Efeito da compactação e CaCO3 na oxidação da pirita em estéril de mineração de carvão

A drenagem ácida, provocada pela oxidação de sulfetos, é um problema ambiental capaz de comprometer a qualidade dos solos e recursos hídricos. Tal impacto pode ocorrer em vários ambientes, estando relacionado principalmente com a mineração de carvão. O presente trabalho foi realizado para estudar a cinética de oxidação da pirita, em estéril de mineração do carvão de Candiota - RS, sob diferentes condições de acesso do O2 atmosférico e pH. O estudo buscou avaliar a possibilidade de ajustar a taxa de dissolução do carbonato à taxa de oxidação dos sulfetos, dificultando o contato do ar atmosférico com os sulfetos presentes no estéril. As unidades experimentais constaram de frascos de lixiviação que continham 100g do estéril e doses crescentes de CaCO3, tendo sido o material submetido a diferentes níveis de compactação. Os tratamentos foram dispostos em delineamento inteiramente casualizado, fatorial4x4 (quatro doses de CaCO3 e quatro níveis de compactação), com três repetições. Os frascos que continham o material foram, então, submetidos a lixiviações periódicas com 50mL de água destilada, a cada duas semanas, por um período de oito meses. Nas soluções lixiviadas, foram determinados o pH e os teores de S e Fe. Verificou-se que o uso de carbonato e a compactação interferiram na cinética de oxidação dos sulfetos presentes no estéril. O aumento da compactação favoreceu a dissolução do carbonato, aumentando o pH, ao mesmo tempo que retardou a oxidação dos sulfetos, com diminuição dos teores de sulfato e ferro nas águas de drenagem.

Avaliação de três áreas de solo construído após mineração de carvão a céu aberto em Lauro Müller, Santa Catarina

Em solos construídos após mineração de carvão, a contaminação das camadas superficiais com pirita provoca intensa acidificação do solo, acelera a intemperização de minerais, eleva os teores de Al e Mn e aumenta a lixiviação de bases. O presente trabalho avaliou características químicas, teor de argila e mineralogia, bem como a variabilidade espacial para algumas dessas características em três áreas de solos construídos após mineração de carvão a céu aberto no município de Lauro Müller, Santa Catarina. As três áreas selecionadas apresentavam diferenças no modo de construção topográfico. A primeira, denominada Mina Juliana (MJ), foi construída em 1996, utilizando material (sólum, regolito argiloso e rocha) que foi separado e estocado antes da mineração, conforme previsto no plano de reabilitação. A segunda, denominada Mina do Apertado (MA), foi construída, em 1996, usando, como material de cobertura, o sólum proveniente do decapeamento de um morro adjacente à área. A terceira área, denominada Mina Rio do Meio (MRM), sofreu apenas construção topográfica em 1983, com mistura de resíduos de pirita de carvão e rochas de várias camadas. Amostras de solo foram coletadas em sistema de grade de pontos, em três profundidades, sendo analisados o pH em água, teores de Ca, Mg, K e Al trocáveis, H + Al e condutividade elétrica. Em amostras selecionadas, analisaram-se alguns metais pesados e a mineralogia da fração argila. Análises efetuadas em dois perfis de solo representativos das condições anteriores à mineração foram utilizados, para comparação. Todas as áreas apresentaram grande dispersão de valores para características químicas e teor de argila dos solos entre os pontos amostrados. O processo de construção do solo que resultou em maior uniformidade destas características e melhores condições para o estabelecimento de espécies vegetais foi o da área MJ. O solo da área MA, graças à mistura de resíduos de carvão piritoso com o solo superficial, está em franco processo de acidificação e contém alta concentração de sais. O solo da área MRM, em virtude do abandono e do longo período de exposição de resíduos piritosos na camada superficial, mostra elevada acidez, tendo já sofrido intensa lixiviação dos sais. As únicas variáveis testadas que apresentaram modelo definido para semivariância foram Al trocável, H + Al e argila, cujo alcance variou de 50 a 70 m.

