Reclamation of a mine tailings pond by addition of marble waste and pig slurry for the development of aided phytostabilization

Abstract

Zornoza, R. et al., 2017. Rehabilitación de una presa de residuos mineros mediante la aplicación de lodo de mármol y purín de cerdo para el desarrollo de una fitoestabilización asistida. Boletín Geológico y Minero, 128 (2) RESUMENLas acumulaciones de residuos mineros abandonados presentan riesgos ambientales y de salud pública por la potencial transferencia de metales pesados tóxicos a través de la erosión hídrica y eólica o lixiviación. Para reducir estos riesgos, se ha desarrollado una estrategia de rehabilitación en una presa de residuos mineros basada en la fitoestabilización asistida. A lo largo de 2011 se aplicó sobre la superficie de la presa lodo de már-mol (6.7 kg m -2 ), purín de cerdo (1.7 ,7 L m -2 en julio y 2.6 L m -2 en septiembre), y la fase sólida de purín de cerdo (7 kg m -2 ). En primavera de 2012 se introdujeron trece especies vegetales autóctonas. Durante dos años (2012-2013) se ha monitorizado con carácter semestral la evolución de diferentes propiedades edáficas y la fracción biodisponible de los metales Cd, Pb y Zn. Los resultados mostraron un incremento en el pH (de ~3 a ~7), la estabilidad de agregados (de 7% a 10-15%), el carbono orgánico (de 3.5 g kg -1 a 3.5 g kg -1), el nitrógeno total (de ~0.3 g kg -1 a ~0.8 g kg -1) y la capacidad de intercambio catiónico (de 6 cmol+ kg -1 a 11 cmol+ kg -1 ) con la aplicación de las enmiendas y el desarrollo de la vegetación, mientras que la fracción biodisponible de los metales descendió drásticamente (90-99%). Por tanto, la estrategia seguida ha resultado positiva para reducir la biodisponibilidad de metales pesados, mejorando la calidad y fertilidad del suelo. Estos resultados son prometedores en áreas donde se generen residuos que puedan ser utilizados para la rehabilitación de suelos afectados por metales pesados, revalorizando los mismos y al convertirse en subproductos de utilidad.Palabras clave: Presa de residuos, enmiendas, geoquímica, metales pesados, minería. Reclamation of a mine tailings pond by addition of marble waste and pig slurry for the development of aided phytostabilization

Restoration Techniques Applied in Open Mining Area to Improve Agricultural Soil Fertility

“…Similar results are observed in a study carried out in a limestone quarry in a semi-arid climate [53] in which organic amendments (sewage sludge and compost from domestic organic waste) were applied, where the soils showed higher N, P and K content than the soil without treatments. Another study [54] also showed that the application of amendments (marble waste and pig slurry) significantly increased soil N in an old mining waste dam recovery in a semi-arid climate. The application of pig manure increased soil N [59].…”

“…The values similar to those obtained in this study were found in a study carried out in 2016 [53], in which several combinations of organic amendments (sewage sludge and compost from domestic organic waste) and mulches (gravel and woodchip) were applied in a quarry in a semi-arid climate. In another study carried out in 2017 [54], the pH was increased to values close to neutrality due to the presence of carbonate in the wastes; marble waste and pig slurry were used to rehabilitate a mining waste dam. With the application of other waste, for instance, from the olive oil industry, an increase in the soil pH was also found [55,56] even in calcareous soils.…”

“…The increase in N content is very positive, since this macronutrient is an essential element for vegetation growth and for microbial communities, which are responsible for many of the necessary processes for plant nutrition. Therefore, its increase contributes to the improvement of soil nutritional conditions and to the growth and development of introduced crops [54] after the restoration process.…”

“…The soil treated with NPK (T1) has similar Zn values as the control plots (T0), and in the soils treated with woody pruning waste (T4), the Zn concentration in the soil decreased from sampling 1 to sampling 2, and it was even lower than in the control treatment (T0). In a study carried out in an abandoned mining waste dam, it was observed that with the application of pig slurry and marble waste, the Zn concentration decreased after two years of the application of the amendments [54], and the application of compost made from pig slurry also reduced Zn concentration in the soil [60].…”

Use of aided phytostabilization facilitate the production of aromatic plants in mining wastes as an environmental and socieconomic rehabilitation strategy

“…Las especies vegetales, así como las enmiendas del suelo, se utilizan para la inmovilización de metales pesados a través de la absorción y acumulación por sus raíces o precipitación dentro de la rizosfera (Bolan et al, 2011). Estas especies vegetales deben ser capaces de desarrollarse en condiciones adversas, como suelos contaminados, y tener una alta capacidad de biomasa para maximizar la eliminación de metales pesados del suelo (Zornoza et al, 2017). Debido a que la revegetación natural en estos emplazamientos mineros puede ser lenta o bien inexistente debido a la pobre calidad del suelo, esta técnica puede resultar ser una opción efectiva para la rehabilitación de este tipo de emplazamientos.…”