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UNlVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL FACULDADE DE AGRONOMIA
PROGRAMA DE POS-GRADUA~AO EM AGRONOMIA CURSO DE POS-GRADUA~AO EM CIENCIA DO SOLO
POTENCIAL DE ACIDIFlCA~Ao E DE NEUTRALIZA~O DOS MATERIAlS GEOLOGICOS PARA A COMPOSI~Ao DO SOLO CONSTRUIDO
EM AREAS DE MINERA~Ao DE CARvAo
Luiz Fernando Spinelli Pinto Ge610go (UFRGS)
Tese apresentada como urn dos requisitos a obten~ao do Grau de
Doutor em Ciencia do Solo
Porto Alegre (RS), Brasil Janeiro, 1997
LUIZ FERNANDO SPINELLI PINTO Geologo - UFRGS Mestre em Geologia - Univ. Hirosaki - Japao Mestre em Ciencia do Solo - UFRGS
TESE
Submetida como parte dos requisitos
para obten~ao do Grau de
DOUTOR EM CIENCIA DO SOLO
Programa de Pos-Gradua~ao em Agronomia
Faculdade de Agronomia
Universidade Federal do Rio Grande do SuI
Porto Alegre (RS), Brasil
Aprovado em: 30.01.1997 Pela Banca Examinadora
~/ ·-T~./ L~ . / 4£':<'-<--<-
. MBERTO/BOHNEN Orientador-CPG-Ciencia do Solo
/
~ .7;J~J ---EGON'-hAMT '
CPG-Ciencia do Solo
~(n=(;\ P'-lC&",L-0 ~l./C DEBORAH PINHEIRO DICK Instituto de Quimica/UFRGS
\\~~c~·~ ARTUR BASTOS NETO Instituto de Geociencias/UFRGS
Homologado em: 10.03.1997 Por
SERGIO
de Agronomla
AGRADECIMENTOS
Ao Professor Nestor Kampf pela orienta9ao nos
primeiros dois anos do curso, e pela continuidade da
colabora9ao do exterior, e ao Professor Hurnberto Bohnen,
que mui to gentilmente acei tou e que mui to pacientemente
conduziu 0 restante da orienta9ao.
A comissao orientadora e as bancas de qualifica9ao
e de defesa da tese pela compreensao e pela valiosa
colabora9ao .
A COPELMI Minera9ao Ltda, ao ge610go Turelly e ao
engenheiro agronomo Alexandre Bugin pelo apoio nos
trabalhos de campo e pela disposi9ao no esclarecimento das
questoes de geologia e de recupera9ao das areas de
minera9ao de carvao.
Aos funcionarios do Laborat6rio de Analises de
Solos e ao funcionario Adao pela colabora9ao nos trabalhos
de laborat6rio.
A CAPES pela concessao da bolsa de estudos.
A minha familia pelo apoio nos momentos dificeis.
iii
POTENCIAL DE ACIDIFICA~Ao E DE NEUTRALIZA~Ao DOS MATERIAlS GEOLOGICOS PARA A COMPOSI~Ao DOS SOLOS CONSTRUIDOS
EM AREAS DE MINERA~Ao DE CARVAo 1/
Autor: Luiz Fernando Spinelli Pinto Orientadores: Prof. Nestor Kampf e
Prof. Humberto Bohnen
SINOPSE
Nesse estudo foram realizadas caracteriza90es quimicas, fisicas e mineralogicas dos materiais (solo, saprolito e rochas sedimentares) presentes ern urna coluna geologica da mina de carvao Recreio, Butia-RS, bern como testes estaticos, para determina9ao dos seus potenciais de acidifica9ao (PA) e de neutraliza9ao (PN), e testes cineticos ern colunas de lixivia9ao. Os materiais de cobertura apresentam urn incremento na quantidade de bases trocaveis e de esmectita ern profundidade na por9ao intemperizada e estratos ricos ern carbonato e esmecti ta na por9ao nao intemperizada. Os testes estaticos estimaram PN entre 15 e 30 kg CaC03 t-1 para os materiais ricos ern esmectita e carbonato e apontaram 0 carvao fosco da camada A como linico material acidificante na seqUencia de cobertura, corn PA de 71 e PN de 15 kg CaC03 t-1
• 0 carvao fosco apresentou durante o teste cinetico corn agua destilada duas fases contrastantes, urna alcalina (pH 8,0) e outra acida (pH 2,4 a 3,0), estimandose que tenha sido consurnido cerca de 80% do seu PA durante os 6200 rnrn de lixivia9ao acurnulada do teste, equivalente a 5 anos de chuva na regiao. Os testes cineticos corn efluentes acidos confirmaram urn baixo tamponamento do pH pelo solo e saprolito e mostraram a eficiencia dos materiais ricos ern carbonato e esmectita para manter 0 pH neutro. Urn balan90 das quantidades absolutas de acidez e de alcalinidade dos materiais apontou urn resultado favoravel a alcalinidade, sugerindo sua utiliza9ao para 0 controle da acidifica9ao na area.
1/ Tese de Doutorado ern Ciencia do Solo, Faculdade de Agronomia, Uni versidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre. (186p.) - Janeiro, 1997.
iv
ACID AND NEUTRALIZATION POTENTIAL OF GEOLOGICAL MATERIALS FOR CONSTRUCTED SOILS IN COAL MINE AREAS l!
Author: Luiz Fernando Spinelli Pinto Advisors: Prof. Nestor Kampf and
Prof. Humberto Bohnen
SUMMARY
In this study chemical, physical and mineralogical characterizations of the materials (soil, saprolite and sedimentary rocks) found along a geological column in the Recreio coal mine (Butia-RS) were performed, as well as static tests, for determination of their acid potential (AP) and neutralization potential (NP) , and kinetic tests in leach columns. The geological column cover materials (above the mined coal seams) show an increase in depth in the sum of exchangeable bases and amount of smectite in the weathered portion and carbonate and smectite rich strata in the non weathered portion. The static tests estimated an NP between 15 e 30 kg CaC03 t-1 for the carbonate and smectite rich materials and indicated the low grade coal from layer A as the only acidifying material in the cover portion, with an AP of 71 and NP of 15 kg CaC03 t-1
• The low grade coal displayed two distinct phases during the kinetic test with distilled water, an alkaline one (pH around 8.0) and an acid one (pH 2.4 to 3.0), being estimated that about 80% of its AP has been consumed during the 6200 rom of accumulated leaching, about 5 years of rain in the Butia region. The kinetic tests with acid effluents confirmed a low pH buffering capacity for the low NP materials (soil and saprolite) and showed the efficiency of the carbonate and smectite rich materials in keeping a neutral pH during the test. A balance of the materials absolute acidity and alkalinity indicated a net alkalinity, suggesting their use for the control of acidification in the area.
1/ PhD Thesis in Soil Science, Agronomy Faculty, Federal University of Rio Grande do SuI, Porto Alegre. (186p.) -January 1997.
Pagina
1. INTRODUC;Ao 01
2. REVISAo BIBLIOGMFICA ........................... . 03
2.1 Carvao mineral no Brasil e no Rio Grande do Sui 04 2.2 Regiao carbonifera do Baixo Jacui ............ 06
2.2.1 Geologia............................... 06 2.2.2 Drenagem e relevo ...... ... ..... ........ 10 2.2.3 Clima, vegeta~ao e uso atual . ..... ..... 11 2.2.4 Solos .................................. 12
2.3 Mina de carvao Recreio ...................... 13 2.3.1 Condicionamento geologico ......... ..... 14 2.3.2 Lavra e Beneficiamento do carvao .. ..... 15 2.3.3 Recupera~ao e controle ambiental ....... 19
2.4 Recupera~ao de areas de minera~ao de carvao .. 21 2.4.1 Experiencia internacional .............. 21 2.4.2 Regiao carbonifera do baixo Jacui ...... 23
2.5 Sulfuriza~ao e Solos sulfatados acidos ....... 27 2.5.1 Conceitos e caracteristicas gerais ..... 27 2.5.2 Drenagem Acida de Minas e Solos
Construidos ............................ 28 2.6 Oxida~ao da pirita e acidifica~ao ............ 29
2.6.1 Mecanismos de oxida~ao da piri ta ....... 29 2.6.2 Transforma~6es decorrentes da
acidifica~ao ........................... 32 2.6.3 Fatores que influenciam na gera~ao de
acidez e na libera~ao de contaminantes. 34 2.6.4 Capacidade de neutraliza~ao dos
materiais .............................. 37 2.6.5 Predi~ao da gera~ao de acidez .......... 38
2.6.5.1 Testes estaticos ............... 39 2.6.5.2 Testes cineticos ............... 44 2.6.5.3 Modelagem matematica ........... 47
2.7 Justificativas e hipoteses de trabalho ....... 49
3. MATERIAL E METODOS ............................... 53
3.1 Caracteriza~ao geral dos materiais da coluna geologica .................................... 54
vi
Pagina
3.1.1 Sele9ao do perfil, descri9ao morfo16gica e preparo das amostras ................. 54
3.1.2 Analises fisicas e quimicas ............ 55 3.1.3 Analises minera16gicas ................. 57
3.2 Potencial de acidifica9ao e de neutraliza9ao dos materiais da col una geo16gica ............ 58
3.3 Testes de lixivia9ao ern colunas .............. 59 3.3.1 Preparo das colunas .................... 59 3.3.2 Condu9ao da lixivia9ao ................. 61 3.3.3 Analises quimicas dos efluentes ........ 64
3.4 Balan90s de massa dos processos de acidifica9ao e de neutraliza9ao .............. 65
4. RESULTADOS E DISCUssAo ........................... 66
4.1 Caracteriza9ao geral dos materiais da coluna geo16gica .................................... 66 4.1.1 Morfologia ............................. 66 4.1.2 Caracteristicas fisicas e quimicas ..... 72 4.1.3 Mineralogia ............................ 76 4.1.4 Discussao .............................. 77
4.2 Potencial de acidifica9ao e de neutraliza9ao dos materiais da col una geo16gica ............ 84 4.2.1 Adapta9ao do metodo do per6xido de
hidrogenio de O'SHAY et al. (1990) .. .... 85 4.2.2 Resultados e discussao ................. 87
4.3 Testes de lixivia9ao ern colunas .............. 103 4.3.1 Lixivia9ao corn agua destilada .......... 104 4.3.2 Lixivia9ao corn efluvio acido ........... 126
4.4 Balan90 de massa dos processos de acidifica9ao e de neutraliza9ao ........................... 132 4.4.1 Balan90 de massa da acidifica9ao e a
cinetica da sua produ9ao ............... 135 4.4.2 Balan90 de massa da neutraliza9ao ...... 141
4.5 Implica90es praticas na recupera9ao das areas de minera9ao de carvao e recomenda90es para estudos futuros .............................. 145
5. CONCLUSOES ....................................... 148
6. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ....................... 150
7. APENDICES ........................................ 156
vii
RELA<;Ao DE TABELAS
1. Identifica~ao, profundidade, cor e outras caracteristicas do material coletado na coluna
Pagina
geologica. ..................................... 69
2. Analises fisicas de alguns materiais presentes na coluna geologica. ........................... 72
3. Analises quimicas dos materiais presentes na coluna geologica. .............................. 73
4. Leitura de pH e condutividade apos 1 e 48 horas. 75
5. Mineralogia de solo, saprolito e rochas presentes na coluna geologica. ........................... 76
6. Estimativas de potencial de acidifica~ao (PA) e potencial de neutraliza~ao (PN) de solo, saprolito e rochas presentes na coluna geologica. 88
7. Valores de potencial de acidifica~ao (PA) das amostras descontado 0 branco e do pH da solu~ao no final da oxida~ao com H202 • ••••••••••••••••• 91
8. Caracteristicas fisicas das amostras nas colunas do teste de lixivia~ao ......................... 105
9. Estimativas do potencial de neutraliza~ao (PN) gasto pelas amostras para neutralizar a acidez produzida (carvao) e adicionada (demais amostras). 141
10. Balan~o dos potenciais absolutos de acidifica~ao (PA) e de neutraliza~ao (PN) dos principais materiais portadores dessas caracteristicas na coluna geologica........ ........ ............ ... 144
viii
RELA(Ao DE FIGURAS
Pagina
1. Localiza~ao das principais jazidas de carvao no RS (extraido de Bortoluzzi et al., 1982). ... ... 05
2. Mapa geologico da regiao carbonifera do baixo Jacui (adaptado de BRASIL-DNPM, 1989) e localiza~ao das minas Recreio e Butia-Leste. ... 09
3. Sistema de lavra e de recomposi~ao topografica da area minerada na mina Recreio. .... ...... .... 17
4. Sistema de beneficiamento do carvao na mina Recreio. 18
5. Compara~ao das constantes das velocidades de rea~ao de oxida~ao da piri ta em fun<;ao do pH (Nordstrom, 1982a). ............................ 30
6. Diagrama pe-pH para 0 sistema Fe-S-K-O-H a 25°C (extraido de Bigham et al., 1996).. ............ 34
7. Detalhe de constru~ao das colunas de lixivia~ao. 60
8. Colunas de lixivia~ao apoiadas em bancada e frascos para coleta do efluente, com 3 repeti~oes para cada tipo de material. .. ....... 62
9. Vista do perfil Barranco da Riocell onde foram coletadas as amostras. .......... ....... .... .... 67
10. Coluna geologica simplificada do perfil Barranco da Riocell. .................................... 68
11. Rela~ao entre 0 potencial de neutraliza~ao (PN) estimado e a soma de bases trocaveis. .......... 99
12. Rela~ao entre 0 pH do solo e a quantidade de base ou de acido adicionado (fonte: MCBRIDE, 1994)... 100
13. Evolu~ao do pH nos efluentes do saprolito (b) e argilito amarelo (c).
solo (a) ,
14. Evolu~ao da condutividade eletrica (CE) nos efluentes do solo (a), saprolito (b) e argilito
111
ama reI 0 ( c). ................................... 112
15. Evolu~ao da composi~ao quimica nos efluentes do solo (a), saprolito (b) e argilito amarelo (c).. 113
ix
16. Evoluyao do pH nos efluentes do siltito da camada A (a), siltito espesso (b) e siltito da
Pagina
camada S ( c). .................................. 115
17. Evoluyao da condutividade eletrica (CE) nos efluentes do siltito da camada A (a), siltito espesso (b) e siltito da camada S (c). .. ... .... 116
18. Evoluyao da composiyao quimica nos efluentes do siltito da camada A (a), siltito espesso (b) e siltito da camada S (c). . ................. ..... 117
19. Evoluyao do pH (a) e da condutividade eletrica (CE) (b) nos efluentes do carvao fosco da camada A. 120
20. Evoluyao da composiyao quimica nos efluentes do carvao fosco da camada A, coluna 23 (a) e coluna 24 (b). ....••••••••...•••.•...••...••••.•••.•.• 123
21. Evoluyao da liberayao de metais nos efluentes do carvao fosco da camada A, coluna 23 (a) e coluna 24 (b). 125
22. Evoluyao do pH nos efluentes das colunas que receberam efluvio acido. (a) solo, saproli to e argilito amarelo, (b) siltito da camada A, siltito espesso e siltito da camada S. ......... 127
23. Evoluyao da composiyao quimica nos efluentes do solo (a), saprolito (b) e argilito amarelo (c) nas colunas que receberam efluvio acido. ........ 129
24. Evoluyao da composiyao quimica nos efluentes do siltito da camada A (a), siltito espesso (b) e siltito da camada S (c) nas colunas que receberam efluvio acido. .................................. 130
25. Relayao entre a conduti vidade eletrica e a concentrayao de sulfato nos efluentes do carvao fosco da camada A. .............................. 133
26. Quantidade de enxofre liberado em gramas por cada coluna do carvao fosco da camada A ao longo da lixiviayao . ..................................... 135
27. Percentual de enxofre liberado em relayao ao S piri tico total presente em cada coluna do carvao fosco da camada A ao longo da lixiviayao. ....... 137
28. Variayao da taxa de libera9ao de enxofre ao longo da lixiviayao no carvao fosco da camada A, expressa em termos da durayao proj etada do processo em quantidade de lixiviayao acumulada. 140
x
RELA~Ao DE EQUA~6ES
Pagina
29 pirita acido sulfurico
(2) FeS2 + 7/2H20 + 15/402 + 2CaC03 ~ Fe (OH) 3 + 2S0/- + 2Ca2+ + 2C02 37
(3) FeS2 + 7/2H=0 + 15/40: + 4CaC03 ~ Fe(OHh + 2S0/- + 4Ca=+ + 4HC03- 37
(4) FeS2 + 15/2HzO + 15/402 + KA1Si 30 e (feldspato K) 38 ~ Fe (OH) 3 + 2S0/- + K+ + A1 3+ + 3H 4Si0 40
(5) FeS2 + 15/2H20 + 15/402 + 4KA1Si 30 g (feldspato K)
~ Fe (OH) 3 + 2S0/- + 4K+ + 4Al (OH) 3 + 12H4Si04°
(6) SO/- + 2H+ + 2CH2 0 ~ H2S + 2H2 0 + 2C02 mat.org.
( 8)
(9) Alcalinidade = - [W] + [Oli] + [HC03-] +2 [C032-]
(10)
+ [NH3 ] + [HS-] + 2 [S2-]
+ [HSi03-] + 2 [Si032-] + [B (OH) 4-]
- [H3P04 ] + [HPO/-] + 2 [P043-]
xi
38
38
38
40
95
122
1. INTRODUc;AO
A recomposi<;ao ambiental das areas mineradas deve
fazer parte do projeto de minera<;ao desde a implanta<;ao, em
acordo com a resolu<;ao do CONAMA 001/86, que instituiu a
exigencia de EIA/RIMA para 0 licenciamento de novos
empreendimentos. No processo de recupera<;ao de areas de
minera<;ao de carvao a ceu aberto sao utilizados 0 solo e as
li tologias sobrej acentes as camadas de carvao ("esteril")
para a recomposi<;ao topografica da paisagem, devendo ser
proporcionadas ao solo assim construido condi<;oes para 0
desenvolvimento da vegeta<;ao.