Cinza e carbonato de cálcio na mitigação de drenagem ácida em estéril de mineração de carvão

A drenagem ácida é um problema ambiental, não-exclusivo, mas comumente associado à mineração do carvão e decorrente da oxidação de sulfetos, como a pirita, presente nos estéreis e rejeitos da mineração. A cinza derivada da queima do carvão constitui um resíduo, de utilização ainda limitada, no Brasil, mas que apresenta potencial de neutralização da acidez. Desse modo, estudou-se a possibilidade de utilização de cinzas da combustão do carvão mineral em combinação com carbonato de cálcio (CaCO3) para correção da drenagem ácida decorrente da oxidação de pirita em estéril da mineração de carvão de Candiota (RS). Amostras de 50 g do material estéril que continha pirita foram tratadas com 16 combinações de cinza da combustão do carvão e CaCO3 e acondicionadas em frascos de lixiviação. O experimento foi realizado em delineamento inteiramente casualizado, fatorial 4 x 4 (quatro doses de CaCO3 e quatro doses de cinza), em três repetições. Os frascos foram submetidos a lixiviações periódicas com água destilada, a cada duas semanas, durante oito meses. Os lixiviados foram caracterizados quanto ao pH, acidez livre e concentrações de S, Si e Fe. Os resultados demonstraram que: o uso da cinza do carvão de Candiota não é viável, tanto por apresentar baixa capacidade de neutralização da acidez quanto por diminuir a eficiência do CaCO3. Após oito meses de intemperismo simulado, apenas 11 % dos sulfetos foram oxidados na ausência de carbonato e cinzas. O uso de carbonato e, em menor grau, de cinza, acelerou a taxa de oxidação dos sulfetos. A oxidação da pirita contida nas amostras ocorreu com maior velocidade nos dois primeiros meses de intemperismo simulado; desse modo, recomenda-se o uso de calcário logo após a exposição do estéril da mineração, visando minimizar a drenagem ácida. Pesquisas, de longo prazo, que visem à otimização das doses de CaCO3 e ao uso de outros corretivos na mitigação da drenagem ácida devem ser estimuladas.

Atributos físicos do solo em área de mineração de carvão influenciados pela correção da acidez, adubação orgânica e revegetação

Solos reconstruídos após mineração de carvão têm suas propriedades físicas, químicas e biológicas alteradas. Nesse sentido, este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar efeitos da aplicação de corretivos, da adubação e da revegetação nas propriedades físicas de um solo reconstruído após mineração a céu aberto. O experimento foi conduzido na Mina do Apertado, em Lauro Müller, SC, entre 2001 e 2005, sobre um solo minerado em 1991 e reconstruído em 1995. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso, com três repetições. Os tratamentos foram: (1) testemunha; (2) "dregs" (resíduo alcalino); (3) calcário; (4) calcário + Brachiaria brizantha; (5) calcário + Brachiaria brizantha + cama de aviário. Em todos os tratamentos, foram transplantadas mudas de Pinus taeda e de Eucalyptus saligna em subparcelas. O calcário dolomítico e o "dregs" foram incorporados a 10 cm de profundidade. Toda a área recebeu adubação nitrogenada, potássica e fosfatada conforme recomendação técnica. As amostras de solo foram coletadas em fevereiro de 2005, nas camadas de 0 a 5 e 5 a 10 cm, avaliando-se os seus atributos físicos. Os tratamentos não alteraram a densidade de partículas, densidade do solo, porosidade total, macro e microporosidade do solo. O calcário elevou o pH, dispersou a argila e reduziu a estabilidade de agregados, enquanto o "dregs" aumentou o pH sem dispersar a argila. A adubação orgânica e o uso de Brachiaria brizantha aumentaram a estabilidade dos agregados e a água prontamente disponível, favorecendo a recuperação da qualidade física do solo degradado.

