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Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial II, 1027-1031
IX CNG/2º CoGePLiP, Porto 2014
ISSN: 0873-948X; e-ISSN: 1647-581X
Impacte ambiental da actividade da antiga mina de Pb
e Zn de Barbadalhos: avaliação da contaminação dos
solos
Environmental impact of the activity of the old Pb and Zn
mine of Barbadalhos: assessment of soils contamination
I. Morais1,2*, J. Campos1,2, J. Carvalhais1, R. Faim1, J. Pratas1,2
Artigo Curto
Short Article
© 2014 LNEG – Laboratório Nacional de Geologia e Energia IP
Resumo: Este estudo teve como objectivo principal verificar a
contaminação ambiental provocada na área envolvente da antiga
mina de Barbadalhos. Para o desenvolvimento deste trabalho foram
recolhidos solos em que se analisaram Pb, Zn, Cu, As e Ag por
espectrofotometria de absorção atómica. O local mais contaminado
situa-se junto ao rio Mondego com um valor máximo de 26621 mg
kg-1 para o Pb, enquanto, o fundo geoquímico da região para este
mesmo elemento é de 175 mg kg-1. O facto de esta mina não ter
sofrido qualquer tipo de recuperação ambiental após ter sido
abandonada faz com que os solos não possam ser utilizados para
nenhum fim. Como medida rápida e económica de remediação
ambiental propõe-se a aplicação da fitorremediação, utilizando
espécies nativas acumuladoras de Pb.
Palavras-chave: Solos, Pb, Contaminação, Recuperação ambiental,
Fitorremediação.
Abstract: The main objective of this study was to verify
environmental contamination caused in the surrounding area of
Barbadalhos mine. To develop tis work were collected soils that
where analysed for Pb, Zn, Cu, as and Ag by atomic absorption
spectrophotometry. The most contaminated site is located near the
Mondego river with a maximum value of 26621 mg kg-1 for Pb,
while the background of the region for this same element is 175 mg
kg-1. The fact that this mine has not had any kind of environmental
recovery after being abandoned makes the soil can not be used for
any purpose. As quickly and economically measure of environmental
remediation we propose the application of phytoremediation, using
native species accumulator of Pb.
Keywords: Soils, Pb, Contamination, Environmental recovery,
Fitoremediation.
1
Departamento de Ciências da Terra, Universidade de Coimbra.
IMAR – Instituto do Mar, Coimbra.
*
Autor correspondente / Corresponding author: [email protected]
2
1. Introdução
As actividades mineiras são reconhecidas como um
contributo para o desenvolvimento das sociedades
modernas, no entanto, elas acarretam consequências a
nível do ambiente. Segundo Barroqueiro (2005), na maior
parte das vezes não existia controlo dos efluentes líquidos
perigosos, nomeadamente das lamas ácidas resultantes dos
processos de separação e posterior lavagem do minério.
Embora sejam conhecidas em Portugal cerca de 90 áreas
mineiras actualmente abandonadas e com provável
contaminação associada, apenas algumas delas têm sido
submetidas a processos de remediação ambiental (Gomes
et al., 2011). Os processos envolvidos tais como britagem,
lavagem, concentração e fundição geraram grandes
quantidades de resíduos e rejeitados (Pratas et al., 2013).
Estes rejeitados das minas muitas vezes contêm altas
concentrações de elementos potencialmente tóxicos cuja
mobilidade pode representar um risco ambiental para os
ecossistemas envolventes (Favas et al., 2011). Os efeitos
directos poderão ser a degradação da camada de solo fértil
e da destruição de campos agrícolas e florestas (Wong,
2003). Os efeitos indirectos incluem poluição do ar e água
e assoreamento dos rios (Freitas et al., 2004) que, de
acordo com Bradshaw (1993) poderá originar perda de
biodiversidade e riqueza económica. Os efeitos indirectos
incluirão poluição do ar e água e assoreamento dos rios
(Freitas et al., 2004). Isto poderá levar a perda de
biodiversidade e riqueza económica (Bradshaw, 1993).
