Antall frivillige per aksjon
6. Konklusjoner og anbefalinger
A análise química foi realizada por meio de ICP-OES, quando foram dosadas as concentrações dos 27 elementos químicos: Na, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, As, Sr, Y, Zr, Mo, Ba, Pb, Fe, Li, Be, P, Sc, Th, Cd, Al, Mg. As Tabelas que exibem as concentrações desses elementos são descritas nos Anexos 6 e 7. Por se tratar de um trabalho com enfoque ambiental, serão aqui discutidos somente os resultados dos elementos considerados pesados e/ou potencialmente tóxicos (V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As, Mo, Pb, Li, Sb, Cd). Também será aqui discutido o comportamento de alguns elementos majoritários, tais como: Ca, Fe, Al e Mn; o cálcio terá seu comportamento aqui descrito devido a sua capacidade de neutralizar ácidos. Os valores máximos de concentrações obtidas para esses elementos se encontram na Tabela 7.2. Para fins de comparação, nessa tabela também se encontram
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Tabela 7.2: Valores máximos de concentrações obtidos para as rochas da região investigada e para outras rochas
do Sinclinal Dom Bosco.
Concentração máxima dosada em amostras de rochas
Elem. Áreas investigadas (P1 e P2) Região do Sinclinal Dom Bosco (SDB)
Fe 34,69% (xisto ferruginoso) 39,40% (quartzito ferruginoso); 3,48% (borra); 10,00% (filito)
Al 14,40% (xisto) 7,39% (borra); 4,32% (filito); 4,04% (xisto)
Mn 40,06% (filito) 22,40% (borra); 6,80% (outras rochas)
Ca 17,57% (quartzito) 20,70% (mármore)
V 343,08 mg/kg (xisto) 110 mg/kg (borra); 99 mg/kg (filito); 75 mg/kg (xisto)
Cr 399,80 mg/kg (xisto caulinítico) 166 mg/kg (xisto); 122 mg/kg (borra); 120 mg/kg (filitos)
Co 265,47 mg/kg (filito) 60 - 1860 mg/kg (borra)
Ni 143,78 mg/kg (filito) 6950 mg/kg (borra); 4,7 - 21 mg/kg (mármore)
Cu 341,62 mg/kg (xisto caulinítico) 236-3940 mg/kg (borra); 111 mg/kg (filito); 43 mg/kg (xisto)
Zn 119,60 mg/kg (borra de café) 77,9 - 581 mg/kg (borra); 65,3 - 150 mg/kg (filito)
As 720,23 mg/kg (xisto caulinítico) 15 - 30 mg/kg (borra e mármore)
Mo 18,89 mg/kg (filito) 5,8 mg/kg (borra); 0,2 -8,1 mg/kg (xisto); <0,53 -3,2 mg/kg (filito)
Pb 41,18 mg/kg (xisto caulinítico) 33 - 99 mg/kg (borra); 10 a 33 mg/kg (filito); 8,4 - 46 mg/kg (xisto)
Li 18,89 mg/kg (filito) -
Cd 53,32 mg/kg (xisto ferruginoso) 0,48 - 1,4 mg/kg (borra) 0,25 - 4,1 mg/kg (filito)
É importante salientar que, embora se tenha adotado a mesma metodologia para todas as amostras, nem todas elas foram completamente solubilizadas durante a abertura química. Mas, como esse trabalho possui um enfoque ambiental, os resultados são interessantes por se tratarem de concentrações dos elementos químicos que poderiam ser, eventualmente, solubilizados das rochas, em um ambiente extremamente ácido.
7.3.1. Elementos maiores
Dentre os elementos maiores (Al, Fe, Mn, Ca), o ferro é o componente majoritário na maioria das amostras, seguido pelo alumínio. O manganês e o cálcio ocorrem em maiores concentrações somente em algumas amostras (Figura 7.4; Anexos 6 e 7).
0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 A mo s tras de ro c has A l Fe M n C a
Figura 7.4: Concentração de elementos maiores (Al, Fe, Mn e Ca) em amostras de rochas.
Ferro (Fe)
O ferro é encontrado em altas concentrações em praticamente todas as rochas da região (cf. Figura 7.4, Figura 7.5). As altas concentrações de ferro estão vinculadas à ocorrência de minerais ferruginosos, onde, dentre os mais comuns, se encontram a hematita, a goethita, a pirita e a clorita. O teor mais elevado para o Fe foi dosado na amostra de xisto ferruginoso (P2R5), e equivale a 34,69%; esse valor é relativamente alto, já que, dentre as rochas estudadas na região do SDB (cf. Tabela 7.2), se determinou um valor máximo de 39,40% de Fe em rochas ricas em ferro (quartzitos ferruginosos).