A presen<;a ou a contamina<;ao por piri ta (FeS2),
oriunda do carvao e litologias associadas, nos materiais
dos solos construidos, entretanto, desencadeia rea<;oes de
acidifica<;ao provenientes da sua oxida<;ao, seriamente
inibindo a revegeta<;ao das areas reconstruidas. Os altos
niveis de acidez produzidos (pH<3,5) causam deficiencia de
nutrientes para as plantas e concentra<;oes t6xicas de
metais. Isso, somado a limita<;oes fisicas, como baixas
taxas de infiltra<;ao de agua e presen<;a de camadas
impermeaveis, pode conduzir ao insucesso na recupera<;ao das
areas mineradas, gerando polui<;ao da agua e do solo, seria
2
erosao superficial e assoreamento dos cursos de agua,
resultante da carga de sedimentos.
Por outro lado, na coluna geologica das areas de
minera<;ao de carvao podem existir, abaixo da zona
intemperizada, estratos ricos em carbonatos e esmecti ta,
potencialmente capazes de neutralizar a acidez gerada pela
pirita. A corre<;ao posterior dos disturbios, por ser
dificil e onerosa, indica a medida de sele<;ao pre-minera<;ao
dos materiais mais adequados para a composi<;ao dos solos
construidos como uma possibilidade a ser explorada para
minimizar ou neutralizar a acidifica<;ao nas areas
recuperadas.
Nesse contexto, 0 presente estudo objetiva estudar
os materiais presentes em uma coluna geologica da mina de
carvao Recreio, Butia-RS, que podem ser utilizados na
recomposi<;ao dos perfis de solo, identificando qual a a<;ao
de cada tipo de material dentro do sistema acido-sulfatado.
Com isso, se espera fornecer subsidios para 0 planejamento
da disposi<;ao mais adequada dos materiais, buscando
garantir a sustentabilidade a longo prazo das areas
recuperadas apos a minera<;ao do carvao.
2. REVISAO BIBLIOGRAFlCA
Urn simposio internacional realizado em Wageningen
(Holanda) em 1972 chamou a aten~ao dos cientistas do solo
para a existencia e para a natureza de solos sulfatados
acidos desenvolvidos sobre sedimentos recentes costeiros
localizados proximos ao mar (KITTRICK et al., 1982). Ja em
1979, em urn simposio da Sociedade Americana de Ciencia do
Solo (Soil Science Society of America, SSSA) sobre 0 assunto,
realizado no Colorado (EUA) , foi enfatizado que 0 intemperismo
acido sulfatado nao esta confinado aos solos costeiros,
desenvolvendo-se tambem sobre sedimentos e rochas portadoras
de sulfeto mais antigas, expostas pela minera~ao de carvao,
linhito ou de metais ou por outras atividades como constru~ao
de estradas e outras obras (KITTRICK et al., 1982).
Dessa epoca ate os dias de hoje a preocupa~ao e 0
interesse pelo assunto tem crescido muito devido aos impactos
ambientais, tanto por parte dos cientistas do solo como pelos
setores ligados a minera~ao, sendo a forma~ao de drenagem
acida em minas e de contaminantes associados a ela
considerada como 0 maior problema ambiental enfrentado pela
industria mineradora dos Estados Unidos da America [ESTADOS
UNIDOS-(EUA-EPA), 1994]. A importancia do assunto levou a
4
realizac;ao de algumas conferencias internacionais especificas
sobre 0 assunto, como por exemplo a Conferencia Internacional
de Recuperac;:ao de Areas e Drenagem de Minas (International
Land Reclamation and Mine Drainage Conference) e Terceira
Conferencia Internacional sobre Reduc;:ao da Drenagem Acida,
(Third International Conference on the Abatement of Acid
Drainage), realizadas em Pittsburgh (EUA) em 1994.
A liberac;:ao da acidez potencial contida nos
sulfetos pode conduzir a valores de pH extremamente baixos
que, a1em de provo car condic;:oes desfavoraveis para as
plantas, geram tambem uma serie de processos pedogeneticos
operantes em um sistema inerentemente complexo em func;:ao da
mineralogia e de outros fatores, variaveis de lugar para
lugar (MORIN e HUTT, 1994; EUA-EPA, 1994) Portanto, 0
caminho do sucesso na recuperac;:ao de areas de minerac;:ao de
carvao no estado do Rio Grande do SuI passa por um melhor
entendimento desse processo em acordo com as variaveis
locais.
2.1 Carvao mineral no Brasil e no Rio Grande do SuI
o carvao mineral constitui 2/3 dos recursos
energeticos nao renovaveis do Brasil, sendo suas reservas
20 vezes maiores do que as de petr6leo e 75 vezes do que as
de gas natural (SANCHEZ e FORMOSO, 1990). As reservas de
carvao mineral do Rio Grande do SuI sao as maiores do
Brasil, somando 28 bilhoes de toneladas (86,5% do total)
contra 4,3 bilhoes de toneladas de Santa Catarina (13,2% do
total), restando 86, 7 milhoes de toneladas no Parana e 1
milhao de toneladas em Sao Paulo (SANCHEZ e FORMOSO, 1990).
No Rio Grande do Sul as jazidas de carvao
encontram-se ao longo dos bordos sudoeste, norte e nordeste
do escudo sul-rio-grandense, separadas geograficamente
entre si (Figura 1). A maior j azida e a de Candiota, que
possui aproximadamente 60% do total das reservas do estado
(BRASIL- IBGE, 1986). As camadas de carvao fazem parte da
Formac;ao Rio Bonito, Grupo Gua ta, Supergrupo Tubarao, do
Permiano Superior (BRASIL-IBGE, 1986; BRASIL-DNPM, 1989).
v
v
Cruz Alta o
v
v
v
v Passo Fundo o
v
CulndoSul o
JAZIDAS
1 - Candiota 2 - Hulha Negra 3 -SiloSepe 4 -Irui 5 - Leila-BuM 6 - Arrolo dos Ratos 7 - Charqueadas 8 - Santa Rita 9 - Gravatai-Morungava
10 - Chico-Lorna 11 - Santa T ereslnha
CONVEN90ES
o Planicie Costeia
[2] Planalto
D Oepressao Central
[:::::;] Escudo Sul-RicK3randense
FIGURA 1. Localizac;ao das principais jazidas de carvao no RS (extraido de Bortoluzzi et al., 1982)
6
Na epoca da deposic;ao da Formac;ao Rio Bonito, as
superficies irregulares do embasamento e/ou Grupo Itarare
formaram varios ambientes deposicionais, originando
variac;oes na litologia e espessura da formac;ao e ate mesmo
sua ausencia nos paleoaltos. Em func;ao disso, do oeste para
leste do estado, observa-se uma gradac;ao nos pacotes
portadores das camadas de carvao, de rochas siltico
arenosas (Candiota) para peliticas (siltico-argilosas) (Leao
Butia), representando diferentes condic;oes paleoambientais:
no oeste, urn ambiente de plataforma aberta, transicional de
depositos fluviais e lagunares, com desenvolvimento de
barreiras costeiras e pantanos com turfeiras (WILDNER,
1983); nas bacias do leste, em decorrencia do maior
confinamento devido ao paleorelevo, jazidas subaquaticas
com caracteristicas telmaticas (COPELMI, 1988).
2.2 Regiao carbonifera do Baixo Jacui
2.2.1 Geologia
As unidades estratigraficas presentes na regiao
carbonifera do Baixo Jacui sao as formac;6es do pre
cambriano (rochas graniticas da suite intrusiva Arroio dos
Ladroes e grani to-gnaissicas do Complexo Canguc;u), Grupo
Itarare, Grupo Guata (Formac;ao Rio Bonito e Formac;ao
Palermo), Grupo Passa Dois (Formac;ao Irati, Formac;ao
Estrada Nova e Formac;ao Rio do Rasto), Grupo Sao Bento
(Formac;ao Rosario do SuI, Formac;ao Santa Maria e Formac;ao
7
Serra Geral) e sedimentos aluvionares recentes (BRASIL
IBGE, 1986; BRASIL-DNPM, 1989; Figura 2) .
As forma~6es graniticas afloram ao suI, sendo
registradas em sondagens a profundidades variaveis (Figura
2, se~ao geologica). 0 Grupo Itarare, encontrado em
subsuperficie nas areas de minera~ao, caracteriza-se por
arenitos, varvitos e conglomerados feldspaticos,
representando urna sedimenta~ao glacial e peri-glacial que
preencheu antigas fossas tect6nicas presentes na Bacia do
Parana. No grupo Guata, e encontrada alem da Forma~ao Rio
Bonito, portadora das camadas de carvao, descrita adiante,
a Forma~ao Palermo, representada por sil ti tos argilosos,
deposi tados em urn ambiente marinho de agua rasa, que se
sucedeu ao ambiente fluvio-deltaico da Forma~ao Rio Bonito,
mantendo com essa contatos gradacionais. Sobre 0 Grupo Guata
sao encontradas as seqtiencias do Grupo Passa Dois, aflorantes
em urna faixa estrei ta (Figura 2), Forma~ao Irati (folhelhos
pirobeturninosos e argili tos, com lentes de marga), Forma~ao
Estrada Nova (argili tos, folhelhos e sil ti tos, com lentes
arenosas calci feras) e Forma~ao Rio do Rasto (al ternancia
de areni tos finos, sil ti tos e argili tos), que representam
urna grada~ao de urn ambiente marinho de agua rasa para
planicie de mare e para fluvial. Na por~ao norte da area
ocorrem as rochas da Forma~ao Rosario do SuI, composta por
arenitos medios a finos e lentes de conglomerado
intraformacional, e
sil ticos e sil ti tos
Forma~ao Santa Maria, argilitos
arenosos, deposi tados em urn ambiente
8
fluvial. Por toda a sequencia podem ser encontrados corpos
intrusivos de diabasio (diques e sills) pertencentes a
Formayao Serra Geral. Os depositos aluvionares recentes sao
representados por areias, cascalhos e sedimentos sil tico
argilosos. (BRASIL-IBGE, 1986; BRASIL-DNPM, 1989)
Na area carbonifera Leao-Butia, a Falha Leao
secciona a bacia em duas poryoes (Figura 2), poryao Butia,
com carvao a pouca profundidade (ceu-aberto e subsolo), e
Leao, a maiores profundidades (lavra de subsolo). Processos
tect6nico-sedimentares e subsidencia diferencial criaram
variayoes bruscas a curt as distancias (seyao geologica -
Figura 2), distinguindo-se sete blocos na poryao Butia:
Butia-Leste, R-03-Charrua, Riocell, Coreia do Sul, Coreia
do Norte, Central e Norte BR290 (COPELMI, 1988).
A facies superior da Formayao Rio Bonito apresenta
duas sequencias distintas, uma superior (pelitica),
composta por pelitos finos e camadas de carvao, e uma
basal, constituida por clasticos grosseiros e pelitos
interdigitados. A sequencia superior apresenta alem de
siltitos, lamitos, folhelhos, argilitos e camadas de
carvao, diamictitos (paraconglomerados) do tipo "pedra
areia" , que ocorre na transiyao da sequencia basal para
pelitica ou como esteril intermediario, e margas calcarias,
na forma de lentes tanto no pacote carbonoso como na
sequencia de cobertura (pelitos e raros arenitos que
capeiam as camadas de carvao) .
A 52·00' 29'50'1 ""} ~<'''\.<S1la ~--S..oc:::::::::
30·
300 200
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30km
LEGENDA
12!] Depositos aluvionares
~{ . j~ E] §!J
!j{ ii 1[~~{ • 8, "" I!!]
t ~j{. C/J 0_
•
COIpos de diabasio
Fonnas:ao Santa Maria
Fonnas:ao Rosario do SuI
Fonnas:ao Rio do Rasto
Fonnas:ao Estrada Nova e Fonnas:ao Irati
Fonnas:ao Palenno
Fonnas:ao Rio Bonito
Grupo Itarare indiviso
Rodtas graniticas e granito-gnaissicas do Pre-Cambriano (indiviso)
ri/j Mina Recreio
fIlA Mina Butia-Leste
Figura 2. Mapa geologico da reglao carbonifera do baixo Jacui (adaptado de BRASIL-DNPM, 1989) e localiza9ao das minas Recreio e Butia-Leste.
10
10
2.2.2 Drenagem e relevo
o relevo da area po de ser separado em quatro
compartimentos, relacionados com a geologia. Nas areas das
forma90es pre-cambrianas encontra-se relevos fortemente
ondulados e ondulados, nos locais de ocorrencia das
forma90es sedimentares gondwanicas 0 relevo e suavemente
ondulado a ondulado, ao pas so que nas areas dos depositos
aluvionares recentes 0 relevo e plano (Figura 2) .
A area possui a sua rede de drenagem principal com
as cabeceiras nas areas mais elevadas das forma90es pre
cambrianas, ao suI, dirigindo-se em dire9ao ao rio Jacui,
ao norte, passando pelas areas das forma90es sedimentares
gondwanicas. A combina9ao de relevo e de material geologico
forma: ao suI, areas com densidade de drenagem grosseira,
em terrenos fortemente ondulados; na por9ao mediana, areas
com densidade de drenagem media, sobre os terrenos
ondulados das rochas granitico-gnaissicas e do Grupo Guata;
e ao norte, areas com densidade de drenagem fina, sobre as
rochas do Grupo Passa Dois e Forma90es Rosario do SuI e
Santa Maria, de relevo suavemente ondulado. Disso resulta
areas bem drenadas nos terrenos das forma90es pre
cambrianas, areas moderadamente a imperfeitamente drenadas
na regiao das forma90es sedimentares gondwanicas, em fun9ao
do material geologico predominantemente peli tico, e areas
mal drenadas nas planicies aluviais.
2.2.3 Clima, vegeta9ac e usc atual
o clima da regiao e do tipo
(subtropical limido com isoterma anual > 18°C)
11
Cfa2 de K6ppen
(BRASIL, 1973).
A temperatura media anual e entre 18°C e 19°C, sendo no mes
de janeiro entre 24°C e 25°C e em julho em torno de 13°C. A
media das maximas no mes mais quente e de 31°C e das minimas
no mes mais frio e entre 8°C e 9°C (BRASIL-IBGE, 1986).
A pluviometria total media anual e em torno de
1300mm, sendo os meses mais chuvosos junho, agosto e
setembro e os menos chuvosos abril, maio e novembro. A
rela<;ao entre a precipi ta<;ao e a evapotranspira<;ao
potencial mostra urn excedente hidrico medio anual entre 200
e 300mm entre junho e outubro e deficiencia hidrica de
100mm entre dezembro e fevereiro (BRASIL-IBGE, 1986) ;
portanto, em media, a reposi<;ao da urnidade do solo e feita
de mar<;o a maio e em novembro ha retirada de urnidade sem
haver deficiencia. Na classifica<;ao dos climas regionais de
BRASIL-IBGE (1986) 0 clima da regiao esta classificado como
Umido a Sublimido com grau de urnidade media.
A vegeta<;ao original da regiao era representada
pela savana (campos) e, ao longo das margens dos rios e
arroios, pela floresta estacional decidual, substituidas na
sua maior parte por culturas ciclicas e por eucalipto. As
areas planas das planicies aluviais sao largamente
utilizadas para lavouras de arroz irrigado em rota<;ao com
pastagem para pecuaria extensiva (BRASIL-IBGE, 1986).
12
2.2.4 Solos
o levantamento explorat6rio de solos (escala
1:1.000.000) realizado por BRASIL-IBGE (1986), indica para
a regiao a ocorrencia de solos Podz61ico Vermelho-Escuro,
associado ou nao a Podz61ico Vermelho-Amarelo, Podz61ico
Vermelho-Escuro latoss61ico, Solos Lit61icos associados com
Cambissolo, Podz61ico Vermelho-Amarelo e Afloramentos de
Rocha, Podz61ico Bruno-Avermelhado planoss61ico associado a
Planossolo e Podz61ico Vermelho-Amarelo plintico, e
Planossolo associado a Glei Pouco Hlimico.
SCHNEIDER et ale (1996), em levantamento de
reconhecimento de alta intensidade (escala 1:100.000) da regiao
carbonifera do Baixo Jacui, reconheceram as seguintes unidades:
(a) Sobre as forma~6es do pre-cambriano (rochas graniticas e
granitico-gnaissicas): Podz61ico Vermelho-Escuro latoss61ico
alico, Associa~ao de Solo Lit61ico alico epidistr6fico
e Afloramentos de Rocha, e Associa~oes de Solo
Li t61ico e Cambissolo alico epidistr6fico e de
Podz61ico Vermelho-Escuro latoss61ico alico;
(b) Sobre as areas de rochas do Grupo Guata: Podz61ico
Vermelho-Escuro latoss61ico alico, Podz61ico Vermelho
Escuro eutr6fico e distr6fico e Plintossolo distr6fico
epialico, e Associa~oes entre Podz6lico Vermelho
Escuro latoss61ico alico, Plintossolo distr6fico
epialico, Planossolo distr6fico e alico epidistr6fico,
Glei Pouco Hlimico eutr6fico, Glei Hlimico alico e
Planossolo distr6fico e alico epidistr6fico.
13
(c) Sobre as areas de rochas do Grupo Passa Dois:
Podz6lico Bruno-Acinzentado planoss6lico eutr6fico
epidistr6fico, Podz6lico Vermelho-Escuro latoss6lico
alico, Podz6lico Vermelho-Escuro eutr6fico e distr6fico
e Plintossolo distr6fico epialico, e Associac;6es entre
Podz6lico Vermelho-Escuro latoss6lico alico, Plintossolo
distr6fico epialico, Planosso10 distr6fico e alico
epidistr6fico, Glei Pouco Hlimico eutr6fico e Glei
Hlimico alico.
