Contaminación del suelo por mineríaOSMAR RODRIGO VÁZQUEZ DELGADO

MIGUEL ÁNGEL VILLALOBOS CÓRDOVA

El suelo es donde terminan parte de los desechos de las actividades humanas como en procesos industriales, urbanos, agrícolas o mineros.

La minería produce contaminantes líquidos, sólidos y gaseosos que directa o indirectamente llegan al suelo, algunos son altamente reactivos y dañinos.

Minas

Minas superficiale

s

Minas a cielo

abiertoCanteras

Minas de aluviones

Minería subterráne

a

Minería por dragado

Contaminación por metales pesados

Hay dos grupos de metales pesados en el suelo:

El contenido de metales pesados en el suelo debería ser únicamente en función de la composición de la roca madre y de los procesos edafogenéticos.

Micronutrientes

• As• B• Co• Cr• Cu• Mn• Mo• Ni• Fe• Se• Zn

Sin función biológica

• Cd• Hg• Pb• Sb• Bi• Sn• Tl

Los fragmentos minerales sufren reacciones de oxidación y meteorización.

Impacto de la minería al suelo

Física

Desaparición por excavaciones

Compactamiento

Química

Los minerales que contienen los

metales de interés son sulfuros

Se oxidan liberando su carga

metálica en solución (drenaje

ácido)

Estos incluyen a las partículas de materia (polvo) y los óxidos de azufre, la mayoría de emisiones a la atmósfera son producidas en los procesos químicos a altas temperaturas tales como la fundición, y varían en la composición y potencial de contaminación.

Los gases de la actividad metalúrgica o de combustión del carbón implica la formación de lluvia ácida.

Si el suelo tiene carbonatos puede neutralizar los efectos acidificantes por la formación de sulfatos y liberación de CO2.

Sin la presencia de carbonatos la lluvia ácida acidifica al suelo, degradando y oxidando la materia orgánica.

Contaminantes gaseosos

Contaminantes sólidos

Escombreras

• Pueden producir infiltración de lixiviados dependiendo la naturaleza de los materiales.

• La presión de los materiales cambia el comportamiento mecánico del suelo.

• Jales mineros.

Lixiviación en pila

• Usado para extracción de uranio, cobre y oro.

• La mena triturada se dispone sobre bases impermeables.

• El uranio y cobre se riegan con ácido sulfúrico. El oro con compuestos cianurados.

• Pueden haber infiltraciones y formación de aerosoles.

Talleres de mina

• Existe una gran posibilidad de vertimiento accidental al suelo derivado de las grandes cantidades de hidrocarburos usados.

Otras estructuras

• (lavaderos, polvorines, oficinas) pueden producir efectos en función de factores como empleo de reactivos tóxicos, almacenamiento, etc.

Tipos de residuos sólidos

Sobrecarga (overburden)

Es la capa más superficial e incluye al suelo y la roca, esta sólo está presente en minas expuestas o superficiales, este residuo tiene un potencial de daño ambiental bajo y se utiliza para volver a vegetar durante o al final de la operación de una mina.

Roca Es la parte de la roca que contiene

minerales en concentraciones consideradas muy bajas para extraer y tener una remuneración sustancial.

Esta roca se almacena en montañas en la mina, pero, si presenta una concentración alta de materiales sulfhídricos y puede generar lixiviación ácida se almacena en agua.

También se puede utilizar para vegetar zonas.

Escoria (Slags)Es el componente no

metálico resultado de la fundición de los metales, se utiliza como un agregado en el concreto.

El resultado es una arcilla fina con propiedades parecidas al asfalto.

Jales mineros

Son los apilamientos de rocas molidas que quedan después de que los minerales de interés como el plomo, zinc, cobre, etc. son extraídos de las rocas que contienen.

Como la mayoría de las actividades humanas la minería produce residuos que en la actualidad tienen un valor nulo monetario. El suelo y la roca que es removida para tener acceso a los minerales deseados.

Composición química

Mineralogía y textura del suelo

Factores ambientales Tiempo

Contaminantes líquidos

En algunos casos se acumula en formas solubles por lo que está disponible para vegetales y animales.

Facilitan la infiltración.

