Avaliação da qualidade da água subterrânea em área de ... · acelerado da população gerou...
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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS Avaliação da qualidade da água subterrânea em área de mineração de caulim: impactos e perspectivas de remediação, município de Mogi das Cruzes, SP. Deborah Terrell Orientador: Prof. Dr. José Domingos Faraco Gallas DISSERTAÇÃO DE MESTRADO Programa de Pós-Graduação em Recursos Minerais e Hidrogeologia São Paulo 2007
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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS
Avaliação da qualidade da água subterrânea em área de mineração de caulim: impactos e perspectivas de remediação, município de Mogi das Cruzes, SP.
Deborah Terrell
Orientador: Prof. Dr. José Domingos Faraco Gallas
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
Programa de Pós-Graduação em Recursos Minerais e Hidrogeologia
São Paulo
2007
Este trabalho é dedicado
a todos aqueles que lutam e
acreditam em um mundo melhor.
SUMÁRIO
AGRADECIMENTOS ........................................................................................................i RESUMO..........................................................................................................................ii ABSTRACT.....................................................................................................................iii LISTA DE FIGURAS .......................................................................................................iv LISTA DE FOTOS............................................................................................................v LISTA DE TABELAS ......................................................................................................vi
1. INTRODUÇÃO.............................................................................................................1
2. OBJETIVOS.................................................................................................................4
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA........................................................................................5
3.1.O Caulim e seu Beneficiamento .............................................................................5
3.2. Impactos Ambientais da Mineração de Caulim......................................................8
3.3. Processos de Remediação de Áreas Contaminadas...........................................10
3.4. Aspectos Legais da Mineração e Meio Ambiente ................................................15
3.5. Geoquímica de Interesse.....................................................................................18
3.5.1. Alumínio ........................................................................................................19
3.5.2. Manganês .....................................................................................................19
3.5.3. Zinco .............................................................................................................20
3.5.4. Ferro..............................................................................................................21
3.5.5. Sulfato ...........................................................................................................22
4. ÁREA DE ESTUDO ...................................................................................................23
4.1. Localização..........................................................................................................23
5. MATERIAIS E MÉTODOS .........................................................................................25
5.1. Pesquisa Bibliográfica..........................................................................................25
5.2. Atividades de Campo...........................................................................................26
5.3. Análises Químicas das Amostras ........................................................................28
5.4. Análise e Interpretação dos Resultados ..............................................................29
6. CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO ..........................................................32
6.1. Uso e Ocupação do Solo da Região....................................................................32
6.2. Histórico da Ocupação da Mineração..................................................................33
6.3. Processos Industriais Atuais na Área da Mineração Horii ...................................36
6.4. Caracterização do Meio Físico ............................................................................39
6.4.1. Aspectos Geológicos.....................................................................................39
6.4.2. Aspectos Geomorfológicos ...........................................................................42
6.4.3. Aspectos Climatológicos ...............................................................................43
6.4.4. Recursos Hídricos Superficiais .....................................................................45
6.4.5. Aspectos Hidrogeológicos.............................................................................46
6.5. Modelagem Matemática.......................................................................................47
6.6. Avaliação de Risco ..............................................................................................51
7. RESULTADOS...........................................................................................................54
7.1. Águas Subterrâneas ............................................................................................54
7.1.1. Caracterização Hidrogeológica .....................................................................55
7.1.2. Caracterização Hidrogeoquímica ..................................................................63
7.1.2.1. Mapas de Concentrações.......................................................................65
7.1.2.2. Análise do Monitoramento ......................................................................77
7.2. Águas Superficiais ...............................................................................................83
7.2.1. Caracterização Hidroquímica ........................................................................83
8. DISCUSSÃO..............................................................................................................87
9. RECOMENDAÇÕES..................................................................................................94
10.CONCLUSÕES .........................................................................................................95
11. REFERÊNCIAS........................................................................................................97
ANEXO I
i
AGRADECIMENTOS
A realização desta pesquisa foi possível graças ao apoio de várias pessoas e
instituições, as quais deixo registrado meu agradecimento.
Ao Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (IPT), por ter
permitido a minha dedicação a esta pesquisa.
Ao Prof. Dr. José Domingos Faraco Gallas pela orientação, apoio e incentivo
durante esta pesquisa.
Aos professores Raphael Hypólito e Luiz Enrique Sánchez pela orientação
durante as disciplinas cursadas, competência e exemplos na vida acadêmica.
À colega Malva Andréa Mancuso Paraíso Cavalcanti pelas discussões
metodológicas e conceituais fundamentais na execução desta pesquisa.
Ao técnico Paulinho pela ajuda no trabalho de campo.
Ao colega Mario Otávio Costa pela ajuda na confecção dos mapas.
Aos colegas Rafael, Cláudia, Nivaldo, Luis Celso e Tânia pela ajuda nas diversas
fases da pesquisa.
Às empresas de mineração Horii e Imerys pela disponibilização dos dados para a
pesquisa.
Ao meu pai Romualdo, à minha mãe Márcia e à minha irmã Andréa pelo
incentivo aos estudos. Sem vocês eu não estaria aqui.
Ao meu companheiro Jean pela ajuda e paciência nesta fase tão importante da
minha vida.
Às minhas amigas geógrafas Laís e Marina pelo freqüente incentivo depositado
durante todas as etapas da pesquisa.
Às funcionárias da Secretaria de Pós Graduação em Geociências Ana Paula e
Magali pelas inúmeras vezes que me auxiliaram e orientaram nestes anos de pesquisa.
Aos professores e funcionários do Departamento de Geologia Sedimentar e
Ambiental (GSA) do Instituto de Geociências da Universidade de São Paulo e aos
colegas do Laboratório de Recursos Hídricos e Avaliação Geoambiental (LabGeo) do
Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo – IPT, que direta ou
indiretamente colaboraram com este trabalho.
ii
RESUMO
A presente pesquisa teve como objetivo avaliar a qualidade das águas subterrâneas em área de mineração de caulim, no município de Mogi das Cruzes/SP. A área está inserida na Área de Proteção de Manancial da Região Metropolitana de São Paulo e, conforme o histórico pesquisado, apresentava anomalias geoquímicas associadas aos elementos alumínio, ferro, manganês, zinco e sulfato. Para a execução da pesquisa os trabalhos desenvolvidos foram divididos em: (a) revisão bibliográfica dos temas de interesse para a pesquisa e para caracterização da área de estudo; (b) caracterização hidrogeológica e hidrogeoquímica de suas águas subterrâneas e caracterização hidroquímica das águas superficiais; (c) consulta de todos os relatórios disponíveis a fim de estabelecer um perfil da evolução dos elementos que apresentavam anomalias para o monitoramento até novembro de 2005; e por fim, (d) avaliação e interpretação dos resultados propriamente ditos. Os resultados indicaram que a disposição inadequada dos rejeitos produzidos no processo industrial acarretou na contaminação das águas subterrâneas do local e nas águas das lagoas artificiais, em relação ao sulfato e zinco. Em relação às anomalias de alumínio, ferro e manganês é possível serem inerentes à área. No entanto, a produção e descarte dos efluentes ácidos favorecem o desprendimento dos íons livres encontrados nas águas subterrâneas. Foi possível obter um quadro geral da situação ambiental da área e sugerir perspectivas de recuperação e remediação a partir das principais características encontradas. Dentre as alternativas que melhor se aplicam ao caso, e que mostraram bons resultados em casos similares, são sugeridas as técnicas de reflorestamento a partir de sistemas agro-florestais, a utilização da fitorremediação para a remoção de metais, a ampliação da estação de tratamento de efluentes industriais e uma efetiva correção do pH das águas do processo e das lagoas existentes.
iii
ABSTRACT The objective of this research was to evaluate the quality of groundwater in a kaolin mining in the municipality of Mogi das Cruzes/SP. The mining is inserted in the Water Catchment Protection Area of the Metropolitan Region of São Paulo and according to past descriptions, presented geochemical anomalies associated with aluminum, iron, manganese, zinc and sulphate. The work was planned as follows: (a) literature review and characterization of the study area; (b) hydrogeology and hydrogeochemical characterization of groundwater and hydrochemical characterization of superficial waters; (c) reading of all the available analysis reports in order to establish a profile of the variation of the elements that presented anomalies for monitoring until november of 2005 and (d) analysis and interpretation of the results. The results indicated that an inadequate disposal of the waste produced in the industrial process caused the contamination, by sulphate and zinc, of the groundwater and of the waters of the artificial lagoons. As related to anomalies by aluminum, iron and manganese there are evidences that these elements are inherent to the area, but the production and disposal of acid effluents may be associated with the liberation of free ions found in groundwater. It was possible to get a general picture of the environmental characteristics of the area as well as to suggest alternatives for the recovery and remediation, based on the main characteristics observed. Amongst the most suitable alternatives to the case, which showed good results on similar cases the following are suggested: reforestation techniques based on agro-forestry systems; use of phytoremediation for metal removal; improvement of the industrial effluent treatment station and an effective correction of the pH of the superficial waters from the lagoons.
iv
LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Localização da área de estudo .................................................................... 23 Figura 2 - Diagrama esquemático do beneficiamento de caulim por via úmida ........... 38 Figura 3 - Mapa Geológico ........................................................................................... 41 Figura 4 - Precipitação média mensal histórica (1970-1997) ....................................... 44 Figura 5 - Precipitação total mensal no período de agosto/2004 a agosto/2005.......... 44 Figura 6 - Representação dos modelos matemáticos (CABRAL e DEMETRIO, 2000) 48 Figura 7 - Escoamento das águas subterrâneas resultante do modelo calibrado ........ 50 Figura 8 - Mapa de localização dos poços de monitoramento ..................................... 56 Figura 9 – Mapa Potenciométrico da área de estudo (agosto/2004) ............................ 59 Figura 10 – Mapa Potenciométrico da área de estudo (novembro/2005)..................... 62 Figura 11a - Mapa de Concentração para Alumínio (agosto/2004) .............................. 67 Figura 11b - Mapa de Concentração para Alumínio (novembro/2005)......................... 68 Figura 12a - Mapa de Concentração para Ferro (agosto/2004) ................................... 69 Figura 12b - Mapa de Concentração para Ferro (novembro/2005) .............................. 70 Figura 13a - Mapa de Concentração para Manganês (agosto/2004) ........................... 71 Figura 13b - Mapa de Concentração para Manganês (novembro/2005)...................... 72 Figura 14a - Mapa de Concentração para Sulfato (agosto/2004)................................. 73 Figura 14b - Mapa de Concentração para Sulfato (novembro/2005) ........................... 74 Figura 15a - Mapa de Concentração para Zinco (agosto/2004) ................................... 75 Figura 15b - Mapa de Concentração para Zinco (novembro/2005).............................. 76 Figura 16 – Mapa de localização dos pontos de amostragem de água superficial....... 84
v
LISTA DE FOTOS Foto 1 - Vista aérea da Mineração Horii ativa em primeiro plano e da Mineração
Imerys desativada. Ao fundo a várzea do rio Taiaçupeba Guassu e à direita o Reservatório .................................................................................... 24
Foto 2 - Vista geral da área de lavra da Mineração Horii. (agosto/2004)...................... 24 Foto 3 - Medida em campo do nível d’ água para o PM-13 próximo à área da lavra
ativa da Mineração Horii (17/08/04) .............................................................. 26 Foto 4 - Medidas em campo dos parâmetros pH, Eh, oxigênio dissolvido e
condutividade elétrica para o PM-28 (13/08/04)............................................ 27 Foto 5 – Vista geral da Estação de Tratamento de Efluentes da Mineração Horii. Ao
fundo área de lavra. (16/06/07) ..................................................................... 91 Foto 6 - Estação de Tratamento de Efluentes: à esquerda tanques de
armazenamento e à direita valas de secagem. (16/06/07)............................ 91 Foto 7 - Módulo de produção e tratamento para reflorestamento, Mineração Horii.
(16/06/07)...................................................................................................... 92
vi
LISTA DE TABELAS Tabela 1 – Porosidade específica para o fluxo...............................................................30 Tabela 2 - Caracterização dos cenários reais.................................................................52 Tabela 3 – Caracterização dos cenários potenciais.......................................................53 Tabela 4 – Carga Hidráulica obtida em agosto de 2004.................................................57 Tabela 5 – Parâmetros analisados em campo (agosto/2004)........................................64 Tabela 6 – Resultado das análises químicas para água subterrâneas (agosto/2004)...66 Tabela 7 - Dados químicos hipotéticos de uma água superficial....................................83 Tabela 8 – Medidas de campo (agosto de 2004)............................................................85 Tabela 9 – Resultado das análises químicas para água superficiais (agosto/ 2004).....86
1
1. INTRODUÇÃO
A mineração tanto no Brasil como no mundo desempenhou um papel importante
na história junto com a agricultura no fornecimento de materiais para todos os setores
da economia. A retirada dos bens minerais foi essencial para o desenvolvimento da
humanidade, apontando os caminhos do progresso e do bem-estar da população. Mas
o aumento da produção industrial nos diversos setores da economia e o crescimento
acelerado da população gerou nestes últimos anos os atuais problemas ambientais, tais
como o esgotamento dos recursos naturais e a degradação ambiental.
Para o caso da mineração, ao se abrir uma mina é preciso remover a vegetação
e o solo, realizar escavações, depositar os resíduos a céu aberto e, em alguns casos,
tratar o minério para que o mesmo se torne economicamente rentável. Os danos
ambientais vão aumentando conforme a mina vai sendo explorada, mas se as áreas
degradadas forem progressivamente recuperadas, o dano acumulado vai sendo
concomitantemente reduzido (SANCHÉZ, 2001).
Como resposta ao cenário de degradação encontrado foi preciso criar metas
para o uso racional dos recursos e para recuperação ambiental. Recuperar uma área
degradada pela mineração é torná-la apta para um novo uso em condições de estar em
equilíbrio dinâmico com o seu entorno. Este equilíbrio pode ser interpretado sob três
pontos de vista: estabilidade física com a isenção dos processos erosivos,
assoreamento e instabilidade de taludes; estabilidade química com a eliminação de
toda fonte, mesmo que potencial, de contaminação tanto de materiais, minérios,
insumos de beneficiamento que possam apresentar risco aos solos e às águas
superficiais e subterrâneas; e do equilíbrio biológico, onde o ecossistema afetado pela
mineração deve ser restabelecido mais próximo do original encontrado nas áreas
semelhantes da região (SANCHÉZ, 1994).
Na região de Mogi das Cruzes o conflito sócio-econômico e ambiental de sua
ocupação territorial é evidenciado devido à região ser uma importante produtora mineral
de areias e argilas e, ao mesmo tempo, integrar a região do chamado “cinturão verde”
de produção agrícola, abastecedora da Região Metropolitana de São Paulo. Do ponto
de vista da proteção ambiental, toda parte sul do município está inserida em Área de
2
Proteção de Mananciais (APM), definida pela Lei Estadual nº. 898 de 18/12/75 que
abrange parte da sub-bacia do Alto Tietê – Cabeceiras (DEPRN, 2006).
A APM protege os mananciais do Sistema Produtor Alto Tietê, composto pelos
Reservatórios de Taiaçupeba na divisa dos Municípios de Mogi das Cruzes e Suzano,
Ponte Nova no Município de Salesópolis, Jundiaí em Mogi das Cruzes, Biritiba em
Biritiba - Mirim e Paraitinga em Salesópolis, sendo os dois últimos em fase final de
obras, que fornecem atualmente cerca de 10 m³/s de água bruta para a ETA – Estação
de Tratamento de Águas da SABESP – Companhia de Saneamento Básico do Estado
de São Paulo em Taiaçupeba (DAEE, 2007).
A presente pesquisa estudou uma área de mineração de caulim situada em Mogi
das Cruzes, nas proximidades do Reservatório de Taiaçupeba, a qual há alguns anos
vem apresentando problemas em relação à qualidade de suas águas subterrâneas
devido ao processo industrial empregado no beneficiamento do caulim. Os padrões de
qualidade das águas foram avaliados de acordo com os padrões estabelecidos pela
Portaria n°518/04 do Ministério da Saúde e pelos Valores Orientadores para Solos e
Águas Subterrâneas para o Estado de São Paulo, segundo os critérios da Companhia
de Tecnologia de Saneamento Ambiental - CETESB (CETESB, 2001a).
Para a avaliação da qualidade das águas subterrâneas foi realizada uma
caracterização hidrogeológica e hidrogeoquímica para a área, por meio de coleta das
águas subterrâneas em campo e análises químicas. Os resultados obtidos foram
comparados com o histórico pesquisado até novembro de 2005.
Também foram coletadas e analisadas amostras das águas das drenagens de
seu entorno, inclusive do próprio rio Taiaçupeba Guassu, que deságua diretamento no
Reservatório de Taiaçupeba. A caracterização hidroquímica das águas teve como
objetivo avaliar a interferência da atividade de lavra e beneficiamento mineral na
qualidade das águas superficiais.
Além da comparação entre resultados obtidos em campo e a análise temporal da
qualidade das águas subterrâneas, foram pesquisados os aspectos geoquímicos dos
elementos que apresentaram anomalia (metais e sulfato), sua relação com o meio
ambiente e os aspectos nocivos à saúde humana.
A melhoria da qualidade das águas na área de estudo é vista por meio de
alternativas de recuperação das mesmas utilizando-se técnicas de remediação
3
aplicáveis para o contaminante. O objetivo da remediação é a remoção dos
contaminantes até níveis considerados seguros e compatíveis com a proteção da saúde
humana e dos ecossistemas (SANCHÉZ, 2001). A remediação trata de uma estratégia
corretiva, visto que o problema já foi identificado e diagnosticado.
A avaliação da qualidade das águas tem como meta a gestão ambiental do
empreendimento, de modo a garantir a continuidade das atividades de lavra e
beneficiamento mineral de forma ambientalmente sustentável, aliando a produtividade e
a conservação da qualidade ambiental.
4
2. OBJETIVOS
O presente estudo tem como objetivo geral fazer a avaliação da qualidade das
águas subterrâneas, por meio da caracterização hidrogeológica e hidrogeoquímica em
uma área de mineração de caulim localizada no município de Mogi das Cruzes, São
Paulo, nas proximidades do Reservatório de Taiaçupeba. A partir do objetivo geral da
pesquisa pretendem-se como objetivos específicos:
Identificar os processos causadores da degradação ambiental e da
alteração da qualidade das águas subterrâneas;
Discutir a evolução histórica dos elementos alumínio, ferro, manganês,
zinco e sulfato, que durante os anos apresentaram anomalias em sua
concentração total;
Avaliar a qualidade das águas superficiais das drenagens do entorno da
mineração por meio da caracterização hidroquímica, e seus possíveis
impactos;
Apresentar alternativas de recuperação e remediação para a área da
mineração, visando uma melhoria na qualidade ambiental.
5
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
A revisão bibliográfica foi realizada com base nos temas de interesse para a
pesquisa, para atender aos objetivos pretendidos e divididos em quatro eixos: os
métodos de beneficiamento do caulim, os impactos ambientais causados pela
mineração, os processos de remediação das áreas contaminadas aplicáveis para o
caso e os aspectos legais da atividade em relação ao meio ambiente.
3.1.O Caulim e seu Beneficiamento
O caulim é uma substância mineral produto da alteração de silicatos de alumínio,
principalmente os feldspatos, de grande importância industrial. Os principais usos do
caulim são nas indústrias de papel, cerâmica, fibra de vidro, plástico, tinta e borracha.
Os maiores produtores de caulim no Brasil são o Pará (54,1%), o Amapá (25%),
São Paulo (6,2%) e Goiás (5,5%). Os maiores produtores mundiais são os Estados
Unidos, Reino Unido, Brasil, Ucrânia e China (LUZ e CHAVES, 2000).
O caulim da área de estudo é classificado como primário, ou seja, produto da
alteração de rochas in situ, e segundo sua origem é classificado como do tipo
intemperizado. A alteração química dos feldspatos potássicos sob a atuação da água
acontece por meio da hidrólise parcial, onde ocorre a formação da caulinita. A hidrólise
parcial acontece em condições de drenagem em que parte da sílica permanece no
perfil, enquanto o potássio pode ser total ou parcialmente eliminado. Na reação (a)
abaixo é representada a formação da caulinita por hidrólise parcial e na reação (b) no
processo de sialitização onde o potássio é totalmente eliminado na reação.
(a) 2KAlSi3O8 + 3H2O Al2Si2O5(OH)4 + 4SiO2 + 2KOH
(b) 2KAlSi3O8 + 11H2O Al2Si2O5(OH)4 + 4H4SiO4 + 2K+ + 2OH
Para o melhor aproveitamento econômico do caulim em uma mina, é necessário
um bom conhecimento de sua composição mineralógica, da natureza do depósito e
também das características do produto a ser obtido. Igualmente ao beneficiamento de
outras matérias-primas, o beneficiamento do caulim, inicia-se com a liberação das
6
espécies presentes, minerais do minério (caulinita e haloisita) e ganga, para depois
proceder a sua separação (LUZ, 1995).
Segundo Murray (1986), existem dois métodos básicos de beneficiamento do
caulim: a seco e por via úmida. O beneficiamento a seco trata-se de uma operação
simples, com poucas operações unitárias: cominuição, secagem, pulverização e
classificação pneumática. A simplicidade do processo via seca, resulta em um produto
de mais baixa qualidade e menor valor agregado (LUZ, 1995).
O beneficiamento por via úmida é o mais utilizado nas minerações em geral e
envolve as etapas de: dispersão, desareamento, fracionamento em hidrociclone ou em
centrífuga, separação magnética, floculação seletiva, alvejamento químico, filtragem e
secagem (LUZ, 1995).
A primeira etapa do beneficiamento por via úmida consiste no processo de
separação dos componentes naturais do minério, através da dispersão em água com
agitação, de maneira a separar a caulinita de outras impurezas (quartzo, mica e
feldspato). Após a remoção da fração grosseira, o material resultante é submetido a um
fracionamento através de ciclones, hidrociclones ou centrífugas. Nesta etapa onde o
caulim é ajustado às características requeridas ao uso, ocorre um ganho de alvura do
produto, resultante da remoção de óxidos de ferro e titânio presentes na fração
grosseira.
A seguir o material é alvejado através da lixiviação química. A lixiviação química
consiste na etapa mais importante do processo industrial, porque além de ser a fase
mais complexa do beneficiamento, é também nesta etapa em que são gerados os
resíduos potencialmente poluidores do meio ambiente.
O processo de alvejamento através da lixiviação química pode ocorrer de forma
oxidante ou redutora. A lixiviação oxidante é aplicada a caulins que apresentam
problemas de alvura devido à presença de matéria orgânica. O oxidante mais usado é o
peróxido de hidrogênio, com pH igual a 2. A oxidação de matéria orgânica com
hipoclorito de sódio e a remoção do ferro pela sua complexação com ácido oxálico e
polifosfato de sódio são técnicas usadas no alvejamento dos caulins (STOCH, 1979).
Na lixiviação redutora são utilizados agentes redutores enérgicos, capazes de
provocar a redução do ferro presente, na forma de óxidos e/ou hidróxidos férricos (+3),
para uma valência +2 (ferroso), onde o ferro é solúvel em água, podendo ser removido
7
em uma operação de filtragem. Para que a reação seja mais eficiente, a polpa do
caulim tem o seu pH diminuído para a faixa de 3,0 a 4,5, aumentando a faixa de
estabilidade do ferro (+2). O controle do pH é realizado por meio da adição de ácido
sulfúrico ou ácido clorídrico e de sulfato de alumínio (CETEM, 2005). O ditionito de
sódio é o agente redutor mais utilizado no beneficiamento do caulim.
Segundo VOGEL (1981), in LUZ e CHAVES (2000), os ditionitos (S2O42-) são
obtidos a partir de agentes redutores, tais como zinco, sobre bissulfitos na reação:
4 SO3- + Zn0 S2O4
2- +2SO32- + Zn2+ + 2H2O
Os ditionitos também podem ser obtidos por meio do dióxido de enxofre (SO2)
borbulhado numa suspensão fria de pó de zinco em água:
Zn0 + 2 SO2 Zn2+ + S2O42-
Os ditionitos de zinco e alumínio, obtidos pela reação do dióxido de enxofre no
reator onde ocorre a lixiviação, são reagentes usados no alvejamento de argilas e
caulins (SEOANE, 1987). O problema da utilização do ditionito de zinco é o alto grau de
risco ambiental e sua utilização hoje é uma prática desaconselhável (SUSS, 1986).