(d) Em areas influenciadas pela presenc;a de diabasio:
Podz61ico Vermelho-Escuro transicional para Terra Roxa
Estruturada eutr6fica e Lit6lico eutr6fico.
(e) Ao longo do rio Jacui e Arroio dos Ratos: Solos
Aluviais eutr6ficos e distr6ficos associados com Glei
Pouco Hlimico e Glei Hlimico.
2.3 ~na de carvao Recreio
A mina Recreio e muito antiga, tendo side explorada
ja na decada de 30 com lavra subterranea e a ceu aberto.
Ap6s diversas paralisac;6es foi reaberta em 1977, somente
com lavra a ceu aberto (BUGIN, 1994). A area da mina
corresponde a aproximadamente 2600 ha, sendo, desse total,
aproximadamente 1500 ha passiveis de minerac;ao. Desses, ate
1995, 500 a 600 ha ja tinham sido minerados (BUGIN,
comunicac;ao pessoal) .
14
2.3.1 Condicionamento geologico
A area da mina Recreio encontra-se entre as falhas
do Leao e Vigia-Roque (Figura 2). Essa area e formada por
varios blocos geo16gicos, denominados Charrua, Riocell e
Coreia (Sul, Central e Norte), correspondentes a sub-bacias
que se instalaram sobre a paleotopografia irregular do
embasamento cristalino, onde ambientes pantanosos, de
carater lacustre ou lagunar, se desenvol veram (COPELMI,
1988).
A por~ao da Forma~ao Rio Bonito que ocorre na area
pertence a seqUencia de topo, representada por uma
sedimenta~ao fundamentalmente peli tica, a exce~ao da sua
por~ao basal, onde ocorrem clasticos grosseiros. Em fun~ao
da lavra, individualizam-se duas seqUencias: de cobertura e
pacote carbonoso (COPELMI, 1988).
A seqUencia de cobertura e formada por siltitos,
argilitos, lamitos e raros arenitos, escarificaveis sem a
necessidade de utiliza~ao de explosivos. 0 pacote carbonoso
apresenta duas camadas ou conjunto de lei tos de carvao
principais, a camada superior (camada S) e a camada media
(camada M), separadas por uma camada esteril intermediaria.
A camada superior e a mais regular e apresenta como
caracteristica marcante a presen~a de urn nivel centimetrico
de tonstein (argila montmorilonitica) e de grandes n6dulos
e concre~oes de piri tao No esteril intermediario ocorrem
pedra areia e siltitos interdigitados e, localmente, niveis
de carvao. A camada media e mais irregular, apresentando
15
uma menor quantidade de nodulos e concre~6es de pirita. Na
sequencia de cobertura e normalmente encontrado urn nivel de
carvao, denominado de camada A, de qualidade mui to baixa,
nao aproveitado na maioria dos casos (COPELMI, 1988).
A camada de cobertura (solo, argilito amarelo, siltito
e camada A) e mais espessa nos blocos Riocell e Coreias,
atingindo em torno de 30 metros, tornando-se mais delgada
no bloco Charrua, ao redor de 10 metros, coincidindo com
areas baixas, onde tanto 0 solo como 0 argilito amarelo sao
pouco espessos (BUGIN, comunica~ao pessoal) .
2.3.2 Lavra e Beneficiamento do carvao
A lavra e feita a ceu aberto atraves do sistema de
descobertura em tiras (stripping mine), que consiste na
extra~ao na forma de cortes com largura media de 80 metros
e comprimentos variaveis de 220 a 1500 m (BUGIN et al.,
1989). Ate recentemente, a descobertura era realizada pelos
metodos Scraper Haulback e Shovel Truck, con forme 0 local e
o tipo do material de cobertura. 0 metodo Scraper Haulback
consiste na remo~ao dos materiais de cobertura e no
preenchimento do corte anteriormente minerado com
motoscrapers e tratores de esteira. 0 metodo Shovel Truck,
que utiliza escavadeiras shovel e caminh6es, era utilizado
no caso de cobertura aluvionar. A partir de 1995 passou-se
a utilizar somente escavadeiras e caminhao, 0 que permite a
retirada de camadas com pequena espessura (ate 50 cm),
16
possibili tando uma melhor sele<;:ao e menor grau de mistura
dos materiais (BUGIN, comunica<;:ao pessoal) .
A movimenta<;:ao de material para se chegar as camadas
econ6micas de carvao e de aproximadamente 1,0 milhao de m3
mes- 1, com uma area lavrada aproximada de 2, 5 ha mes- 1
(Bugin, comunica<;:ao pessoal), sendo economicamente viavel 0
aproveitamento de camadas de carvao ate 50 m de profundidade.
Na area da mina Recreio, em media, e extraido carvao entre 10
e 50 metros de profundidade. Tanto 0 carvao como 0 material
esteril sao afrouxados por tratores com escarificadores,
retirados por
(Figura 3), 0
escavadeiras e transportados
carvao para a unidade de
por caminhoes
beneficiamento
existente na mina, 0 esteril para a recomposi<;:ao ambiental.
o carvao lavrado e levado para 0 beneficiamento,
que consiste na britagem, atraves de britadores primarios e
secundarios, e na lavagem p~r meio de j igues e ciclones
(Figura 4). A
carbonosa da
lavagem, visando
fra<;:ao mineral,
a separa<;:ao da fra<;:ao
utiliza a diferen<;:a de
densidade entre essas fra<;:oes, resul tando
em materia carbonosa, em
no
urn
carvao
carvao beneficiado, rico
intermediario, que apresenta um pouco de mistura, e no
rejeito, constituido predominantemente por materia mineral.
No processo de lavagem e utilizada uma quantidade
significativa de agua, resultando um efluente com alta
concentra<;:ao em s61idos, contendo diversos minerais incluindo
a pirita, que vai para uma lagoa de estabiliza<;:ao (ao fundo
na Figura 4) .
5
I
If
Figura 3. Sistema de lavra e de recomposl~ao topografica da area minerada na mina Recreio. 1- descobertura do solo e das argilasi 2- descobertura da por~ao nao intemperizada; 3- retirada das camadas de carvaoi 4- material geologico nao intemperizado da cobertura, recolocadoi 5- coloca~ao do material argiloso intemperizado.
-3
I-' -.J
,....
Figura 4. Sistema de beneficiamento do carvao na mina Recreio. Britadores primario e secundario, lavador e, ao fundo, lagoa de estabiliza~ao.
I-' OJ
19
2.3.3 Recuperacao e Controle Ambiental
A recomposi<;ao ambiental e realizada concomi tante
com a lavra, de maneira sequencial, de modo a ter-se sempre
urn corte em lavra, urn sendo recuperado topograficamente e
urn terceiro recebendo a reabilita<;ao propriamente dita
(Figura 3). Segundo dados de BUGIN (1994), ate 1994, cerca
de 270 ha da area minerada na mina Recreio ja tinham sido
recuperados e revegetados.
o material retirado sequencialmente para a abertura
da cava em lavra e depositado no corte ja minerado, fazendo
a recomposi<;ao topografica. 0 solo "vegetal" (solo natural)
e espalhado sobre 0 corte minerado recomposto, recebendo em
seguida praticas de conserva<;ao do solo (terraceamento,
constru<;ao de barreiras e canais de drenagem), preparo do
solo (subsolagem e ara<;ao), corre<;ao de fertilidade (calagem
e aduba<;ao) e plantio de gramineas (de porte rasteiro e de
porte alto) e de arvores (eucalipto, pinus e acacia negra)
(BUGIN et al., 1989).
o perfil construido dessa forma, normalmente
apresenta na sequencia,
comunica<;ao pessoal) :
de cima para baixo (BUGIN,
(a) 0,5 a 1,0 m de solo "vegetal" (horizonte A e B do solo
natural) i
(b) 1,0 a 3,0 m de "argila" (horizonte C + sapr61ito)i
(c) argilito amareloi
(d) material geo16gico da cobertura do argili to amarelo
ate a camada S, misturadoi
20
(e) esteril interrnediario (siltito/pedra areia), presente
entre a carnada Sea carnada M.
Obs.: 0 carvao da carnada A norrnalrnente nao e utilizado,
sendo disposto no perfil de solos construidos, juntarnente
corn 0 rejeito do lavador, rico ern pirita, abaixo do nivel
do argilito arnarelo.
Alern das praticas de recornposi~ao topografica,
cobertura final corn 0 solo
conserva~ao e de corre~ao de
reabili ta~ao arnbiental da area
"vegetal" e praticas de
fertilidade do solo, a
envolve 0 tratarnento dos
efluentes tipicos da rninera~ao de carvao (BUGIN, 1994).
Estes podern ser encontrados nas cavas abertas, resultantes
da acurnula~ao direta das aguas pluviais e das aguas de
percola~ao, nos efluentes do beneficiarnento enos efluentes
resultantes da percola~ao de agua pelas pilhas de rninerio
de carvao e de rejeitos, estocados durante 0 processo de
beneficiarnento (BUGIN, 1994). It realizada a drenagern das
cavas e das areas contendo pilhas de rej ei to e rninerio
estocados, cuj 0 tempo de residEmcia da agua devera ser 0
rnenor possivel, dirigindo todos esses efluentes para a
lagoa de decanta~ao do lavador (Figura 4). Na lagoa de
decanta~ao as aguas recebern tratarnento (decanta9ao dos
s61idos e clarifica9ao), sendo essa reutilizada, atraves de
circuito fechado, no processo de lavagern do carvao (BUGIN,
cornunica9ao pessoal) .
21
2.4 Recuperacao de areas de mineracao de carvao
A recupera~ao das areas mineradas requer a remo~ao
das limita~6es fisicas e quimicas presentes nos solos
construidos de modo a permitir 0 estabelecimento, 0
crescimento e a manuten~ao da vegeta~ao. Entre as tecnicas
utilizadas estao a calagem e fertiliza~ao, cobertura
superficial com 0 solo natural, mistura do rejeito com
solo, aplica~ao de dejetos ricos em materia organica e uso
de especies de plantas adaptadas (HALVORSON et al., 1986;
ROBERTS et al., 1988; PITCHEL et al., 1994).
2.4.1 Experiencia internacional
As praticas agronomicas usuais normalmente encontram
problemas devido a natureza do material, em geral muito
mais instavel e reativo do que em solos comuns. Sao apontadas
por BARNHISEL et ale (1982) dificuldades na estimativa da
quantidade de calcaria para calagem, na qual
incluir a acidez potencial devida aos sulfetos
se deve
alem de
outras fontes. Ocorrem freqlientemente deficiencia de f6sforo
e ni trogenio e ocasionalmente de potassio (POWELL et al.,
1980; ROBERTS et al., 1988). Ni veis t6xicos de Cu, Ni, Zn,
Al, Mn ou Fe sao possiveis (MASSEY & BARNHISEL, 1972) e
deficiencias de Mn, Mo e B podem ocorrer (BARNHISEL et al.,
1982). Observa-se tambem 0 impedimento ao desenvolvimento
das raizes devido a presen~a de camada mui to acida logo
abaixo da camada corrigida (DANCER & JANSEN, 1987)e baixos
22
niveis de potassio depois de aduba~ao, atribuidos a
forma~ao do mineral jarosita (BARNHISEL et al., 1982).
A principio e indicada a retirada e a estocagem do
solo superficial para posterior recapeamento (HALVORSON et
al. , 1986; SCHUMANN & POWER, 1981), evi tando-se materiais
com alto conteudo de sulfetos para compor a camada
superficial (DIXON et al., 1982). Por outr~ lado, GRUBE et
al. (1982) sugerem que alguns materiais presentes na coluna
geologica podem possuir CTC (capacidade de troca de
cations) , satura~ao por bases, quantidade de bases
trocaveis e pH mais altos que os solos altamente lixiviados
encontrados originalmente nesses locais. No entanto,
PEDERSEN et al. (1980) e BUSSLER et al. (1984) indicam para
esses materiais propriedades
porosidade e alta densidade
fisicas desfavoraveis, baixa
aparente, que resultam em
baixas taxas de infiltra~ao. De qualquer forma, observa~oes
fei tas em solos construidos com mais de 50 anos indicam
que, com 0 passar do tempo, a acumula~ao de materia
organica desenvolve horizonte genetico A com estrutura
(SCHAFER et al., 1980 ; THOMAS e JANSEN, 1985).
Nos materiais com sulfetos os testes de calagem nao
foram bem sucedidos, ou pelas quantidades requeridas
mostraram-se bastante caros, recomendando-se nao usar esse
tipo de material diretamente na superficie, colocando-os
nas por~oes mais profundas do solo construido (DIXON et
al., 1982). It aventada a hipotese de utilizar materiais
geologicos favoraveis para mistura com 0 solo, de modo
23
melhorar as caracteristicas quimicas (SNARSKI et al.,1981),
ou para evitar a oxida~ao da pirita nos materiais
portadores de sulfeto atraves do isolamento por capeamento
com material argiloso (HAUSER & CHICHESTER, 1989).
2.4.2 Regiao carbonifera do Baixo Jacui
E a regiao carbonifera mais tradicional do estado,
sendo 0 carvao explorado desde 0 seculo passado. Ate a decada
de 70, como em outros setores, nao havia preocupa~ao com 0 meio
ambiente, inexistindo planos de recupera~ao das areas mineradas,
o que gerou pilhas de rejeitos disseminados pela regiao.
A partir da resolu~ao do CONAMA 001/86, foi
instituida a exigencia de EIA/RIMA para 0 licenciamento de
novos empreendimentos. Assim, na mina Butia-Leste, da
COPELMI Minera~ao Ltda., municipio de Butia, a 80km de
Porto Alegre, a recomposi~ao ambiental fez parte do projeto
de minera~ao desde a sua implanta~ao em 1987 (BUGIN, 1994).
KAMPF et ale (1996) estudaram solos construidos em
areas recuperadas na mina Butia-Leste e na mina Recreio, da
COPELMI Minera~ao Ltda., municipio de Butia (Figura 2,
se~ao 2.2.1). Na Mina Butia-Leste foram amostrados em 1993
perfis de areas reabilitadas em 1988 e 1991, representando
solos com idades de 2 anos (BL2) e 5 anos (BL5). Na Mina do
Recreio foram amostrados em 1995 perfis de area reabilitada
em 1981, representando na epoca solos com 15 anos (RE15).
A area dos solos BL2 apresentava boa cobertura
vegetal por gramineas e acacia-negra, com poucas vo~orocas;
24
a area dos solos BL5, onde haviam sido introduzidas
gramineas e eucalipto, mostrou-se fortemente erosionada;
enquanto que a area dos solos RE15 apresentou uma parte com
bom desenvol vimento de acacia e pinus e pouca erosao bem
como uma parte intensamente erodida (KAMPF et al., 1996).
Os solos construidos mostraram uma irregularidade
em profundidade nas propriedades morfologicas, fisicas e
quimicas, destacando a ausencia do padrao pedogenico
observado em solos naturais (KAMPF et al., 1996). Os perfis
construidos apresentam camadas de espessura variavel (5 a
25 cm), com transi<;oes abruptas e onduladas devidas ao
processo de constru<;ao. Nos solos BL2 e BL5 as cores da
camada superficial (horizonte A) evidenciaram apenas as
fei<;oes do solo ou do material geologico aflorante; nos
solos RE15 observou-se um escurecimento incipiente no topo
do horizonte A em locais com abundante aCUmulo de aciculas.
As camadas subsuperficiais sao maci<;as e sem estrutura
pedogenica nos solos BL2 e BL5, ja nos solos RE15 ocorre um
fraco desenvolvimento de estrutura; suas cores sao
variadas, refletindo a composi<;ao do material geologico,
preto a cinza escuro, com ou sem mosqueados amarelados
(indicadores de forma<;ao de j arosi ta), cinza ou colora<;ao
variegada devido a mistura de materiais diversos.
Os solos construidos possuem 0 predominio da
textura argilosa e, em menor propor<;ao, texturas media e
muito argilosa, com <10% de material com diametro >2mm. A
granulometria varia irregularmente com a profundidade, sem
25
evidencia de transloca~ao de argila (eluvia~ao-iluvia~ao).
o teor de argila dispersa em agua e baixo nas camadas
acidas e alto nas camadas com pH elevado (KAMPF et al.,
1996) .
Os solos possuem uma densidade aparente elevada
(1,41 a 2,29 kg dm- 3, media de 1,65 kg dm- 3
, densidade de
particulas entre 2,06 e 2,87 kg dm-3) e baixa porosidade
(0,10 a 0,45 m3 m- 3). A condutividade hidraulica e lenta a
moderada nos horizontes A (0,08 a 7,09 cm h- I) e muito lenta
nos subjacentes «0,01 a 0,15 em h-I). A predominancia de poros
muito pequenos (> 50% da massa total de agua retida a tensoes
<1 MPa) e responsavel pela baixa taxa de infil tra~ao e
baixa condutividade hidraulica observadas, favorecendo 0
escorrimento da agua e erosao (KAMPF et al., 1996).
Todos os perfis de solos BL5 e RE15 apresentaram
fei~oes de sulfuriza~ao ativa (pH <3,5, eflorescencias
salinas e eventualmente jarosita). Nos perfis dos solos BL2,
que apresentou apenas uma camada pH <3,5, a ocorrencia de
eflorescencias salinas foi generalizada (KAMPF et al., 1996).
o pH dos solos variou de 1,4 a 8,3, com media de
5,3, 3,0 e 4,0 nos solos BL2, BL5 e RE15, respectivamente
(KAMPF et al., 1996). Valores de pH alcalino foram observados
em algumas camadas, oriundos das caracteristicas dos
materiais geo16gicos. A condutividade eletrica (CE) variou
entre 0,02 e 8,80 dS m- I, sendo os valores mais elevados nos
solos BL5 devido a presen~a de sais liberados no processo
de oxida~ao da pirita. A soma de cations basicos (Ca, Mg, K
26
e Na) foi maior nas camadas com pH elevado, observando-se 0
contrario com a acidez extraivel (H+Al) e 0 Al trocavel. Os
teores de sulfato soluvel mostraram uma distribui~ao
erratica com a profundidade dos perfis, sendo os valores
mais elevados observados nos solos BL5. As concentra~6es
dos elementos na solu~ao do solo mostraram-se compativeis
com os niveis constatados em ambiente acido sulfatado.