Figura 7.5: Concentração de Fe em amostras de rochas.
Fe 0 10 20 30 40 P1R1 P1R2 P1R3 P1R4 P1R5 P1R6 P1R7 P2R1 P2R2 P2R3 P2R4 P2R5 P2R6A P2R6B P2R7A P2R7B P2R8 Amostras de rochas Conc. (%)
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Alumínio (Al)
O alumínio encontra-se presente em altas concentrações nas rochas investigadas, o que reflete a abundância em minerais aluminosos, principalmente em moscovita e caulinita. Os maiores valores obtidos para a concentração de alumínio se encontram em torno de 14,40%, que foi determinado em rocha xistosa (Figura 7.6). Esse valor se encontra bastante elevado, pois nas rochas estudadas no SDB, as máximas concentrações obtidas foram de 7,39% para o material do tipo “borra de café”; nos xistos e filitos, as concentrações se situaram em torno de 4,0%.
Figura 7.6: Concentração de Al em amostras de rochas.
Manganês (Mn)
O manganês ocorre como elemento principal em todas as amostras analisadas. A concentração mais elevada de Mn se encontra em torno de 40,0%, dosada em rocha filítica (P1R1). Também as amostras de material do tipo “borra de café” portam um conteúdo mais elevado em manganês (Figura 7.7), com valores de concentrações correspondentes a 8,45% (P2R1) e a 2,66% (P2R4). Na região do SDB, as concentrações máximas de Mn situam-se em torno de 22,40% de Mn no material “borra de café”, e em torno de 6,80% de Mn, para as demais rochas. Porém, as baixas concentrações de Mn obtidas nas amostras de “borra de café” investigadas nesse trabalho podem ser atribuídas à abertura parcial das amostras. Na filtragem, observou-se um resíduo escuro que efervesce na presença de água oxigenada. Uma possibilidade é que esse material possa conter Mn, o que se relaciona à presença do mineral pirolusita, determinada em algumas das amostras. Porém, verificou-se também que esse material escuro tem um aspecto oleoso.
Al 0 5 10 15 20 P1R1 P1R2 P1R3 P1R4 P1R5 P1R6 P1R7 P2R1 P2R2 P2R3 P2R4 P2R5 P2R6A P2R6B P2R7A P2R7B P2R8 Amostras de rochas Conc. (%)
Figura 7.7: Concentração de Mn em amostras de rochas.
Cálcio (Ca)
O conteúdo de cálcio é muito variável nas rochas (Figura 7.8). Nos filitos, o maior valor encontrado foi de 0,95% (P2R8), enquanto que, no material do tipo “borra de café”, o maior valor de concentração dosada corresponde a 0,48% (P2R1). Entretanto, os maiores conteúdos em cálcio foram definidos nas rochas quartzíticas da antiga mina de Santa Efigênia, próximo ao contato com as rochas dolomíticas presentes naquela região. As concentrações equivalem a 17,57% de Ca para a amostra P2R6A, e a 17,13% de Ca para a amostra P2R6B. O elevado teor de cálcio nesses quartzitos deve-se ao grande conteúdo em dolomita nas duas amostras em questão. Os demais minerais de cálcio determinados em outras amostras são: a gismondina e a albita.
Figura 7.8: Concentração de Ca em amostras de rochas.
Mn 0 15 30 45 P1R1 P1R2 P1R3 P1R4 P1R5 P1R6 P1R7 P2R1 P2R2 P2R3 P2R4 P2R5 P2R6A P2R6B P2R7A P2R7B P2R8 Amostras de rocha Conc. (%) Ca 0 5 10 15 20 P1R1 P1R2 P1R3 P1R4 P1R5 P1R6 P1R7 P2R1 P2R2 P2R3 P2R4 P2R5 P2R6A P2R6B P2R7A P2R7B P2R8 Amostras de rochas Conc. (%)
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67 7.3.2. Elementos menores
Dos elementos analisados e discutidos abaixo (V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As, Mo, Pb, Li, Sb, Cd), verifica-se que esses se encontram distribuídos de uma forma mais uniforme nos filitos/xistos (P1R1, P1R2, P1R3, P1R4, P1R5, P1R6, P1R7, P2R2, P2R3, P2R5, P2R7A, P2R7B, P2R8). Observa-se que, dentre as amostras analisadas, o xisto caulinítico (P2R5) é a amostra que mais concentra metais. Nas amostras de material do tipo “borra de café” (P2R1, P2R4), assim como nas amostras de quartzito (P2R6A, P2R6B), os elementos analisados possuem uma distribuição mais diferenciada (cf. Figura 7.9; Anexos 6 e 7).