EFECTO AMORTIGUADOR: Los suelos pueden facilitar la inmovilización gracias a procesos físicos, químicos y biológicos.

Carga crítica: Cantidad máxima que puede ser incorporado un componente a un suelo sin que se produzcan efectos nocivos.

Arcillas

Absorción Adsorción Intercambio iónico

Agua de las minasEl agua de las minas se produce por

varios procesos, varías en el resultado de la calidad del agua y en su potencial de contaminación. Se monitorea y dependiendo del tipo de agua, la calidad del agua y otras características el tratamiento difiere.

Jales mineros (Tailings) Son rocas finamente

pulverizadas y contienen los restos de minerales no deseados en grandes cantidades, también contienen restos de procesos químicos y se depositan como lodos al adicionarles agua en lagos de jales (lagunas de sedimentos con fondos diseñados para capturar los jales).

Los jales mineros generan un aumento de la cantidad de microelementos del suelo, afectando su calidad y la biota.

Tras una explotación los suelos quedan con todo tipo de materiales residuales.

Los metales de la superficie del suelo se reducen por lixiviación, erosión. No pueden ser degradados y solo se transforman a otros estados de oxidación reduciendo su movilidad y toxicidad.

Clase textural desequilibrada

Desequilibrio de nutrientes

Anomalías en propiedades químicas y

físicas

Ruptura de ciclos biogeoquímicos

Dificultad de enraizamiento Baja retención de agua

Impacto en los suelos

El impacto en los suelos depende en el tipo de residuo que compone a los jales mineros, estos varían considerablemente por el mineral que se extrae, por el método utilizado y el procesamiento in-situ del mineral.

El riesgo más grande radica en los lugares donde los jales y la roca contienen cantidades grandes de minerales sulfurosos y estos son expuestos a agua y aire, esto genera el drenado de rocas ácidas (acid rock drainage).

Impacto en los suelos

Drenado de rocas ácidas

Drenado de rocas ácidas Se refiere al agua ácida generada cuando los

minerales sulfurosos se exponen a agua y aire, el resultado de esta reacción produce ácido sulfúrico.

La presencia de ácido sulfúrico altera las propiedades del suelo, acidificándolo y además llevando con él radicales libres como metales pesados presentes en los jales mineros y generando sitios activos en los suelos.

Factores principales para que se presente el drenado de rocas ácidas

Área de la superficie expuesta

Tipos de minerales presentes

Cantidad de oxígeno presente

Cantidad de agua presente

Temperatura Microorganismos presentes

Impacto en el suelo del DRA

Este genera una mala calidad de agua haciendo su pH muy bajo e incrementa la cantidad de metales disueltos en la superficie y en mantos acuíferos subterráneos, depende de la cantidad de agua que afecta y qué tanto se disuelve y neutraliza la acidez del agua.

NORMATIVIDAD

NOM-141-SEMARNAT-2003• Que establece el procedimiento para caracterizar los jales, así

como las especificaciones y criterios para la caracterización y preparación del sitio, proyecto, construcción, operación y postoperación de presas de jales.

NOM-053-SEMARNAT-1993• Que establece el procedimiento para llevar a cabo la prueba

de extracción para determinar los constituyentes que hacen a un residuo peligroso por su toxicidad al ambiente.

Bibliografía

http://www.miningfacts.org/Environment/What-is-acid-rock-drainage/

http://www.miningfacts.org/Environment/How-are-waste-materials-managed-at-mine-sites/

Suelos y sedimentos afectados por la dispersión de jales inactivos de sulfuros metálicos en la zona minera de Santa Bárbara, Chihuahua, México. Margarita Gutiérrez–Ruiz1, Francisco M. Romero2,* y Galia González–Hernández

http://www.uclm.es/users/higueras/MAM/MMAM5.htm

http://www.aulados.net/Libros_Aula2puntonet_GEMM/Libro_Mineria_MA.pdf

http://www.profepa.gob.mx/innovaportal/file/1317/1/nom-141-semarnat-2003.pdf

http://www.imss.gob.mx/sites/all/statics/profesionalesSalud/investigacionSalud/cbis/nom-053-semarnat-1993.pdf