Evaluación de los efectos ambientales de la minería aurífera a pequeña escala en el ANMIN-Apolobamba (Bolivia)

Abstract

[SPA] Bolivia llegó a ser uno de los principales productores de plata del mundo; su producción llegó a ser muy importante a mediados del siglo XVI cuando el proceso de amalgamación permitió la producción masiva de plata, dejando una cantidad sin precedentes de mercurio, con la consiguiente repercusión medioambiental, económica y social en varias zonas de Bolivia. En los últimos años, en Bolivia se ha visto un importante aumento de las operaciones mineras auríferas, motivado por el incremento del precio y la demanda internacional del oro. La minería aurífera boliviana tiene como principales protagonistas a las cooperativas mineras, que producen el 97 % del oro a nivel nacional, generando la mayor cantidad de empleo en el sector. El departamento de La Paz es el mayor productor de oro a nivel nacional, donde opera el 57% del total de cooperativas del país, explotando yacimientos auríferos primarios y secundarios. En el proceso de extracción de oro en Bolivia, el uso del mercurio es la práctica más habitual; la cantidad y su forma de uso, varía fundamentalmente por el tipo de yacimiento. Varias de las áreas protegidas nacionales, subnacionales e incluso territorios indígenas y originarios, que albergan una parte significativa de la biodiversidad del país, y son proveedoras de funciones ambientales vitales para el desarrollo, tienen dentro de su territorio actividades de extracción minera. El Área Natural de Manejo Integrado Nacional (ANMIN) -Apolobamba, que se encuentra en el departamento de La Paz, es una de las áreas protegidas más afectadas por las actividades mineras auríferas a pequeña escala. El objetivo principal de la tesis fue determinar los impactos ambientales de la minería aurífera filoniana a pequeña escala sobre medios bióticos (vegetación nativa) y abióticos (suelos, sedimentos y residuos) en ANMIN-Apolobamba. Para ello, se han seleccionado dos cooperativas mineras auríferas especialmente representativas por su ubicación en zonas de alta intensidad de actividad minera, estas son: Virgen del Rosario y Rayo Rojo. En cada cooperativa minera, se identificaron dos zonas, una zona cercana a las actividades de procesamiento del mineral y/o de concentración del oro incluyendo la quema de la amalgama, que podría denominarse zona minera, y otra alejada de estas operaciones mineras, pudiendo considerarse zona de control. En cada zona, de acuerdo a los objetivos específicos de la tesis, se identificaron perfiles representativos de suelos, se tomaron muestras edáficas superficiales y de profundidad, así como material vegetal, finalmente se colectaron muestras de residuos mineros y de sedimentos. En general, los metales totales no mostraron diferencias significativas entre los suelos superficiales y de profundidad y la proximidad a las zonas mineras, lo que sugiere que estos metales podrían ser de origen geogénico. Se detectó un incremento de mercurio en el suelo superficial en las zonas mineras, lo que indica una deposición directa de mercurio. También, se obtuvieron altos valores de arsénico total, biodisponible y soluble en los alrededores de la zona minera, probablemente relacionados con la presencia de residuos ricos en arsenopirita. Los contenidos de materia orgánica y arcilla podrían controlar las concentraciones de cadmio y zinc biodisponibles, mientras que el pH del suelo se relaciona con el comportamiento del arsénico, mercurio y cobre. Por el contrario, la concentración de plomo biodisponible estuvo directamente relacionada con su concentración total. En general, los metales solubles fueron altamente independientes, sin correlaciones significativas con las propiedades físicas y químicas del suelo. Se determinó el contenido y la especiación del arsénico en las muestras de suelo rizosférico y no rizosférico, colectadas en las dos cooperativas de estudio, para entender su destino y los riesgos ambientales de las acumulaciones de este metal. El valor promedio de arsénico total en los suelos rizosféricos y no rizosféricos osciló entre 13 y 64 mg kg-1. La rizosfera presentó valores de al menos el doble del contenido de arsénico en suelo no rizosférico. El mapeo elemental, usando un haz de rayos X de 4-5 μm generado por sincrotrón, mostró acumulaciones de arsénico en áreas enriquecidas con hierro. Los resultados de la espectroscopia de absorción de rayos X de borde cercano (XANES), detectaron solo la especie As(V) en todas las muestras, independientemente del contenido de arsénico total, sus fracciones y los tipos de vegetación. Aunque la toxicidad de As(V) es menor que As (III), se sugiere determinar la absorción de arsénico por la vegetación de pastoreo común para los camélidos del lugar, por la posibilidad de su incorporación en la cadena alimenticia. Considerando que las emisiones y liberaciones de mercurio en las actividades mineras auríferas a pequeña escala, se condensan y se depositan en las plantas, suelos y cuerpos de agua, se estudió la transferencia de mercurio del suelo a las plantas para predecir, la posible acumulación de mercurio en el ganado camélido alrededor de las zonas mineras auríferas de estudio. El contenido medio de mercurio en los suelos varían de 0,5 a 48,6 mg Hg kg-1(de 5 a 60 veces más altos en comparación con los suelos de la zona de control) y excedió los niveles de referencia de los suelo de algunos países europeos. Los contenidos de mercurio en hojas y raíces variaron de 0,6 a 18 