A mineralogia dos solos reflete a composi~ao do
material de origem e os efeitos de uma pedogenese incipiente
(KAMPF et al., 1996). A esmectita predomina, acompanhada por
caulini ta, quartzo, pouca muscovi ta e tra~os de feldspatos.
Adicionalmente, nos solos BL5 e RE15 tende a ocorrer gesso,
anidri ta, rozeni ta e goethi ta, indicati vos do processo de
sulfuriza~ao. A pirita, na forma de macrocristais ou
detectados por DRX, esta normalmente presente nos folhelhos
carbonosos e rej ei tos de carvao. A sua al tera~ao aparece
inicialmente como eflorescencias, na forma de precipitados
pulverulentos esbranqui~ados nas faces expostas dos perfis
e nas arestas de fragmentos de carvao.
De acordo com KAMPF et ale ~1996) as ?~o?~iedades dos
solos construidos BL2, BL5 e RE15 indicam uma evolu~ao
pedogenica previsivel, representada por: (a) decrescimos de
pH e de cations basicos (Mg, K e Na); (b) aumentos de eE,
804 soluvel, Al e Al+H; (c) altera~6es na composi~ao da
solu~ao do solo e na mineralogia; (d) forma~ao incipiente
de agregados estruturais em camadas dos solos RE15.
27
2.5 Sulfurizacao e Solos sulfatados acidos
A acumula~ao de acidez potencial nos sedimentos na
forma de sulfetos e urn processo que tern operado atraves do
tempo geologico, bacterias redutoras de sulfato devem existir
desde ha tres bilh6es de anos (FANNING & FANNING, 1989).
Sulfetos em carvao, linhi to e outras rochas sedimentares,
bern como em sedimentos recentes, foram produzidos quando da
associa~ao destes, durante a sua deposi~ao, com ambientes
marinhos ou mixohalinos (ROBERTS et al., 1969).
2.5.1 Conceitos e caracteristicas gerais
Sulfuriza~ao e 0 processo pelo qual materiais
contendo sulfetos sao oxidados formando acido sulfurico,
minerais sao intemperizados pelo acido sulfurico produzido
e novas fases minerais sao formadas pelos produtos da
dissolu~ao (CARSON et al., 1982). Sao reconhecidos tres
estagios de sulfuriza~ao (FANNING & FANNING, 1989):
(1) Pre-sulfuriza~ao: estagio
materiais sulfidricos esta
onde a
inibida
oxida~ao dos
pelo ambiente
redutor, por exemplo, em urn ambiente com satura~ao
continua de agua. 0 pH pode ser neutro ou alcalino.
(2) Sulfuriza~ao ativa: estagio em que os materiais
sulfidricos estao sofrendo oxida~ao, minerais estao
sendo decompostos pelo acido sulfurico e novos
minerais estao sendo formados pelos produtos da
rea~ao. Na ausencia de carbonatos 0 pH pode ser < 3,5,
28
com formac;ao de jarosita (sulfato de Fe e K); nessa
condic;ao, a camada, com pelo menos 15 cm de espessura,
e qualificada pelo Soil Taxonomy (EUA, 1992) como
horizonte sulfurico.
(3) Pos-sulfurizac;ao: estagio em que os sulfetos estao
completamente oxidados. 0 pH e normalmente > 4; a
presenc;a de jarosita ou outros sulfatos e cores com
cromas altos (oxidos de Fe) evidenciam que 0 material
sofreu sulfurizac;ao.
Os solos enquadrados no estagio (1) sao chamados solos
sul fa tados acidos potenciai s, no estagio (2) solos
sulfatados acidos e no estagio (3) solos sulfatados acidos
pos-ativos (FANNING & FANNING, 1989).
Os tres estagios podem suceder-se durante urn
periodo de alguns anos apos a drenagem de pantanos costeiros
(mangues) portadores de material sulfidrico, ou podem estar
todos presentes em urna unica coluna geologica que apresenta
rochas contendo sulfetos, consti tuindo urn intemperismo
geologico (pre-pedologico) (FANNING & FANNING, 1989). Nesse
ultimo caso, se enquadra a alterac;ao supergenica de depositos
de minerios sulfetados, conhecida na literatura geologica.
2.5.2 Drenagem ACida de Minas e Solos Construidos
o empilhamento do solo e das litologias retiradas
para a extrac;ao do carvao leva a formac;ao de solos construidos
(~nesoils), formados por materiais e procedimentos determinados
29
pela a<;ao humana (antropogenicos), e que na condi<;ao ambiente
passam a ter urn a evolu<;ao pedogenica, incluindo a
sulfuriza<;ao (KAMPF et al. , 1996). Devido as fei<;6es
derivadas de constru<;ao antr6pica KAMPF et al. ( 1996)
propuseram a denomina<;ao de Antrossolos Tiom6rficos aos
solos construidos que apresentam processos pedogenicos de
tiomorfismo e de Antrossolos Pre-Tiom6rficos aos que, sem
acidifica<;ao acentuada, apresentam sulfetos em quantidade
suficiente para a forma<;ao de horizonte sulfurico.
Na minera<;ao de carvao a oxida<;ao da piri ta (FeS2)
po de desenvolver-se tanto nos solos construidos e nas
pilhas de rejeitos, bern como nas cavas abertas para
extra<;ao e no processo de beneficiamento do carvao, gerando
a libera<;ao de acidez para as aguas de drenagem, processo
conhecido como drenagem acida de minas (acid mine drainage-
AMD) (SINGER & STUMM, 1970).
2.6 Oxida9ao da pirita e acidifica9ao
2.6.1 Mecanismos de oxida9ao da pirita
A oxida<;ao da piri ta e urn processo complexo que
inc lui diversas rea<;6es de oxida<;ao-redu<;ao, hidr61ise,
catalise, forma<;ao de ions complexos, controle por
solubilidade e efeitos cineticos (NORDSTROM, 1982a). A
descri<;ao geral do processo e dada pela seguinte equa<;ao:
FeS2 (5) + 15/402 (aq) + 7 12H2 0 (1) ~ Fe (OH) 3 (s) + 2H2 S04 (aq) (1) pirita acido sulfurico
30
Apesar do oxigenio atmosferico parecer ser 0
elemento que conduz a oxida~ao, muitas etapas e mecanismos
fundamentais na oxida~ao da piri ta nao o envolvem
diretamente (NORDSTROM, 1982a).
A rea~ao da oxida~ao direta pelo oxigenio e uma
rea~ao muitQlenta, independentemente do pH (rea~ao I, Figura
5), ao contrario da oxida~ao pelo Fe (III) (rea~ao II), que,
entretanto, s6 e possivel a pH < 4. Por outr~ lado, nessa
faixa de pH a oxida~ao do Fe ferroso a Fe ferrico tambem e
muito lenta (rea~ao III). Nesse caso, atribui-se a bacteria
Thiobacillus ferrooxidans 0 papel de agente catalitico,
mantendo a oxida~ao do Fe(II) na mesma taxa em que a pi rita
reduz 0 Fe ferrico, formando urn cicIo de propaga~ao.
3
2
_1 .. s :g.
.!II -1
J-2
DI
, __ --7L------ I
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
pH
I - Oxidayao da pinta palo oxigenio:
Fe82 + 7/202 + HP ~ Fe2+ + 280/ + 2W
II - Oxidayao da pinta peto Fe fellico:
Fe82 + 14Fe3+ + 8H20 ~ 15Fe2
+ + 280/ + 16W
III - Oxidayao do Fe ferroso peto oxigenio:
Fe2+ + %02 + W ~ Fe3+ + %HP
FIGURA 5. Compara~ao das constantes das velocidades rea~ao da oxida~ao da pirita em fun~ao do (NORDSTROM, 1982a).
de pH
NORDSTROM (1982a) propoe a rea~ao em 3 fases:
a) fase inicial - forma~ao de S elementar e Fe ieIIoso
(oxidado imediatamente)
FeS2 + O2 + H2 0 --) Fe (OH) 3 + S20
~ fase de gera~ao de acidez - oxida~ao do ,S elementar
S2 + 302 + H2 0 --) 2S0/- + 4H+
c) fase catalitica - cicIo de propaga~ao a pH baixo (modelo de SINGER E STUMM, 1970)
31
FeS2 + 14Fe3+ + 8H20 --) 15Fe2+ + SO/- + 16H+ (Fe3+ soluvel a pH<4)
----) Fe]+ + ¥-.JI20 (rea<;ao lenta a pH baixo)
T. Ferrooxidans (catAlise)
Supoe-se, baseada na baixa solubilidade do Fe(III)
em pH > 4, que 0 oxigenio domina a oxida~ao em pH pr6ximo da
neutralidade; entretanto, MOSES et al. (1987) argumentam
que baixas concentra~oes de Fe(III) podem oxidar a pi rita e
que a evidencia isot6pica indica que 0 oxigenio do sulfato
vern da agua, 0 que refor~a a maior importancia da rea~ao de
oxida~ao pelo Fe 3+ em rela~ao ao oxigenio dissolvido (OD).
Porem, a dissol u~ao do Fe (OH) 3, mesmo coloidal, nao seria
rapida suficiente para repor 0 Fe(III) de modo a sustentar
uma alta taxa de oxida~ao. Desse modo, na faixa de pH pr6xima
da neutralidade a oxida~ao deveria ser mais dependente da
rea~ao de reciclagem do que do reservat6rio de Fe(III)
dissol vido. A presen~a de tiosulfato como urn intermediario
significativo sugere que a liga~ao Fe-S enfraquece e quebra
antes da liga~ao S-S. Ap6s, seriam formados sulfatos de
32
Fe(III) na superficie da pirita, por rea~ao do sulfato com
os oxihidr6xidos de Fe(III) (MOSES et al., 1987).
MOSES e HERMAN (1991) concl uiram por experimentos
que na maioria das condi~6es naturais nem 0 Fe (I I I) (ag) nem
o OD diretamente atacam a superficie da pirita em fun~ao da
adsor~ao preferencial do Fe(II) por seletividade eletrostatica,
j a que a pH 6 ou 7 0 Fe (I I) esta presente somente como Fe2+
enquanto que 0 Fe(III) esta presente como Fe(OH)/ ou Fe(OH)3°.
o Fe (II), preferencialmente adsorvido em rela~ao ao Fe (III),
doaria os eletrons para 0 OD, com 0 Fe (III) resultante
rapidamente aceitando eletrons da pirita, oxidando-a. 0 Fe
adsorvido seria, desse modo, ciclicamente oxidado e
reduzido, agindo como urn conduto para eletrons vindos da
pirita para 0 OD. 0 oxigenio seria transferido da esfera de
hidrata~ao do Fe adsorvido para 0 S da pirita. Esse ciclo
continuaria ate que a especie sulf6xi estavel dissociaria
da superficie da pirita. 0 mecanismo proposto e 0 seguinte:
OD
Fe(II) + piritared <---> Fe(II)-piritared ~ Fe(III)-piritared ~ Fe(II)-piritaox
t ~
(extensao do modelo de SINGER e STUMM, 1970)
2.6.2 Transforma90es decorrentes da Acidifica9ao
A acidifica~ao resulta na lixivia~ao dos cations
basicos do complexo de troca (Ca, Mg, Na e K), diminpindo a
satura~ao por bases, e influencia na estabilidade dos
silicatos, resultando na libera~ao de cations estruturais,
especialmente Al, Fe e Mg (SENKAYI et al., 1981). Com isso
33
e com 0 aumento da solubilidade nos valores de pH baixos
sao geradas grandes quantidades de Al, Fe, Mn, Ni, Cu e Zn
na soluc;ao dos solos e aguas de drenagem nas areas de
minerac;ao de carvao (VAN BREEMEN, 1973; MASSEY e BARNHISEL,
1972) .
A oxidac;ao da pirita e a rea~ao das soluc;6es acidas
sulfatadas com os argilominerais origina varios minerais. A
partir do Fe e S liberados da piri ta, sao formados 6xidos
(goethita e hematita) e sulfatos de Fe (melanterita, rozenita,
szomolnoki ta e copiapi ta). Do Si, Al e K provenientes da
desestabiliza~ao dos silicatos podem ser formadas silica
amorfa, hidr6xidos de Al (gibbsita), sulfatos de Al (jurbanita,
alumini ta e basalumini ta), sulfato de Al e K (aluni ta) e
sulfato de Fe e K (jarosita) (NORDSTROM, 1982a).
Nessa situac;ao de acidez acentuada os niveis de Al
e Fe na solu~ao do solo e nas aguas de drenagem deixam de
estar relacionados a solubilidade dos argilominerais
caulinita e esmectita e 6xidos de Fe e Al, como na maioria
dos solos, para serem controlados pelos sulfatos de Al e Fe
(NORDSTROM, 1982b; KARATHANASIS et al., 1988).
A schwertmannita [FesOs (OH) 6S04], recentemente identificada,
pode ser a fase s61ida dominante que controla as atividades
dos elementos nas aguas sulfatadas acidas (BIGHAM et al.,
1996). Com isso, uma nova descric;ao das relac;oes minerais
soluc;ao nessas aguas pode ser representada (Figura 6).
Dessa forma, as soluc;6es com pH entre 1,5 e 2,5 sao
influenciadas pela forma~ao de jarosita, as com pH acima de
34
5,5 pela ferrihidrita e as com valores de pH intermediarios
pela schwertmannita. Assumindo urn K.;t de 1,40, todos os
tres minerais sao metaestaveis em rela~ao a goethita acima de
pH 2. 0 campo de estabilidade da jarosita pode ser aurnentado
por urna maior a ti vidade SOy -;: /K+ e/ou urn menor log KJ (.
-12~--~------~------~------~--~ 2 4 6 8
pH
pe = Eh (mv) 159,2;
log das atividades totais: Fe2+ = -3,47; Fe3+ = -3,36 ou -2,27; S042- = -2,32; K+ = -3,78.
Jt = ja-osita, Sh = schwertmannita, Fh = ferrihKiita, Gt = goethita, Py = pinta.
Equ~6es pa-a as linhas sao: Gt: pe = 17,9 - 3pH; Jt: pe = 16,21 - 2pH; Fh: pe = 21,SO - 3pH; Sh: pe = 19,22 - 2,6pH Py: pe = 5,39 -1,14pH
log Kso: Gt = 1.40; Jt = -12.51, Fh = 5.0 e Sh = 18.0
Linhas tracejadas indica-n os ca-npos de metaest:ililidade.
!was hachuradas mosllan a expansao des ca-npos da ja-osita e da ferrihictita se menores log Kso forem selecionados
FIGURA 6. Diagrama pe-pH para 0 sistema Fe-S-K-O-H a 25°C (extraido de BIGHAM et al., 1996).
2.6.3 Fatores que influenciam na gerayao de acidez
e na liberayao de contaminantes
EUA-EPA (1994 ) divide os fatores que controlam a
drenagem acida em primarios, secundarios e terciarios. Os
fatores primarios envolvem a produ~ao de acidez, i.e. as
rea~oes de oxidac;ao. Os fatores secundarios controlam os
35
produtos da rea9ao de oxida9ao, rea90es com outros minerais
que consomem acidez (neutraliza9ao). Os fatores terciarios
referem-se aos aspectos fisicos do meio que influenciam a
rea9ao de oxida9ao, migra9ao e consumo do acido.
a) Fatores primarios
• Tipo de sulfeto: alguns sulfetos sao oxidados mais
rapidamente (marcasita e pirrotita) que outros e minerais
com maiores areas superficiais expostas (pirita
framboidal) oxidam mais rapidamente (ARORA et al., 1978;
PUGH et al., 1984, MERMUT et al., 1985.).
• Agua: reagente e meio para bacteria e para 0 transporte
dos produtos da oxida9ao (EUA-EPA, 1994).
• Oxigenio: seu suprimento e importante para manter a
rea9ao de oxida9ao, que e reduzida grandemente quando a
concentra9ao e menor do que 1 a 2% (PUGH et al., 1984;
EUA-EPA, 1994).
• Bacteria: diferentes bacterias adaptam-se a diferentes
niveis de pH e outros fatores edaficos; entre pH 3,5 e
4,5 a oxida9ao do ferro e preferentemente catalisada por
uma variedade de Metallogenium, ao passe que a pH<3,5 e
catalisada pelo Thiobacillus ferrooxidans (EUA-EPA, 1994).
• Calor gerado: a rea9ao de oxida9ao e exotermica, com
potencial de gerar calor e gradientes termais (EUA-EPA,
1994); alta porosidade do material pode produzir fluxo
convectivo de ar, mantendo alta disponibilidade de O2 (GUO
et al., 1994).
36
b) Fatores secundarios
Podem neutralizar a acidez produzida (carbonatos),
mudar a composiyao do efluente pela entrada de metais
mobilizados pela ayao acida (dissoluyao) ou trocar ou adsorver
ions com as particulas de argila e precipi tar minerais
(gesso e sulfatos de AI) (EUA-EPA, 1994; PRENZEL, 1994).
c) Fatores terciarios
• Disposiyao dos materiais geradores
alcalinidade (EUA-EPA, 1994)
de acidez, de
• Natureza fisica dos materiais: tamanho de particula,
permeabilidade, etc; particulas mais finas expoe maior
area superficial, porem, podem limitar 0 fluxo de agua e
ar (GUO et al., 1994), por outro lado, particulas mais
grossas podem, com menor area superficial, favorecer 0
fluxo de ar e agua produzindo maior acidez (EUA-EPA, 1994).
• Tempo: a intemperizayao reduz 0 tamanho de particula,
expondo mais area superficial e mudando caracteristicas
fisicas do material (EUA-EPA, 1994).
