Transporte de contaminantes em solo e rejeito de mineração por teste em coluna comparado com modelagem hidrogeoquímica

dc.creatorHairton Costa Ferreira
dc.date.accessioned2023-08-03T17:24:29Z
dc.date.accessioned2025-09-09T00:58:51Z
dc.date.available2023-08-03T17:24:29Z
dc.date.issued2023-05-26
dc.description.abstractThe mining activity undoubtedly has its importance for the country's economy, but this activity also causes different environmental impacts. The soil of these regions is composed of different elements, some of them with toxic characteristics. Mineral exploration can increase the concentration of these unwanted elements or even make it easier for them to reach water resources and living beings. The mobility of these elements in the soil can help in understanding the environmental impact caused by this activity. Currently, there are simulation programs that are capable of predicting the behavior of metals and other substances in complex systems such as soil, facilitating the study of this mobility of elements. This study aimed to evaluate the transport of potentially toxic metals in soil and mining waste samples through a column test and compare the results with simulations performed using the PHREEQC software. Soil and waste samples were collected from a gold mining company located in Conceição do Pará, in Minas Gerais. The samples were characterized by different techniques to determine their composition. Vertical columns were filled with samples and a solution containing Ag+, Ba2+, Cu2+, As3+, Zn2+, Pb2+, Cd2+ and Ni2+ was passed through the columns and the effluent collected on days 01, 04, 10 and 15 after the beginning of the experiment. The effluent from the column and the solubilization, leaching and digestion tests of the sample were determined by ICP OES to determine the concentration of the cations of interest in solution. The characterization information was used as input in the PHREEQC software to simulate the column test and the results were compared. Except for arsenic and silver, the other determined elements showed a good correlation between simulated and experimental data. The soil, within the analyzed time, was able to adsorb a large part of the material inserted in the column, reaching a saturation close to the tenth day for the determined elements. In some cases, such as nickel and lead, there was a decay in the graph, indicating a possible desorption process on the fifteenth day. The waste did not adsorb significant amounts of elements, indicating that the mineral beneficiation process substantially altered the adsorption sites previously present in the soil. The PHREEQC software demonstrated good predictive capacity in the simulations when compared to the spine test.
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/57426
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Restrito
dc.subjectQuímica ambiental
dc.subjectSolos – Análise
dc.subjectGeoquímica analítica
dc.subjectResíduos de metal
dc.subjectIndústria mineral – Eliminação de resíduos
dc.subjectResíduos industriais – Aspectos ambientais
dc.subjectMinas e mineração – Minas Gerais
dc.subjectModelagem de dados – Simulação por computador
dc.subject.otherPH, redox, equilibrium PHREEQC
dc.subject.otherTransporte de contaminantes
dc.subject.otherTeste de coluna
dc.subject.otherAnálise de solo
dc.titleTransporte de contaminantes em solo e rejeito de mineração por teste em coluna comparado com modelagem hidrogeoquímica
dc.typeDissertação de mestrado
local.contributor.advisor-co1Augusto César Fonseca Saraiva
local.contributor.advisor1Cynthia Lopes Martins Pereira
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4334534811258685
local.contributor.referee1Letícia Malta Costa
local.contributor.referee1Jose Galizia Tundisi
local.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1562023823984090
local.description.embargo2025-05-26
local.description.resumoA atividade mineradora indiscutivelmente tem sua importância para a economia do país, porém essa atividade também causa diferentes impactos ambientais. O solo dessas regiões é composto por diferentes elementos, alguns deles com características tóxicas. A exploração mineral pode aumentar a concentração desses elementos indesejados ou até mesmo facilitar que eles atinjam recursos hídricos e seres vivos. A mobilidade desses elementos no solo pode auxiliar no entendimento do impacto ambiental causado por essa atividade. Atualmente existem programas de simulação que são capazes de prever o comportamento de metais e outras substâncias em sistemas complexos como o solo, facilitando o estudo dessa mobilidade dos elementos. O presente trabalho teve por objetivo avaliar o transporte de metais potencialmente tóxicos em amostras de solo e de rejeito de mineração através de um teste de coluna e comparar os resultados com simulações realizadas através do software PHREEQC. Foram coletadas amostras de solo e da pilha de estéril de uma mineradora de ouro localizada em Conceição do Pará, em Minas Gerais. As amostras foram caracterizadas por diferentes técnicas para determinação da sua composição. Colunas verticais foram preenchidas com as amostras e uma solução contendo Ag+, Ba2+, Cu2+, As3+, Zn2+, Pb2+, Cd2+ e Ni2+ foi passada pelas colunas e o efluente coletado nos dias 01, 04, 10 e 15 após o início do experimento. O efluente da coluna e dos testes de solubilização, lixiviação e digestão da amostra foram determinados por ICP OES para determinação da concentração dos cátions de interesse em solução. As informações de caracterização foram utilizadas como input no software PHREEQC para simulação do teste de coluna e os resultados foram comparados. Exceto para arsênio e prata, os demais elementos determinados apresentaram boa correlação dos dados simulados e experimentais. O solo, dentro do tempo analisado, foi capaz de adsorver grande parte do material inserido na coluna, atingindo uma saturação próxima ao décimo dia para os elementos determinados. Em alguns casos, como níquel e chumbo, houve um decaimento no gráfico, indicando um possível processo de dessorção no décimo quinto dia. O rejeito não adsorveu quantidades significativas dos elementos, indicando que o processo de beneficiamento mineral alterou substancialmente os sítios de adsorção antes presentes no solo. O software PHREEQC demonstrou boa capacidade preditiva nas simulações quando comparado ao teste de coluna.
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química

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