Geoquímica ambiental del mercurio en pasivos ambientales minero metalúrgicos

Abstract

Las actividades minero metalúrgicas representan una de las principales fuentes antrópicas de emisión de metales y metaloides al ambiente dentro de los cuales se encuentra el mercurio, elemento considerado de prioridad ambiental debido a su persistencia y toxicidad. En el estado de San Luis Potosí se localizan dos municipios con un pasado histórico minero metalúrgico asociado al mercurio. El primero de ellos es Guadalcázar considerado uno de los principales productores de mercurio primario a nivel nacional especialmente durante la segunda guerra mundial, mientras que el segundo municipio corresponde a Cedral, donde se llevaron a cabo actividades de beneficio de plata por amalgamación con mercurio durante los siglos XVIII y XIX, así como actividades de producción secundaria de mercurio a partir del reprocesamiento de jales de amalgamación durante finales del siglo XX. Actualmente en estos municipios se encuentran montículos de residuos al aire libre generados por las actividades de producción primaria (terreros y calcinas), amalgamación (jales de amalgamación) y producción secundaria (jales reprocesados) y que pueden contribuir al aporte de mercurio a suelos y sedimentos aledaños. Debido a ello se realizó una evaluación de los niveles de mercurio en residuos representativos de cada actividad minero-metalúrgica, y en suelos potencialmente afectados. A continuación se evaluó el comportamiento del mercurio en residuos y suelos a través de pruebas de solubilidad con agua meteórica y bioaccesibilidad in vitro emulando condiciones gástricas. Finalmente y de forma complementaria, en la evaluación del comportamiento del mercurio en las diferentes matrices (residuos y suelo) pertenecientes a los diferentes escenarios, se llevó a cabo un ensayo de extracción secuencial selectiva. Respecto al municipio de Guadalcázar los residuos generados por la producción primaria de mercurio presentaron concentraciones entre 9.8 mg/kg y 828.0 mg/kg, siendo evidente el impacto negativo sobre los suelos aledaños a las zonas mineras donde se registraron valores de 8.8 mg/kg a 1 243.2 mg/kg. Se determinaron bajas concentraciones de mercurio soluble en agua meteórica (0.01 mg/kg – 0.04 mg/kg), lo cual se asocia a la presencia de HgS evidenciado por un análisis de microscopía electrónica de barrido. En el caso de los suelos las concentraciones de mercurio soluble resultaron ser similares a las determinadas en residuos (0.01 mg/kg – 0.06 mg/kg). El análisis de bioaccesibilidad indicó una mayor liberación de mercurio a diferencia de la solubilidad con valores entre 0.3 mg/kg y 86.6 en residuos y entre 0.2 mg/kg y 106.6 mg/kg en suelos. La extracción secuencial selectiva indicó que el mercurio se asocia principalmente a la fracción operacionalmente definida como sulfuro. En el caso del municipio de Cedral las concentraciones totales de mercurio en residuos variaron entre 8 y 548 mg/kg, mientras que en suelos las concentraciones se presentaron en un rango entre 1 y 466 mg/kg. En relación al mercurio soluble en residuos las concentraciones se determinaron entre <0.004 y 0.32 mg/kg y, entre 0.004 y 0.012 mg/kg para suelos. Por otra parte las concentraciones de Hg bioaccesible se determinaron entre 0.4 y 60 mg/kg en residuos; y entre 0.1 y 17.2 mg/kg en suelos. Respecto al fraccionamiento del mercurio en residuos, se determinó la mayor proporción en la fracción asociada a sulfuros. El estudio confirmó que las actividades de producción primaria, amalgamación y producción secundaria generaron residuos con elevadas concentraciones de mercurio, los cuales a la fecha representan potenciales fuentes de emisión antrópica de mercurio, además se evidenció que los procesos de tostación en la producción primaria y lixiviación en la producción secundaria, favorecen cambios en la especiación del mercurio, reflejado en un incremento de la solubilidad y bioaccesibilidad en los residuos generados en estas etapas, además de ligeros cambios en la distribución del mercurio asociado a las diferentes fracciones del medio.