5. PRESENTASJON OG DRØFTING AV DATA
5.3. V ERBALE UTTRYKK
5.3.1. Historier, myter, legender
4.1) O comportamento químico dos elementos metálicos no meio ambiente é visto de diferentes maneiras. Das discussões existentes nos cristalizaram seguintes caracterização do comportamento. 4.1.1 - De acordo com Goldschmidt (1923) são elementos maiores, aqueles que ocorrem em teores maiores do que 0,1% na crosta terrestre, por exemplo, Al, Ca, Fe, Mg, K.
4.1.2 - São elementos traços os que possuem concentrações (médias) abaixo de 1000 ppm na crosta terrestre, como por exemplo Cu, Zi, Co, Ni, As entre outros. Muitos desses elementos traços ocorrem em jazidas de minérios em concentrações maiores. Mesmo assim, eles continuam sendo considerados traços de acordo com Goldschmidt.
4.2) Os elementos químicos são classificados na natureza de acordo com sua ocorrência e afinidade. Estes elementos são:
- Siderófilos (tem afinidade com Fe), - Calcófilos (tem afinidade com Cu), - Litófilos (tem afinidade com O), - Atmófilos (constroem a atmosfera) e
- Liofílos (fazem parte da vida em um sentido mais amplo).
Assim, por exemplo, elementos que ocorrem em minerais da litosfera da Terra, como Al, Si, Cu, Mg e K, são considerados litófilos e aqueles que ocorrem na atmosfera (H, C, O, N) são denominados atmófilos. Existem elementos que possuem somente uma afinidade, como Al, que é um elemento litófilo “puro”. Ao contrário disso, o oxigênio pode ser atmófilo, biófilo e litófilo. Pois existem rochas compostas por minerais como silicatos, carbonatos e fosfatos (=óxidos), e o oxigênio é um gás importante na atmosfera, e, participa da vida.
24 4.3) A importância ambiental dos elementos químicos é classificado em dois grandes grupos: - Um grupo é definido como a dos elementos essenciais como Cu, Na, P, Fe, Ca, que são necessários em processos biogeoquímicos. – Outro grupo é definido como a dos elementos não essenciais como Ba, As, Hg e Pb, esses são totalmente dispensáveis para a biosfera. A diferença principal entre estes dois tipos é que os elementos que conhecem tanto carência como excesso trata-se de elementos essenciais e elementos que conhecem somente tolerância e excesso, trata-se de elementos não essenciais (vide figura 4.1).
Figura 4.1: Os gráficos apresentam as características dos diferentes elementos essenciais e elementos não essenciais de acordo com o crescimento (ROESER, 2009).
4.2.1 - Elementos maiores Ferro (Fe)
O ferro é o segundo elemento mais abundante que ocorre na crosta terrestre, está presente com cerca de 5% nas rochas crustais. Conhecido como siderófilo, participa do grupo dos elementos que tem forte afinidade com ferro metálico. Ele ocorre em meteoritos do tipo siderito ou siderólifo.
Além disso, o ferro pode ser elemento litófilo, já que ele participa na formação de muitas rochas na crosta terrestre, principalmente máficas, como também em minérios de Fe. Assim na
25 região em questão ocorrem as famosas jazidas de minério de Fe (itabiritos) , que formam entre outras unidades, o Quadrilátero Ferrífero.
O ferro quando entra em contato com o oxigênio presente na água ou ar se oxida e forma a ferrugem, desta reação provoca a deterioração da sua peça original do Fe. A reação que ocorre para formação da ferrugem é chamada óxido-redução, que resulta nas seguintes equações:
(1) Fe(s) Fe2+ + 2e- (oxidação do ferro)
(2) O2 + 2H2O + 4e- 4OH- (redução do oxigênio) (3) 2Fe + O2 + 2H2O 2Fe(OH)2 (equação geral)
O nível de ferro aumenta nas águas superficiais, por causa do carregamento de solos e a ocorrência de processos de erosão nas margens. Além disso, dependendo das condições climáticas na região favorecem um intemperismo mais forte e rápido dos minerais de ferro. Sob aspectos ambientais o Ferro é um elemento essencial cuja deficiência causa anemia e cujo excesso pode contribuir para o câncer.
