Caracterização química e espectroscópica de solos de área recuperada após mineração de xisto

Abstract

Resumo: Atualmente tem havido grande preocupação em restaurar e manter a saúde do meio em que vivemos. A exploração de recursos naturais no mundo moderno é prática cotidiana, porém tem-se pesquisado várias formas de minimizar os danos causados à natureza reutilizando os resíduos produzidos no beneficiamento dos materiais explorados. A exploração do folhelho pirobetuminoso (xisto), como em outras atividades de mineração, deixa para trás grandes vales a céu aberto, sem cobertura vegetal, além de produzir resíduos, como o xisto retortado, após o processo beneficiamento. A PETROBRAS/SIX explora o xisto na região de São Mateus do Sul (PR) e faz a restauração do relevo da área minerada utilizando os rejeitos da mineração (xisto retortado, os finos de xisto e o calxisto) e o solo da próxima frente de mineração. Neste trabalho foram realizadas coletas de solo em área nativa e em área recuperada após a mineração do xisto. Foram feitas extrações seqüenciais das huminas (HU) e ácidos húmicos (AH) dos solos de uperfície (0 a 5 cm) e tratamento com solução de HF 10% de todos as amostras do perfil estratigráfico (0 a 125 cm). Os solos e as substâncias húmicas (SH) foram caracterizados e comparados entre si, visando à avaliação da recuperação do solo. Foram utilizadas técnicas espectroscópicas de FTIR, DRIFT, DRUV-Vis, EPR, NMR de 13C, XRD, além de análise elementar de CHN, carbono orgânico, elementos químicos disponíveis e umidade e cinzas. Em geral, as técnicas utilizadas na caracterização das amostras mostraram similaridade entre as amostras menos profundas (0 a 75 cm), região interessante ao desenvolvimento de plantas. As duas amostras mais profundas (75 a 125 cm) coletadas na área recuperada demonstraram diferentes comportamentos espectroscópicos das demais por serem constituídas de rejeitos do processo de beneficiamento do xisto, o calxisto e o xisto retortado. As amostras da área recuperada apresentaram resíduos de matéria orgânica fossilizada, provenientes do xisto, observados por NMR de 13C após tratamento dessas amostras com solução de HF a 10%. No estudo de correlações entre os resultados das técnicas de EPR e de NMR de 13C para as amostras estudas foram encontrados dois tipos de RLO, um em orbitais p de átomos de carbono (g = 2,0029) e outro em átomos de oxigênio (g = 2,0043). Essa análise também indicou que os grupos ligantes para os íons ferro trivalentes, tanto em domínios concentrados como em omínios diluídos, são bases derivadas de ácidos urônicos. De forma geral, pode-se dizer que a recuperação da área reflorestada foi efetiva, não afetando o desenvolvimento da flora e fauna local, propiciando reconstituição do relevo sem impactar profundamente a qualidade do solo da região.

Abstract: Currently there has been great concern to restore and maintain the health of the environment in which we live. The exploitation of natural resources in the modern world is daily practice, but has been searched several ways to minimize the damage to nature reusing the waste produced in processing of materials used. Operation of pirobetuminoso shale, as in other mining activities, leaves behind major valleys to open sky, without green covertures, and wastes such as retorted oil shale, after the beneficiation process. The PETROBRAS / Six explores the oil shale in the region of São Mateus do Sul (PR) and is the restoration of the topography of the mined area using the tailings from mining (oil shale retort, the shale and fine to calxisto) soils the next front of mining. In this study samples of the native soil and of the restored area were collected after oil shale mine. Sequential extractions were made of humin (HU) and humic acids (HA) of the soil surface samples (0 to 5 cm) and treatment with HF solution of 10% of all samples of the stratigraphic profile (0 to 125 cm). The soils and humic substances (HS) were characterized and compared with each other, aiming at assessing the recuperation of the soil. Spectroscopic techniques, FTIR, DRIFT, DRUV-Vis, EPR, 13C NMR, and XRD, elemental analysis of CHN, organic carbon,chemical elements and available moisture and ash determinations were used. In general, the techniques used in the haracterization of the samples showed similarities between the samples less deep (0 to 75 cm), important to the development of plants. The two deepest samples (75 to 125 cm) collected in the recovered area presented different spectroscopic behavior due to being formed of by fines of oil shale, the retorted shale and calxisto, the mine calcareous layer. Samples of the recovered area, treated with HF solution of 10%, followed by 13C NMR, presented waste of fossil material. In the study of correlations between the results of the techniques of EPR and 13C NMR for the samples studied were two types of RLO, in a p orbital of carbon atoms (g = 2.0029) and other in oxygen atoms (g = 2.0043). We also determined the bases derived of uronic acids as ligands for the trivalent iron ions, both in concentrated as diluted domains. In general, it can be said that the recovery of reforested area was effective, not affecting the development of local flora and fauna, providing reconfiguration of the relief without profound impact on soil quality in the region.