Nanopartículas de ferro valência zero na imobilização de arsênio e chumbo em Latossolo contaminado com rejeitos da mineração

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Santos, Felipe Hipolito dos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Mineração; Mining; Nanomateriais; Nanomaterials; Remediação do solo; Soil remediation; Sorbents; Sorventes
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-09092021-144759/

Manter e restaurar a qualidade do meio ambiente são grandes desafios encarados pela população mundial no século 21. O solo é um recurso não renovável na escala humana de tempo e exerce funções ecológicas essenciais para manutenção da vida na terra. Contudo, atividades humanas como a mineração podem, sob determinadas condições, contaminar o solo com resíduos perigosos que contém elementos potencialmente tóxicos (EPTs). A forma mais comum de tratar solos e resíduos ricos em chumbo (Pb) é favorecer a imobilização do elemento em compostos de baixa solubilidade por meio de fontes de fosfato e carbonato. No entanto, tal estratégia pode mobilizar arsênio (As) e outros EPTs aniônicos quando estes ocorrem em conjunto com Pb. Nanopartículas de ferro valência zero (nFe) apresentam maior reatividade e mobilidade que as estratégias convencionais, e são capazes de imobilizar As e Pb por mecanismos como complexação de superfície, absorção intrapartícula e coprecipitação. A efetividade da remediação pode ser ainda maior quando nFe são utilizadas em conjunto com materiais porosos que aumentam sua estabilidade no solo, tal como o biocarvão (BC). Nesse estudo, amostras de um Latossolo Vermelho contaminado com As e Pb foram coletadas nos arredores da antiga Usina do Calabouço, em Apiaí, São Paulo. Também foram coletadas amostras de escória que, assim como os materiais condicionadores e as amostras de solo, foram caracterizadas quanto à composição química (fluorescência de raios x), e mineralógica (difração de raios x), à morfologia de partículas (microscopia eletrônica de varredura) e à superfície específica (adsorção física de nitrogênio). As amostras foram também submetidas às extrações químicas únicas e sequenciais para avaliar as condições da área, e a efetividade de nFe e nFe/BC em reduzir os teores de As e Pb nas frações mais lábeis do solo. Os difratogramas das amostras de escória revelaram reflexos característicos dos minerais cerusita e anglesita, principais fontes de Pb nas amostras de solo estudadas. Os maiores teores de Pb e As foram encontrados na fração areia, e a concentração média dos elementos na amostra total foi dezenas de vezes maior do que os valores de referência da Agência de Proteção Ambiental do Estado de São Paulo. O condicionamento do solo com nFe/BC reduziu em 98% a concentração de As em comparação ao controle no experimento de lixiviação, enquanto a redução de Pb foi de 80%. Entretanto, somente o condicionamento do solo com nFe/BC ou com nFe não foi suficiente para reduzir os teores de Pb a concentrações inferiores aos limites que classificam os resíduos como não perigosos pelo experimento de lixiviação, de modo que a aplicação dos materiais poderia ser associada a outra(s) estratégia(s) para que melhores resultados fossem atingidos.