Avaliação da contaminação potencial de As numa zona de ... · geoestatística ALBUQUERQUE, MTD...

Avaliação da contaminação potencial de As numa zona de minas

abandonadas – uma abordagem geoestatística

ALBUQUERQUE, MTD & ANTUNES, IMHR

Polytechnic Institute of Castelo Branco Castelo Branco, Portugal.

[email protected], [email protected]

Poluição difusa – desafios para o futuro – IPQ 29de Maio 2013 Albuquerque MTD, Antunes IMHR

mailto:[email protected]

Agenda

• 1. Atividades mineiras

• 2. Anomalias geoquímicas

• 3. A área de Segura – estudo de caso

• 4. Mapas de iso-probabilidade para a contaminação potencial de As

• 5. Conclusões e desenvolvimentos futuros


Indústria mineira em Portugal

Uma das mais importantes atividades económicas durantes várias décadas

Instaladas e abrangendo áreas limitadas mas podendo impactar grandes áreas


Impacte ambiental

Ausência de recuperação ambiental

Saúde pública Poluição difusa – desafios para o futuro – IPQ 29de Maio 2013 Albuquerque MTD, Antunes IMHR

Os minérios são extraídos e processados diretamente, permanecendo os estéreis acumulados e sem proteção

As explorações são subterrâneas e a céu aberto


Agenda





• 5. Conclusões e desenvolvimentos futuros Poluição difusa – desafios para o futuro – IPQ 29de Maio 2013 Albuquerque MTD, Antunes IMHR

Elementos metálicos “assinaturas geoquímicas”

Mineralizações de sulfuretos

Pode ser neutralizado pela ocorrência de precipitados e carbonatos

Dissolução e mobilidade dos elementos

Processos de oxidação dos sulfuretos

pH Processos químicos

Geoquímica da área

Anomalias geoquímicas


Agenda






Enquadramento geografico


Geological map of

Portugal

Mapa geológico de Portugal, 1/500000 (1992)

Enquadramento geológico

Formação do Rosmaninhal (CBR)

Formação de Malpica (CBM)

Complexo xisto-grauváquico


15 amostras colhidas:

nascentes

poços X

Nascentes e pequenas minas

4 vezes /ano

Águas de Segura


As águas associadas aos filões de quartzo mineralizados em Sn-W quartz e apresentando anomalias de As nos solos mostram um teor mais elevado em As do que as águas associadas aos veios mineralizados em Ba-Pb-Zn (amostras 12, 13, 17, 9 and 11).

Veios de quartzo mineralizados em Ba-Pb-Zn

st – stream; rt – small retention; sp - spring

Veios de quartzo mineralizados em Sn-W

sp – spring; w – well; st – stream

Distribuição do As


As águas encontram-se contaminadas e não deverão ser utilizadas.

Ba-Pb-Zn quartz veins

st – stream; rt – small retention; sp - spring

Sn-W quartz veins

sp – spring; w – well; st – stream

VMAh – valor paramétrico para consumo humano; VMRr – valor paramétrico para fins agrícolas


Agenda






Using indicator kriging for the evaluation of As potential contamination


Objectivo

A compreensão da distribuição espacio-temporal da dissiminação do As permitirá um melhor conhecimento da sua mobilidade e caracterização do risco.


A amostra nº 1 foi recolhida for a da zona de influência das minas, representando o background geoquímico. Todas as outras amostras foram recolhidas a jusante.

Village

Amostras de água (pontos vermelhos): 1 – Background, 2 – Outlier nos dois meses analisados; área urbana (pontos pretos) e minas abandonadas(elipses amarelas).

13 elementos foram analisados incluindo conductividade, pH, Na, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Li, As, SO4

2-, Residuo seco,

Amostragem


A distribuição de As apresenta uma acentuada assimetria

positiva devido à presença de outliers, nos dois meses estudados.

Estatística descritiva

Box-plot de As (Outubro e Dezembro). Ponto 2: outlier


Os valores mais baixos de As, encontrados no mês de Outubro, podem justificar-se pela retenção de As por materiais oxi-Hidróxido contrariando a espectável concentração num mês que foi seco. No mês de Dezembro os maiores valores de As podem estar associados com a diluição de Fe, que retêm este metal.


Para a caracterização vulnerabilidade foram construídas duas novas variáveis indicatriz :

metodologia

2) A segunda (I2), considerando o background sazonal de As como cut-off, de forma a permitir a quantificação da vulnerabilidade intrínseca, uma vez que o valor do background depende unicamente das características geológicas e hidrogeológicas da zona em estudo.

1) A primeira (I1) considerando o valor paramétrico (0.05mg/L) como cut-off, de forma a permitir a caracterização da vulnerabilidade específica (extrínseca).


A estrutura espacial, da distribuição do As, é mais robusta para o mês de Outubro quando comparado com o mês de Dezembro.

Variografia

Variogramas experimentais e modelos ajustados para (I1) e

(I2), para os meses de Outubro e Dezembro Poluição difusa – desafios para o futuro – IPQ 29de Maio 2013 Albuquerque MTD, Antunes IMHR

Villlage.

Villlage.

Mapas de Iso-probabilidade (I1)

Mapas de iso-probabilidade para valores de As superiores ao valor paramétrico - I1

Durante o mês de Dezembro duas fortes anomalias foram identificadas

Outubro mostra fortes anomalias a norte correspondendo à água drenada das minas abandonadas.


A probabilidade de exceder o background geoquímico local é elevado, para toda a área em estudo.

Mapas Iso-probabilidades (I2)

Mapas de iso-probabilidade para valores de As superiores ao background sazonal(I2)

No entanto, as maiores anomalias tendem a coincidir com aquelas em que a probabilidade de ultrapassar o valor paramétrico é maior (I1).

Os valores de mais baixa probabilidade, de exceder o background geoquímico local, estão a SW da área em estudo e coincidindo com aquelas em que a probabilidade de exceder o valor paramétrico é menor (I1).


Agenda






1. As associado a mineralizações de sulfuretos é tóxico para pequenas concentrações;

2. A avaliação do risco, tendo em conta a proximidade às

minas abandonadas, necessitam uma avaliação das vulnerabilidades intrínseca e extrínseca, conduzindo a uma quantificação da probabilidade de contaminaçãoi associada à atividade antropogénica;

3. A krigagem da Indicatriz foi utilizada como metodologia para

a construção de mapas de iso-probabilidade

Conclusões


4. Foram construídas duas variáveis indicatriz. A primeira (I1), onde foi considerado o valor paramétrico, para as águas, do As (0.05 mg/L) como valor de cut-off e pode ser considerada como uma probabilidade associada à vulnerabilidade específica (extrínseca).

A segunda (I2), considera o background sazonal de As como valor cut-off e quantifica uma probabilidade associada à vulnerabilidade intrínseca;

5. Durante o mês de Outubro e Dezembro observam-se fortes anomalias associadas à drenagem de águas provenientes das áreas correspondentes às minas abandonadas.

Estas anomalias indicam uma elevada probabilidade para a ocorrência de águas contaminadas por As e não deverão ser utilizadas para consumo humano.


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