Tabela 4.3 - Teores de Fe encontrados nas amostras
Amostra Fe (mg/L) SSSH-01 0,303 SSSH-02 0,597 SSSH-03 0,125 SSSH-04 0,101 SSSH-05 0,139 SSSH-06 0,077 SSSH-07 0,083 SSSH-08 0,778 SSSH-09 0,581 SSSH-10 0,196 SSSH-11 0,055 SSSH-12 0,353 SSSH-13 0,026 SSSH-14 ND SSSH-15 ND SSSH-30 0,172 ND= não determinado
26 De acordo com a resolução CONAMA 357 de 17 de março de 2005, o nível máximo de ferro permitido em águas doces de classe I é de 0,3 mg/L. A tabela 4.3 apresenta as amostras que detectaram os teores Fe. Observou-se que nas amostras SSSH 01, SSSH 02, SSSH 08, SSSH 09 e SSSH 12, tiveram os teores de ferro acima do nível definido pela resolução CONAMA, variando entre 0,303 mg/L a 0,778 mg/L.
Essas amostras foram coletadas em córregos próximos a Mineradoras de Fe na região do Caraça, Catas Altas e Fonseca. Provavelmente por causa dos altos teores de Fe em torno das minas, as amostras que foram coletadas tiveram seus valores elevados. As amostras que não estão na tabela 4.3, foram identificadas abaixo do limite de detecção, por isso não foram listadas.
Magnésio (Mg)
O magnésio é muito abundante na natureza (constitui 2,09% da crosta terrestre), principalmente em minerais rochosos como dolomita (CaMg(CO3)2), olivina (MgFe)SiO4, magnesita (MgCO3) e serpentina (Mg3Si2O5(OH)4). Encontradas também na água do mar, em águas salinas subterrâneas e em leitos salinos. Este elemento é quimicamente muito ativo, pois interage com a maioria dos metais e com quase todos os ácidos, exceto o crômico e o fluorídrico em estado puro. Reage pouco com álcalis e compostos orgânicos.
Tabela 4.4 - Teores de magnésio encontrados nas amostras. Amostra Mg2+ (mg/L) Amostra Mg2+ (mg/L) SSSH-01 0,998 SSSH-12 3,170 SSSH-02 0,811 SSSH-13 3,910 SSSH-03 0,074 SSSH-15 1,0 SSSH-04 0,124 SSSH-16 1,0 SSSH-05 0,935 SSSH-17 3,0 SSSH-06 2,350 SSSH-23 4,0 SSSH-07 2,000 SSSH-24 2,0 SSSH-08 1,400 SSSH-25 1,0 SSSH-09 0,876 SSSH-26 2,0 SSSH-10 1,230 SSSH-27 1,0 SSSH-11 0,352 SSSH-30 0,225
27 A tabela 4.4 apresenta os valores de magnésio encontrados nas amostras, evidenciando SSSH 12 com 3,179 mg/L, SSSH 13 com 3,910 mg/L e SSSH 23 com 4,0 mg/L, nestas amostras o índice de magnésio foi maior do que nas outras amostras apresentadas na tabela. Com certeza as amostras 13 e 23, ambas tiradas no Rio Gualaxo do Norte, foram influenciadas pela litologia regional, neste caso rochas dolomíticas do grupo Gandarela do Supergrupo Minas.
A resolução CONAMA não define concentrações máximas e/ou mínimas de Mg em águas, portanto não houve comparação dos resultados. Estes valores altos são por causa da litologia da região que é rica em carbonato importante portador de magnésio. O menor valor de magnésio encontrado foi na amostra SSSH 03 com 0,074 mg/L, localizada em um brejo de águas acima de uma camada de canga. As amostras que não estão na tabela 4.4, foram identificadas abaixo do limite de detecção, por isso não foram listadas.
Cálcio (Ca)
É conhecido como um elemento tipicamente litófilo, formando os calcários, como os carbonatos calcita (Ca(O3)) e dolomita (CaMg(CO3)2) e outros, participando em muitos minerais formadores de rochas como nos feldspatos (plagioclásios).
O cálcio é o quinto elemento mais abundante na crosta e esta presente com 3,63% nas rochas crustais. Além disso, é um elemento biófilo, isso é, essencial para vida humana.