O ditionito de sódio se oxida facilmente para sulfito ou sulfato na presença de
oxigênio. Daí o cuidado de usar uma baixa velocidade de reação para evitar a entrada
de ar para a suspensão e a formação do sulfato.
A reação entre o ditionito de sódio e o ferro trivalente, segundo STOCH (1979),
pode ser expressa por:
2Fe3+ + S2O4 2- 2 Fe 2+ + 2SO2
Ainda segundo o autor, a redução do Fe+3 aumenta com a diminuição do pH e,
ao mesmo tempo, a estabilidade do ditionito diminui. Então, o pH escolhido para a
lixiviação com ditionito é um balanço entre uma lixiviação mais efetiva e a perda do
ditionito.
8
O caulim tem seu valor econômico totalmente relacionado à alvura do produto.
Portanto, a eficiência no processo de beneficiamento resulta no maior rendimento da
mineração, e o aumento no preço do produto. Em todas as etapas do processamento
do caulim, da lavra ao beneficiamento, a água tem um papel fundamental no processo.
3.2. Impactos Ambientais da Mineração de Caulim
Minerar significa extrair economicamente bens minerais da crosta terrestre.
Compreende a pesquisa, o desenvolvimento e a lavra, assim como o transporte, o
manuseio, o beneficiamento e toda infra-estrutura necessária a essas operações
transformação (GODOY, 2002). Portanto, inerente às suas atividades nas várias partes
do processo, a mineração poderá causar impactos ambientais.
Segundo o autor (op. cit.), os principais impactos ambientais ocasionados pela
extração dos bens minerais são: alteração da paisagem; retirada da vegetação;
modificações na estrutura do solo; interferências sobre a fauna; compactação do solo;
conflito de usos dos recursos naturais; alteração nas calhas dos cursos d´água,
alteração do nível do lençol freático; trepidação; poluição sonora; poluição atmosférica;
contaminação das águas; instabilidade de margens e taludes; turbidez das águas;
efluentes líquidos; resíduos sólidos; alterações no tráfego e conflitos do uso do solo e
das águas.
Dias (2001), organiza os impactos ambientais das minerações em: impactos
sobre o meio físico, impacto sobre o biótico e impacto sobre o antrópico, sendo o meio
físico o primeiro a ser afetado, e o meio biótico e antrópico decorrentes destes. No meio
físico, os impactos podem atingir a água, que inclui a poluição das águas e a drenagem
superficial das minas, os resíduos produzidos com ênfase na produção de estéreis e
rejeitos, e na atmosfera, incluindo a poluição do ar, os ruídos e sobrepressão acústica e
as vibrações no solo causadas pelo desmonte por explosivos.
No presente trabalho é enfatizado a questão dos impactos sobre as águas, visto
que ela existe ou é empregada nas diversas operações da mineração como:
Desagregação e transporte do minério por meio do desmonte hidráulico;
Beneficiamento via úmida nos processos de moagem, hidrociclonagem,
flotação, dispersão, etc;
9
Mitigação de impactos como a emissão de particulados;
Nas águas de chuva que circulam na mina;
Na superfície ou subterrânea na área da mina e em seu entorno,
recebendo contribuições das águas provenientes da área do
empreendimento.
São nas situações acima descritas que podem ser introduzidos poluentes nas
águas e nos solos, e que se não forem devidamente utilizados ou descartados, podem
vir a contaminar os corpos d´água e impactar a flora e fauna (meio biótico) e o meio
antrópico (DIAS, 2001).
De uma maneira geral, os impactos causados pela mineração de caulim, do
ponto de vista de seu beneficiamento químico, podem causar sérios impactos
ambientais. Entre as substâncias poluidoras que podem estar contidas nos efluentes
dessas indústrias destacam-se o alumínio, ferro, zinco e, possivelmente, cádmio. Esses
efluentes podem, ainda, conter elevadas concentrações de ácido sulfúrico, razão pela
qual algumas indústrias instalam filtros de cal na saída da descarga desses efluentes
(SILVA et al., 2001).
PEREIRA (2000), em estudo de caso, faz uma análise da contaminação
ambiental por efluentes líquidos de indústrias de beneficiamento de caulim em áreas
dos municípios de Mar de Espanha, Muriaé, Ubá e Vermelho Novo, Minas Gerais. Foi
estudada a contaminação dos corpos d’água superficiais em áreas onde foram
utilizadas para o processamento industrial elevadas quantidades de zinco para a
remoção dos óxidos de ferro presentes no caulim, gerando um efluente industrial com
altas concentrações de zinco, ferro e alumínio.
Foram coletadas e analisadas amostras do meio abiótico (água, material
particulado em suspensão e sedimentos) e biótico (peixes e vegetação ribeirinha) que
apresentaram altas concentrações de ferro e zinco atribuídos às atividades de
beneficiamento do caulim, o que justificou um sistema de tratamento de efluentes a ser
implantado.
Também em Minas Gerais, em outro estudo de caso na zona da mata Mineira,
município de Ubá, a mina de caulim do Quebra-Coco foi recuperada por meio de
técnicas de revegetação com o objetivo de recompor a paisagem degradada pela
10
extração mineral (VIDAL, 2001). A área que apresentava alteração da paisagem devido
ao processo de extração necessitava de um foco na recuperação.
O trabalho desenvolveu-se por meio de técnicas de Sistema Agro-Florestal (SAF)
e recomposição paisagística, para a mitigação dos impactos visuais na cobertura
vegetal da área. A técnica do SAF busca o rendimento sustentável da área por meio do
aumento da produtividade total, com o consórcio de espécies herbáceas, arbustivas e
arbóreas. As plantas lenhosas da floresta perene serviram de quebra ventos, e a
estabilização do solo em áreas íngrimes com o plantio de espécies de menores portes,
produziram um ambiente mais próximo ao ecológico natural.
A avaliação do trabalho foi feita após dois anos e o desempenho da
recomposição da vegetação neste período de tempo, além de proporcionar uma
melhoria nos aspectos visuais, trouxe uma maior estabilidade à área, uma menor taxa
de erodibilidade, o aumento da fertilidade natural, início da formação superficial da
matéria orgânica e melhoria na atividade biológica do solo.
3.3. Processos de Remediação de Áreas Contaminadas
A degradação ambiental é proveniente dos impactos ambientais, sobretudo
causados primeiramente no meio físico: águas, solo e atmosfera. Neste contexto de
degradação ambiental e impacto ambiental, a idéia de recuperação de áreas
degradadas tem por objetivo o “retorno do sítio degradado a uma forma de utilização,
de acordo com um plano pré-estabelecido para o uso do solo, visando à obtenção de
uma estabilidade do meio ambiente” citando o Decreto Federal 97.632/89 (BITAR,
1995). No caso das minerações nem sempre é possível uma definição prévia de uso
futuro, visto que as atividades de mineração podem ocorrer por décadas e até mesmo
séculos.
A estabilidade do meio pode ser definida a partir de três variáveis: física, química
e biológica. A estabilidade física significa que os processos atuantes na área
recuperada deverão ter a mesma intensidade dos processos que ocorrem em seu
entorno, a exemplo dos processos erosivos. A estabilidade química significa que uma
vez cessadas as atividades de mineração não deverão ocorrer reações químicas que
possam prejudicar a qualidade ambiental. E a estabilidade biológica remete à idéia de
11
auto-sustentabilidade da fauna e flora, onde as comunidades deverão atingir o clímax
(no caso da vegetação) ou demandando apenas práticas habituais de manejo (no caso
dos agrossistemas) (SÁNCHEZ e GALLARDO, 2005).
A recuperação de áreas degradadas remete aos conceitos de estabilidade acima
descritos e podem ser distinguidos em função das tecnologias aplicadas de forma
integrada do tipo, segundo BITAR (1995):
Tecnologias de revegetação envolvendo desde a fixação localizada de
espécies vegetais (herbáceas ou arbóreas) até reflorestamentos
extensivos;
Tecnologias geotécnicas (ou geotecnologias) envolvendo a execução de
obras de engenharia (com ou sem estruturas de contenção e retenção),
incluindo as hidráulicas, que visam a estabilidade física do ambiente;
Tecnologias de remediação, envolvendo a execução de métodos de
tratamento predominantemente químicos (podendo também ser biológicos
no caso da bioremediação) destinados a eliminar, neutralizar, imobilizar,
confinar ou transformar contaminantes no solo e nas águas (podendo
abranger tecnologias de tratamento in situ) e, com isso, reaver a qualidade
de ambos.
Para o entendimento da remediação de sítios contaminados, é importante o
conhecimento dos fatores que influenciam o transporte de poluentes no solo por meio
das águas subterrâneas, nos processos de advecção, dispersão, retardação e
adsorção.
A advecção é o principal processo de transporte de um soluto pela água em
movimento da zona saturada, mantendo sua concentração, e depende totalmente da
condutividade hidráulica. A dispersão ocorre devido à tendência das substâncias se
espalharem em diferentes direções, independente do movimento da água subterrânea,
ocupando os vazios onde o fluxo de água é menor. Na retardação os poluentes são
retidos junto às partículas sólidas do solo pelos processos de adsorção ou troca
catiônica. A adsorção deve-se ao processo de atração entre as moléculas dissolvidas
na fase aquosa e nas partículas do solo, tanto na zona saturada quanto na zona não
12
saturada (SÁNCHEZ e GALLARDO, 2005). Além destes processos, os contaminantes
do solo ainda podem estar sujeitos a reações químicas ou a processos de degradação
biológica.
O conhecimento dos mecanismos de transporte e a natureza do solo são
essenciais para a proposição de medidas de remediação de uma área contaminada.
Em relação às técnicas de remediação podemos distinguir dois grandes grupos,
segundo SÁNCHEZ (2001) como: as que promovem a remoção do solo contaminado,
seu tratamento e eventual reposição no local de origem, chamadas de técnicas ex situ;
e as técnicas capazes de eliminar ou reduzir a contaminação sem remover o solo,
chamadas de técnicas in situ.
Pode-se também classificar as técnicas de remediação segundo sua capacidade
de efetivamente promover a descontaminação, mesmo parcial, de um sítio ou somente
o isolamento do material contaminado, de forma a evitar a disseminação de poluentes
chamadas de técnicas de tratamento e de confinamento respectivamente (SÁNCHEZ,
op.cit.).
A escolha da técnica adequada para a remediação de uma área contaminada
depende de diversos fatores tais como as características do solo, a natureza do
contaminante, a extensão da contaminação e a viabilidade e eficácia do processo. Para
a atual pesquisa foram estudados métodos e técnicas de remediação em áreas
degradadas por atividades mineração e contaminadas por metais e sulfato.
Na pesquisa sobre a remediação de áreas contaminadas por metais foram
encontrados casos de utilização de técnicas de tratamento in situ, com o emprego de
métodos de eletrorremediação,fitorremediação e as barreiras reativas permeáveis.
Em uma antiga área de mineração de cromo, estudada por ZORN et al. (2005),
ocorreu a contaminação da água intersticial do solo de granulometria fina, resultante da
lixiviação natural de depósitos de resíduos do processamento de cromato.
Foi utilizada a técnica de tratamento in situ por meio do método de
eletrorremediação, apresentando bons resultados. A eletrorremediação consiste na
imobilização eletrocinética, baseado numa emissão anódica de íons de ferro para
transformar íons tóxicos de cromo hexavalente em espécies não tóxicas de cromo
trivalente. Um par de eletrodos é instalado na área contaminada e conectado a uma
fonte de corrente contínua. O campo resultante causa a migração dos poluentes
13
polares e não polares dissolvidos na água intersticial para os eletrodos, onde podem
ser coletados, imobilizados e/ou removidos. Esse movimento dos íons pelo campo
magnético é chamado de eletromigração, e o transporte de água induzido por
eletricidade é chamado de eletroosmose. Esses dois fenômenos de transporte
constituem o mecanismo principal de um processo de eletrorremediação.
A eletrorremediação consiste em um processo de lavagem do solo e tem suas
vantagens sobre a tecnologia tradicional de bombeamento por pressão. O índice de
transporte induzido por um campo elétrico não é adversamente afetado pela baixa
permeabilidade do solo, e o caminho percorrido pelos contaminantes fica confinado,
pelo campo magnético, à região entre os eletrodos (ZORN et al, 2005). O método da
eletrorremediação tem sido amplamente utilizado na Europa e nos Estados Unidos, e
os custos são comparáveis àqueles de outras tecnologias de remediação in situ. Trata-
se de uma nova tecnologia sendo desenvolvida, sendo o tempo de remediação não
superior a três anos, mas sua eficiência ainda não foi documentada em todos os casos.
Diversas empresas têm utilizado desta técnica tanto para contaminantes orgânicos
quanto para inorgânicos.
Outro método de remediação de solos e águas contaminadas in situ trata-se da
fitoremediação. Esta técnica utiliza plantas com a capacidade de remover, estabilizar ou
degradar os contaminantes do solo por meio da ação das raízes e da microbiota
associada. As técnicas mais eficazes e atualmente utilizadas recorrem a métodos de
tratamento in situ, que perturbem menos o meio ambiente e são mais econômicas
(DINARDI et al, 2003). A remediação de solos contaminados por meio da
fitoremediação inclui diversas técnicas utilizadas que dependem da natureza química
dos solos e dos poluentes existentes. Dentre essas técnicas de remoção de poluentes
inorgânicos, podemos citar a fitoextração, a fitoestabilização e as barreiras hidráulicas.
A fitoextração utiliza plantas hiperacumuladoras ou não hiperacumuladoras, com
a capacidade de armazenar altas concentrações de metais específicos (Cd, Ni, Cu, Zn,
Pb). Nas plantas hiperacumuladoras, os contaminantes são absorvidos pelas suas
raízes e nelas armazenados, ou transportados e acumulados nas partes aéreas, em um
processo de extração natural e contínuo. Em espécies não hiperacumuladoras, a
remoção dos metais pesados nos solos acontece por meio da fitoextração induzida que
seria a aplicação de aditivos químicos ao solo contaminado. Esse aditivo tem a função
14
de promover o deslocamento do metal ligado à fração sólida do solo (não disponível ao
vegetal) para a fase líquida do solo (forma química biodisponível) induzindo de tal
maneira, o transporte e o acúmulo do metal na parte aérea (TASSI e BARBAFIERI,
2005).
Na fitoestabilização os contaminantes são imobilizados no próprio solo por meio
da absorção e acúmulo nas raízes e adsorção e/ou precipitação na rizosfera (TASSI e
BARBAFIERI, op. cit.). Já a técnica de barreira hidráulica consiste na utilização de
espécies arbóreas de grande porte, particularmente com raízes profundas, que
removem grandes quantidades de água do subsolo e do lençol freático a qual é
evaporada através das folhas ou simplesmente aprisionada nos tecidos vegetais
(DINARDI et al, 2003).
Um outro tipo de tratamento que remove parcialmente os metais do solo é a
utilização de barreiras reativas permeáveis (BRP). Tratam-se de trincheiras escavadas
no solo a jusante da área contaminada, e preenchidas com um material que reaja com
os poluentes presentes, formando substâncias inócuas (SÁNCHEZ, 2001).
A eficácia deste sistema consiste na relevância dos mecanismos de transporte,
seja em relação às heterogeneidades do ambiente poroso quanto aos fatores
geoquímicos envolvidos, como a desorção linear, o retardamento, a dissolução das
substâncias na modelagem geoquímica para a implantação da BRP.
O tipo de barreira utilizada para áreas contaminadas por substâncias inorgânicas
seria utilizando os processos de redução biótica ou a precipitação química. O primeiro
sistema consiste na utilização de bactérias sendo utilizada principalmente para a
remediação da drenagem ácida das minas, evidenciada por baixo valor de pH e alta
concentração de sulfato. No sistema de precipitação química utiliza-se como material da
barreira calcita britada, em condições de pH baixo que dissolvem a calcita para a
posterior complexação dos metais (SRACEK, 2006). Entretanto, este sistema para
remediação de área contaminadas por metais ainda encontra-se em estudo e o período
de monitoramento do sistema ainda não chegou há dez anos, portanto ainda não é
possível estabelecer totalmente a eficácia do processo.
Em relação à contaminação por sulfato, o tratamento destas áreas pode ser
realizado por meio da redução do sulfato, em ambientes redutores e com abundante
matéria orgânica (CUSTÓDIO e LLAMAS, 1996). Esse processo ocorre por meio de
15
certas bactérias que vivem em superfície ou em profundidade, e atuam como
catalisadores químicos de uma série de reações que, na ausência de oxigênio, não se
produzem naturalmente com suficiente rapidez. As principais bactérias redutoras do
sulfato conforme SCHOELLER (1962), apud CUSTODIO e LLAMAS (1996) são:
Sporovibrio desulfuricans, que vive em águas doces ou pouco salgadas
(<30 g/l de NaCl) em temperatura entre 30 e 45° C. A variedade
<<aestuarii>> tem um bom desenvolvimento com salinidade entre 30 e 60
g/Lde NaCl.
Sporovibrio rubenskicki, que em seus processos vitais utilizam o carbono
orgânico presente e o queimam com oxigênio vindo do sulfato. Por isso
ocorre uma produção de CO2 que se incorpora na água.
A redução do sulfato em geral é um processo muito mais rápido que seu aporte
por dissolução de sais no terreno e por onde se produz com certa intensidade. As
águas subterrâneas que passam pela redução de sulfato freqüentemente têm odor
sulfídrico e podem conter ferro dissolvido (CUSTODIO e LLAMAS, op. cit).
A escolha da melhor técnica de remediação vai depender de fatores como: os
requisitos legais e critérios para aprovação governamental; o uso futuro pretendido para
a área; os objetivos de remediação e critérios de concentração final de poluentes que
se deseja atingir; se a técnica considerada já apresentou resultados comprovados em
casos similares; o tempo estimado para atingir os objetivos de remediação; os custos
totais incluindo o monitoramento; a saúde e segurança ocupacional e os aspectos e
impactos ambientais decorrentes dos trabalhos de remediação, como emissão de
ruídos, trânsito de equipamentos e caminhões; restrição à circulação de pessoas pela
área e outros (SÁNCHEZ e GALLARDO, 2005).
3.4. Aspectos Legais da Mineração e Meio Ambiente
No Brasil a preocupação com as questões ambientais como caso de política
pública ocorreu no início dos anos 80 com a criação da Política Nacional do Meio
Ambiente - PNMA, Lei Federal 6.938/81, alterada em 1989. (PNMA, 1981).
16
Dentre os princípios almejados pela Lei Federal, como a proteção e melhoria da
qualidade ambiental, foi estruturado o Sistema Nacional do Meio Ambiente (SISNAMA).
Como órgão consultivo e deliberativo com a finalidade de assessorar, estudar e propor
ao Conselho de Governo diretrizes de políticas governamentais para o meio ambiente e
os recursos naturais, e deliberar sobre as normas e padrões compatíveis com o meio
ambiente ecologicamente equilibrado e essencial à sadia qualidade de vida foi criado o
CONAMA, Conselho Nacional do Meio Ambiente.
Dentre as competências do CONAMA foi resolvido que qualquer atividade que
potencialmente pudesse causar degradação ambiental necessitaria de um estudo de
impacto e seu respectivo relatório (EIA/RIMA). Os impactos ambientais, segundo a
Resolução CONAMA 001/86 são considerados por qualquer alteração das propriedades
físicas, químicas e biológicas do meio ambiente, causada por qualquer forma de
matéria ou energia resultantes das atividades humanas e que afeta direta ou
indiretamente:
I - a saúde, a segurança e o bem-estar da população;
II - as atividades sociais e econômicas;
III - a biota;
IV - as condições estéticas e sanitárias do meio ambiente;
V - a qualidade dos recursos ambientais.
Portanto, qualquer empreendimento, seja da parte mineral, agrícola ou industrial,
que possa causar alterações negativas no meio ambiente, causa impacto ambiental.
O EIA/RIMA é o documento necessário para que a empresa de mineração possa
pleitear o licenciamento ambiental. Em âmbito nacional, cabe ao Instituto Brasileiro do
Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis, o IBAMA emitir as licenças
ambientais para as atividades que causem um significativo impacto ambiental.
Em nível estadual, o licenciamento para as atividades da mineração foi
regulamentado pelo Decreto nº. 99.274/90. As licenças concedidas são divididas em:
Licença Prévia (LP) para a fase preliminar de planejamento das atividades; a Licença
de Instalação (LI) que autoriza a instalação do empreendimento com especificações do
PCA (Plano de Controle Ambiental); e a Licença de Operação (LO) autoriza o início das
atividades e o funcionamento da mesma.
17
De acordo com o Decreto Estadual 99.274/89, os empreendimentos de
mineração estão obrigados, na apresentação do EIA/RIMA, apresentar um Plano de
Recuperação de Áreas Degradadas (PRAD) sujeito à aprovação do órgão estadual de
meio ambiente competente. O PRAD pode ser revisto ou alterado em concordância aos
órgãos fiscalizadores competentes a fim de se incorporar inovações tecnológicas ou
melhores alternativas para a melhoria da qualidade ambiental da área.
Em relação às áreas contaminadas, no Brasil não existe uma legislação
específica para a questão. No entanto, a legislação ambiental existente oferece uma
base referindo-se indiretamente a diferentes aspectos do problema de área
contaminada, como por exemplo, os itens que abordam a preservação ou a
recuperação da qualidade ambiental, os instrumentos legais como as políticas nacional
ou estadual de meio ambiente, e diretrizes e normas para o controle de poluição. Há
também leis específicas que estabelecem instrumentos legais especiais com certa
relevância para o problema de áreas contaminadas, como, por exemplo, o
parcelamento do solo urbano (CETESB, 1999).
No Estado de São Paulo, a CETESB, Companhia de Tecnologia de Saneamento
Ambiental é o órgão responsável pelo controle, fiscalização, monitoramento e
licenciamento de atividades geradoras de poluição, com a preocupação fundamental de
preservar e recuperar a qualidade das águas, do ar e do solo.
No ano de 1999 a CETESB lança o Manual de Gerenciamento de Áreas
Contaminadas com cooperação técnica do Governo da Alemanha, com o objetivo de
capacitar a Instituição no gerenciamento de áreas contaminadas. Este manual foi
concluído apenas no ano de 2004 com a inserção dos últimos capítulos referentes às
questões da análise de risco e remediação de áreas contaminadas, mostrando que o
assunto ainda vem sendo formulado na política ambiental e inicialmente implantado no
Estado de São Paulo.
Em 2001 a CETESB publica a relação de valores orientadores para solos e
águas subterrâneas de referência de qualidade (V.R.Q.), prevenção (V.P.) e de
intervenção (V.O.I.) para prevenção e controle das águas e solo do Estado de São
Paulo como proposta de prevenção à poluição. O valor de referência de qualidade
refere-se ao limite de qualidade para que um solo seja considerado limpo ou de
qualidade natural, estabelecido com base nas análises químicas de diversos solos do
18
Estado. O valor de prevenção indica uma possível alteração na qualidade das águas e
é utilizado em caráter preventivo para o controle da poluição. O valor de intervenção
indica o limite de contaminação do solo e das águas subterrâneas, acima do qual existe
risco potencial à saúde humana.
Utilizou-se como valor de intervenção os padrões de potabilidade da Portaria 36
de 1990 do Ministério da Saúde, atualizado pela Portaria 1469 de 2000. E em 26 de
março de 2004, o Ministério da Saúde publica no Diário Oficial a nova Portaria n°
518/04 que revoga a Portaria 1469/00, mas que no geral não constava tantas
alterações nos padrões de potabilidade (CETESB, 2004).
