Caracterización físico-química de suelos desnudos en el área

Bilbao, 23 – 26 junio 2015
Caracterización físico-química de suelos desnudos en el área
afectada por el vertido minero de Aznalcóllar
Cabrera F, Alegre JM, Murillo JM, Marañón T.
El accidente minero de Aznalcóllar
El 25 Abril 1998 se virtieron 4-5 millones m3 de lodo
pirítico. 2700 ha de suelos agrícolas quedaron afectados
Una franja de 40 km de 300 m de ancho a lo largo de los ríos Agrio y
Guadiamar quedó cubierta por una capa de 0-30 cm espesor de un lodo
negro (agua ácida cargada de metales pesados y otros elementos tóxicos
y sulfuros metálicos finamente dividos, 74-80% pirita con arsenopirita)
F.Cabrera,IRNAS,CSIC
2
Medidas tomadas por la administración para la
Recuperación de los suelos (1)
Las labores de recuperación de los suelos
comenzaron poco después del accidente y
consistieron en:
1. Remoción del lodo de la superficie de los suelos junto con
una capa de 10-20 cm de suelo
De mayo a noviembre 1998. Se retiraron 7 x 106 m3 de material
contaminado (lodo + suelo)
F.Cabrera,IRNAS,CSIC
3
Remoción de lodos
F.Cabrera,IRNAS,CSIC
4
Resultado de la Limpieza
5
F.Cabrera,IRNAS,CSIC
Medidas tomadas por la
administración para la Recuperación de
los suelos (2)
2. Aplicación de enmiendas y gradeo (20 cm)
para mezclarlas en la capa arable
• Corrección de la acidez y estabilización de los metales
pesados: Materiales ricos en CaCO3, 20-50 Mg ha-1
• Estabilización de metales pesados y As: suelos ricos
en Fe, 500-700 Mg ha-1 (áreas localizadas)
• Fertilización orgánica:
compost, estiércol, 15-20 Mg ha-1
F.Cabrera,IRNAS,CSIC
6
Medidas tomadas por la administración para la
Recuperación de los suelos (3)
3. Los suelos afectados fueron reforestados con especies
autóctonas
Se plantaron más de 3 millones de plantas: alcornoque, encina,
acebuche, álamo, sauce, romero, adelfa, retama, etc.
Algarrobo
F.Cabrera,IRNAS,CSIC
Encina
Acebuche
7
Aspecto actual de la cuenca del Guadiamar: Corredor Verde
F.Cabrera,IRNAS,CSIC
8
Aspecto actual de la cuenca del Guadiamar: Corredor Verde
F.Cabrera,IRNAS,CSIC
9
Pero no es oro todo lo que reluce
Aparecen sitios como éstos: restos de lodos dejados
sobre la superficie del suelo durante la remoción y
enterrados en subsiguientes labores
F.Cabrera,IRNAS,CSIC
10
También aparecen zonas sin
vegetación (Calvas) debido
a los lodos enterrados
durante la limpieza
Las calvas son muy poco
frecuentes en el tramo
norte del Corredor verde
del Guadiamar
F.Cabrera,IRNAS,CSIC
11
Objetivo
Estudio comparativo de propiedades químicas de los
suelos de las zonas de “calvas” con otras adyacentes
cubiertas con vegetación
F.Cabrera,IRNAS,CSIC
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Zonas de muestreo
SR1 y SR2
• Suelos recuperados y forestados tras el accidente
SL
• Parcela donde no se retiraron los lodos mineros, ni se aplicó medida
alguna de recuperación (conservada para fines de investigación)
Muestreo del suelo
•En cada zona se tomaron tres muestras compuestas de suelo (0-10 cm)
de cada calva y de las áreas vegetadas adyacentes.
Determinaciones
•pH, CaCO3, textura, C orgánico total y disuelto, K disponible, textura, índice
de agregación (IA), resistencia a la penetración (RP), elementos traza (ET)
‘pseudo-totales’ (aqua regia) y solubles en CaCl2 0,01 M.