Rizobactérias formadoras de endósporos associadas a Tibouchina urvilleana de áreas impactadas por rejeitos da mineração do carvão

Os rejeitos da mineração do carvão podem elevar a concentração de metais pesados e dificultar o crescimento de plantas nessas áreas. Uma estratégia para recuperação desses ambientes é por meio da associação de microrganismos à rizosfera que podem auxiliar na promoção de crescimento de plantas, bem como na diminuição da toxicidade por metais pesados. O presente trabalho teve como objetivos o isolamento e a identificação de rizobactérias formadoras de endósporos (RFE) de áreas impactadas por rejeitos da mineração de carvão, num depósito no município de Capivari de Baixo, Santa Catarina (Brasil), bem como a avaliação de seus potenciais para auxiliar plantas na revegetação de ecossistemas degradados por essa atividade, por meio de testes de resistência a elementos metálicos e produção de sideróforos. Das RFE identificadas, as do gênero Bacillus foram mais frequentes, e entre as duas áreas de estudo observaram-se grupos bacterianos distintos. As linhagens provenientes da área dos rejeitos piritosos foram mais resistentes a Ni e Cu. Dez linhagens pertencentes aos gêneros Bacillus, Paenibacillus e Aneurinibacillus, além de resistirem a um maior número dos metais pesados testados, produziram sideróforos e, portanto, foram consideradas com maior potencial para auxiliar o crescimento de plantas em áreas contaminadas com metais pesados.

Ácidos húmicos e carvão vegetal ativado como amenizantes em solo contaminado por chumbo

A contaminação de solos por chumbo representa importante risco à saúde humana, sendo o município de Santo Amaro da Purificação, BA, um dos mais graves casos de contaminação do metal. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de ácidos húmicos e carvão vegetal ativado como amenizantes da toxidez de Pb para plantas de milho cultivadas em solo contaminado, coletado próximo à área da metalúrgica responsável pela contaminação. As doses foram estabelecidas com base no teor de C dos materiais (ácidos húmicos de compostagem, ácidos húmicos comerciais e carvão vegetal) e corresponderam a 0; 0,75; 1,5; 3; e 7,5 g kg-1 de C no solo. Ao final de 43 dias de cultivo, as plantas foram coletadas rente ao solo, separadas em parte aérea e raízes e submetidas à digestão nítrico perclórica para determinação de Pb. A fim de avaliar o efeito do metal sobre o aparato fotossintético, os teores de clorofilas a e b foram também avaliados. Os amenizantes aplicados no solo contaminado foram eficientes em diminuir o estresse provocado por Pb nas plantas de milho, sendo a maior eficiência obtida para os ácidos húmicos de compostagem, seguida pelo carvão vegetal e pelos ácidos húmicos comerciais. Todos os amenizantes testados diminuíram a translocação de Pb para a parte aérea das plantas, o que implica em maior fixação do metal no solo, com consequente diminuição dos riscos de transferência à cadeia trófica. Por essa razão, esses amenizantes podem ser recomendados para programas de fitoestabilização de Pb em solos.

Resistência tênsil de agregados e compressibilidade de um solo construído com plantas de cobertura em área de mineração de carvão em Candiota, RS

A recuperação de áreas degradadas após a mineração de carvão é fundamental para a sustentabilidade do meio ambiente. Este trabalho objetivou avaliar a qualidade estrutural de um solo construído sob diferentes plantas de cobertura, utilizando como referência um solo construído sem plantas de cobertura e um solo natural sob vegetação nativa à frente da mineração. Concluiu-se que as plantas de cobertura, principalmente a Tanzânia (Panicum maximum), contribuíram para melhoria da qualidade estrutural do solo construído, reduzindo a densidade do solo, promovendo a macroporosidade, a porosidade total, o teor de carbono orgânico total e do diâmetro médio dos agregados estáveis. Mais estudos precisam ser realizados enfocando a agregação, resistência tênsil de agregados e friabilidade, considerando que o método de construção interfere na qualidade estrutural desses solos.

INTERVALO HÍDRICO ÓTIMO EM SOLO CONSTRUÍDO APÓS MINERAÇÃO DE CARVÃO EM DIFERENTES LIMITES CRÍTICOS DE RESISTÊNCIA À PENETRAÇÃO E UMIDADE

