Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem: http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/14388
Título : Distribuição, fracionamento e mobilização de elementos potencialmente tóxicos em sedimentos superficiais da Bacia do Alto do Rio das Velhas, MG.
Autor : Rocha, Janice Cardoso Pereira
metadata.dc.contributor.advisor: Nalini Júnior, Hermínio Arias
Lena, Jorge Carvalho de
Palabras clave : Impacto ambiental - minas e mineração
Sedimentos fluviais
Extração - química
Fecha de publicación : 2021
metadata.dc.contributor.referee: Nalini Júnior, Hermínio Arias
Santiago, Aníbal da Fonseca
Castro, Paulo de Tarso Amorim
Souza, Patterson Patrício de
Alba, José Maria Filippini
Citación : ROCHA, Janice Cardoso Pereira. Distribuição, fracionamento e mobilização de elementos potencialmente tóxicos em sedimentos superficiais da Bacia do Alto do Rio das Velhas, MG. 2021. 195 f. Tese (Doutorado em Evolução Crustal e Recursos Naturais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2021.
Resumen : Este trabalho contribui com um estudo da distribuição, do fracionamento e da mobilização de As, Co, Cr, Cu, Ni e Zn, além de Al, Fe e Mn em amostras de sedimentos superficiais da porção mais alta da bacia do rio das Velhas. Busca distinguir a origem e avaliar o potencial de mobilização de elementos potencialmente tóxicos (EPT) no contexto das complexas questões geológicas e ambientais que envolvem a província mineral do Quadrilátero Ferrífero. Dados da aplicação de um esquema padronizado de extração química e sequencial mostram que As, Cr, Cu, Ni e Zn se apresentam associados à fração residual. Somente o Co se apresenta mais lábil para todos os sítios e o Cu e Zn para os sítios AV-14, AV-20 e AV-21. A combinação de dados da extração sequencial e em uma única etapa com HCl 0,1 mol L-1 permite mostrar que os potenciais individuais de mobilidade decrescem na sequência: Co >> Ni > Zn > Cu > As > Cr. O fator de mobilidade global, que avalia a distribuição espacial dos elementos segue a tendência AV-14 > AV-20 > AV-21 > AV-16 > AV-01 > AV-00, sendo AV-20 e AV-14 tributários que sofrem intensas intervenções antrópicas. A comparação das percentagens extraídas, usando procedimento de extração sequencial e em única etapa mostra que o procedimento mais simplificado foi eficiente para extrair EPT e mais fracamente associados às partículas do sedimento. Complementando este trabalho, a mobilização de metais como Al, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni e Zn em oito sítios de amostragem foi emulada, a partir de uma abordagem cinética envolvendo um processo de extração química em uma única etapa e, neste caso, usando uma solução HCl 1,0 mol L-1 . Os dados obtidos foram modelados matematicamente como duas reações de primeira ordem e dois pools de associações de metais foram identificados. Estes modelos cinéticos, quando aplicados para emular a mobilização de diferentes elementos químicos em sedimentos, tendem a substituir os métodos de extração sequencial que consideram que uma condição de equilíbrio químico é atingida em cada etapa do processo. No entanto, as reações em ambientes naturais estão raramente em equilíbrio, uma vez que estes sistemas complexos estão em um estado contínuo de mudança. As origens do Cr e do Cu parecem predominantemente geogênicas, embora os teores desses metais nos cursos d'água possam ter possíveis contribuições antrópicas. Cruzando valores-guias de qualidade de sedimento com as frações prontamente e lentamente mobilizadas, observa-se que o Cu e o Zn não representam um risco potencial para a biota local. No entanto, efeitos adversos ocasionais para a comunidade bentônica podem ocorrer em uma possível mobilização do Co. Embora a mobilização a curto prazo de Cr ou Ni não represente riscos, mobilizações de longo prazo desses EPT podem resultar em efeitos adversos para a comunidade bentônica local. A extração em fase única é uma metodologia simples e de baixo custo que permite investigar o potencial de mobilização e identificar sítios impactados por atividades antrópicas, constituindo numa alternativa para aquisição de dados em escala regional, que podem subsidiar programas de avaliação da qualidade de sedimentos que visem a proteção a integridade dos ambientes fluviais.
metadata.dc.description.abstracten: This work contributes with a study about distribution, fractionation, and mobilization of As, Co, Cr, Cu, Ni, and Zn, in addition to Al, Fe, and Mn in surface sediment samples of uppest portion of the Velhas River basin. It searches distinguish the origin and assess the mobilization potential of potentially toxic elements (EPT) in the context of complex geologic and environmental questions that involve the mineral province of Iron Quadrangle. Application data of a standardized scheme of chemical and sequential extraction show that As, Cr, Cu, Ni, and Zn are associated to residual fractions. Only Co is more labile in all sites, while Cu and Zn are more labile for the sites AV-14, AV20 and AV-21. The data combination of sequential extraction and one-step extraction with HCl 0,1 mol L-1 allows show that the individual mobility potentials decrease in the sequence Co >> Ni > Zn > Cu > As > Cr. The global mobility factor that assesses the spatial distribution of elements follows the tendency AV-14 > AV-20 > AV-21 > AV-16 > AV-01 > AV-00, with the tributaries AV-14 and AV20 suffering intense anthropic interventions. The comparison of extracted percentages using sequential and one-step extractions shows that the simplest procedure is the more efficient to extract EPT and the quite frankly associated to sediment particles. Complementing this work, the mobilization of metals such as Al, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, and Zn is emulated in eight sampling sites from a kinetic approach involving a process of chemical one-step extraction and, in this case, using a solution HCl 1,0 mol L-1 . These data are mathematically modelled as two first order reactions and two pools of metal associations are identified. These kinetic models are applied to emulate the mobilization of different chemical elements in sediments and tend to substitute the sequential extraction methods, which consider that a chemical equilibrium condition is reached in each step of the process. However, the reactions in natural environments are rarely in equilibrium, since these complex systems are in a continuous state of changings. The origins of Cr and Cu seem predominantly geogenic, although the contents of these metals in the watercourses can have possible anthropic contributions. Comparing the sediment quality guide values with readily mobilized fractions and with the sum of mobilized fractions, it is observed that: (i) Cu and Zn do not present potential risks to the local biota; (ii) occasional adverse effects for the benthic community can occur in a possible mobilization of Co; (iii) the short-term mobilizations of Cr or Ni do not represent risks; (iv) long-term mobilizations of Cr and Ni can result in adverse effects to the local benthic community. The one-step extraction is a simple and low cost methodology that allows investigate the mobilization potential and identify impacted sites by anthropic activities, constituting in an alternative for data acquisition in regional scale, which can subsidize programs for assessment of sediment quality that aims the protection and the integrity of fluvial environments.
Descripción : Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI : http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/14388
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 20/01/2022 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.
Aparece en las colecciones: PPGECRN - Doutorado (Teses)

Ficheros en este ítem:
Fichero Descripción Tamaño Formato  
TESE_DistribuiçãoFracionamentoMobilização.pdf8,64 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir


Este ítem está sujeto a una licencia Creative Commons Licencia Creative Commons Creative Commons