Repositorio institucional
Geoquímica ambiental del mercurio en pasivos ambientales minero metalúrgicos
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Geoquímica ambiental del mercurio en pasivos ambientales minero metalúrgicos
Leura Vicencio, Adriana Karina
Fecha:
2017-07-07
Resumen:
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.
Descripción:
Mining activities represents one of the main anthropogenic sources of metal and metalloid emissions to the environment, as mercury. Nowadays mercury is an element considered of environmental priority due to its persistence and toxicity. In the state of San Luis Potosi are located two municipalities with a metallurgical history associated with mercury. The first of these is Guadalcazar, considered one of the main producers of mercury at the national level e during second world war, and the second municipality corresponds to Cedral, where silver amalgamation using mercury were carried out during the eighteenth and nineteenth centuries, as well as secondary mercury production activities from the reprocessing of amalgamation tailings were carried out during the late twentieth century. Currently in these municipalities are abandoned dumps of waste generated by mercury primary production activities (waste rocks and calcines), amalgamation (amalgamation tailings) and mercury secondary production (reprocessed tailings) and that can contribute to mercury pollution in soils and sediments. A mercury levels assessment was made in representative wastes of each mining-metallurgical activity, and in potentially affected soils. The environmental mercury behavior in wastes and soils was then evaluated through solubility test with meteoric water and a bioaccessibility test, emulating gastric conditions. Finally, in addition to the evaluation of the environmental mercury behavior in the different wastes and soils from the different scenarios, a selective sequential extraction test was carried out. Respect to Guadalcázar, the wastes generated by mercury primary production presented concentrations between 9.8 mg / kg and 828.0 mg/kg, being evident the negative impact on the surrounding soils to the mining areas where values of 8.8 mg/kg. 243.2 mg/kg were registered. Low concentrations of mercury soluble in meteoric water were determined (0.01 mg/kg - 0.04 mg/kg). The low mercury solubility could be explained by the presence of HgS as main mercury mineral phase evidenced by a scanning electron microscopy analysis. The bioaccessibility analysis indicated a higher release of mercury compared to water solubility with values between 0.3 mg/kg and 86.6 mg/kg in residues and between 0.2 mg/kg and 106.6 mg/kg in soils. Selective sequential extraction indicated that mercury is primarily associated with the fraction operationally defined as sulfide. In the case of Cedral, total mercury concentrations in wastes ranged from 8 mg/kg to 548 mg/kg, while in soils the concentrations ranged from 1 mg/kg to 466 mg/kg. In relation to soluble mercury, in metallurgical wastes the concentrations were determined between <0.004 and 0.32 mg/kg and, between 0.004 mg/kg and 0.012 mg/kg for soils. On the other hand, the concentrations of bioaccessible mercury were determined between 0.4 mg/kg and 60 mg/kg in wastes; and between 0.1 and 17.2 mg/kg in soils. Regarding the fractionation of the mercury in residues, the main predominance in the fraction associated with sulphides. The study confirmed that the activities of mercury primary production, amalgamation and mercury secondary production generated residues with high mercury concentrations, which nowadays represent potential sources of anthropogenic mercury emission, in addition it was evidenced that the roasting processes in primary production and leaching in secondary production favor changes in mercury speciation, reflected in an increase in solubility and bioaccessibility in wastes generated in these stages, as well as slight changes in the mercury distribution associated with the different fractions of the medium.
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