Na quantificação do intervalo hídrico ótimo (IHO), são utilizados diferentes limites críticos de resistência à penetração (RP) e umidade na capacidade de campo (θCC). Para solos agrícolas, esses valores estão sendo documentados na literatura. Entretanto, para solos construídos após mineração de carvão, constata-se grande lacuna de informações. O objetivo deste trabalho foi quantificar a faixa de variação do intervalo hídrico ótimo de um solo construído sob diferentes plantas de cobertura na área de mineração de carvão de Candiota, sul do Brasil, considerando diferentes limites críticos de umidade do solo na capacidade de campo e de resistência à penetração. Foram avaliadas no experimento, em blocos casualizados com quatro repetições, as seguintes plantas de cobertura: Hemártria (Hemarthria altissima (Poir.) Stapf & C. E. Hubbard), tratamento 1 (T1); Pensacola (Paspalum notatum Flüggé), tratamento 2 (T2); Grama Tifton (Cynodon dactilon (L.) Pers.), tratamento 3 (T3); Controle (Urochloa brizantha (Hochst.) Stapf), tratamento 4 (T4); e sem plantas de cobertura, tratamento 5 (T5). Para determinar o IHO, foram utilizados diferentes valores críticos de θCC referentes às tensões de 0,006; 0,01; e 0,033 MPa e RP de 1,5; 2,0; 2,5; e 3,0 MPa, mantendo-se sempre constante a umidade do solo no ponto de murcha permanente (θPMP) como sendo igual ao valor retido na tensão de 1,5 MPa e a umidade do solo em que a porosidade de aeração (PA) é de 10 %. A faixa de variação do IHO foi maior no solo construído cultivado com Urochloa brizantha; e a menor com Pensacola, independentemente dos limites críticos de θCC e de RP. Os limites críticos de θCC e de RP utilizados na definição do IHO originaram diferentes valores de densidade critica (Dsc) para o solo construído sob diferentes plantas de cobertura. Os menores e maiores valores de Dsc foram obtidos quando utilizados como limites críticos na definição do IHO, o θCC = 0,033 MPa e a RP = 3 MPa. O solo construído cultivado com Urochloa brizantha e Hemártria apresentou valor de Ds muito próximo ao de Dsc.

AVALIAÇÃO ECOTOXICOLÓGICA DO RESÍDUO DE MINERAÇÃO DE CARVÃO

RESUMO O descarte de grandes quantidades de resíduos de mineração de carvão modifica quimicamente o solo e isso pode alterar a estrutura e atividade da fauna edáfica. Objetivou-se estudar os efeitos ecotoxicológicos das deposições de resíduo piritoso (carvão mais a pirita) em dois solos, coletados em Santa Catarina, Argissolo Vermelho-Amarelo e Nitossolo Háplico, nas doses de 0; 2,5; 5; 10 e 20 % desse resíduo. Os testes realizados foram sobrevivência e reprodução de Enchytraeus crypticus e de germinação comAvena sativa e Lotus corniculatus. O valor de pH, independentemente do tipo do solo, diminuiu à medida que aumentou a dose de resíduo piritoso. O resíduo piritoso na menor dose resultou em efeitos negativos ao E. crypticus, como redução na taxa sobrevivência de adultos e nenhuma reprodução. Nos testes de sobrevivência e reprodução de enquitreídeos, o valor de LC50 (concentração estimada que pode causar efeitos negativos na sobrevivência e germinação em 50 % de um grupo de organismos) ficou abaixo 4 % e EC50 (efeitos negativos na reprodução) <2,5 % para os dois solos, respectivamente. A exposição de A. sativa aos dois solos não expressou efeito tóxico para L. corniculatus, no Nitossolo. Porém, no Argissolo, a contaminação causou efeitos na menor dose para L. corniculatus. No teste de germinação de sementes, somente L. corniculatus apresentou sensibilidade no Argissolo Vermelho-Amarelo (LC50<4 %). A elevada sensibilidade dos organismos do solo avaliado à aplicação do resíduo piritoso influenciou-os negativamente, tanto em um curto período de tempo quanto em longo prazo.

