Influencia de jales mineros sobre el río Maconí, Queretaro, y evaluación del proceso de atenuación natural por dispersión

• Autores: José Enrique Santos Jallath, Jhonnatan Coria-Camarillo, José de Jesús Huezo-Casillas, Geovanni Rodríguez-Cruz
• Localización: Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana, ISSN-e 1405-3322, Tomo 65, Nº. 3, 2013, págs. 645-660
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Influence of mine waste dams on the Maconí river, Queretaro, and assessment of the natural attenuation process by dispersion
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    La mina La Negra se ubica en el estado de Querétaro (México), y durante su operación los jales producidos se han almacenado en cinco depósitos construidos en cauces que descargan al río Maconí, el cual a su vez, desemboca sobre el río Moctezuma a 5 km aguas abajo. El presente estudio tuvo como objetivo evaluar la dispersión física de los jales a partir de los depósitos y su influencia sobre el río Maconí, así como identificar la existencia de un fenómeno físico de atenuación natural por arrastre hídrico. Se tomaron muestras de los jales almacenados para determinar la concentración total de arsénico (As), plomo (Pb), cadmio (Cd), cobre (Cu) y zinc (Zn), así como la concentración en la fracción soluble en agua de estos elementos. Se tomaron muestras de sedimentos sobre los cauces donde se ubican los depósitos de jales y sobre el río Maconí; también se tomaron sedimentos en cauces ubicados fuera del área de influencia de los jales para considerarlos como referencia. A estas muestras se les hizo un análisis granulométrico, se les midió el pH y se les determinó la concentración total de As, Pb, Cd, Cu y Zn; asimismo se practicaron extracciones con agua y bicarbonato de sodio para determinar la concentración de estos elementos en fracción soluble e intercambiable, respectivamente. Muestras seleccionadas se estudiaron mediante microscopía óptica y difracción de rayos X. Las concentraciones totales que se encontraron en los jales son: As (1643 a 13459 mg/kg), Cd (5 a 64 mg/kg), Pb (469 a 4583 mg/kg), Cu (439 a 745 mg/kg) y Zn (1937 a 4316 mg/kg). La concentración de la fracción soluble en agua de As, Pb y Cd está por debajo de los límites de la normatividad ambiental mexicana (NOM-141), por lo que los jales no son peligrosos por la movilidad de estos elementos. Se observó que ha ocurrido la dispersión de los jales, ya que se identificó la acumulación de estos cerca de los depósitos; en el depósito 3 la influencia de los jales llega hasta 437 m, mientras que en el depósito 5 es hasta los 956 m. Sobre el río las concentraciones totales en los sedimentos fueron en promedio de 461 mg/kg para As, 140 mg/kg para Pb, 66 mg/kg para Cu, 290 mg/kg para Zn y menor al límite de detección para Cd; esto valores son del mismo orden que los determinados en las muestras de referencia: As (434 mg/kg), Pb (122 mg/kg), Cu (77 mg/kg), Zn (288 mg/kg) y Cd menor al límite de detección. Estos resultados muestran que hay un aporte natural de arsénico y metales pesados provenientes de los afloramientos de los yacimientos en la zona (dados los resultados en las muestras de referencia) y, por otro lado, hay un fenómeno natural de dispersión por arrastre hídrico sobre el río Maconí, ya que la concentración de los elementos analizados disminuye considerablemente respecto a las muestras cercanas a los depósitos. La concentración de As en la fracción soluble en agua está por arriba de 0.5 mg/L (valor indicado en la NOM-147 aplicable a suelos contaminados con metales) sólo en los sedimentos cercanos al depósito 3; sobre el cauce del depósito 5 y sobre el río Maconí las concentraciones solubles están por debajo de dicho valor. La fracción intercambiable en los sedimentos, extraída con bicarbonato de sodio, muestra que la concentración de As se incrementa respecto a la fracción soluble en agua.

  • English

    La Negra mine is located in the state of Querétaro, Mexico, and since mining operations started all wastes resulting from the mill process have been stored in five tailings dams that were built near the mine in riverbeds that converge with the Maconí River which, in turn, converges with the Moctuzuma River, 5 km downstream. The study target was to evaluate physical dispersion of tailings from the dams and their influence over the Maconí River, and also to identify existence of a physical phenomenon of natural attenuation by water drag. Tailings samples were taken in order to determine total concentration of arsenic (As), lead (Pb), cadmium (Cd), copper (Cu) and zinc (Zn), and also their concentration in the water soluble fraction. Sediments were also sampled from the riverbed where the tailings dams are located and also from the Maconí River; sediments samples from riverbeds located outside of the dams' influence were also included to serve as reference values. A granulometric analysis was conducted on these samples, pH was measured and As, Cd, Pb, Cu and Zn total concentrations were determined; also water and sodium bicarbonate extraction tests were conducted in order to determine the soluble and interchangeable fraction concentration of these elements, respectively. Selected samples were studied by optical microscopy and X-ray diffraction. Total concentrations in tailings are: As (1643 to 13459 mg/kg), Cd (5 to 64 mg/kg), Pb (469 to 4583 mg/kg), Cu (439 to 745 mg/kg) and Zn (1937 for 4316 mg/kg). Concentrations of As, Cd and Pb in the water soluble fraction is below the Mexican environmental regulations criteria (NOM-141), indicating that the tailings are not dangerous due to toxic element mobility. It was observed that tailings dispersion has occurred and these accumulate near the dams; in tailings of dam number 3, the influence of the tailings is present at a distance of up to 437 meters, while in dam number 5 they reached 956 meters. In the river, total concentration averages were 461 mg/kg for As, 140 mg/kg for Pb, 66 mg/kg for Cu, and 290 mg/kg for Zn, whereas Cd was not detected. These concentrations are of the same order as the reference samples: As (434 mg/kg), Pb (122 mg/kg), Cu (77 mg/kg), Zn (288 mg/kg) and Cd below the detection limit. These results show that there is a natural contribution of As and heavy metals due to the orebody outcrop in the area (given the results of the reference samples), and that water drag causes natural dispersion in the Maconí River, since the total concentration of these elements decreases considerably downstream. The arsenic concentration in the water-soluble fraction exceeds 0.5 mg/L (permissible level indicated in NOM-147) only in sediments near dam number 3 and in the riverbed of dam number 5, whereas in the Maconí River soluble fraction concentrations are below the mentioned level. The interchangeable fraction in sediments, which was extracted with sodium bicarbonate, shows As solubility that increases relative to the water soluble fraction.