Na mina de Barbadalhos, de acordo com a prática
habitual da altura, os rejeitados foram depositados sobre o
solo, não sendo alvo de qualquer processo de remediação
ambiental aquando do seu abandono.
Com este trabalho pretende-se verificar quais as áreas
mais contaminadas e assim estabelecer zonas de maior
risco potencial para a saúde humana, através da análise de
metais pesados contidos em solos recolhidos na zona
envolvente da mina.
Para a avaliação do risco potencial para a saúde
humana, determinaram-se as concentrações de Cu, Pb, Zn,
As e Ag nos solos e compararam-se com a legislação
canadiana “Canadian Soil Quality Guidelines for the
Protection of Environmental and Human Health”.
2. Enquadramento
A mina de Barbadalhos, mais conhecida como mina do
Zorro, localiza-se no lugar de Zorro, freguesia de Torres
do Mondego, no concelho de Coimbra. A área situa-se
sobre a encosta oeste da Serra dos Carvalhos na margem
esquerda do rio Mondego (Fig. 1).
1028
As minas do Zorro correspondem a uma exploração
mineira de blenda e galena argentífera do tipo filoniano.
Os filões encontram-se junto ao contacto entre duas zonas
geotectónicas (Centro-Ibérica e Ossa-Morena). Os filões
são caracterizados essencialmente por consistirem numa
ganga quartzosa, no entanto, localmente também aparece
alguma dolomite e anquerite (Pratas, 1996).
A orientação dos filões é NW-SE e o pendor de 60°
para SE. Na zona de esmagamento, correspondente à falha
de orientação geral N-S, que faz contacto entre as zonas
Ossa-Morena e Centro-Ibérica, aparecem deslocados
alguns fragmentos da mineralização original. Alguns
trabalhos mineiros seguiram essa zona de esmagamento,
pelo que se pode ficar com uma falsa ideia da orientação
da mineralização original (Pratas, 1996).
A mineralização do Zorro, conjuntamente com a do
Sanheiro e outras que se localizam mais para norte
(Talhadas, Braçal, etc.) forma um conjunto de
mineralizações de blenda e galena do tipo filoniano,
localizadas sempre no Complexo Xisto-Grauváquico e
próximo do limite Oeste desta formação, correspondente a
uma zona de falha com movimentação continuada desde o
final do Paleozóico. Todas estas mineralizações estão pois
controladas estruturalmente e em relação com a
movimentação tardi-hercínica e alpina da grande fractura
que separa as duas zonas geotectónicas (Pratas, 1996).
Desde 1887 até à década de 1940 estes filões foram
explorados para a extracção de Pb e Zn. O minério
concentrado era fundido no local (ustulação). De acordo
com a prática habitual do momento, os rejeitos foram
depositados sobre o solo. A mina foi posteriormente
abandonada sem qualquer processo de remediação
ambiental (Pratas et al., 2013).
I. Morais et al. / Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial II, 1027-1031
inferior foi então digerida com o auxílio de um microondas
(Microwave 3000 – Anton Paar) por aqua regia HNO3 e
HCl. As amostras foram posteriormente analisadas por
absorção atómica (SOLAAR M Series AA) para As, Ag,
Cu, Pb e Zn. Os métodos analíticos para medição das
concentrações foram avaliados através de um material de
referência certificado (San Joaquin Soil – NIST 2709).
Fig. 2. Localização das amostras de solos.
Fig. 2. Location of soil samples.
4. Resultados e discussão
A tabela 1 apresenta a estatística sumária obtida para As,
Ag, Cu, Pb e Zn nos solos amostrados.
Para a determinação das zonas de maior risco utilizou-se
os limites para solos residenciais e industriais sugeridos
pelo Canadian Environmental Quality Guidelines (CCME,
2006) (Tabela 1). Foi ainda calculado o fundo geoquímico
local da região através da média das amostras consideradas
não anómalas, com recurso à análise em componentes
principais (Tabela 1).
