Forest species in the recovery of soils contaminated with copper due to mining activities

Abstract

Mining is the most important economic activity in Chile; causing significant degradation of the environment in the arid regions. The Coquimbo Region has suffered serious soil and water pollution because of heavy metals from mining, particularly copper. Implementation of measures that help to minimize the environmental impact of mining tailings requires knowledge about the adaptability of vegetal species to degraded soil conditions. Our objective was to determine and compare the phytostabilization abilities of native and exotic shrub species in areas extremely damaged by mining activities in the Coquimbo Region. The survival growth, and canopy development rates of 20 species were evaluated by two experiments. The Cu quantity in stems and leaves and at three soil depths was measured. Our results indicated that Acacia saligna is the best species in accumulating heavy metals (average of 34.8 ppm in leaves and 12.3 ppm in stems, both for non-fertilized soils), while demonstrating average survival rates over 80 %. This study concludes that A. saligna is the best species for phytostabilization activities in mine tailings of the Coquimbo Region. ResumenL a minería es la actividad económica más importante de Chile, la cual causa degradación significativa en las regiones áridas. Los suelos de la Región de Coquimbo han sufrido contaminación metales pesados provenientes de la minería, particularmente cobre. La implementación de medidas, que ayuden a minimizar el impacto ambiental de los relaves mineros, requiere conocer la capacidad de adaptación de especies vegetales ante la degradación de suelos contaminados. El objetivo de este estudio fue determinar y comparar la capacidad de fitoestabilización de especies vegetales nativas y exóticas en áreas degradadas por la actividad minera en la Región de Coquimbo. Las tasas de supervivencia, crecimiento y desarrollo del dosel de 20 especies fueron evaluadas en dos ensayos experimentales. La concentración de Cu se evaluó en tallos y hojas de los árboles y en diferentes profundidades del suelo. Los resultados indicaron que Acacia saligna tiene la mejor capacidad de acumulación de metales pesados (34.8 ppm en hojas y 12.3 ppm en tallos, ambos en suelos sin fertilizar), con tasas de supervivencia mayores de 80 %. Se concluye que A. saligna es la mejor especie para actividades de fitoestabilización en relaves mineros de la Región de Coquimbo. Palabras clave:Fitorremediación, fitoestabilización, fitotoxicidad, relaves mineros, degradación de suelos, manejo y conservación de suelos.

Enlightening the Pathway of Phytoremediation: Ecophysiology and X-ray Fluorescence Visualization of Two Chilean Hardwoods Exposed to Excess Copper

“…[ 47 ], and Adesmia atacamensis Phil. [ 48 ], studies on quillay and espino are scarce [ 16 , 49 ]. As in our previous field study [ 16 ], we found that Cu accumulation in quillay was more pronounced in roots than in leaves.…”

Desplazamiento de elementos metálicos en el estero El Culebrón, por la presencia de un relave minero abandonado, Coquimbo – Chile

“…El impacto ambiental por la presencia de los relaves mineros es muy importante; se han investigado distintas formas de inmovilizar estos componentes, a través de plantas, que puedan soportar altas concentraciones de metales. Un estudio demostró que una de las especies más eficientes para fitoestabilizar suelos con presencia de relaves mineros en la región de Coquimbo es Acacia saligna (Labill) H. Wendl (Pizarro et al 2016).…”