RT Dissertation/Thesis
T1 Modelos de funcionamiento hidrogeoquímico de embalses afectados por AMD en base a indicadores biológicos. Interés y relevancia de las diatomeas en el caso de la Faja Pirítica Ibérica
A1 González Rivera, María José
K1 Minas y recursos mineros -- Huelva (Provincia)
AB La construcción de embalses en regiones sometidas a climas áridos esuna técnica habitualmente empleada para almacenar aguas para posterior usourbano, agrícola e industrial. En el escenario que nos ocupa, suroeste de Españala precipitación media anual ronda los 650 mm y la ETP los 900 mm, lo queprovoca un balance hídrico negativo que justifica la necesidad de construcción,control de calidad de las aguas y mantenimiento de estos embalses.La calidad de estas aguas depende de las características físico-químicasy biológicas de cada presa, a su vez dependiente de los focos productores decontaminación presentes en cada cuenca vertiente y de variables climáticas queinfluyen además sobre la biota presente en los ecosistemas hídricos y sobre lapropia físico-química de las aguas. En este sentido, la Directiva Marco del Agua,2000/60/CE define límites y propone el empleo de diatomeas comobioindicadores del estado ecológico de las aguas superficiales por tratarse de losindicadores más eficaces.En el SW peninsular, donde se centra esta Tesis Doctoral, encontramosmás de 80 explotaciones de sulfuros, la mayor parte de ellas abandonadas y sinmedidas de prevención ni corrección por tratarse de minas anteriores a laentrada en vigor de las normativas ambientales que actualmente imponen“vertido cero” a las minas de sulfuros. Estas minas abandonadas y clausuradasmuchas hace decenas o miles de años, continúan hoy funcionando como focoscontaminantes al carecer de medidas de prevención. Este hecho conforma unescenario hídrico singular donde el Drenaje Acido de Mina provocado por laoxidación de sulfuros para dar sulfatos con liberación de hidrogeniones provocala aparición de aguas con extrema acidez que son capaces de disolver losmetales presentes en el entorno.El resultado final es un lixiviado con valores de pH muy bajo y altísimasconcentraciones de sulfatos y metales pesados disueltos en sus aguas que lashacen no aptas para otro uso que no sea el minero.En base a lo anterior, en este trabajo se aborda el estudio físico-químicoy biológico de las aguas presentes en 23 embalses afectados en mayor o menormedida (dentro de la Faja Pirítica Ibérica), con el fin de identificar las diatomeaspresentes en sus aguas, las variables que definen sus características físicoquímicasy el clima, modelizando a su vez las interrelaciones entre estos gruposde variables. Para el logro de los objetivos descritos se ha procedido al muestreo yanálisis de aguas de un total de 23 embalses representativos de la red fluvial queatraviesa la Faja Pirítica. Se han identificado en cada punto de muestreoigualmente las especies de diatomeas presentes y se han integrado estos datos,junto con los climáticos, en matrices compatibles con diferentes software.La aplicación de herramientas estadísticas y de fuzzy logic de últimageneración ha permitido además la clasificación de los embalses de referenciaen función del grado de afección a partir de los bioindicadores, las relaciones deinterdependencia entre riqueza, diversidad de especies pH y metales disueltos,el contraste de esquemas y propuestas de otros autores para escenarios deextrema acidez mediante la implementación de tratamiento inicialmente gráfico,posteriormente estadístico y finalmente mediante lógica borrosa con el empleode la herramienta PreFurGe, el rol fundamental del pH como pre-indicador detolerancia específica de la biota con indicación precisa de los rangos deexistencia/coexistencia de especies de diatomeas.Además, queremos destacar que este es el primer trabajo descrito en laliteratura científica sobre los embalses presentes en toda una provinciametalogenética en un pais.De esta tesis doctoral han sido publicados diferentes trabajos en revistasindexadas. Destacamos los siguientes: Valente et al., 2013; Valente et al., 2014; Valente et al., 2016a,b; Rivera et al., 2019; Rivera et al., 2020.
AB The construction of dams in regions subject to arid climates is a techniquecommonly used to store water for later urban, agricultural and industrial use. Inthe study scenario, southwest of Spain, the average annual rainfall is around 600mm and the ETP around 900 mm, which causes a negative water balance thatjustifies the need for construction, quality control and maintenance of thesereservoirs.The quality of these waters depends on the physical-chemical andbiological characteristics of each dam, in turn dependent on the sources ofpollution present in each catchment basin and on climatic variables that alsoinfluence the biota present in water ecosystems and on the physical-chemical ofthe water itself. In this sense, the Water Framework Directive, 2000/60/ECdefines limits and proposes the use of diatoms as bioindicators of surface watersecological status as it’s said there, “they are the most effective indicators”.In the SW of the peninsula, where this Doctoral Thesis was realized, thereare more than 80 sulfide exploitations, most of them abandoned and withoutprevention or correction measures because they began exploitation prior to theentry into force of the environmental regulations that currently impose "zerodischarge" for the sulphide mines. These mines, abandoned and closed hundreds or thousands of years ago, continue to be polluting sources nowadays,due to lack of preventive measures. This fact forms an unique hydric scenariowhere the Acid Mine Drainage caused by the oxidation of sulphides into sulphatesreleases hydrogen ions (H+) causing the appearance of waters of extreme aciditythat are capable of dissolving the metals present in the environment.The end result is a leachate of very low pH and very high concentrations ofsulphates and heavy metals dissolved in their waters, that make it unsuitable forany other use than mining.Based on the above, this work addresses the physical-chemical andbiological characteristics of the waters from 23 reservoirs, affected to a greateror lesser extent within the Iberian Pyrite Belt in order to identify the diatomspresent in their waters, the variables that define their physical-chemicalcharacteristics and the climate, in turn modeling the interrelationships between these groups of variables. To achieve the objectives described, the sampling and analysis of waterrepresentative of the river network, from a total of 23 dams, crossing the IberianPyrite Belt, was done. The diatom species present at each dam were identifiedand these data was integrated, together with the climatic ones, in compatiblesmatrices done with different software.The application of fuzzy logic tools allowed the classification of damsaccordingly to the pollution degree based on bioindicators, the interdependencerelationships between richness, diversity of species, pH and dissolved metals,the contrast with proposals of other authors for similar scenarios first, through theimplementation of graphical treatment, followed by traditional statistic and finallythrough fuzzy logic with the use of the Pre-Fur-Ge tool, the fundamental role ofpH as a pre-indicator of biota specific tolerance with a precise indication ofexistence/coexistence ranges of diatom species.In addition, this work highlights the fact that is the first work in the scientificliterature, describing the dams of an entire metallogenetic province in an allcountry. Different works emerged from this doctoral thesis, published in indexedjournals. We highlight the followings: Valente et al., 2013; Valente et al., 2014;Valente et al., 2015; Valente et al., 2016; Rivera et al., 2019; Rivera et al., 2020.
PB Universidad de Huelva
YR 2022
FD 2022
LK http://hdl.handle.net/10272/20920
UL http://hdl.handle.net/10272/20920
LA spa
DS Repositorio Institucional de la Universidad de Huelva
RD 31 may 2026