fitorremediacion.pdf

El vertido minero de

Aznalcóllar: Estrategias de

restauración de una catástrofe

ambiental

AZNALCÓLLAR Universidad Andrés Bello

BIORREMEDIACIÓN Y

GESTIÓN AMBIENTAL EN

PASIVOS MINEROS

Delia Rodríguez Oroz

LOCALIZACIÓN

SO de España

C. A. Andalucía

30 km de Sevilla

50 km de R.N de Doñana

Faja Pirítica Ibérica


N Barcelona X

X Madrid

Mar Mediterraneo

Oceano Atlántico

Mar Cantábrico

X Sevilla

Sulfuros masivos

250 km de largo y 50-30 km de ancho

Explotadas: 2000 M de Tm

Reservas: 400 M de Tm

FAJA PIRÍTICA IBÉRICA


ANTECEDENTES DE LA MINA

1960-1970 Andaluza de Piritas S.A. 100.000 Tm mineral

1975-1979 Corta ”Aznalcollar” Tecnología de flotación aplicable a los sulfuros metálicos.

Construcción de las plantas de trituración y concentración


Gran masa de Pinta Compleja

Pirita 83%

Esfalerita 5,4%

Galena 2,1%

Calcopirita 1,4%

Arsenopirita 0,9%

1200 m

600 m

-175 m

50 hm3

Balsa de Estériles

ANTECEDENTES DE LA MINA

1979-1995 Explotación de la Corta “Aznalcollar”. 42 M Tm mineral (2M Tm mineral/año)

1987 Andaluza de Piritas Grupo Sueco Boliden Apirsa S.L

1995 Corta ”Los Frailes”


Mina más grande de Europa

4.5 M Tm ricas de mineral

45 M Tm roca de desecho

Dique escollera > 30m

180 ha Río Agrio

1999-2001 Corta ”Los Frailes” Reapertura y cese

actividad

Balsa de estériles

Lódos piríticos

RESERVA NATURAL DE DOÑANA

N


Delta del río Guadalquivir

106.000 ha de suelo protegido

Parque Nacional

Parque Natural

El PARQUE NACIONAL

DE DOÑANA

Espacio protegido más importante de España

Humedal más importante de Europa

1981 Reserva de la Biosfera, UNESCO

Superficie: 50.720 ha

Dunas móviles

Matorral meditarráneo

Marismas

803 especies de flora

458 especies faunísticas



PARQUE NATURAL DEL ENTORNO DE

DOÑANA

Superficie: 54.250 ha

Dunas estabilizadas

Matorrales con lagunas temporales

Cultivos de regadío y secano

Marismas transformadas en arrozales


25 de ABRIL de 1998

6 hm3 lodos y aguas ácidas

4286 ha suelos 60% agrícolas

10 municipios 46.200 habitantes

Contaminación: Metales + acidificación

As, Cd, Cu, Zn y Pb

Oxidación de sulfuros metálicos

M. Vidal et al, (1999)

Río Agrio río Guadiamar Doñana

Diques Río río Guadalquivir Mar

Descontaminación y recuperación

Tramo fluvial de 4.634 ha

62 km de cauce / 400 m ambos márgenes


25 de ABRIL de 1998

LA CONTAMINACIÓN

Contaminación Inicial “Vertido” infiltración heterogénea de metales y aguas

ácidas en el suelo y tendencia a la acidificación.


LA CONTAMINACIÓN

Contaminación Inicial “Vertido”

Contaminación Secundaria “Secado parcial de lodos” oxidación de los

sulfuros a sulfatos metálicos produciéndose en la superficie del suelo un polvo

blanco soluble y fácilmente trasportadle por el viento.