F.Cabrera,IRNAS,CSIC
13
SR2
SR1
SL
F.Cabrera,IRNAS,CSIC
14
Resultados (1)
8
ES
pH
6
•Bajos pH en los suelos de calvas
dificultan el establecimiento de
plantas
*
*
*
4
•Mayores valores de COT y COS en
suelos vegetados: residuos de
material vegetal; exudados de las
raíces
2
0
1 B R1 C
SR
S
2
SR
B
2
SR
C
1 B SL2C
SL
20
200
15
*
*
*
10
5
COS, mg kg-1
COT Total, g kg-1
ES
150
*
*
*
100
50
0
0
1 B R1 C
SR
S
SR
F.Cabrera,IRNAS,CSIC
2B
2C
SR
1 B SL2C
SL
1 B R1 C
SR
S
2
SR
B
2C
SR
1 B SL2C
SL
15
Resultados (2)
50
S, As y Pb totales
S Total, g kg-1
40
30
•Altas concentraciones de S Total en
las calvas debidas a existencias de
sulfuros y sulfatos insolubles
20
10
0
1 B R1 C
SR
S
2
SR
B
2C
SR
1 B SL2C
SL
•Mayores concentraciones de As y
Pb (elementos poco móviles) en las
calvas
1000
800
Pb Total, mg kg-1
As Total, mg kg-1
4000
600
400
200
0
3000
2000
1000
0
1 B R1 C
S
SR
2 B R2 C
S
SR
F.Cabrera,IRNAS,CSIC
1 B SL2C
SL
1 B R1 C
S
SR
2 B R2 C
S
SR
1 B SL2C
SL
16
Resultados (3)
S Soluble CaCl2, mg kg-1
6000
5000
4000
S y Al solubles CaCl2 0,01M
3000
2000
1000
20
15
10
5
0
B
C
SR1
SR1
B
C
SR2
SR2
S L1
B
C
SL2
1200,0
•Altas concentraciones de Al
soluble en los suelos de calvas,
(relacionadas con los pH ácidos);
condiciona la presencia de plantas
1000,0
Al Soluble CaCl2, mg kg-1
•Mayores concentraciones de S
soluble (sulfatos) en las calvas
debido a mayores concentraciones
de sulfuros originalmente
800,0
600,0
400,0
200,0
1,5
1,0
0,5
0,0
B
C
SR1
SR1
F.Cabrera,IRNAS,CSIC
B
C
SR2
SR2
B L2 C
S
SL1
17
Elementos traza solubles CaCl2 0,01M
Resultados (4)
Altas concentraciones de ET solubles en las calvas
relacionas con el pH ácido; condicionan la colonización
0,25
Pb Soluble CaCl2, mg kg-1
Cd Soluble CaCl2, mg kg-1
30,0
0,20
0,15
0,10
0,05
0,00
B
C
SR2
SR2
20,0
10,0
0,2
ES
0,1
C
B
SR1
SR1
B L2 C
SL1
S
C
B
SR2
SR2
B L2 C
S
SL1
60,0
25,0
50,0
ES
15,0
10,0
*
*
0,4
0,3
0,2
Zn Soluble CaCl2, mg kg-1
0 -10 cm
20,0
Cu Soluble CaCl2, mg kg-1
*
0,0
B
C
SR1
SR1
5,0
0 -10 cm
ES
0-10 cm
40,0
30,0
20,0
*
10,0
1,0
0,5
0,1
0,0
0,0
B
C
SR1
SR1
B
C
SR2
SR2
F.Cabrera,IRNAS,CSIC
B L2 C
S
SL1
C
B
SR1
SR1
C
B
SR2
SR2
B L2 C
S
SL1
18
Resultados (5)
Análisis Factorial
F.Cabrera,IRNAS,CSIC
S sol
S Tot
As Tot
Cr sol
Pb Tot
Fe Tot
Mpaoct
Al sol
Cu sol
Pb sol
Ni sol
Zn sol
Fe sol
Co sol
Cd sol
Mn sol
K Tot
IA
MpaJun
DMP
Cu Tot
TOC
Cd
totT
COS
P Tot
Zn Tot
Al Tot
K Sol
pH
Mn Tot
Co Tot
Ni Tot
Factor 1
0.847304
0.817944
0.658677
0.635749
0.622560
0.618519
Factor 2
-0.073897
-0.404122
-0.669876
0.121231
-0.709721
-0.377167
0.608164
-0.548416
0.597117
0.592615
0.581750
0.574660
0.567831
0.566957
0.545243
0.453333
0.296388
0.107135
-0.204906
0.482066
0.564662
-0.409736
0.770564
0.773428
-0.058767
0.753978
0.822326
0.808775
-0.561523
-0.674519
-0.351106
0.548746
-0.408505
-0.591470
-0.669839
-0.139230
0.097921
-0.086748
-0.759175
-0.031233
-0.764253
-0.766100
-0.801571
-0.824583
-0.850561
-0.867359
-0.892150
-0.923643
-0.942070
-0.267825
-0.105503
-0.114493
0.309549
-0.056154
-0.250728
0.354988
0.266087
0.298667
19
Conclusiones
•Después de 16 años de las labores de limpieza y recuperación de los
suelos contaminados en el accidente de Aznalcóllar, siguen apareciendo
zonas en las que el suelo aparece desnudo
•En esos suelos el pH es muy ácidos y las concentraciones de S Total, Al
soluble y S y elementos traza solubles son muy altas, estas últimas hacen
pensar que se ha producido o se está produciendo una oxidación e
hidrólisis de sulfuros (principal componente del lodo del vertido)
•Las condiciones químicas de los suelos de calvas no son propicias para que
puedan ser colonizados por vegetación espontánea.
•Podría replantearse la aplicación de nuevas medidas correctoras, que
aumentaran el pH y disminuyeran las concentraciones de elementos traza
solubles, lo que impediría la propagación del contaminación a zonas
adyacentes
F.Cabrera,IRNAS,CSIC
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