Inadequate waste disposal from ore processing is one of the main inputs of metals to rivers where they are transported either in dissolved or in particulate form. Heavy metals ' and arsenic from metal-rich wastes may reach hazardous levels to humans and ecosystems, and constitute a negative influence on sustainable development. The present study focuses on determining the concentrations and speciation of dissolved and suspended particulate arsenic, cadmium, copper, lead, zinc and iron produced by the combined input of mine wastes and urban wastewater in the Taxco River. Water samples were collected along the river in both, dry and rainy seasons. Results showed near neutral or slightly basic pH values at most sites, dominated by bicarbonate, sulfate, calcium, sodium and magnesium as the main ions. The highest content of metals measured in the water at site TX3 close to tailings were: Fe and As, mainly in particulate form (54.5 mg/L and 0.047 mg/L respectively), Zn, Pb, Cu and Cd in dissolvedform (245.83, 0.217, 3.94 and 1.73 mg/L respectively). Closeness of TX3 to mine tailings allows dragging of material by water and wind induced erosion. This process supplies metals, ions and acid drainage to the river water altering its composition mainly in the dry season (pH 2.8). A seasonal dilution factor was observed in the chemistry of the river, since in the dry season average flow of the studied transect was only 0.05 m³/s and in the rainy season the flow increased to 1.45 m³/s. Aqueous metal speciation, predicted using WATEQ4F software, reflected the influence of local geology, with presence of limestones, as well as sulfide oxidation of minerals within tailings. Speciation results data indicated that oxides, ohyhydroxides and carbonates are the main compounds controlling mobilization/immobilization processes of the studied metals. Metal concentrations over drinking water standards, as well as urban wastewater influence render the river water unsuitable for irrigation and as a drinking water source without a previous treatment, mainly at sites close to discharges and wastes. Environmental protection of the river implies avoiding direct wastewater discharges, as well as particle dragging and acid mine drainage input to the river that may be attained through the construction of physical barriers and water treatment systems.

El manejo inadecuado de los residuos del procesamiento de minerales es una de las principales fuentes de metales y arsénico hacia los ríos en los cuales pueden alcanzar niveles peligrosos para los seres humanos y los ecosistemas. El presente estudio se enfocó a determinar las concentraciones y las especies químicas disueltas o asociadas a partículas en suspensión de arsénico, cadmio, plomo, cobre, zinc y fierro presentes en el Río Taxco y Cacalotenango, aportadas tanto por residuos mineros como por aguas residuales urbanas. Se colectaron muestras de agua en época de secas y en época de lluvias. Los resultados indican que son aguas con valores de pH cercanos a la neutralidad o ligeramente básicos en la mayoría de los sitios. Las especies químicas principalmente encontradas fueron bicarbonato, sulfato, calcio, sodio, y magnesio. La muestra TX3, ubicada frente a uno de los depósitos de jales, presentó las concentraciones más altas de iones en temporada de secas y de lluvias, siendo los sulfatos (2497y 599 mg/L respectivamente) y el calcio (472 y 208 mg/L respectivamente) los más representativos; también presentó las mayores concentraciones de metales en temporada de secas: Fe principalmente asociado a partículas suspendidas (54.5 mg/L) y Zn, Pb, Cu y Cd en forma disuelta (245.8, 0.21, 3.94 y 1.73 mg/L respectivamente). La cercanía de TX3 a los jales permite el arrastre de material por procesos de erosión hídrica y eólica al Río Taxco lo que aporta metales, iones y drenaje ácido, y altera la composición del agua principalmente en la temporada de secas (pH 2.8). Se observó un factor de dilución estacional en la composición química del río; en temporada de secas el flujo promedio del transecto estudiado fue de 0.05 m³/s y en lluvias de 1.45 m³/s. La influencia de la geología de la zona con presencia de calizas y los procesos de oxidación de sulfuros contenidos en los jales se reflejó en la especiación de los metales que fue calculada con el programa de modelación geoquímica WATEQ4F. Los resultados indicaron que los óxidos, oxihidróxidos y carbonatos son los principales compuestos que regulan la movilización/ inmovilización de los metales estudiados en este transecto. Las concentraciones de metales, que en muchos sitios son mayores a las normas ecológicas, y la influencia de las descargas urbanas y de los jales que alteran las condiciones fisicoquímicas del agua del Río Taxco han ocasionado que el mismo no pueda utilizarse directamente como fuente de agua potable ni para riego agrícola, principalmente en aquellos sitios cercanos a las fuentes de contaminación. Para la protección ambiental del río debe impedirse el ingreso de aguas residuales crudas así como el arrastre de las partículas de jales y del drenaje ácido producido, esto podría lograrse mediante la construcción de barreras físicas y sistemas de tratamiento.

