Geochemical analysis of sediments from a polluted waterway in the vicinity of a metallurgical plant, Minas Gerais, Brazil

Mining and metallurgical industries are the most responsible for heavy metal contamination. These contaminants are often associated to poor management strategies and the lack of suitable containment areas. This is the case of one of the largest metal alloy producers in the São Francisco river basin, in Minas Gerais state, Brazil. During operation, the tailings of this activity have been accumulated in the surrounding area, leading to heavy metal contamination (Mn, Cu, Zn, Ni, Pb, Cd, Cr and As), much above the critical levels, which accumulate in the sediments of the nearby waterways, in the soils of the drainage area, and in the water column. In this work we are going to discuss both the contamination level and its extent in the Consciência river, a small tributary of the São Francisco river, the longest river entirely Brazilian, by analyzing the geochemistry and mineralogy of the accumulated sediments. It will be also discuss the reclamation strategies of this site and the impact on the environment.

Caracterização biogeoquímica de minas abandonadas: os casos da mina de São Domingos e da mina da Mostardeira

O objectivo do presente trabalho foi avaliar os impactos ambientais de duas áreas mineiras abandonadas, a Mina de São Domingos e a Mina da Mostardeira. Procedeu-se a uma caracterização biogeoquímica detalhada das duas áreas mineiras e suas envolventes, a qual consistiu na análise de parâmetros físico-químicos e determinação das concentrações de metais nos aquíferos adjacentes; identificação da flora nativa; caracterização mineralógica dos resíduos mineiros, escórias, solos e sedimentos; e avaliação dos seus prováveis perigos ambientais através da determinação dos teores total, parcial e lixiviável de metais presentes. Os resultados permitiram aprofundar o conhecimento dos processos que ocorrem nestes sistemas e as plantas nativas que colonizam os solos metalíferos da mina de São Domingos foram estudadas não só para avaliar o seu potencial como hiperacumuladoras mas também para estudar em detalhe os mecanismos de tolerância e defesa apresentados pelas plantas desenvolvidas sob stress metálico e o trinómio solo-metal-planta. ABSTRACT: The purpose of this study was to evaluate the environmental impacts of two old mining areas, the São Domingos Mine and the Mostardeira Mine. A detailed biogeochemical characterization of the two mining areas and their surroundings was performed including the analysis of physical and chemical parameters and the determination of metal concentrations in adjacent aquifers, identification of native flora, study of the mineralogy of the tailings, slags, soils and sediments, and assessment of their likely environmental hazards by determining the levels of total, partial and leachable metals present. The results led to a greater understanding of the geochemical processes occurring in these systems. Furthermore, the study of the native plants that colonize the metalliferous soils of São Domingos mine allowed a deeper insight on the mechanisms of tolerance and defense developed by plants under metallic stress and also to evaluate their hyper accumulator potential and therefore their potential use in phytoremediation strategies.

Estratégias de fitorremediação de duas minas abandonadas - Tinoca e Mostardeira

O presente trabalho teve como objectivo a implementação de estratégias de remediação de duas minas abandonadas na região do Alto Alentejo, a mina da Tinoca e a mina da Mostardeira. Neste trabalho foram realizados ensaios de fitoremediação com as espécies Brassica juncea (L.) Czern, Solanum nigrum L., Piptatherum miliaceum (L.)Coss. e Spergularia purpurea (Persoon)G. Don fil. As misturas utilizadas como suporte para desenvolvimento das plantas resultaram da mistura (1:1) de resíduos de escombreira e solo. Estas misturas foram realizadas para as duas minas independentemente. A estas misturas foram adicionados correctivos minerais e um correctivo orgânico. Dos estudos realizados observou-se que medidas de atenuação/diluição não se mostraram suficientemente eficazes para permitir uma estabilização da zona superficial em causa, pelas espécies de plantas estudadas. Por outro lado, a adição de um correctivo orgânico, juntamente com a subida do pH do solo, conduziu a um melhoramento das características físicas e químicas das misturas originais facilitando a sua revegetação. ABSTRACT: This study was designed to implement remediation strategies in two abandoned mines in the region of Alto Alentejo, the Tinoca mine and Mostradeira mine. Phytoremediation tests were carried out with the species Brassica juncea (L.) Czern, Solanum nigrum L., Piptatherum miliaceum (L.) Coss. and Spergularia purpurea (Persoon) G. Don fil. The mixtures used to support plant growth resulted from the admixture (1:1) of waste tailings and soil and were performed independently for the two mines. Soil mineral correctives and organic fertilizers were added to these mixtures. The study showed that mitigation/dilution measures were not sufficiently effective to allow the stabilization of the area with the plant species studied. However, the addition of an organic corrective, along with the rise of soil pH, led to an improvement in the physical and chemical properties of the original amendment soil mixtures, hence facilitating its phytorestoration.