Migration of Trace Elements from Pyrite Tailings in Carbonate Soils

Abstract

In the carbonate soils contaminated by a toxic spill from a pyrite mine (Aznalcóllar, southern Spain), a study was made of a thin layer (thickness = 4 mm) of polluted soil located between the pyrite tailings and the underlying soil. This layer, reddish-yellow in color due to a high Fe content, formed when sulfates (from the oxidation of sulfides) infiltrated the soil, causing acidification (to pH 5.6 as opposed to 8.0 of unaffected soil) and pollution (in Zn, Cu, As, Pb, Co, Cd, Sb, Bi, Tl, and In). The less mobile elements (As, Bi, In, Pb, Sb, and Tl) concentrated in the uppermost part of the reddish-yellow layer, with concentration decreasing downward. The more mobile elements (Co, Cd, Zn, and Cu) tended to precipitate where the pH was basic, toward the bottom of the layer or in the upper part of the underlying soil. The greatest accumulations occurred within the first 6 mm in overall soil depth, and were negligible below 15 mm. In addition, the acidity of the solution from the tailings degraded the minerals of the clay fraction of the soils, both the phyllosilicates as well as the carbonates. Also, within the reddish-yellow layer, gypsum formed autigenically, together with complex salts of sulfates of Fe, Al, Zn, Ca, and Mn, jarosite, and oxihydroxides of Fe.

Διερεύνηση Της Φυσικής Εξασθένησης Ρύπων Σε Θαλάσσια Ιζήματα

“…Επιπλέον, η κινητικότητα των μετάλλων (Dorronsoro et al, 2002) επηρεάζεται από την παρουσία συγκεκριμένων συστατικών του ιζήματος τα οποία ευνοούν την προσρόφησή τους.…”

“…Μείωση στην τιμή του pH του ιζήματος έχει παρατηρηθεί κατά την αποδόμηση του οργανικού υλικού και την οξείδωση των θειούχων προς θειικά, με πιθανή συνέπεια την έκλυση μετάλλων στο νερό (Kraus and Wiegand, 2006, Dorronsoro et al, 2002, Bonnissel-Gissinger et al, 1998 ), τα χλωριούχα (Cl − ), και τα σουλφίδια-θειούχα (ΗS − , S 2-). Αυτό έχει ως επακόλουθο τη μείωση της ικανότητας προσρόφησης και δέσμευσης των μετάλλων, με συνέπεια την αύξηση της κινητικότητάς τους (Gundersen and Steinnes, 2003).…”

“…Και σε άλλη αντίστοιχη έρευνα παρατηρήθηκε ότι ο ψευδάργυρος και ο χαλκός ήταν λιγότερο διαλυτοί όταν το pH του χώματος αυξανόταν. Υπό ουδέτερες προς βασικές συνθήκες, η σχετική κινητικότητα για όλα τα στοιχεία που ερευνήθηκαν, ανάμεσά τους ο Zn, Cu, Pb, Cd, Co, θεωρείται χαμηλή έως πολύ χαμηλή (Dorronsoro et al, 2002).…”

“…Όπως αναφέρθηκε και στην προηγούμενη παράγραφο, η ποσότητα των μετάλλων που συγκρατείται στα ιζήματα αλλά και εκλύεται από διάφορες διεργασίες (Dorronsoro et al, 2002) σχετίζεται με την παρουσία συγκεκριμένων συστατικών του ιζήματος που ευνοούν την προσρόφηση των μετάλλων σε αυτά. Τα πιο κοινά συστατικά είναι το ανθρακικό ασβέστιο, οι άργιλοι, το οργανικό υλικό και τα υδροξείδια σιδήρου, μαγγανίου και αλουμινίου.…”