Figura 7.9: Concentração de elementos menores em amostras de rochas (V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As, Mo, Pb, Li,
Cd).
Vanádio (V)
O vanádio é elemento constituinte de todas as rochas investigadas, o que se deve, principalmente, à presença de moscovita do tipo vanádio e bário em grande parte das amostras. O vanádio aparece mais concentrado nas amostras da região P2 - antiga mina de Santa Efigênia (cf. Figura 7.10); nesse local, o maior valor encontrado para o vanádio corresponde a 343,08 mg/kg, dosado em amostra xistosa (P2R7B). Então, determinadas rochas possuem um conteúdo elevado de vanádio, quando comparadas àquelas rochas do SDB, onde os valores máximos situam-se em torno de 110 mg/kg. 0 400 800 1200 1600 2000 2400 Conc. (mg/kg) P1R1 P1R2 P1R3 P1R4 P1R5 P1R6 P1R7 P2R1 P2R2 P2R3 P2R4 P2R5 P2R6A P2R6B P2R7A P2R7B P2R8 Amostras de rochas V Cr Co Ni Cu Zn As Mo Pb Li Sb Cd
Figura 7.10: Concentração de V em amostras de rochas.
Cromo (Cr)
O cromo ocorre em maiores proporções nas amostras xistosas e filíticas, principalmente naquelas situadas na região da antiga mina de Santa Efigênia (Figura 7.11). Nas amostras do material do tipo “borra de café” (P2R1, P2R4), assim como nas amostras de quartzito (P2R6A, P2R6B), o cromo se apresenta em teores mais baixos. A concentração mais elevada foi definida na amostra de xisto caulinítico (P2R5), e corresponde a 399,80 mg/kg de Cr. Dos minerais identificados, somente a moscovita de vanádio e bário contém esse elemento; porém, como as rochas analisadas contêm sulfetos, ou se encontram posicionadas lateralmente às rochas que contêm sulfetos, o Cr pode estar vinculado a algum mineral dessa classe, que não foi, todavia, detectado.
De um modo geral, pode-se dizer que as rochas investigadas possuem uma alta concentração em cromo, quando comparadas às rochas do SDB; nessas, foram determinados conteúdos máximos de 166 mg/kg de Cr em rocha xistosa. V 0 100 200 300 400 P1R1 P1R2 P1R3 P1R4 P1R5 P1R6 P1R7 P2R1 P2R2 P2R3 P2R4 P2R5 P2R6A P2R6B P2R7A P2R7B P2R8 Amostras de rochas Conc. (mg/kg) Cr 0 100 200 300 400 500 P1R1 P1R2 P1R3 P1R4 P1R5 P1R6 P1R7 P2R1 P2R2 P2R3 P2R4 P2R5 P2R8 Conc. (mg/kg)
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Cobalto (Co)
As amostras apresentam baixas concentrações de cobalto, comumente inferiores a 100 mg/kg (Figura 7.12). A maior concentração de cobalto foi determinada em rocha filítica (P2R7A), e corresponde a 265,47 mg/kg. Não foi, porém, determinado nenhum mineral de cobalto nas amostras de rochas; então, o cobalto pode estar associado à estrutura de algum mineral, ou co-precipitado em outros. Nas rochas do SDB, os valores máximos de concentrações obtidas variaram de 60 a 1860 mg/kg de Co, dosadas na “borra de café”.
Figura 7.12: Concentração de Co em amostras de rochas.
Níquel (Ni)
O níquel é encontrado como elemento traço em todas as amostras de rocha analisadas, em concentrações inferiores a 150 mg/kg (Figura 7.13). Nessas amostras, também não foram observados minerais de níquel. Nas rochas do SDB, o níquel encontra-se mais concentrado na “borra de café” (6950 mg/kg) e, secundariamente, em mármores (4,7 a 21 mg/kg).
Figura 7.13: Concentração de Ni em amostras de rochas.