3.5. Geoquímica de Interesse
Um dos objetivos do estudo da geoquímica ambiental é a busca e o
estabelecimento das mudanças químicas ambientais realizadas em escala ou contexto
geológico pela intervenção humana. O valor normal dos elementos no meio físico,
chamado de background, varia em função do material, dos tipos de influências
ambientais, entre outros fatores, mas sem a interferência antrópica (ROHDE, 2000). As
anomalias geoquímicas são valores acrescidos ao background, e podem ser
significativas ou não significativas. As anomalias não significativas são originadas por
processos naturais tais como as mineralizações ou outras concentrações, desde que
não apresentem conseqüências do ponto de vista ambiental, salvo raras exceções. As
anomalias significativas são aquelas relacionadas com a intervenção humana e que
podem caracterizar a existência da contaminação ambiental.
No Estado de São Paulo foram estabelecidos valores orientadores para solos e
águas subterrâneas das substâncias inorgânicas, conforme dito anteriormente, com
base em análises químicas dos diversos tipos de solos do Estado, com as mais
variadas características físicas e químicas.
Evidentemente, assim como para solos, as concentrações naturais nas águas
subterrâneas variam de aqüífero para aqüífero. Mas para fins práticos de controle da
poluição podem-se utilizar os valores de referência de qualidade como mais uma
ferramenta na gestão das águas subterrâneas (CETESB, 2004).
19
Na área de mineração em estudo foram constatados valores acima do valor
orientador de intervenção (V.O.I.) estabelecido pela CETESB, assim como pelo padrão
de potabilidade do Ministério da Saúde, para os elementos alumínio, ferro manganês,
zinco e sulfato, e a seguir é descrito um pouco de suas características geoquímicas e
seus efeitos para saúde pública.
3.5.1. Alumínio
O alumínio (Al) é um dos elementos metálicos mais abundantes na crosta
terrestre, mas não é encontrado como substância elementar, mas sim em suas formas
combinadas como óxidos e silicatos.
Na água, o alumínio é complexado e influenciado pelo pH, temperatura e a
presença de fluoretos, sulfatos, matéria orgânica e outros ligantes. A solubilidade do
alumínio é baixa em pH entre 5,5 e 6,0. Outro aspecto chave de sua química é sua
dissolução no solo para neutralizar a entrada de ácidos com as chuvas ácidas. Nesta
forma, ele é tóxico à vegetação e pode ser escoado para corpos d’água (CETESB,
2001a).
A toxicidade aguda por alumínio metálico e seus compostos é baixa comparada
aos metais pesados. A osteomalacia é observada em humanos expostos ao alumínio e
há considerável evidência do alumínio ser neurotóxico. O acúmulo de alumínio no
homem tem sido associado ao aumento de casos de demência senil do tipo Alzheimer.
Existem estudos que correlacionam o aumento de risco relativo da ocorrência do mal de
Alzheimer com o nível de alumínio nas águas de abastecimento (CETESB, op. cit).
O Ministério da Saúde estabelece como padrão de potabilidade o máximo de 0,2
mg/L de água.
3.5.2. Manganês
O manganês (Mn) ocorre na crosta terrestre com a concentração média de 950
mg/kg. Na água seu teor é bastante variável da ordem de 0,002 a 4 mg/L (CETESB,
2001a).
Assemelha-se ao ferro quimicamente e em termos de ocorrência nas águas
subterrâneas, apresentando-se nas valências Mn+2 e Mn+4. Ocorre principalmente na
20
forma Mn+2 e é instável na presença de ar, mudando para o estado MnO2 quando a
água que o contém é exposta ao ar, pois se oxida facilmente (SANTOS, 2000).
É extremamente sensível às condições do solo (acidez, umidade e atividade
biológica). Portanto, sua solubilidade e concentração podem oscilar sendo mais
abundante em águas ácidas (McBRIDE, 1994, apud ISHIMINE, 2002).
Segundo ISHIMINE (2002), em condições de pH neutro ou baixo e em ambientes
redutores o manganês é solúvel, e sua concentração na água subterrânea pode ser
relativamente alta (muito maior que 1mg/L). Quando o ambiente é oxidante e o pH é
neutro ou básico, o manganês precipita-se como óxido ou hidróxido. Quando o
ambiente é redutor e a água possui alta alcalinidade com valores de pH acima de 7,7, o
manganês se precipita sob a forma de rodocrosita, MnCO3.
Os males associados ao excesso de manganês no ser humano foram
constatados em indivíduos expostos à inalação de grandes quantidades desse metal,
resultando em necroses pulmonares localizadas. A concentração mínima no solo que
produz efeitos adversos sobre o sistema nervoso não é conhecida, mas podem ocorrer
quando a concentração estiver entre 2,0 e 5,0 mg/m3 (CETESB, 2001a). Nas águas
não foi evidenciado nenhum tipo de doença relacionada, sendo apenas constatadas
mudanças nas propriedades organolépticas da água.
Segundo a Tabela de Valores Orientadores para Solo e Água Subterrânea no
Estado de São Paulo (CETESB, op. cit.), o valor de intervenção para o manganês é de
0,4 mg/L.
3.5.3. Zinco
O zinco (Zn) é um elemento traço essencial para os animais e vegetais, mas
assim como o cobre, o níquel e o cromo, em quantidades excessivas é fitotóxico.
Portanto, a preocupação com estes metais está principalmente direcionada aos efeitos
no rendimento das colheitas e na fertilidade dos solos (ALLOWAY, 1990). Esse
elemento ocorre na crosta terrestre em uma concentração média de 70 mg/Kg, e
aproximadamente 34% do total emitido na atmosfera são de fonte natural. (CETESB,
2001a).
21
Estudos sobre a solubilidade do zinco mostraram que comparando com a média
total de zinco contida nos solos, sua concentração na solução do solo é muito baixa. O
íon Zn +2 livre na solução do solo vai precipitar quando o produto da solubilidade de
seus compostos como hidróxidos, carbonatos, fosfatos ou sulfatos (dentre outros
ânions) forem atingidos (ALLOWAY, 1990). A solubilidade do zinco aumenta com a
diminuição dos valores de pH dos solos, e em condições aeróbias é encontrado na
forma Zn +2 em pH ácido. Em condições anaeróbias forma ZnS entre pH de 1 a 14. O
zinco se adere rapidamente a muitos ligantes orgânicos, principalmente na presença de
compostos de nitrogênio e enxofre doadores de átomos. (CETESB, op.cit).
Segundo a Portaria 518/04 do Ministério da Saúde o valor máximo permitido para
o zinco na água é de 5,0 mg/L.
3.5.4. Ferro
O ferro (Fe) não é um metal considerado tóxico por natureza e seu excesso afeta
principalmente as propriedades organolépticas da água com a alteração de cor e do
sabor. Pode estar presente em baixos teores (< 0,3 mg/L) em quase todas as águas.
Ocorre sob diversas formas químicas, e frequëntemente aparece associado ao
manganês (SANTOS, 2000).
Sua química é relativamente complexa, pois pode existir nas valências +2 e +3 e
a estabilidade de seus íons vai depender do pH, Eh e da composição da solução. O
ferro em sua forma reduzida Fe+2 é solúvel e móvel, e na sua forma oxidada Fe+3 forma
precipitados relativamente insolúveis com carbonatos e sulfatos (CUSTODIO e
LLAMAS, 1996).
Naturalmente nas águas subterrâneas encontra-se somente o íon Fe+2 e, às
vezes, FeOH. Em pH elevado praticamente não existe ferro dissolvido.
O problema também pode ser associado com o aumento de ferro-bactérias que
provocam problemas de contaminação biológica e que pode afetar o abastecimento
público. Por esses motivos foi estabelecido como padrão de potabilidade a
concentração limite de 0,3 mg/L pela Portaria n° 518/04 do Ministério da Saúde.
22
3.5.5. Sulfato
São sais moderadamente solúveis a muito solúveis, exceto os sulfatos de
estrôncio (SrSO4) e os de bário (BaSO4). Em ambientes redutores e com abundante
matéria orgânica pode sofrer redução bacteriana e formar S ou S-2, porém, em geral, é
estável. (CUSTÓDIO e LLAMAS, 1996).
As características das águas que contêm elevado grau de sulfato têm sabor
pouco agradável e amargo e não matam a sede. Em quantidades elevadas pode ser
prejudicial às plantas (CUSTÓDIO e LLAMAS, op.cit.). As águas subterrâneas com
excesso de sulfato (> 400 mg/L) podem causar efeitos laxativos e na presença de íons
de magnésio e sódio podem provocar distúrbios gastrointestinais (SANTOS, 2000).
As águas subterrâneas apresentam geralmente teores de sulfato inferiores a
100mg/L, principalmente na forma de SO4-2. Segundo HEM (1985) apud SANTOS
(2000), este último predomina nas águas muito ácidas (pH < 2) devido a dissociação
incompleta do ácido sulfúrico. O sulfato aumenta a salinidade dos solos (SANTOS,
2000).
Segundo a Portaria 518/04 do Ministério da Saúde o valor máximo permitido na
água para o consumo humano é 250 mg/L.
23
4. ÁREA DE ESTUDO
4.1. Localização
A área de estudo está localizada no km 52, da Estrada das Varinhas (SP-39),
município de Mogi das Cruzes, São Paulo. A área total de mineração é cerca de 150
hectares e compreende duas minerações: a Empresa de Mineração Horii Ltda. em
atividade e a Imerys do Brasil Comércio de Extração de Minérios Ltda desativada. A
localização da área é vista na Figura 1 e nas Fotos 1e 2 a seguir:
Figura 1 – Localização da área de estudo
52º21º
M ATO G R O S SOD O S U L
53º 52º
53º22º
51º 23º
P AR A N Á
51º 50º
20º
49º
25º
24º
50º
49º 48ºM IN AS G ER AIS
47º
20º
21º
25º
48º
47º
46º
22º
OCEANO ATLÂNTICO46º 45º
24º
R IO D E JA N EIR O
23º
45º
ESTAD O D E SÃO PAU LO
ÂNT46º
R EG IÃ O M ETR O PO LITA N A D E SÃ O PA U LO
SÃO PAU LO
M O G I D AS C R U ZES
Á R EA D E ESTU D O
24
Foto 1 - Vista aérea da Mineração Horii ativa em primeiro plano e da Mineração Imerys desativada. Ao fundo a várzea do rio Taiaçupeba Guassu e à direita o Reservatório (2003).
Foto 2 – Vista geral da área de lavra da Mineração Horii. (17/08/2004).
25
5. MATERIAIS E MÉTODOS
Para atingir os objetivos propostos na pesquisa de água subterrânea foram
utilizados métodos hidrogeológicos e hidroquímicos para avaliação ambiental
(FEITOSA, 2000). Os métodos hidrogeológicos consistiram na coleta de dados básicos
para pesquisa, e a determinação da carga hidráulica, potenciometria e a direção e
velocidade de fluxo local. Os métodos hidroquímicos aplicados consistiram na coleta
das águas em campo, medidas in situ de pH, Eh, condutividade elétrica e oxigênio
dissolvido, análise química das amostras em laboratório e apresentação dos resultados
em mapas de isovalores.
Para organização do trabalho foram delimitadas as seguintes etapas:
(1) Revisão bibliográfica das linhas de interesse para pesquisa e para
caracterização da área de estudo; e também o levantamento de todo material existente
na forma de relatórios de qualidade das águas e laudos produzidos para a área das
minerações;
(2) Coleta das águas superficiais e subterrâneas em trabalho de campo para
obtenção dos dados primários para a pesquisa, preparação de amostras e análises
químicas em laboratório;
(3) Integração dos resultados das duas fases e a discussão propriamente dita.
5.1. Pesquisa Bibliográfica
A pesquisa bibliográfica foi feita com base nos temas de interesse para a
dissertação, seguindo o foco dos objetivos pretendidos: os métodos de beneficiamento
do caulim, os impactos ambientais causados por esse tipo de mineração, os processos
de remediação das áreas contaminadas aplicáveis para a área e os aspectos legais da
atividade em relação ao meio ambiente.
Além do levantamento prévio das informações, a pesquisa bibliográfica ainda
contou com as informações básicas secundárias de todos os dados referentes aos
relatórios anteriormente produzidos para a área assim como para a caracterização do
uso e ocupação do solo do entorno da área, os processos industriais empregados na
mineração de caulim e a caracterização do meio físico a partir de dados de geologia,
geomorfologia, climatologia, recursos hídricos superficiais e hidrogeologia regional.
26
5.2. Atividades de Campo
O trabalho de campo foi realizado nos dias 12, 13, 17, 21 e 24 de agosto de
2004, onde foram desenvolvidas as atividades de reconhecimento da área de estudo,
tanto da mineração propriamente dita quanto do uso e ocupação de seu entorno.
Também foram verificadas as coordenadas UTM por meio de aparelho de GPS (Global
Position System), dos 31 poços de monitoramento das águas subterrâneas, assim
como das coordenadas dos 18 pontos de coleta de águas superficiais.
Foram medidos os respectivos níveis d’água em cada poço de monitoramento
das águas subterrâneas para a posterior confecção do Mapa Potenciométrico (Foto 3).
Foto 3 – Medida em campo do nível d’água para o PM-13 próximo à área da lavra ativa da Mineração Horii (17/08/04).
As coletas procederam a partir do esgotamento de três vezes o volume de água
de cada poço e recuperação do mesmo, para a retirada da amostra. O objetivo do
purgueamento é criar uma situação que irá permitir que o poço forneça uma amostra
que seja representativa da água da formação enquanto cria um mínimo de distúrbio no
regime do fluxo subterrâneo (SANTOS FILHO, 2001).
27
Foi utilizado um coletor do tipo “bailer" de polietileno esterilizado e descartável
para cada poço para assim evitar a contaminação de um poço para outro. Após a
coleta, as amostras foram colocadas em frascos também de polietileno de 500 ml, e
foram medidos in situ pH, Eh, condutividade elétrica e oxigênio dissolvido. Para isso
foram utilizados dois aparelhos portáteis do tipo multiparâmetro, um para pH e
condutividade elétrica e outro para Eh e oxigênio dissolvido, ambos da marca WTW
(Foto 4). Estes aparelhos possuem eletrodos para a medição dos parâmetros
mencionados que devem ser calibrados diariamente em solução tampão (de pH 4,0 a
6,86), para se obter um resultado preciso.
Fotos 4 - Medidas em campo dos parâmetros pH, Eh, oxigênio dissolvido e condutividade elétrica para o PM-28 (13/08/04).
As medidas de pH em campo são importantes porque grande parte dos
processos de complexação aquosa, solubilidade de gases e reações bioquímicas são
sensíveis ao pH. O pH é definido como neutro para pH igual a 7,0, menor que 7,0 ácido
e maior que 7,0 básico.
O potencial redox (Eh) de um sistema mede a estabilidade de um íon em um
nível de oxidação determinado. Esses sistemas são regidos por condições de pH,
pressão e temperatura, sendo que a existência de oxigênio e matéria-orgânica fatores
28
de grande importância para a evolução e estabilidade do sistema redox na
determinação de ambientes oxidantes ou redutores (CUSTODIO e LLAMAS, 1996).
A condutividade elétrica é uma propriedade iônica que diz respeito à capacidade
da água em conduzir a corrente elétrica, estando diretamente ligada com o teor de sais
dissolvidos sob a forma de íons. Quanto maior a quantidade de íons dissolvidos, maior
a condutividade elétrica. O oxigênio dissolvido em água produz um meio oxidante de
grande importância na solubilização dos íons, assim como a atividade dos
microorganismos. Sua ausência produz um meio anaeróbio e é consumido com
facilidade na existência de substâncias oxidantes tais como o Fe+2, NH4+, NO2
-, e
matéria orgânica por meio de ação biológica (CUSTODIO e LLAMAS, op.cit.).
Posteriormente às medições em campo, as amostras foram colocadas em local
refrigerado para conservação até a entrega no laboratório.
Para as águas superficiais foi coletado um total de 18 amostras, localmente na
Bacia do Taiaçupeba, proximidades do rio Taiaçupeba Guassu e nos córregos de seu
entorno. A coleta das águas se estendeu para as lagoas artificiais existentes na área da
Mineração Imerys para sua caracterização hidroquímica.
A coleta foi realizada na porção próxima da superfície dos corpos d’água, ou
seja, em condições aeróbias, e em seguida foi executado o mesmo procedimento
usado nas medições em campo das águas subterrâneas e na conservação e
tratamento das amostras.
5.3. Análises Químicas das Amostras
As amostras coletadas seguiram para a análise química no Laboratório de
Hidrogeoquímica II do Centro de Pesquisas de Águas Subterrâneas/CEPAS do Instituto
de Geociências da USP.
Cada amostra foi filtrada para retirada de impurezas como argilas entre outras
partículas em suspensão, e separadas em três volumes de 100 ml cada, 2 para a
acidulação com H2SO4 e H2PO3 e uma amostra pura para análise de ânions.
As amostras devidamente aciduladas seguiram para a análise química de cátions
maiores e metais pesados (cálcio, magnésio, cobalto, estrôncio, alumínio, bário, zinco,
manganês, ferro total, cromo total, chumbo, níquel, cobre e cádmio) realizadas pelo
29
processo de espectrofotometria de chama, desenvolvidas no aparelho de absorção
atômica CG AA7000 BC, e também para a análise dos ânions (fluoreto, brometo, nitrito,
cloreto, nitrato, fosfato e sulfato) realizados pelo processo de cromatografia iônica
desenvolvido no aparelho cromatógrafo de íons 2010i da DIONEX.
Todas as atividades de laboratório foram desenvolvidas no Laboratório de
Hidrogeoquímica II do CEPAS, Centro de Pesquisas em Água Subterrânea do IGc/USP,
como parte do projeto “Avaliação da Qualidade da Água Subterrânea em área da
Mineração Horii Ltda. e Imerys do Brasil Comércio de Extração de Minérios Ltda”
(CEPAS, 2004).
5.4. Análise e Interpretação dos Resultados
A análise e interpretação dos resultados definiram a caracterização
hidrogeológica e hidrogeoquímica da área em relação às águas subterrâneas e da
qualidade das águas superficiais de seu entorno.
Para caracterização hidrogeológica foram utilizados os dados primários de nível
d’água coletados em campo, para a determinação do Mapa Potenciométrico, por meio
do software Surfer 8. A partir do mapa potenciométrico foi obtido o gradiente hidráulico
para a área. O gradiente hidráulico se refere à declividade da superfície
potenciométrica. A diferença na elevação de um ponto para outro ao longo do gradiente
hidráulico é a medida de pressão. Quando a superfície potenciométrica de 1 metro em
elevação para cada 1 metro em distância, o gradiente hidráulico é 1 ou 100%.
Os dados secundários de permeabilidade foram retirados dos relatórios
existentes para a definição da velocidade do fluxo subterrâneo.
A velocidade para o fluxo das águas subterrâneas foi definida por meio da
generalização da Lei de Darcy, válida para escoamento laminar e em mais de uma
direção (escoamento tridimensional), assim como ocorre na prática.
30
Para o cálculo da velocidade foi utilizada a seguinte equação segundo FREEZE
e CHERRY (1979):
V = K . i N ef
Onde:
V = velocidade de fluxo
K = condutividade hidráulica
i = gradiente hidráulico
N ef = porosidade efetiva.
A condutividade hidráulica na Lei de Darcy é definida como a taxa volumétrica de
fluxo por unidade de área por unidade de gradiente. Então, quanto mais permeável o
material geológico, maior o valor de condutividade hidráulica (CLEARY, 1989). A
porosidade do meio foi definida por meio da descrição granulométrica e de acordo com
FETTER (1988), mostrados na tabela 1 a seguir:
Tabela 1 – Porosidade específica para o fluxo.
Porosidade específica para fluxo (%) MATERIAL
Máxima Mínima Média
Argila 5 0 2
Areia argilosa 12 3 7
Silte 19 3 18
Areia fina 28 10 21
Areia média 32 15 26
Areia grossa 35 20 27
A caracterização hidrogeoquímica das águas subterrâneas coletadas nos poços
de monitoramento foi realizada após a análise química das amostras e para
visualização dos resultados foram definidos mapas hidroquímicos. Esses mapas são
caracterizados pela presença de isolinhas que correspondem a linhas de mesmo teor
31
para as substâncias definidas de interesse (FEITOSA, 2000). Para sua execução foram
utilizados os resultados das análises químicas das amostras, e após o
georreferenciamento do local da amostragem (poços de monitoramento) os resultados
são plotados em mapa. Os mapas hidroquímicos foram chamados de mapas de
concentrações, e foram executados para os elementos alumínio, ferro, zinco, manganês
e sulfato, por meio do software Surfer 8.
Os demais dados analisados e incorporados nos resultados e discussão do
trabalho foram obtidos a partir dos monitoramentos trimestrais, realizados no período de
novembro de 2004 a novembro de 2005, e executados por diferentes empresas
particulares.
O monitoramento de qualidade de águas subterrâneas serve para avaliar as
concentrações das substâncias de interesse, comparadas com os valores estabelecidos
pelo padrão de potabilidade do Ministério da Saúde e pelos Valores Orientadores de
Qualidade para Solos e Águas Subterrâneas da CETESB (CETESB, 2005).
32
6. CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
Neste capítulo é abordada a caracterização da área de estudo a partir do
levantamento bibliográfico dos principais eixos de interesse: uso e ocupação do solo na
região, o histórico da ocupação das minerações e os processos industriais atuais. Para
caracterização da área também foram pesquisados os relatórios referentes à
modelagem matemática de fluxo subterrâneo e de avaliação de risco.
6.1. Uso e Ocupação do Solo da Região
Nas proximidades da área de estudo o uso do solo, e em seu entorno, estão
divididos entre chácaras e pequenos núcleos, áreas com vegetação natural, campos
antrópicos e também reflorestamento (IPT, 2002).
No limite sul da divisa das minerações observa-se a presença de chácaras e
pequenos sítios com estufas para o cultivo de flores e para horticultura.
As áreas correspondentes à vegetação natural são caracterizadas pela floresta
ombrófila, com estágio inicial a médio de regeneração, localizadas próximas às
cabeceiras de drenagem no limite nordeste da área. A vegetação de várzea está
localizada nas proximidades do rio Taiçupeba Guassu e reservatório de Taiaçupeba.
No limite norte, a área de reflorestamento (pinus) está inserida dentro da
propriedade da mineração Horii, e na seqüência a área urbanizada mais próxima
correspondente ao Jardim Nove de Julho.
Ainda em relação ao uso do solo é importante ressaltar que a área de estudo
está inserida na Área de Proteção de Manancial (APM), ou seja, uma área importante
para o abastecimento de água para população, por meio do reservatório de Taiçupeba
do Sistema Alto Tietê da Sabesp, que atende a zona leste de São Paulo, os municípios
de Arujá, Itaquaquecetuba, Poá, Ferraz de Vasconcelos, Suzano e parte dos municípios
de Mauá, Santo André, Mogi das Cruzes e Guarulhos.
A ocupação destas áreas é disciplinada para evitar problemas de poluição das
águas que possam vir a comprometer a qualidade e o abastecimento de água. A APM é
fiscalizada pelo Departamento de Uso do Solo Metropolitano (DUSM/SP), sob a
vigência da Lei 9.866/97, que dispõe sobre as diretrizes e normas para a proteção e
recuperação das Bacias Hidrográficas dos Mananciais da Região Metropolitana de São
Paulo (DEPRN, 2006).
33
6.2. Histórico da Ocupação da Mineração
A atividade de mineração de caulim na área de estudo está em operação desde
a década de 50 nas atividades de lavra mineral para o fornecimento para indústrias de
cerâmica e de fibras de vidro. Nesta época atuava no local a Cerâmica São Caetano.
Em 1965 tem início a produção da Empresa de Mineração Horii Ltda. e também
da Mineração Bianchi Ltda. na área para a extração do caulim.
No início da década de 80, ocorreu uma intensificação das atividades minerárias
no local, onde começou a se produzir caulim para a indústria de papel, incorporando a
atividade de alvejamento no processo industrial. Nessa época a área total da mineração
ficou dividida entre as empresas Horii Ltda. e a English China Clay do Brasil – ECC
para a extração e beneficiamento de caulim.
