Understanding Copper speciation and mobilization in soils and mine tailings from "Mineral La Aurora" in central Mexico: contributions from Synchrotron techniques

René Loredo Portales, Gustavo Cruz Jiménez, Hiram Castillo Michel, Diana Olivia Rocha Amador, Katarina Vogel Mikuš, Peter Kump, Guadalupe de la Rosa
2015 Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana  
Potentially toxic elements are usually present in mine tailings in concentrations that may threat environmental and human health. In this research, mine tailings and soils from the mine "La Aurora" located in central Mexico were studied. This mine was exploited for Pb, Zn, Ag, Cu and Au and abandoned since their last cycle in 1957. For this purpose, a combination of sequential extraction procedure (SEP), Flame Atomic Absorption Spectroscopy (FAAS), and X-ray synchrotron techniques (XAS) were
more » ... d. Cu is present in mine tailings and soils in a range respectively between 125 ± 21 and 1763 ± 10 mg·kg -1 and 22 ± 2 and 88 ± 5 mg·kg -1 . Repartition of Cu in mine tailings determined by SEP followed this general trend: Water soluble > Residual > Organic Bound > Exchangeable > Fe-Mn oxides bound > Carbonates bound. In contrast, Cu in soils was mainly retained in the residual fraction and followed this general trend: Residual > Organic bound > Fe-Mn oxides bound > Carbonates bound > Water soluble > Exchangeable. X-ray Absorption Near Edge Spectroscopy (XANES), showed that Cu is present as Cu 2+ , forming highly mobile species, and in minor proportion as Cu + species, as oxides and sulphides. Cu content in mine tailings is available for plants and bioaccessible with percentages higher than 50 % in almost all the points tested. The calculated dose limit, that involves gastrointestinal disorders for chronic exposure is surpassed in all mine tailings tested. Resumen La concentración de Elementos Potencialmente Tóxicos en desechos mineros suele ser muy alta, en concentraciones que pueden constituir un riesgo para el medio y la salud humana. En este trabajo, se estudiaron jales y suelos del sitio de la mina "La Aurora", localizado en la región central de México. Este sitio minero fue explotado para Pb, Zn, Ag, Cu y Au y abandonado desde su último ciclo en 1957. Con este propósito se empleó una combinación de Extracciones Secuenciales, Espectroscopía de Absorción Atómica de Flama y Técnicas de Luz Sincrotrón. La concentración de Cu determinada en los jales y suelos se encontró respectivamente en un rango de 125 ± 21 and 1763 ± 10 mg·kg -1 y 22 ± 2 a 88 ± 5 mg·kg -1 . La distribución de Cu en los jales determinada por las Extracciones Secuenciales presento la siguiente tendencia: Soluble en agua > Residual > Unido a materia orgánica > Intercambiable > Unido a óxidos de Fe-Mn > Unido a carbonatos. En contraste, el Cu en el suelo es retenido principalmente en la fracción residual, como sigue: Residual > Unido a materia orgánica > Unido a óxidos de Fe-Mn > Unido a Carbonatos > Soluble en agua > Intercambiable.
doi:10.18268/bsgm2015v67n3a8 fatcat:gnwnuhe7g5brpmbjksrayacgwu