Mineralogia e fracionamento de metais pesados em solos de área de mineração e processamento de chumbo, Adrianópolis - PR

Abstract

Resumo: No município de Adrianópolis (PR) a atividade de mineração e metalurgia de chumbo foi desenvolvida por muitos anos, sendo que ao final de mais de 50 anos de atividades, a empresa deixou a céu aberto, pilhas de resíduos sobre o solo, sem nenhuma preocupação com o ambiente. Em virtude de tal situação, objetivou-se, por meio de estudos químicos e mineralógicos do solo, avaliar esta área. Foram coletadas amostras de solo em três profundidades (0-10 cm; 10-20 cm e 20-40 cm) de 8 locais distintos dentro da área de extração e beneficiamento. Neste trabalho os resultados são apresentados em três capítulos distintos, sendo que no primeiro, aplicou-se a técnica de análise por componentes principais (ACP) para verificar a similaridade das amostras de solos, com base na granulometria e em seus atributos químicos e mineralógicos, estabelecendo assim relações com o material de origem, profundidade do solo e interferências antrópicas. Já no capítulo seguinte utilizou-se da técnica de extração seqüencial para avaliar as formas de Pb e Zn no solo, enquanto que no terceiro capítulo apresenta-se uma proposta de metodologia de fracionamento químico que emprega métodos com maior poder de extração, para remover completamente a fase orgânica e diferentes fases minerais e assim determinar os teores totais de Zn e Pb associados a cada fração. No primeiro trabalho foram determinados a granulometria e os atributos da fertilidade dos solos, além do estudo da fração argila por difratometria de raios X, análises térmicas e extrações químicas com oxalato de amônio e ditionito-citrato-bicarbonato. Os resultados indicaram que é recomendável a utilização da ACP para discriminar solos nas condições do presente estudo. Já no segundo capítulo foram determinados os teores totais de Pb e Zn e sua especiação nas formas: solúvel; trocável; ligada a carbonatos; ligada à matéria orgânica; ligada aos óxidos de Fe de Al de baixa cristalinidade; ligada aos óxidos de Al mais cristalinos e caulinita; residual. Os teores totais evidenciaram intensa contaminação da área. Concluiu-seque houve basicamente duas formas de contaminação dos perfis de solo, sendo uma em decorrência das partículas das chaminés e a outra em função do acúmulo de rejeitos sólidos sobre os solos. A primeira foi mais prejudicial ao ambiente em virtude dos maiores teores totais e de formas mais solúveis do solo. No terceiro artigo os resultados indicaram que a remoção completa da matéria orgânica e das fases minerais nas extrações seqüenciais resultou na baixa participação da forma residual de Zn e Pb nos teores totais desses metais nos solos: em relação a fase mineral tem-se menor associação dos metais aos minerais primários, argilas do tipo 2:1 e óxidos refratários.

Abstract: In the city of Adrianople (PR), the activity of mining and metallurgy of lead has been developed for many years, and at the end of more than 50 years of activities, the company left open, piles of waste on land without any concern with the environment. Given that situation, aimed to, through chemical and mineralogical studies of soil, appreciate this area. Soil samples were collected at three depths (0-10 cm, 10-20 cm and 20-40 cm) from eight different locations within the area of extraction and processing. In this work the results are presented in three separate chapters, and in the first, we applied the technique of principal component analysis (PCA) to verify the similarity of soil samples, based on particle size and their chemical and mineralogical attributes establishing relations with the source material, soil depth and human nterferences. In the following chapter was used the technique of sequential extraction to evaluate the forms of Pb and Zn in soil, while the third chapter is a proposal of methodology for chemical fractionation that use methods of more power extraction to completely remove the organic phase and different mineral phases and thus determine the total contents of Zn and Pb associated with each fraction. In the first study was determined the size and attributes of soil fertility, besides the study of the clay fraction by X-ray diffraction, thermal and chemical extractions with ammonium oxalate and dithionite-citratebicarbonate. The results indicate that is recommend the use of PCA to discriminate soil conditions of this study. In the second chapter was determined the total contents of Pb and Zn and their speciation in the forms: soluble, xchangeable, bound to carbonates, bound to organic matter, linked to Al Fe oxides of low crystallinity; linked to Al crystalline oxides and kaolinite; residual. The total concentration showed severe contamination of the area. It was concluded that there were basically two ways of contamination of soil profiles, one due to the particles of the chimneys and the other due to the accumulation of solid waste on soil. The first was more harmful to the environment because of the higher total levels and soluble forms of soil. In the third article the results indicated that the complete removal of organic matter and mineral phases in sequential extractions resulted in low participation of residual form of Zn and Pb in the total levels of these metals in the soil: in the mineral phase has a lower association of metals in primary minerals, clays 2:1 and refractory oxides.