Hydrogeochemie und Ursprung erhöhter Konzentrationen von Fluorid, Arsen und Uran im Bereich der San Antonio el Grande Mine, Chihuahua / Mexiko

Desiree Schwertfeger1, Antonio Cardona Benavides2, Sócrates Alonso Torres2, Andre Banning1
1 Lehrstuhl für Hydrogeologie, Ruhr-Universität Bochum
2 Geowissenschaften, Universidad Autónoma de San Luis Potosí

14.6 in Young Hydrogeologists Forum

Die gelösten Spurenelementkonzentrationen in den Grund- und Oberflächenwässern im Untersuchungsgebiet um die Mine überschreiten in 72,8 %, 64,0 % bzw. 58,4 % aller Proben die deutschen Trinkwassergrenzwerte von 1,5 mg/l für Fluorid, 10 ppb für Arsen und 10 ppb für Uran. Das Grundwasser, als wichtigste Trinkwasserquelle der Region, wird durch die erhöhten Konzentrationen gefährdet und um die Frage nach der Herkunft und den zugrunde liegenden Mobilisierungs- und Transportprozessen zu beantworten, wurden die Elementverteilungen von 125 Wasserproben untersucht und auf ihre Haupt- und Spurenelemente hin bewertet.

Die inkompatiblen Elemente reicherten sich im Zuge der Magmadifferentiation in den überwiegend sauren Magmatiten des Untersuchungsgebietes an. Lösungsprozesse in Abhängigkeit des pH-Wertes, der Temperatur und des Redoxpotentials wurden als Hauptquelle für die erhöhten Konzentrationen ermittelt. Darüber hinaus stellen die zahlreichen Vererzungszonen und die Karbonate, wie beispielsweise Kalksteine, die in dieser Region häufig vorkommen, weitere mögliche Quellen dar. Die Mobilität der Spurenelemente Fluorid und Arsen scheint hauptsächlich durch den pH-Wert kontrolliert zu werden. Alkalische pH-Werte führen zu höheren Konzentrationen. Gerade für die Mobilität von Uran scheint die Wassertemperatur ein entscheidender Faktor zu sein. Allerdings wird die gelöste Fluoridkonzentration ebenfalls durch erhöhte Temperaturen gesteigert. Die Fluoritausfällung hingegen scheint kein maßgebender Kontrollmechanismus zu sein.

Die San Antonio Mine erhöht die gelösten Spurenelementkonzentrationen in den Wässern durch die Erschaffung größerer Kontaktflächen mit den sauren Magmatiten und neuer Wegsamkeiten. Der immer weiter absinkende Grundwasserspiegel wird in Zukunft zu weiteren Problemen führen. Wahrscheinlich ist, dass immer mehr Tiefenwässer gefördert werden, wodurch die Gehalte weiter ansteigen könnten. Um die langfristige Sicherung der Trinkwasserversorgung im Untersuchungsgebiet und den Schutz der Bevölkerung vor den potenziell humantoxikologischen Spurenelementkonzentrationen zu gewährleisten sollten dringend Maßnahmen zur Reduktion der gelösten Gehalte umgesetzt werden. Eine mögliche Ausfällung von Fluorid über das Mineral Fluorit könnte dabei in Betracht gezogen werden.

Abb. 1. Geologischer Querschnitt durch den San Antonio Graben (modifiziert nach Megaw, 1990)
Abb. 1. Geologischer Querschnitt durch den San Antonio Graben (modifiziert nach Megaw, 1990)



Megaw, P. K. (1990). Geology and geochemistry of the Santa Eulalia mining district, Chihuahua, Mexico. 461 S., The University of Arizona.