Impact of Acid Mine Drainage on the hydrogeochemical characteristics of the Tinto-Odiel Estuary (SW Spain)

Abstract

pH and chlorinity content of estuarine water and behavior in the concentration of some heavy metals characteristics of acid mine drainage in the suspended matter and dissolved phase have allowed the identification of two mixing process in the Odiel-Tinto rivers estuary: a salt-induced mixing typical of marine estuaries and an acid neutralization process as a result of the mixture of acid fluvial water coming from the drainage basins, which are affected by acid mine drainage (AMD). Thus, the estuary is divided into three zones: (1) zone with acid water and with precipitation of sulphate phases during the beginning of the process of neutralization in the absence of salt-induced mixing, (2) zone with pH values between 4.5 and 7 where a removal of heavy metals in their dissolved phase is produced by coexistence of both mixture processes, and (3) zone where water is slightly basic and the salt-induced mixing produces a redissolution of some elements. Spatial location and extent of these zones within the estuarine system have seasonal variations depending on the volume of fluvial discharge.

El contenido de pH y clorinidad de las aguas de estuario y el comportamiento en la concentración de algunos metales pesados característicos del drenaje ácido de mina en la materia suspendida y en la fase disuelta ha permitido la identificación de dos procesos de mezcla en el estuario de los ríos Tinto y Odiel: una mezcla sal inducida típica de estuarios marinos y procesos de neutralización como resultado de la mezcla de agua ácida fluvial procedente de cuencas de drenaje afectadas por drenaje ácido de mina (AMD). Así, el estuario es dividido en tres zonas: (1) zona con agua ácida y precipitación de sulfatos durante el comienzo del proceso de neutralización en ausencia de la zona de mezcla salina, (2) zona con valores de pH entre 4.5 y 7 donde la eliminación de los metales pesados en la fase disuelta es producida por la coexistencia de ambos procesos de mezcla y (3) zona donde el agua es ligeramente básica y la mezcla salada produce una redisolución de algunos elementos. La posición especial y extendida de estas zonas dentro del sistema estuarino tiene variaciones estacionales dependiendo del volumen de descarga fluvial.