Elementos traço e terras raras em águas e sedimentos de rios da região do Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais

Abstract

Neste trabalho foram determinadas as concentrações totais de elementos traço (As, Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn) e elementos terras raras na água e nos sedimentos e as suas partições no sedimento. As amostras foram coletadas ao longo do Córrego do Tripuí, Rio do Carmo (antes e após o derramamento da lama de rejeitos vinda do colapso da Barragem de Fundão, localizada na cidade de Mariana, MG) e no Rio das Velhas, localizados na região sudeste do Quadrilátero Ferrífero (QF). As concentrações de arsênio nas amostras de águas coletadas no Córrego do Tripuí e no Rio do Carmo antes do acidente ambiental de Mariana variaram entre 10,4 e 50,4 μg L -1 , o que excedeu 10 μg L -1 (limite máximo permitido pela legislação ambiental brasileira para águas destinadas ao consumo humano, CONAMA 357/2005). Após o acidente ambiental nos pontos que tiveram a deposição da lama de rejeitos as concentrações de arsênio nas amostras de águas permaneceram acima do limite máximo permitido. A camada de lama de rejeitos nos sedimentos provocou aumento na concentração de As (20%), Cd (13%), Co (5%), Cr (9%), Cu (11%), Ni (4%), Pb (7 %) e Zn (19%) nas frações facilmente disponíveis. Nas amostras de água coletadas ao longo do Rio das Velhas, observou-se que as concentrações de arsênio nas amostras de água variaram entre 78,1 e 85,3 μg L -1 , o que excedeu o limite máximo de 10 μg L -1 . A extração sequencial das amostras de sedimentos apresentou quantidades consideráveis de As (20%), Cd (55%), Co (56%), Cr (16%), Cu (23%), Ni (29%), Pb (47%) e Zn (71%) associado às frações facilmente disponíveis. Além da investigação dos elementos traço, foi determinada também as concentrações totais de elementos terras raras (ETR) em amostras de águas e sedimentos coletadas ao longo do Córrego do Tripuí e Rio do Carmo, além das suas partições no sedimento. As concentrações totais dos ETR nas águas variaram entre 5,45 μg L -1 (ponto de amostragem S2) e 75,1 μg L - (ponto de amostragem S4). A extração sequencial do sedimento mostrou maiores percentuais dos ETR na fração residual (em média 68,90%) em relação às frações disponíveis.In this work, was evaluated the total concentrations of trace elements (As, Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn) and rare earth elements in the water and sediments and their partitions in the sediment. The samples were collected along the Tripuí Creek, Carmo River (before and after the spillage of tailings mud from the collapse of the Fundão Dam, located in the city of Mariana, MG) and the Velhas River, located in the southeast region of the Iron Quadrangle (IQ). The concentrations of arsenic in the water samples collected in the Tripuí Crrek and the Carmo River before the Mariana environmental accident were between 10.4 and 50.4 μg L - , which exceeded 10 μg L -1 (maximum permissible limit by Brazilian environmental legislation for water intended for human consumption, CONAMA 357/2005). After the environmental accident at the points that had the deposition of tailings mud, the arsenic concentrations remained above the maximum limit. The tailing mud layer on the sediments caused concentration increases of As (20%), Cd (13%), Co (5%), Cr (9%), Cu (11%), Ni (4%), Pb (7%) and Zn (19%) in the easily remobilized fractions. In the samples collected along of the Velhas River, it was observed that the concentrations of arsenic in the water samples varied between 78.1 and 85.3 μg L -1 , which exceeded the maximum limit of 10 μg L -1 . Sequential extraction of sediment samples showed considerable amounts of As (20%), Cd (55%), Co (56%), Cr (16%), Cu (23%), Ni (29%), Pb %) and Zn (71%) associated with easily available fractions. In addition to the trace element investigation, the total concentrations of rare earth elements (REE) in water and sediment samples collected along the Tripuí Creek and the Carmo River were also determined, as well as their partitions in the sediment. The total REE concentrations in the water ranged from 5.45 μg L -1 (S2 sampling point) to 75.1 μg L -1 (S4 sampling point). Sequential sediment extraction showed higher REE percentages in the residual fraction (average 68.90%) in relation to the available fractions.