Durante o período de atividade da mina, foram utilizados no processo industrial,
produtos para a redução do pH e um catalisador (zinco metálico) para o branqueamento
do caulim. Segundo informações fornecidas pelos proprietários na época, nas áreas da
Mineração Horii e ECC do Brasil (IPT, 1991), o consumo médio mensal de zinco seria
da ordem de 8 a 10 toneladas, mas não era possível quantificar quanto desta parcela
estava incorporada no produto final a ser comercializado, e quanto permanecia
incorporada nos rejeitos e águas residuais.
Em 1991 foi realizada a primeira campanha de avaliação do potencial de
alteração da qualidade da água subterrânea pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas
(IPT, 1991) para a área da Mineração Horii Ltda.
Devido à insuficiência de dados e as poucas amostragens, não foi possível na
época, fazer um mapa potenciométrico da área da mineração e, portanto, ter uma idéia
clara e exata da direção do fluxo subterrâneo. Neste Relatório também não foi possível
identificar a quantidade de zinco contido no rejeito do processo industrial. Concluiu-se a
verificação de valores excessivos de zinco, manganês, ferro, alumínio e sulfato nas
águas residuais após o processamento do caulim, e também que o pH das águas dos
poços e das lagoas estava fora da faixa recomendada, evidenciando a insuficiência do
tratamento corretivo. Não foram detectadas alterações significativas e preocupantes na
34
qualidade da água subterrânea, mas sim nas propriedades organolépticas destas e a
necessidade de uma correção efetiva do pH das águas.
Após 1991, a mineradora começou a utilizar NaOH em substituição ao CaO (cal
virgem), anteriormente usado para a correção do pH, e a substituição de pó de zinco
para pó de alumínio na etapa de alvejamento químico.
Em agosto de 1994 foi feita uma reavaliação da qualidade da água subterrânea
pela empresa PROMINER Projetos S/C Ltda. Neste Relatório foram ampliados os
números de poços de monitoramento do aqüífero freático e também das surgências
d’água no seu entorno (nascentes).
Os resultados obtidos mostraram que a quantidade de zinco e o ferro ainda
estavam com valores acima do estabelecido, principalmente na atual Lagoa Industrial,
comportando-se como o pior corpo poluente (PROMINER, 1994). Foi recomendado um
efetivo controle do pH na área da bacia de rejeitos e também nas águas do processo
industrial, com o objetivo de minimizar o deslocamento dos íons pelo aqüífero livre.
Em 1997, a ECC foi comprada pela empresa Imerys do Brasil Mineração Ltda., a
qual assumiu a vida útil do empreendimento, bem como a implantação das atividades
de recuperação da área. No ano de 1999 foi realizado o Plano de Recuperação de
Áreas Degradadas (PRAD), contratado pela Imerys, para dar continuidade à
regularização legal do empreendimento e recuperar a área degradada.
O PRAD proposto se ateve aos aspectos da degradação ambiental provocado
pela mineração no que diz respeito à composição topográfica e os processos de
dinâmica superficial, sendo que para as questões da poluição ambiental, mais
especificamente em relação à contaminação, nada foi proposto.
A partir de 2000 diversas campanhas de amostragens das águas subterrâneas
foram realizadas para monitorar a área das minerações, que persistiam com valores
acima do estabelecidos para ferro, alumínio, manganês, zinco e sulfato, de acordo com
a Portaria n°1469 de 2000 do Ministério da Saúde (CETESB, 2004).
No ano de 2001 a Mineração Imerys encerrou suas atividades na área e iniciou
seu projeto de recuperação. Entre agosto a outubro de 2003 foi proposto um novo plano
de recuperação para Imerys, com o objetivo de estabilização dos taludes, correção das
35
feições erosivas, instalação do sistema de drenagem e dispositivos de dissipação de
energia hidráulica e revegetação com espécies nativas conforme a Resolução
CONAMA 302/02 (CONAMA, 2002), a ser vistoriado periodicamente pelo DEPRN. Em
relação à contaminação da água foi proposto um plano de monitoramento a ser
apresentado à CETESB.
No ano de 2004 iniciou-se o projeto de pesquisa e monitoramento “Avaliação da
Qualidade da Água Subterrânea em Área da Mineração Horii Ltda e Imerys do Brasil
Comércio de Extração de Mineração Ltda.”, do Centro de Pesquisas de Águas
Subterrâneas – CEPAS, do IGc-USP (CEPAS, 2004), de onde surgiu a presente
pesquisa. O trabalho teve início em agosto de 2004 na coleta e preparo das
amostragens. Nesta ocasião o número de pontos de amostragem abrangeu 49 pontos
de coleta, sendo 31 amostras de águas subterrâneas e 18 de águas superficiais, dentro
da área da mineração e em seu entorno.
Para a conformidade legal e continuidade dos trabalhos de mineração da área, a
CETESB recomendou a execução de amostragens trimestrais na área das minerações
Horii e Imerys, para monitoramento da qualidade das águas subterrâneas. Como
contribuição à pesquisa foram incorporados os resultados dos monitoramentos
efetuados no período de agosto de 2004 a novembro de 2005, para caracterizar a
evolução da qualidade das águas subterrâneas na área de estudo, em relação aos
elementos de interesse.
No início do ano de 2006 foram entregue a CETESB os relatórios: “Modelagem
de Fluxos Subterrâneos em área da Empresa de Mineração Horii Ltda e Imerys do
Brasil Comércio de Extração de Minérios Ltda” (2006) e “Avaliação de Risco em área da
Empresa de Mineração Horii Ltda e Imerys do Brasil Comércio de Extração de Minérios
Ltda” (2006), em cumprimento ao termo de ajustamento de conduta (TAC) emitido pela
CETESB em março de 2005. A metodologia utilizada é mostrada nos sub-capítulos a
seguir e os resultados obtidos incorporados na discussão da pesquisa.
36
6.3. Processos Industriais Atuais1 na Área da Mineração Horii
Atualmente a mineração de caulim em atividade na área é da empresa Horii
Ltda., que tem como atividade a extração e beneficiamento de caulim (pó, solução e em
pasta). O processo industrial para a produção do caulim consiste nas seguintes etapas:
1. Extração do caulim por meio de desmonte hidráulico, ou seja, com jato d’água
sob pressão.
2. Desareamento por sedimentação em processo contínuo. A polpa do minério é
bombeada da frente de lavra para uma primeira separação: pedrisco e cascalho, que
são usados para a manutenção dos acessos, e um segundo peneiramento, onde é
retirada a fração areia maior que 0,25 mm. A fração fina onde está o caulim é
transferida para uma caixa de concreto e segue para a próxima etapa.
3. Fracionamento granulométrico por hidrociclonagem. Nesta etapa ocorre a
classificação da fração fina. É removida através de hidrociclones, a fração areia fina,
que é bombeada para a barragem de rejeito situada em cava exaurida. O que sobrou é
o caulim grosseiro, que segue para a etapa da moagem. Volta para os hidrociclones e é
bombeado para a etapa de peneiramento. O “oversize” é descartado como rejeito, e o
“undersize” é o próprio caulim de carga, transferido para os tanques de decantação.
4. Decantação: parte do decantado segue para o processo de alvejamento,
obedecendo as seguintes etapas:
a) Adição de ácido sulfúrico para redução de pH e ácido fosfórico. b) Adição de hidrosulfito (ditionito) de sódio e alumínio em pó para redução do
ferro. c) Neutralização do caulim com carbonato de sódio. d) Adição de peróxido de hidrogênio para oxidar o óxido de enxofre residual. e) Adição de soda cáustica ou carbonato de sódio para acertar o pH. f) Adição de tripolifosfato de sódio (dispersante).
1 Dados referentes aos processos industriais atualmente empregados na Mineração Horii Ltda., segundo o engenheiro responsável Sérgio Sato.
37
5. Redução do teor de umidade através de filtro-prensa. A etapa de filtragem consiste
na redução de 30 a 55% de umidade para seguir para o processo de secagem com a
utilização de filtros prensa produzindo “tortas” de caulim com umidade entre 30 a 40%
(CETEM, 2005).
6. Dispersão com água para o caulim em solução.
7. Secagem em forno com circulação de ar quente para caulim em pó.
8. Filtração para caulim em pasta.
9. Expedição. O material pode ser expedido via úmida através de caminhões tanque ou
via seca a granel (caminhões silo) ou ensacado (caminhões carroceria).
Na Figura 2, a seguir, é apresentado um diagrama geral simplificado das etapas
do beneficiamento industrial do caulim, desde sua fase bruta até a saída para o
mercado.
38
Figura 2: Diagrama esquemático do beneficiamento de caulim por via úmida. (Fonte: CETEM, 2005).
Segundo informações da Mineração Horii Ltda., a água utilizada no processo
industrial tem circuito fechado, sendo utilizado carbonato de sódio para neutralização.
Durante esse processo contínuo é feita a amostragem das águas para análise e
controle no laboratório químico da própria mineração.
39
6.4. Caracterização do Meio Físico
A caracterização do meio físico foi realizada por meio de pesquisa bibliográfica
para os aspectos de interesse para a pesquisa: aspectos geológicos, aspectos
geomorfológicos, aspectos climatológicos, recursos hídricos superficiais e aspectos
hidrogeológicos. Todos os assuntos são abordados de forma regional, extrapolando a
área de estudo.
6.4.1. Aspectos Geológicos
A geologia regional na área de estudo segundo CPRM (1990), é caracterizada
por rochas do embasamento cristalino de idade pré-cambriana, sedimentos terciários da
Bacia São Paulo e sedimentos quaternários na várzea do rio Taiaçupeba Guassu.
Segundo a estratigrafia no topo os terrenos quaternários são formados por
sedimentos aluviais incluindo areias inconsolidadas com granulação variável, argilas e
cascalhos fluviais, os terrenos terciários compõem a camada estratigráfica intermediária
e são constituídos por depósitos de sistema fluvial e planície fluvial entrelaçados com
predomínio de lamitos arenosos e argilosos da Formação Rezende, e na base a
unidade cristalina formada por migmatitos com paleossoma xistoso e gnáissico (IPT,
2002).
Regionalmente os terrenos cristalinos da RMSP afloram essencialmente em
duas unidades geológicas, separadas pelas falhas de Taxaquara e Cubatão, além das
rochas granitóides intrusivas. O conjunto situado a sul destas falhas é representado
pelo Grupo Açungui, subdividido em Complexo Pilar e Complexo Embu e o conjunto
situado a norte das falhas é representado pelo Grupo São Roque, subdividido em
Grupo São Roque e Grupo Serra de Itaberaba (HASUI, 1975). A área da mineração é
caracterizada por um pegmatito intrusivo, pertencente ao Grupo Açungui, mais
precisamente do Complexo Embu.
Localmente, na área da mina, as rochas têm uma foliação nítida que seguem o
comportamento regional das rochas do Grupo São Roque (de 45º a 65º com um
mergulho Sul). As rochas são gnaisses do tipo granítico foliadas, migmatitos e
micaxistos. Granitos intrusivos de granulação média, não-foliados, contendo turmalina
estão presentes. Pegmatitos quartzíticos verticais, na direção norte-sul, deslocaram os
40
gnaisses foliados. A mineralogia dos pegmatitos é quartzo-feldspato-mica muscovita e
cristais de turmalina que esfarelam facilmente. A área foi toda pesquisada por
sondagem e a profundidade de caulinização é de 30 a 40 metros, com o grau de
caulinização decrescendo com a profundidade (WILSON et al, 1998). Na Figura 3 a
seguir é mostrado o Mapa Geológico da área de estudo.
Base Cartográfica extraída de cartas planialtimétricasdo Instituto Geográfico e Cartográfico de escala 1:10 000
Projeção Universal Transversa de MercatorMeridiano Central : 45ºDatum horizontal : Córrego alegre
Γ
CONVENÇÕES CARTOGRÁFICAS
FERROVIA
CURVA DE NÍVEL
PONTO COTADO
RESERVATÓRIO/LAGORIO
ÁREA URBANA
RODOVIAS/VIAS
46º
REGIÃO METROPOLITANA DE SÃO PAULO
SÃO PAULO
MOGI DAS CRUZES
ÁREA DE ESTUDO
250 0 250 500 750 1000 1250 m
Escala
FIGURA 3 - MAPA GEOLÓGICO
Aluviões em geral, incluindo areias inconsolidadas com granulação variável, argilas e cascalhos fluviais.
TER
CIÁ
RIO
BASE GEOLÓGICA: CIA. DE PESQUISA DE RECURSOS MINERAIS - CPRM, 1990. Projeto Santa Isabel - Mogi das Cruzes - Mauá. Cartas Geológicas, escala 1:50.000, modificadas.
Depósitos de sistema de leque aluvial e planície fluvialentrelaçada com predomínio de lamitos arenosos eargilosos.
Migmatitos com paleossoma xistoso e gnáissico.
Muscovita-biotita-quartzo xistos e sillimanita-quartzo-muscovita xistos, por vezes porfiroblásticos. Localmentefeldspáticos e migmatizados. Intercalações de quartzitos eanfibolitos.
FORMAÇÃORESENDE
PRÉ-
CA
MB
RIA
NO
MICAXISTOS
MIGMATITOS
UNIDADES GEOLÓGICAS
DescriçãoUnidade
SEDIMENTOSALUVIAIS
QU
ATE
R-
NÁ
RIO
RIO
TAI
AÇU
PEBA
GU
ASSU
Parque das Varinhas Estra
da R
io G
ra
Estrada Aroeiras
Jardim 9 de Julho Parque São Martinho
Estrada Pindorama
Rio Doce
373000 374000 375000 mE371000 3720007384000
7385000
7386000
7387000
7388000
7389000
7390000 mN
775
750
775
775
750
775 800
775
775
775 775
825
85082
5
875
900
925
800
775
775
775
775
775
775
800800
775
800
825
800
800
LEGENDAÁrea de mineração
42
6.4.2. Aspectos Geomorfológicos
O sistema de relevo regional presente no contexto da área de estudo faz parte
da Zona do Planalto Paulistano, subzona Colinas de São Paulo. É composta por colinas
pequenas com espigões locais, e altitude variando entre 750 a 800 metros. Este tipo de
relevo é descrito por colinas com topos aplainados a arredondados e vertentes
ravinadas. A drenagem local é de baixa a média densidade, padrão subparalelo a
dendrítico e vales fechados (IPT, 2002).
Em direção ao rio Taiaçupeba Guassu a geomorfologia local é representada por
planícies aluviais, compostas por terrenos baixos ao longo das drenagens sujeitos à
inundações periódicas.
De uma maneira geral, a paisagem geomorfológica na área da mineração
propriamente dita apresenta-se com a topografia bastante alterada, pela presença das
cavas de lavra, bacia de disposição de rejeitos, lagoas não estabilizadas e área de bota
fora na parte ativa da Mineração Horii.
Na área da Mineração Imerys, hoje desativada, os taludes encontram-se
estabilizados e revegetados e é observada a existência de três lagoas artificiais: Lagoa
Industrial, Lagoa São Caetano e Lagoa Bianchi. Essas lagoas representam as antigas
cavas e hoje estão preenchidas pelos rejeitos provenientes do beneficiamento do
minério no sentido de minimizar as alterações topográficas impostas pela lavra.
43
6.4.3. Aspectos Climatológicos
A caracterização climática de grande parte do município de Mogi das Cruzes,
segundo a nomenclatura de Köppen, é classificada como do tipo Cwa, caracterizado
por clima subtropical, com chuvas de verão e verões quentes. A temperatura média do
ar é de 20°C, sendo os meses de junho e julho os mais frios com média de 16,2°C, e os
meses mais quentes de janeiro e fevereiro com média de 23,1°C (CEPAGRI, 2007).
A caracterização das chuvas da área foi feita com os dados da Estação E3-223 –
Taiaçupeba, do Banco de Dados Pluviométricos do Estado de São Paulo do DAEE,
disponível para download no site do DAEE. A estação está localizada nas coordenadas
23°40’ Latitude Sul e 46°11’ Longitude Oeste, a 790 metros de altitude, e os dados
utilizados para a caracterização histórica referem-se ao período de 1970 a 1997.
Analisando a médias mensais históricas de 1970 a 1997, no período do verão, de
dezembro a março, é onde se concentra a maior parte das chuvas, ultrapassando o
limite dos 200 mm mensais, sendo janeiro o mês mais chuvoso com média de 278,1
mm mensais. Os meses de junho, julho e agosto são caracterizados por índices
pluviométricos baixos, sendo o mês de agosto o mais seco com média de 48,9 mm
mensais, representados da Figura 4.
As oscilações sazonais do clima e das chuvas refletem na variação do nível
d’água por meio da infiltração das águas pluviais. Durante a época das chuvas,
aumenta-se o índice de infiltração das águas pluviais que alimentam o aqüífero freático
livre, oscilando o nível d’água em função da sua recarga. Da mesma forma, durante o
inverno na época de chuvas mais escassas, ocorre uma redução na infiltração dessas
águas e, portanto um nível d’água mais baixo.
Na Figura 5 a seguir, é representado o total pluviométrico mensal no período de
agosto de 2004 a agosto de 2005, referente à época da coleta e interpretação dos
dados da pesquisa. Conforme a regra, os meses de junho, julho e agosto representam
o período mais seco, com baixos índices pluviométricos, mas como pode ser
observado, com as médias mensais abaixo das médias históricas. Assim como no
período de seca, o mês mais chuvoso, janeiro, apresentou 291,8 mm mensais, índice
44
também acima da média histórica. O total anual para a área neste período foi de
1289,7 mm.
Estação E3-223 - Taiaçupeba
0
50
100
150
200
250
300
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov DezMeses
Altu
ra P
luvi
omét
rica(
mm
)
Média mensal histórica
Figura 4: Precipitação média mensal histórica (1970 – 1997).
E3-223 Taiaçupeba
0
50
100
150
200
250
300
350
ago set out nov dez jan fev mar abr mai jun jul agoMeses
Altu
ra P
luvi
omét
rica
(mm
)
Total mensal (mm)
Figura 5: Precipitação total mensal no período de agosto de 2004 a agosto de 2005.
45
6.4.4. Recursos Hídricos Superficiais
A área de estudo está inserida na Bacia Hidrográfica do Alto Tietê/Cabeceiras,
localizada na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), porção leste do Planalto
Paulistano. Está inserida na Unidade de Gerenciamento dos Recursos Hídricos
(UGRHI) 6 - Alto Tietê, próximo ao Reservatório de Taiaçupeba na vertente do rio
Taiaçupeba Guassu.
A Resolução CONAMA 357/05 (CONAMA, 2005) que classifica as águas
brasileiras segundo seu uso prepoderante, define a Bacia do Rio Taiaçupeba
pertencente à Classe I, onde não se podem jogar efluentes domésticos e industriais
diretamente em seus corpos d’água sem o devido tratamento, pois serve para o
abastecimento público após tratamento simplificado; proteção das comunidades
aquáticas; recreação de contato primário; irrigação de hortaliças que são consumidas
cruas e de frutas que se desenvolvem rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem
remoção de película e também à criação natural ou intensiva (aqüicultura) de espécies
destinadas à alimentação humana.
Apesar de hoje a topografia da área de estudo esta bastante alterada devido ao
processo de extração do mineral, a área apresenta-se como um divisor topográfico
local, onde suas drenagens correm diretamente no Rio Taiaçupeba Guassu a leste, e
nas partes sul e norte em outros afluentes maiores que também drenam no Taiaçupeba
Guassu.
Atualmente, a área também apresenta três lagoas artificiais denominadas São
Caetano, Bianchi e Industrial que estão estabilizadas na área da Mineração Imerys.
Na área da Mineração Horii possui duas lagoas ainda não estabilizadas: uma de
drenagem das águas pluviais e outra denominada lagoa de recirculação. Nas
drenagens naturais e também nas lagoas artificiais foram coletadas amostras para a
caracterização hidroquímica e avaliação da qualidade das águas superficiais.
46
6.4.5. Aspectos Hidrogeológicos
A Bacia do Alto Tietê (BAT) é formada por unidades geológicas distintas que
englobam as rochas pré-cambrianas do embasamento cristalino, sedimentos neógenos
e paleógenos terciários e os depósitos neocenozóicos. Este contexto geológico define
as duas unidades aqüíferas presentes na BAT como Sistema Aqüífero Sedimentar e
Sistema Aqüífero Cristalino (HIRATA e FERREIRA, 2000).
No Sistema Aqüífero Sedimentar (SAS) as águas percolam por entre o pacote
sedimentar das Unidades Terciárias e Quaternárias. As Unidades Terciárias são
formadas pelos sedimentos oligocênicos da Bacia de São Paulo, relacionado com o
sistema de leques aluviais e à planície fluvial da Formação Resende, com
predominância de lamitos arenosos a argilosos. As Unidades Quaternárias que
constituem os depósitos sedimentares recentes possuem predominância de sedimentos
areno-argilosos.
O Sistema Aqüífero Cristalino (SAC) ocorre nos domínios das rochas cristalinas
do embasamento e é subdividido em duas unidades segundo seu comportamento
hidráulico entre rocha sã e rocha alterada (intemperizada). As águas subterrâneas da
rocha sã escoam por entre as fraturas e fissuras das rochas e as águas da rocha
alterada escoam nos interstícios da rocha decomposta.
Nas rochas intemperizadas o aqüífero presente possui uma porosidade granular
bastante heterogênea e geralmente isotópico, de natureza livre e com espessura média
de 50 metros. Sob o manto de intemperismo e muitas vezes conectado hidraulicamente,
ocorre o aqüífero cristalino propriamente dito (rocha sã), onde as águas circulam por
descontinuidades rúpteis das rochas (fraturas e falhas abertas). Esta unidade é de
caráter livre a semi-livre e heterogêneo e anisotrópico (HIRATA e FERREIRA, op.cit.).
As características da porção intemperizada do SAC foram estudadas por
REBOUÇAS in HIRATA e FERREIRA (op.cit.), e mostrou que a condutividade hidráulica
varia em função do nível de alteração das rochas. Condutividade baixa da ordem de
1x10 -6 a 1x10 -7 m/s são encontradas no terço superior do perfil de alteração e
condutividade alta da ordem de 1 x 10-3 a 1 x 10-4 m/s na zona de transição entre a
rocha relativamente alterada e a rocha sã.
47
6.5. Modelagem Matemática
Em fevereiro de 2006 foi realizado o relatório “Modelagem de Fluxos
Subterrâneos em área da Empresa de Mineração Horii Ltda e Imerys do Brasil
Comércio de Extração de Minérios Ltda” (2006), onde foi simulada a trajetória das
partículas, nos processos de advecção e dispersão, a partir dos poços de
monitoramento instalados até sua área de descarga, referindo-se ao rio Taiaçubeba
Guassu propriamente dito. A modelagem efetuada na área foi feita em atendimento à
exigência da CETESB, e foi contratada pelas minerações Horii e Imerys, que
disponibilizaram os dados para este trabalho e cujos resultados são abordados de
forma resumida a seguir.
Segundo CABRAL e DEMÉTRIO (2000), os modelos são de modo geral
ferramentas fundamentais para o planejamento e previsões de situações reais. São
representações simplificadas de uma situação real e, portanto, possuem suas
limitações. O modelo matemático é a representação por meio de equações
matemáticas, que no caso aplicado à hidrogeologia, são utilizadas as equações que
regem o fluxo subterrâneo.
Para CAVALCANTI (2002), a modelagem matemática fundamenta o melhor
entendimento da dinâmica dos sistemas hidrogeológicos e a previsão de distintos
cenários futuros. O modelo matemático é aplicado a partir da definição de um modelo
hidrogeológico e quanto melhor for a qualidade dos dados de entrada e a compreensão
do modelo conceitual do sistema, melhores serão os resultados da modelagem
matemática.
O modelo hidrogeológico ou conceitual é executado de forma a simplificar o
problema real apresentado, organizar os dados existentes, obtendo-se uma melhor
interpretação do funcionamento do sistema e facilitando sua análise. A partir do modelo
conceitual é definido o domínio do modelo, o tipo de aqüífero a ser modelado, as
condições iniciais e de contorno e as fontes e sumidouros (CAVALCANTI, op.cit.).
