Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, ramo de Geoambiente, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Professor Doutor António Manuel Antunes Fiúza

Tese de doutoramento. Engenharia do Ambiente. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto, Departamento de Engenharia Química. Instituto Superior de Engenharia do Porto. 2010

Tese de mestrado. Engenharia de Minas e Geo-Ambiente. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Estágio realizado na Amorim & Irmãos, S.A. - Departamento de Investigação e Desenvolvimento e orientado pelo Prof. Doutor Miguel Cabral / Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais da Universidade do Extremo Sul Catarinense para obtenção do Grau de Mestre. / Na bacia Carbonífera Catarinense, localizada no sul do estado de Santa Catarina, Brasil, a atividade de mineração de carvão passou a se destacar a partir de 1940. No decorrer desse período, a região foi marcada pela evolução dos impactos ambientais negativos decorrentes da extração e beneficiamento de carvão. A Drenagem Ácida de Mina (DAM), um dos principais problemas ambientais associados à esta mineração, resulta da oxidação natural de sulfetos quando expostos à ação combinada da água e do oxigênio, na presença ou não de bactérias oxidantes. Os efluentes de DAM são geralmente caracterizados pelo baixo pH, elevada acidez e por altas concentrações de metais e de sulfatos. A utilização de sistemas coberturas secas sobre rejeitos de carvão contendo sulfetosé uma das opções para prevenir e minimizar a geração de DAM. O presente trabalho objetivou avaliar a eficiência da aplicação de cinza pesada e calcário, como agentes inibidores e neutralizantes dos efeitos de oxidação dos poluentes do rejeito piritoso. Para reduzir as taxas de infiltração de água e difusão de oxigênio foi empregada camada compactada de um solo silte-argiloso sobre o rejeito e os agentes alcalinos. Os experimentos foram monitorados por um ano em lisímetros de laboratório (cinco cubas de vidro e cinco colunas de pvc) e campo (três caixas d'água). Nos lisímetros de laboratório o tempo de alteração do material foi acelerado, correspondendo a dois anos nas cubas de vidro e quatro anos nas colunas. Nas cubas de vidro a camada compactada de solo foi de 20 cm de espessura e nos demais experimentos de 50 cm. Nos materiais empregados no estudo - rejeitos de carvão mineral, cinza pesada e solo silte-argiloso – foram realizadas determinações do potencial de acidez e poder de neutralização, bem como caracterização das principais fases minerais presentes. Durante o monitoramento foram realizadas observações macroscópicas e coletas periódicas dos lixiviados para análises físico-químicas e microbiológicas. Os resultados obtidos nos testes de laboratório indicaram que a cinza pesada misturada ao rejeito aumentou a eficiência da cobertura prevenindo por mais tempo o processo de formação de DAM. Por outro lado quando a cinza ou o calcário foi colocado como uma camada sobre os rejeitos isso não ocorreu. Também foi constatado que além da espessura da camada impermeável, o grau de compactação também foi fundamental no controle da DAM. Dos cinco sistemas de coberturas empregados nas cubas de vidro, apenas dois - cubas I e V - foram considerados eficientes no controle da DAM durante o período de monitoramento. O lixiviado da cuba IV apresentou concentrações elevadas de Fe (129,00 mg.L-1 ), Mn (1,30 mg.L-1) e Zn (2,67 mg.L-1) no final do monitoramento. Neste experimento foi possível observar a participação direta das bactérias ferro-oxidantes na geração de acidez. A faixa de pH limitante ao desenvolvimento das Thiobacillus ferrooxidans em todos os experimentos foi de 2,45 a 7,45. As colunas mostraram uma melhor eficiência ao longo do tempo, já que dos cinco experimentos apenas dois foram ineficientes – colunas II e III. O efluente da coluna IV apesar de ser considerado eficiente, pois atendeu ao Decreto Estadual 14250/1981 e a Resolução CONAMA 357/2005, ao final do monitoramento passou a apresentar concentrações de Zn (0,23 mg.L-1) e Pb (0,12 mg.L-1). Conclui-se que a camada de 50 cm de solo compactado nos experimentos das colunas retardou a DAM. Quanto aos resultados dos lisímetros de campo, embora indiquem eficiência na prevenção e correção de DAM até o período monitorado, não podem ser considerados como comclusivos uma vez que os resultados das colunas em laboratório indicaram que o desencadeamento da DAM pode ocorrer num período superior ao tempo monitorado nos lisímetros de campo.

