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Avaliação da contaminação potencial de As numa zona de minas
abandonadas – uma abordagem geoestatística
ALBUQUERQUE, MTD & ANTUNES, IMHR
Polytechnic Institute of Castelo Branco Castelo Branco, Portugal.
teresal@ipcb.pt, imantunes@ipcb.pt
Poluição difusa – desafios para o futuro – IPQ 29de Maio 2013 Albuquerque MTD, Antunes IMHR
Agenda
• 1. Atividades mineiras
• 2. Anomalias geoquímicas
• 3. A área de Segura – estudo de caso
• 4. Mapas de iso-probabilidade para a contaminação potencial de As
• 5. Conclusões e desenvolvimentos futuros
Poluição difusa – desafios para o futuro – IPQ 29de Maio 2013 Albuquerque MTD, Antunes IMHR
Agenda
• 1. Atividades mineiras
• 2. Anomalias geoquímicas
• 3. A área de Segura – estudo de caso
• 4. Mapas de iso-probabilidade para a contaminação potencial de As
• 5. Conclusões e desenvolvimentos futuros
Poluição difusa – desafios para o futuro – IPQ 29de Maio 2013 Albuquerque MTD, Antunes IMHR
Indústria mineira em Portugal
Uma das mais importantes atividades económicas durantes várias décadas
Instaladas e abrangendo áreas limitadas mas podendo impactar grandes áreas
Poluição difusa – desafios para o futuro – IPQ 29de Maio 2013 Albuquerque MTD, Antunes IMHR
Impacte ambiental
Ausência de recuperação ambiental
Saúde pública Poluição difusa – desafios para o futuro – IPQ 29de Maio 2013 Albuquerque MTD, Antunes IMHR
Os minérios são extraídos e processados diretamente, permanecendo os estéreis acumulados e sem proteção
As explorações são subterrâneas e a céu aberto
Poluição difusa – desafios para o futuro – IPQ 29de Maio 2013 Albuquerque MTD, Antunes IMHR
Poluição difusa – desafios para o futuro – IPQ 29de Maio 2013 Albuquerque MTD, Antunes IMHR
Agenda
• 1. Atividades mineiras
• 2. Anomalias geoquímicas
• 3. A área de Segura – estudo de caso
• 4. Mapas de iso-probabilidade para a contaminação potencial de As
• 5. Conclusões e desenvolvimentos futuros Poluição difusa – desafios para o futuro – IPQ 29de Maio 2013 Albuquerque MTD, Antunes IMHR
Elementos metálicos “assinaturas geoquímicas”
Mineralizações de sulfuretos
Pode ser neutralizado pela ocorrência de precipitados e carbonatos
Dissolução e mobilidade dos elementos
Processos de oxidação dos sulfuretos
pH Processos químicos
Geoquímica da área
Anomalias geoquímicas
Poluição difusa – desafios para o futuro – IPQ 29de Maio 2013 Albuquerque MTD, Antunes IMHR
Agenda
• 1. Atividades mineiras
• 2. Anomalias geoquímicas
• 3. A área de Segura – estudo de caso
• 4. Mapas de iso-probabilidade para a contaminação potencial de As
• 5. Conclusões e desenvolvimentos futuros Poluição difusa – desafios para o futuro – IPQ 29de Maio 2013 Albuquerque MTD, Antunes IMHR
Enquadramento geografico
Poluição difusa – desafios para o futuro – IPQ 29de Maio 2013 Albuquerque MTD, Antunes IMHR
Geological map of
Portugal
Mapa geológico de Portugal, 1/500000 (1992)
Enquadramento geológico
Formação do Rosmaninhal (CBR)
Formação de Malpica (CBM)
Complexo xisto-grauváquico
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15 amostras colhidas:
nascentes
poços X
Nascentes e pequenas minas
4 vezes /ano
Águas de Segura
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As águas associadas aos filões de quartzo mineralizados em Sn-W quartz e apresentando anomalias de As nos solos mostram um teor mais elevado em As do que as águas associadas aos veios mineralizados em Ba-Pb-Zn (amostras 12, 13, 17, 9 and 11).
Veios de quartzo mineralizados em Ba-Pb-Zn
st – stream; rt – small retention; sp - spring
Veios de quartzo mineralizados em Sn-W
sp – spring; w – well; st – stream
Distribuição do As
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As águas encontram-se contaminadas e não deverão ser utilizadas.
