Mobilidade geoquímica de metais pesados e impacto ambiental em área de mineração aurífera sulfetada (Marmato, Caldas, Colômbia)

• Ano de defesa: 1997
• Autor(a) principal: PRIETO RINCÓN, Gloria
• Orientador(a): COSTA, Marcondes Lima da
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Pará
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Geologia e Geoquímica
• Departamento: Instituto de Geociências
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Geoquímica; Mineração aurífera; Metais pesados; Ouro; Impacto ambiental; Marmato, Caldas (Colômbia)
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS::GEOLOGIA::PROSPECCAO MINERAL
• Link de acesso: http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/7892

A Colômbia é um dos maiores produtores de ouro na América Latina, embora, para sua exploração e processamento, sejam empregados métodos tradicionais e atrasados, os quais, em conseqüência, causam impactos negativos no ambiente. Com o propósito de estudar seu comportamento geoquímico e elucidar seu impacto no ambiente, foram selecionados os elementos Cu, Pb, Zn, Cd, Ag, As, Hg, Sb e Bi, que são liberados da jazida aurífera de Marmato (tipo filão) e levados às drenagens sob forma solúvel e particulada. A fonte principal destes metais acha-se nas drenagens ácidas de mineração (DAM), decorrentes das seqüelas de processo e na erosão de resíduos e estéreis. Foi realizado um programa de amostragem (inverno e verão), quando foram coletadas águas superficiais, sedimentos e material em suspensão, em riachos (Águas Claras, Cascabel, Pantanos, Marmato, Arguia, Chirapoto), drenagens de mina, efluentes de processo e em estações sobre o rio Cauca. Águas Claras, por ser o riacho com menor influência antropogênica, foi selecionado como riacho de referência. Foram medidos no campo a temperatura, pH, condutividade, turbidez e vazão. Nas águas foram determinados cianetos (total e livre), DQO, COT, ST, SD, NH3, cloretos, cátions (Na+, K+, Ca+, Mg2+) e metais dissolvidos (Cu, Pb, Zn, Ag, As, Hg, Sb e Cd). Foram analisados metais pesados (total e biodisponivel) em sedimentos e material particulado em suspensão A distribuição de metais, nas diferentes fases, foi estudada por extrações seletivas (especiação química), permitindo assim diferenciar as frações geoquimicamente reativas das inertes. Águas Claras, como drenagem de referência, mostra os valores mais baixos de ST (199mg-1) e condutividade (259 Scm-1) e as concentrações menores de metais pesados em sedimentos. Seu pH (7.5) apresenta tendência à basicidade, que pode ser explicada pela presença de rochas carbonáticas nesta área. A fração móvel de Bi, Zn, Cd, Pb, As e Cu é maior que 30%, fato que mostra alta biodisponibilidade destes metais, apesar das suas baixas concentrações. Em minas ativas, ocorre oxidação de sulfetos e se produzem DAM (pH 2.9-3.5 e pH 4.4), que são neutralizadas pelos efluentes de beneficiamento (pH4,4-8,7 e pH 6,4- 8,3). Esses efluentes tendem á basicidade, devido á presença de carbonatos naturais, cal e aditivos orgânicos de processamento. Marmato, que é receptora de todos as drenagens da área mineira e os transporta ao rio Cauca, apresenta pH neutro como reflexo de processos de neutralização. A descarga de rejeitos de processo e o incremento da erosão refletem-se no alto conteúdo de ST. A correlação positiva entre DQO e NH3 com cianetos reflete degradação de cianetos no sistema. Os metais pesados se acham em concentrações elevadas em sedimentos e material em suspensão, com valores entre 129-619 ppm para Cu; 330 ppm-2,28% para Pb; 136 ppm-1,18% para Zn; 7,6-200 ppm para Ag; 218-1850 ppm para As; 6,8-56 ppm para Sb; 28-240 ppm para Cd; 95-370 ppb para Hg e 4-306 ppm para Bi. As concentrações mais elevadas se encontram no riacho Marmato, mas são mais baixas em Arguia e Chirapotó. Os elevados valores encontrados nos riachos refletem as atividades de mineração em sua área de captação e revelam a contribuição de minerais sulfetados, presentes no corpo mineralizado (pirita, esfalerita cadmífera, galena bismutífera, calcopirita, arsenopirita, argentopirita, siderita, pirrotita, pirargirita). A fração móvel em material em suspensão é maior que em sedimentos de fundo, meio no qual podem ser dispersos a grandes