Distribuição e mobilidade de arsênio e metais traço em sedimentos que tiveram a deposição da lama de rejeitos provenientes do colapso da barragem de Fundão, Mariana, MG, Brasil

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Ambiental

Autores

Silva, D.C. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA) ; Bellato, C.R. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA) ; de Souza, C.H.F. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA)

Resumo

O rompimento da Barragem de Fundão, em novembro de 2015, causou o derramamento de altas quantidades de rejeitos (~60 milhões de m3 de lama) oriundos da extração de minérios. A lama percorreu uma extensão de ~22 Km do Rio do Carmo, mantendo-se depositada na superfície do sedimento. Sete meses antes do rompimento, o nosso grupo havia coletado amostras de sedimento em 3 pontos de amostragem no Rio do Carmo. Seis meses após, fizemos uma nova coleta neste trecho do rio que teve a deposição da lama de rejeitos, com o objetivo de verificar possíveis alterações na distribuição e mobilidade de As, Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn no sedimento. Os resultados mostraram que houve aumento da quantidade de As e metais associado com as frações facilmente mobilizadas, após a deposição da lama de rejeitos.

Palavras chaves

Desastre de Mariana; biodisponibilidade; arsênio

Introdução

Na região do Quadrilátero Ferrífero podem ser observadas diversas represas contendo rejeitos de empresas mineradoras, as quais são susceptíveis a sofrerem colapsos e provocar sérios problemas ambientais. Em 5 de novembro de 2015, uma dessas represas de rejeitos denominada Fundão, localizada no município de Mariana, sofreu colapso e provocou o derramamento de enormes quantidades de rejeitos, sendo considerado o maior desastre ambiental da mineração brasileira (MARTA-ALMEIDA et al., 2016; SEGURA et al., 2016). O escoamento da lama atingiu os rios Gualaxo do Norte (~55 Km), Carmo (~22 Km), Doce (~600 Km) e depois o Oceano Atlântico (SEGURA et al., 2016). O desastre causou vários danos, tais como: morte de trabalhadores mineiros; devastação de cidades; destruição de áreas agrícolas, pastagens, mortalidade da biota aquática e fauna terrestre dependente da água; interrupção da geração de eletricidade e do abastecimento de água, pesca, turismo entre outros problemas (IBAMA, 2015). A lama coletada diretamente na barragem de rejeitos de Fundão, em 28 de novembro de 2015, apresentou como elementos majoritários, o Fe e Mn e os metais traço (Pb, As, Sr, Zn, Cu, Ni e Co) (SEGURA et al., 2016). A deposição da lama sobre os sedimentos de rios pode ocasionar a remobilização de As e metais traço para o meio aquático, causando danos ambientais. Portanto, neste trabalho são apresentados os resultados das análises de sedimentos coletados no Rio do Carmo em duas épocas, 7 meses antes do acidente ambiental de Mariana e 6 meses depois do acidente. O objetivo deste trabalho foi estimar a distribuição e mobilidade de As e metais traço (Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn) por meio de procedimento de extração sequencial nas amostras de sedimentos.

Material e métodos

Foram realizadas coletas de amostras de sedimentos em uma extensão de ~22 Km do Rio do Carmo em duas épocas, antes (08 de abril de 2015) do acidente ambiental de Mariana e após 6 meses (29 de abril de 2016) do acidente. Em cada local de amostragem, cinco subamostras de sedimentos foram coletadas (profundidade de 0 a 20 cm) usando uma pá de plástico. As amostras de sedimentos foram transferidas para sacos de plástico e transportadas em refrigeradores para o laboratório, sendo secas naturalmente, peneiradas (< 2 mm), cuidadosamente moídas e homogeneizadas. Aproximadamente 0,8000 g de amostra de sedimento peneirada a < 1 mm foram transferidos para tubos de centrífuga de 50 ml e submetidos ao procedimento de extração sequencial BCR, conforme relatado por Ure et al. (1993) e Rauret et al. (1999). O método BCR consiste das seguintes etapas: (1) Fração disponível: As e metais solúvel e associado a carbonatos, extraído com ácido acético 0,11 mol L-1; (2) Fração redutível: As e metais associados a óxidos de Fe e Mn, extraído por cloridrato de hidroxilamina 0,1 mol L-1; (3) Fração oxidável: As e metais associado à matéria orgânica e sulfetos, extraído com peróxido de hidrogênio 8,8 mol L-1 e acetato de amônio 1,0 mol L-1; (4) Fração residual: As e metais associado à fase mineral residual. Foram feitas a digestão pseudototal (água régia) da fração residual e do sedimento em forno de microondas. A determinação das concentrações dos elementos em cada etapa do método BCR e na digestão pseudototal foi realizada por ICP-MS, modelo NexION300D da Perkin Elmer.