De forma esquemática podemos representar as etapas da modelagem
matemática aplicada em hidrogeologia da seguinte forma (Figura 6).
48
Figura 6 – Representação dos modelos matemáticos de acordo com Cabral e
Demétrio (2000).
O fluxo da água subterrânea corresponde ao fluxo advectivo e foi calculado por
meio da Lei de Darcy. O coeficiente de dispersão longitudinal (DL) adotado foi da ordem
de 15m e o coeficiente de dispersão transversal e vertical equivalente a 0,2 DL.
Para a formulação do modelo conceitual os dados de entrada são compatíveis
aqueles levantados para a atual pesquisa, em relação à conceituação geológica,
hidrogeológica e pluviométrica local.
Para o modelo matemático foi utilizado o programa modular tridimensional
MODFLOW, que contém um algoritmo utilizado para resolver o modelo matemático de
forma numérica. Este programa apresenta como resultado a distribuição das cargas
hidráulicas, os rebaixamentos ou elevações em cada célula, além do balanço de massa
geral e de fluxos na interface do aqüífero com rios e lagos.
Na elaboração do modelo matemático foram definidas as condições de contorno,
por meio dos limites hidráulicos e físicos, como sendo a norte, sul e leste os divisores
d’água da bacia localizados nas áreas topograficamente elevadas (limites hidráulicos),
e no limite oeste o nível d’água do rio Taiaçupeba Guassu (limite físico). As condições
iniciais são representadas pela carga hidráulica medida em novembro de 2005, as
cotas topográficas das lagoas São Caetano, Bianchi e Industrial.
A indicação do fluxo compreendeu o traçado das partículas do centro das células
nos quais os poços se encontram até sua descarga natural, sendo elas assim
identificadas:
MODELO CONCEITUAL Entendimento dos conceitos físicos do problema.
MODELO MATEMÁTICO Equações matemáticas, condições iniciais e de contorno para descrever o fenômeno físico.
MODELO NUMÉRICO Equações aproximadas numericamente, resultando em um sistema de equações resolvido por computador.
49
1) Rio Taiaçupeba Guassu nos poços PM-02, PM-03, PM-22, PM-27, PM-28, PM-29,
PM-30 e PM-SW;
2) Lagoa São Caetano nos poços PM-04, PM-05, PM-06, PM-07 e PM-08;
3) Lagoa Industrial nos poços PM-09, PM-10, PM-19, PM-20 e PM-21;
4) Lagoa Bianchi no poço PM-07;
5) Lagoa de Recirculação no poço PM-24;
6) Lagoa de Drenagem Pluvial no poço PM-11;
O resultado do sentido do escoamento das águas subterrâneas resultante do
modelo calibrado pode ser visualizado na Figura 7 a seguir.
Foi identificado também que as águas subterrâneas dos poços PM-25, PM-13,
PM-14 e PM-12 estão sob a influência da atual cava da Mineração Horii, na trajetória de
suas partículas.
A simulação de transporte para 5 e 10 anos considerou as concentrações das
cargas estimadas nas análises químicas de novembro de 2005, nos poços com
concentrações superiores aos valores orientadores de intervenção (V.O.I.) para ferro,
alumínio, manganês, zinco e sulfato.
Os resultados para a simulação de fluxo foram, de maneira geral, que nenhum
dos parâmetros considerados atingirá a drenagem principal representada pelo rio
Taiaçupeba Guassu no período de 10 anos.
50
Figura 7 – Sentido do escoamento das águas subterrâneas resultante do modelo calibrado. (Fonte: Modelagem de Fluxos Subterrâneos em área da Empresa de Mineração Horii Ltda e Imerys do Brasil Comércio de Extração de Minérios Ltda, 2006).
51
6.6. Avaliação de Risco
Em abril de 2006 foi entregue à CETESB o relatório da “Avaliação de Risco em
área da Empresa de Mineração Horii Ltda e Imerys do Brasil Comércio de Extração de
Minérios Ltda”, para a área das minerações em estudo, em cumprimento ao termo de
ajustamento de conduta (TAC) emitido pela CETESB em março de 2005. Igualmente à
modelagem matemática de fluxos, a avaliação de risco foi efetuada em atendimento à
exigência da CETESB e, da mesma forma, os dados foram disponibilizados pelas
minerações Horii e Imerys. Os resultados são abordados de forma sintetizada a seguir.
Segundo a CETESB (2006), o objetivo principal da etapa de avaliação de risco
no gerenciamento de uma área contaminada é identificar e quantificar os riscos à saúde
humana, decorrentes desta área. Neste tipo de trabalho é priorizado o risco à saúde
humana e à segurança da população, dentre os bens expostos, e de modo secundário,
o ecossistema, a produção agrícola, as edificações e instalações urbanas.
Para avaliação da toxicidade de um determinado contaminante é considerada a
intensidade, freqüência, duração e caminhos da exposição humana, atual ou futura
(cenários). A concentração do contaminante é medida no ponto de exposição, e suas
concentrações teóricas devem ser estimadas por meio de modelos de transporte de
massa. Os resultados obtidos são comparados aos dados toxicológicos específicos
para cada composto de interesse, e a partir deles é definido o risco carcinogênico e
não-carcinogênico. A identificação e quantificação dos riscos, em uma determinada
área contaminada subsidiarão a definição dos objetivos a serem atingidos na
remediação e as medidas corretivas a serem adotadas (CETESB, op.cit.).
A metodologia utilizada para a avaliação de risco foi embasada no Risk Based
Corrective Action (RBCA), desenvolvido pela agência norte-americana para áreas
contaminadas por hidrocarbonetos. Para que seja caracterizado um efeito nocivo à
saúde, segundo a metodologia RBCA, é preciso que haja uma fonte de contaminação
(solo superficial, subsuperficial e água subterrânea), um mecanismo de transporte
(erosão, volatização e lixiviação), uma rota de exposição (ingestão, inalação e absorção
dérmica) e potenciais receptores (trabalhadores, moradores em geral e transeuntes).
Para a avaliação de risco foi usado o software RISC 4.0 para definição do quociente de
risco.
52
A caracterização da contaminação foi feita utilizando os resultados das
concentrações máximas encontradas nas análises químicas da campanha de
monitoramento de fevereiro de 2006. Os elementos Al, Fe, Mn e sulfato apresentaram
valores acima do valor orientador de intervenção (V.O.I.) na análise considerada, e o
zinco não apresentou valor acima do V.O.I. (5,0 mg/L). Para o modelo de transporte
foram utilizados os resultados do Relatório de Modelagem de Fluxo Subterrâneo de
fevereiro de 2006.
As rotas de exposição consideradas por meio da água subterrânea foram: a
inalação de vapores em ambientes abertos e fechados, o contato dérmico, a ingestão
das águas e a inalação de gotículas. Os receptores considerados foram os funcionários
da mineração, trabalhadores e residentes do entorno.
A caracterização dos cenários reais e potenciais obtidos podem ser visualizados
nas Tabelas 2 e 3 a seguir:
Tabela 2 - Caracterização dos cenários reais.
Área Cenário Receptores Rotas de exposição Contaminantes de interesse
Mineração Horii/Imerys Real 1 Trabalhadores
Água subterrânea Inalação de vapores em
ambientes abertos Metais
Residências e comércios mais próximos situados no entorno
Real 2 Residentes e trabalhadores
Água subterrânea Inalação de vapores em
ambientes abertos Metais
Mineração Horii/Imerys Real 3 Trabalhadores
Água subterrânea Inalação de vapores em
ambientes fechados Metais
Residências e comércios mais próximos situados no entorno
Real 4 Residentes e trabalhadores
Água subterrânea Inalação de vapores em
ambientes fechados Metais
Residências e comércios mais próximos situados no entorno que possuem os poços cacimbas
Real 5 Residentes e trabalhadores
Água subterrânea Contato dérmico; Ingestão; e Inalação de vapores e
gotículas
Metais
53
Tabela 3 – Caracterização dos cenários potenciais.
Área Cenário Receptores Rotas de exposição Contaminantes de interesse
Residência e Comércio do entorno
Potencial 1 Residentes e trabalhadores
Água subterrânea Contato dérmico; Ingestão; e Inalação de vapores
e gotículas
Metais
Rio Taiaçupeba- Guassu Potencial 2 Residentes e
trabalhadores
Água subterrânea Contato dérmico; Ingestão; e Inalação de vapores
e gotículas
Metais
Poço tubular profundo da mineração Horii
Potencial 3 Trabalhadores da mineração
Água subterrânea Contato dérmico; Ingestão; e Inalação de vapores
e gotículas
Metais
Lagoas de águas superficiais nas minerações
Potencial 4 Trabalhadores da mineração
Água subterrânea Contato dérmico; Ingestão; e Inalação de vapores
e gotículas
Metais
Os contaminantes de interesse Al, Fe, Mn e Zn não apresentam risco
carcinogênico à saúde humana, segundo a bibliografia consultada, a exceção do
sulfato, cujo órgão ambiental ainda não definiu suas características e efeitos
toxicológicos.
Os resultados da análise de risco para os cenários propostos mostraram que não
foram obtidos quocientes de risco superiores ao limite recomendado pela CETESB
(2001b) para compostos não-carcinogênico, mas que havendo mudanças nos cenários
considerados deverá ser realizada uma nova avaliação.
54
7. RESULTADOS
O Capítulo 7 mostra os resultados obtidos a partir das análises químicas das
amostras de agosto de 2004 e a incorporação dos resultados pesquisados nos
relatórios pré-existentes até novembro de 2005. Para melhor visualização os resultados
foram divididos entre os subcapítulos águas subterrâneas e águas superficiais.
7.1. Águas Subterrâneas
Para as águas subterrâneas foram executadas as caracterizações hidrogeológica
e hidrogeoquímica. A caracterização hidrogeológica compreendeu a definição do Mapa
Potenciométrico da área de estudo, para agosto de 2004 e para novembro de 2005.
Também foram definidos os parâmetros: gradiente hidráulico, condutividade hidráulica,
porosidade efetiva, para o cálculo da velocidade do fluxo subterrâneo.
A caracterização hidroquímica compreendeu a execução dos Mapas de
Concentrações para alumínio, ferro, manganês, zinco e sulfato, para agosto de 2004 e
para novembro de 2005. Também foram analisados os resultados obtidos no
monitoramento trimestral compreendendo o período supracitado.
55
7.1.1. Caracterização Hidrogeológica
As condições hidrogeológicas da área de estudo são definidas localmente pela
circulação das águas subterrâneas no manto de alteração intempérica do corpo
geológico pegmatítico propriamente dito. Este é o sistema que define o aqüífero livre
local.
A movimentação da água subterrânea segue o modelo clássico de
deslocamento, onde a água flui através de uma permeabilidade intergranular das áreas
de recarga (maior potencial hidráulico) para as áreas de descarga (menor potencial
hidráulico). Como se trata de uma área alterada topograficamente, onde a drenagem
superficial natural passou por alterações de fluxo e também com a presença de lagoas
artificiais, que podem induzir um novo sistema de circulação das águas subterrâneas,
observou-se que o maior o número de poços de monitoramento é melhor para a
definição do sentido do fluxo subterrâneo.
Foram tomadas as cotas dos 31 poços e locados na base cartográfica para a
localização e organização dos mesmos. De uma maneira geral os poços estão bem
distribuídos em toda área de estudo e também fora da área da mineração. Dois dos
poços bem representativos estão localizados na porção nordeste (PM-NE) e na porção
sudoeste (PM-SW), no sentido do corpo pegmatítico. A Figura 8 mostra a localização
dos poços de monitoramento na área de estudo
56
RIO
TAI
AÇU
PEBA
GU
ASSU
Parque das Varinhas Estra
da R
io G
ra
Estrada Aroeiras
Jardim 9 de Julho Parque São Martinho
Estrada Pindorama
Rio Doce
373000 374000 375000 mE371000 3720007384000
7385000
7386000
7387000
7388000
7389000
7390000 mN
PM 9
PM 16PM 20
PM 19PM 8
PM 29PM 2
PM 24
PM 11
PM 28
PM 30
775
750
775
775
750
775 800
775
775
775 775
825
850
825
875
900
925
800
775
775
775
775
775
775
800800
775
800
825
800
800
PM 3 PM 4PM 5
PM 6PM 7
PM 10
PM 12
PM 13
PM 14
PM 15
PM 16A
PM 17 PM 18
PM 21PM 22
PM 23
PM 25
PM 26
PM 27
PM NE
PM SW
Γ
CONVENÇÕES CARTOGRÁFICAS
FERROVIA
CURVA DE NÍVEL
PONTO COTADO
RESERVATÓRIO/LAGO
RIO
ÁREA URBANA
RODOVIAS/VIAS
FIGURA 8 - LOCALIZAÇÃO DOS POÇOS DE MONITORAMENTO
Legenda
Área de mineração
PM - poço de monitora
Base Cartográfica extraída de cartas planialtimétricasdo Instituto Geográfico e Cartográfico de escala 1:10 000
Projeção Universal Transversa de MercatorMeridiano Central : 45ºDatum horizontal : Córrego alegre
300 0 300 600
Escala 1 : 30 000
57
O Mapa Potenciométrico foi obtido a partir dos resultados das medidas do nível
d’água e a determinação da carga hidráulica (potencial hidráulico) de cada poço de
monitoramento, medido em campo na estação seca (agosto/2004). O nível d’água de
cada poço foi medido antes do esgotamento dos mesmos para a coleta das amostras.
A carga hidráulica foi obtida pela diferença da cota do terreno com o nível d’água
para cada poço de monitoramento conforme mostrado na Tabela 4 a seguir.
Tabela 4 – Carga Hidráulica obtida em agosto de 2004.
Poço X Y Cota do terreno (m)
Nível d’água (m)
Carga hidráulica
(m) PM-02 371820 7386599 759,80 2,5 757,30 PM-03 371851 7386765 762,14 3,08 759,06 PM-04 372189 7386750 773,59 11,1 762,49 PM-05 372342 7386684 787,60 19,35 768,25 PM-06 372358 7386388 773,45 2,62 770,83 PM-07 372066 7386399 762,76 2,61 760,15 PM-08 372414 7386292 786,26 15,75 770,51 PM-09 372477 7386623 777,53 2,53 775,00 PM-10 372522 7386715 781,47 7,59 773,88 PM-11 372214 7387034 769,99 2,73 767,26 PM-12 372609 7387065 773,99 2,52 771,47 PM-13 372786 7386951 774,66 9,11 765,55 PM-14 372891 7386735 785,41 6,5 778,91 PM-15 373021 7386060 762,45 0 762,45
PM-16A 373145 7386454 806,85 12,35 794,50 PM-17 372754 7386005 762,38 3,73 758,65 PM-18 373182 7385942 763,86 1,43 762,43 PM-19 372694 7386332 792,00 10,94 781,06 PM-20 372706 7386398 * 15,46 * PM-21 372662 7386444 794,00 21,48 772,52 PM-22 371757 7386426 760,43 6,5 753,93 PM-23 372051 7386986 782,59 13,5 769,09 PM-24 373035 7386770 793,78 13,24 780,54 PM-25 372721 7387194 795,84 12,96 781,88 PM-26 373653 7386876 813,05 21 792,05 PM-27 372145 7385986 784,86 20 764,86 PM-28 371700 7386701 759,35 5,5 753,85 PM-29 371820 7386688 760,93 4 756,93 PM-30 371725 7386574 764,59 10 754,59 PM-SW 371822 7385828 756,00 2,85 753,15 PM-NE 373289 7387348 772,50 3,51 768,99
* sem informação
58
Foi identificada a área de recarga do aqüífero freático próxima aos poços PM-
16A e PM-26, determinadas com potencial acima de 790 metros. Nas proximidades do
PM-25 com potencial de 781,88 metros, também foi identificado um divisor de águas
subterrâneas, onde o fluxo segue em direção nordeste, no sentido do PM-NE (768,99
m) e na direção sul/sudeste para os PM-13 (765,55m) e PM-12 (771,47 m).
As águas subterrâneas seguem na direção dos mais baixos potenciais que foram
definidos a leste, no sentido dos poços PM-22, PM-28 e PM-30 (753,93 m, 753,85 m e
754,59 m), para sudoeste no sentido dos PM-27 (764,86 m) e PM-SW (753,15 m), e
para sul no sentido dos poços PM-17 e PM-18 (758,65m e 762,43 m).
A principal área de descarga do aqüífero freático identificada foi o rio Taiaçupeba
Guassu no sentido direção oeste da mineração. Na direção sul o fluxo subterrâneo
segue para um pequeno córrego que deságua no rio Doce e assim para o rio
Taiaçupeba Guassu. Neste ponto constatou-se a presença de área alagadiça e
pequenas barragens nos sítios ao redor, próximos ao PM-15 que na época da coleta
apresentou o afloramento de suas águas sendo considerado o nível d’água a cota do
terreno.
Neste trabalho não foi considerado a cota das lagoas São Caetano, Bianchi,
Industrial, de drenagem pluvial e de recirculação existentes na área. As mesmas de
alguma forma podem influenciar a movimentação local, mas comparando-se os
resultados obtidos com os do Relatório de Modelagem Matemática (2006), não foram
observados resultados muito discrepantes.
Na Figura 9 a seguir é apresentado o Mapa Potenciométrico de agosto de 2004
para área de estudo.
PM-02
PM-03 PM-04
PM-05
PM-06PM-07
PM-08
PM-09
PM-10
PM-11
PM-12
PM-13
PM-14
PM-15
PM-16PM-16A
PM-17
PM-18
PM-19PM-20
PM-21PM-22
PM-23
PM-24
PM-25
PM-26
PM-27
PM-28PM-29
PM-30
PM-SW
PM-NE
371600 371900 372200 372500 372800 373100 373400 3737007385800
7386000
7386200
7386400
7386600
7386800
7387000
7387200
7387400
7387600
752
755
758
761
764
767
770
773
776
779
782
785
788
791
ESC
ALA
CRO
MÁT
ICA
DE
COT
AS
DO N
ÍVE
L D
' ÁG
UA
(met
ros)
PONTOS AGOSTO DE 2004LEGENDA
DIREÇÃO DE FLUXO D' ÁGUABOTAFORA E BACIA DEDECANTAÇÃO DESATIVADA
LAGOA DE RECIRCULAÇÃO
LAGOA ATERRADALAGOA DE DRENAGEM PLUVIAL
DEPÓSITO DE REJEITOS
Figura 9 - Mapa potenciométrico da área de estudo (agosto de 2004).
60
A partir do Mapa Potenciométrico obtido foi calculado o gradiente hidráulico para
a área de estudo, como sendo a diferença entre a carga hidráulica entre dois pontos
dividida pelo seu comprimento.
Foram determinados quatro pontos para a determinação do gradiente hidráulico.
Entre os poços PM-08 e PM-27 foi obtido um gradiente hidráulico de 0,0389 ou 3,89%,
entre os poços PM-16A e o PM-18 o gradiente obtido foi de 0,061 ou 6,1%, entre os
poços PM-07 e PM-22 foi obtido o gradiente de 0,021 ou 2,1% e entre os poços PM-13
e PM-25 de 0,06 ou 6%.
Como resultado médio para o gradiente hidráulico da área foi obtido o valor de
0,045 ou 4,5%.
Para a determinação da condutividade hidráulica da área foram utilizados os
resultados do coeficiente de permeabilidade (K) do terreno obtido na instalação dos
novos poços de monitoramento pela empresa WPP/Serviços Geotécnicos Alphasonda
(WPP, 2004). Foram efetuados ensaios de permeabilidade utilizando o método de
recuperação preconizado pela Associação Brasileira de Geologia de Engenharia -
ABGE.
Os resultados para condutividade hidráulica obtidos para os novos poços
instalados foram: para o PM-27 de 1,50 x 10 -3 cm/s, para o PM-16A de 3,94 x 10-4
cm/s, para o PM-22 de 1,33x 10 -3 cm/s e para o PM-25 de 4,06 x 10 -4 cm/s.
Como resultado médio para condutividade hidráulica local foi estimado um valor
de 9,07 x 10-4 cm/s.
O resultado estimado de porosidade efetiva média local, de acordo com FETTER
(1989), foi definido como um silte com 18% de porosidade.
A partir dos resultados acima descritos foi calculada a velocidade do fluxo
subterrâneo a partir Lei de Darcy, na qual afirma que a velocidade de um fluido no meio
poroso é proporcional ao gradiente hidráulico. Para isso foi considerado como fluido
para o transporte apenas a água em seu transporte advectivo. O resultado médio obtido
para a velocidade da água foi de 2,26 x 10 -4 cm/s.
Com os dados de precipitação total anual no período de agosto/2004 a
julho/2005 de 1289,7 mm, e de acordo com HIRATA e FERREIRA (2000), que definem
a recarga dos sistemas aqüíferos a Bacia do Alto Tietê na ordem de 23% da
precipitação total anual, o valor da recarga no período considerado foi de 386,91 mm.
61
Para comparar a carga hidráulica entre os períodos de seca e o período de
chuva foi executado o mapa potenciométrico para novembro de 2005, referente ao
último ano de análise dos dados de monitoramento.
Os resultados obtidos mostraram de maneira geral que o nível d’água
apresentou-se um pouco mais alto, conforme esperado, devido ao maior índice
pluviométrico em comparação aos dados de agosto de 2004.
Em relação ao fluxo subterrâneo poucas diferenças foram observadas, sendo
apenas notadas mudanças mais expressivas nas cargas hidráulicas dos poços PM-27,
PM-08, PM-06, PM05 e PM-11, mas sem afetar o sentido do fluxo na área. O mapa
potenciométrico obtido para novembro de 2005 é representado na Figura 10 a seguir.
PM-02
PM-03 PM-04
PM-05
PM-06PM-07
PM-08
PM-09
PM-10
PM-11
PM-12
PM-13
PM-14
PM-15
PM-16A
PM-17
PM-18
PM-19PM-20
PM-21PM-22
PM-23
PM-24
PM-25
PM-26
PM-27
PM-28PM-29
PM-30
PM-SW
PM-NE
371600 371800 372000 372200 372400 372600 372800 373000 373200 373400 3736007385800
7386000
7386200
7386400
7386600
7386800
7387000
7387200
7387400
7387600
760
765
770
775
780
785
790
795
800
805
810
POÇOS DE MONITORAMENTO
LEGENDA
DIREÇÃO DE FLUXO D' ÁGUABOTAFORA E BACIA DEDECANTAÇÃO DESATIVADALAGOA DE RECIRCULAÇÃO
LAGOA ATERRADALAGOA DE DRENAGEM PLUVIALDEPÓSITO DE REJEITOS
ES
CA
LA C
RO
MÁ
TIC
A D
E C
OT
AS
DO
NÍV
EL
D' Á
GU
A (
met
ros)
Figura 10 - Mapa potenciométrico da área de estudo (novembro de 2005).
63
7.1.2. Caracterização Hidrogeoquímica
Os resultados obtidos na caracterização hidroeoquímica in situ tiveram como
objetivo caracterizar a qualidade das águas subterrâneas por meio dos parâmetros pH,
Eh, oxigênio dissolvido e condutividade elétrica. Não existe um parâmetro definido
como padrão de qualidade para as águas subterrâneas, mas com as medições em
campo é possível relacionar todos os resultados obtidos para uma caracterização geral.
O pH medido em campo, logo após a retirada das amostras das águas dos
poços, mostra que de maneira geral se apresenta de forma ácida nas águas
subterrâneas da área, com valor médio de 5,46.
Em relação ao Eh foi obtido um resultado médio para a área de 296,9 mV,
indicando um ambiente oxidante em todas as amostras coletadas. Os resultados
obtidos nas amostras para o oxigênio dissolvido variaram bastante de 1,04 mg/L no
PM-10 até 5,74 mg/L no PM-14.
Os resultados de condutividade elétrica também variaram bastante com valores
baixos de 28 μs/cm no PM-25 até 1093 μs/cm no PM-07. Os altos valores de
condutividade elétrica sugerem um alto índice de íons e/ou sólidos dissolvidos nas
águas subterrâneas. Na Tabela 5 a seguir são mostrados os resultados obtidos em
todos os pontos de coleta, com exceção do PM-08 em que se apresentou seco no dia
de coleta após o esgotamento do mesmo no dia anterior.