O cálcio é um metal alcalino terroso de baixa dureza, prateado, que reage facilmente com o oxigênio do ar e com a água. Na natureza ele nunca foi achado isolado, como metal, sendo encontrado principalmente como constituinte de rochas, como calcários, como a mármore, gipso (CaSO42H2O) e fluorita (CaF2). Sua maior distribuição na crosta terrestre acontece nas rochas feldspáticas como o plagioclásios.
A tabela 4.5 apresenta os teores de cálcio encontrados nas amostras, sendo que, a amostra SSSH 13 de valor 7, 090 mg/L e SSSH 23 com valor de 8,0 mg/L, tiveram em maior evidência. As amostras foram localizadas no Rio Gualaxo, que provavelmente é influenciado pela litologia rica em calcários. Este argumento é forçado pela correlação positiva entre Ca e Mg nestes pontos.
A resolução CONAMA não define parâmetros de Ca nas águas, portanto não houve comparação dos resultados. O menor valor de Ca encontrado foi na amostra SSSH 03 com 0,317 mg/L, localizada num brejo acima de canga, local pobre em calcário. As amostras que não estão na tabela 4.5, foram identificadas abaixo do limite de detecção, por isso não foram listadas.
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Tabela 4.5 - Teores de cálcio encontrados nas amostras. Amostra Ca 2+ (mg/L) Amostra Ca2+ (mg/L) SSSH-01 1,520 SSSH-15 2,0 SSSH-02 1,010 SSSH-16 4,0 SSSH-03 0,317 SSSH-17 6,0 SSSH-04 0,376 SSSH-21 1,0 SSSH-05 0,964 SSSH-22 1,0 SSSH-06 5,870 SSSH-23 8,0 SSSH-07 4,310 SSSH-24 5,0 SSSH-08 2,890 SSSH-25 2,0 SSSH-09 1,510 SSSH-26 4,0 SSSH-10 2,370 SSSH-27 1,0 SSSH-11 2,530 SSSH-28 1,0 SSSH-12 5,370 SSSH-30 0,380 SSSH-13 7,090 Manganês (Mn)
O manganês é um elemento maior representado geoquímicamente, com cerca de 0,2% na crosta terrestre (Rösler e Lange, 1975) classificado como litófilo. Ele tem afinidades com oxigênio. Ele participa dominantemente na formação da crosta terrestre, principalmente na formação de silicatos (SiO2), mas também como óxido e hidróxido na forma de minerais como a pirolusita (MnO2) (essencialmente dióxido de manganês) e psilomelamita ((Ba,H2O)2Mn5O10), e, em menor quantidade, como carbonato rodocrosita (MnCO3) e silicato (radonita- SiO3). As principais reservas do Brasil situam-se no Amapá, Minas Gerais, Bahia e Mato Grosso. O manganês é essencial no crescimento das plantas e na ação de muitas enzimas de organismos superiores, o manganês em excesso também pode ser tóxico para vegetais e animais.
Os teores de manganês correspondentes na tabela 4.6 em alguns pontos estão acima do valor permitido de acordo com a resolução CONAMA 357/05. Ela estabelece que o valor máximo de manganês permitido em águas doces é de 0,1 mg/L. Nas amostras SSSH 01 e SSSH 02, SSSH 08 a SSSH 10 e SSSH 12 e SSSH 13, mostram que os valores variam entre 0,159 mg/L até 1,020 mg/L, ou seja, teores acima do padrão determinado pelo CONAMA. As amostras foram localizadas em Córregos que são próximos de minas ricas em Fe. Geoquimicamente Fe tem relações com Mn, de
29 maneira que uma ocorrência de Fe significa sempre presença maior de Mn. As amostras que não estão na tabela 4.6, foram identificadas abaixo do limite de detecção, por isso não foram listadas na tabela.
Tabela 4.6 – Teores de manganês encontrados nas amostras.