Resultado e discussão

A Figura 1 mostra que houve uma modificação no perfil de fracionamento do As e metais traço (S1 a S3), após o acidente ambiental de Mariana, com deposição da camada de lama de rejeitos (S1a a S3a). A modificação no perfil de fracionamento pode ser melhor observada na Tabela 1, onde são apresentados os valores médios, entre pontos de amostragem, para a concentração de cada elemento nas diferentes frações dos sedimentos. Antes do acidente ambiental de Mariana a percentagem média de metais extraídos nas frações disponíveis (F1 + F2 + F3) dos sedimentos, para os pontos de amostragem (S1 a S3), seguiu a ordem decrescente de disponibilidade: Cd (65%) > Cu (54%) > Ni (51%) > Co (47%) > Cr (46%) > Pb (38%) > Zn (13%) > As (5%). Após o acidente ambiental de Mariana a percentagem média de metais extraídos nas frações disponíveis, seguiu a mesma ordem decrescente de disponibilidade, porém houve um aumento da quantidade dos elementos nestas frações: Cd (72%) > Cu (69%) > Ni (54%) > Co (51%) > Cr (48%) > Pb (45%) > Zn (29%) > As (14%). Os resultados mostram que a deposição da camada de lama sobre o sedimento provocou alteração na disponibilidade do As e dos metais traço, tornando-os mais disponíveis.

Fracionamento de As e metais no sedimento do Rio do Carmo (S1 a S3, antes do acidente ambiental de Mariana; S1a a S3a, após o acidente ambiental).


Resultados obtidos para a concentração média de As e metais em cada fração em sedimentos superficiais do Rio do Carmo (média ± desvio padrão, n=3).

Conclusões

No presente trabalho foram avaliadas as partições de As e metais traço em sedimento do Rio do Carmo, antes e após a deposição da lama de rejeitos proveniente do rompimento da barragem de Fundão. Os resultados mostraram quantidades consideráveis de As e metais traço em frações facilmente remobilizadas, indicando potencial para remobilização desses elementos do sedimento para o meio aquático. Assim, não se deve ignorar a quantidade de As e metais traço nestas frações, pois as águas das vias fluviais desta região são utilizadas para o consumo humano e suprimento agrícola.

Agradecimentos

Os autores agradecem o apoio financeiro da FAPEMIG (Demanda Universal, processo No. APQ 00445-14), CNPq e CAPES.

Referências

MARTA-ALMEIDA, M., MENDES, R., AMORIM, F. N., CIRANO, M., DIAS, J. M., Fundão Dam collapse: Oceanic dispersion of River Doce after the greatest Brazilian environmental accident. Marine Pollution Bulletin, 112, 359–364, 2016.

SEGURA, R. F., NUNES, E. A., PANIZ, F. P., PAYLELLI, A. C. C., RODRIGUES, G. B., BRAGA, G. U. L., FILHO, W. R. P., JR., F. B., CERCHIARO, G., Silva, F. F., BATISTA, B. L., Potential risks of the residue from Samarco's mine dam burst (Bento Rodrigues, Brazil). Environmental Pollution, 218, 813–825, 2016.

IBAMA, 2015. Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis, Ministério do Meio Ambiente. Diretoria de Proteção Ambiental - DIPRO e Coordenação Geral de Emergências Ambientais - CGEMA. Laudo Técnico Preliminar: Impactos ambientais decorrentes do desastre envolvendo o rompimento da barragem de Fundão, em Mariana, Minas Gerais, Novembro de 2015, p. 38. Available in. http://www.ibama.gov.br/phocadownload/noticias_ambientais/laudo_tecnico_preliminar.pdf.

URE, A. M., QUEVAUVILLER, Ph., MUNTAU, H., GRIEPINK, B., Speciation of heavy metals in soils and sediments. An account of the improvement and harmonization of extraction techniques under the auspices of the BCR of the Commission of the European Communities. International Journal Environmental Analytical Chemistry, 51, 133–151, 1993.

RAURET, G., LÓPEZ-SANCHEZ, J. F., SAHUQUILLO, A., RUBIO, R., DAVIDSON, C., URE, A., Improvement of the BCR three-step sequential extraction procedure prior to the certification of new sediment and soil reference materials. Journal Environmental Monitoring, 1, 57–61, 1999.