Meteorización de los lodos piríticos de Aznalcóllar

Los minerales mas abundantes formados a partir de la meteorizacion de los lodos piriticos residuales en el suelo tras el vertido de Aznalcollar son la natrojarosita y el yeso. La natrojarosita forma costras y cementos de minerales detriticos, y el yeso precipita en el fondo de pequenas balsas. Ademas, se han observado eflorescencias de sulfatos de magnesio, halotriquita, apjohnita, coquimbita y copiapita. Varios de estos minerales son sulfatos de Fe3+ y Al y son una fuente potencial de acidez para las aguas. La velocidad de disolucion oxidativa del lodo se ha determinado mediante experimentos de flujo continuo. La velocidad aumenta con la concentracion de oxigeno disuelto. El comportamiento de los metales traza es muy variable: As, Co y Cd aumentan su concentracion en la fase liquida a pH acido, mientras que Zn y Cu son independientes del pH. La concentracion de todos los metales aumenta con la concentracion de oxigeno disuelto. Se han realizado experimentos de oxidacion de lodos en columnas. Se han rellenado dos columnas con arena y arcilla, representativas de los suelos de la zona afectada por el vertido. Se ha anadido un 10% en peso de lodo en ambos casos. Las columnas se han situado a la intemperie y se han lixiviado con agua destilada a intervalos de tiempo durante 300 dias. En la columna de arcilla la presencia de calcita y la lenta oxidacion del lodo (debido a la baja difusion de oxigeno) mantienen el pH del lixiviado elevado favoreciendo la retencion de metales en el suelo. En la columna de arena la disolucion de lodo provoca una gran acidez (pH<2), que la disolucion de silicatos no es capaz de neutralizar. Los elementos Zn, Co y Cd no sufren ningun proceso de retencion y se liberan al medio cuando el lodo se disuelve. El Fe y el Al precipitan como Fe(OH)3 y Al(OH)3 amorfos cuando el pH es superior a 4-4,5. Durante este tiempo el Cu coprecipita con el Fe(OH)3. A medida que el pH disminuye, estos minerales se disuelven y las concentraciones de Fe, Al y Cu aumentan en el lixiviado. La solucion se encuentra en equilibrio con la jurbanita, (AlOHSO4), pero este mineral no se ha identificado en los ensayos de laboratorio ni en el campo. En cambio, todo indica que el mineral que controla la concentracion de As y Pb en el medio es la jarosita (Na, K, Pb)Fe3((S,As)O4)2(OH)6, la cual los incorpora en su composicion. La precipitacion de jarosita explica tambien la disminucion de Na y K cuando el pH disminuye. Se han instalado en el campo tres parcelas experimentales de 1 m2 con sendas mezclas de arena, grava y arcilla con lodo (aprox.10% en peso de lodo en cada una). Se ha recogido y analizado los lixiviados obtenidos despues de las lluvias durante el ano hidrologico 1998-99. A partir de los resultados obtenidos se puede considerar que las parcelas de arena y de grava se comportan de manera muy semejante a la descrita para la columna de arena. Por otra parte, la unica muestra recogida en la parcela de arcilla, indica un comportamiento paralelo al de la columna de arcilla. Se han llevado a cabo una modelacion numerica de la oxidacion de pirita que tiene en cuenta procesos de flujo y transporte multifase de agua, calor y solutos y reacciones quimicas. Se han desarrollado dos modelos: un modelo estacionario con todos los procesos y un modelo transitorio con solo flujo y transporte de calor. El modelo estacionario solo da resultados razonables con superficies reactivas de pirita muy bajas. Posibles explicaciones son leyes cineticas erroneas o una diminucion progresiva de la reactividad de la pirita por recubrimiento de su superficie. El modelo transitorio simula bien la influencia de chubascos y las variaciones diarias y estacionales que disminuyen con profundidad. Queda por hacer un modelo transitorio que tambien incorpore reacciones quimicas.