Assessment of the combined use of MSW and autochthonous tree species for the phytomanagement of mine wastes under semiarid climate

[SPA] El fitomanejo se considera una técnica adecuada para reducir los riesgos ambientales de depósitos mineros abandonados. Las enmiendas orgánicas y el empleo de árboles se han utilizado con éxito en estos suelos contaminados. El objetivo de este trabajo fue evaluar la adición de un residuos sólido urbano (RSU) en el crecimiento y fraccionamiento de metal(oid)es en dos especies arbóreas (P. halepensis y T. articulata) creciendo en residuos mineros. Para alcanzar los objetivos de este trabajo se llevó a cabo un experimento en macetas. El RSU mejoró los parámetros de fertilidad de suelo y aumentó la biomasa de ambas especies, aunque favoreció una mayor translocación de metales en P. halepensis. Se concluyó que el uso para el fitomanejo de residuos mineros de P. halepensis y T. articulata puede ser apropiado acompañado del uso de esta enmienda. [ENG] Phytomanagement is considered a suitable tool to reduce the environmental risks of abandoned mine tailings. Organic amendments and trees have been successfully used on metal contaminated land. The goal of this work was to assess the effects of Municipal Solid Waste (MSW) addition on plant growth and metal(loid) partitioning in two tree plant species (P. halepensis and T. articulata) growing on mine tailings. In order to achieve the objective of this work a pot experiment was carried out. The MSW improved soil fertility parameters and thus, plant growth in both plant species but also metal translocation in P. halepensis. It was concluded that the positive effects of MSW on plant growth may justify its employment in the phytomanagement of abandoned mine tailings.This project has been funded by MINECO-FEDER (CGL2014-54029-R, Project ECOMIN) and Seneca Foundation (19248/PI/14). Obdulia Martínez holds a FPI contract (BES-2015- 075838) from MINECO

Metal mobility assessment in semiarid mine tailings amended with biochar and urban compost: results of a bioassay employing a pioneer plant species

[SPA] El fitomanejo permite reducir el riesgo ambiental de balsas mineras abandonadas. El objetivo del trabajo fue evaluar la movilidad de metales en balsas mineras enmendadas con biochar y/o compost urbano y la efectividad de las enmiendas reduciendo la toxicidad de la solución edáfica para una planta pionera (Zygophyllum fabago). Se llevó a cabo un experimento en mesocosmos (20 meses) con residuo minero con y sin enmienda. Los mesocosmos se mantuvieron a capacidad de campo con agua de la red y se drenaron en diferentes momentos. Se monitorizó la solución edáfica regularmente (pH, conductividad eléctrica, carbono orgánico soluble –COS--, nitrógeno total soluble –NTS- y metales -Mn, Zn-), al igual que el drenaje. Se realizó un bioensayo con semillas de Z. fabago con la solución edáfica de mitad del experimento (germinación de semillas, crecimiento de plántulas). Los tratamientos con compost urbano mostraron mayor concentración inicial de COS y metales en solución. Se observó un descenso temporal de la concentración de DOC y metales en la solución edáfica debido a su lixiviación en el drenaje. A pesar del mayor contenido de metales, el compost urbano favoreció la elongación de la raíz debido al mayor contenido de COS y NTS en solución. [ENG] Phytomanagement allows to reduce the environmental risks of abandoned mine tailings. The aim of this work was to assess metal mobility in mine tailings amended with biochar and/or urban compost and the effectiveness of these amendments for reducing the toxicity of soil solution to a pioneer plant species (Zygophyllum fabago). A mesocosm experiment was performed (20 months) with mine wastes with and without amendment. Mesocosms were maintained at field capacity with tap water and drained at different times. Soil solution was regularly monitored (pH, electrical conductivity, dissolved organic carbon –DOC-, dissolved total nitrogen –TDN- and metals -Mn, Zn-), as well as drainage. A bioassay with seeds of Z. fabago was performed with midterm soil solution (seed germination, seedling performance). Treatments containing urban compost showed higher initial DOC and metal concentrations in solution. A decrease of DOC and metal concentrations in soil solution with time occurred due to their lixiviation in the drainage water. In spite of the higher metal pool, urban compost favoured root length due to its greater content of DOC and TDN in soil solution.Financial support for this research was provided by the Ministerio de Economía y Competitividad of Spain and FEDER (Project CTM2014-54029-R) and Fundación Séneca de CARM (19248/PI/14). Obdulia Martínez holds a FPI contract from the Ministerio de Economía y Competitividad of Spain (BES-2015-075838). Dr. González-Alcaraz holds a Marie Skłodowska-Curie contract (H2020-MSCA-IF-2015, Project ID 704332)

The combined used of tree species and biochar amendments for the phytomanagement of mine tailings under semiarid climate

[SPA] La presente propuesta de tesis doctoral busca aportar soluciones científico-técnicas para la revegetación de residuos procedentes de las labores de concentración de mineral (balsas mineras) en el contexto semiárido de la Sierra de Cartagena-La Unión, como una estrategia de restauración ambiental sostenible a medio y largo plazo que incluya la reducción de los riesgos de ecotoxicidad asociados a la presencia de metales y metaloides. Para ello se estudiará el efecto del biochar (sólo y en combinación con otra enmienda orgánica) sobre el comportamiento biogeoquímico y la toxicidad de residuos mineros y si dicho efecto puede favorecer el papel de Pinus halepensis y Tetraclinis articulata como especies clave para la restauración de balsas mineras. Además, se realizarán muestreos de ecología de las comunidades vegetales asociadas a éstas dos especies que crecen espontáneamente en balsas mineras. Por último, se practicarán bioensayos de ecotoxicidad con semillas, plántulas e invertebrados edáficos. [ENG] The present PhD Thesis proposal aims to provide technical-scientific solutions for the reclamation of mine tailings in the semiarid area of the Sierra de Cartagena-La Unión, as a strategy for achieving a sustainable environmental restoration. The reduction of risks associated to metal(loid)s will be also considered. In order to achieve this aim, the effects of biochar addition (alone and in combination with other organic amendment) on the biogeochemical behavior and ecotoxicity of the mine tailings will be studied. In addition, the role of Pinus halepensis and Tetraclinis articulata as key species for the restoration of mine tailings will be discussed. Ecology surveys on the spontaneous communities associated to these two species on mine tailings will be performed. Finally, ecotoxicological bioessays employing seeds, seedlings and edaphic invertebrates will be tested.Este proyecto ha sido financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad y FEDER (CGL2014-54029-R) y la Fundación Séneca de la Región de Murcia (19248/PI/14). Obdulia Martínez disfruta de un contrato FPI (BES-2015-075838) del Ministerio de Economía y Competitividad