LA CONTAMINACIÓN

Contaminación Inicial “Vertido”

Contaminación Secundaria “Secado parcial de lodos”


Contaminación terciaria “Retirada de los lodos” permitió la oxidación en

profundidad de sulfuros que habían penetrado a través de grietas y macroporos

LA CONTAMINACIÓN

2FeS2 + 7O2 + 2H2O => 2Fe 2+ + 4SO42+ + 4H+ (1)

4Fe2+ + O2 + 4H+ => 4Fe3+ + 2 H2O (2)

El Fe3+ formado en la reacción 2 puede hidrolizarse:

Fe3+ + 3H2O => Fe(OH)3 + 3H+ (3)

O puede oxidar a otros residuos de pirita y/o sulfuros metálicos:

FeS2 + 14Fe3+ + 8H2O => 15Fe2+ + Fe2+ +2SO42+ + 16H+ (4)

(M)S + 4Fe3+ 2H2O + O2 => (M)SO4 + 4Fe2+ + 4H+ (5)

Oxidación de sulfuros a sulfatos

Oxidación bacteriana: Thiobacillus ferrooxidans, Thiobacillus thiooxodans

o Leptospirillum ferrooxidans. De 10 a 20 veces más rápida que la oxidación

química.

Oxidación química: Favorecida por la lluvia primaveral, pequeño Ø lodos, y

Fe (III)


Fe3+ + 2SO42-+ H+ + 2CaCO3 + 5H2O => Fe(OH)3 + 2CaO4•2H2O + 2CO2 (6)

Presencia de CaCO3 (0.0-19.6 %)

Óxidos férricos (Fed 0.81-1.44 %)

pH (7.2-8.1)

Carbono Orgánico (0.43-1.65%)

Textura (arcillosa-franco arenosa)

Estructura (masiva-bloques)


Diferentes tasas de infiltración absorción de metales

Neutralización de la acidez

Precipitación de Fe (III)

Precipitación de sulfatos de Ca “Yeso”

LA CONTAMINACIÓN

COMUNIDAD CIENTÍFICA SOLUCIONES

Universidades y Centros de investigación

Departamento de Microbiología. Universidad de Málaga

Instituto de Agricultura Sostenible. CSIC. Córdoba

Departamento de Agronomía. Universidad de Córdoba

Departamento de Química Física. Universidad de Cádiz

Departamento de Química y Ciencias de los Materiales. Universidad de Huelva

Departamento de Edafología y Química Agrícola. Universidad de Granada

Departamento de Edafología y Química Agrícola. Universidad de Santiago de Compostela

Departamento de Cristalografía, Mineralogía y Química Agrícola. Universidad de Sevilla

Estación Biológica de Doñana, CSIC. Sevilla


MEDIDAS ADOPTADAS


MEDIDAS ADOPTADAS

2 AÑOS DESPUES – PLAN DE RESTAURACIÓN

Prohibición de actividades agrícolas y ganaderas

Repoblación con árboles y arbustos “Zona Forestal”

Parcelas experimentales “Fitorremediación”

OFICINA TÉCNICA DEL CORREDOR VERDE DEL GUADIAMAR

INMEDIATAS- PLAN DE ACCIONES DE EMERGENCIA

Atenuación de los efectos ambientales

Atenuación de los efectos socioeconómicos

Prevención del riesgo potencial para la salud

Retirada de los lodos

- Maquinaría pesada y manual

Retirada de la vegetación contaminada

- Raíces poco profundas / microfauna


PLAN DE ACCIONES DE EMERGENCIA

Retirada suelos contaminados 0-20 cm

Depuración de aguas ácidas retenidas en las

marismas

Adición de materiales de préstamo

Emniendas orgánicas

PICOVER

“Corredor Natural entre

Doñana y Sierra Morena”

