Long-Term Effects of Copper Mine Tailings on Surrounding Soils and Sclerophyllous Vegetation in Central Chile

This study analyzed the nutrients and metals concentrations of the surrounding soils and sclerophyllous vegetation of a tailing at the CODELCO–El Teniente copper mine in Central Chile. The content of metal, macro-, and micronutri-ents were analyzed in the soils outward from the tail-ing till 60-m distance at depths of 30, 60, and 90cm, and in the foliage and stems of the native vegetation associated to the tailing. At plant level, we measured height, diameter, level of damage, and physiologi-cal attributes. Cu, Ni, Cr, and As were higher in the tailing, whereas soil Mn and Fe were higher at 60m from the tailing. Soil K was higher at 30-cm depth, whereas Na was higher at 90-cm depth. Foliar Cu was higher in Acacia caven (40.5mg kg−1), whereas the levels of Cu and Zn in stems were higher in Quillaja saponaria (6.5mg  kg−1 for Cu and 13.1 mg  kg−1 for Zn). As the values of water potential and quantum efficiency of the photosystem II averaged − 1.1MPa and 0.73, respectively, these two species exhibited no physiological stress. Only Q. saponaria tended to increase the level of damage at higher distances from the tailing. A. caven and Q. saponaria exhibited foliar contents of Cu and Fe considered toxic (Cu from 18.5 to 40.5 and Fe from 298 to 407mg kg−1); however, both species were able to prosper at the limit of the tailing.

Este estudio analizó las concentraciones de nutrientes y metales de los suelos circundantes y la vegetación esclerófila de un relave en la mina de cobre CODELCO-El Teniente en Chile Central. Se analizó el contenido de metales, macro y micronutrientes en los suelos hacia afuera del relave hasta una distancia de 60 m a profundidades de 30, 60 y 90 cm, y en el follaje y tallos de la vegetación nativa. asociado al relave. A nivel de planta, medimos altura, diámetro, nivel de daño y atributos fisiológicos. Cu, Ni, Cr y As fueron más altos en el relave, mientras que Mn y Fe en el suelo fueron más altos a 60 m del relave. El K del suelo fue mayor a 30 cm de profundidad, mientras que el Na fue mayor a 90 cm de profundidad. El Cu foliar fue mayor en Acacia caven (40,5 mg kg-1), mientras que los niveles de Cu y Zn en tallos fueron mayores en Quillaja saponaria (6,5 mg kg-1 para Cu y 13,1 mg kg-1 para Zn). Como los valores de potencial hídrico y eficiencia cuántica del fotosistema II promediaron -1.1MPa y 0.73, respectivamente, estas dos especies no exhibieron estrés fisiológico. Solo Q. saponaria tendió a aumentar el nivel de daño a mayores distancias del relave. A. caven y Q. saponaria exhibieron contenidos foliares de Cu y Fe considerados tóxicos (Cu de 18.5 a 40.5 y Fe de 298 a 407mg kg−1); sin embargo, ambas especies pudieron prosperar en el límite del relave.

Keywords: Native flora· Heavy metals· Tailings· Copper· Bioaccumulation factor

Palabras claves: Flora nativa· Metales pesados· Relaves· Cobre· Factor de bioacumulación

Sergio E. Espinoza, Iván A. Quiroz, Carlos R. Magni, Marco A. Yáñez, Eduardo E. Martínez