérer les réactions chimiques qui se produisent et de trouver des méthodes et des conditions de traitement plus efficaces.
- Q : Qu’est-ce qui vous a motivé à commencer des recherches sur ce sujet ?
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- En tant qu’étudiant, j’ai mené des recherches géochimiques sur l’origine de la vie dans les sources hydrothermales sous-marines. J’y ai appris le besoin social croissant d’utiliser les ressources métalliques des gisements hydrothermaux des fonds marins et, en étudiant les problèmes environnementaux liés à l’exploitation des ressources minérales des fonds marins, j’ai appris que de nombreux problèmes restent non résolus, même dans les mines terrestres. Actuellement, la plupart des mines terrestres du Japon sont fermées, mais le traitement des eaux usées acides produites par les mines nécessite encore d’énormes quantités de main-d’œuvre, d’électricité et de coûts chimiques. Afin de réduire ce phénomène, l’utilisation de technologies de traitement utilisant des sources d’énergie naturelles telles que les micro-organismes, les zones humides et les cours d’eau est envisagée.
- Q : Qu’est-ce qui est intéressant et enrichissant dans vos recherches ?
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- Étant donné que les sujets sont des substances naturelles, les résultats expérimentaux révèlent parfois des réactions chimiques jusqu’alors inconnues. Par exemple, les éléments qui sont plutôt difficiles à éliminer, comme le zinc et le cadmium, peuvent être éliminés plus facilement en utilisant une réaction médiée par le manganèse. Ce qui est intéressant, c’est qu’il ne s’agit pas seulement d’un développement technologique, mais aussi qu’il contribue à faire la lumière sur les interactions entre les matériaux.
- Q : Quels sont certains des défis de la recherche ?
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Aussi intéressant que cela puisse être, étant donné que le travail implique des sujets naturels, de nouvelles connaissances et techniques sont constamment nécessaires pour analyser des échantillons environnementaux contenant divers composants et interpréter les résultats. Par exemple, même un seul élément peut prendre différentes formes chimiques dans l’eau ou les sédiments, de sorte que les réactions chimiques détaillées ne peuvent pas être comprises sans une analyse au niveau moléculaire, ce qui est difficile mais aussi enrichissant.
- Q : Quel type d’impact social pouvez-vous attendre de vos recherches ?
Parlez-moi de vos projets à court terme (dans 1 à 2 ans) et à long terme (jusqu'à 10 ans).
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À court terme, nous menons des recherches sur la technologie de traitement des eaux usées utilisant des micro-organismes dans les mines d’Hokkaido. En utilisant les bactéries oxydant le fer présentes dans les eaux usées de la mine, l’efficacité du traitement a été considérablement améliorée. Nous aimerions augmenter le nombre de ces mines au cours des prochaines années.
À long terme, l’accent du développement des ressources se déplace de la terre vers la mer. Nous espérons donc que lorsque le développement des ressources minérales des fonds marins aura lieu à l’avenir, il sera possible de réaliser ce travail avec un impact environnemental minimal en réutilisant les différentes technologies qui ont été accumulées dans le traitement des eaux usées des mines terrestres. - Q : À quels ODD vos recherches peuvent-elles contribuer ?
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Objectif 6 : Eau propre et assainissement
Au Japon, il existe un historique de divers problèmes de pollution résultant du rejet direct des eaux usées minières dans l’environnement. Ces problèmes ont été résolus grâce à diverses réglementations et technologies, mais si l’on regarde à l’étranger, il existe de nombreux endroits où des problèmes de santé similaires se produisent encore. En consolidant notre technologie actuelle et en ciblant non seulement les mines mais tous les autres types d’eau contaminée, nous espérons créer un meilleur environnement aquatique dans le monde entier.
Objectif 9 : Construire des infrastructures, promouvoir l'industrie et innover
Les ressources métalliques sont essentielles pour l’industrie, donc si nous pouvons choisir des technologies qui ont un impact environnemental plus faible, je crois que nous pouvons construire une base industrielle plus durable.
« Objectif 13 : Prendre des mesures urgentes pour le climat »
La neutralité carbone progresse également rapidement dans le domaine du développement minier, et l’on pense que la quantité d’énergie nécessaire au traitement peut être réduite en réduisant l’utilisation d’électricité et de produits chimiques. En reboisant les terres nues des mines déjà développées et en introduisant une technologie de traitement des eaux usées qui utilise l’énergie naturelle comme les micro-organismes, nous contribuerons à réduire les émissions de gaz à effet de serre.
« Objectif 14 : Protéger et exploiter durablement les océans et les mers »
Je crois que je peux contribuer au développement d’une technologie qui prend en compte l’impact environnemental dans l’exploitation des ressources minérales des fonds marins. - Q : Quelle est l’importance de mener des recherches à l’Université des sciences et technologies marines de Tokyo ?
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- La recherche dans le domaine des ressources en métaux non ferreux continuera de gagner en importance à mesure que la demande mondiale en cuivre et en métaux rares augmentera. Il est extrêmement important de former correctement des ressources humaines qui ont l’intérêt, les compétences et les connaissances nécessaires au développement des ressources métalliques et qui ont une perspective large afin de pouvoir entreprendre le développement à la fois marin et terrestre.
- Q : Quelles sont vos priorités et vos politiques en matière de recherche ?
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- Nous pensons qu’il est important de restituer les résultats de la recherche à la société. En plus de fournir des commentaires académiques par le biais d'articles et de présentations lors de conférences, nous visons à revitaliser le domaine en nourrissant les étudiants avec une perspective large. Il est important d’être conscient de la nécessité d’équilibrer l’éducation et la recherche.
- L'article en libre accès du professeur associé Shigeji Fuchida est disponible ici
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Titre de l'article : Lixiviation des métaux et des métalloïdes des particules de minerai hydrothermal et leurs effets sur le phytoplancton marin
Auteurs et co-auteurs : Shigeshi Fuchida, Akiko Yokoyama, Rina Fukuchi, Jun-Ichiro Ishibashi, Shinsuke Kawagucci, Masanobu Kawachi, Hiroshi Koshikawa
Publié dans : ACS Omega
Date de parution : août 2017
DOI : 10.1021/acsomega.7b00081
Titre de l'article : Modélisation cinétique et mécanismes d'élimination du manganèse des eaux de mine alcalines à l'aide d'un réacteur à colonne à l'échelle pilote
Auteurs et co-auteurs : Shigeshi Fuchida, Shota Tajima, Takuro Nishimura et Chiharu Tokoro
Publié dans : Minéraux
Date de parution : août 2022
DOI : 10.3390/min12010099
Titre de l'article : Comprendre les mécanismes biogéochimiques de l'élimination des métaux du drainage minier acide avec un lit de calcaire souterrain à la mine de Motokura, au Japon
Auteurs et co-auteurs : Shigeshi Fuchida, Kohei Suzuki, Tatsuya Kato, Masakazu Kadokura et Chiharu Tokoro
Publié dans : Rapports scientifiques
Date de parution : août 2020
DOI : 10.1038/s41598-020-78069-9