Tese de mestrado. Engenharia de Minas e Geo-Ambiente. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado. Engenharia de Minas e Geo-Ambiente. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Estágio realizado na Amorim & Irmãos, S. A. - Investigação e Desenvolvimento e orientado pelo Doutor Miguel cabral / Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente,(área de especialização de Tratamento de Águas e Águas Residuais), na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Doutor Domingos Barbosa

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:37:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ricardo_Felipe_Braga_Sousa.pdf: 2380899 bytes, checksum: 582d8143d3817966aeb1759943f4e71d (MD5) Previous issue date: 2015-02-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This paper proposes to evaluate the development of crambe and wheat plants cultivated in soil contaminated with levels of Cd and Pb. The soils were contaminated with metals using the CdCl2 and PbCl2H2O salts in five doses based on investigation values (IV) of Resolution #420 of CONAMA (dose 1 - existing value in the soil; dose 2 - half of the IV, dose 3 - IV; dose 4 - three times the IV and dose 5 - ten times the IV) resulting in 0; 1.5; 3; 9 and 30 mg kg-1 for Cd and 33; 90; 180; 540 and 1800 mg kg-1 to Pb prior to sowing. The development of the crops were evaluated, as well as gas exchange during vegetative and reproductive period, determining the parameters related to gas exchange. During flowering were determining plant nutrient composition of the N, P, K, Ca, Mg, Cu, Zn, Fe, Mn, besides of Cd and Pb. At the end of the cycle production components were quantified for both cultures. Subsequent to this, the plants were cut in plant parts and the bioavailability of metals in their tissues were determinate. In plants of crambe the soil contamination with Cd and Pb reduced photosynthesis, increased breathing also interferes negatively on mineral nutrition and productivity in general, the Cd s had a higher bioavailability when compared with Pb, being found in all plant parts of crambe from 1.5 mg kg-1 of Cd in the soil, Pb was retained only in the roots, not being translocated to the shoot. In wheat, according to the results, the contamination by Cd and Pb does not interfere with gas exchange, but negatively affects the development, mineral nutrition, roots and productivity of wheat plants. In plant tissue, Pb was less mobile than Cd, and accumulated in lower concentrations on, but from the VI's, both metals were found in the whole plant. Thus, although acceptable results, it is concluded that it is necessary more studies to be considered the use these plants in contaminated soil as production alternatives / O presente trabalho avaliou o desenvolvimento de plantas de crambe e trigo cultivadas em solos contaminados com níveis de Cd e Pb. Para tanto foram desenvolvidos quatro experimentos simultâneos, um para cada metal e dois para cada cultura. Os solos foram contaminados com os metais utilizando os sais de CdCl2 e PbCl2H2O em cinco doses baseadas nos valores de investigação (VI) da resolução Nº 420 do CONAMA (dose 1 - valor preexistente no solo; dose 2 - metade do VI; dose 3 - o VI; dose 4 - três vezes o VI e dose 5 dez vezes o VI) resultando em 0; 1,5; 3; 9 e 30 mg kg-1 para Cd e 33; 90; 180; 540 e 1800 mg kg-1 para Pb previamente à semeadura. Foi avaliado o desenvolvimento das culturas, assim como a fotossíntese durante o período vegetativo e reprodutivo, determinando os parâmetros relacionados às trocas gasosas. Durante o florescimento foram avaliados a composição nutricional das plantas determinando os teores de N, P, K, Ca, Mg, Cu, Zn, Fe, Mn além de Cd e Pb. Ao final do ciclo foram quantificados os componentes de produção para ambas as culturas. Posterior a isso, as plantas foram seccionadas em órgãos vegetais e determinadas a fitodisponibilidade dos metais nos respectivos tecidos. Nas plantas de crambe a contaminação dos solos com Cd e Pb reduziu a fotossíntese, aumentou a respiração além de interferir negativamente na nutrição mineral e produtividade em geral, o Cd apresentou maior fitodisponibilidade quando comparado com o Pb, sendo encontrados em todas as partes das plantas de crambe a partir de 1,5 mg kg-1 de Cd no solo, o Pb ficou retido apenas nas raízes, não sendo translocado para a parte aérea. Nas plantas de trigo, de acordo com os resultados, a contaminação por Cd e Pb não interfere nas trocas gasosas, porém afeta negativamente o desenvolvimento, nutrição mineral, sistema radicular e produtividade destas. Nos tecidos vegetais, o Pb mostrou-se menos móvel que o Cd, sendo acumulado em menores concentrações relativas, porém a partir dos VI's, ambos os metais foram encontrados em toda a planta. Deste modo, apesar de alguns resultados dentro das legislações vigentes, conclui-se que é necessário maiores estudos para ser considerado o uso dessas plantas em solos contaminados como alternativas de produção