64
Tabela 5 – Parâmetros analisados em campo (agosto/2004).
Nº pH Eh (mV) Oxigênio Dissolvido (mg/L)
Condutividade Elétrica (μ s/cm)
PM-02 5,01 +343 2,64 393 PM-03 4,94 +348 3,47 53 PM-04 4,89 +360 2,84 327 PM-05 5,18 +268 2,13 247 PM-06 5,93 +243 2,42 729 PM-07 4,81 +345 1,81 1093 PM-08 * * * * PM-09 5,82 +232 3,72 231 PM-10 4,66 +317 1,04 326 PM-11 5,52 +254 2,02 522 PM-12 6,46 +280 4,84 261 PM-13 4,77 +358 3,84 218 PM-14 6,98 +107 5,74 207 PM-15 5,27 +238 1,14 269
PM-16A 5,91 +299 4,53 86 PM-17 5,25 +353 2,61 257 PM-18 5,53 +357 3,86 35 PM-19 4,49 +376 3,00 380 PM-20 6,27 +101 1,38 403 PM-21 5,28 +279 1,48 606 PM-22 4,96 +316 3,17 603 PM-23 5,34 +341 4,66 444 PM-24 5,04 +323 3,36 351 PM-25 5,58 +346 4,1 28 PM-26 6,3 +289 5,03 484 PM-27 5,89 +300 4,55 301 PM-28 5,75 +352 4,21 57 PM-29 6,09 +315 4,49 318 PM-30 5,66 +316 3,77 465 PM-SW 5,74 +177 2,83 167 PM-NE 4,71 +376 3,29 100
65
7.1.2.1. Mapas de Concentrações
Conforme a metodologia proposta para o trabalho foram executados os mapas
hidrogeoquímicos, chamados de mapas de concentrações, que mostram a distribuição
em planta das concentrações dos elementos de interesse, alumínio, ferro, manganês,
zinco e sulfato, presentes nas águas subterrâneas na coleta das amostras.
Para obtenção dos mapas finais foi utilizado o software Surfer 8, com o sistema
de grade de interpolação utilizando-se o método da krigagem. É importante ressaltar
que o mapa de concentração indica a concentração de uma substância em um
determinado ponto de coleta, com a interpolação entre resultados das análises
químicas nos diferentes poços de monitoramento. Este sistema diferencia da
metodologia da modelagem hidrogeoquímica que indica a pluma de contaminação
através dos resultados das análises e a caracterização hidrogeológica local.
Foram constatados nas análises químicas das amostras coletadas em agosto de
2004 valores anômalos para alumínio, ferro, manganês, zinco e sulfato em alguns dos
poços de monitoramento, acima daqueles definidos pelos padrões de potabilidade
estabelecidos pela Portaria n°518/04 do Ministério da Saúde e os Valores Orientadores
para Solos e Águas Subterrâneas para o Estado de São Paulo da CETESB (2001a).
Para a área da mineração foram definidos como valor de background as
amostras coletadas nos poços PM-16A e PM-26, situados a montante das instalações
industriais da mineração e fora de seu limite de propriedade respectivamente. Estes
poços são chamados de poços de controle e tanto na campanha de agosto de 2004
quanto em todas as campanhas analisadas os valores destes poços não apresentaram
anomalias.
Os resultados obtidos na campanha de agosto de 2004 são mostrados na Tabela
6 a seguir.
66
Tabela 6 – Resultados das análises químicas para água subterrâneas (agosto/ 2004).
Poço de Monitoramento SO4 (mg/L) Fe (mg/L) Mn (mg/L) Al (mg/L) Zn (mg/L)
V.O.I. 500 0,3 0,4 0,2 5,0 PM-02 127,84 <0,01 0,04 0,03 <0,01 PM-03 3,35 <0,01 0,07 0,04 <0,01 PM-04 35,73 <0,01 1,26 0,1 0,9 PM-05 129,75 0,35 5,82 0,05 0,5 PM-06 145,59 0,1 6,95 0,03 0,28 PM-07 426,78 0,05 26,76 0,3 5,14 PM-08 - - - - - PM-09 627,62 0,08 20,63 <0,03 0,21 PM-10 1271,25 0,02 27,39 5,23 0,99 PM-11 3,01 <0,01 0,67 <0,03 <0,01 PM-12 2,95 <0,01 0,01 <0,03 <0,01 PM-13 894,54 0,02 0,75 0,26 0,02 PM-14 737,77 0,15 11,45 0,04 <0,01 PM-15 1358,38 1,25 48,7 0,03 5,5
PM-16A 4,54 0,07 0,07 0,03 0,02 PM-17 2,71 <0,01 <0,01 <0,03 <0,01 PM-18 0,88 <0,01 0,01 <0,03 <0,01 PM-19 1859,08 0,07 61,44 14,32 3,72 PM-20 42,12 3,17 28,94 0,05 <0,01 PM-21 10,84 0,06 1,22 <0,03 0,02 PM-22 202,19 0,03 1,61 0,81 1,9 PM-23 5,41 0,03 0,01 0,03 <0,01 PM-24 1567,35 0,02 0,17 2,73 0,07 PM-25 3,53 0,01 0,18 <0,03 0,03 PM-26 13,07 0,01 0,23 <0,03 0,05 PM-27 5,22 0,02 0,25 <0,03 0,01 PM-28 4,96 0,03 0,02 0,03 <0,01 PM-29 6,93 0,02 0,24 <0,03 <0,01 PM-30 3,36 <0,01 0,06 <0,03 <0,01 PM-NE 38,09 0,03 0,04 0,14 <0,01 PM-SW 45,32 26,2 2,57 0,03 <0,01
- Acima dos Valores Orientadores de Intervenção (V.O.I.).
67
As maiores concentrações de alumínio ocorreram nos poços PM-10, PM-19 e
PM-24, com concentrações de 5,23 mg/L, 14,32 mg/L e 2,73 mg/L, respectivamente,
representadas na Figura 11a a seguir.
O PM-19, onde ocorre o maior valor de concentração para o alumínio, encontra-
se a jusante das antigas instalações industriais da Imerys e próximo à Lagoa Industrial.
Do outro lado da Lagoa Industrial está localizado o PM-10, e o PM-24, que se localiza
nas proximidades das atuais instalações industriais da Horii. Nos poços PM-13 e PM-22
também foram encontrados valores acima de 0,2 mg/L.
371600 371800 372000 372200 372400 372600 372800 373000 373200 373400 373600
7386000
7386500
7387000
7387500
PM-02
PM-03 PM-04PM-05
PM-06PM-07
PM-08
PM-09PM-10
PM-11PM-12
PM-13
PM-14
PM-15
PM-16A
PM-17PM-18
PM-19PM-20
PM-21PM-22
PM-23
PM-24
PM-25
PM-26
PM-27
PM-28PM-29
PM-30
PM-SW
PM-NE
S. CAET.
BIANCHI
L. IND.
-1
1
3
5
7
9
11
13
FIGURA 11a- Mapa de Concentração de Alumínio, Agosto/2OO4.
CURVA DE ISOVALORES ACIMA DE V.O.I.(VALORES ORIENTADORES DE INTERVENÇÃO)
POÇO DE MONITORAMENTO E SUA DENOMINAÇÃO.PM-11LEGENDA
ES
CA
LA C
RO
MÁ
TIC
A D
E C
ON
CE
NTR
AÇ
ÃO
DE
ALU
MÍN
IO (m
g/L)
68
Segundo o mapa de concentração para o alumínio, é possível observar que ele
está presente em seis poços da área da mineração, o que poderia estar associado ao
próprio corpo mineral. Mas como as condições de pH estão na faixa de acidez, pode-se
sugerir que estas condições favorecem a dissolução do mesmo nas águas
subterrâneas, visto que sua solubilidade é baixa em pH entre 5,5 e 6,0.
Para comparar os resultados obtidos em agosto de 2004, foi elaborado o Mapa
de Concentração de Alumínio para a campanha de novembro de 2005, representado na
Figura 11b a seguir. Nesta campanha, os mesmos poços PM-10, PM-19 e PM-24
persistiram com anomalias na concentração total de alumínio com concentrações de
15,10 mg/L, 4,6 mg/L e 9,0 mg/L respectivamente.
Ainda os poços PM-02, PM-06, PM-07, PM-13, PM-22 e PM-SW também
apresentaram anomalias acima de 0,2 mg/L, com concentrações de 0,9 mg/L, 0,6 mg/L,
3,90 mg/L, 1,0 mg/L e 1,40 mg/L.
PM-02
PM-03 PM-04PM-05
PM-06PM-07
PM-08
PM-09PM-10
PM-11PM-12
PM-13
PM-14
PM-15
PM-16A
PM-17PM-18
PM-19PM-20
PM-21PM-22
PM-23
PM-24
PM-25
PM-26
PM-27
PM-28PM-29
PM-30
PM-SW
PM-NE
371600 371900 372200 372500 372800 373100 3734007385800
7386100
7386400
7386700
7387000
7387300
7387600
-1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
FIGURA 11b - Mapa de Concentração de Alumínio, Novembro/2OO5.
CURVA DE ISOVALORES ACIMA DE V.O.I.(VALORES ORIENTADORES DE INTERVENÇÃO)
POÇO DE MONITORAMENTO E SUA DENOMINAÇÃO.PM-11LEGENDA
ESC
ALA
CR
OM
ÁTI
CA
DE
CO
NC
EN
TRA
ÇÃ
O D
E A
LUM
ÍNIO
(mg/
L)
69
Para o elemento ferro, na campanha de agosto de 2004, de maneira geral, os
valores encontrados estão dentro da faixa < 0,3 mg/L, conforme mostrado na Figura
12a a seguir. O maior valor encontrado nas águas está no PM-SW, extremo sudoeste
da área de mineração com concentração de 26,2 mg/L. Outros valores acima do valor
orientador foram encontrados nos poços PM-15 (1,25 mg/L) e PM-20 (3,18 mg/L). Na
época da coleta as águas do PM-15 afloraram, mas seu resultado foi considerado na
avaliação da qualidade e locado no mapa.
Assim como para o alumínio, o ferro total dissolvido nas águas subterrâneas
pode ser associado à acidez das mesmas, visto que na coleta das amostras os valores
de pH encontrados foram de 4,49 a 6,98, medidos em campo.
371600 371800 372000 372200 372400 372600 372800 373000 373200 373400 373600
7386000
7386200
7386400
7386600
7386800
7387000
7387200
7387400
PM-02
PM-03 PM-04PM-05
PM-06PM-07
PM-08
PM-09PM-10
PM-11PM-12
PM-13
PM-14
PM-15
PM-16A
PM-17PM-18
PM-19PM-20
PM-21PM-22
PM-23
PM-24
PM-25
PM-26
PM-27
PM-28PM-29
PM-30
PM-SW
PM-NE
S. CAET.
BIANCHI
L. IND.
-1
3
7
11
15
19
23
CURVA DE ISOVALORES ACIMA DE V.O.I.(VALORES ORIENTADORES DE INTERVENÇÃO)
PONTO DE AMOSTRAGEM E SUA DENOMINAÇÃOP2
FIGURA 12a - Mapa de Concentração de Ferro, Agosto/2004.
LEGENDA
ES
CA
LA C
RO
MÁ
TIC
A D
E C
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CEN
TRA
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E FE
RR
O (m
g / l
itro)
70
Para comparar os resultados obtidos em agosto de 2004, foi executado o Mapa
de Concentração de Ferro Total para a campanha de novembro de 2005, representado
na Figura 12b a seguir.
O maior valor de ferro total na campanha de novembro de 2005 encontrado
persistiu no PM-SW com 9,90 mg/L. Outros valores acima do V.O.I. foram encontrados
nos poços PM-07 com 2,90 mg/L, PM-09 com 2,00 mg/L, PM-15 com 1,20 mg/L e PM-
02 com 0,52 mg/L.
PM-02
PM-03 PM-04PM-05
PM-06PM-07
PM-08
PM-09PM-10
PM-11PM-12
PM-13
PM-14
PM-15
PM-16A
PM-17PM-18
PM-19PM-20
PM-21PM-22
PM-23
PM-24
PM-25
PM-26
PM-27
PM-28PM-29
PM-30
PM-SW
PM-NE
371600 371900 372200 372500 372800 373100 3734007385800
7386100
7386400
7386700
7387000
7387300
7387600
0
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
7
7
8
8
9
9
10
FIGURA 12b - Mapa de Concentração de Ferro, Novembro/2005.
CURVA DE ISOVALORES ACIMA DE V.O.I.(VALORES ORIENTADORES DE INTERVENÇÃO)
PONTO DE AMOSTRAGEM E SUA DENOMINAÇÃOPM-02LEGENDA
ESC
ALA
CR
OM
ÁTIC
A D
E C
ON
CEN
TRAÇ
ÃO D
E FE
RR
O (m
g / l
itro)
71
Para o manganês foram encontrados valores acima de 0,4 mg/L em quinze
poços de monitoramento, mostrando que boa parte da área da mineração e também em
seu entorno estão com valores acima da Portaria 518/04 do Ministério da Saúde. O
Mapa de Concentração para o Manganês está representado na Figura 13a a seguir.
Os maiores valores encontrados foram nos poços PM-19, PM-15, PM-20, PM-10
e PM-07 com concentrações de 61,44 mg/L, 48,7 mg/L, 28,94 mg/L, 27,39 mg/L e 26,76
mg/L, respectivamente.
.
371600 371800 372000 372200 372400 372600 372800 373000 373200 373400 373600
7386000
7386200
7386400
7386600
7386800
7387000
7387200
7387400
PM-02
PM-03 PM-04PM-05
PM-06PM-07
PM-08
PM-09PM-10
PM-11PM-12
PM-13
PM-14
PM-15
PM-16A
PM-17PM-18
PM-19PM-20
PM-21PM-22
PM-23
PM-24
PM-25
PM-26
PM-27
PM-28PM-29
PM-30
PM-SW
PM-NE
S. CAET.
BIANCHI
L. IND.
CURVA DE ISOVALORES ACIMA DE V.O.I.(VALORES ORIENTADORES DE INTERVENÇÃO)
POÇO DE MONITORAMENTO E SUA DENOMINAÇÃOPM-11
FIGURA 13a - Mapa de Concentração de Manganês, Agosto/2004.
LEGENDA
-4
2
10
18
26
34
42
50
ESC
ALA
CR
OM
ÁTIC
A D
E C
ON
CEN
TRAÇ
ÃO D
E M
ANG
ANÊS
(mg
/ litr
o)
72
Para comparar os resultados obtidos em agosto de 2004, foi executado o Mapa
de Concentração de Manganês para a campanha de novembro de 2005, representado
na Figura 13b a seguir.
A área total de estudo de maneira geral persistiu com valores acima de 0,4 mg/L,
sendo os poços PM- 07 com 39,0 mg/L, PM-15 com 25,0 mg/L, PM-19 com 21,0 mg/L,
PM-20 com 17 mg/L, PM-10 com 12,0 mg/l e PM-09 com 9,8 mg/L, sendo os maiores
valores encontrados na área de estudo em ordem decrescente.
PM-02
PM-03 PM-04PM-05
PM-06PM-07
PM-08
PM-09PM-10
PM-11PM-12
PM-13
PM-14
PM-15
PM-16A
PM-17PM-18
PM-19PM-20
PM-21PM-22
PM-23
PM-24
PM-25
PM-26
PM-27
PM-28PM-29
PM-30
PM-SW
PM-NE
371600 371900 372200 372500 372800 373100 3734007385800
7386100
7386400
7386700
7387000
7387300
7387600
-2
3
8
13
18
23
28
33
FIGURA 13b - Mapa de Concentração de Manganês, Novembro/2005.
ESC
ALA
CR
OM
ÁTIC
A D
E C
ON
CEN
TRAÇ
ÃO D
E M
ANG
ANÊS
(mg
/ litr
o)
CURVA DE ISOVALORES ACIMA DE V.O.I.(VALORES ORIENTADORES DE INTERVENÇÃO)
POÇO DE MONITORAMENTO E SUA DENOMINAÇÃOPM-11LEGENDA
73
O sulfato presente nas águas subterrâneas possivelmente tem sua origem nas
águas residuais do processo industrial, no processo de alvejamento do caulim. Os
maiores valores foram encontrados nos PM-19 com 1859,08 mg/L, PM-24 com 1567,35
mg/L, PM-15 com 1358,38 mg/L e PM -10 com 1271,25 mg/L, acima do valor orientador
de 250 mg/L, representado na Figura 14a.
Tanto o PM-19 quanto o PM-24 estão situados a jusante das instalações
industriais da mineração, sendo o PM-19 na área da Mineração Imerys e o PM-24 na
área da Mineração Horii.
371600 371800 372000 372200 372400 372600 372800 373000 373200 373400 373600
7386000
7386200
7386400
7386600
7386800
7387000
7387200
7387400
PM-02
PM-03 PM-04PM-05
PM-06PM-07
PM-08
PM-09PM-10
PM-11PM-12
PM-13
PM-14
PM-15
PM-16A
PM-17PM-18
PM-19PM-20
PM-21PM-22
PM-23
PM-24
PM-25
PM-26
PM-27
PM-28PM-29
PM-30
PM-SW
PM-NE
S. CAET.
BIANCHI
L. IND.ES
CAL
A C
RO
MÁT
ICA
DE
CO
NC
ENTR
AÇÃO
DE
SULF
ATO
(mg
/ litr
o)
FIGURA 14a - Mapa de Concentração de Sulfato, Agosto/2004.
-200
100
300
600
900
1200
1500
PONTO DE AMOSTRAGEM E SUA DENOMINAÇÃOP2LEGENDA
CURVA DE ISOVALORES ACIMA DOSESTABELECIDOS PELA PORTARIA 1469
74
Para comparar os resultados obtidos em agosto de 2004, foi elaborado o Mapa
de Concentração de Sulfato para a campanha de novembro de 2005, representado na
Figura 14b a seguir.
Os poços que apresentaram valores acima de 250 mg/L foram o PM-13 com
1965,0 mg/L, PM-24 com 1434,0 mg/L, o PM-10 com 1084,0 mg/L, PM-19 com 899,0
mg/L, o PM-15 com 627,00 mg/L, o PM-09 com 369,0 mg/L, o PM-07 com 283 mg/l e o
PM-02 com 269,0 mg/L.
PM-02
PM-03 PM-04PM-05
PM-06PM-07
PM-08
PM-09PM-10
PM-11PM-12
PM-13
PM-14
PM-15
PM-16A
PM-17PM-18
PM-19PM-20
PM-21PM-22
PM-23
PM-24
PM-25
PM-26
PM-27
PM-28PM-29
PM-30
PM-SW
PM-NE
371600 371900 372200 372500 372800 373100 3734007385800
7386100
7386400
7386700
7387000
7387300
7387600
100
300
500
700
900
1100
1300
1500
1700
1900
ESC
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OM
ÁTIC
A D
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TRAÇ
ÃO D
E ZI
NC
O (m
g / l
itro)
FIGURA 14b - Mapa de Concentração de Sulfato, Novembro/2005.
CURVA DE ISOVALORES ACIMA DE V.O.I.(VALORES ORIENTADORES DE INTERVENÇÃO)
PONTO DE AMOSTRAGEM E SUA DENOMINAÇÃOP2LEGENDA
75
O resultado da análise para o zinco mostrou que de uma maneira geral a
quantidade do metal nas águas subterrâneas estão dentro do limite recomendado pela
CETESB, sendo apenas os poços PM-07 e PM-15, com quantidades pouco acima a 5,0
mg/L (5,14 mg/L e 5,5 mg/L respectivamente). O mapa de concentração de zinco para
agosto de 2004 está representado na Figura 15a a seguir.
O resultado encontrado no PM-15 pode ter sua relação com a antiga disposição
dos rejeitos da mineração estando localizado a jusante da antiga barragem de rejeitos
da Imerys. O PM-7 está localizado entre as duas lagoas artificiais Bianchi e São
Caetano na área da Mineração Imerys e a jusante da atual Lagoa Industrial, que na
fase de funcionamento da mineração, era o local onde a água do processo era
descartada. Ainda no local onde hoje se encontra o PM-07 estava localizada a antiga
barragem de rejeitos da Imeys, hoje aterrada.
371600 371800 372000 372200 372400 372600 372800 373000 373200 373400 373600
7386000
7386200
7386400
7386600
7386800
7387000
7387200
7387400
PM-02
PM-03 PM-04PM-05
PM-06PM-07
PM-08
PM-09PM-10
PM-11PM-12
PM-13
PM-14
PM-15
PM-16A
PM-17PM-18
PM-19PM-20
PM-21PM-22
PM-23
PM-24
PM-25
PM-26
PM-27
PM-28PM-29
PM-30
PM-SW
PM-NE
S. CAET.
BIANCHI
L. IND.
FIGURA 15a - Mapa de Concentração de Zinco, Agosto/2004.
CURVA DE ISOVALORES ACIMA DE V.O.I.(VALORES ORIENTADORES DE INTERVENÇÃO)
PONTO DE AMOSTRAGEM E SUA DENOMINAÇÃOP2LEGENDA
-0.4
0.2
1
1.8
2.6
3.4
4.2
5
ESC
ALA
CR
OM
ÁTIC
A D
E C
ON
CEN
TRAÇ
ÃO D
E ZI
NC
O (m
g / l
itro)
76
Para comparar os resultados obtidos em agosto de 2004, foi executado o Mapa
de Concentração de Zinco para a campanha de novembro de 2005, representado na
Figura 15b a seguir.
O PM-07 foi o único poço que apresentou (10,8 mg/L), acima do recomendado
de 5,0 mg/L. O PM-15 que na campanha de agosto de 2004 apresentou valor acima do
V.O.I. diminuiu sua concentração total apresentando o resultado de 3,0 mg/L, dentro
dos padrões recomendados.
PM-02
PM-03 PM-04PM-05
PM-06PM-07
PM-08
PM-09PM-10
PM-11PM-12
PM-13
PM-14
PM-15
PM-16A
PM-17PM-18
PM-19PM-20
PM-21PM-22
PM-23
PM-24
PM-25
PM-26
PM-27
PM-28PM-29
PM-30
PM-SW
PM-NE
371600 371900 372200 372500 372800 373100 3734007385800
7386100
7386400
7386700
7387000
7387300
7387600
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
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A D
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ÃO D
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INC
O (m
g / l
itro)
FIGURA 15b - Mapa de Concentração de Zinco, Novembro/2005.
CURVA DE ISOVALORES ACIMA DE V.O.I.(VALORES ORIENTADORES DE INTERVENÇÃO)
PONTO DE AMOSTRAGEM E SUA DENOMINAÇÃOP2LEGENDA
77
7.1.2.2. Análise do Monitoramento
Conforme mencionado anteriormente, aos resultados dos dados coletados em
campo de agosto de 2004, foram incorporados a este estudo os resultados das análises
químicas efetuadas no monitoramento trimestral das campanhas realizadas em
novembro/2004, fevereiro/2005, maio/2005, agosto/2005 e novembro/2005, de todos os
poços de monitoramento instalados na área. Os gráficos obtidos na análise temporal
estão sendo apresentados no Anexo I.
Para os poços PM-02 ao PM-21 os resultados estão representados desde as
coletas de outubro de 2000, abril de 2001, abril de 2002 e setembro de 2003 e após
agosto de 2004 de forma trimestral. Os poços PM-16A, PM-22, PM-23, PM-24, PM-25,
PM-26, PM-27, PM-28, PM-29 e PM-30 tiveram seus resultados analisados a partir de
agosto de 2004, data em que foram instalados.