GERAÇÃO DE DRENAGEM ÁCIDA E DE CONTAMINAÇÃO POR METAIS PESADOS EM PERFIS DE SOLOS CONSTRUÍDOS EM ÁREA DE MINERAÇÃO DE CARVÃO

RESUMO Os solos construídos após a extração de carvão a céu aberto são compostos do solo superficial e, ou, do estéril de mineração. As propriedades químicas desses solos diferem das propriedades dos solos naturais, principalmente em razão do processo de sulfurização. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de acidificação da pirita e de contaminação com metais pesados ao longo de perfis de solos construídos após mineração de carvão, em áreas de diferentes idades, com e sem recuperação ambiental concomitante com a lavra. Foram selecionadas áreas mineradas denominadas de I e II, sem recuperação ambiental durante a lavra e compostas somente pelo estéril de mineração, representando as áreas mais antigas, e IV e VII, contendo topsoil e em alguns locais na camada de argila, constituindo as áreas mais jovens deste estudo. Foram coletadas amostras deformadas até 2 m de profundidade. Analisaram-se granulometria, densidade de partículas, pH em água, Ca, Mg, Al, K, Na, P, H+Al, potencial de acidificação, potencial de neutralização, potencial líquido, teor de C orgânico e condutividade elétrica no extrato da pasta saturada. Também foram extraídos os metais potencialmente biodisponíveis pela metodologia USEPA 3050B, cujos resultados foram comparados com os valores orientadores de prevenção e investigação para solos. Na análise univariada, foi aplicada a estatística descritiva e o teste de aderência de Kolmogorov-Smirnov. O grau de dispersão de cada variável foi avaliado qualitativamente e classificado como: baixo, moderado ou alto. A análise multivariada de componentes principais foi realizada para os solos construídos das áreas I, II, IV e VII; posteriormente, foram construídos biplots dos primeiros componentes principais. Os solos construídos das áreas mais antigas evidenciaram menores pHs e significativo potencial de acidificação. As camadas superficiais detopsoil, dos solos das áreas IV e VII, apesar de proporcionar condições químicas favoráveis ao estabelecimento de culturas agrícolas, não evitaram a formação de drenagem ácida em profundidade. O processo de sulfurização e sua relação com a liberação de metais foi melhor caracterizado pela análise de componentes principais realizada nas áreas IV e VII, em razão da correlação entre pH e saturação por bases nos estéreis só se expressar em saturações por bases acima de 40 %, não observada nos materiais dos estéreis das áreas I e II.

Efeitos de ácido giberélico e carvão ativado no cultivo in vitro de Citrus limonia Osbeck chiPoncirus trifoliata (L.) Raf

Pesquisou-se o desenvolvimento in vitro de embriões de um híbrido do cruzamento Citrus limonia Osb. chi Poncirus trifoliata (L.) Raf. em meio MS, acrescido de GA3 (0,0, 0,01, 0,1 e 1,0 mg/L) e carvão ativado (0,0, 0,5, 1,0 e 2,0 g/L), em todas as combinações possíveis. Após a excisão das sementes os embriões obtidos, independentemente dos estádios, foram inoculados nos respectivos meios de cultura. Cada tratamento permaneceu por 48 horas no escuro e 40 dias em sala de crescimento à temperatura de 27 ± 1ºC, com 16 horas de luminosidade. Após esse período, as plântulas foram avaliadas, considerando-se o porcentual de sobrevivência e comprimento da haste caulinar e do sistema radicular. Verificou-se que a concentação de 0,1 mg/L de GA3 interagiu antagonicamente em meio de cultivo contendo até 2,0 g/L de carvão ativado. O GA3 a 0,01 mg/L associado a concentrações de carvão ativado a partir de 0,5 g/L até 2,0 g/L, maximizou o porcentual de sobrevivência dos em- briões. Os embriões apresentaram o maior comprimento de raiz (4,5 cm) e da haste caulinar (2,1 cm) com carvão ativado na concentração de 0,5 g/L e 2,0 g/L, respectivamente.

Análise multivariada para seleção de clones de eucalipto destinados à produção de carvão vegetal

O objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade da madeira de clones de Eucalyptus spp. destinados à produção de carvão vegetal, estudar correlações entre propriedades da madeira e do carvão e identificar os clones com maior potencial para uso energético. Os dados de clones de 18 povoamentos, no Cerrado mineiro, foram submetidos às análises multivariada de correlação canônica; de componentes principais; e de agrupamento. As propriedades do carvão vegetal são fortemente correlacionadas às da madeira, principalmente a densidade aparente do carvão vegetal e o rendimento gravimétrico. Os materiais mais velhos e de maior densidade básica da madeira apresentam maior qualidade para uso energético. A análise de componentes principais é eficiente para ranquear os materiais quanto à qualidade da madeira, e o método de agrupamento é capaz de estratificar com sucesso os clones pela qualidade da madeira.