• Hidrologia da area: abaixo do lenyol frea tico a lenta
difusao do oxigenio na agua retarda a produyao de acidez
(GUO et al., 1994); 0 fluxo de agua e ar em juntas e
fraturas pode ser uma fonte de acido; ciclos de secamento
e umedecimento, tendem a acumular produtos da oxidayao
nos ciclos secos e a liberar os contaminantes nos eventos
de maior precipitayao pluvial (EUA-EPA, 1994).
37
2.6.4 Capacidade de neutralizacao dos materiais
A produ~ao de acido, resultante da oxida~ao da
pirita, pode ser naturalmente neutralizada pela presen~a de
carbonatos, de bases trocaveis e de silicatos presentes no
solo enos materiais estereis (DENT, 1986).
o carbonato de Ca e/ou Mg se destaca pela
capacidade de neutraliza~ao e reatividade (SHERLOCK et al.,
1995). A rea~ao (2) mostra que a acidez produzida por 1 mol
de FeSz (64g de S) e neutralizada por 2 moles de CaC03 (200
g), ou seja 1 g de S da pirita e contrabalan~ada por 3,125
g de CaC03 (BRADY et al., 1994). Porem, essa rea~ao somente
e valida para valores de pH levemente acidos a acidos
(rea~ao 3), sendo necessaria 0 dobro de carbonato para
neutralizar a acidez deri vada da piri ta a valores de pH
entre 6,3 e 10,3 (MORIN e HUTT 1994).
- Para pH < 6,3:
FeS2 + 7/2H20 + 15/402 + 2CaC03 ~ Fe (OH) 3 + 2S04=- + 2Ca=+ + 2C02 (2)
- Para 6,3 < pH < 10,3:
FeS2 + 7/2H20 + 15/402 + 4CaC0 3 ~ Fe (OH) 3 + 2S0/- + 4Ca2+ + 4HC03- (3)
Uma al ta propor~ao de esmecti tas pode neutralizar
ate 0,5% da massa da pirita pelo deslocamento dos cations
trocaveis promovido pela acidifica~ao (DENT, 1986). Argilas
cauliniticas ou materiais com baixo teor de argila possuem
capacidade de neutraliza~ao muito baixa.
Uma vez exaurida a capacidade de neutraliza~ao
pelos carbonatos, a dissolu~ao de silicatos pode passar a
38
ter um papel importante na neutraliza~ao da acidez no longo
prazo (SHERLOCK et al., 1995). A capacidade de neutraliza~ao
global deve ser maior que ados carbonatos, devido as suas
quantidades, porem, as rea~6es sao lentas e dependem, entre
outros fatores, do tipo de silicato, do pH (equa~6es 4 e 5)
e da area superficial especifica (MORIN e HUTT, 1994).
- Em 3,5 < pH < 4,5:
FeS= + 15/2H20 + 15/40:, + KA1Si,Oe (feldspato K)
~ Fe(OH)3 + 2S0J> + KT + A13T + 3H4Si04 (4)
- Em pH ao redor de 7:
FeS= + 15/2H.,0 + 15/40: + 4KA1Si~D8 (feldspato K)
~ Fe(OH), + 2S0J -- + 4K- + 4Al(OH)" + 12H4SiO/J (5)
A acidez tambem pode ser aliviada por inunda~ao
(condi~6es anaer6bicas) (DENT, 1986):
SO/- + 2H+ + 2CH20 ~ H2 S + 2H2 0 + 2C02
mat.org.
2.6.5 Predi9ao da gera9ao de acidez
( 6)
Os dois principais obj eti vos da predi~ao sao: (1)
determinar se 0 material vai gerar acidez e (2) predizer a
qualidade da drenagem com base na taxa de forma~ao de acido
(EUA-EPA, 1994). Os principais metodos sao classificados em
estaticos e cineticos (MORIN e HUTT, 1994; EUA-EPA, 1994). Os
testes estaticos estimam 0 total de acidez e de alcalinidade
presentes nas amostras, preenchendo 0 primeiro objetivo, os
cineticos procuram atingir 0 segundo objetivo.
39
2.6.5.1 Testes Estaticos
Os testes estaticos buscam determinar 0 potencial
de acidifica~ao (PA ou AP) devido aos sulfetos e 0
potencial de neutraliza~ao (PN ou NP) devido aos
carbonatos, nao fornecendo dados sobre suas taxas de
libera~ao. As unidades usadas para expressar ambos sao em
kg de CaCO, por tonelada de material (EUA-EPA, 1994).
Varios metodos foram desenvolvidos, ABA (Acid Base
Accounting, de SOBEK et al., 1978), ABA Modificado (Modified Acid
Base Accounting, de COASTECH, 1989), Teste BC (British Columbia
Research Initial Test, de DUNCAN e BRUYNESTEYN, 1979), APP:S
(Alkaline Production Potential : Sulfur Ratio, de CARUCCIO et
al., 1981), Produ~ao Liquida de Acido (Net Acid Production Test, de
COASTECH, 1989) (citados por EUA-EPA, 1994) e Metodos do Per6xido
de Hidrogenio, original (de SOBEK et al., 1978) e modificado (de
0' SHAY et al., 1990) (citados por 0' SHAY et al., 1990).
o potencial de acidifica~ao e determinado atraves
do teor total de enxofre (Testes ABA, BC e APP: S), do
enxofre de sulfeto (Teste ABA modificado), ou ainda, atraves
da oxida~ao com per6xido de hidrogenio (Teste de Produ~ao
Liquida de Acido e Metodos do Per6xido de Hidrogenio) .
Os testes que utilizam 0 enxofre total e 0 enxofre
de sulfeto assumem que 2 moles de acido sao produzidos por
cada mol de enxofre, estimando 0 potencial de acidifica~ao
atraves da expressao: PA = %S x 31,25. 0 teor de enxofre
total, no entanto, inc lui sulfatos nao acidificantes como 0
gesso (EUA-EPA, 1994) e 0 enxofre organico (ARORA et al.,
40
1980), superestimando 0 potencial de acidifica9ao. 0 metodo
do enxofre de sulfeto,
enxofre de sulfato nao
por sua
produz
vez, pressupoe que todo 0
acidez, nao incluindo a
jarosi ta e outros sulfatos acidificantes, subestimando 0
potencial de acidifica9ao (EUA-EPA, 1994).
Os testes com peroxido de hidrogenio causam a
oxida9ao rapida dos sulfetos, imi tando a oxida9ao natural
de forma acelerada (rea9ao 8):
(8 )
Nos metodos de SOBEK et al. (1978) e de 0' SHAY et al.
(1990), antes da oxida9ao com H202 , os carbonatos sao removidos
com HCl 4,8M e EM, respecti vamente, com a ti tula9ao da acidez
produzida fornecendo 0 potencial de acidifica9ao (O'SHAY et
al., 1990). No metodo da Produ9ao Liquida de Acido nao e
realizada a rem09ao dos carbonatos, deixando 0 acido gerado
reagir com os minerais tamponantes; assim, sua ti tula9ao
expressa somente a acidez liquida produzida (EUA-EPA, 1994).
o potencial de neutraliza9ao e determinado atraves
do consumo de acido adicionado a amostra. No metodo ABA e
adicionado HC1, a amostra e fervida ate 0 termino da rea9ao
e a solu9ao resul tante e ti tulada com NaOH ate pH 7. No
metodo ABA modificado e usada digestao a temperatura
ambiente por 24 horas e titula9ao ate pH 8,3. No teste Be e
adicionado H2 S04 1N e titula9ao ate pH 3,5. 0 teste APP:S
usa HCl O,lN, rea9ao a temperatura ambiente por 2 horas e
titula9ao a pH 5. Nos metodos de SOBEK et al. (1978) e de
0' SHAY et al. (1990) nao e preconizada a estimati va de
41
potencial de neutraliza<;ao a partir das solu<;6es usadas
para remo<;ao dos carbonatos.
o metodo mais comumente usado e 0 teste ABA (Acid
Base Accounting), tanto nos Estados Unidos e Canada (BRADY
et al., 1994; WHITE e JEFFERS, 1994), como na Australia e
Sudeste da Asia (MILLER et al., 1994).
0' SHAY et al. (1990) realizaram
entre varios metodos de estimativa do
urna compara<;ao
potencial de
acidifica<;ao: S total, S nao sulfatado, Fe piritico, metodo
do peroxido de hidrogenio original (de GRUBE et al., 1971,
modificado por SOBEK et al., 1978) e metodo do peroxido de
hidrogenio modificado por esses autores. Quantidades
variaveis de pi rita foram adicionadas as amostras,
coletadas em areas de minera<;ao de linhito, de modo a criar
intervalos representati vos de teores de S piri tico, bern
como para testar 0 S recuperado pelo metodo do peroxido de
hidrogenio original e pelo modificado.
Esse estudo comparati vo dos metodos executado por
O'SHAY et al. (1990) comprovou que os outros metodos
estimam urn potencial de acidifica<;ao muito mais elevado que
o do peroxido de hidrogenio. Como esperado, 0 metodo do S
total originou as maiores estimativas, em alguns casos ate
4 vezes maior que as do metodo do peroxido de hidrogenio
modificado. 0 metodo do Fe piritico tambem originou
estimativas muito altas, chegando mesmo a superar as do
metodo do S total, provavelmente devido a remo<;ao
incompleta do Fe ferrico ou pela extra<;ao de Fe ferroso de
42
outras fontes que nao a pirita. As estirnativas do metodo do
enxofre nao sulfatado foram na media pr6ximas das do Fe
piritico e em alguns casos maior, ou seja, tarnbem altas,
superando as do per6xido de hidrogenio modificado em ate 2
vezes ou mais.
A compara~ao entre 0 metodo do per6xido de
hidrogenio original e 0 modificado por O'SHAY et al. (1990)
indicou que 0 metodo original foi de 4 a 308 vezes mais
variavel que 0 modificado e que estimou valores mais
elevados de potencial de acidifica~ao. A recupera~ao do S
das piritas adicionadas foi de 61 a 171% pelo metodo
original e de 97 a 102% pelo metodo modificado, excluidas
quatro amostras que apresentaram problemas (recupera~ao
entre 83 e 85%), por raz6es expostas adiante. O'SHAY et al.
(1990) explicou os valores acima de 100% do metodo original
com base na presen~a de acidez residual proveniente do HCl
utilizado para remo~ao dos carbonatos (ver se~ao 3.2). No
metodo original a rerno~ao do HCl residual e feita com agua,
que teria pequena capacidade de retirar a acidez retida na
superficie dos co16ides; a permanencia dessa acidez foi
sugerida pela rela~ao que mostra que houve urn aurnento na
diferen~a entre os valores estimados pelos dois metodos com 0
aurnento na CTC (capacidade de troca de cations) das arnostras
utilizadas. Para contornar esse inconveniente, O'SHAY et al.
(1990) utilizaram CaC1 2 1M no lugar da agua para remover 0
HCl residual, que teria, segundo os autores, capacidade de
deslocar tanto a acidez livre como a acidez trocavel.
43
o metodo do per6xido de hidrog€mio modificado por
O'SHAY et al. (1990), entretanto, tambem encontrou problemas.
Nas quatro amostras que mostraram recupera~ao insatisfat6ria
tinham sido detectadas pequenas quantidades de carbonato
remanescentes ap6s a remo~ao com HCl, indicando que a
remo~ao desses nao foi eficiente e que essas quantidades
entao neutralizaram parte da acidez produzida. 0' SHAY et
al. (1990) explicaram a permanencia desses carbonatos em
fun~ao da baixa solubilidade da dolomita [(Ca, Mg) C03 ] e
da siderita (FeC03 ) com 0 HCl 6M a frio utilizado.
Para a predi~ao da gera~ao de acidez sao utilizados
o potencial liquido de neutraliza~ao (net neutralization
potential, NNP) (=PN-PA) ou a razao PN/PA. Amostras com NNP
< 0 ou razoes < 1 serao geradoras de acidoi ja com NNP
entre -20 e 20 ou razoes entre 1:1 e 3:1 caem em uma zona
de incerteza, recomendando-se testes cineticos para
averigua~ao (EUA-EPA, 1994).
Por outro lado, MORIN e HUTT (1994) relatam que,
apesar do criterio mais adotado para nao gera~ao de acidez
ser de razao PN/PA > 2,5-3,0, em testes cineticos por eles
realizados 0 PN tern excedido 0 PA por fatores muito
variaveis, desde 1,3 ate> 4,0, para que 0 pH nos efluentes
das amostras seja mantido neutro ao longo do tempo. Esses
autores observam que um cri terio universal nao pode ser
utilizado, ja que a taxa de consumo de PN e PA deve ser
variavel de uma amostra para outrai por exemplo, se em uma
amostra a taxa de consumo do PN for 2,3 vezes a do PA a
44
razao deve ser 2,3, ao pas so que se for > 4, ° vezes, como
em uma amostra por eles testada, a razao deve exceder 4,0.
MORIN e HUTT (1994) concluem que as variabilidades das
taxas sao causadas por fatores especificos dos locais
(site-specific) e que os testes estaticos e cineticos
dependem um do outro para uma interpreta~ao mais correta.
2.6.5.2 Testes Cineticos
Os testes cineticos tentam imitar as rea~6es de
oxida~ao naturais, produzindo informa~6es sobre as taxas de
oxida~ao dos sulfetos e indica~6es a respeito da qualidade
das aguas de drenagem, sendo geralmente conduzidos para
confirmar os resultados dos testes estaticos (EUA-EPA,
1994). Podem tambem ser usados para avaliar 0 impacto de
tratamentos e medidas de controle sobre a gera~ao de acidez
(SOARES, 1995).
Existem varios tipos de testes cineticos, celulas
de umidade, extra~ao "soxhelet", testes em colunas, "batch
reactor', testes de campo, etc (EUA-EPA, 1994). A preferencia
pelo tipo de teste tem mudado com 0 aCUmulo de experienciasi
ate 1988 testes do tipo "batch reactor" eram os mais usados,
a partir dessa data parece existir urna tendencia por testes
em colunas e em celulas de urnidade (EUA-EPA, 1994), como
por exemplo, em WHITE e JEFFERS (1994) (celulas de umidade)
e em MORIN e HUTT (1994) (celulas de urnidade e colunas) .
No teste de extra~ao "soxhelet" a amostra, colocada
dentro de urn recipiente, e circulada com solu~ao a 70 °c de
45
acido acetico ou agua destilada a partir de urn reservat6rio.
Em testes do tipo "batch reactor" 200 g de amostra e 500 ml
de agua destilada sao colocadas em urn recipiente e agitadas
continuamente durante 0 teste, retirando amostras da agua a
intervalos regulares para determina<;ao de parametros como
pH, sulfatos e metais em solu<;ao. Os testes de campo utilizam
as condi<;6es naturais de material e de clima, portanto, nao
acelerando as condi<;6es como os outros tipos de testes,
sendo conduzidos por 10 anos ou mais (EUA-EPA, 1994).
Os testes em celulas de urnidade sao realizados em
urn recipiente com aberturas para entrada e saida de ar,
sendo ciclicamente injetados ar seco e Umido seguidos de
lixivia<;ao. WHITE e JEFFERS (1994) utilizaram, durante
vinte semanas, ciclos de uma semana, com tres dias de ar
seco seguidos de tres dias de ar Umido bombeados atraves de
1000 g de amostra, lixiviando no setimo dia com 500 ml de
agua deionizada. MORIN e HUTT (1994) usaram 0 mesmo teste
por urn periodo de 40 semanas.
Nos testes em colunas os ciclos secos e Umidos sao
criados pela adi<;ao de agua e pelo tempo em que a coluna e
deixada secar, 0 que po de durar desde poucos dias a mais de
urna semana (EUA-EPA, 1994).
Para esses testes, exceto os de campo, as amostras
sao geralmente moidas a particulas menores do que urn
determinado tamanho (por exemplo, < 200 mesh), 0 que deve
ser levado em conta na extrapola<;ao dos dados. De qualquer
forma, os resultados das pesquisas tern indicado que testes em
46
colunas com materiais maiores que 0,5 em de diametro
representam com acuracidade condi~oes de teste de campo (EUA
EPA, 1994).
o teste extra~ao "soxhelet" apresenta condi~oes
consideradas mais extremas do que os outros, simulando a
intemperiza~ao em um tempo mais curto. No entanto, apresenta
desvantagens por ser mais complexo na sua condu~ao,
requerendo equipamento mais sofisticado e nao evidenciando
uma rela~ao clara com os processos naturais. Ja 0 teste do
tipo "batch reactor", apesar de simples, pode ter dura~ao
curta demais, bem como pode apresentar a forma~ao de acidez
inibida. Os testes de campo, apesar de se aproximarem mais
das condi~oes naturais, apresentam como desvantagens 0
tempo mui to longo de dura~ao e um custo mui to elevado de
implanta~ao (EUA-EPA, 1994).
Os testes em celulas de umidade e em coluna se
aproximam melhor das condi~oes de campo, imitando ciclos de
umedecimento e secamento, requerem, entretanto, tempos de
dura~ao relativamente longos, podendo levar a predi~oes
erradas se estes nao forem suficientes. 0 primeiro
apresenta certa desvantagem em rela~ao ao segundo devido a necessidade de equipamento especial, porem , e mais pratico
para trabalhar com um nlimero grande de amostras (EUA-EPA,
1994) .
SOARES (1995) conduziu testes de lixivia~ao em colunas
com materiais da mina Candiota (RS). Os materiais utilizados
foram rejeitos (mistura desordenada de siltitos, argilitos
47
e carvao), cinzas (provenientes da combustao do carvao),
argilas e areias provenientes do local. No rejeito, 0 pH,
inicialmente entre 4,5 e 5, caiu ap6s 20 dias para entre 3 e
3,5, permanecendo assim ate 150 dias, para subir e estabilizar
em torno de 3,8 ate 0 final do experimento (200 dias). No
experimento envolvendo combina~oes dos materiais e calagem,
a presen~a da argila serviu para diminuir 0 pH em rela~ao
ao rej ei to. As cinzas nao al teraram 0 quadro de pH ou
metais. 0 carbonato de Ca evitou a acidifica~ao e a
libera~ao de metais, principalmente Mn, Fe, Zn e Ni,
liberados em maiores quantidades nos tratamentos sem adi~ao
de carbonato.
