Effect of an acid mine spill on soils in Sonora River Basin: Micromorphological indicators

• Autores: Yazmín Rivera Uria, Francisco Robert Alexander Ziegler Rivera, Jaime Díaz Ortega, Blanca Lucía Prado Pano, Francisco Martín Romero
• Localización: Spanish Journal of Soil Science: SJSS, ISSN-e 2253-6574, Vol. 8, Nº. 2, 2018, págs. 258-274
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Efeito de um derrame mineiro ácido em solos da Bacia do Rio Sonora: indicadores micromorfológicos
  • Efecto de un vertido ácido minero sobre suelos en la Cuenca del Río Sonora: indicadores micromorfológicos
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• Resumen
  • español

    El papel del suelo podría ser decisivo en la neutralización de la solución acida y la inmovilización de los contaminantes metálicos producidos por la industria minera. Se estudiaron indicadores micromorfológicos de la interacción entre la solución acida y material edáfico de un Fluvisol del río Bacanuchi (Cuenca del Rio Sonora, México), terraza afectada por el derrame de la mina, y muestra de una columna de suelo tratada con la solución acida imitando el derrame. El suelo original no afectado es arenoso con características pedogenéticas poco desarrolladas; sin embargo, presenta abundantes carbonatos primarios y secundarios de tamaño micrítico y esparítico con valores altos de pH. En el suelo afectado por la solución ácida bajo condiciones naturales y de laboratorio ya no se encuentran los carbonatos mientras que se observaron minerales neoformados de yeso con intercrecimiento radial junto con material fino ferruginoso. La cuantificación micromorfológica del material fino rico en hierro ha demostrado su aumento después de la interacción con la solución ácida. Concluimos que la interacción consistió en la reacción de la neutralización entre las fases más reactivas del suelo y la solución ácida durante la cual se consumieron los carbonatos y se produjo la neoformación del yeso. Después de la neutralización precipitaron óxidos de hierro finos, aumentó el pH y cambió el color del suelo. Es altamente probable que otros contaminantes metálicos co-precipitaran con los componentes ferruginosos.

  • English

    The role of soil could be decisive for the neutralization of the acid solution and immobilization of the metallic contaminants produced by mining industry. We studied micromorphological indicators of the interaction between the acid solution and soil material in the profile of Fluvisol at the Bacanuchi river (Sonora River Basin, Mexico) terrace affected by the catastrophic mine spill and in analyzing sample from a soil column treated with an acid liquid imitating the spill. Original unaffected soil is sandy with poorly developed pedogenetic features, however, frequent primary and secondary micritic and sparitic carbonates define high pH values. In the soil influenced by acid solutions under natural and laboratory conditions, carbonates were absent whereas neoformed gypsum crystals with radial intergrowth were observed together with accumulation of fine material enriched in ferruginous pigment. Micromorphometric quantification of the iron-rich fine material has shown its increase after interaction with the acid solution. We conclude that the interaction consisted of the neutralization reaction between the more reactive phases of the soil and the acid solution during which carbonates were consumed and gypsum was neoformed. Fine iron oxides precipitated after neutralization of acidity, the pH increased and the color changed. It is highly probable that other metallic contaminants co-precipitated with the ferruginous components.

  • português

    O papel do solo poderá ser decisivo na neutralização da solução ácida e na imobilização dos contaminantes metálicos produzidos pela indústria mineira. Estudaram-se indicadores micromorfológicos resultantes da interação entre a solução ácida e os constituintes de um Fluvissolo do terraço do rio Bacanuchi (Bacia do Rio Sonora, México) afetado pelo derrame mineiro e uma amostra de uma coluna de solo tratada com uma solução ácida para imitar o derrame. O solo original não afetado é arenoso com características pedogenéticas pouco desenvolvidas; contudo, apresenta abundantes carbonatos primários e secundários micríticos e esparíticos e elevado valor de pH. No solo afetado pela solução ácida, em condições naturais e de laboratório, não se observaram carbonatos, mas foram observados cristais de gesso de neoformação com crescimento radial juntamente com material fino ferruginoso. A quantificação micromorfológica do material fino rico em ferro mostrou o seu aumento após interação com a solução ácida. Conclui-se que a interação consistiu numa reação de neutralização entre as fases mais reativas do solo e a solução ácida durante a qual os carbonatos foram consumidos e o gesso foi neoformado. Depois da neutralização, precipitaram óxidos de ferro finos, aumentou o valor do pH e a cor do solo foi alterada. É altamente provável que outros contaminantes metálicos tenham coprecipitado com os componentes ferruginosos.