Trace metals biogeochemistry in soils and plants affected by mining waste rocks: consequences to ecosystem and options for restoration (Phytoremediation abd technosols)

A extracao e beneficiamento de minerais metalicos geram grandes quantidades de rejeitos que se nao dispostos adequadamente, podem ser fontes de contaminacao e drenagem acida; pelo contato de sulfetos com agua e oxigenio; ocasionando diminuicao no pH e aumento na mobilidade dos metais no solo. O diagnostico do comportamento biogeoquimico de rejeitos pode fornecer informacoes valiosas para que se possa dispor e controlar adequadamente os efeitos adversos causados por esse tipo de material, bem como subsidiar a adocao de medidas de controle e mitigacao mais eficientes. Esse estudo teve como objetivo geral, diagnosticar os impactos causados pela disposicao de rejeitos em uma mina de cobre (Cu) abandonada, bem como propor alternativas para mitigar os impactos e restaurar a qualidade ambiental do local, baseado na hipotese de que esses rejeitos podem contaminar o solo da regiao com os elementos traco presentes nos minerais, alem de gerar drenagem acida, dada a presenca de sulfetos expostos as condicoes atmosfericas, impedindo a regeneracao natural do ecossistema. O capitulo 1 traz uma introducao ao tema, bem como uma revisao bibliografica sobre o assunto. O capitulo 2 faz um diagnostico geral da area, avaliando-se os teores de diversos elementos traco nos rejeitos, solos e plantas. No capitulo 3 foram aprofundados os estudos sobre o comportamento geoquimico dos rejeitos com foco na geracao de drenagem acida, alem de um estudo detalhado do comportamento do Cu no solo, atraves da extracao sequencial. O capitulo 4 detalha os teores de metais nos tecidos vegetais das plantas, avalia a aptidao do uso dessas especies para a fitoremediacao, bem como apresenta dados das alteracoes que ocorrem na rizosfera. O capitulo 5 aprofunda-se nas alteracoes que ocorrem na rizosfera das plantas e as consequencias na mobilidade e ecotoxicidade do Cu, via extracao sequencial, e por fim, o capitulo 6 apresenta um estudo experimental com a utilizacao de tecnosolos, para imobilizar o excesso de Cu labil no solo. Os resultados indicam que o principal impacto e causado pelo excesso de Cu que ainda persiste nos rejeitos e que, por processos de oxidacao e dissolucao, translocam grandes quantidade do metal para o solo. A geracao de drenagem acida foi descartada; dada a acao tamponante gerada pela dissolucao dos carbonatos, minimizando os efeitos negativos da oxidacao dos sulfetos. A extracao sequencial mostrou que o Cu no solo esta associado principalmente aos carbonatos e oxidos de Fe amorfos. O ciclo geoquimico entre a dissolucao dos carbonatos e oxidacao dos sulfetos parece ser o principal mecanismo de liberacao e adsorcao do Cu no solo. Ja as plantas estudadas, nao foram consideradas hiperacumuladoras, entretanto, foram observados elevados teores de metal em suas raizes, indicando que a estrategia de sobrevivencia dessas plantas consiste na imobilizacao do metal nas raizes/rizosfera. A extracao sequencial na rizosfera mostrou que a presenca das plantas altera as caracteristicas do solo sob sua influencia, e consequentemente o comportamento biogeoquimico do Cu. Ja os tecnosolos demostraram grande capacidade em imobilizar Cu. Os quatro tecnosolos elaborados imobilizaram mais de 85% do Cu, sendo a maior parte retida na fracao residual, que representa a fracao onde o cobre fica adsorvido mais fortemente, demostrando que os tecnosolos despontam como uma excelente alternativa na remediacao de solos contaminados por metais.