Resumen de Meteorización de los lodos piríticos de Aznalcóllar
Maarten W. Saaltink, Daniel Barettino Fraile, Joan de Pablo Ribas, Cristina Domènech, M. Fernández, Carlos Ayora Ibáñez, Esther López Montalvo, Sebastià Olivella Pastallé
Los minerales más abundantes formados a partir de la meteorización de los lodos piríticos residuales en el suelo tras el vertido de Aznalcóllar son la natrojarosita y el yeso. La natrojarosita forma costras y cementos de minerales detríticos, y el yeso precipita en el fondo de pequeñas balsas. Además, se han observado eflorescencias de sulfatos de magnesio, halotriquita, apjohnita, coquimbita y copiapita. Varios de estos minerales son sulfatos de Fe3+ y Al y son una fuente potencial de acidez para las aguas.
La velocidad de disolución oxidativa del lodo se ha determinado mediante experimentos de flujo continuo. La velocidad aumenta con la concentración de oxígeno disuelto. El comportamiento de los metales traza es muy variable: As, Co y Cd aumentan su concentración en la fase líquida a pH ácido, mientras que Zn y Cu son independientes del pH. La concentración de todos los metales aumenta con la concentración de oxígeno disuelto.
Se han realizado experimentos de oxidación de lodos en columnas. Se han rellenado dos columnas con arena y arcilla, representativas de los suelos de la zona afectada por el vertido. Se ha añadido un 10% en peso de lodo en ambos casos. Las columnas se han situado a la intemperie y se han lixiviado con agua destilada a intervalos de tiempo durante 300 días. En la columna de arcilla la presencia de calcita y la lenta oxidación del lodo (debido a la baja difusión de oxígeno) mantienen el pH del lixiviado elevado favoreciendo la retención de metales en el suelo. En la columna de arena la disolución de lodo provoca una gran acidez (pH<2), que la disolución de silicatos no es capaz de neutralizar. Los elementos Zn, Co y Cd no sufren ningún proceso de retención y se liberan al medio cuando el lodo se disuelve. El Fe y el Al precipitan como Fe(OH)3 y Al(OH)3 amorfos cuando el pH es superior a 4-4,5. Durante este tiempo el Cu coprecipita con el Fe(OH)3. A medida que el pH disminuye, estos minerales se disuelven y las concentraciones de Fe, Al y Cu aumentan en el lixiviado. La solución se encuentra en equilibrio con la jurbanita, (AlOHSO4), pero este mineral no se ha identificado en los ensayos de laboratorio ni en el campo. En cambio, todo indica que el mineral que controla la concentración de As y Pb en el medio es la jarosita (Na, K, Pb)Fe3((S,As)O4)2(OH)6, la cual los incorpora en su composición. La precipitación de jarosita explica también la disminución de Na y K cuando el pH disminuye.
Se han instalado en el campo tres parcelas experimentales de 1 m2 con sendas mezclas de arena, grava y arcilla con lodo (aprox.10% en peso de lodo en cada una). Se ha recogido y analizado los lixiviados obtenidos después de las lluvias durante el año hidrológico 1998-99. A partir de los resultados obtenidos se puede considerar que las parcelas de arena y de grava se comportan de manera muy semejante a la descrita para la columna de arena. Por otra parte, la única muestra recogida en la parcela de arcilla, indica un comportamiento paralelo al de la columna de arcilla.
Se han llevado a cabo una modelación numérica de la oxidación de pirita que tiene en cuenta procesos de flujo y transporte multifase de agua, calor y solutos y reacciones químicas. Se han desarrollado dos modelos: un modelo estacionario con todos los procesos y un modelo transitorio con sólo flujo y transporte de calor. El modelo estacionario sólo da resultados razonables con superficies reactivas de pirita muy bajas. Posibles explicaciones son leyes cinéticas erróneas o una diminución progresiva de la reactividad de la pirita por recubrimiento de su superficie. El modelo transitorio simula bien la influencia de chubascos y las variaciones diarias y estacionales que disminuyen con profundidad. Queda por hacer un modelo transitorio que también incorpore reacciones químicas.
