Comportamiento de los contaminantes retenidos por schwertmannita durante la interacción con agua de mar

Abstract

Trabajo Fin de Máster Oficial en Geología y Gestión Ambiental de los Recursos Minerales. Tutores: Dr. D. Rafael Pérez López, Dr. D. Carlos Ruiz Cánovas. La schwertmannita (Fe8O8(OH)6(SO4)·nH2O) es un mineral de hierro secundario formado comúnmente en sistemas de drenaje ácido de mina (AMD), generando acidez cuando se transforma a fases minerales estables. El comportamiento de schwertmannita en la movilidad y biodisponibilidad de contaminantes ha sido estudiada con detalle en la mezcla de AMD en cursos fluviales naturales o por adición alcalina en sistemas de tratamiento en los ríos Tinto y Odiel (SO España), sin embargo, aún no ha sido estudiado en la mezcla con aguas estuarinas. La formación de schwertmannita se estudió al poner en contacto el AMD de Mina Esperanza (Faja Pirítica Ibérica) con agua de mar (estuario la Ría, Huelva) en experimentos de laboratorio usando diferentes ratios sólido:líquido (1:40, 1:200, y 1:400), y diferentes tiempos de interacción (0, 0.083, 0.25, 0.66, 1, 2, 6, 12, 16, 24, 48, 96, 189, 283 y 336 horas). Como resultado de esta interacción se observa un descenso en los valores de pH hasta llegar a un pH estacionario en un rango en cada una de las interacciones (entre 2.7 y 4.6) y una disminución en las concentraciones de hierro durante la mezcla (valores desde 69 mg/L hasta 8.6 mg/L). La cantidad de schwertmannita disuelta en el agua de estuario (menor a 1.5% del total) presenta una alta capacidad de liberar algunos contaminantes por procesos de desorción, con concentraciones de hasta 7.1 mg/L de Al, 973 μg/L de Zn, 533 μg/L de Cu, 262.2 μg/L de Mn, y 7.82 μg/L de La, siendo los dos últimos liberados en su totalidad. En el experimento se observó la gran capacidad que tiene la schwertmannita de adsorber el arsénico liberado en el estuario por disolución del mineral, gracias a su gran superficie especifica hacen de la schwertmannita un substrato muy eficiente a la hora de eliminar oxianiones presentes en el agua de estuario.

Schwertmannite (Fe8O8(OH)6(SO4)·nH2O) is a secondary iron mineral commonly formed in acid mine drainage (AMD) systems, generating acidity when transformed to stable mineral phases. The behavior of schwertmannite in the mobility and bioavailability of contaminants has been studied in detail in AMD mixing in natural river courses or by alkaline addition in treatment systems in the Tinto and Odiel rivers (SW Spain), however, it has not yet been studied during the mixing with estuarine waters. The formation of schwertmannite was study by contacting the AMD from Mina Esperanza (Iberian Pyrite Belt) with seawater (estuary la Ría, Huelva) in laboratory experiments using different solid: liquid ratios (1:40, 1:200 and 1:400), and different interaction times (0, 0.083, 0.25, 0.66, 1, 2, 6, 12, 16, 24, 24, 48, 96, 189, 283 and 336 hours). As a result of this interaction, a decrease in pH values is observed until reaching a stationary pH in a range in each of the interactions (between 2.7 and 4.6), and a decrease in iron concentrations during mixing (values from 69 mg/L to 8.6 mg/L). The amount of schwertmannite dissolved in estuarine water (less than 1.5% of the total) has a high capacity to release some pollutants by desorption processes, with concentrations of metals up to 7.1 mg/L of Al, 973 μg/L of Zn, 533 μg/L of Cu, 262.2 μg/L of Mn, 7.82 μg/L of La, the latter two elements being totally experiment. It was observed the great capacity of schwertmannite to adsorb the arsenic present in the estuary by dissolution of mineral, due to its large specific surface area, Making schwertmannite a very efficient substrate when remove oxyanions present in estuarine water.