Tabela 1. Principais parâmetros dos solos estudados para As, Ag, Cu, Pb e
Zn (mg/kg).
Table 1. Main parameters of the studied soils for As, Ag, Cu, Pb and Zn
(mg kg-1)
Fig. 1. Mapa geológico com a localização da mina (Carta geológica de
Portugal folha 19D Coimbra-Lousã 1:50 000).
Fig. 1. Geological map with the localization of the mine (Carta geológica
de Portugal folha 19D Coimbra-Lousã 1:50 000).
3. Materiais e métodos
A amostragem de solos foi efectuada segundo uma malha
irregular ao longo da antiga zona mineira e suas
imediações, num total de 44 pontos de amostragem, em
Outubro de 2013 (Fig. 2). Em cada local de amostragem
colheu-se uma amostra compósita, obtida por colheita em
3 pontos, até uma profundidade de cerca de 20 cm. No
laboratório as amostras foram secas numa estufa a cerca de
40º C e posteriormente crivadas a 180 µm. A fracção
1
Canadian Environmental Quality Guidelines; 2Anjos et al. (2012).
Analisando o conjunto dos resultados obtidos, verificase que grande parte dos solos amostrados possui valores de
As, Cu, Pb e Zn acima do limite estabelecido para uso
industrial e residencial (Tabela 1), não servindo assim para
estes fins. O background de chumbo dos solos desta região
encontra-se também acima do máximo permitido, o que já
era de prever uma vez que este era o minério principal
explorado. Verifica-se ainda uma forte correlação entre os
Contaminação dos solos na mina de Pb, Zn de Barbadalhos
teores de Ag-Pb, As-Ag e Cu-Zn nos solos o que se deve à
própria paragénese do jazigo.
As anomalias pedogeoquímicas encontram-se
localizadas em áreas específicas e bastante restritas.
Tais áreas correspondem a zonas onde se
desenvolveram directamente os trabalhos de extracção
mineira bem como o tratamento e transporte do próprio
minério.
O chumbo é o elemento que apresenta teores mais
elevados, justificado pelo facto de a galena ser o
mineral mais abundante nos filões de quartzo e nas
escombreiras. Teores elevados de chumbo são
observados junto ao rio Mondego (pontos 3 e 4), sendo
aqui que se observa um valor pontual muito elevado
(148640 mg kg-1, ponto 3) associado ao local onde as
barcas eram carregadas para o transporte do minério.
Também junto à antiga chaminé (pontos 6 e 7), onde se
fazia a ustulação dos sulfuretos para a obtenção do
chumbo, na zona onde eram depositados os resíduos da
ustulação e ainda no ponto 38 que corresponde à entrada
da antiga galeria (Fig. 3) se encontram os valores mais
elevados de chumbo. Apesar da mineralização ser
dominada pela presença de chumbo e zinco, não deixa
de ser notória a diferença de comportamento relativo
destes dois elementos, devido, fundamentalmente à
grande capacidade de mobilização do zinco e à pouca
mobilidade do chumbo.
1029
Al, por hidrólise ou por metilação do arsénio em
condições oxidantes (Pratas, 1996).
O zinco e o cobre apesar de não serem os principais
minérios explorados, encontram-se de forma mais ou
menos abundante neste tipo de mineralização sob a
forma de calcopirite e blenda, respectivamente. No
processo de ustulação algum do zinco e do cobre eram
aproveitados, porém grande parte era depositado na
escombreira junto aos pontos 16, 17 e 19
correspondendo ao minério considerado “pobre”. Os
valores mais elevados para estes elementos são
observados junto à chaminé da lavaria onde eram
depositados os rejeitados da ustulação (ponto 6) (Figs 5
e 6, respectivamente).
Fig. 4. Distribuição espacial dos teores de As.
Fig. 4. Spatial distribution of the values of As.
Fig. 3. Distribuição espacial dos teores de Pb.
