Resumen de Uso de parámetros indirectos para la evaluación de la contaminación de suelos por metales pesados en una zona minera de San Luis Potosí, México

Isabel Pérez-Martínez, Francisco Martín Romero

• español

  Los residuos mineros son una fuente importante de arsénico y metales pesados que, al estar sujetos a la dispersión eólica e hídrica, pueden ser la causa de la contaminación de suelos en grandes superficies de terreno. En este trabajo, se seleccionó una zona minera en el estado de San Luis Potosí, México, para evaluar el uso de la susceptibilidad magnética (SM), la conductividad eléctrica (CE) y el pH como parámetros indirectos para la delimitación de la distribución espacial de arsénico y metales pesados en los residuos mineros y suelos contaminados por su dispersión. La SM, CE, pH y la concentración total de elementos potencialmente tóxicos (EPT) como arsénico (As), cadmio (Cd), cobre (Cu), plomo (Pb), zinc (Zn) y hierro (Fe) fueron determinados en 107 muestras de residuos y suelos. Además, se analizó la concentración de iones mayores en lixiviados acuosos y se realizaron análisis de difracción de rayos X y microscopía electrónica de barrido en suelos y jales. Por último, se valoró el índice de peligro (IP) debido a la presencia simultánea de As, Cd y Pb. Los resultados indican que los valores más altos de SM, CE y concentraciones totales de EPT, así como los valores de pH más bajos, se determinaron en los residuos mineros lo cual confirma que son fuente potencial de contaminación de los suelos adyacentes. Por otro lado, indican que en los suelos colindantes con los residuos se determinaron valores altos de estos parámetros. Se demostró que existe una mayor correlación entre la SM, pH y la concentración total de los EPT, y menor para la CE, la cual está determinada por la presencia de sulfatos de calcio (yeso) que es el principal mineral secundario de los procesos de oxidación de los residuos mineros. Se encontró que la relación entre la SM y los EPT está determinada por las fases sólidas (minerales secundarios de Fe) en las que están retenidos los EPT y que presentan una buena respuesta magnética. El análisis de regresión lineal para el índice de peligro (IP) y SM, CE y pH indica una correlación lineal significativa entre IP y SM (0.82), y entre IP y pH (- 0.81); sin embargo, se encontró una correlación lineal más débil entre IP y CE (r = 0.57). Estos resultados permiten concluir que la CE ayuda a delimitar la fuente de contaminación y la dispersión de los residuos y que la SM y el pH son útiles en la delimitación de la contaminación del suelo, así como en la valoración del grado de contaminación por residuos mineros en la zona de estudio.

• English

  Tailings are a significant source of arsenic and heavy metals. When mining wastes are subjected to wind dispersal and water erosion, they may be the cause of widespread soil contamination. In this work, a mining area in the state of San Luis Potosi, Mexico, was selected to evaluate the use of magnetic susceptibility (MS), electrical conductivity (EC) and pH as alternative indicators for the delimitation of the spatial distribution of arsenic and heavy metals in mine wastes and soils contaminated by their dispersal. The MS, EC, pH and the total concentration of potentially toxic elements (PTE), such as arsenic (As), cadmium (Cd), copper (Cu), lead (Pb), zinc (Zn) and iron (Fe), were determined in 107 waste and soil samples. Moreover, the concentration of major ions in solution was analyzed and XRD and SEM analyses were carried out. Finally the hazard index (HI) was assessed as a value showing the effect of joint presence of As, Cd and Pb in the area. The results indicate that higher values of MS, EC and total concentrations of PTE and the lowest pH values were determined in mining waste, confirming that they are a potential source of soil contamination of adjacent areas. Moreover, soils closest to residues yielded high values for these parameters. There was a strong linear correlation between the MS, pH and the total concentration of PTE and a lower correlation for the EC, which is determined by the presence of calcium sulfate (gypsum) as the main secondary mineral of oxidation processes in mining wastes. Also, the relationship between MS and PTE was determined by solid phases that were contained in the PTE (Fe minerals) with good magnetic response. The linear regression analysis for the hazard index (HI), MS, EC and pH indicates a significant linear correlation between HI and MS (0.82), and between HI and pH (- 0.81). However, only a weak linear correlation between HI and EC was found (r = 0.57). These results suggest that the EC will help to determine the source of contamination and the dispersion of the waste and the MS and pH help in the delineation of soil contamination as well as the assessment of the degree of contamination by mining waste in the study area.