The role of gypsum in bioremediation; recovery of ecosystem functions and services of pollutes soils

Abstract

Soil is one of the main providers of environmental functions and services, its productivity being one of the most essential services for human survival and development. Nevertheless, anthropogenic activities such as mining, may seriously degrade it, causing relevant health and ecological hazards. In this sense, soil acidification, salinization and pollution are a great concern worldwide, for which many degraded soil ecosystems would require assisted natural remediation. The aim of this thesis is to assess the role of gypsum mining spoil as an amendment of soils affected by acidification, salinization and Potentially Harmful Elements (PHEs), in order to revalue this mining waste material while assisting the natural remediation of degraded soils and their associated plant communities. The study area is located in the Guadiamar Green Corridor (GGC, Southern Spain), home to one of the worst European ecological disasters that has ever occurred. In 1998, the Aznalcóllar pyrite mine pond breached and released acidic waters and tailings highly polluted with PHEs. Thereupon, multiple cleaning and rehabilitation activities were undertaken in the area to guarantee the population’s safety and its complete recovery over time. However, many years following the disaster, there are still numerous remnant spots of polluted soils where vegetation cannot even germinate.

El suelo es uno de los principales proveedores de funciones y servicios ecosistémicos, siendo su productividad uno de los servicios más esenciales para la supervivencia y el desarrollo de la humanidad. No obstante, las actividades antrópicas como la minería pueden degradarlo gravemente, causando peligros relevantes para la salud y los ecosistemas. En este sentido, la acidificación, la salinización y la contaminación de los suelos son motivo de gran preocupación en todo el mundo, por lo que muchos suelos degradados requerirían remediación natural asistida. El objetivo de esta tesis es evaluar el papel del yeso de rechazo como enmienda de suelos afectados por acidificación, salinización y elementos potencialmente tóxicos (EPTs), con el fin de revalorizar este residuo minero al mismo tiempo que se promovería la remediación natural de los suelos degradados y la regeneración de sus comunidades vegetales asociadas. Como área de estudio, elegimos el Corredor Verde del Guadiamar (CVG, Sur de España), escenario de uno de los peores desastres ecológicos europeos de la historia. En 1998, la balsa de la mina de pirita de Aznalcóllar colapsó, liberando aguas ácidas y lodos altamente contaminados con EPTs. En consecuencia, se emprendieron múltiples actividades de limpieza y rehabilitación en la zona para garantizar la seguridad de la población y la completa recuperación de la zona a lo largo del tiempo. Sin embargo, muchos años después de la catástrofe, todavía quedan numerosas manchas de suelos contaminados donde la vegetación ni siquiera puede emerger.