Estudo químico da lama decorrente do rompimento da barragem do Fundão em Mariana/MG

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Química Analítica

Autores

Badolato, P.V. (IFRJ) ; Romanizio, R. (IFRJ) ; Costa Jr, A. (IFRJ) ; Hiram, A. (IFRJ) ; Versiane, O. (IFRJ)

Resumo

O grave acidente ocorrido na cidade de Mariana em Minas Gerais causou um dos maiores desastres ambientais da história. A poluição causada no rio doce precisa ser acompanhada durante muitos anos devido ao efeito propagador que leva a poluição de metais pesados e grande quantidade de silicatos solúveis para locais muito distantes de ocorreu o acidente. Além da contaminação do solo da cidade de Marina o rio doce carreia enorme poluição em direção ao mar. O presente trabalho buscou verificar a possível presença de metais pesados de alta toxidade que podem impactar a fauna e a flora da região mais próxima e também em todo o percurso que os dejetos entram em contato.

Palavras chaves

Metais pesados; Lama; Acidente de Mariana

Introdução

Um dos maiores acidentes ambientais ocorreu no Brasil, na cidade de Mariana onde o rompimento da barragem que estocava rejeitos da mineradora Samarco se rompeu destruindo o distrito de Bento Rodrigues. Este acidente é considerado o maior acidente ambiental ocorrido nos últimos cem anos, estima-se que cerca de 50 a 60 milhões de metros cúbicos de rejeitos tenham vazado. Os rejeitos percorreram mais de 600 km, amplificando extraordinariamente a área afetada, alterando diversos ecossistemas que estão sofrendo com mudanças no seu equilíbrio. A atividade de extração e comércio de minério de ferro representa uma parte importante nas exportações do país. O volume de material extraído está na casa de milhões de toneladas de material bruto, o que por consequência leva a produção de gigantescas quantidades de resíduos decorrentes do processo de separação do minério de ferro de outros materiais inertes (sem valor) junto com grandes quantidades de areia. A água utilizada no processo de lavagem é parcialmente recuperada e o resíduo contendo ainda parte de minério de ferro areia e outros metais são armazenados em grandes barragens. Existe a possibilidade de se encontrar diversos outros minerais que naturalmente ocorrem junto com o minério de ferro. Alguns destes metais como o Arsênio, o Cromo e o Antimônio podem estar dispersos em pequenas quantidades e devido a sua toxicidade precisam de atenção especial. O presente trabalho teve como objetivo a pesquisa de metais pesados que possam estar presentes no resíduo da mineração verificando diferentes formas de extração. Outro estudo, ainda andamento busca encontrar alguma relação da solubilidade dos íons metálicos em diferentes forças iônicas, simulando as diversas situações em que a lama entra em contato.

Material e métodos

As amostras foram secas em estufa a temperatura de 50 ºC por dois dias (48 horas), tempo que foi necessário para se obter amostras completamente secas e homogêneas. Todas as massas reportadas referem-se ao peso em grama em base seca. Uma parte desse material seco foi analisado por Fluorescencia de Raio X (FRX) sem qualquer outro tipo de tratamento. As amostras (cerca de 10 g) foram tratadas com 200 mL de HCl (3 mol/L), HNO3 (3 mol/L) e mistura de HCl + HNO3 (3 mol/L) separadamente, utilizando vidraria apropriada (três bécheres de forma alta de borosilicato) e sob agitação e aquecimento entre 80-90 ºC. Cada sistema permaneceu nesta condição por 6 horas por dia durante três dias. Ao final de cada dia o sistema era filtrado e o referido ácido substituído por uma nova porção de ácido. O resíduo foi separado pesado e identificado como silica. Os extratos ácidos forma tratados com 10 mL de ácido clorídrico concentrado e levados à secura, este procedimento foi realizado três vezes. No final o volume foi recomposto utilizando HCl 3 mol/L para um volume total de 10g de amostra em 250 mL de HCl 3 mol/L (preparo da solução clorídrica para análise dos metais). As referidas amostras foram analisadas pela técnica de ICP-OES. Este estudo será complementado utilizando extrações em diferentes condições de salinidade.

Resultado e discussão

A partir da análise das amostras no ICP-OES obteve-se os resultados apresentados na Tabela 1. O “screening” realizado através da análise de Fluorescência de Raio X é apresentado na figura 1. Tanto os metais que apresentaram os maiores teores, quanto o elemento arsênio, seguiram para análise em espectrofotometria de absorção atômica, devido a formação de hidreto de arsênio III em pH < 3,0, no último caso analisado. Devido a utilização de ácidos concentrados, não é possível detectar arsênio nas amostras lidas pelo ICP-OES. Os demais metais seguiram para o teste de variabilidade de concentração iônica. Alguns dos metais, podem ser encontrados na natureza, ligados ao elemento ferro, devido a barragem do Fundão ser constituída por rejeitos de mineração ferrosa. A fluorescência de raio X, apresentou um nível de concordância qualitativa de aproximadamente 80% quando comparado aos resultados obtidos pela análise de ICP-OES. Esses resultados apontam para a viabilidade da FRX para uma análise prévia.

Conclusões

Foi possível a obtenção de métodos simples para a abertura das amostras analisadas. Os resultados obtidos pela técnica de FRX e análise em ICP-OES se mostraram concordantes em relação ao material utilizado. As diferentes formas de extração mostraram a importância da manutenção da quantidade de sílica na forma insolúvel, cerca de 35% do material. A escolha de diferentes sistemas ácidos produziu resultados muito próximos, o que permite eleger um determinado ácido ou mistura de ácidos para tratar amostras provenientes do resíduo de mineração, em especial o caso de Mariana.

Agradecimentos

Agradecimento à empresa RADIX Engenharia & Software, patrocinadora do projeto, bem como a Associação Brasileira de Química (ABQ). Agradecimentos ao CNPq pelo auxíli

Referências

MAIOR DESASTRE AMBIENTAL DO BRASIL, TRAGÉDIA DE MARIANA DEIXOU 19 MORTOS: Em 2015, barragem da mineradora Samarco se rompe e afeta 39 cidades, de Minas ao Espírito Santo. Com mar de lama, Rio Doce pode levar décadas para se recuperar. Rio de Janeiro, 17 out. 2016. Disponível em: <http://acervo.oglobo.globo.com/em-destaque/maior-desastre-ambiental-do-brasil-tragedia-de-mariana-deixou-19-mortos-20208009>. Acesso em: 03 jun. 2017.
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JARAMILLO, Juliana Jiménez. “A Disaster Prompted by Economic Activity”: Brazil’s mining dam disaster, the worst in the country ’ s history, will continue to cause irreparable environmental damage for years.. 2015. Disponível em: <http://www.slate.com/articles/news_and_politics/photography/2015/12/_brazil_mining_dam_disaster_toxic_sludge_and_irreversible_environmental.html>. Acesso em: 03 jun 2017.
MASSARANI, Luisa. Brazilian mine disaster releases dangerous metals: Irreversible negative human health and environmental effects could result from Brazilian mine’s dam collapse. 2015. Disponível em: <https://www.chemistryworld.com/news/brazilian-mine-disaster-releases-dangerous-metals/9174.article>. Acesso em: 03 jun. 2017