Impacto ambiental de las áreas de minería metálica: Aplicación de metodologías analíticas no destructivas al análisis geoquímico

Abstract

La recerca que es presenta en aquesta tesi se centra en l’aplicació de diferents metodologies de mostreig i de diferents tècniques analítiques per l’estudi dels efectes ambientals de la dispersió de metalls al voltant de zones de mineria metàl·lica abandonada. En aquest cas, la metodologia està basada principalment en un anàlisi geoquímic de conca, on es realitzen anàlisis del curs alt d’aquesta conca, per veure la dispersió de metalls des de la mineralització cap a la vegetació i el medi hídric, del curs mitjà, on s’avalua la distribució dels metalls als sediments del llit i de la plana d’inundació i el seu risc potencial, i a la plana al·luvial, on es realitza un anàlisi de la distribució dels metalls als sediments dipositats en aquesta zona i els processos de mobilitat i de precipitació que es poden donar en ells. Per realitzar l’avaluació de l’impacte en aquest tipus de zones és necessari analitzar un gran nombre de mostres i per això es va utilitzar un mètode analític d’altra productivitat com es la fluorescència de raigs X (XRF). En aquest cas es van utilitzar 3 tipus d’instrumentació de raigs X (EDXRF amb geometria triaxial, micro-EDXRF i WDXRF). També es van utilitzar tècniques geofísiques com la tomografia elèctrica per determinar l’extensió i el gruix dels residus miners transportats i dipositats per la rambla a la plana al·luvial i anàlisis microbiològics per veure la possible influència dels bacteris presents als sediments per explicar els processos de mobilitat i precipitació de metalls. Com a principals conclusions, es va observar una lixiviació de metalls cap al medi hídric fins i tot a pHs bàsics cosa que no és habitual, l’existència d’un risc de remobilització de metalls a partir dels sediments de la plana al·luvial en episodis de pluja intensa i la possibilitat de la tomografia elèctrica com a tècnica per delimitar l’extensió dels residus miners en la plana al·luvial. A més, també es va demostrar la capacitat de la tècnica de XRF per determinació elemental en aigües de mina com a tècnica alternativa a les classiques.

La investigación que se presenta en esta tesis se centra en la aplicación de diferentes metodologías de muestreo y de diferentes técnicas analíticas para el estudio de los efectos ambientales de la dispersión de metales alrededor de zonas de minería metálica abandonada. En este caso, la metodología está basada principalmente en un análisis geoquímico de cuenca, donde se realizan análisis en la parte superior de esta cuenca, para ver la dispersión de metales desde la mineralización hacia vegetación y hacia el medio hídrico, del cauce medio donde se evalúa la distribución de los metales en los sedimentos del cauce y de la llanura de inundación y su potencial riesgo, y en la llanura aluvial donde se realiza un análisis de la distribución de los metales en los sedimentos depositados en esta zona y los procesos de movilidad y de precipitación que se pueden dar en ellos. Para realizar la evaluación del impacto en este tipo de zonas es necesario analizar un gran número de muestras y por esto se utilizó un método analítico de alta productividad como es la fluorescencia de rayos X (XRF). En este caso se utilizaron 3 tipos de instrumentación de rayos X (EDXRF con geometría triaxial, micro-EDXRF y WDXRF). También se utilizaron técnicas geofísicas como la tomografía eléctrica para determinar la extensión y el espesor de los residuos mineros transportados y depositados por la rambla en la llanura aluvial y análisis microbiológicos para ver la posible influencia de las bacterias presentes en los sedimentos para explicar los procesos de movilidad y precipitación de los metales. Como principales conclusiones, se observó una lixiviación de metales hacia el medio hídrico incluso a pHs básicos cosa que no cabría esperar, la existencia de un riesgo de removilización de metales a partir de los sedimentos de la llanura aluvial en eventos de lluvia intensa y la posibilidad de la tomografía eléctrica como técnica para delimitar la extensión de los residuos mineros en la llanura aluvial. Aparte, también se demostró la capacidad de la técnica de XRF para determinación elemental en aguas mineras como técnica alternativa a las clásicas.

This thesis is focused on the application of different sampling methodologies and analytical techniques in order to determine the environmental impacts produced by metals’ dispersion around abandoned mining zones. In this case, the analytical methodology chosen is a geochemical basin analysis. In the upper part of the basin were done some analyses in order to determine metals’ dispersion from the mineralized zone to vegetables and to the hydric media. In the middle zone was evaluated the distribution of metals in alluvial and also in overbank sediments and their potential risk. Finally, on the alluvial plain was done an in-depth analysis of the metals in the sediments and were studied the mobility and precipitation processes of them. In order to evaluate the environmental impact in these kind of zones is needed to carry out a huge quantity of analysis and due to this was chosen a high productivity analytical method as X-Ray fluorescence (XRF). Three different X-ray instruments were employed (triaxial geometry EDXRF, micro-EDXRF and WDXRF). Also were employed some geophysical techniques, such as electrical tomography to determine the extension and thickness of the mining wastes that were transported and deposited in the alluvial plain. Finally, some microbiological analysis were done in order to study the influence of bacteria to explain the mobility and precipitation of metals in sediments. As a main conclusion was observed that, there is an important leaching of metals to the hydric media at basic pH values, there is an important remobilization risk for metals in intense rain episodes and there is a possibility of using electrical tomography as a technique to establish the extension of mining wastes in alluvial plain. Moreover was demonstrated the capacity of XRF techniques to analyze mining waters as an alternative technique to the classical techniques.