Mobilità dell’alluminio e rifiuti minerari
L’alluminio è uno dei principali elementi presenti nelle acque colpite da drenaggio acido proveniente da miniere, nei laghi con acque scarsamente tamponate che ricevono piogge acide e nelle acque interstiziali di suoli con solfato acido. In questi ambienti, l’alluminio gioca un ruolo fondamentale nella mobilitazione di altri elementi potenzialmente inquinanti che possono avere un grave impatto sugli ecosistemi e persino sulla salute umana (per esempio, la malattia di Alzheimer). I rischi derivanti da esposizione ad alluminio sono controllati dalla reattività dei minerali contenenti alluminio. Pertanto, il progetto RASMIN (Reactivity of aluminium sulphate minerals in mine wastes) ha studiato il comportamento dei due principali minerali solfati che controllano la mobilità dell’alluminio. Questi comprendono l’allumite (KA13(SO4)2(OH)6) e la felsobanyaite (Al4(SO4(OH)10.4-5H2O). I partner del progetto hanno studiato la stabilità dei minerali, la rapidità di dissoluzione e rilascio di alluminio nell’ambiente, l’importanza della temperatura durante tale processo e il relativo tasso di dissoluzione. Essi hanno inoltre studiato ciò che accade alla composizione di allumite e felsobanyaite solide quando vengono dissolte e il modo in cui avviene la dissoluzione (su scala molecolare). Per rispondere a tali quesiti, i ricercatori hanno condotto esperimenti di laboratorio in grado di simulare la dissoluzione dei due minerali nelle condizioni maggiormente presenti nei sistemi naturali. L’evoluzione di entrambi i minerali e della composizione relativa alla soluzione durante gli esperimenti sono stati quindi determinati mediante una serie di tecniche. I risultati sono stati studiati con l’ausilio di due modellizzazioni geochimiche e simulazioni al calcolatore a livello atomico. I tassi ottenuti per allumite e felsobanyaite sono stati incorporati in espressioni matematiche che hanno permesso agli scienziati di calcolare i loro tassi di dissoluzione e il rilascio di alluminio associato. Queste espressioni sono state utilizzate anche per valutare il comportamento dell’alluminio in un’ampia gamma di pH e temperature, tipicamente quelle trovate nella maggior parte delle acque naturali ricche di solfato. I risultati suggeriscono che valori di pH di circa 4,5 e temperature basse diminuiscano la dissoluzione di allumite e felsobanyaite, favorendo la loro conservazione e diminuendo il rilascio di alluminio nell’ambiente. Questi risultati forniscono una migliore comprensione della stabilità ambientale dei minerali e del comportamento relativo all’alluminio durante la dissoluzione. Il progetto RASMIN contribuirà a colmare un gap di conoscenze fondamentali per la comprensione dei fattori che controllano la mobilità dell’alluminio nell’ambiente e i rischi derivanti dalla sua esposizione. Ciò contribuirà a un nuovo sviluppo dell’attività mineraria e alla tutela dell’ambiente e della salute umana.
Parole chiave
RASMIN, rifiuti minerari, solfato di alluminio, allumite, felsobanyaite, geochimico, tasso di dissoluzione, pH, temperatura
