Modelling the impac of Panasqueira mine in the ecosystems and human health : a multidisciplinary approach

Abstract

The Panasqueira Sn-W mine, located in Central Portugal, is an active mine. The beneficiation processes at Panasqueira mine have given rise, during a long production period, to a large amount of sulfi de-rich wastes, contained in several tailings and mud impoundments. Small villages around the mine site are present, and the community living in these villages subsists, not only from the mining activity, but also from agriculture and cattle breading which justifies the assessment of soil contamination around the Rio and Barroca Grande tailings and mud impoundments. This study, developed on the context of Medical Geology, has as main goal to assess human health problems emerging from the contamination of soils, waters, stream sediments, dusts and plants on the surroundings of the Panasqueira mine. The focus will be placed in the establishment of relationships between geochemical environment and the population health through the use of dispersion models and GIS based techniques in order to disclose a link between spatial distribution of the harmful elements and patterns of the corresponding diseases that might occur or will be potentially induce by the local conditions. Detailed geochemical studies were performed, either in the contamination source (tailings) and the surrounding environment, in order to access a better understanding of the dynamics inherent to leaching, transport, and accumulation of some potential toxic elements in soil and their environmental relevance. The metal assemblage identified in soils (Ag-As-Bi-Cd-Cu-W-Zn; PTE’s) reflects the influence of the tailings and open impoundments materials, due to several agents including the wind dispersion and the subsequent deposition in soils. PTE’s and pH presents positive correlation confirming that heavy metal mobility holds a positive correlation with pH therefore affecting their availability. The assessment of the extent of human exposure to metals in studied populations was performed in order to identify the geological agents that might affect their health. In order to evaluate the effect of the external contamination on selected indexes of internal dose, As, Cd, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb e Zn were determined in blood, urine, hair and nail samples from individuals environmentally exposed. Results obtained agreed with those reported by environmental studies performed in this area, pointing to populations living nearby the mine exposed to metal(loid)s originated from mining activities. Arsenic was the element with the highest increase in exposed populations. The concentration of other elements such as Cr, Mn, Mo, Ni, Pb, and Zn was also increased, although at a lesser extent, specifically in females. These findings confirm the need for competent authorities to act as soon as possible in this area and implement strategies aimed to protect exposed populations and the entire ecosystem All the data was integrated with the objective to establish a methodology of risk assessment. The combination of environmental and human biomonitoring studies may synergistically increase the knowledge of toxic elements, which is essential to assess the potential risks to human health

A mina da Panasqueira (Sn-W) encontra-se em actividade desde o final do século XIX. O tratamento e recuperação do minério explorado deu origem a grandes quantidades de materiais rejeitados ricos em sulfuretos, depositados em escombreiras e barragens de lamas. A existência de povoações localizadas na área envolvente da mina, dependentes do trabalho mineiro, da agricultura e da criação de gado, justificaram a avaliação da extensão da contaminação existente na envolvente às escombreiras do Rio e da Barroca Grande. Este estudo, desenvolvido no contexto da Geologia Médica, tem como principal objectivo avaliar os problemas da saúde humana resultantes da contaminação de solos, águas, sedimentos de corrente, poeiras e plantas na área que rodeia a mina da Panasqueira. A análise pretende estabelecer relações entre o ambiente geoquímico e a saúde das populações através do uso de modelos de dispersão e técnicas baseadas em GIS, de forma a identificar correspondências entre a distribuição espacial dos elementos potencialmente tóxicos (PTE’s) e doenças que possam ocorrer ou que possam ser induzidas pelas condições locais. Foram efectuados estudos geoquímicos detalhados, tanto na fonte de contaminação (escombreiras) como no ambiente circundante de forma a compreender o comportamento de alguns elementos potencialmente tóxicos e a sua relevância ambiental. O grupo de elementos identificado nos solos (Ag, As, Bi, Cd, Cu, W, Zn; PTE’s) reflecte a influência das escombreiras e barragens de lamas potenciados por vários agentes, onde se inclui a dispersão eólica das partículas, com a sua consequente deposição nos solos. Os PTE’s e o pH mostram uma correlação positiva confirmando a influência do pH na mobilidade e disponibilidade dos metais e metalóides. A avaliação da exposição a metais e metalóides por parte das populações que vivem e/ou trabalham na área de estudo, pretende identificar os agentes ambientais que possam ter efeitos secundários adversos na saúde humana. De forma a estimar as consequências da contaminação nos habitantes foram determinados os teores de As, Cd, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb e Zn no sangue, urina, cabelo e unhas em indivíduos expostos ambientalmente. Os resultados obtidos são concordantes com os estudos ambientais, sendo que o Arsénio é o elemento com maior relevância. As concentrações de Cr, Mn, Mo, Ni, Pb e Zn são também significativas, embora que com menor relevância, principalmente nas mulheres. Estes resultados confirmam a necessidade de intervenção por parte das entidades competentes, com a implementação de estratégias que possam proteger as populações e o ecossistema. Toda a informação obtida foi integrada com o objectivo de estabelecer uma metodologia de avaliação de risco. A combinação dos dados ambientais e humanos poderá aumentar o conhecimento sobre o comportamento dos elementos tóxicos, o que é essencial para quantificar o potencial risco na saúde humana.