2.6.5.3 Modelagem Matematica
As informa~oes coletadas nos testes cineticos, tais
como taxas de oxida~ao, sao comumente usadas para alimentar
modelos (EUA-EPA, 1994). Os modelos podem ser empiricos ou
deterministicos. Os modelos empiricos extrapolam taxas de
oxida~ao a partir de dados obtidos ern laborat6rio e/ou no
campo, sendo, por sua natureza, especificos para 0 caso
estudado (ROGOWSKI et al., 1977; EUA-EPA, 1994). Os modelos
deterministicos procuram simular a drenagem acida
resolvendo sistemas de equa~oes que representam os varios
fatores que controlam as rea~oes (ROGOWSKI et al.,
EUA-EPA, 1994): fluxo de oxigenio (BRONSWIJK et al.,
1977;
1993;
GUO et al., 1994), fluxo hidro16gico, tamanho de particula,
temperatura (GUO et al., 1994), etc.
48
Na pratica, os modelos sofrem urna serie de restri~6es
em fun~ao do carater heterogeneo e anisotr6pico dos materiais
com rela~ao a mineralogia, tamanho de particulas e condi~6es
hidro16gicas, com dificuldades para ajustar os parametros as
condi~6es de campo (problemas de calibra~ao) e com poucos
dados de campo para a valida~ao (EUA-EPA, 1994).
o Bureau of M2nes dos E.U.A. selecionou os testes de
celula de urnidade e ABA para fornecer dados experimentais
para uso em urn projeto de modelagem de predi~ao (WHITE e
JEFFERS, 1994). 0 objetivo do Bureau nao e de modelar 0
potencial de drenagem acida de materiais retirados da pilhas
de rej ei tos existentes e sim 0 das rochas estereis obtidas
durante a explora~ao e 0 desenvolvimento das jazidas, de modo
a identificar suas tendencias de desenvolver drenagem acida
e permitir que as companhias previamente planejem 0
tratamento e a disposi~ao desses materiais (WHITE e
JEFFERS, 1994). E inten~ao do governo desse pais requerer
as companhias acessarem 0 potencial de drenagem acida das
futuras opera~6es como parte do processo de licenciamento.
Dentro da ideia do projeto de modelagem de predi~ao
do Bureau of M2nes, WHITE e JEFFERS (1994) planej aram urn
experimento com amostras contendo 1,5, 3,5 e 13,0 % de
piri ta, usando testes ABA e celulas de urnidade. Os testes
ABA qualificaram todas as amostras como potencialmente
acidificantes, porem a amostra com 1,5 % de sulfeto (PA =
46,9 e PN = 10,2 kg CaC0 3 t-1) apresentou efl uente com pH
neutro durante as 51 semanas do teste, enquanto que as
49
outras apresentaram efluentes sempre acidos. A partir das
taxas de libera9ao de sulfato, Ca e Mg, os autores
realizaram a extrapola9ao do tempo necessario para esgotar 0
potencial de neutraliza9ao da amostra com 1,5 % de sulfeto,
chegando a 130 semanas para essa passar a desenvolver
drenagem acida. Portanto, os testes mais comurnente usados de
20 semanas iriam erronaemente interpretar a amostra como nao
geradora de acido.
Por outr~ lado, MILLER et al. (1994) propoe urn
metodo bern mais simples a partir de urna variante do metodo
do per6xido de hidrogenio, chamada teste de gera9ao liquida
de acidez (net acid generation - NAG) (sem elimina9ao de
carbonatos), para simular a cinetica de produ9ao de acidez.
No teste, a varia9ao de pH e de temperatura e moni torada
durante todo 0 periodo da rea9ao. Como a varia9ao desses
parametros mostra rela9ao com a quantidade de sulfetos e de
carbonato os autores esperam relacionar a cinetica do teste
com a as rea90es que ocorrem no campo.
2.6 Justificativas e hip6teses de trabalho
As caracteristicas dos solos construidos nas areas
de minera9ao de carvao na regiao do Baixo Jacui mostraram
se determinadas pelo processo construtivo e pelos materiais
utilizados na sua constru9ao (KAMPF et al., 1996, se9ao
2.4.2). Dessa forma, alem da variabilidade herdada dos
materiais geo16gicos e dos solos, urna grande variedade de
caracteristicas dos solos construidos podem ser criadas por
50
diferentes processos construtivos, determinando espessura e
grau de compactac;:ao das camadas bern como diferentes
disposic;:oes de materiais (ordem de empilhamento e grau de
mistura), as quais os processos pedogenicos iraQ se sobrepor.
Como observado pelos pesquisadores do problema nas
areas de minerac;:ao (sec;:ao 2.6.5), as principais dificuldades
para a predic;:ao da acidez e sua modelagem matematica
residem justamente na grande variabilidade dos solos
construidos, 0 que restringe a extrapolac;:ao dos dados para
a realidade de campo (calibrac;:ao e validac;:ao dos modelos) .
Por outro lado, 0 aCUmulo de experiencias tern
levado os pesquisadores a conclusao de que 0 caminho para a
predic;:ao mais segura da gerac;:ao de acidez parte de
cri terios localmente especi ficos (si te-specific) (MORIN e
HUTT, 1994) e de que a modelagem do potencial de drenagem
acida das rochas estereis presentes nas colunas geologicas
pode permitir 0 planejamento previo do tratamento e da
disposic;:ao desses materiais (WHITE e JEFFERS, 1994).
Assim, na coluna geologica das areas de minerac;:ao
de carvao, abaixo da zona de intemperizac;:ao, podem existir
estratos ricos em carbonatos e esmectitas, capazes de
liberar grandes quantidades de bases (GRUBE et al., 1982;
SNARSKI et al., 1981; sec;:ao 2.4.1), que dispostos nos solos
construidos teriam a capacidade de neutra1izar a acidez
gerada, evitando a acidificac;:ao das aguas antes dessas
atingirem as aguas subterraneas e os corregos. A presenc;:a
dessas litologias nas colunas geologicas das areas de
51
minera~ao de carvao do Baixo Jacui e indicada pela
ocorrencia de camadas com pH alcalino de solos construidos
nas areas recompostas (KAMPF et al., 1996; se~ao 2.4.2).
Entretanto, 0 procedimento de recolocar os estereis
na mesma ordem que existe na coluna geologica (se~ao
2.5.3), deve posicionar a maior parte desses materiais nas
por~oes mais profundas, colocando os estratos intemperizados,
com poucas bases e baixa capacidade de neutraliza~ao, nas
partes superiores. Dessa forma,
nas partes superiores do
a contamina~ao por pirita
perfil fica com poucas
possibilidades de ser neutralizada naturalmente.
o grande volume de material movimentado, envolvendo
grandes custos financeiros, bern como a necessidade da
recomposi~ao ambiental ser realizada concomitante com a
lavra, de maneira seqUencial (se~ao 2.5.3), impossibilita
interrup~oes para tratamentos antes da cobertura final
(BUGIN, comunica~ao pessoal). Desse modo, a coloca~ao
estrategica desses materiais geologicos no perfil
recomposto, dentro da sistematica de recomposi~ao
topografica, pode consistir em uma alternativa viavel no
lugar de tratamentos como a calagem.
Hipotese 1: A coloca~ao dos materiais ricos em bases e
carbonato junto com os materiais piritosos pode
prevenir ou neutralizar a acidez e diminuir a
contamina~ao por metais.
52
Hip6tese 2: 0 conhecimento das caracteristicas quimicas,
fisicas e minera16gicas de cada tipo de material
da coluna geo16gica e da sua evolu~ao pedogenica
nas variadas situa~oes, incluindo a sua intera~ao
ao longo do tempo com a acidez produzida, fornece
urna base para a predi~ao da acidez liquida
produzida nos solos construidos e da sua evolu~ao
ao longo do tempo.
Hip6tese 3: A coloca~ao planej ada dos rna teriais geo16gicos
pode diminuir 0 grau da variabilidade possivel
para os solos construidos, permitindo urn maior
poder de previsao e conseqllentemente maiores
possibilidades de minimizar 0 impacto da
acidifica~ao tanto no curto, como medio e longo
prazo.
o estudo se propoe, dessa forma, a conhecer e
definir melhor 0 sistema acido sulfatado que pode
potencialmente ser construido em urna area de minera~ao
especifica, no caso, a mina de carvao Recreio. 0 ponto de
partida deve ser os materiais pre-minera~ao, presentes em
urna coluna geo16gica representativa da area de minera~ao de
carvao, determinando-se as tendencias da sua evolu~ao no
ambiente pedogenico desde 0 tempo zero. Essa investiga~ao
constitui urna das etapas iniciais necessarias na busca de
urna reabilita~ao em acordo com as exigencias de
sustentabilidade das condi~oes ambientais a longo prazo.
3. MATERIAL E METODOS
o projeto foi concebido em tres etapas: (a)
identifica9ao e caracteriza9ao dos materiais presentes na
coluna geologica de urna area de minera9ao de carvao, (b)
determina9ao dos seus potenciais de acidifica9ao e de
neutraliza9ao e (c) determina9ao da sua evolu9aO pedogenica
atraves das taxas de libera9ao de acidez e de alcalinidade.
Com esse fim, no final do primeiro semestre e inicio
do segundo semestre de 1995 foram realizadas varias visitas a area da mina Recreio (Butia-RS). Apos se ter obtido urna
familiariza9ao com as opera90es de minera9ao e urn born
conhecimento da geologia local foi selecionado urn perfil
representati vo da coluna geologica para coleta de amostras.
Nos laboratorios de analises de solos da Faculdade de
Agronomia da UFRGS foram realizadas caracteriza90es quimicas,
fisicas e mineralogicas desses materiais, bern como testes
estaticos e cineticos, estes ultimos iniciados em novembro de
1995. As metodologias para os testes estaticos (metodo do
peroxido de hidrogenio) e cineticos (colunas) foram escolhidas
com base na maior similaridade com os processos naturais e
simplicidade do equipamento e de execu9ao (ver se90es 3.2,
3.3, 4.2.1 e 4.3.1).
54
3.1 Caracterizac;:ao geral dos materiais da coluna
geologica
3.1.1 Selec;:ao do perfil para amostragem, descric;:ao
morfologica e preparo das amostras
Foi selecionado urn perfil representativo do bloco
Riocell na mina Recreio, da COPELMI Ltda (Butia-RS) (ver
se~oes 2.2.1 e 2.3.1). Nesse perfil, recem aberto, com cerca
de 46 metros de profundidade (Figuras 9 e 10, se~ao 4.1.1),
coletou-se ao longo de urna linha vertical amostras de 21 tipos
diferentes de materiais (solo, saprolito e rochas) (Tabela 1,
se~ao 4.1.1). A amostragem foi realizada ap6s urna rapida
inspe~ao da variabilidade dos materiais, coletando-se de cada
urn varias sub-amostras incluindo as varia~oes observadas
para, apos secas e moidas, serem misturadas formando urna
amostra composta, de modo a representar urna media do material
usado para a composi~ao dos solos construidos.
solo,
Foram descritas as
saproli to e rochas,
principais
tais como:
caracteristicas de
cor, estrutura, grau
de coerencia (consistencia), mineralogia macroscopica,
presen~a de superficies de deslizamento e outras, de acordo
com LEMOS e SANTOS (1984).
Todas as amostras foram previamente secas ao are Em
seguida, as amostras de solo foram moidas com rolo de
madeira, ao passe que as de rocha e saprolitos,
relativamente coerentes, foram moidas em urn
por serem
moinho de
discos, que forneceu fragmentos de material com variada
distribui~ao granulometrica.
55
As amostras moidas de rocha e saprolito foram
peneiradas com urn jogo de peneiras padrao (2,00; 1,00; 0,50;
0,25; 0,105 e 0,053 mID), compondo 6 fra<;6es "granulometricas"
(1,00-2,00 mID; 0,50-1,00 mID; 0,25-0,50 mID; 0,105-0,25 mID;
0,053-0,105 mID e < 0,053 mID). Para uniformizar a distribui<;ao
de "tamanho de graos" entre as amostras, a partir das 6
fra<;6es obtidas com 0 peneiramento, foram compostas amostras
com mesma distribui<;ao em peso das fra<;6es (12% de 1,00-2,00
mIn, 40% de 0,50-1,00 mID, 23% de 0,25-0,50 mID, 10% de 0,105-
0,25 mID, 10% de 0,053-0,105 mID e 5% de < 0,053 mID). Nessa
distribui<;ao foram pri vilegiadas as fra<;6es mais grosseiras
de modo a obter urn material que, nos testes cineticos,
acomodado em colunas, pudesse apresentar urna razoavel
condutividade hidraulica (ver se<;6es 2.4.2, 2.6.3 e 2.6.5.2).
o material de solo, moido, e os materiais de
saprolitos e rochas, moidos e compostos com mesma
distribui<;ao de tamanho de graos, foram utilizados para as
caracteriza<;6es fisicas (analise granulometrica), quimicas
(pH, condutividade eletrica, complexo trocavel), testes
estaticos (determina<;ao de potencial de neutraliza<;ao e
acidifica<;ao) e testes de lixivia<;ao em colunas.
3.1.2 Analises Fisicas e Quimicas
As determina<;6es fisicas e quimicas foram efetuadas
segundo 0 Manual de Metodos de Analise de Solo da
EMBRAPA/SNLCS (1979), descritas a seguir.
56
Na determina~ao da composi~ao granulometrica do
solo foi usado como dispersante NaOH 1N, enquanto que nos
materiais de sapr61ito e rochas, em fun~ao do pH mais
elevado e da presen~a de carbonatos, foi usado
hexametafosfato de s6dio IN. A agita~ao foi rapida em
agi tador do tipo Bouyoucos por 15 minutos. Em ambos os
casos, a argiLa foi determinada por sedimenta~ao,
utilizando 0 metodo da pipeta, a fra~ao silte foi calculada
por diferen~a e a fra~ao areia foi retida em peneira de
malha de 0,053mm, lavada, e ap6s seca, separada por
peneiramento em grossa (2,00-0,21mm) e fina (0,21-0,053mm),
determinada~ por pesagem.
Para a determina~ao da densidade aparente de
sapr61i to e de rocha utilizou-se fragmentos relati vamente
grandes dos materiais, medindo 0 volume atraves do
deslocamento .do liquido em provetas graduadas de 500 cm3 e
calculando a rela~ao massa-volume. A densidade de particula
foi determinada atraves do metodo do picnometro.
o pH foi determinado potenciometricamente na
suspensao solo-liquido na propor~ao 1:1, em peso (15 g solo:
15 g agua). A condutividade eletrica foi determinada nessa
suspensao com condutivimetro da marca Digimed.
Para os cations trocaveis utilizou-se extra~ao com
KCl 1N e com acetato de amonio IN. Ca e Mg extraidos com
acetato de amonio foram determinados por espectroscopia de
absor~ao atomica e 0 Al extraido com KCl 1N por titula~ao
com NaOH 0,0125N. K e Na trocaveis, extraidos com acetato
57
de amonio IN, foram determinados por espectrofotometria de
chama.
A acidez extraivel (H+Al) com acetato de Ca a pH 7
foi determinada por titula~ao com NaOH O,0125N. 0 H extraivel
foi calculado por diferen~a entre essa e 0 Al trocavel.
3.1.3 Analises mineralogicas
As amostras de rocha, saproli to e de solo foram
moidas e analisadas sob a forma de po. 0 difratometro de
raios-X utilizado foi urn aparelho Philips equipado com tubo
de Fe e monocromador de grafite. As condi~6es de opera~ao
foram de 30kV e 30mA. As amostras foram passadas a 2°29 por
minuto, de 4 a 55°.
A avalia~ao das quantidades relativas dos minerais
foi realizada atraves da compara~ao da intensidade dos
reflexos, ja que essas intensidades devem ser proporcionais
as quantidades dos minerais. Entretanto, como nao e
possi vel afirmar que urn mineral e mais abundante que 0
outr~ somente por mostrar urna altura de reflexo maior,
existe urn a possibilidade de erro no que se refere as
estimativas das quantidades dos minerais dentro de urna
mesma amostra. Porem, no caso da compara~ao entre amostras,
tal avalia~ao pode ser considerada valida para estimar
aspectos quantitativos relativos entre diferentes amostras
com composi~ao mineralogica semelhante.
58
3.2 Potencial de acidificac;:ao e de neutralizac;:ao
dos materiais da col una geologica
o metodo utilizado foi 0 do peroxido de hidrogenio
modificado de O'SHAY et al. (1990) (se<;ao 2.6.5.1), com
algumas adapta<;6es.
As adapta<;6es visaram por um lado uma dissolu<;ao
mais eficiente dos carbonatos e por outro a obten<;ao do
potencial de acidifica<;ao a partir da mesma por<;ao da
amostra utilizada para a determina<;ao do potencial de
neutraliza<;ao (ver se<;6es 2.6.5.1 e 4.2.1).
Para remo<;ao dos carbonatos partiu-se de 5,000 g de
amostra, usando, no lugar de HCl 6M a frio, 25 ml de HCl
0,5N e aquecimento em banho maria, de modo a efeti var a
dissolu<;ao de carbonatos como a dolomita, caso em que 0 HCl
a frio, mesmo em alta concentra<;ao, nao e eficiente. Para
remover a acidez residual foi utilizada a lavagem com 25 ml
de CaC1 2 1M seguida de centrifuga<;ao, repetida duas vezes, ao
inves de filtra<;ao (ver se<;ao 4.2.1). Na solu<;ao da remo<;ao
com HCl 0,5N, acrescida da solu<;ao da lavagem com CaC1 2 , em
fun<;ao da normalidade mais baixa,
o equivalente em carbonato de
aproveitou-se para medir
Ca de modo a estimar 0
potencial de neutraliza<;ao, 0 que nao era preconizado pelo
metodo original com HCl 6M. 0 potencial de neutraliza<;ao
(PN) foi determinado pelo consumo do acido adicionado a
amostra, por titula<;ao com NaOH 0,25N.