Acidification of dredged sediments which have been disposed on land is highly dependent on redox shifts. The aim of the present work was to assess changes in sulphur, metal speciation (Zn, Fe, Cr y Cu) and acidity caused by a polluted sediment oxidation event. Sediments were dessicated under controlled conditions and sulphide compounds (acid volatile sulphides-AVS- and sulphate), pH and neutralization potential were measured through time during 36 days. Zinc, Cu, Cr and Fe speciation (BCR metal sequential extraction procedure) were measured at the beginning of the experiment and at day 22. An acid-base equilibrium method based on the BCR procedure was employed to assess the sediment acidification risk. Some of the re-suspension experiments were inoculated with an Acidithiobacillus ferrooxidans strain to assess biological catalysis on sulphide oxidation. Acid-base equilibrium results indicated the sediment sample had a significant acidification potential. Oxidation increased sulphate levels (56 to 2300 mg S kg-¹ in the desiccation experiment with a temporal evolution adjusted by a logistic model, and a 2100 to 3000 mg SO4 -² L-¹ increase for the resuspension experiments). Sulphide oxidation rates varied between 0 to 3.1.10-9 mg O2 kg-¹ s-¹ for the drying sediment. Zinc changes could be explained partially by ZnS conversion to ZnSO4 during oxidation. Iron reduction could be attributed to an increase in Fe oxides crystallinity. Acid-base equilibrium for the sample indicated it was a potentially acid-generating material. Zinc increased its bioavailability during drying and was the only metal that appeared in significant amounts in solution during re-suspension. Land-filling with dredged sediments could present increased metals bioavailability problems despite having an important and effective neutralization potential.

La evaluación de los riesgos de acidificación por deposición de sedimentos dragados en superficie es muy dependiente de los cambios generados por potencial redox. El objetivo del presente trabajo fue el de evaluar cambios en las formas de azufre, metales (Zn, Fe, Cr y Cu) y aumento de acidez generado por la oxidación de sedimentos contaminados durante un proceso de oxidación controlado. Se midió, sobre sedimentos en proceso de desecación y durante 36 días, sulfuros, sulfuros volátiles, sulfatos, pH y potencial de neutralización. A partir del día 22 se aplicó un procedimiento de extracción sequencial de Zn, Cu, Cr y Fe para evaluar el riesgo de acidificación del sedimento, incluyendo entre los tratamientos la inoculación con una cepa de Acidithiobacillus ferrooxidans como catalizador de la oxidación de los sulfuros. La oxidación de sulfatos aumentó de 56 a 2300 mg S kg-¹ con una evolución temporal que ajustó a un modelo logístico. Hubo un aumento de 2100 a 3000 mg SO4 -² L-¹ de sulfatos en el experimento de resuspensión. La oxidación de los sulfuros osciló entre 0 y 3,1.10-9 mg O2 kg-¹ s-¹. Los cambios en el comportamiento del Zn pueden ser explicados parcialmente por la conversión de ZnS a ZnSO4 durante el proceso de oxidación. La reducción del hierro podría ser atribuida a un aumento en la cristalinidad de los óxidos de Fe. El balance ácido-base señala que la muestra es un material con capacidad generadora de acidez. El Zn aumentó su biodisponibilidad durante el proceso de secado y es el único metal que se encuentra presente en cantidad significativa durante el proceso de resuspensión. La disposición en tierra firme de sedimentos dragados puede generar aumento de biodisponibilidad de metales más allá de su impacto en el potencial efectivo de neutralización.

A técnica de especiação dos metais, que determina a concentração das formas físico-químicas individuais dos elementos que, em conjunto, constituem a concentração total dos mesmos na amostra, possibilita a obtenção de novos dados para prever sua absorção. O termo biodisponibilidade, proposto inicialmente para a área farmacológica, indica a proporção do nutriente que é absorvida e utilizada pelo organismo. Sendo assim, a determinação do teor total do metal ingerido pelo organismo não possibilita traçar um perfil da eficiência de sua absorção. Técnicas de especiação química, como a extração seqüencial, podem auxiliar na avaliação da biodisponibilidade dos minerais. Amostras de ervas medicinais de dois lotes foram analisadas quanto aos teores totais de cobre, ferro e zinco por espectroscopia de absorção atômica na chama, e a extração seqüencial foi aplicada. Os testes F, de Dixon e t-student foram utilizados. Observou-se que, em média, as amostras apresentaram teores totais de cobre, ferro e zinco de respectivamente 1,37 mg%, 5,13 mg% e 2,96 mg%. Ao comparar estes valores com os teores destes metais em alimentos de origem vegetal, verifica-se que as ervas medicinais analisadas podem ser consideradas boas fontes de metais. Observou-se ainda que os metais cobre, ferro e zinco se encontram nas amostras sob no mínimo quatro espécies químicas distintas e que os extratores I e Iv foram os de melhor eficiência. Técnicas de especiação química que possam identificar os compostos obtidos nos diferentes extratores podem auxiliar na avaliação da biodisponibilidade dos mesmos e, conseqüentemente, nos processos de absorção.

Speciation of the metals, which determines the concentration of the elements individual physiochemical forms that, together, constitute the total concentration of them in the sample, makes possible the attainment of new data to foresee its absorption. The term bioavailability, considered initially for the pharmacists, indicates the ratio of the nutrient that is absorbed and used by the organism. This way, the determination of the total content of the metal ingested by the organism does not make possible to trace a profile of the efficiency of its absorption. Techniques of chemical speciation, as the sequential extraction, can assist in the evaluation of the bioavailability of minerals. Samples of medicinal grass of two lots were analyzed in relation to the total content of copper, iron and zinc for spectroscopy of atomic absorption in the flame, and the sequential extraction was applied. F, Dixon and t-student tests were used. One observed that, in average, the samples presented copper, iron and zinc total content of respectively 1.37 mg%, 5.13 mg% and 2.96 mg%. When comparing these values with the content of these metals in foods of vegetal origin, it can be verified that the analyzed medicinal grass can be considered a good source of metals. It was still observed that the metals have copper, iron and zinc can be found in the samples under at least four distinct chemical species and that extractors I and Iv were more efficient. Techniques of chemical speciation that can identify the compounds obtained from different extractors can assist in the evaluation of their bioavailability, as well as in the absorption processes.