y 0,2 a 28,3 mg Hg kg-1, respectivamente. Los altos contenidos de mercurio en Poaceaey Rosaceae podría elevar la acumulación de mercurio en la cadena alimenticia, debido a que los camélidos son totalmente dependientes de estas especies forrajeras y, a su vez, estos son los principales proveedores de carne para la población minera de esas zonas, quienes están en mayor riesgo si se utilizan algunas especies estudiadas con fines medicinales. [ENG] Bolivia was one of the main silver producers in the world; its production became very important in the middle of the 16th century when the amalgamation process allowed massive silver production, leaving an unprecedented amount of Hg, with the consequent environmental, economic and social impacts in various areas of Bolivia. In recent years, Bolivia has seen a significant increase in gold mining operations, motivated by the increase in the price and international demand for gold. The mining cooperatives are the main protagonists of Bolivian gold mining, which produce 97% of the gold nationwide, generating the major amount of employment in the sector. The department of La Paz is the largest gold producer nationwide, in where 57% of all cooperatives in the country operate, exploiting primary and secondary gold deposits. In the gold extraction process in Bolivia, the use of mercury is the most common practice; the quantity and the way in which it is used, varies fundamentally by the deposits type. Several of the national and sub-national protected areas and even indigenous and native territories, which host a significant part of Bolivia's biodiversity, and are providers of vital environmental functions for development, have mining extraction activities within their territory. The gold activity in the Natural Area of National Integrated Management (ANMIN) - Apolobamba is one of the most affected protected areas by the small scale gold mining activities effects.. The main objective of the thesis was to determine the environmental impacts of the small scale filonian gold mining activities on biotic (native vegetation) and abiotic (soils, sediments, residues) resources in ANMIN-Apolobamba. For this, two gold mining cooperatives especially representative in high intensity mining activity areas have been selected, they are: Virgen del Rosarío and Rayo Rojo. In each mining cooperative, two zones were identified, one close to the mineral processing or gold concentration activities including the amalgam burning, that could be called a mining zone, and another far away from these activities, allowing considered a control zone. In each area, according to the specific objectives of the thesis, representative soil profiles were identified, surface and depth soil samples were taken, as well as plant material, finally mining residues and sediments samples were collected. No significant differences in total metals were shown between top soils and deep soils and the proximity to the mining zones, suggesting that the origin of these metals could be geogenic. In the mining zones, increased mercury in the surface soil was detected indicating direct Hg deposition. High values of total, EDTA-extractable and soluble arsenic were obtained in the mining area surroundings, probably related to the presence of arsenopyrite-rich residues. While soil pH is related to the behavior of arsenic, mercury and copper, cadmium and zinc EDTA-extractable concentrations could be controlled by organic matter and clay contents. On the other hand, the lead EDTA-extractable concentration was directly related to its total content. Soluble metals, in general, were highly independent of soil physical and chemical properties. To understand the fate and environmental risks of arsenic, its content was determined in rhizospheric and bulk soil samples collected in the two cooperatives in the study. The mean of total arsenic in rhizospheric and bulk soils types ranges between 13 and 64 mg kg-1. Arsenic content in rhizosphere was at least double related to the bulk soil. Using a 4-5 μm synchrotron-generated X-ray beam, an elemental mapping was performed that showed accumulations of arsenic in iron-enriched areas. X-ray absorption near edge spectroscopy (XANES) results indicate only As (V) species was detected in all samples independently of total arsenic content, its fractions or vegetation type. Although As(V) toxicity is lower than As(III), is important that As uptake of commonly-grazed vegetation by camelids (alpaca and llama) must be determined to understand the environmental risks due to the possibility of their incorporation into the food chain. Considering that the emissions and releases of mercury in small-scale gold mining activities condense and deposited on plants, soils and water bodies, the transfer of mercury from soil into plants was studied to predict the possible mercury accumulation in livestock around the study gold mining areas. Mean mercury content in the soils varies from 0,5 to 48,6 mg Hg kg-1 (5 to 60 more compared to the soils of the control zone) and exceeded the reference levels of the soils of some European countries. The mercury contents in leaves and roots ranged from 0,6 to 18 and 0,2 to 28,3 mg Hg kg-1, respectively. The high mercury contents in Poaceae and Rosaceae may elevate mercury accumulation into the food chain, since camelids solely thrive on these plants for food and, in turn, these are the main meat suppliers for the mining population who are most at risk if some plant species are used for medicinal purposes.