Calidad ambiental de suelos y aguas de la Mina Fésituación inicial y alternativas de recuperación
- Diego Arán 1
- José Ramón Verde 2
- Juan Antelo 2
- Felipe Macías 3
- 1 Inproyen Consulting
- 2 Instituto de Investigaciones Tecnológicas, Universidad de Santiago de Compostela
-
3
Universidade de Santiago de Compostela
info
ISSN: 2253-6574
Datum der Publikation: 2020
Ausgabe: 10
Nummer: 1
Seiten: 81-100
Art: Artikel
Andere Publikationen in: Spanish Journal of Soil Science: SJSS
Zusammenfassung
La actividad minera contribuye a diferentes impactos ambientales. Tras el cierre es esencial una evaluación holística del estado de los principales componentes del ecosistema y de sus riesgos medioambientales, a modo de establecer y gestionar un programa de rehabilitación sostenible y especifico a la situación ambiental existente. El objetivo de este trabajo fue evaluar la calidad química de los suelos y aguas de escorrentía de la mina de uranio, mina Fé (Saelices el Chico, España), con el fin de obtener un diagnóstico de la problemática ambiental existente y de las potenciales intervenciones de recuperación a aplicar. Los suelos localizados dentro del área minera y los suelos naturales de la zona adyacente fueron muestreados, analizados fisicoquímicamente y clasificados según la World Reference Base. Además, fueron recogidas muestras de aguas de escorrentía de las escombreras, para evaluación química y termodinámica, así como, en el período seco, eflorescencias de sales de la superficie de los materiales para análisis química y mineralógica. Los suelos naturales (clasificados como Leptosoles líticos, háplicos y esqueletales, Cambisoles lépticos y háplicos, Acrisoles plínticos y Fluvisoles háplicos y gleicos) presentan baja fertilidad (evaluada por la concentración de nutrientes y materia orgánica) y una fuerte tendencia erosiva lo que, junto con las condiciones climáticas de la zona, conllevan a un escaso desarrollo de la cobertura vegetal. Asimismo, estos suelos sólo se mantienen, de forma muy incipiente, en las áreas donde existe una cobertura vegetal permanente. La mayoría de los suelos de mina están desarrollados sobre diferentes mezclas de material de partida y residuos de mina ricos en sulfuros, clasificándose como Tecnosoles espólicos, sulfúricos o sálicos, dependiendo de sus propiedades y/o condiciones específicas. Estas mezclas de materiales disminuyen el efecto negativo de los materiales de escombrera, ya que las concentraciones totales de los elementos potencialmente tóxicos son similares (excepto para el Pb) a las determinadas en los suelos naturales. Sin embargo, estos suelos tienen elevado riesgo ambiental debido a la generación de drenajes hiperácidos (pH ≈ 2,8), hiperoxidantes (Eh ≈ 759 mV), hiperconductoras (CE ≈ 12,8 dS m-1) con altos contenidos en elementos potencialmente tóxicos (ej. Al, Fe y Mn) y sulfatos (22,9-33,9 g L-1). En el periodo seco, la ascensión por capilaridad de este drenaje contribuye a la formación de sales evaporíticas sobre los materiales las cuales fueron identificadas, principalmente, como sulfatos de Al y Mg (epsomita y halotricita). Estas fases sólidas son únicamente sumideros temporales de sulfato y metales, pues se redisuelven con las lluvias liberando nuevamente los elementos al medio. Además, la baja fertilidad y capacidad de cambio, acidez, pedregosidad y salinidad de los suelos de mina limitan la colonización natural y el desarrollo vegetativo. Teniendo en cuenta el riego ambiental y las características/condicionantes de los suelos de mina, el proceso de recuperación de la mina Fé debe enfocarse, principalmente, en la minimización de la oxidación de los sulfuros y mejora de la fertilidad para, consecuentemente, promover el establecimiento de una cobertura vegetal biodiversa y los procesos de edafogénesis y biogeoquímicos.
