Suelos y sedimentos afectados por la dispersión de jales inactivos de sulfuros metálicos en la zona minera de Santa Bárbara, Chihuahua, México

The inactive tailings of the Santa Barbara mining unit in northern Mexico were studied in order to evaluate the environmental impact on surrounding soils and sediments. Total concentrations as well as the concentrations of water-soluble, potentially toxic elements were analyzed to assess the potential for leaching and contamination. The near-neutral pH values of the oxidized tailings throughout the impoundments suggest that the dissolution of minerals with neutralizing potential was suffi cient to consume the acidity released by metal sulfi de oxidation. The tailings contain high total concentrations of Zn (1,762-21,059 mg¿Ekg-1), Pb (972-16,881 mg¿Ekg-1), As (410-3,281 mg¿Ekg-1) and Cu (472-2,415 mg¿Ekg-1). The total concentrations of the other elements studied were relatively low (Ba: 62-586 mg¿Ekg-1; Cd: 10-239 mg¿Ekg-1; and Se: 1-10 mg¿Ekg- 1) and even not detected by the analytical techniques in the case of the Cr, Ni, Hg and Ag. However, the concentrations of water-soluble, potentially toxic elements were low (Zn . 2.0 mg¿El-1, Pb < 0.07 mg¿El-1, As .0.05 mg¿El-1, Cu < 0.02 mg¿El-1, Cd . 0.2 mg¿El-1 and Fe < 0.25 mg¿El-1). Considering the near-neutral pH values and the low concentrations of potentially toxic elements available for leaching, we concluded that the potential for net acid generation was very low. The total concentrations of Zn, Pb, As, Cu and Cd in samples of soils and sediments located around the inactive tailing were greater than the natural background values determined for this study (background values: 974 mg¿Ekg-1 Zn; 947 mg¿Ekg-1 Pb; 190 mg¿Ekg-1 Cu; 342 mg¿Ekg-1 As; and 28 mg¿Ekg-1 Cd ). These results indicate that the soils and sediments have been contaminated by dispersed tailings. However, the concentrations of water-soluble, potentially toxic elements in all samples of soils and sediments were low: Cu . 0.16 mg¿El-1 and Cd . 0.005 mg¿El-1. For the case of Pb, in 39 samples of a total of 47 (included superfi cial and subsuperfi cial samples), concentrations below the detection limit (0.07 mg¿El-1) were registered, and only eight samples had water soluble Pb concentrations between 0.1 and 0.89 mg¿El-1. The concentrations of water soluble As varied between 0.0005 and 0.65 mg¿El-1, and those of Zn varied between 0.02 and 2.85 mg¿El-1. The low potential for leaching of potentially toxic elements from the contaminated soils and sediments indicate that they do not represent a serious environmental risk under present conditions. This is corroborated by the low concentration of potentially toxic elements found in shallow groundwater, values that did not exceeded the limits for drinking water.Los depositos de jales inactivos de la Unidad Minera Santa Barbara fueron estudiados con el objetivo de evaluar su impacto ambiental en suelos y sedimentos de los alrededores. Se analizaron tanto la concentracion total de los elementos potencialmente toxicos (EPT) como la concentracion de EPT solubles en agua, con el fi n de valorar su potencial de lixiviacion para movilizarse y contaminar otros medios abioticos del entorno. Los valores de pH de los jales oxidados resultaron cercanos a la neutralidad, lo que indica que la disolucion de minerales con potencial de neutralizacion consumio la acidez generada por la oxidacion de los sulfuros metalicos en estos jales. Los jales contienen altas concentraciones totales de Zn (1,762 . 21,059 mg¿Ekg-1), Pb (972 . 16,881 mg¿Ekg-1), As (410 . 3,281 mg¿Ekg-1) y Cu (472 . 2,415 mg¿Ekg-1). Las concentraciones totales de los otros elementos estudiados en los jales fueron relativamente bajas (Ba: 62 . 586 mg¿Ekg-1, Cd: 10 . 239 mg¿Ekg-1 y Se: 1 . 10 mg¿Ekg-1) e incluso no detectadas por las tecnicas de analisis en el caso del Cr, Ni, Hg y Ag. Sin embargo, las concentraciones de los EPT solubles en agua fueron bajas (Zn . 2.0 mg¿El-1, Pb < 0.07 mg¿El-1, As . 0.05 mg¿El-1, Cu < 0.02 mg¿El-1, Cd . 0.2 mg¿El-1 y Fe < 0.25 mg¿El-1). Estas bajas concentraciones de EPT solubles y los valores de pH cercanos a la neutralidad indican un bajo potencial de estos jales para la generacion de drenaje acido. En las muestras de suelos y sedimentos superfi ciales, ubicadas en los alrededores de las presas de jales, las concentraciones totales de Zn, Pb, Cu, As y Cd fueron mayores a la mediana de los valores de fondo naturales determinados en este estudio (974 mg¿Ekg-1 Zn, 947 mg¿Ekg-1 Pb, 190 mg¿Ekg-1 Cu, 342 mg¿Ekg-1 As y 28 mg¿Ekg-1 Cd). Estos resultados indican que los suelos y sedimentosestan contaminados debido a la dispersion de los jales.Sin embargo, las concentraciones de los EPT solubles en agua fueron bajas: Cu .0.16 mg¿El-1 y Cd . 0.005 mg¿El-1. Para el caso del Pb, en 39 muestras de un total de 47 (incluidas muestras superfi ciales y subsuperfi cales) se registraron concentraciones de Pb soluble en agua inferiores al limite de deteccion (0.07 mg¿El-1), y solamente en ocho muestras se registraron concentraciones de 0.1 a 0.89 mg¿El-1. Las concentraciones de As soluble en agua variaron entre 0.0005 y 0.65 mg¿El-1 y las de Zn variaron entre 0.02 y 2.85 mg¿El-1. La poca disponibilidad de los elementos potencialmente toxicos es una evidencia de que estos suelos y sedimentos contaminados no representan un riesgo ambiental de consideracion bajo las condiciones actuales. Esto se corrobora con el hecho de que en las aguas subterraneas someras se registraron concentraciones muy bajas de elementos potencialmente toxicos, las cuales son inferiores a los limites senalados para aguas de consumo human