Filtros de solo, laterita e calcário para remoção de arsênio em águas de drenagem ácida

• Ano de defesa: 2009
• Autor(a) principal: Veloso, Renato Welmer
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; BR; Fertilidade do solo e nutrição de plantas; Gênese, Morfologia e Classificação, Mineralogia, Química,; Mestrado em Solos e Nutrição de Plantas; UFV
• Palavras-chave em Português: Brita de calcário; Adsorção; Sedimentos Laterita; Limestone gravel; Adsorption; Laterite sediment; CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::CIENCIA DO SOLO
• Link de acesso: http://locus.ufv.br/handle/123456789/5432

A exposição dos sulfetos ao ar atmosférico promove a sua oxidação, o que pode resultar na acidificação de águas de drenagem e a mobilização de metais pesados e de metalóides. A mobilização de arsênio (As) pode ser um sério problema decorrente de atividades antropogênicas, na presença de minerais sulfetados, como a arsenopirita (FeAsS). O uso de britas de calcário é uma prática bastante utilizada para neutralizar a drenagem ácida. Neste processo ocorre a limitação da mobilização de metais por precipitação, co-precipitação e adsorção em óxidos de Fe recentemente precipitados. O presente trabalho avaliou a eficiência de filtros de brita calcária na remoção de As; e a neutralização da drenagem ácida, em condições de campo. Também foi avaliada a estabilidade do As em sedimentos próximos a área de exploração de ouro, por meio análises químicas de extrações seqüenciais. Paralelamente, foi avaliada a eficiência de protótipos de filtros horizontais contendo materiais de solo em conjunto com filtros de brita calcária na neutralização da acidez e remoção de As de solução ácida, em laboratório. Em condições de campo, foram coletadas amostras de água e de sedimentos em córregos de áreas próximas a mineralização de ouro. As amostras de água foram coletadas nos períodos chuvoso e seco, ao passo que os sedimentos foram coletados apenas no período chuvoso. Foram determinados pH, Eh, condutividade elétrica (CE), oxigênio dissolvido e temperatura das amostras de água, imediatamente após a coleta e em laboratório foram determinadas as concentrações de As . Nos sedimentos foram determinados a textura, a densidade de partícula, o pH em água, a acidez potencial, o As-remanescente, o carbono orgânico (CO), os teores de As, Al, Ca, Mg e P extraídos por Mehlich-3, extrações seqüenciais de As, e os teores totais de As e Fe. Para avaliação dos protótipos, em laboratório, foram aplicadas soluções ácidas com aproximadamente 58 mg.L-1 de As através de módulos de PVC preenchidos com laterita (LAT), com Latossolo Vermelho-Amarelo (SOLO), com uma mistura do SOLO e um resíduo orgânico, na proporção 3:1 (SOLO+RO), e com brita calcária (BRITA). Foram realizados 12 ciclos de filtração, totalizando uma aplicação de 6,2; 67,2; 99,7; 20,2; 10,1 g de As, Fe, S, Mg e Ca por filtro, respectivamente. Foram monitorados o tempo de residência da solução nos filtros e os valores de pH, CE, acidez e teores de As, Fe, S, Mg e Ca nas soluções de entrada e saída dos filtros. Em condições de campo, as concentrações de As nas águas foram baixas, com exceção de dois pontos que apresentaram valores acima de 100 ug L-¹. Não se observou um comportamento consistente do As nas águas em relação às épocas de coleta, mas houve uma tendência de diminuição nas concentrações de As no período seco. De modo geral,o teor de As nos sedimentos apresentou certa relação com o teor de matéria orgânica. Verificou-se que os sedimentos e os filtros de brita calcária desempenham importante função no controle da mobilidade do As em cursos d água afetados por drenagem ácida. Nos sedimentos, o As está associado a frações mais estáveis, em média 58 % do total ligado a óxidos de Fe e à fração residual, de mobilidade praticamente nula. Em laboratório, os protótipos dos filtros de brita calcária retiveram aproximadamente 26 e 23 % do As e Fe aplicados, respectivamente. Não houve remoção significativa de sulfatos ou alteração significativa do pH nas soluções filtradas para todos os protótipos de filtros. No entanto, foram observados níveis significativos de neutralização da acidez total na solução filtrada, diretamente relacionados com os tempos de residência. Os protótipos com SOLO+RO apresentaram os maiores tempos de residência. O uso de filtros contendo solo associados a filtros de brita calcária promoveu retenções de até 2,6 e 2,45 vezes mais As e Fe, respectivamente, em relação aos filtros de brita apenas. O protótipo de composição LAT/BRITA/SOLO apresentou maior capacidade de remoção, cerca de 70 % do As aplicado, e maior taxa de remoção de As, cerca de 1,2 mg min-¹. No entanto, o tempo de residência dos protótipos com materiais de solo foi acentuadamente superior aos de brita calcária, o que pode ser uma desvantagem para seu emprego. Não obstante, o uso de materiais de solo em conjunto com brita calcária pode ser uma estratégia importante nos períodos de chuva para aumentar a segurança do sistema de remoção do As e neutralização da acidez das águas de drenagem.