A oxida<;ao da piri ta com 0 peroxido de hidrogenio
30% foi conduzida de maneira semelhante ao do metodo de
59
0' SHAY et al. (1990), partindo de uma aliquota de 1,000 g
da amostra livre de carbonato, titulando-se a acidez produzida
com HCl 0,0500N para determinar 0 potencial de acidifica<;ao.
As unidades usadas para expressar 0 potencial de
neutrali za<;ao (PN) e 0 potencial de acidi fica<;ao (PA) sao
expressas em kg de CaC03 por tonelada de material,
calculadas de acordo com as seguintes expressoes:
PN
PA
(ml branco- ml amostra) x N base x 50
g amostra
ml gasto amostra x N base x 50
g amostra
3.3 Teste de lixiviacao em colunas
3.3.1 Preparo das colunas
o experimento de lixivia<;ao foi montado em tubos de
PVC de 40 rom de diametro e 25cm de comprimento, tendo sido
acomodados em cada coluna exatamente 200g de material (base
seca) , fracionado e homogeneizado quanta a distribui<;ao
granulometrica no caso do material de rocha ou sapr61ito,
conforme item 3.1.1.
Em cada coluna, 0 material de solo, sapr61ito ou
rocha foi acomodado sobre uma rolha perfurada portadora de
um tubo plc§.stico, para dar passagem ao efluente. A rolha
foi recoberta com filme plastico (perfurado no local do
tubo plastico) para evitar contamina<;oes pelo material da
rolha. Entre 0 material e a rolha foram colocados um papel
filtro, colado as paredes do tubo com cola de PVC de modo a
evi tar a passagem de particulas em suspensao, bern como
60
varias folhas de telas de nylon, para criar um espa90 entre
o papel fil tro e a rolha (Figura 7) Alem disso, algumas
folhas de telas de nylon foram dispostas sobre a superficie
das amostras para diminuir a energia da agua durante a
coloca9ao do volume para a lixivia9ao.
Amostra ---/i...-.u.t
tela nylon
Tubo PVC 4Ommx25cm
tela nylon
/ filme plastico V (perfurado)
l""==Id:::=--r~roIha perfurada
FIGURA 7. Detalhe de constru9ao das colunas de lixivia9ao
61
3.3.2 Conducao da lixiviacao
Para evi tar a principal desvantagem dos testes em
colunas, que e a dificuldade de trabalhar com nlimeros
grandes de amostras (se~ao 2.6.5.2), foram selecionados
apenas os materiais mais importantes em termos de
representa~ao nos solos construidos (se~ao 2.3.3) e na
coluna geologica (se~ao 4.1.1), levando em conta 0 volume e
o posicionamento nos solos construidos. Por isso, foi
escolhido 0 carvao da camada A, que e colocado nos solos
construidos, e nao da camada S ou M (se~oes 2.3.1 e 3.1.1),
que sao beneficiados (e que nem foram coletados), bem como
preferiu-se utilizar da camada A um siltito cinza (3,5m de
espessura) e nao a marga (10 cm) ou 0 siltito esverdeado
(60 cm) e da camada S 0 sil ti to (1, 4 m) e nao 0 sil ti to
carbonoso (18 cm).
Dessa forma, foram selecionados como mais
representati vos oi to materiais (solo: horizonte A+B,
saprolito, argilito amarelo, siltito e carvao fosco da
camada A, siltito espesso, siltito da camada S e siltito do
esteril intermediario), em tres repeti~oes, formando um
total de 24 colunas para os testes de lixivia~ao (Figura
8) •
Para retirar a influencia do fator granulometria na
compara~ao entre as amostras, estas foram moidas,
fracionadas e compostas de forma a possuirem a mesma
distribui~ao de tamanho de particulas (se~ao 3.1.1). Nessa
distribui~ao foi favorecido 0 tamanho areia acima de 0,5mm
62
(se~ao 3.1.1) com 0 intuito de proporcionar boas condi~6es
de percola~ao da agua, de modo a garantir a lixi via~ao.
Essa providencia foi tomada em fun~ao do conhecimento
previo das caracteristicas de porosidade e condutividade
hidraulica mui to baixas exibidas pelo materiais no campo
(se~ao 2.4.2).
FIGURA 8. Colunas de lixivia~ao apoiadas em bancada e frascos para coleta do efluente, com 3 repeti~6es para cada tipo de material.
A lixivia~ao com agua destilada foi precedida de urn
lento e cuidadoso urnedecimento das amostras, atraves de
sucessivas adi~6es de pequenas quantidades de agua destilada.
Esse procedimento teve 0 prop6si to de evi tar a dispersao e
63
suspensao do material, que poderia originar compacta<;ao e
forma<;ao de canais preferenciais para a passagem da agua.
Ap6s atingida a sua capacidade maxima de reten<;ao de agua,
isto e, aquela a partir da qual qualquer incremento
passasse a originar um gotej amento, deixou-se as colunas
fechadas por uma semana para que a fase s61ida entrasse em
equilibrio com a fase liquida, tanto quimica como
fisicamente.
No periodo inicial todas as amostras foram
lixiviadas somente com agua destilada, colocando-se a cada
vez um volume unico de 44,2 ml, correspondentes na coluna a
uma altura de lamina de agua de 40 mm, adicionando-se um
novo volume somente ap6s a passagem completa (ap6s parar de
gotej ar) .
Depois de atingida a fase acida nos efluentes
provenientes do carvao fosco (ver se<;ao 4.3.1), uma das
repeti<;6es de cada tipo de material pas sou a receber esses
efluentes acidos no lugar da agua destilada.
Em cada lixiviado, coletado em frascos, foram
medidos 0 pH e a conduti vidade eletrica. 0 intervalo de
tempo entre as lixivia<;6es utilizado nao foi fixo, variando
de acordo com a condutividade hidraulica de cada amostra.
Dessa forma, como alguns tipos de materiais davam passagem
bern mais rapida de agua que outros (ver se<;ao 4.3.1), para
evitar a espera excessiva em fun<;ao de apenas um ou outro,
o ritmo de lixivia<;ao tornou-se pr6prio para cada tipo de
material. Com isso, 0 nlimero de lixivia<;6es para cada
64
material foi diferente (ver Apendices 1 e 2 e se~ao 4.3.1),
ao redor de 160 lixivia~6es para 0 carvao fosco, de 25 a 45
para argilito amarelo, que apresentou a condutividade
hidraulica mais baixa, e entre 80 e 120 para os outros
materiais. 0 tempo entre as lixivia~oes foi em media de 2,7
dias para 0 carvao, 9 a 16 dias para 0 argilito amarelo e
entre 3,5 e 6 dias para os outros materiais.
3.3.3 Analise quimica dos efluentes
Em oi to intervalos foram separados efluentes para
analises quimicas de cations basicos (Ca, Mg, Na e K),
metais (Fe, Al, Mn, Cr, Ni, Co, Zn, Cu, Pb, Cd) e de anions
(silicio, sulfato, carbonato e bicarbonato) .
Ca, Mg, Fe, Mn, Al, Cr, Ni, Co, Zn, Cu, Zn Pb e Cd
foram determinados por espectroscopia de absor~ao atomica,
ao passo que Na e K foram determinados por
espectrofotometria de chama. 0 Si foi determinado por
colorimetria segundo metodo adaptado de HALLMARK et al.
(1982), com molibdato de am6nio como complexante e leitura
a 400 nm. Para a determina~ao de sulfato foi utilizada
turbidimetria com BaC1 2-gelatina, sem fazer digestao da
solu~ao (modificado de TEDESCO et al., 1985). 0 carbonato e
o bicarbonato foram determinados por ti tula~ao com H2 S04
0,0025N, utilizando como indicadores fenolftaleina
(carbonato) e metil-orange (bicarbonato).
65
3.4 Balan90 de massa dos processos de acidifica9ao
e de neutraliza9ao
As quantidades de sulfato liberadas pelas amostras
do carvao fosco nos testes de lixivia<;ao foram estimadas
atraves da condutividade eletrica, determinada em todos os
lixiviados do carvao, que mostraram-se proporcionais as
quantidades de sulfato determinadas nas analises quimicas
(Figura 25, se<;ao 4.4) As rela<;6es usadas para os calculos
constam no apendice 6 e as estimativas para cada lixiviado
sao apresentadas, juntamente com a planilha de calculo, no
apendice 7.
As quantidades de enxofre iniciais no carvao fosco
foram estimadas com base nos valores de potencial de
acidifica<;ao determinados no metodo estatico (se<;ao 4.2),
conforme calculos apresentados na se<;ao 4.4.1.
Para 0 balan<;o de massa da neutraliza<;ao foram
tambem utilizadas as estimativas das quantidades de enxofre
liberadas pelo carvao fosco, considerando a soma da
quantidades de sulfato nos efluentes acidos que lixiviaram
as amostras e que ti veram 0 pH tamponado. Para 0 balan<;o
global do potencial de acidifica<;ao e de neutraliza<;ao dos
materiais presentes na coluna geo16gica foram utilizados os
valores dos potenciais de acidifica<;ao (PA) e de
neutraliza<;ao (PN) determinados nos testes estaticos (se<;ao
4.2) e as densidades aparentes e as espessuras dos
materiais (se<;ao 4.1).
4. RESULTADOS E DISCUSSAO
4.1 Caracterizac;:ao geral dos materiais presentes
na col una geologica
A maior parte da area da Mina Recreio passi vel
ainda de minera~ao encontra-se nos blocos Riocell e Coreia
(BUGIN, comunica~ao pessoal), consti tuindo assim areas de
expansao da minera~ao. Nesses blocos 0 condicionamento
geologico e semelhante, mostrando uma camada de cobertura
espessa (ver se~ao 2.3.1). Dessa forma, os materiais
presentes na coluna geologica do perfil Barranco da Riocell
representam a provavel composi~ao dos materiais da maioria
dos solos que iraQ ser construidos na area da Mina Recreio.
4.1.1 Morfologia
A figura 9 mostra uma vista panoramica do perfil
Barranco da Riocell, onde foram coletadas as amostras. A
figura 10 apresenta urn esquema simplificado da coluna
geologica presente nesse perfil, utilizando a nomenclatura
e agrupando as rochas sedimentares de acordo com a
classifica~ao usada na mina em fun~ao da lavra e da
recomposi~ao ambiental (se~ao 2.3.1).
67
FIGURA 9. Vista do perfil Barranco da Riocell onde foram coletadas as amostras.
Nesse ponto a sequencia de cobertura possui cerca
de 33 metros de espessura ate a camada S, que e separada da
camada M, encontrada a 45 m de profundidade, por urn esteril
intermediario (intercalac;ao de sil ti to e pedra areia) com
6,2 metros de espessura (Figura 10).
A sequencia de cobertura pode ser dividida em dois
intervalos em func;ao da cor e do grau de coerencia dos
materiais, urn ate a profundidade de 18 m e outro de 18 ate
33 m de profundidade. Da superficie ate 4,8 m de profundidade
o material e incoerente e removivel com pa; desse ponto em
diante, torna-se gradualmente mais coerente, com a passagem
do predominio de cores variegadas vermelhas e amarelas para
68
cores acinzentadas (Figura 10). A partir de 18 m de
profundidade os materiais sao coerentes, somente removiveis
com marreta, apresentando cores predominantemente cinzento
escuras (Tabela 1).
Prof. (m)
Espessura Utologia e espessura (m) (m)
1,98 Solo- Podzolico Vermelho-Escuro
2,81 Argilito vermelho-amarronado variegado (saprolito)
13,45 Argilito siltoso amarelado
5,21 Siltito cinza (3,48m) I Carvao fosco (1 ,03m) I Camada Siltito esverdeado (0,60m) I Marga (0,10m) A
9,80 Siltito
33,25_
Carvao (2,54m) I Siltito carbonoso (0, 18m) I Camada 5,53 Tonstein (0,03m) I Siltito (1,38m) I S
Pedra areia (1,40m)
6,22 Siltito (3,56m) I Pedra areia (2,66m)
46,07_ 1,07 Carvao (0,85m) I Siltito (0,22m) Cam ada M
FIGURA 10. Coluna geologica simplificada do perfil Barranco da Riocell.
69
TABELA 1. Identifica~ao, pro fundi dade , cor e outras caracteristicas do material coletado na coluna geologica.
n"- Prof. Material Descri~ao m
1 0,2 Solo: horizonte A Bruno averme1hado escuro (5YR 3/3)
2 0,8 Solo: horizonte B Verme1ho (2,5YR 4/6)
3 1,7 Solo: horizonte C Variegado verme1ho (2,5YR 4/6) pred. e cinzento brunado claro (2,5Y 6/2) sub.
4 3,5 Argilito vermelho Variegado bruno forte (7, 5YR 5/6) e
5
6
7
8
9
10
11
12
l3
14
15
16
17
18
19
amarronado (saprolito) CINZENTO brunado claro (2,5Y 6/2)
5,0 Transi<;:ao
10,0 Argilito siltoso amarelado mole
15,0 Argilito siltoso acinzentado
18,5 Siltito (CA)
19,5 Marga (CA)
19,8 Carvao fosco (CA)
20,0 Siltito (CA)
21,0 Siltito (CA)
21,5 Siltito verde (CA)
28,0 Siltito espesso
34,0 Siltito carbonoso (CS)
34,5 Tonstein (CS)
35,5 Siltito (CS)
37,0 Pedra areia (CS)
37,5 Siltito (CS)
Verme1ho escuro acinzentado (2,5Y 312)
Varios tons: amare10 brunado (lOYR 6/8), bruno amare1ado (lOYR 5/6) e amarelo olivaceo (2,5Y 6/6); internamente Bruno acinzentado escuro (2,5Y 4/2)
Interior: bruno acinzentado escuro (2,5Y 4/2), revest. paredes e slick.: cinzento olivaceo (5Y 512) e cinzento (5Y 611)
Preto (N2,5/0) a cinzento escuro (N3,5/0)
Cinzento olivaceo (5Y 5/2), branco (N8/0) e cinzento (N5/0)
Preto (N2,5/0); niveis de py e cbn
Cinzento muito escuro (N3,5/0) a cinzento (N4/0)
Cinzento muito escuro (N3,5/0)
Cinzento esverdeado (5GY 5/1); 50-60cm
Cinzento muito escuro (N3/0); muitos slick., preenchimento com cbn
Preto a cinzento muito escuro (N2,5/0)
Bruno acinzentado (2,5Y 5/2)
Cinzento muito escuro (N3/0)
Matriz cinzento muito escuro (N3/0) , pontos pretos (N2/0) e brancos (lOYR 8/1)
Cinzento muito escuro (N3/0) ------------------------------------------------------_.
20 42,0 Pedra areia (El) Matriz cinzento muito escuro (N3/0), pontos pretos (N2/0) e brancos (lOYR 8/1)
21 44,0 Siltito (El) Cinzento muito escuro (N2,5/0)
pred.= predominante; sub.= subordinado; slick.= slickensides revest.= revestimento; py= pirita; cbn= carbonato CA= camada A; CS= camada S; El= esteril intermediario
70
o solo genetico (horizontes A + B + C alterado
pedogenicamente) e argiloso e profundo a muito profundo,
estendendo-se ate cerca de 2 m de profundidade. Trata-se de urn
solo Podz61ico Vermelho-Escuro com sequencia de horizontes
A-AB-BA-B-BC. 0 horizonte A e bruno-avermelhado escuro no
matiz 5YR e 0 horizonte B e vermelho no matiz 2,5YR, as
transi~6es sao graduais e a estrutura do horizonte B e
moderada em blocos subangulares.
o horizonte C mais 0 sapr61ito estende-se ate 5 m
de profundidade, mostrando um aumento gradual das por~6es
menos intemperizadas, de cores acinzentadas, ate transformar
se em urn variegado, material esse conhecido na mina como
argilito amarronado variegado (Tabela 1). Na transi~ao para
o argilito amarelo, com aproximadamente um metro de
espessura, ocorre um material de cor vermelho escura
acinzentada contrastante com as cores dos materiais acima e
abaixo, brunadas e amareladas, respectivamente. Do argilito
amarelo ate os siltitos encontrados a 18 m de profundidade,
como referido anteriormente, observa-se um aumento do grau
de coerencia do material e das cores acinzentadas em
rela~ao as amareladas. Nas por~6es mais inferiores do
argilito amarelo e comum a presen~a de slickensides.
A partir de 18 m de profundidade os materiais sao
coerentes e com cores acinzentadas escuras, exibindo 0
carater de rocha sa. A 20 metros e encontrado 0 primeiro
nivel de carvao, com pirita e carbonato na forma de n6dulos
e lentes, que por ser de baixa qualidade e muito variavel,
71
nao e aproveitado, sendo colocado junto com os outros
estereis da camada de cobertura nos solos construidos (se~ao
2.3.1). Esse pacote carbonoso, chamado de camada A, com 5,2
m de espessura, simplificadamente representado na figura
10, e consti tuido na realidade por uma al ternancia de 6
camadas de carvao e uma de marga (calcario argiloso) com 7
camadas de siltito, um deles carbonoso.
Entre a camada A e 0 pacote carbonoso conhecido
como camada S ocorre uma seqUencia de sil ti to com 9,8 m de
espessura, encerrando a seqUencia de cobertura a 33 m de
profundidade. Esse apresenta como caracteristica marcante a
presen~a abundante de slickensides, em varias dire~6es, 0
que confere a rocha um aspecto fragmentado, sendo comum a
ocorrencia de carbonato revestindo essas superficies.
o pacote carbonoso camada Scorn 5,5 m de espessura,
a semelhan~a da camada A, e tambem formado por uma alternancia
de varias camadas, sendo 7 camadas de carvao, 4 de siltito (1
carbonoso) e 1 de pedra areia, ocorrendo ainda um ni vel de
tonstein.
o esteril intermediario entre a camada Sea M, com
6,2 m de espessura, e formado por uma alternancia de 3 camadas
principais de pedra areia e 3 de siltito, havendo em alguns
pontos alternancias centimetricas entre essas litologias.
o pacote carbonoso camada M ocorre a 45 m de
profundidade, apresentando em 1,1 metros de espessura tres
camadas de carvao entre duas de siltito.