Amostra Mn (mg/L) SSSH-01 1,020 SSSH-02 0,217 SSSH-03 0,039 SSSH-05 0,094 SSSH-06 0,058 SSSH-07 0,097 SSSH-08 0,325 SSSH-09 0,619 SSSH-10 0,211 SSSH 11 0,039 SSSH-12 0,159 SSSH-13 0,184 SSSH-30 0,11 Potássio (K)
O potássio possui cerca de 2,6% como elemento importante na crosta terrestre. É um elemento litófilo que participa na formação de silicatos, feldspatos potássicos e micas. É encontrado na forma iônica e os sais são solúveis. Ele é pronto para ser incorporado em estruturas minerais e é acumulado pela biota aquática pois é um elemento nutricional essencial. Concentrações em águas naturais são usualmente menores que 10mg/L. Concentrações elevadas, da ordem de grandeza de 100 e 25000mg/L, podem indicar a ocorrência de fontes quentes e salmouras, respectivamente (CETESB, 2007).
O potássio é um elemento que não está classificado na resolução CONAMA 357/05 em águas doces de classe I. De acordo com a tabela 4.7 que apresenta os valores de potássio nas amostras, observou-se o maior valor encontrado foi na amostra SSSH 27 com 8,0 mg/L. Provavelmente o valor elevado é justificado pela litologia da região, brejo com formação de rochas feldspáticas e silicatos. Parte das amostras não foram determinados valores, e o restante teve uma média de 0,386 mg/L de potássio encontrado nas amostras.
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Tabela 4.7 – Teores de potássio encontrados nas amostras. Amostra K+ (mg/L) Amostra K+ (mg/L) SSSH-01 0,270 SSSH 15 ND SSSH-02 0,305 SSSH 16 ND SSSH-03 ND SSSH 17 ND SSSH-04 0,165 SSSH 18 ND SSSH-05 0,198 SSSH 19 ND SSSH-06 0,184 SSSH 20 ND SSSH-07 0,216 SSSH 21 ND SSSH-08 1,120 SSSH 22 ND SSSH-09 0,315 SSSH 23 ND SSSH-10 0,771 SSSH 24 ND SSSH-11 0,261 SSSH 25 ND SSSH-12 0,264 SSSH 26 ND SSSH-13 0,563 SSSH 27 8,0 SSSH-14 ND SSSH 28 ND SSSH-15 ND SSSH 29 ND SSSH 14 ND SSSH 30 ND Sódio (Na)
O sódio é um elemento litófilo e um dos principais elementos encontrados na crosta terrestre com cerca de 2,8% (Goldschmidt, 1923).
Em superfície natural, o Na nas águas variam em concentrações dependendo da geologia do local, descargas de efluentes e, especialmente no hemisfério do Norte do uso sazonal de sais em rodovias. Os valores podem variar entre 1mg/L até 10mg/L ou mais em salmoura natural. (CETESB, 2007).
A tabela 4.8 apresenta os teores de Na encontrados nas amostras, sendo que, os com teores mais elevados de sódio foram SSSH 13 com 10,60 mg/L e SSSH 23 com 13,0 mg/L. Ambos os pontos foram localizados no Rio Gualaxo do Norte, isso mostrou que a geologia do local influenciou de forma significante para o valor elevado das amostras.
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Tabela 4.8 – Teores de sódio encontrados nas amostras.
Amostra Na+ (mg/L) Amostra Na+ (mg/L)
SSSH-01 0,40 SSSH 15 4,0 SSSH-02 0,68 SSSH 16 ND SSSH-03 0,39 SSSH 17 ND SSSH-04 0,31 SSSH 18 ND SSSH-05 0,58 SSSH 19 1,0 SSSH-06 0,64 SSSH 20 ND SSSH-07 0,67 SSSH 21 1,0 SSSH-08 4,20 SSSH 22 1,0 SSSH-09 0,73 SSSH 23 13,0 SSSH-10 4,19 SSSH 24 ND SSSH-11 0,45 SSSH 25 ND SSSH-12 2,03 SSSH 26 ND SSSH-13 10,60 SSSH 27 5,0 SSSH-14 ND SSSH 28 2,0 SSSH-15 4,0 SSSH 29 1,0 SSSH 14 ND SSSH 30 ND 4.2.2 - Elementos Traços Arsênio (As)
O arsênio é um elemento químico de transição. Ele pode assumir caráter metálico e não metálico. Assim é definido sendo um semimetal. Arsênio é considerado um típico elemento calcófilo, que é um elemento que tem forte afinidade com Cu. Considerado um elemento traço, isto é, um elemento que ocorre na crosta terrestre em concentrações abaixo de 0,1 %. O elemento arsênio pode ser liberado na natureza através de causas naturais, como o contato da água com rochas que apresentam elevada concentração do metal. Um caso especial de tal liberação é o processo da drenagem ácida em ocorrência de rochas com pirita (FeS2) principalmente jazidas de Au. O As que ocorre frequentemente na forma de arsenopirita (FeAsS) é liberado pelo intemperismo de oxidação em conjunto com elementos como Cd, Zn, Cu, Pb, todos calcófilos.
