Potencial de uso do rejeito de minério de ferro oriundo do rompimento da barragem de Fundão (Mariana, MG) para o cultivo de espécies agrícolas
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Eduardo Gusmão Pereira
Janaína Guernica Silva
Janaína Guernica Silva
Resumo
Com o rompimento da barragem de Fundão (Mariana, 2015), um grande aporte de rejeito
de minério de ferro foi liberado ao longo da bacia do rio Doce. Algumas publicações têm
alertado a respeito de eventuais impactos que esse material poderia causar na atividade
agrícola local, sugerindo possíveis prejuízos à produtividade, bem como à acumulação de
metais em níveis tóxicos para humanos e animais. Com intuito de esclarecer estes
aspectos, este estudo avaliou o cultivo de seis espécies de interesse agrícola, duas
graníferas (feijão e milho), duas forrageiras (braquiária e crotalária) e duas hortaliças,
sendo uma folhosa (rúcula), e outra com raízes tuberosas (rabanete), no rejeito e em solo.
Foram analisadas as características morfo-agronômicas, o desempenho fotossintético e a
acumulação de metais. Os substratos foram previamente misturados com areia, numa
proporção de 3:1, e fertilizados com NPK. Foi analisada a composição química dos
substratos e dos tecidos vegetais (parte aérea de feijão, milho, crotalária, braquiária e
rúcula; grãos de feijão e milho; raízes tuberosas de rabanete). Para as plantas de feijão,
milho, braquiária e crotalária foi calculado o fator de bioconcentração (FB), para
averiguar o potencial fitoextrator dessas espécies. Estimou-se a ingestão diária de metais,
através do consumo de hortaliças cultivadas no rejeito, com base na média diária de
consumo desses vegetais por um brasileiro adulto. O rejeito apresentou maiores teores
de Fe, Mn e Na em relação ao solo controle, pH de 7,2, e ausência de metais tóxicos em
sua composição. Feijão, milho, crotalária, rúcula e rabanete cultivadas no rejeito não
diferiram em termos de produtividade e, em geral, no desempenho fotossintético, em
relação ao solo, comprovando que o principal entrave ao cultivo no rejeito é a baixa
fertilidade. A braquiária apresentou menor massa seca quando cultivada no rejeito, o que
pode estar relacionado à alta compactação desse substrato, a qual pode ter comprometido
a expansão radicular. Com excessão da braquiária, as plantas cultivadas no rejeito
apresentaram maiores concentrações de Fe e Mn, o que reflete os elevados teores desses
elementos nesse substrato. Atrelado à maior concentração desses metais, outro fator que
pode ter favorecido sua maior absorção foi a fonte de N utilizada (NH4
+), que quando
absorvido libera íons H+ reduzindo o pH do rejeito, refletindo em maior disponibilidade
de Fe e Mn. Os teores dos elementos detectados nas plantas cultivadas no rejeito estão
dentro dos limites permitidos para o consumo humano. Crotalária e milho apresentaram
altas concentrações de Fe e Mn, bem como FB > 1 para Mn, Zn e Cu, sendo indicadas
como promissoras para fitoextração. Os resultados aqui apresentados, sugerem a
viabilidade do cultivo agrícola na região afetada pelo rejeito proveniente do rompimento
da barragem de Fundão.
Abstract
With the collapse of the Fundão dam (Mariana, 2015), a large amount of iron ore tailings
was released into the Doce River basin. Some publications have warned of possible
impacts that this material could have on local agricultural activity, suggesting possible
losses in productivity, as well as the accumulation of metals to levels that could be toxic
to humans and animals. In order to clarify these aspects, this study evaluated the
cultivation of six species of special interest to agriculture, two grain crops (beans and
maize), two forage species (braquiária and crotalária) and two vegetables, a leafy
vegetable (arugula), and with tuberous roots (radish), in both tailing and soil. Morphoagronomic
characteristics, photosynthetic performance, and metal accumulation were
analyzed. The substrates were previously mixed with sand, considering a ratio of 3: 1,
and fertilized with NPK. The chemical composition of substrates and plant tissues (aerial
part of beans, maize, crotalária, braquiária, and arugula; grains of the beans and maize;
radish tuberous roots) was analyzed. In addition, we calculated the bioconcentration
factor (FB) of beans, maize, braquiária, and crotalária plants, to verify the phytoextractor
potential of these species. Daily metal intake was estimated through the consumption of
vegetables grown in the tailings, based on the average daily consumption of these food
items by an adult Brazilian. The tailings presented higher levels of Fe, Mn, and Na in
comparison to the control soil, pH of 7.2, and absence of toxic metals in its composition.
Beans, maize, crotalária, arugula and radish grown in the tailings did not differ in terms
of productivity and, in general, photosynthetic performance was not influenced by the
soil, proving that the main obstacle to cultivation in the tailings is low fertility. Braquiária
plants showed less dry mass when cultivated in the tailings, which may be related to the
high level of compaction found in this substrate, and consequently to the compromise of
root expansion. Except for braquiária, Fe and Mn were found in higher concentrations in
plants grown in tailings, which reflects the high levels of these elements in this substrate.
Associated to the higher concentration of metals, another factor that may have favored its
greater absorption was the source of N used (NH4
+). When absorbed, NH4
+ releases H +
ions, reducing the pH of the tailingsand increasing the availability of Fe and Mn. The
levels of the elements detected in plants grown in the tailings are within acceptable limits
for human consumption. Crotalária and maize showed high concentrations of Fe and Mn,
as well as FB> 1 for Mn, Zn, and Cu, being indicated as promising for phytoextraction.
The results presented here, support the resumption of agricultural activity in the region
affected by the tailings of Fundao dam.
Assunto
Mineração, Resíduos de mineração, Cultivos agrícolas, Fotossíntese, Plantas forrageiras, Verduras
Palavras-chave
Acúmulo de metais, Forrageiras, Fotossíntese, Graníferas, Hortaliças, Minério de ferro