Procesos de transporte de arsénico y metales en aguas superficiales del distrito minero de Taxco, México: Aplicación de isótopos estables Translated title: Arsenic and metals transport processes in surface waters from the mining district of Taxco, Mexico: Stable isotopes application

Abstract

Para entender los procesos que dominan el transporte, distribución de metales, As, y procedencia del azufre en agua superficial del distrito minero de Taxco se determinaron 34S/32S en sulfatos disueltos y 18O/16O, ²H/H en ríos y arroyos. Se analizaron Zn, Cd, Cu, Fe, Pb y As en cuerpos de agua cercanos a residuos del procesamiento de minerales (jales). La regresión lineal de los valores δ18O y δD (secas) mostró una pendiente (δD=3.998 * δ18O-29.02) inferior a la Línea Meteórica Mundial (LMM, δD= 8 * δ18O + 10) indicando un proceso de evaporación. En lluvias, la pendiente (δD=6.109 * δ18O-9.69) se aproximó a la LMM mostrando un aporte de agua meteórica hacia los ríos. El δ34S osciló entre -6.8 y +2.2% (secas), y -5 y -0.6% (lluvias) e indica que el azufre proviene de la oxidación y erosión de sulfuros. El análisis de agrupamiento mostró que las condiciones para ríos y arroyos (secas) son significativamente similares a los jales, pero no así en lluvias (excepto TX3). Esta similitud muestra la importancia de los cambios estacionales en los procesos de intemperismo y lavado de los jales, con su posterior transporte por escorrentía hacia los cuerpos de agua de la zona. La variación de la concentración de metales (lluvias y secas) indica dos procesos acoplados, 1) descarga con erosión y 2) dilución proporcional. La relación entre 18O y 34S confirma el intemperismo de los materiales de la cuenca y jales con un patrón amplio y heterogéneo en secas; en lluvias la tendencia de los resultados indica erosión y mezcla de partículas.

Translated abstract

Water isotopic ratios 18O/16O, ²H/H and 34S/32S in dissolved sulfates were measured to determine sulfur provenance and dominant processes of transport, and, distribution of As and metals in surface waters in the mining district of Taxco. Zinc, Cd, Cu, Fe, Pb and As were analyzed in river and stream waters located nearby mine tailings. δ18O and δD values (dry season) showed a lower slope (δD=3.998 * δ18O-29.02) than the Global Meteoric Water Line (GMWL, δD=8 * δ18O + 10) indicating an evaporation process. In the rainy season, the slope (δD=6.109 * δ18O-9.69) approximates to the GMWL showing an input of meteoric water to rivers. δ34S values in dissolved sulfates vary from -6.8 to +2.2% (dry season) and from -5 to -0.6% (rainy season), indicating a sulfur source from sulfides oxidation and erosion. Clustering analysis showed that rivers and streams conditions are very similar to those of the tailings in the dry season, but not in the rainy season, with exception of TX3. This similitude exhibits the significance of seasonal changes in weathering and washing off processes from tailings, with further transport by runoff into surrounding water bodies. Variation in metal concentrations (dry and rainy seasons) indicates two-coupled processes: 1) discharge-erosion and 2) proportional dilution. Plot of δ18O vs δ34S confirms weathering of material from the basin and tailings with a wide and heterogeneous pattern in the dry season, while in the rainy season results indicate erosion and mixing of particles.