Potencial de uso do rejeito de minério de ferro oriundo do rompimento da barragem de Fundão (Mariana, MG) para o cultivo de espécies agrícolas

dc.creatorHumberto Araújo de Almeida
dc.date.accessioned2022-01-10T15:29:39Z
dc.date.accessioned2025-09-09T01:09:05Z
dc.date.available2022-01-10T15:29:39Z
dc.date.issued2020-10-28
dc.description.abstractWith 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.
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/39054
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Restrito
dc.subjectMineração
dc.subjectResíduos de mineração
dc.subjectCultivos agrícolas
dc.subjectFotossíntese
dc.subjectPlantas forrageiras
dc.subjectVerduras
dc.subject.otherAcúmulo de metais
dc.subject.otherForrageiras
dc.subject.otherFotossíntese
dc.subject.otherGraníferas
dc.subject.otherHortaliças
dc.subject.otherMinério de ferro
dc.titlePotencial de uso do rejeito de minério de ferro oriundo do rompimento da barragem de Fundão (Mariana, MG) para o cultivo de espécies agrícolas
dc.typeDissertação de mestrado
local.contributor.advisor1Queila de Souza Garcia
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4682681031761427
local.contributor.referee1Eduardo Gusmão Pereira
local.contributor.referee1Janaína Guernica Silva
local.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/0503374236698952
local.description.embargo2021-10-28
local.description.resumoCom 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.
local.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-0390-377X
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentICB - DEPARTAMENTO DE BOTÂNICA
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Biologia Vegetal

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