De acordo com a resolução CONAMA 357/05, a quantidade permitida de arsênio em água doce é de no máximo 0,01 mg/L. A tabela 4.9 apresenta os valores de arsênio, a amostra SSSH 26 com 33,0 µg/L ou seja, 0,033 mg/L, está acima dos padrões estabelecidos pela resolução CONAMA
32 375/05. A amostra SSSH 26 foi encontrada em um brejo na entrada de Camargos próximo a Mariana, onde existe uma mina de Au desativada. Com o intemperismo ocorreu liberação de drenagem ácida, justificando o valor elevado da amostra. A amostra SSSH 14 em contrapartida, foi localizada no Rio Gualaxo com 0,001mg/L de As. Por ser um Rio, a água é corrente e mais diluída, sendo assim o valor de arsênio foi menor nesta amostra. As amostras que não estão na tabela 4.9, foram identificadas abaixo do limite de detecção, por isso não foram listadas na tabela.
Tabela 4.9 - Teores de Arsênio encontrado nas
amostras. Amostra As (µg/L) SSSH-01 2,00 SSSH-02 1,60 SSSH-14 1,0 SSSH-17 5,0 SSSH-22 1,0 SSSH-26 33,0 SSSH-30 0,32 Cobre (Cu)
O cobre é um metal pesado considerado um bom condutor de eletricidade e calor, apresenta alto grau de dureza e é resistente à corrosão. É conhecido geoquimicamente como calcófilo. Fazem parte deste grupo principalmente àqueles elementos que formam entre outras, as jazidas dos sulfetos e do Au. O Cu é um elemento traço com cerca de 0,006% na crosta terrestre.
Considerando a biologia, o Cu é um elemento essencial, cuja deficiência pode causar, entre outras, lesões cardíacas, e, cujo excesso no corpo humano pode contribuir para a degeneração do fígado, dos rins e do cérebro.
Tabela 4.10 - Teores de Cobre encontrados nas
amostras. Amostra Cu (µg/L) SSSH-01 0,70 SSSH-03 0,40 SSSH-04 0,50 SSSH-26 1,0 SSSH-27 4,0 SSSH-30 6,0
33 A resolução CONAMA 357/05 permite que em águas doce os teores de cobre sejam no máximo de 0,009 mg/L. A tabela 4.10 apresenta os teores de cobre e afirma estão dentro dos valores permitidos pela resolução CONAMA. Os valores das amostras com teor de cobre variaram entre 0,40 µg/L (0,0004 mg/L) a 6,0 µg/L (0,006 mg/L). A amostra SSSH 30 foi coletada no Caraça, Cascatinha que possui alto teor de concentração de material orgânico e elementos metálicos. As amostras que não estão na tabela 4.10, foram identificadas abaixo do limite de detecção, por isso não foram listadas na tabela.
Cobalto (Co)
Ocorre em minerais como a cobaltita (sulfoarsenieto de cobalto - CoAsS) e mais frequentemente, está associado a minérios de níquel, prata, chumbo, cobre e ferro, dos quais é obtido como subproduto. Sua presença também é detectada em meteoritos, pois é conhecido como um elemento siderófilo, tem afinidade com ferro. O cobalto é, em termos da sua ocorrência na crosta terrestre um elemento traço (Goldschmidt 1923), constitui apenas 0,001% da crosta. Biologicamente é considerado um elemento essencial. O Co faz parte do complexo de vitaminas B12.