Com esta metodologia foi possível obter uma análise da evolução temporal dos
elementos: ferro, alumínio, manganês, zinco e sulfato em cada poço de monitoramento
na área de estudo para sua correlação com o meio ambiente. Os dados poço a poço
são discutidos a seguir. Em relação aos resultados do monitoramento das concentrações totais para o
PM-02, foram observados valores acima do valor orientador de intervenção (V.O.I.) para
o alumínio no monitoramento de novembro de 2004 e nas campanhas de agosto e
novembro de 2005. Para o ferro foram verificadas anomalias em agosto e novembro de
2005. Em agosto de 2005 também foi constatado valor acima do V.O.I. para o
manganês e para o sulfato em maio, agosto e novembro de 2002. Neste ponto o valor
para zinco permaneceu estável e abaixo de 5,0 mg/L. À exceção do ferro, todos os
elementos estão em queda.
O PM-03 apresentou em todas as campanhas analisadas, valores normais para
todos os elementos da análise.
O PM-04 apresentou valores normais para ferro, zinco e sulfato. Para o alumínio,
foram encontrados valores acima do V.O.I. em novembro de 2004, maio e agosto de
2005. Para o manganês em todo o período de monitoramento foram encontrados
valores acima de 0,4 mg/L, mas decaindo.
78
O PM-05 apresentou-se estável para alumínio, zinco e sulfato. Foram
encontrados valores acima do V.O.I. para o ferro nas campanhas de agosto, novembro
e fevereiro de 2004 e para o manganês em agosto de 2004, fevereiro, maio, agosto e
novembro de 2005, mas de forma decrescente.
O PM-06 apresentou valores normais para o zinco e para o sulfato e anomalia
para o manganês em todas as campanhas analisadas, mas com valores decrescentes.
Para o alumínio foram encontradas altas concentrações em novembro de 2004 e
agosto de 2005, e na campanha de novembro de 2005 ainda persistia com valor acima
do V.O.I., mas em queda. O PM-07, que está situado entre as Lagoas São Caetano e Bianchi, apresentou
resultados anômalos para manganês em todas as campanhas analisadas. Para o
alumínio apresentou valores acima do V.O.I. em novembro de 2004, fevereiro, agosto e
novembro de 2005. Para o ferro, apresentou anomalia em fevereiro e novembro de
2005. Em relação ao zinco, na amostragem de agosto de 2004 apresentou valor
levemente acima do V.O.I. e para o sulfato foi verificada anomalia em todas as
campanhas analisadas, mas de forma decrescente.
O PM-08, que na época do monitoramento de agosto de 2004 não recuperou
suas águas, portanto não houve coleta, apresentou em todas as campanhas analisadas
resultados normais para o ferro e zinco. Para o sulfato, apresentou resultado anômalo
nas campanhas de fevereiro, maio e agosto de 2005 e normal em novembro de 2005.
Para o manganês apresentou anomalia em agosto e novembro de 2005 e para o
alumínio em novembro de 2004, maio, agosto e novembro de 2005.
O PM-09, que está situado a montante da Lagoa Industrial, apresentou nível
estável para o zinco nas campanhas analisadas. Para o alumínio, apresentou valores
acima do V.O.I. apenas em agosto de 2005. O valor do ferro permaneceu praticamente
estável com valores normais ou pouco acima do V.O.I. em todas as campanhas
analisadas. Para o manganês apresentou anomalias em agosto de 2004, fevereiro,
agosto e novembro de 2005. Para o sulfato apresentou anomalias em agosto de 2004,
fevereiro, maio, agosto e novembro de 2005, mas em situação decrescente. Para o PM-10 os resultados de ferro e zinco foram abaixo do V.O.I. Para o
alumínio, apresentou valores bem acima de 0,2 mg/L nas campanhas de agosto de
2004, maio, agosto e novembro de 2005. Para o manganês foi encontrada anomalia em
79
agosto de 2004, e em todas as campanhas de 2005. O valor de sulfato também está
acima do V.O.I. em todas as campanhas analisadas, mas tanto o sulfato quanto o
manganês com tendência de queda. O PM-11 está situado dentro da área da Mineração Horii, mas longe das
instalações industriais, apresentou valores normais e bem abaixo do V.O.I. para zinco e
sulfato. Para o ferro também apresentou valores estáveis. As anomalias foram
encontradas para o alumínio na campanha de fevereiro de 2005 e para o manganês em
agosto de 2004, fevereiro, agosto e novembro de 2005. O PM-12 apresentou valores estáveis e normais para alumínio, ferro, manganês,
zinco e sulfato em todas as campanhas.
O PM-13 que está situado próximo à lavra da Horii apresentou-se normal para o
zinco. Em relação ao sulfato apresentou altos índices e de forma crescente nas
campanhas analisadas. Para o alumínio foram encontrados valores acima do V.O.I. nas
campanhas de maio, agosto e novembro, também de forma crescente. Para o ferro em
todas as campanhas analisadas apresentou-se normal, apenas na campanha de
novembro de 2004 que a amostra apresentou valores acima do V.O.I. E para o
manganês foi encontrada anomalias em todas as campanhas analisadas, mas com
valores estáveis.
O PM-15 apresentou valores acima do V.O.I. para sulfato e manganês em todas
as campanhas, mas com valores decrescentes. Para o alumínio foi constatado alto
índice em novembro de 2004 e em agosto de 2005 apresentou novamente valor acima
de 0,2 mg/L. Para o ferro apresentou com valores bem próximos ao V.O.I. em todas as
campanhas, sendo as de novembro de 2004 e fevereiro e novembro de 2005 com
valores acima de 0,3 mg/L. Em relação ao zinco apenas na campanha de agosto de
2004 foi constatado valor acima de 5,0 mg/L, e após a oscilação dos valores está
decrescendo.
O PM-16A apresentou valores normais e estáveis para todos os elementos
analisados.
O PM-17 que está localizado fora da área da mineração apresentou-se estável e
em condições normais para todos os elementos analisados. O PM-18 que também está
localizado fora da área da mineração apresentou-se praticamente estável e em
80
condições normais para todos os elementos analisados, apenas para o alumínio foi
verificado valor acima do V.O.I. na campanha de agosto de 2005.
O PM-19, localizado a jusante das instalações industriais da Horii, apresentou
anomalias para o sulfato e manganês em todas as campanhas de monitoramento, mas
de forma decrescente. Em relação ao alumínio foram encontrados valores acima do
V.O.I. nas campanhas de agosto e novembro de 2004, maio, agosto e novembro de
2005. Tanto o ferro quanto o zinco apresentaram valores estáveis nas campanhas
analisadas.
O PM-20 apresentou-se normal para zinco e sulfato, abaixo do V.O.I. Em relação
ao alumínio foi verificado anomalia apenas na campanha de agosto de 2005. O ferro
apresentou valores dentro do V.O.I. em todas as campanhas, sendo apenas as
campanhas de agosto e novembro de 2004 com valores acima do V.O.I. Para o
manganês foi encontrado valor acima de 0,4 mg/L em todas as campanhas analisadas.
Para o PM-21 foram encontrados valores estáveis para ferro, zinco e sulfato em
todas as campanhas analisadas. Para o alumínio foi encontrada anomalia apenas em
agosto de 2005 e para o manganês em todas as campanhas analisadas, à exceção da
campanha de agosto de 2005.
O PM-22 que está localizado a jusante da área da mineração, em relação ao
sentido do fluxo subterrâneo, apresentou valores estáveis para ferro, zinco e sulfato em
todas as campanhas analisadas. Para o alumínio apresentou valores anômalos, acima
do V.O.I. em agosto de 2004 e agosto e novembro de 2005, mas com valores
decrescentes. Para o manganês também foi encontrada anomalia em todas as
campanhas analisadas, mas de forma estável.
O PM-23 que está situado dentro da área da mineração, mas distante tanto da
frente de lavra como das instalações industriais, apresentou valores estáveis para ferro,
manganês, zinco e sulfato. Para o alumínio apresentou valor acima do V.O.I. apenas na
campanha de agosto de 2005.
O PM-24, localizado a jusante das atuais instalações industriais da Horii,
apresentou valores acima do V.O.I. para o sulfato em todas as campanhas analisadas e
leve tendência de queda. Em relação ao alumínio, apresentou anomalia nas
campanhas de agosto e novembro de 2004, e maio, agosto e novembro de 2005 e em
81
elevação. Em relação ao ferro constatou-se valor estável, abaixo do V.O.I. em todas as
campanhas.
Para o PM-25 foram constatados valores normais, abaixo do V.O.I. em todas as
campanhas para alumínio, zinco e sulfato. Para o ferro observou-se valores acima de
0,3 mg/L em novembro de 2004 e fevereiro de 2005, e para o manganês observou-se
valores abaixo do V.O.I. em todas as campanhas analisadas, exceto nas campanhas de
novembro de 2004 e fevereiro de 2005.
O PM-26, localizado fora da área da mineração em sua porção a montante
observou-se que o alumínio, ferro, manganês, zinco e sulfato apresentaram valores
normais abaixo do V.O.I. em todas as campanhas analisadas.
Para o PM-27, também situado fora da área da mineração, em sua porção sul-
sudoeste, observou-se no geral valores normais para todos os elementos analisados.
O PM-28 apresentou valores normais abaixo do V.O.I. para todos os elementos
analisados em todas as campanhas. O PM-29 situado próximo à Lagoa São Caetano
apresentou valores normais para todos os elementos em todas as campanhas
analisadas.
O PM-30, situado fora da área da mineração e a jusante da mesma no sentido do
reservatório de Taiaçupeba, apresentou no geral valores normais para todos os
elementos em todas as campanhas analisadas. Apenas em maio de 2005 apresentou
anomalia para o alumínio.
O PM-NE situado na porção nordeste da mineração e representativo como valor
de background para área, apresenta valores estáveis, e abaixo dos V.O.I. para todos os
elementos nas campanhas analisadas.
O PM-SW situado na porção sudoeste da mineração, na direção do reservatório
de Taiaçupeba, apresentou valores normais para zinco e sulfato. Para o alumínio
constatou-se valor anômalo apenas na campanha de novembro de 2005. O ferro
apresentou valores acima do V.O.I. em todas as campanhas com exceção da de maio
de 2005. E o manganês foi verificado valores acima de 0,4 mg/L em todas as
campanhas analisadas. Tanto o ferro quanto o manganês com tendência de queda.
Em relação às campanhas de monitoramento realizadas não foi possível
estabelecer uma relação direta entre a sazonalidade e a concentração das substâncias
dissolvidas na água no que tange às estações inverno e verão. Mas o que pode ser
82
correlacionado é a relação entre as substâncias de interesse em alguns dos poços
analisados e o índice pluviométrico. Os índices pluviométricos no período de estudo
apresentaram diferenças em relação à média histórica. Os meses de fevereiro, abril,
junho, julho, agosto e setembro apresentaram índices menores que a média refletindo
na concentração total dos elementos de interesse em alguns poços a exemplo dos PM-
02, PM-06, PM-21 e PM-24.
Em relação às análises do trabalho de campo, de 2004, os poços que
apresentaram valores acima do V.O.I. para zinco e sulfato, podem ter alguma relação
com as atividades de mineração são indicados pelos poços de monitoramento: PM-07,
PM-09, PM-10, PM-13, PM-14, PM-15, PM-16, PM-19 e PM-24. Nestes pontos o
aumento da concentração total ocorreu apenas nos poços: PM-07, PM-10, PM-13. No
PM-14 não foram realizadas as campanhas de monitoramento porque o mesmo
encontrava-se seco.
A partir do cruzamento das informações é possível observar que os três poços
PM-07, PM-10, PM-13, situados dentro da área da mineração e no sentido do fluxo
subterrâneo, que apresentaram em suas águas anomalias hidrogeoquímicas.
O PM-07, situado entre as Lagoas Bianchi e São Caetano existentes da
Mineração Imerys, apresentou problemas com excesso de sulfato e zinco acima do
V.O.I., sendo o sulfato de forma decrescente e o zinco de forma crescente.
O PM-10 que em agosto de 2004 apresentou problemas para o sulfato
continuou apresentando valores acima do V.O.I., além de anomalias para alumínio e
manganês. O PM-13, no sentido do fluxo subterrâneo para a atual cava aberta da
mineração Horii onde o nível d’água é rebaixado pelo bombeamento, persiste com valor
anômalo para o sulfato e também para o alumínio, mas ambos de forma crescente.
Foram observados também pontos que em agosto de 2004 não estavam acima
do V.O.I., mas que na análise das campanhas de monitoramento apresentaram um
acréscimo na sua concentração total para o sulfato, acima do V.O.I. nos poços: PM-02,
PM-08 e PM-20.
Todos os pontos anômalos para sulfato estão dentro da área das minerações e
em relação ao zinco foi constatado que o valor total para o elemento está caindo desde
que o mesmo não vem sendo mais utilizado no processo industrial.
83
De maneira geral é possível relacionar as anomalias de ferro, alumínio e
manganês com as condições de pH ácido, que facilitam o desprendimento de íons
livres (cátions) dissolvidos e transportados pelas águas subterrâneas.
7.2. Águas Superficiais
Os resultados obtidos para as águas superficiais na caracterização hidroquímica
consistiram na avaliação da qualidade in situ das águas a partir dos parâmetros: pH,
Eh, condutividade elétrica e oxigênio dissolvido. Também foi avaliada a qualidade das
águas a partir das análises químicas dos parâmetros de interesse: Fe, Al, Mn, Zn e
sulfato.
7.2.1. Caracterização Hidroquímica A caracterização hidroquímica das águas teve o objetivo de avaliar a qualidade
ambiental das águas das lagoas da área da mineração e das drenagens de seu
entorno. Foi questionada a relação entre processamento industrial do caulim e a
produção de efluentes líquidos, afetando a qualidade das águas superficiais tanto das
lagoas artificiais quanto das drenagens que deságuam no rio Taiçupeba Guassu e
reservatório Taiaçupeba.
Os pontos de coleta das águas superficiais abrangeram de maneira geral todas
as drenagens do entorno imediato da área da mineração e também nas lagoas São
Caetano, Bianchi e Industrial existentes na área. Na Figura 16 a seguir é apresentada a
localização dos pontos de amostragem das águas superficiais.
Segundo HYPÓLITO (2004), as águas superficiais possuem valores químicos e
físicos químicos hipotéticos mostrados na Tabela 7 abaixo.
Tabela 7 – Dados químicos hipotéticos de uma água superficial.
Natureza da medida Valor Unidade
Temperatura 25 °C
Condutividade elétrica 462 μs/cm-1
pH 6,5 mo
Eh +200 mV
84
RIO
TAI
AÇU
PEBA
GU
ASSU
Parque das Varinhas Estra
da R
io G
ra
Estrada Aroeiras
Jardim 9 de Julho Parque São Martin
Estrada Pindorama
Rio Doce
373000 374000 375000 mE371000 3720007384000
7385000
7386000
7387000
7388000
7389000
0000 mN
775
750
775
775
750
775 800
775
775
775 775
825
850
825
875
900
925
800
5
775
775
775
775
775
775
800800
775
800
825
800
800
800
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1314
15
16
17
18
Γ
CONVENÇÕES CARTOGRÁFICAS
FERROVIA
CURVA DE NÍVEL
PONTO COTADO
RESERVATÓRIO/LAGO
RIO
ÁREA URBANA
RODOVIAS/VIAS
FIGURA 16 - LOCALIZAÇÃO DOS PONTOS DE AMOSTRAGEM DE ÁGUA SUPERFICIAL
Legenda
Área de mineração
Ponto de amostragem superficial
Base Cartográfica extraída de cartas planialtimétricasdo Instituto Geográfico e Cartográfico de escala 1:10 000
Projeção Universal Transversa de MercatorMeridiano Central : 45ºDatum horizontal : Córrego alegre
300 0 300 600
Escala 1 : 30 000
85
Em relação ao pH das amostras coletadas não foi observado nenhum resultado
menor que 6,0 para as amostras, sendo os mesmos próximos ao neutro (7,0). As
medidas do Eh também apresentaram resultados para ambientes oxidantes em média
acima de +250 mV, apenas no ponto de coleta nº 16, denominada Granja Codornas,
que apresentou índice de 43 mV.
Em relação à condutividade elétrica, no geral, as amostras dos corpos d’água
estão conformes. Apenas a três lagoas São Caetano (amostra 1), Bianchi (amostra 2) e
Industrial (amostra 3) apresentaram alto índice de condutividade elétrica (1715, 1796 e
913 μs/cm respectivamente) o que sugere o alto valor de íons e/ou sólidos dissolvidos
nas águas.
As drenagens próximas da área de estudo, pertencente à Bacia do Taiaçupeba,
que segundo a resolução CONAMA 357/05, estão enquadradas na Classe I, devem
seguir um padrão de qualidade de oxigênio dissolvido (O.D.) não inferior a 6,0 mg/L em
qualquer de suas amostras. Todas as amostras de águas superficiais coletadas
apresentaram índice de oxigênio dissolvido inferior ao regulamentado. Os resultados
das medidas em campo, de agosto de 2004, são representados na Tabela 8.
Tabela 8 – Medidas de campo (agosto de 2004). Coordenadas Amostra X Y pH Eh O. D.*
(mg/L) C.E. **
(μs/cm) 1 371885 7386747 7,83 253 5,62 1715 2 372147 7386301 7,36 261 5,76 1796 3 372366 7386467 7,98 280 5,02 913 4 373185 7385949 7,02 291 5,89 60 5 371795 7384994 7,05 218 4,29 96 6 371478 7385817 7,02 269 4,04 350 7 371652 7386775 6,79 229 3,2 99 8 372170 7385389 7,14 329 4,42 48 9 372487 7385821 7,05 218 2,61 606
10 372466 7385402 7,01 329 4,24 209 11 372951 7388197 7,01 211 4,54 102 12 373161 7387527 6,85 122 3,85 45 13 373446 7387365 7,11 157 3,97 401 14 373707 7387359 6,92 229 3,87 44 15 371991 7387973 6,43 276 2,81 37 16 372994 7385997 6,79 43 1,26 315 17 373263 7386502 6,24 189 3,48 136 18 371872 7387342 7,09 232 4,48 52
* O.D. – oxigênio dissolvido; ** C.E. – condutividade elétrica.
86
Os resultados obtidos nas análises químicas foram organizados para a
caracterização hidroquímica dos compostos de interesse e são mostrados na Tabela 9.
Tabela 9 – Resultados das análises químicas para águas superficiais (agosto/ 2004).
Acima dos Valores Orientadores de Intervenção. As anomalias encontradas nas amostras coletadas nas lagoas São Caetano e
Bianchi apresentam valores excessivos de sulfato (437,68 mg/L e 774,17 mg/L) e
manganês (6,77 mg/L e 17,11 mg/L). Na lagoa Industrial não foi encontrado nenhum
valor acima do V.O.I.
No ponto de amostragem nº 9 também foi encontrado índice de manganês acima
do V.O.I. com 2,32 mg/L, e no ponto nº 16, denominado Granja das Codornas, também
foi verificado um alto índice de manganês com 1,43 mg/L.
Os dois locais acima mencionados estão locados próximo ao limite sul da área
da mineração, a jusante de onde se localizava a antiga barragem de rejeitos da mesma.
As drenagens que seguem por essa área devem receber atenção devido à proximidade
da área de estudo com sítios e pequenas chácaras.
Amostra SO4(mg/L) Fe (mg/L) Mn (mg/L) Al (mg/L) Zn(mg/L)
1 437,68 0,05 6,77 < 0,03 < 0,01 2 774,17 0,09 17,11 < 0,03 0,03 3 246,88 0,05 0,08 0,03 < 0,01 4 0,25 < 0,01 0,04 0,03 < 0,01 5 0,98 0,01 0,02 < 0,03 < 0,01 6 1,75 0,07 0,02 < 0,03 < 0,01 7 12,38 0,02 <0,01 < 0,03 < 0,01 8 1,82 0,03 0,02 < 0,03 < 0,01 9 237,02 < 0,01 2,32 < 0,03 < 0,01
10 1,85 0,03 0,02 < 0,03 < 0,01 11 18,9 < 0,01 0,15 < 0,03 < 0,01 12 3,22 0,08 0,32 < 0,03 < 0,01 13 113,4 < 0,01 0,22 0,03 < 0,01 14 1,09 < 0,01 0,07 0,03 < 0,01 15 0,86 < 0,01 0,23 0,04 < 0,01 16 55,07 0,07 1,43 0,04 < 0,01 17 21,18 0,03 0,04 0,05 < 0,01 18 2,91 <0,01 0,21 < 0,03 < 0,01
87
8. DISCUSSÃO
Os resultados em agosto de 2004 e no monitoramento trimestral analisado até
novembro de 2005 mostraram que a área da mineração vem apresentando valores
acima dos padrões recomendados pelo valor orientador de intervenção (V.O.I.) em
alguns pontos de amostragem para os parâmetros alumínio, ferro, manganês e sulfato.
A contaminação por zinco que, de acordo com seu histórico, apresentava valor
anômalo nas águas subterrâneas e nas lagoas artificiais manteve-se com resultados
praticamente estáveis, em alguns pontos das campanhas analisadas com valor
decrescente e abaixo do V.O.I. Os únicos pontos anômalos para zinco foram
observados no PM-15 em agosto de 2004 e no PM-07 em novembro e fevereiro de
2005.
Segundo SIEGRIST (1990) apud SANCHEZ (2001), existem vantagens e
desvantagens de se adotar limites padrões de qualidade para as águas. As
desvantagens são descritas por:
fatores típicos de cada localidade não são levados em conta;
não há padrões para muitas substâncias químicas e aqueles desenvolvidos em
outros contextos não são necessariamente aplicáveis para solos;
o uso de valores genéricos implica um grau de entendimento, conhecimento e
confiança que, provavelmente, não corresponde ao estado atual da toxicologia;
uma vez que os padrões tenham sido estabelecidos, fica difícil dispor de alguma
flexibilidade para situações específicas.
E as vantagens na utilização destes valores de referência podem ser observados
em relação a:
facilidade e rapidez de utilização;
sítios similares seriam tratados de maneiras similares;
é um critério útil para a avaliação inicial da importância da contaminação;
a disponibilidade dessa informação a priori facilita o planejamento das ações;
encoraja os empreendedores a promover a descontaminação dos sítios;
facilita a compreensão das questões de poluição dos solos pelos leigos;
88
facilita as auditorias ambientais de sítios contaminados;
facilita o monitoramento e o processo de licenciamento para as atividades
industriais;
podem ser utilizadas para avaliar o desempenho de tecnologias de tratamento de
solos;
introduzem uma dimensão não negociável, reduzindo o espaço de influências
políticas.
A análise das condições hidrogeológicas mostrou que a atividade de lavra do
mineral, o bombeamento de água e a presença de cavas ativas na área da mineração
implicam localmente no rebaixamento do nível freático local e a concentração artificial
de fluxo subterrâneo, fato também constatado no Relatório da Modelagem de Fluxo
(2006). Mas como a atividade de mineração é um processo dinâmico essas condições
são transitórias e as cavas acabam sendo concentradoras do fluxo apenas pelo período
do tempo da atividade, o que pode levar a uma interpretação equivocada sobre a
direção do fluxo das águas subterrâneas, se analisada por meio de apenas uma única
medição de nível d’água.
Segundo o Relatório da Análise de Risco, tanto na situação observada na
campanha de fevereiro de 2006 quanto para os cenários potenciais (conservativos),
não foram constatados riscos carcinogênico e não-carcinogênico para funcionários e
residentes do entorno por meio da água subterrânea. Vale ressaltar que caso haja
mudanças nos contextos analisados, a avaliação de risco deverá ser refeita, mesmo
porque na área da Mineração Horii está em atividade e também permanecerá por
algum tempo, de acordo com sua reserva mineral.
Assim, apesar do resultado da análise de risco, é recomendado que sejam
realizadas medidas simples de recuperação, controle e remediação, visto que existem
males associados às anomalias geoquímicas, segundo a bibliografia pesquisada.
O alumínio é um elemento fitotóxico, o ferro e o manganês causam mudanças
nas propriedades organolépticas da água (cor, odor e sabor). Além disso, o ferro
também pode aumentar o índice das ferro-bactérias e provocar problemas de
contaminação biológica. O zinco é também é um elemento fitotóxico e o sulfato, se
89
associado ao sódio ou magnésio, pode apresentar efeito laxante, além de também ser
prejudicial às plantas.