Informationen zur Finanzierung
Los autores agradecen a ENUSA por la cooperaci?n t?cnica y la provisi?n del ?rea de estudio y muestras de campo; a Carmen P?rez y David Romero por el apoyo t?cnico; y a la Xunta de Galicia por el apoyo financiero del Grupo AMBIOSOL (GRC2014/003).Geldgeber
-
Xunta de Galicia
Spain
- GRC2014/003
Bibliographische Referenzen
- Abreu MM, Matias MJ, Magalhães MCF, Basto MJ. 2007. Potencialidades do Pinus pinaster e Cytisus multiflorus na fitoestabilização de escombreiras na mina de ouro de Santo António (Penedono); Rev Cienc Agrar; 30: 335–349.
- Abreu MM, Batista MJ, Magalhães MCF, Matos JX. 2010. Acid mine drainage in the Portuguese Iberian Pyrite Belt. In: Brock CR, editor., Mine Drainage and Related Problems. New York: Nova Science Publishers. p. 71–118.
- Abreu MM, Lopes J, Santos ES, Magalhães MCF. 2014a. Ecotoxicity evaluation of an amended soil contaminated with uranium and radium using sensitive plants. J Geochem Explor; 142: 112–121.
- Abreu MM, Godinho B, Magalhães MCF. 2014b. Risk assessment of Arbutus unedo L. fruits from plants growing on contaminated soils in the Panasqueira mine area, Portugal. J Soil Sediment; 14: 744–757.
- Adriano DC. 2001. Trace Elements in terrestrial environments: Biogeochemistry, bioavailability and risk of metals. New York: Springer-Verlag.
- Arribas A. 1985. Origen, transporte y deposición del uranio en los yacimientos en pizarras de la provincia de Salamanca. Estud Geol; 41: 301–321.
- Ávila PF, Ferreira da Silva E, Candeias C. 2017. Health risk assessment through consumption of vegetables rich in heavy metals: the case study of the surrounding villages from Panasqueira mine, Central Portugal. Environ Geochem Health; 39: 565–589
- Bech J, Abreu MM, Chon HT, Roca N. 2014. Remediation of potentially toxic elements in contaminated soils. In: Bini C, Bech J, editores. PHEs, environment and human health: Potentially harmful elements in the environment and the impact on human health. Netherlands: Springer. p. 253–308.
- Both RA, Arribas A, de Saint-Andre B. 1994. The origin of breccia-hosted uranium deposits in carbonaceous metasediments of the Iberian Peninsula; U-Pb geochronology and stable isotope studies of the Fe Deposit, Salamanca Province, Spain. Econ Geol Bull Soc Econ Geol; 89: 584‒601.
- Buol SW, Sánchez PA, Cate RB, Granger MA. 1975. Soil fertility capability classification. In: Bornemisza E, Alvarado A, editores. Soil management in tropical America. North Carolina State University, Raleigh NC, Unite State, p.126–141
- Calvo de Anta R, Macías F, Riveiro A. 1992. Aptitud agronómica de los suelos de la provincia de La Coruña (cultivos, pinos, robles, eucaliptos y castaños). Ed. Diputación Provincial de La Coruña.
- DOGA. 2009. Decreto 60/2009, do 26 de Febreiro, sobre solos potencialmente contaminados e procedemento para a declaración de solos contaminados. DOGA 57: 5920–5936.
- FAO y ITPS. 2015. Status of the World’s Soil Resources (SWSR) – Main Report. Food and Agriculture Organization of the United Nations and Intergovernmental Technical Panel on Soils, Rome, Italy.
- Ferreira da Silva E, Ávila PF, Salgueiro AR, Candeias C, García-Pereira H. 2013. Quantitative–spatial assessment of soil contamination in S. Francisco de Assis due to mining activity of the Panasqueira mine (Portugal). Environ Sci Pollut Res Int; 20: 7534–7549.
