Evaluación de plantas nativas y enmiendas orgánicas en la concentración de metales y lixiviación de sulfatos en relave minero

Abstract

El potencial riesgo ambiental de un depósito no estabilizado se puede mitigar por medio de la fitoestabilización. El presente estudio se conforma de dos capítulos, que evalúan el comportamiento de especies vegetales en un relave extraído del embalse minero Piuquenes (Región de Valparaíso, Chile). El objetivo del capítulo I fue evaluar parámetros de crecimiento y capacidad de fitoestabilización de Tessaria absinthioides. Se analizó el contenido de S, Cu y Fe en tejido vegetal de T. absinthioides establecidas en relave (T0) y acondicionado con CaCO3 (T1), 25% de compost (T2) y 50% de compost (T3). Se caracterizaron las principales propiedades químicas del relave y compost. Dado que el pH muy fuertemente ácido es una de las principales limitantes del relave, en T0 las plantas no prosperaron, pero en T2 con una dosis de 257 Mg ha-1 se propició el desarrollo de masa seca aérea y de raíces en las plantas, un incremento en la movilidad de Cu y Fe en raíces, mayor concentración de S en parte aérea de la planta y capacidad de fitoestabilización de Cu y Fe por T. absinthioides. En el capítulo II se evaluó la lixiviación de sulfatos y concentraciones de S, Cu y Fe en tejido vegetal de plantas nativas Atriplex atacamensis y Escallonia rubra, con la adición de enmiendas de CaCO3, compost y digestato. Los tratamientos consistieron en relave no acondicionado (con y sin plantas) y acondicionado con CaCO3, compost (10 y 20%) o digestato (10 y 20%). Se caracterizó químicamente el relave, compost y digestato. Para el análisis de lixiviados, se consideró un tratamiento control adicional (relave sin plantas ni enmiendas). En síntesis, todos los lixiviados excedieron los niveles de sulfatos establecidos por la normativa chilena de agua de riego, siendo las dosis de 103 Mg ha-1 de compost y 17 Mg ha-1 de digestato, para ambas plantas, los que obtuvieron mayor proyección en la mantención vegetal y control de lixiviados en el tiempo. E. rubra y A. atacamensis presentaron mayor crecimiento y biomasa acumulada en los tratamientos con 17 Mg ha-1 de digestato y 206 Mg ha-1 de compost, respectivamente. Ambas especies presentaron capacidad de fitoestabilización de Cu y Fe. E. rubra acumuló S principalmente en las raíces de la planta, atribuido a la adaptación de la especie nativa y colonizadora espontánea de la cubeta del relave Piuquenes.

The potential environmental risk of an unstabilized deposit can be mitigated through phytostabilization. The present study has two chapters, which evaluated establishment of plant species in Piuquenes mining reservoir (Valparaíso Region, Chile). The objective of chapter I was to evaluate growth parameters and phytostabilization capacity of Tessaria absinthioides. The content of S, Cu and Fe was analyzed in plant tissues of T. absinthioides established in mining tailings (T0), mine tailings with CaCO3 (T1), 25% of compost (T2) and 50% of compost (T3). The main chemical properties of mine tailings and compost were characterized. Since very strongly acidic pH is one of the main limiting factors of the mine tailings, T. absinthioides didn't succeed at T0, but T2 with application compost added in 257 Mg ha-1 led to the best development of aerial and roots dry mass in T. absinthioides, an increase in the mobility of Cu and Fe in roots, a higher concentration of S in aerial parts and phytostabilization capacity of Cu and Fe by T. absinthioides. In chapter II, sulfate leaching and concentrations of S, Cu and Fe were evaluated in plant tissues of native plants Atriplex atacamensis and Escallonia rubra, with addition of CaCO3, compost, and digestate. The established treatments were mine tailings without amendments (with and without plants), mine tailings with CaCO3 addition, compost (10 and 20%), or digestate (10 and 20%). The mine tailings, compost, and digestate were chemically characterized. For the leachate analysis, an additional control treatment was considered (mine tailings without plants or amendments). All the leachate treatments exceeded the sulfate levels established by the Chilean irrigation water regulations, being the compost doses of 103 Mg ha-1 and 17 Mg ha-1 of digestate, for both plants, which obtained the highest projection in plant maintenance and leachate control over time. E. rubra and A. atacamensis showed higher growth and accumulated biomass in the treatments with 17 Mg ha-1 of digestate and 206 Mg ha-1 of compost, respectively. Both species showed the phytostabilization capacity of Cu and Fe. E. rubra accumulated mainly S in the roots, attributed to adaptation of the native species and spontaneous colonizer of the Piuquenes tailings pond.