Tabela 4.11 - Teores de cobalto encontrados nas amostras. Amostra (µg/L) Co Amostra (µg/L) Co SSSH-01 1,30 SSSH-16 6,0 SSSH-02 2,40 SSSH-17 7,0 SSSH-03 0,20 SSSH-18 16,0 SSSH-04 0,30 SSSH-19 2,0 SSSH-05 1,10 SSSH-20 10,0 SSSH-06 0,40 SSSH-21 7,0 SSSH-07 0,60 SSSH-22 8,0 SSSH-08 1,60 SSSH-23 13,0 SSSH-09 1,20 SSSH-24 10,0 SSSH-10 0,50 SSSH-25 7,0 SSSH-11 0,50 SSSH-26 4,0 SSSH-12 0,40 SSSH-27 2,0 SSSH-13 0,20 SSSH-28 3,0 SSSH-14 2,0 SSSH-29 6,0 SSSH-15 3,0 SSSH-30 0,16
A tabela 4.11 apresenta os teores de cobalto, mostrando valores das amostras SSSH 18 com 16,0 µg/L (0,016 mg/L) e SSSH 23 com 13,0 µg/L (0,013 mg/L). Esses valores não estão dentro do padrão permitido de acordo com a resolução CONAMA 357/05, que é no máximo 0,05 mg/L. Uma
34 fonte para a presença de Co nessa região poderia ser o intemperismo de rochas do supergrupo Rio das Velhas. Pois tais rochas ocorrem nessa região e são portadores de metais pesados como Cr, Ni e Co (Ladeira e Roeser, 1983).
Níquel (Ni)
Níquel é metal de transição, tem destaque pelo magnetismo, que o transforma em ímã quando em contato com campos magnéticos. É um metal de relativa resistência à oxidação e à corrosão, é mais duro que o ferro e forma ligas de diversas utilizações na indústria. Este elemento na sua forma natural corresponde a uma mistura de cinco isótopos estáveis. Seu comportamento ferromagnético se acentua acima de 358°C e reage com lentidão aos ácidos fortes.
Mesmo sendo Ni um elemento importante na formação do núcleo da Terra, a sua participação na crosta ocorre somente na forma de elemento traço com cerca de 0,01 % (Goldschmnidt 1923). Geoquimicamente o Ni é principalmente siderófilo, mas também com características litófilas.
Tabela 4.12 - Teores de Níquel encontrados nas
amostras. Amostra Ni (µg/L) SSSH-01 3,60 SSSH-02 4,70 SSSH-03 2,30 SSSH-04 3,30 SSSH-05 2,70 SSSH-06 0,30 SSSH-07 4,00 SSSH-08 6,70 SSSH-09 6,40 SSSH-10 0,30 SSSH-11 0,40 SSSH-12 3,80 SSSH-13 0,40 SSSH-25 1,0 SSSH-27 3,0 SSSH-30 0,6
35 Assim conhece-se muitas jazidas de silicatos de Ni. Biologicamente Ni é um elemento essencial. No caso de uma deficiência, a falta de Ni pode causar problemas dermatológicos; no excesso, Ni é um agente cancerígeno e pode causar doenças do trato respiratório.
A tabela 4.12 apresenta os teores de Ni encontrados nas amostras, sendo o maior valor encontrado na amostra SSSH 08 com 6,70 µg/L (0,0067 mg/L). A amostra foi encontrada em um Córrego próximo a Catas Altas. O menor valor encontrado foi na amostra SSSH 06 e SSSH 10 com 0,30 µg/L (0,0003 mg/L) . Essas amostras foram localizadas no Rio Conceição e Rio Piracicaba. Segundo a resolução CONAMA 357/05, o valor máximo permitido de Ni em água doce é de 0, 025 mg/L. Assim sendo, todos os valores de Ni enquadram-se de acordo com a resolução CONAMA.
As amostras com menores teores de Ni (SSSH 10, SSSH 11, SSSG 13) foram coletadas no Rio Gualaxo, Rio Piracicaba, Rio Conceição próxima a mina Anglogold Ashanti e mesmo sendo próximos de minas, os valores foram baixos. Isto acontece porque os rios possuem águas correntes e que são diluídas, assim os valores encontrados de elementos metálicos são bem menores. Em contrapartida, os valores encontrados nas amostras SSSH 02, SSSH 08 e SSSH 09 foram maiores que nas outras amostras, sendo que foram localizadas no Córrego Batatal, Ribeirão próximo a Catas Altas e Ribeirão dos Coqueiros próximo a Fonseca.