- IGME, Instituto Geologico y Minero de España, 1990. Mapa Geológico de España 1:50.000, Ciudad Rodrigo, Ideal Ed. Madrid.
- IUSS Working Group WRB. 2015. World Reference Base for Soil Resources 2014, update 2015 International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. World Soil Resources Reports No. 106. Rome: FAO.
- Kabata-Pendias A, Pendias H. 2001. Trace elements in soils and plants. Boca Raton: CRC Press, Inc..
- Murphy J, Riley JP. 1962. A modified single solution method for the determination of phosphate in natural waters. Anal Chim Acta; 27: 31–36.
- Macías F, Calvo de Anta R. 2008. Niveles genéricos de referencia de metales pesados y otros elementos traza en suelos de Galicia. Santiago de Compostela: Xunta de Galicia.
- Monterroso C, Macías F. 1998a. Drainage waters affected by pyrite oxidation in a coal mine in Galicia (NW Spain): Composition and mineral stability. Sci Total Environ; 216: 121–132.
- Monterroso C, Macías F. 1998b. Aguas de drenaje de mina afectadas por la oxidación de sulfuros. Variaciones estacionales de su composición. Bol Soc Esp Cienc Suelo; 5: 71–82.
- Monterroso C, Macías F, Gil Bueno A, Val Caballero C. 1998. Evaluation of the land reclamation project at the As Pontes Mine (NW Spain) in relation to the suitability of the soil for plant growth. Land Degrad Dev; 9: 441–451.
- Neves MO, Figueiredo VR, Abreu MM. 2012. Transfer of U, Al and Mn in the water–soil–plant (Solanum tuberosum L.) system near a former uranium mining area (Cunha Baixa, Portugal) and implications to human health. Sci Total Environ; 416: 156–163
- Nordstrom DK. 1982. Aqueous pyrite oxidation and the consequent formation of secondary iron minerals; In: Kittrick JA, Fanning DS, Hossner LR, editores. Acid sulfate weathering. Soil Sci Soc America Spec Pub; 10, 37–56.
- Parkhurst DL, Appelo CAJ. 2013. Description of input and examples for PHREEQC version 3--A computer program for speciation, batch- reaction, one-dimensional transport, and inverse geochemical calculations: U.S. Geological Survey Techniques and Methods, book 6, chap. A43.
- Peech M, Alexander LT, Dean LA, Reed JF. 1947. Methods of soil analysis for soil fertility investigations. USDA 575. Washington, DC: US Gov. Print. Office.
- Sánchez-España J, Pamo EL, Santofimia E, Aduvire O, Reyes JA, Barettino D. 2005. Acid mine drainage in the Iberian Pyrite Belt (Odiel river watershed, Huelva, SW Spain): Geochemistry, mineralogy and environmental implications. Appl Geochem; 20: 1320–1356.
- Sánchez-España J, Toril GE, Pamo EL, Amils R, Ercilla MD, Pastor ES, San Martín-Úriz P. 2008. Biogeochemistry of hyperacid and ultraconcentrated pyrite leachate in San Telmo mine (Iberian Pyrite Belt, Spain). Water Air Soil Pollut; 194: 243–257.
- Santos ES, Abreu MM, Macías F, de Varennes A. 2016. Chemical quality of leachates and enzimatic activities in Technosols with gossan and sulfide wastes from the São Domingos mine. J Soil Sediment; 16: 1366–1382.
- Santos ES, Abreu MM, Macías F, Magalhães MCF. 2017. Potential environmental impact of technosols composed of gossan and sulfide-rich wastes from São Domingos mine: assay of simulated leaching. J Soil Sediment; 17: 1369–1383.
- StatSoft, Inc. 2007. STATISTICA (data analysis software system), version 8.0. www.statsoft.com.
- Wong MH. 2003. Ecological restoration of mine degraded soils with emphasis on metal contaminated soils. Chemosphere; 50: 775–780.