Co 0 100 200 300 P1R1 P1R2 P1R3 P1R4 P1R5 P1R6 P1R7 P2R1 P2R2 P2R3 P2R4 P2R5 P2R6A P2R6B P2R7A P2R7B P2R8 Amostras de rochas Conc. (mg/kg) Ni 0 50 100 150 200 P1R1 P1R2 P1R3 P1R4 P1R5 P1R6 P1R7 P2R1 P2R2 P2R3 P2R4 P2R5 P2R6A P2R6B P2R7A P2R7B P2R8 Amostras de rochas Conc. (mg/kg)
Cobre (Cu)
Esse mineral geralmente ocorre em baixas concentrações nas amostras de rochas das duas regiões (Figura 7.14). Porém, na amostra de xisto caulinítico (P2R5) da região P2, foi determinada uma concentração mais acentuada (341,62 mg/kg). Essa concentração pode ser considerada baixa, quando comparada aos valores máximos encontrados para as rochas do SDB. Nessa região, foram encontradas concentrações anômalas, de até 3940 mg/kg em rochas “borra de café”. Para as demais rochas do SDB, os maiores valores obtidos para o Cu correspondem a 111 mg/kg (filitos), e a 43 mg/kg (xistos) Porém, algumas rochas aqui investigadas portam um conteúdo maior em cobre, quando comparadas aos filitos e xistos do SDB.
Figura 7.14: Concentração de Cu em amostras de rochas.
Zinco (Zn)
O zinco é encontrado em baixas concentrações nas rochas da região (Figura 7.15). A maior concentração de zinco (119,60 mg/kg) foi definida na amostra de material do tipo “borra de café” (P2R1). A amostra P2R4, de constituição semelhante, também apresentou concentrações elevadas de Zn, em torno de 42 mg/kg; esse valor se encontra próximo aos valores de concentrações definidos para a rocha xistosa (P2R5) e para a rocha filítica (P1R1). Porém, quando essas concentrações são comparadas àquelas determinadas nas rochas do SDB, elas constituem baixos valores. Nas amostras pertencentes a essa região, foram determinados conteúdos máximos de Zn variando de 77,90 a 581 mg/kg em “borra de café” e, secundariamente, de 65,30 a 150 mg/kg em rocha filítica.
A presença de zinco nas rochas das regiões das antigas minas pode ser atribuída, em parte, à
Cu 0 100 200 300 400 P1R1 P1R2 P1R3 P1R4 P1R5 P1R6 P1R7 P2R1 P2R2 P2R3 P2R4 P2R5 P2R6A P2R6B P2R7A P2R7B P2R8 Amostras de rochas Conc. (mg/kg)
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Figura 7.15: Concentração de Zn em amostras de rochas.
Arsênio (As)
O arsênio ocorre em quantidades variáveis (Figura 7.16): as amostras de material “borra de café” possuem baixo conteúdo de arsênio, que envolvem concentrações de até 24,71 mg/kg (P2R4). O maior conteúdo em arsênio foi determinado na amostra de xisto caulinítico (P2R5), na qual se dosou uma concentração de 720,23 mg/kg. Entretanto, não se determinou, em nenhuma amostra, a existência do mineral arsenopirita. Poré, pode ser que exista algum mineral de As, que possua pequena participação nas rochas (<5%, não identificada por raios-X). Outra possibilidade é que o As pode estar associado a minerais de ferro, que adsorvem esse elemento, assim como também o fazem os argilominerais.
Pode-se dizer que, grande parte das amostras analisadas apresentou um alto conteúdo em As, quando comparadas aos conteúdos máximos verificados nas rochas do SDB, que variaram de 15 a 30 mg/kg.
Figura 7.16: Concentração de As em amostras de rochas.
Zn 0 50 100 150 P1R1 P1R2 P1R3 P1R4 P1R5 P1R6 P1R7 P2R1 P2R2 P2R3 P2R4 P2R5 P2R6A P2R6B P2R7A P2R7B P2R8 Amostras de rochas Con. (mg/kg) As 0 200 400 600 800 P1R1 P1R2 P1R3 P1R4 P1R5 P1R6 P1R7 P2R1 P2R2 P2R3 P2R4 P2R5 P2R6A P2R6B P2R7A P2R7B P2R8 Amostras de rochas Conc. (mg/kg)
Molibdênio (Mo)
O molibdênio foi encontrado em baixíssimas concentrações nas rochas (Figura 7.17). Alguns valores são tão baixos que se encontram abaixo do limite de detecção pela análise por ICP-OES. O valor mais alto de concentração situa-se em torno de 19 mg/kg, dosado em rocha filítica (P2R2). Na composição mineralógica das rochas, não foi identificado nenhum mineral de molibdênio. Também, as outras rochas analisadas na região do SDB possuem baixos valores de concentração em Mo, com máximos de 5,80 mg/kg na “borra de café”.