Foi constatado que o processamento industrial do caulim pode ser o causador
dos impactos ambientais nas águas subterrâneas da área. A utilização do ditionito de
sódio como agente redutor do ferro no processo de alvejamento, deve ser monitorada,
visto que o composto se oxida facilmente para sulfito ou sulfato na presença de
oxigênio. Portanto, é recomendado usar uma baixa velocidade de reação para evitar a
entrada de ar para a suspensão e a formação do sulfato. Um outro fator relevante para
a pesquisa é que com a substituição do pó de zinco para pó de alumínio na etapa de
lixiviação do processo industrial pode gerar um excesso do elemento nas águas
descartadas do processo. Assim sendo, este descarte deve ser realizado de forma
adequada para que o mesmo não cause o aumento do elemento nas águas.
Em relação ao pH das águas do processo industrial também é recomendada
uma correção de modo eficaz antes de seu descarte. Foi observado que as medidas de
controle até então adotadas não vêm sendo suficientes para correção da acidez,
ocasionando contaminação das águas subterrâneas e favorecendo o desprendimento
de íons livres nas águas subterrâneas, principalmente de alumínio, ferro e manganês,
que se tornam indesejáveis ambientalmente.
Do ponto de vista de perspectivas de remediação, são recomendadas para a
área medidas legalmente cabíveis e economicamente viáveis. Conforme estudado,
existem hoje diversas técnicas de remediação para áreas contaminadas aplicáveis
nesta situação. Entretanto, para o projeto de remediação é necessária uma
investigação mais complexa compreendendo algumas etapas operacionais segundo o
Manual de Gerenciamento de Áreas Contaminadas da CETESB (CETESB, 2006).
As alternativas anteriormente pesquisadas como a fitorremediação,
principalmente com a utilização das espécies como barreiras reativas, é uma técnica
alternativa que pode ser empregada tanto na questão da remediação propriamente dita
como na manutenção da paisagem e no reflorestamento.
Uma outra técnica de baixo custo que poderia ser empregada são as barreiras
reativas permeáveis (BRP). As BRP, conforme pesquisado, tratam-se de trincheiras
escavadas no solo a jusante da área contaminada e preenchidas com um material que
reaja com os poluentes presentes, formando substâncias inócuas (SÁNCHEZ, 2001).
90
O tipo de barreira utilizada para áreas contaminadas por substâncias inorgânicas
seria utilizando os processos de redução biótica ou a precipitação química. O primeiro
sistema consiste na utilização de bactérias sendo utilizado principalmente para a
remediação da drenagem ácida das minas, evidenciada por baixo valor de pH e alta
concentração de sulfato. No sistema de precipitação química utiliza-se como material da
barreira calcita britada, em condições de pH baixo que dissolvem a calcita para a
posterior complexação dos metais.
Em relação ao zinco foi constatada sua atenuação natural através do
monitoramento nos últimos anos, devido ao fim de seu uso no processo industrial, o
que vem ocasionando um decréscimo em sua concentração total.
Em relação ao sulfato ainda são encontrados valores anômalos tanto nas águas
subterrâneas quanto nas águas das lagoas São Caetano e Bianchi acima do valor
orientador de intervenção (250 mg/L). As medidas corretivas do pH das lagoas não vêm
acarretando em melhorias na qualidade das águas das mesmas, visto que o pH medido
em campo apresentaram valores básicos próximos a 8,0, e também foram encontrados
valores anômalos para o sulfato e para o manganês.
Em junho de 2007 foi feita uma nova visita à área para avaliação do cenário e
suas perspectivas de melhoria. Em relação às águas ácidas originadas no processo
industrial, há cerca de dois anos está em funcionamento na área da Mineração Horii
uma estação de tratamento para os efluentes líquidos gerados no processo industrial.
Essa estação recebe a mistura de efluentes líquidos, que é armazenada em tanques
para a correção do pH com cal virgem. Esse processo aumenta o pH e acarreta na
precipitação dos metais dissolvidos na água que seguem para uma vala de secagem
composta por pedra, brita e areia que filtram aproximadamente 80% da água.
Atualmente estão em operação três valas de secagem para o material, e estão
em construção mais três, visto que a quantidade de material gerado já está na
capacidade máxima da operação da estação. Neste processo é necessário verificar
periodicamente a qualidade da água final para assim avaliar a eficiência do processo de
tratamento (Fotos 5 e 6).
91
Foto 5 – Vista geral da Estação de Tratamento de Efluentes da Mineração Horii. Ao fundo área de lavra. (16/06/07).
Foto 6 – Detalhe da Estação de Tratamento de Efluentes: à esquerda tanques de armazenamento e à direita valas de secagem. (16/06/07).
92
O resíduo gerado segue para um aterro industrial localizado em Santa Isabel,
devidamente licenciado pela CETESB. A água é descartada na lagoa de recirculação
localizada a jusante da estação, de onde é bombeada a água utilizada na frente de
lavra para o desmonte hidráulico do minério.
Ainda na mineração Horii, a área está em atividade de lavra e esta permanecerá
ainda por muitos anos, de acordo com sua reserva. Portanto, os taludes da escavação
ainda não podem ser estabilizados, mas é recomendado que com o avanço da lavra
seja retirada a vegetação afetada e a mesma seja armazenada e aplicada na proteção
natural da área recuperada.
Dentro da própria área da mineração, a montante da frente de lavra da Horii, está
situada uma área de reflorestamento composta principalmente por pinus sp. Na parte
mais alta existe uma área experimental composta por módulos de produção de
reflorestamento da área com espécies nativas (Foto 7). Os módulos são divididos de
acordo com a preparação para produção com/sem adubo, com/sem serrapilheira e
com/sem inseticida. O cultivo dessas espécies, com a recomposição da serrapilheira
natural, favorece o crescimento das mesmas, tornando o solo com características mais
próximas ao originalmente encontrado.
Foto 7 – Módulo de produção e tratamento para reflorestamento, Mineração Horii. (16/06/07).
93
O benefício do reflorestamento utilizando-se o pinus sp consiste na facilidade
com que a espécie se adapta ao local e pelo seu rápido crescimento e desenvolvimento
comparado às espécies da floresta nativa. Em contrapartida, a utilização de espécies
nativas torna o local mais próximo às características encontradas anteriormente ao
início da atividade da mineração.
O que é importante ressaltar é que para a definição da recuperação da área, seja
por meio de reflorestamento ou de qualquer outra técnica, é preciso estabelecer qual o
uso futuro pretendido para a área. Só assim é possível traçar o plano de recuperação
da área degradada (PRAD). Mesmo assim, para otimizar o plano é importante que essa
recuperação esteja sendo realizada concomitante às atividades de mineração, de modo
que os resultados sejam avaliados durante as atividades e os ajustes de operação
sejam realizados da melhor maneira possível.
A utilização da técnica de reflorestamento é um processo lento e de longa
duração, mas de alta eficiência sendo sugerido que seja utilizado o mais rápido
possível. Uma boa opção para o reflorestamento seria a utilização do sistema agro-
florestal conforme VIDAL (2001), com o sistema de consórcio das espécies para a
recomposição paisagística. A avaliação da técnica, após dois anos de monitoramento,
mostrou resultados bastante otimistas em relação aos aspectos visuais da mineração,
maior estabilidade da área, menor taxa de erodibilidade, aumento da fertilidade natural,
início da formação superficial da matéria orgânica e melhoria na atividade biológica do
solo.
94
9. RECOMENDAÇÕES
As recomendações sugeridas para a área visam uma oportunidade de melhoria
em relação aos seus aspectos ambientais, e em conformidade aos órgãos ambientais e
à área de proteção de mananciais:
1. Ao se retirar o solo para lavra é recomendado que se reserve o mesmo para posterior
uso. A camada orgânica do solo atua como uma proteção natural, e a serrapilheira
original ajuda no desenvolvimento das espécies em um ambiente mais próximo ao
original;
2. Proceder à devida correção do pH dos rejeitos líquidos para favorecer a precipitação
dos metais;
3. Ampliar a Estação de Tratamento de Efluentes para que a mesma seja compatível
com a quantidade do efluente líquido gerado;
4. Manter o monitoramento trimestral da qualidade das águas subterrâneas na área e
em seu entorno imediato e observar o decaimento dos elementos de interesse;
5. Realizar novas amostragens para as águas superficiais nos pontos analisados na
atual pesquisa, e monitorar a qualidade das mesmas tantos dos compostos de
interesse, quanto das medidas tomadas in situ (pH, Eh, oxigênio dissolvido e
condutividade elétrica);
6. Reflorestar a área utilizando-se a técnica do Sistema Agro-Florestal, por meio do
consórcio entre as espécies;
7. Plano de remediação das águas das lagoas São Caetano, Bianchi e Industrial, pois
no passado se comportavam como corpos poluentes e, ainda hoje, nas análises
avaliadas, apresentaram problemas principalmente para o sulfato e para o manganês.
95
10. CONCLUSÔES
A pesquisa mostrou que em todas as etapas do processamento do caulim, da
lavra ao beneficiamento, a água tem um papel fundamental no processo, o que
evidencia a necessidade de sua gestão integrada. A conservação dos recursos hídricos
é atualmente uma necessidade, sendo os custos da remediação de uma área
contaminada muito mais oneroso que o custo de sua proteção.
A avaliação da qualidade das águas subterrâneas na área de mineração de
caulim mostrou que a disposição inadequada dos rejeitos produzidos no processo
industrial acarretou na contaminação das águas subterrâneas do local e nas águas das
lagoas artificiais, em relação ao sulfato e zinco encontrados na área. Em relação às
anomalias de alumínio, ferro e manganês, não se descarta serem inerentes à área, mas
que, a produção e descarte de efluentes ácidos favorecem o desprendimento dos íons
livres encontrados nas águas subterrâneas.
Após a constatação do impacto ambiental, as principais atividades impactantes
identificadas foram cessadas, a exemplo da utilização do zinco metálico como
catalisador na operação de alvejamento do caulim e da disposição e dos efluentes
líquidos gerados no processo nas lagoas artificiais. As medidas tomadas atuaram de
forma corretiva e minimizaram o efeito poluidor das águas subterrâneas, mas os
impactos ambientais ocorridos persistiram com a continuidade das atividades mineiras.
Como já foi dito, o ato de minerar, por si próprio, é causador de impacto ambiental,
portanto, é necessário um planejamento das atividades para que os impactos futuros
sejam mitigados.
Quanto à caracterização hidrogeológica, os mapas potenciométricos obtidos a
partir das medições dos poços de monitoramento, são bastante semelhantes àqueles
resultantes da modelagem matemática dos fluxos. Assim, é possível uma atualização
constante e confiável da potenciometria a cada coleta de amostras nos poços.
No que se refere à avaliação de risco, não há parâmetros com risco
carcinogênico. E, para os cenários propostos, não foram obtidos quocientes de risco
superiores ao limite recomendado pela CETESB para compostos não-carcinogênicos.
Em relação à remediação, a escolha da melhor técnica para o local vai depender
de fatores como: os requisitos legais e critérios para aprovação governamental; o uso
96
futuro pretendido para a área; os critérios de concentração final de poluentes que se
deseja atingir; se a técnica considerada apresentou resultados em casos similares; o
tempo estimado para atingir os objetivos de remediação; os custos totais incluindo o
monitoramento; a saúde e segurança ocupacional e os aspectos e impactos ambientais
decorrentes da remediação, como emissão de ruídos, trânsito de equipamentos e
caminhões; restrição à circulação de pessoas pela área e outros. Também vai depender
de diversos fatores tais como as características do solo, a natureza do contaminante, a
extensão da contaminação e a viabilidade e eficácia do processo.
A mineração, diferentemente das outras atividades industriais, cria novos
ambientes e estes, se forem valorizados com criatividade, podem ser reaproveitados,
como observamos em diversos casos na própria Região Metropolitana de São Paulo.
Atualmente, com o acúmulo de conhecimento adquirido ao longo dos anos
devemos pensar em uma perspectiva pró-ativa, que busque evitar que os passivos
ambientais se acumulem durante a operação de um empreendimento industrial,
minimizando assim os impactos ambientais durante todo o ciclo de vida de uma
instalação. Uma alternativa pró-ativa para os atuais problemas ambientais encontrados
seria o zoneamento das atividades agrícolas e minerárias, assim como de outras
formas de uso como a vocação industrial, a urbanização e as áreas de proteção
ambiental para solução dos conflitos de uso do solo.
Podem ser citadas como medidas positivas que vêm sendo implantadas na área
o reflorestamento e a estação de tratamento de efluentes. O reflorestamento poderia
ser aperfeiçoado com a recuperação da camada superficial orgânica do solo e a
serrapilheira, a utilização de espécies que conjuguem a fitorremediação e a
reconstituição paisagística local ou a utilização de espécies nativas para a recuperação
do ambiente mais próximo ao natural. Em relação à estação de tratamento de efluentes
é desejável uma ampliação da mesma, medida que já está sendo tomada.
Finalizando, especificamente para área estudada, pôde-se constatar que, de
uma forma geral, ao longo do monitoramento que vem sendo efetuado, houve uma
melhoria na qualidade das águas subterrâneas. No entanto, a recuperação da
qualidade ambiental é um processo mais complexo, que conjuga as tecnologias de
remediação e o planejamento sustentável das atividades futuras.
97
11. REFERÊNCIAS ALLOWAY, B.J. (ed.) Heavy Metals in Soils. Glasgow, Ed. Blackie Academy & Professional, 339 p., 1990. BITAR, O Y. (coord.) Curso de Geologia Aplicada ao Meio Ambiente. São Paulo: Associação Brasileira de Geologia de Engenharia - ABGE: Instituto de Pesquisas Tecnológicas, Divisão de Geologia, 247p. 1995. BITAR, O. Y. Avaliação da Recuperação das Áreas Degradadas por Mineração na Região Metropolitana de São Paulo. Tese de Doutorado. Escola Politécnica / USP. São Paulo. 1997. BRISTOW, C.M. World Kaolin: genesis, exploitation and aplication. Industrial Minerals, p. 45-87, July/ 87. CABRAL, J.; DEMÉTRIO, J. G. A. Aplicação de Modelos em Hidrogeologia. In FEITOSA, F.A.C.; MANOEL FILHO, J. (coord). Hidrogeologia: conceitos e aplicações. 2. ed. Fortaleza: CPRM/REFO, 391 p. 2000. CAVALCANTI, M.A.M.P. A Modelagem Matemática associada ao Sistema de Informação Geográfica como instrumento de previsão no Estudo de Impacto Hidrogeológico de Reservatórios. Tese de Doutorado. Instituto de Geociências. Universidade de São Paulo. 2002. CEPAGRI – Centro de Pesquisas Meteorológicas e Climáticas Aplicadas a Agricultura. Clima dos Municípios Paulistas. Disponível em: http://www.cpa.unicamp.br/outras-informacoes/clima_muni_346.html . Acesso em 08 de março de 2007. CEPAS – CENTRO DE PESQUISA EM ÁGUA SUBTERRÂNEA. Avaliação da Qualidade da Água Subterrânea em área da Mineração Horii Ltda. e Imerys do Brasil Comércio de Extração de Minérios Ltda. Instituto de Geociências/USP. 2004. CETEM - CENTRO DE TECNOLOGIA MINERAL. Série Rochas e Minerais Industriais. Rio de Janeiro: CETEM, 2005. CETESB - COMPANHIA DE TECNOLOGIA DE SANEAMENTO AMBIENTAL. Manual de Gerenciamento de Áreas Contaminadas – Capítulos I ao VII – CETESB – GTZ. São Paulo. 1999. Disponível em: http://www.cetesb.sp.gov.br/Solo/areas_contaminadas Acesso em 12 de dezembro de 2006. CETESB - COMPANHIA DE TECNOLOGIA DE SANEAMENTO AMBIENTAL. Relatório de Estabelecimento de Valores Orientadores para Solos e Águas Subterrâneas no Estado de São Paulo / Dorothy C.P. Casarini (et al.). São Paulo. 73 p., 2001a.
98
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ANEXO I
V.O.I. = VALORES ORIENTADORES DE INTERVENÇÃO
Out/00 Abr/01 Ago/04
Nov/04
Fev/05 Mai/05
Ago/05
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
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V.O.I.
Out/00 Abr/01 Abr/02Set/03
Ago/04Nov/04 Fev/05 Mai/05
Ago/05Nov/05
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
PM-02 - FERRO
0
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am
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(mg
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V.O.I.
Out/00 Abr/01 Abr/02 Set/03Ago/04 Nov/04 Fev/05 Mai/05
Ago/05
Nov/05
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
PM-02 - MANGANÊS
0
0.5
1
Dat
a da
am
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gem
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once
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ção
(mg
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V.O.I.
Out/00 Abr/01 Abr/02 Set/03
Ago/04
Nov/04
Fev/05
Mai/05 Ago/05
Nov/05
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
PM-02 - SULFATO
50
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ção
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V.O.I.
Out/00 Abr/01Ago/04
Nov/04 Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
PM-03 - ALUMÍNIO
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gem
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V.O.I.
Out/00 Abr/01Abr/02
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
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am
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V.O.I.
Out/00Abr/01
Abr/02
Set/03
Ago/04 Nov/04Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
PM-03 - MANGANÊS
0
0.2
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/ l) V.O.I.
Out/00 Abr/01 Abr/02 Set/03 Ago/04 Nov/04 Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
PM-02 - ZINCO
1
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/ l) V.O.I.
Out/00 Abr/01 Abr/02 Set/03 Ago/04 Nov/04 Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
PM-03 - ZINCO
1
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/ l) V.O.I.
Out/00 Abr/01 Abr/02 Set/03 Ago/04 Nov/04 Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
PM-03 - SULFATO
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V.O.I. = VALORES ORIENTADORES DE INTERVENÇÃOOut/00
Abr/01 Ago/04
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Mai/05 Ago/05
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
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0
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ata
da a
mos
trage
m e
Con
cent
raçã
o (m
g / l
)
V.O.I.
Out/00 Abr/01 Abr/02 Set/03Ago/04
Nov/04 Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
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Out/00
Abr/01
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Out/00 Abr/01
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Set/03 Ago/04Nov/04 Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
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)V.O.I.
V.O.I. = VALORES ORIENTADORES DE INTERVENÇÃO
Out/00Abr/01 Ago/04
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V.O.I. = VALORES ORIENTADORES DE INTERVENÇÃO
Out/00
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
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Out/00Abr/01
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Out/00 Abr/01 Abr/02 Set/03 Ago/04 Nov/04 Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
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PM-20 - MANGANÊS
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V.O.I.
Ago/04 Nov/04 Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
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PM-20 - ZINCO
1
3
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/ l) V.O.I.
Ago/04Nov/04 Fev/05 Mai/05
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Nov/05
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V.O.I. = VALORES ORIENTADORES DE INTERVENÇÃO
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V.O.I.
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1 2 3 4 5 6
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V.O.I.
Ago/04 Nov/04Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
1 2 3 4 5 6
PM-22 - FERRO
0
0.2
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Dat
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(mg
/ l)
V.O.I.
Ago/04
Nov/04
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1 2 3 4 5 6
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) V.O.I.
V.O.I. = VALORES ORIENTADORES DE INTERVENÇÃO
Ago/04 Nov/04 Fev/05 Mai/05
Ago/05
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1 2 3 4 5 6
PM-23 - ALUMÍNIO
0
0.5
1D
ata
da a
mos
trage
m e
Con
cent
raçã
o (m
g / l
)
V.O.I.
Ago/04 Nov/04Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
1 2 3 4 5 6
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1 2 3 4 5 6
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(mg
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V.O.I.
Ago/04 Nov/04Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
1 2 3 4 5 6
PM-24 - FERRO
0
0.2
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(mg
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V.O.I.
Ago/04Nov/04 Fev/05 Mai/05
Ago/05
Nov/05
1 2 3 4 5 6
PM-24 - MANGANÊS
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0.2
0.4
0.6
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(mg
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V.O.I.
Ago/04 Nov/04 Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
1 2 3 4 5 6
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1 2 3 4 5 6
PM-24 - SULFATO
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V.O.I.
V.O.I. = VALORES ORIENTADORES DE INTERVENÇÃO
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Ago/04 Nov/04 Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
1 2 3 4 5 6
PM-25 - SULFATO
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1 2 3 4 5 6
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/ l) V.O.I.
V.O.I. = VALORES ORIENTADORES DE INTERVENÇÃO
Ago/04 Nov/04Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
1 2 3 4 5 6
PM-27 - ALUMÍNIO
0
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0.2
0.3D
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m e
Con
cent
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g / l
)V.O.I.
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1 2 3 4 5 6
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Ago/04 Nov/04 Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
1 2 3 4 5 6
PM-27 - ZINCO
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Ago/04 Nov/04 Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
1 2 3 4 5 6
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50
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Ago/04 Nov/04 Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
1 2 3 4 5 6
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Ago/04 Nov/04Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
1 2 3 4 5 6
PM-28 - FERRO
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Dat
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V.O.I.
Ago/04 Nov/04Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
1 2 3 4 5 6
PM-28 - MANGANÊS
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0.2
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(mg
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V.O.I.
Ago/04 Nov/04 Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
1 2 3 4 5 6
PM-28 - ZINC0
1
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/ l) V.O.I.
Ago/04 Nov/04 Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
1 2 3 4 5 6
PM-28 - SULFATO
50
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250D
ata
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m e
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cent
raçã
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g / l
) V.O.I.
V.O.I. = VALORES ORIENTADORES DE INTERVENÇÃO
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0.2
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ata
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mos
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m e
Con
cent
raçã
o (m
g / l
)V.O.I.
Ago/04 Nov/04Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
1 2 3 4 5 6
PM-29 - FERRO
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Nov/04 Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
1 2 3 4 5 6
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0.2
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(mg
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V.O.I.
Ago/04 Nov/04 Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
1 2 3 4 5 6
PM-29 - ZINCO
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/ l) V.O.I.
Ago/04 Nov/04 Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
1 2 3 4 5 6
PM-29 - SULFATO
50
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(mg
/ l) V.O.I.
Ago/04 Nov/04 Fev/05
Mai/05
Ago/05 Nov/05
1 2 3 4 5 6
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1
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(mg
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V.O.I.
Ago/04 Nov/04 Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
1 2 3 4 5 6
PM-30 - FERRO
0
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0.4
Dat
a da
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(mg
/ l)
V.O.I.
Ago/04 Nov/04 Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
1 2 3 4 5 6
PM-30 - MANGANÊS
0
0.2
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Dat
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(mg
/ l) V.O.I.
Ago/04 Nov/04 Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
1 2 3 4 5 6
PM-30 - ZINCO
1
3
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Dat
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(mg
/ l) V.O.I.
Ago/04 Nov/04 Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
1 2 3 4 5 6
PM-30 - SULFATO
50
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250D
ata
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mos
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m e
Con
cent
raçã
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g / l
)V.O.I.
V.O.I. = VALORES ORIENTADORES DE INTERVENÇÃO
Nov/02
Mar/03
Set/03Fev/04
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V.O.I.
Nov/02
Mar/03
Set/03Fev/04
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Nov/02
Mar/03Set/03
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V.O.I.
Mar/03 Set/03 Fev/04 Ago/04 Nov/04 Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
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Fev/04Ago/04
Nov/04 Fev/05 Mai/05 Ago/05Nov/05
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
PM-NE - SULFATO
50
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(mg
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Nov/05
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Nov/02Mar/03
Set/03 Fev/04Ago/04
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
PM-SW - FERRO
0
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Dat
a da
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ção
(mg
/ l)
V.O.I.
Nov/02Mar/03
Set/03 Fev/04
Ago/04
Fev/05 Mai/05 Ago/05Nov/05
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
PM-NE - MANGANÊS
0
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a da
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(mg
/ l)
V.O.I.
Mar/03 Set/03 Fev/04 Ago/04 Fev/05 Mai/05 Ago/05 Nov/05
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
PM-NE - ZINCO
1
3
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Dat
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(mg
/ l) V.O.I.
Fev/04 Ago/04Fev/05 Mai/05 Ago/05
Nov/05
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
PM-SW - SULFATO
50
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250D
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Con
cent
raçã
o (m
g / l
) V.O.I.