Evitar la dispersión y remediar la

contaminación a largo plazo

Recuperación de especies y ecosistemas

de la cuenca en su conjunto


PLAN DE RESTAURACIÓN

1. SEGUIMIENTO, VIGILANCIA, CONTROL Y REMEDIACIÓN DE LA

CONTAMINACIÓN GENERADA POR EL VERTIDO MINERO

2. DISEÑO DEL CORREDOR ECOLÓGICO DEL GUADIAMAR

3. RESTAURACIÓN ECOLÓGICA DE LOS ECOSISTEMAS DEL RIO GUADIAMAR

Y SU LLANURA ALUVIAL

4. INTEGRACIÓN DE SISTEMAS NATURALES Y HUMANOS

PLAN DE RESTAURACIÓN-PICOVER



I. Estudio de la contaminación del suelo y técnicas de tratamiento de

inmovilización de metales en la cuenca del Guadiamar

II. Evaluación de la contaminación por elementos traza (As, Cd, Cu, Pb,

Zn) de la parte de la cuenca del río Guadiamar, como referencia para la

posible declaración como de suelos contaminados

III. Bases científicas del proyecto de recuperación de suelos

contaminados en la cuenca del río Guadiamar



I. Técnicas de tratamiento de inmovilización


CaCO3 puro

Lodos de depuradora

Tratamiento correctivo de la acidez

Tratamiento inorgánico

Encalado

Compuestos de Fe

Compuestos de Fe + Zeolitas

Tratamiento correctivo orgánico

Estiercol

Compost

Cenizas de combustión de incineradora

Espuma de remolacha azucarera

Zeolitas y bentonitas

Levaduras

Comparación de metales en suelos contaminados (SC) y no contaminados (SNC)


mg Kg-1 Lodos SC max SC med SNC

As 3113.5 603.7 127.0 18.1

Cd 29.4 5.7 2.2 0.5

Cu 1993.2 400.8 132.8 42.2

Pb 7996.1 1785.5 370.4 41.8

Zn 7187.0 2235.2 747.9 230.8

Elevada toxicidad As, Cd, Cu, Zn, Pb

Elevada solubilidad As y Zn

Universidad de Granada

II. Evaluación de la contaminación y declaración de suelos

contaminados


Orden 18/12/1998 de la Junta de Andalucía: Se estableció el GRADO DE

CONTAMINACIÓN de los suelos en base a los niveles máximos de concentración de As,

Cd, Cu, Pb y Zn


NIVELES DE INTERVENCIÓN de metales (μg g-1) en los suelos

Corredor Verde como zonas menos sensibles

Zonas de uso de los ciudadanos como zonas sensibles


II. Evaluación de la contaminación y declaración de suelos

contaminados

(Bernal et al. 2007)

4 zonas de

experimentación

20.000 m2

“El Vicario”

20 parcelas

1.000 m2


Seguimiento y fitorremediación de los suelos afectados por el vertido de

la mina de Aznalcóllar

Descontaminación de suelos del área de Aznalcóllar mediante acciones de

fitoremediación que impliquen la utilización conjunta de plantas cultivadas y

flora autóctona



El proyecto de fitorremediación incluyó:

Enmiendas (cal y MO)

Especies tolerante a metales

(acumulación / exclusión)

Evolución sin intervención

Vegetación espontánea

FITORREMEDIACIÓN ACTIVA

ATENUACIÓN NATURAL


Brassica Juncea L.

Helianthus annuus L

Lupinus albus L.



Enmiendas (cal y MO)

Especies tolerante a metales

(acumulación / exclusión)

Evolución sin intervención

Vegetación espontánea

FITORREMEDIACIÓN ACTIVA

ATENUACIÓN NATURAL




Fitoextracción – la acumulación de los metales en las partes

cosechables de las plantas y su eliminación del medio.

Fitoinmovilización – la reducción de la “disponibilidad” de los metales

en el suelo, mediante adsorción, precipitación o quelatación en las raíces o en

la rizosfera.

La fitorremediación se llevó a cabo mediante dos técnicas

Extracción de metales

Limitada por baja producción de biomasa


PROYECTO DE FITOEXTRACCIÓN

Brassica juncea L. “mostaza india”

Acumulación de metales

[Metales] : raíces < tallos < hojas “Especie Acumuladora”

NO apropiada para la REMEDIACION DE SUELOS

CONTAMINADOS DE AZNALCOLLAR

Bernal et al. (2007)

PROYECTO DE FITOINMOVILIZACIÓN


Lupinus albus L. “altramuz blanco”

Especie autóctona

Leguminosa fijadora de N

Elevada producción de biomasa sin fertilizantes

Carácter exclusor y raíces proteoideas

Resistente a situaciones de estrés / toxicidad

Vázquez et al. (2006-2007)

Contaminantes en el suelo

Efecto tampón en el pH del suelo

Disminución de concentración de contaminantes

- Interacción planta-componentes del suelo

- Absorción

- Disminución de la fracción soluble: As (53%), Cd (89%) y Zn (94%)

Contaminantes en la planta

Momento óptimo de cosecha: máxima exportación de metales ≡ máxima producción de biomasa

Alta producción de biomasa

Disminución de concentración

de contaminantes

Fitoinmovilizador de Contaminantes

Apropiada para la REMEDIACION DE SUELOS

CONTAMINADOS DE AZNALCOLLAR

Plantas productoras de biomasa

Identificación de especies autóctonas con capacidad de hiperacumulación

Microorganismos promotores del crecimiento vegetal

Mecanismos de tolerancia a metales


Cultivos

Hidropónicos

Macetas con ≠ sustrato

Campo “El Vicario”



Cultivos

Hidropónicos

Macetas con ≠ sustrato

Campo “El Vicario”


Helianthus Annuus Lupinus albus L.