distâncias e serem transferidos a outros compartimentos. Em Marmato, a maior mobilidade é apresentada por Bi, Pb e As, enquanto que em Arguía Ag, Cd, Zn e Cu mostram maior bio-disponibilidade (0% fração móvel). Cu está associado, principalmente, à fração residual (56-90%) e em menor porcentagem a carbonatos (4-25%) e a orgânicos e sulfetos (4-25%), confirmando seu baixo potencial de mobilidade e também sua fonte em sulfetos. Pb está associado a espécies redutíveis (13-75%) e a residuais (16-82%) e, em menor proporção, a carbonatos, sulfetos e à fração trocável, mostrando sua associação com óxidos de ferro hidratados, gerados por intemperismo de sulfetos. Zn está associado, principalmente, à fração de oxidáveis e sulfetos (13-64%) e, em menor proporção, às formas residuais (9-47%) e às redutíveis (10-33%); embora seja também notável Zn trocável (até 6%); essas associações refletem alta bio-disponibilidade deste metal. Cd está associado à fração residual (31-61%), a orgânicas e sulfetos (14-34%) e à fração trocável (4-14%), mostrando padrão de mobilidade intermediária. Sb está associado, principalmente, à fração residual (39-86%) e, em menor proporção, a os carbonatos (14-40%), refletindo seu caráter de metal não - móvel e sua origem principalmente litológica. Bi está associado à fração redutível (18-73%) e a os carbonatos (13-50%), no entanto existem porcentagens apreciáveis de Bi móvel em Águas Claras, Marmato, Pantanos e Cascabel. O rio Cauca exibe os níveis mais baixos de metais em sedimentos e suas concentrações refletem os conteúdos dos seus tributários. Sua carga sólida (ST 2O8-234 mgl-1), sua turbidez (40,80-62,7 NTU) e seu pH (7,2-7,4) são comparáveis aos valores apresentados por outros rios naturais, que transportam material erodido e que possuem águas neutras. No Cauca, Sb, Hg e Bi não mostram fração móvel, enquanto que Cu e Pb apresentam maior bio-disponibilidade em material em suspensão do que em sedimentos. Apresenta-se maior mobilidade para Cu no rio Cauca, comparada a Marmato, devido à contribuição de fontes antropogênicas, por exemplo resíduos de herbicidas e fertilizantes. Pb mostra alta mobilidade e biodisponibilidade no rio Cauca. Está associado, principalmente, à fração redutível (80-92%) e, em menor proporção, a os sulfetos e fração orgânica e apresenta maior fração trocável (1,3-6,5%), como reflexo dos aportes das emissões de gasolina usada pelos automotores que transitam pela estrada paralela ao curso do rio Cauca. A concentração de metais pesados em sedimentos, material em suspensão e águas aumentaram no Cauca após a convergência dos riachos Marmato e Arguía. Os metais em sedimentos do Cauca decrescem poucos quilômetros após haver recebido o aporte da zona mineira, devido à diluição que tem lugar neste ecossistema (vazão do Cauca, 605,3-641,8 m3/s) e, adicionalmente, porque os metais pesados são transportados rapidamente corno íons em solução e como partículas em suspensão, fenômenos que são acelerados devido à velocidade das águas do Cauca nessa zona (sítio de desnível topográfico do rio). Os dados obtidos mostram que o ecossistema de Marmato acha-se fortemente impactado pelos aportes naturais e antropogênicos (atividades de mineração) provenientes da zona mineira de Marmato. Nas águas de Marmato, são ultrapassados vários critérios de qualidade (U.S.E.P.A., 1976,1982; O.P.S., 1985, 1987), tornando-as inadequadas para consumo humano, agricultura, vida aquática ou uso industrial. A especiação química mostrou que Cd, Zn, Pb e Bi têm os mais altos potenciais de bio-disponibilidade, e podem ser transferidos de sedimentos e material em suspensão a outros compartimentos ambientais, especialmente à biota e também podem ser incorporados à cadeia trófica. Por outro lado, as águas e sedimentos do rio Cauca, nesta região, não apresentam poluição por metais pesados provenientes da zona mineira de Marmato. O ecossistema do rio Cauca, nesta área, dilui e assimila, até o momento, os aportes da zona mineira. Ao contrário de Marmato, os parâmetros físico-químicos das suas águas, assim com os níveis e padrões de especiação para Cu, Pb, Sb, Bi, As e Hg em sedimentos e material em suspensão do rio nesta zona, são comparáveis aos encontrados em outros sistemas de rios não-poluídos.