Figura 7.17: Concentração de Mo em amostras de rochas.
Chumbo (Pb)
As rochas investigadas possuem baixos conteúdos em chumbo. A maior concentração de chumbo em rochas (41,18 mg/kg) foi determinada no xisto caulinítico - amostra P2R5 (Figura 7.18). Nas rochas da região do SDB, foram obtidos valores máximos de concentração de Pb entre 33 e 99 mg/kg na “borra de café” e, secundariamente, de 8,4 a 46 mg/kg em xistos.
Mo 0 5 10 15 20 P1R1 P1R2 P1R3 P1R4 P1R5 P1R6 P1R7 P2R1 P2R2 P2R3 P2R4 P2R5 P2R6A P2R6B P2R7A P2R7B P2R8 Amostras de rochas Conc. (mg/kg) Pb 0 10 20 30 40 50 P1R1 P1R2 P1R3 P1R4 P1R5 P1R6 P1R7 P2R1 P2R2 P2R3 P2R4 P2R5 P2R6A P2R6B P2R7A P2R7B P2R8 Amostras de rochas Conc. (mg/kg)
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Lítio (Li)
O lítio é encontrado em concentrações muito baixas nas rochas, comumente com valores situados entre 2,9 e 11 mg/kg (Figura 7.19). Determinou-se, porém, para uma amostra filítica (P1R5), uma concentração mais elevada para esse elemento, correspondente a 18,89 mg/kg.
Figura 7.19: Concentração de Li em amostras de rochas.
Cádmio (Cd)
Esse elemento está contido nas rochas em concentrações geralmente inferiores a 32,50 mg/kg (Figura 7.20). Apenas em uma amostra (P2R5), determinou-se uma concentração mais elevada de Cd, correspondente a 53,32 mg/kg. Os conteúdos de cádmio existentes nas rochas analisadas nesse trabalho são elevados, quando comparados com as concentrações obtidas para as rochas do SDB.
Nessas rochas, foram encontrados valores máximos entre 0,48 e 1,40 mg/kg em “borra de café”, e,
secundariamente, entre 0,25 e 4,1 mg/kg em filitos.
Figura 7.20: Concentração de Cd em amostras de rochas.
Cd 0 20 40 60 P1R1 P1R2 P1R3 P1R4 P1R5 P1R6 P1R7 P2R1 P2R2 P2R3 P2R4 P2R5 P2R6A P2R6B P2R7A P2R7B P2R8 Amostras de rochas Conc. (mg/kg) Li 0 5 10 15 20 P1R1 P1R2 P1R3 P1R4 P1R5 P1R6 P1R7 P2R1 P2R2 P2R3 P2R4 P2R5 P2R6A P2R6B P2R7A P2R7B P2R8 Amostras de rochas Conc. (mg/kg)
7.4. CONCLUSÕES
A partir do estudo das fontes litogênicas pode-se conhecer o conteúdo de diversos elementos químicos presentes no ambiente. Contudo, a dispersão desses elementos dependerá de sua mobilização, o que será regido, principalmente, pelas condições do ambiente, tais como pH e Eh. Uma vez disponibilizados no meio, os elementos podem exercer um efeito positivo ou não sobre os organismos. Essa influência dependerá principalmente de fatores como: o tipo de elemento e organismo envolvido, a química do elemento (concentração, especiação).
Na região investigada, os elementos - Fe, Al, Mn e Ca - são encontrados nas rochas com teores bem elevados. Os elementos - Fe, Ca e, até mesmo, o Mn, em baixas concentrações - são considerados essenciais para a maioria dos organismos, enquanto que o Al é considerado tóxico. Além disso, a presença de ferro no ambiente é muito importante, quando se trata de questões ambientais, devido a uma possível adsorção de elementos tóxicos nos compostos de ferro, e a conseqüente imobilização desses elementos. Um outro aspecto que deve ser observado refere-se ao cálcio. Como algumas rochas da região (principalmente as da antiga mina de Santa Efigênia - P2) possuem um elevado conteúdo de cálcio, elas possuem alto potencial de neutralização do ácido gerado a partir da oxidação da pirita.
No que se refere à análise dos elementos menores, se observou que a concentração dos mesmos em rochas é bastante variável. De uma forma geral, foram observadas altas concentrações de V, Cr, As e Cd. Quando se observam valores de concentrações obtidos para elementos como Ni e Cu, verifica-se que esses não são altos, em relação aos valores máximos obtidos nas rochas da região do SDB (cf. Tabela 7.2).