Plantas productoras de biomas

Girasol y atramuz: acumulación de metales en parte aérea > niveles de 1000 µg g-1

de peso seco “Plantas Hiperacumuladoras”

Identificación de especies autóctonas con capacidad de

hiperacumulación

Quinoa, avena y tifa: elevada producción de biomasa y niveles de acumulación

metálica “Interés potencial”


Typha dominguensis Avena sterilis Chenopodium



Plantas productoras de biomas

Girasol y atramuz: acumulación de metales en parte aérea > niveles de 1000 µg g-1

de peso seco “Plantas Hiperacumuladoras”


Selección de diferentes cepas de bacterias rizosféricas tolerantes a metales de la zona

contaminada Inóculo en estudios posteriores

“Pseudomonas Fluorescens y Bacillus Subtilis”





Mecanismos de tolerancia a metales

Girasol, tabaco, garbanzo y maiz Mecanismos bioquímicos de tolerancia

“ fitoquelantinas, compuestos fenólicos, isoflavonoides”




Selección de diferentes cepas de bacterias rizosféricas tolerantes a metales de la zona

contaminada Inóculo en estudios posteriores

“Pseudomonas Fluorescens y Bacillus Subtilis”

CONCLUSIONES


Tras las labores de limpieza, el uso combinado de enmiendas (calizas, orgánicas y

inorgánicas) permitió adecuar las condiciones del suelo para el crecimiento vegetal

La introducción de plantas y microorganismos adecuados facilitó la recuperación

de suelos y los procesos de fijación de metales “fitoinmovilización” dando como

resultado la restauración ambiental del Corredor Verde del Guadiamar

La colaboración entre las Administraciones publicas y la Comunidad Científica

evitó una auténtica catástrofe medioambiental

REFLEXIONES


Los científicos pusieron su conocimiento al servicio de los ciudadanos devolviendo de

este modo parte de lo que la sociedad les había aportado

En minería, las cuentas hay que hacerlas a largo plazo y teniendo en cuenta las

características geológicas del terreno, la prevención de los riesgos, el cierre de la

actividad y en definitiva la parte ambiental

¿Qué efectos tendrá la contaminación del acuífero aluvial del río Agrio?, ¿y los pozos

de agua contaminados por el vertido?

¿cómo afecta a los seres vivos la acumulación de los metales tóxicos biodisponibles,

debida al efecto de la cadena trófica?

¿Qué va a pasar con aguas ácidas y vertidos que alberga la corta Aznalcóllar?

Desgraciadamente, Aznalcóllar no fue un ejemplo de actuación para otros episodios de

contaminación e incluso en el Corredor del Guadiamar el peligro persiste

RESPONSABILIDADES


Noviembre de 2004 la Sala 3ª del Tribunal Supremo condenó a Boliden-Apirsa al

pago de unos 27.800 millones de pesos en concepto de indemnización por los

daños causados

El Alto Tribunal de Justicia de España (Diciembre de 2011), eximió a la empresa

Boliden-Apirsa de pagar los 55.530 millones de pesos que conllevó el vertido

tóxico de las minas de Aznalcóllar en 1998

La empresa Boliden continúa sin hacer frente a los costes millonarios de una

rehabilitación que finalmente pagaran entre todos los españoles.

Entramado Jurídico y a la ausencia de leyes claras que ponen al medio

natural en peligro y ante episodios de este tipo cuando deberían dejar claro que

“quien contamina paga”


BIORREMEDIACIÓN Y

GESTIÓN AMBIENTAL EN

PASIVOS MINEROS

Gracias por su atención

Delia Rodríguez Oroz

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