Fig. 3. Spatial distribution of the values of Pb.
O arsénio é bastante comum neste tipo de
mineralizações sob a forma de arsenopirite. Os valores
mais elevados também ocorrem junto ao rio (pontos 3 e
4) na zona onde eram depositados os rejeitados da
ustulação (ponto 6) e ainda junto a uma escombreira
perto da entrada da galeria no ponto 38 (Fig. 4). Será de
salientar a possibilidade do arsénio estar presente, por
vezes em quantidades abaixo dos valores esperados para
a zona contaminada, devido à capacidade de libertação
deste elemento, quando combinado com óxidos de Fe e
Fig. 5. Distribuição espacial dos teores de Zn.
Fig. 5. Spatial distribution of the values of Zn.
1030
I. Morais et al. / Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial II, 1027-1031
5. Conclusões
Fig. 6. Distribuição espacial dos teores de Cu.
Fig. 6. Spatial distribution of the values of Cu.
4.1. Medidas de recuperação ambiental
A recuperação de áreas contaminadas pode ser feita
através de vários métodos, tais como a escavação,
incineração, extracção com solventes, oxidação-redução,
etc., que têm as desvantagens de serem muito
dispendiosas e de implicarem normalmente a deslocação
dos materiais contaminados para locais de tratamento,
acrescendo riscos de contaminação secundária (Favas,
2008). Por isso, recentemente tem-se dado preferência a
métodos in situ que perturbem menos o ambiente e sejam
mais económicos. Neste contexto, a biotecnologia
apresentou
como
alternativa
as
técnicas
de
fitorremediação.
A fitorremediação pode ser entendida como a
utilização de sistemas vegetais (árvores, arbustos,
herbáceas e plantas aquáticas) e dos microrganismos que
lhes estão associados com a finalidade de remover,
degradar ou isolar substâncias tóxicas do ambiente
(Favas, 2008).
Espécies nativas, e espécies metalotolerantes nativas
poderiam ser utilizadas tendo em vista por um lado a
estabilização das próprias escombreiras como também a
absorção dos elementos químicos presentes em excesso
nos solos para posterior tratamento químico. Podem ser
utilizadas tanto espécies acumuladoras como inibidoras.
Estas últimas seriam as que poderiam ser utilizadas como
fitoestabilizadoras como Festuca rubra L e Agrostis
tenuis. Das espécies acumuladoras sugere-se a utilização
da Minuartia verna, Brassica juncea e Agrostis
castellana. Estas espécies conseguem acumular nos seus
tecidos grandes quantidades de chumbo que poderiam ser
depois tratados como qualquer outro resíduo ou
reutilizadas com o ponto de vista da recuperação do
metal nelas contidas (Favas, 2008).
Os valores mais elevados de chumbo e zinco encontram-se
perto dos locais onde se efectuaram os trabalhos de
extracção mineira e o tratamento e transporte do minério.
Os valores de chumbo nos solos são altos quando
comparados com outras minas de chumbo abandonadas
como na mina de Jalta na Tunísia (Boussen et al., 2013)
(17,229 mg kg-1), mina de la Union em Espanha,
(González-Corrochano et al., 2014) (596,11 mg kg-1), mina
de Geumryeong (Park & Choi, 2013) na Coreia do Sul
(7,59 mg kg-1) e mina do Braçal (Anjos et al., 2012) em
Portugal (13400 mg kg-1). O fundo geoquímico local do
chumbo é muito superior ao limite máximo admitido para
uso residencial.
Esta mina não sofreu qualquer tipo de recuperação
ambiental, o que se torna um grave problema, tendo em
conta os valores de chumbo e zinco encontrados nos solos
da área envolvente à mina, que os tornam inutilizáveis
tanto para fins industriais como residenciais.
Como medida de remediação ambiental mais imediata
e económica propõe-se a aplicação da técnica da
fitorremediação, ou seja, neste caso o uso de espécies
nativas acumuladoras ou inibidoras de chumbo, para
descontaminação dos solos
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