Resumen de Metal mobility in acid mine drainage-impacted waters: from rivers to oceans

Rafael Pérez López, Sergio Carrero Romero, Ricardo Millán Becerro, Mª Dolores Basallote Sánchez, Francisco Macías Suárez, Carlos Ruiz Cánovas, José Miguel Nieto Liñán

• español

  El camino completo hasta el océano que siguen los metales contenidos en drenajes ácido de mina (AMD), desde su liberación a los cursos fluviales debido a la meteorización de residuos mineros ricos en sulfuros, puede ser dilucidado en la Faja Pirítica Ibérica (FPI). Los ríos Odiel y Tinto drenan esta vasta extensión de sulfuros masivos, explotados desde tiempos históricos, descargando una gran cantidad de acidez y contaminantes a un estuario común, el Estuario de Huelva. La mezcla de agua fluvial ácida y agua de mar alcalina en el estuario conduce a una serie de reacciones geoquímicas que controlan el tiempo de residencia de los contaminantes en la transición estuarina. El presente manuscrito focaliza su atención en ese conjunto de procesos geoquímicos que en definitiva determinan la cantidad de contaminantes que posteriormente se transfiere al Océano Atlántico. En el estuario, se observa un aumento progresivo del pH desde el dominio fluvial hasta el dominio marino debido a la mezcla de aguas. Durante la neutralización del AMD, se produce la floculación de material particulado: primero precipita el Fe como schwertmannita y posteriormente el Al en forma de basaluminita. Otros elementos no conservativos que son eliminados de la columna de agua por procesos de precipitación son Cu, elementos de tierras raras (REE) e Y. La precipitación de schwertmannita produce la retención por adsorción del As a pH inferiores a 5.0. Sin embargo, cuando el material particulado de schwertmannita entra en contacto con aguas de pH superior se produce la desorción del As que pasa de nuevo a solución. Los procesos de adsorción/desorción de arsénico están asociados al punto de carga cero de schwertmannita. Otros contaminantes tales como Zn, Mn, Ni y Co se comportan conservativamente, permaneciendo en solución durante todo su tránsito estuarino y, por tanto, amenazando significativamente las condiciones ambientales de las áreas costeras del Golfo de Cádiz.

• English

  The complete pathway to the oceans for metals contained in acid mine drainages (AMD), from their release to river courses by weathering of sulfide-rich mining wastes, can be elucidated in the Iberian Pyrite Belt (FPI). The Odiel and Tinto rivers drain this vast expanse of massive sulfides, exploited since historical times, discharging a large amount of acidity and pollutants into a common estuary, the so-called Estuary of Huelva. The mixing of acidic river water and alkaline seawater in the estuary leads to a series of geochemical reactions that control the residence time of pollutants along the estuarine transition. This manuscript focuses its attention on that set of geochemical processes that ultimately determine the amount of pollutants that are subsequently transferred to the Atlantic Ocean. In the estuary, a progressive increase in pH is observed from the fluvial to the marine domain due to the water mixing. During the AMD neutralization, flocculation of particulate material occurs: Fe firstly precipitates as schwertmannite and later Al in the form of basaluminite. Other non-conservative elements that are removed from the water column by precipitation processes are Cu, rare earth elements (REE) and Y. The precipitation of schwertmannite produces the retention of As by adsorption at pH below 5.0. However, when schwertmannite particulate matter reach waters with higher pH values, As desorption occurs, which is released back to solution. Arsenic adsorption/desorption processes are associated with the zero-charge point for schwertmannite. Other contaminants such as Zn, Mn, Ni and Co behave conservatively, remaining in solution throughout their estuarine transit and, hence, significantly threatening the environmental conditions of the coastal areas of the Gulf of Cadiz.