Uso de subprodutos de carvão vegetal na formação do porta-enxerto limoeiro 'Cravo' em ambiente protegido

O trabalho teve como objetivo avaliar o efeito do uso de fino de carvão no substrato e da aplicação de extrato pirolenhoso no substrato e na planta sobre o desenvolvimento de porta-enxertos de limoeiro 'Cravo' (Citrus limonia Osbeck) cultivados em ambiente protegido. O experimento foi desenvolvido no delineamento em blocos casualisados, com análise em esquema fatorial 3 x 2 x 3, sendo: 3 proporções de fino de carvão (0, 100 e 200 cm³ dm-3) em mistura com substrato comercial, 2 concentrações de extrato pirolenhoso (0 e 20 cm³ dm-3) misturadas no substrato (240 cm³ por dm³ de substrato) e 3 concentrações de extrato pirolenhoso (0, 5 e 10 cm³ dm-3) pulverizadas na parte aérea, em 4 repetições. Aos 150 e 180 dias após o plantio foram realizadas avaliações do desenvolvimento das plantas. As misturas de fino de carvão e substrato comercial contendo fino de carvão na proporção de 100 cm³ dm-3 não influíram no desenvolvimento de porta-enxertos de limoeiro 'Cravo' , porém, na proporção de 200 cm³ dm-3 prejudica o desenvolvimento dos mesmos. O umedecimento pré-plantio do substrato com solução diluída (20 cm³ dm-3) de extrato pirolenhoso ou pulverização da parte aérea das plantas com soluções a 5 e 10 cm³ dm-3 provoca redução do desenvolvimento de porta-enxertos de limoeiro 'Cravo' .

Efeito da interação entre carvão ativado e N6-benzilaminopurina na propagação in vitro de bananeira, cv. Grand Naine (AAA)

O carvão ativado possui a propriedade de adsorver os compostos fenólicos liberados pela oxidação dos tecidos lesionados durante o cultivo in vitro. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da interação entre o carvão ativado e diferentes concentrações de N6-benzilaminopurina (BAP) na multiplicação in vitro da bananeira, cv. Grande Naine (AAA). O meio de cultura utilizado foi o MS, solidificado com 5 g.L-1 de ágar. O cultivo foi mantido em sala de crescimento a 25±2ºC, fotoperíodo de 16 horas e intensidade luminosa de 30 mmol.m-2s-1. Foram avaliadas a presença e a ausência de carvão ativado (0 e 3 g.L-1) e quatro concentrações de BAP (0; 2; 4 e 6 mg.L-1) no meio de cultura. O delineamento foi inteiramente casualizado, com cinco repetições, em um sistema fatorial 2x4. Os explantes foram avaliados a cada 30 dias, por um período de quatro subcultivos. Após cada subcultivo, o comprimento de brotações, a taxa de multiplicação, o vigor, o nível de oxidação das brotações emitidas e o número de raízes formadas foram avaliados. Independentemente das concentrações de BAP, o carvão ativado influenciou significativamente em todas as variáveis analisadas. De maneira geral, a adição de carvão ativado afetou negativamente a taxa de multiplicação, embora tenha melhorado o vigor e o número de raízes e diminuído a oxidação dos explantes. Na ausência de carvão ativado, o BAP proporcionou as maiores taxas de multiplicação das brotações.

Estudo do efeito da quantidade de óxido de ferro em cinzas pesadas de carvão mineral na obtenção de vitrocerâmicos

Bottom ash has been used as raw material to glass and glass ceramic production because it is a source of SiO2 and Al2O3. However, the high concentration of iron (about 10% wt.) difficulty the control of the nucleation and the crystallization processes. The iron content was reduced by magnetic process, where the magnetite phase was mainly removed. In order to compare glass ceramics obtained from original and low iron bottom ashes, microstructural and dilatometric characterizations were performed.