Ba-Pb-Zn quartz veins
st – stream; rt – small retention; sp - spring
Sn-W quartz veins
sp – spring; w – well; st – stream
VMAh – valor paramétrico para consumo humano; VMRr – valor paramétrico para fins agrícolas
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Agenda
• 1. Atividades mineiras
• 2. Anomalias geoquímicas
• 3. A área de Segura – estudo de caso
• 4. Mapas de iso-probabilidade para a contaminação potencial de As
• 5. Conclusões e desenvolvimentos futuros Poluição difusa – desafios para o futuro – IPQ 29de Maio 2013 Albuquerque MTD, Antunes IMHR
Using indicator kriging for the evaluation of As potential contamination
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Objectivo
A compreensão da distribuição espacio-temporal da dissiminação do As permitirá um melhor conhecimento da sua mobilidade e caracterização do risco.
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A amostra nº 1 foi recolhida for a da zona de influência das minas, representando o background geoquímico. Todas as outras amostras foram recolhidas a jusante.
Village
Amostras de água (pontos vermelhos): 1 – Background, 2 – Outlier nos dois meses analisados; área urbana (pontos pretos) e minas abandonadas(elipses amarelas).
13 elementos foram analisados incluindo conductividade, pH, Na, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Li, As, SO4
2-, Residuo seco,
Amostragem
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A distribuição de As apresenta uma acentuada assimetria
positiva devido à presença de outliers, nos dois meses estudados.
Estatística descritiva
Box-plot de As (Outubro e Dezembro). Ponto 2: outlier
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Os valores mais baixos de As, encontrados no mês de Outubro, podem justificar-se pela retenção de As por materiais oxi-Hidróxido contrariando a espectável concentração num mês que foi seco. No mês de Dezembro os maiores valores de As podem estar associados com a diluição de Fe, que retêm este metal.
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Para a caracterização vulnerabilidade foram construídas duas novas variáveis indicatriz :
metodologia
2) A segunda (I2), considerando o background sazonal de As como cut-off, de forma a permitir a quantificação da vulnerabilidade intrínseca, uma vez que o valor do background depende unicamente das características geológicas e hidrogeológicas da zona em estudo.
1) A primeira (I1) considerando o valor paramétrico (0.05mg/L) como cut-off, de forma a permitir a caracterização da vulnerabilidade específica (extrínseca).
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A estrutura espacial, da distribuição do As, é mais robusta para o mês de Outubro quando comparado com o mês de Dezembro.
Variografia
Variogramas experimentais e modelos ajustados para (I1) e
(I2), para os meses de Outubro e Dezembro Poluição difusa – desafios para o futuro – IPQ 29de Maio 2013 Albuquerque MTD, Antunes IMHR
Villlage.
Villlage.
Mapas de Iso-probabilidade (I1)
Mapas de iso-probabilidade para valores de As superiores ao valor paramétrico - I1
Durante o mês de Dezembro duas fortes anomalias foram identificadas
Outubro mostra fortes anomalias a norte correspondendo à água drenada das minas abandonadas.
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A probabilidade de exceder o background geoquímico local é elevado, para toda a área em estudo.
Mapas Iso-probabilidades (I2)
Mapas de iso-probabilidade para valores de As superiores ao background sazonal(I2)
No entanto, as maiores anomalias tendem a coincidir com aquelas em que a probabilidade de ultrapassar o valor paramétrico é maior (I1).
Os valores de mais baixa probabilidade, de exceder o background geoquímico local, estão a SW da área em estudo e coincidindo com aquelas em que a probabilidade de exceder o valor paramétrico é menor (I1).
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Agenda
• 1. Atividades mineiras
• 2. Anomalias geoquímicas
• 3. A área de Segura – estudo de caso
• 4. Mapas de iso-probabilidade para a contaminação potencial de As
• 5. Conclusões e desenvolvimentos futuros Poluição difusa – desafios para o futuro – IPQ 29de Maio 2013 Albuquerque MTD, Antunes IMHR
1. As associado a mineralizações de sulfuretos é tóxico para pequenas concentrações;
2. A avaliação do risco, tendo em conta a proximidade às
minas abandonadas, necessitam uma avaliação das vulnerabilidades intrínseca e extrínseca, conduzindo a uma quantificação da probabilidade de contaminaçãoi associada à atividade antropogénica;
3. A krigagem da Indicatriz foi utilizada como metodologia para
a construção de mapas de iso-probabilidade
Conclusões
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4. Foram construídas duas variáveis indicatriz. A primeira (I1), onde foi considerado o valor paramétrico, para as águas, do As (0.05 mg/L) como valor de cut-off e pode ser considerada como uma probabilidade associada à vulnerabilidade específica (extrínseca).
A segunda (I2), considera o background sazonal de As como valor cut-off e quantifica uma probabilidade associada à vulnerabilidade intrínseca;
5. Durante o mês de Outubro e Dezembro observam-se fortes anomalias associadas à drenagem de águas provenientes das áreas correspondentes às minas abandonadas.
Estas anomalias indicam uma elevada probabilidade para a ocorrência de águas contaminadas por As e não deverão ser utilizadas para consumo humano.
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