72
4.1.2 Caracteristicas Fisicas e Quimicas
As analises fisicas e quimicas de algumas amostras
selecionadas constam nas Tabela 2 e 3, respectivamente.
Os horizontes A e B do solo sao argilosos ao pas so
que 0 C e franco argiloso. 0 saprolito e muito argiloso e um
pouco menos denso que os argilitos (2,0 kg dm- 3). Os
argilitos amarelo e cinza sao franco siltosos, com 0 cinza
apresentando uma densidade semelhante ados siltitos.
Os materiais a partir da camada A sao densos (>2,2
kg dm- 3),' - d -a exce9ao 0 carvao (1,7kg dm- 3). Os siltitos sao
franco sil tosos, enquanto que os materiais do tipo pedra
areia sao franco a franco siltosos.
TABELA 2. Analises fisicas de alguns materiais presentes na coluna geologica.
Areia Areia silte Argila Densid. grossa fina Densid. n~ Material
(2,00 - (0,20 - (0,05 - <0,002mn) partie. aparente 0,2Clrrn) 0,05rrm) 0,002rrm)
g kg- 1 -- kg dm- 3 _
1 solo Hz. A 188 181 211 420 2,67
2 solo Hz. B 148 167 198 487 2,72
___ ~~~~~_~~_~ _______ 1~~ ___ ~~~ ___ 1~Q ___ ]~~ ____ ~L~~ ______ _ _
4 sapr61ito 2 4 304 691 2,53 2,00
5 transi<;:ao 2,10
6 argilito amarelo' 64 125 5~9 242 2,66 2,13
7 argilito einza 2 45 685 267 2,68 2,35 ---------------------------------------------------------10 Carvao foseo (CA) 1,73
11 siltito (CA) 44 75 667 214 2,63 2,31 ---------------------------------------------------------14 siltito espesso 41 96 612 250 2,69 2,23 ---------------------------------------------------------17 siltito (CS) 25 51 708 216 2,50 2,29
18 pedra areia (CS) 389 85 397 128 2,38 2,19 ---------------------------------------------------------20 pedra areia (EI) 215 126 537 122 2,58 2,17
21 siltito (EI) 9 21 691 279 2,59 2,29
TABELA 3. Analises quimicas dos materiais presentes na coluna geologica.
n"- Material pH CE Ca(l) Mg(l) K(I) Na(1) S Al (2) H(3) T Sat. Sat. Ca/Mg bases Al
llS cm- 1 mmolc kg- 1 % %
1 solo Hz. A 4,80 53 15,7 11,7 0,8 0,7 28,9 5,6 89,9 124,4 23 16 1,35
2 solo Hz. B 4,69 36 9,2 13,1 0,7 0,5 23,5 8,6 70,2 102,3 23 27 0,71
3 Solo Hz. C 4,79 29 9,4 13,9 0,6 0,5 24,4 3,3 50,4 78,1 31 12 0,68
4 saprolito 4,79 130 110,8 118,9 4,4 3,8 237,9 14,8 64,9 317,6 75 6 0,93
5 transi<;c3.o 7,50 240 173,2 155,0 3,9 7,1 339,2 3,6 0,0 342,9 99 1 1,12
6 argilito amarelo 7,30 73 187,2 192,1 3,8 7,1 390,2 1,6 1,6 393,5 99 0 0,97
7 argilito cinza 7,33 250 191,0 194,3 3,8 8,0 397,0 2,0 0,0 399,0 99 1 0,98
10 carvao (CA) 2,50 8100 225,5 68,3 6,8 1,7 302,3 3,30
11 siltito (CA) 8,55 680 167,8 121,7 3,6 10,4 303,5 1,38
13 silt. verde (CA) 8,85 780 195,3 104,9 3,4 11,5 315,0 1,86
14 siltito espes. 9,55 400 227,0 138,5 4,1 16,2 385,8 1,64
15 sil ti to carbo (CS) 7,82 810 69,2 39,7 1,2 6,8 116,9 1,75
17 siltito (CS) 7,63 410 53,5 31,0 1,8 7,1 93,5 1,73
19 silt ito (CS) 7,57 600 40,8 22,7 2,5 8,5 74,5 1,80
20 pedra areia (EI) 8,35 176 50,6 27,1 1,6 11,3 90,6 1,87
21 siltito (EI) 8,52 113 39,9 17,2 1,2 7,7 66,0 2,31
(1) extrai vel com acetato de amonio IN (2 ) extraivel com RCI IN (3) extraive1 com acetato de ccUcio IN CE condutividade eletrica na suspensao solo-agua 1:1 em peso;
S = soma de bases extraiveis; T = soma de cations extraiveis; Sat. Bases lOOS/T; Sat. Al 100Al/ (S+Al) --.J LV
74
o solo apresenta pH muito baixo (4,7 a 4,8), muito
baixa eondutividade eletriea (CE) «50 pS em-I), baixa soma e
satura~ao por bases (23 a 28 mmol c kg- 1 e 12 a 27%) e baixa
satura~ao por Al (12 a 27%), possuindo, portanto, earater
distr6fieo.
o sapr61i to, apesar do pH mui to baixo (4,8) e da
baixa CE (130 pS em-I), apresentou alta soma (238 mmol c kg-I) e
satura~ao por bases (75%) (eutr6fieo).
Os argilitos mostram baixa a media CE (73 a 250 pS
em-I), pH elevado (7,3 a 7,5) e alta soma de bases (340 a 400
mmol c kg- 1).
Os siltitos da eamada A e 0 siltito espesso possuem
media a alta CE (400 a 780 pS em-I), pH muito elevado (8,6 a
9,6) e alta soma de bases (300 a 380 mmol c kg-I). 0 earvao,
apesar do pH mui to baixo, apresenta tambem alta soma de
bases, alem de CE bem mais alta do que ados outros
materiais (8000 pS em-I).
Os sil ti tos da eamada M tambem apresentam media a
alta CE (400 a 800 pS em-I), porem pH menos elevado (7,6 a 7,8)
e menor soma de bases (75 a 120 mmolc kg-I). Ja os sil ti tos e
pedra areia do esteril intermediario mostram baixa a media
CE (113 e 176 pS em-I), pH elevado (8,4 e 8,5) e soma de
bases ainda menor (66 e 91 mmol c kg-I) .
Em fun~ao de urn possivel earater mais reativo que 0
normalmente eneontrado em solos, as amostras utilizadas
para determina~ao de pH e eondutividade eletriea reeeberam
outra leitura ap6s 48 horas (Tabela 4) .
75
TABELA 4. Leitura de pH e condutividade apos 1 e 48 horas.
AEoS 1 h Apos 48 h n£ Material pH CE pH CE
j.lS _1
em - j.lS em--
1 solo Hz. A 4,80 53 4,79 51
2 solo Hz. B 4,69 36 4,66 35
3 Solo Hz. C 4,79 29 4,76 28
4 saprolito 4,79 130 4,54 142
5 transic;::ao 7,50 240 6,85 210
6 argilito amarelo 7,30 73 6,98 270
7 argilito cinza 7,33 250 6,92 220
10 carvao (CA) 2,50 8100 3,66 4000
11 siltito (CA) 8,55 680 8,29 890
13 silt. verde (CA) 8,85 780 8,54 1070
14 siltito espes. 9,55 400 8,98 400
15 siltito carb. (CS) 7,82 810 7,52 720
17 siltito (CS) 7,63 410 7,33 450
19 siltito (CS) 7,57 600 7,36 590
20 pedra areia (El) 8,35 176 7,81 210
21 siltito (El) 8,52 113 7,89 250
As leituras de pH apos 48 horas mostraram-se
praticamente inalteradas apenas no solo, ao passo que nos
outros materiais 0 pH mostrou uma sensi vel diminui<;ao, a
exce<;ao do carvao que mostrou uma eleva<;ao. Em rela<;ao a
mudan<;a na CE, parte das amostras mostrou eleva<;ao (argilito
amarelo, siltito CA, siltito verde, siltito CS e pedra
areia e siltito EI), parte diminui<;ao (transi<;ao, argilito
cinza, carvao CA e siltito carbonoso), enquanto que outras
mostraram pouca ou nenhuma di feren<;a (sil ti to espesso e
siltito CS); as altera<;6es mais significativas foram
76
detectadas no argili to arnarelo (arnostra n~ 6), urn aurnento
na ordern de 3 vezes, e no carvao CA, que apresentou urna
grande dirninui~ao.
4.1.3 ~neralogia
Urn quadro resumo das analises rnineralogicas realizadas
por difratornetria de raios X e apresentado na Tabela 5.
TABELA 5. Mineralogia de solo, saprolito e rochas presentes na coluna geologica.
n~ Material
1 Solo - hz A
2 Solo - hz B
4 Saprolito
5 Transi<;ao
6 argilito amarelo
11 Siltito (CA)
Mineralogia (1) (2)
caulinita » esmectita, quartzo
caulinita » esmectita, quartzo
caulinita > esmectita, quartzo
caulinita ~ esmectita, quartzo
esmectita > caulinita, quartzo
caulinita ~ esmectita, qz, cbn, fdp
_~~ __ Sj}!~~~~~E~~J~~~_~~~~~nj!~_~3~~~~~~~a2_s~~_~b~~_~~_~d£ __
_ ~! __ Sj}!~~~3~£~~~~ ___ ~~~~c~j!~_~_~~~~~~~t32_g~~5EE~_!~ __ _ 15 Siltito carbo (CS) caulinita» esmectita, qz, fdp
17 Siltito (CS) caulinita> esmectita, qz, tr fdp
_~~ __ Sj}!~~~_~~1 ______ ~~~~i~j!~_~3~~~~~~t32_S~~YjE _______ _
20 Pedra areia (El)
21 siltito (El)
caulinita » esmectita, qz, fdp
caulinita » esmectita, qz, fdp
(1) determinada p~r difratometria de raios-X (2) estimativa da quantidade relativa pel a intensidade dos reflexos. qz: quartzo; py: pirita; cbn: carbonato; fdp: feldspato
tr: trac;:os; > maior que; » muito maior que; ~ aproximadamente igual a
77
Do horizonte A ate a base dos argilitos a
composi~ao dos materiais e semelhante, caulinita, esmectita
e quartzo, variando entretanto as propor~oes, observando-se
um gradual aumento relativo da esmectita em rela~ao a
caulini ta. Nos horizontes A e B do solo ocorre urn grande
predominio da caulinita sobre a esmectita, diminuindo esse
predominio no horizonte C e no saprolito, com a situa~ao se
invertendo nos argilitos, onde a esmectita passa a dominar.
Nos materiais da camada A voltam a ocorrer a
esmectita e a caulinita em propor~oes equilibradas,
aparecendo tambem em todas as amostras, alem do quartzo,
quantidades detectaveis na DRX de feldspato e de carbonato,
bem como de pirita no carvao fosco (Tabela 5) .
No siltito espesso, presente entre as seqliencias da
camada A e da camada S, novamente ocorre urn grande
predominio da esmectita sobre a caulinita, com a presen~a
subordinada de carbonato e feldspato, alem do quartzo.
Nas rochas da camada S, bem como nas do esteril
intermediario, nao ha indica~oes da presen~a de carbonato,
a caulini ta e mais abundante que a esmecti ta, ocorrendo
tambem quartzo e menores propor~oes de feldspato.
4.1.4. Discussao
o aspecto visual que mais chama a aten~ao na coluna
geologica e a varia~ao de cores observada ao longo dos
primeiros 18 m de espessura da camada de cobertura (Figuras
9 e 10). De cores avermelhadas no matiz 2,5YR no solo,
78
passa a cores brunadas no matiz 7,5 YR no saproli to, a
amarelo brunadas no matiz 10YR no argilito amarelado, e a
partir desse ponto, a urn aurnento gradual das cores
acinzentadas em rela~ao as amareladas ate chegar em
cinzento escuro nos siltitos a 18 m de profundidade (Tabela
1). Esse aspecto, aliado a urn concomitante aurnento no grau
de coerencia e de densidade dos materiais (Tabela 2),
indica urn atenuamento gradual da frente de intemperiza~ao.
Fica assim evidenciada a grande profundidade que 0
intemperismo atingiu nesses tipos de rochas, em decorrencia,
provavelmente, de fatores como idade e estabilidade da
superficie, estrutura das rochas mais permeavel a agua, etc.
o solo presente na coluna geologica, em fun~ao da
sua morfologia, caracteristicas quimicas e fisicas pode ser
classificado como Podzolico Vermelho-Escuro distrofico Tb A
proeminente textura argilosa. Sua estrutura moderada em
blocos subangulares e suas transi~oes graduais (carater nao
latossolico) e sua baixa satura~ao por Al (Tabela 3)
indicam que provavelmente esse solo pertencea unidade
Podzolico Vermelho-Escuro eutrofico e distrofico (PE 2 ) de
SCHNEIDER et al. (1996) (ver se~ao 2.2.4).
A analise granulometrica dos materiais (Tabela 2)
indica 0 predominio da textura argilosa no solo, com
relativamente menor teor de silte, como encontrado na
maioria dos solos subtropicais do Rio Grande do Sul. A
analise confirma tambem 0 carater argiloso do saprolito
(argilito variegado), nao confirmando, entretanto, esse
79
carater para as amostras do argilito siltoso amarelado
(Figura 10 e Tabela 1, materiais 6 e 7), que apresentam 0
predominio da fra~ao silte. Dessa maneira, salvo erros de
metodologia de analise, a denomina~ao mais correta para
esses materiais seria a de siltito. De qualquer forma, de
3,5 mate 10 m de profundidade deve ocorrer uma grada~ao de
materiais argilosos para siltosos, o que incluiria
argilitos no intervalo, bern como deve existir varia~oes de
urn ponto a outro na mesma profundidade. Portanto, e
prematuro afirmar que a denomina~ao argilito siltoso
amarelado utilizada na mina nao esta correta. Para
investigar essa questao de forma mais rigorosa deveria ser
realizada urna amostragem especifica para verificar 0 grau
de variabilidade desses materiais.
Por outro lado, a analise granulometrica mostra urn
grande predominio da fra~ao silte nos siltitos da camada A
para baixo (entre 612 e 708 g kg-I), com pouca areia, como
seria esperado para esse tipo de rochas, bern como a
presen~a significativa de areia (474 e 341 g kg-I),
principalmente areia grossa, nos materiais do tipo pedra
areia (Tabela 2, materiais 18 e 20). Esses materiais
apresentam densidade em media entre 2,2 e 2,3 kg dm- 3,
iguais as densidades maximas encontradas nos solos
construidos (se~ao 2.4.2), indicando a provavel inclusao de
urn desses materiais -com os de cima. A densidade de 1,73 kg
dm- 3 para 0 carvao, relativamente elevada para esse tipo de
80
material, confirma a alta propor~ao de materia mineral, urna
das razoes para 0 seu nao aproveitamento.
As analises quimicas e mineralogicas (Tabelas 3 e 4)
confirmam a suposi~ao levantada no item 2.7 de que pudessem
existir na coluna geologica da area, abaixo da zona de
intemperiza~ao, materiais ricos ern bases e carbonato.
No manto intemperizado (solo + saprolito + argilito
amarelado), partindo do solo predominantemente caulinitico,
e observado urn aurnento gradativo da esmectita em rela~ao a
caulinita com a profundidade (Tabela 5). Essa distribui~ao
mineralogica esta em acordo corn 0 incremento observado na
quantidade e na satura~ao de bases extraiveis (29 a 397
mmol c kg-: e 23 a 99%, respectivamente) e no pH dos materiais
(de 4,8 a >7) (Tabela 3), sugerindo uma intemperiza~ao a
partir de urn material de origem uniformemente esmectitico.
Esse aurnento em profundidade nas quantidades de esmecti ta
explica a presen~a comum de slickensides nas por~oes mais
inferiores do argilito amarelado (se~ao 4.1.1).
Ao longo da por~ao nao intemperizada da coluna
geologica (da camada A para baixo), porem, nao existe urna
rela~ao das quantidades de bases e da esmecti ta com a
profundidade como a observada na por~ao intemperizada e sim
com a composi~ao dos pacotes de rochas.
Os materiais pertencentes a camada A possuem
quantidades aproximadamente equilibradas de esmectita e
caulini ta, ou pelo menos, menos esmecti ta em rela~ao a
caulini ta do que 0 argili to amarelado (ver observa~ao a
81
respeito da quantifica~ao pela intensidade dos reflexos na
se~ao 3.1.3) , bern como quantidades subordinadas de
carbonato e feldspato, alem de quartzo. Os siltitos desse
pacote mostram quantidades de bases extraidas com acetato
de amonio apenas urn pouco menores do que os argili tos,
porem valores de pH mais elevados, 0 que pode ter rela~ao
com a presen~a de carbonatos nos siltitos ou com 0 fato dos
argilitos possuirem algurn grau de intemperiza~ao.
o sil ti to espesso apresenta compos i~ao semelhante
as rochas do pacote A, com presen~a de carbonato e
feldspato alem do quartzo, porem com predominio acentuado
da esmectita sobre a caulinita. Esse predominio se traduz
em urna quantidades de bases extraiveis mais elevadas, bern
como em urn pH bastante alto (em torno de 9,6), explicando
tambem a grande quantidade de slickensides observada nessa
rocha. A alta quantidade de bases associada a presen~a de
carbonato, a espessura consideravel desse pacote, cerca de
9,8 m (Figura 10) e sua estrutura menos massiva, fornecida
pela grande quantidade de slickensides em varias dire~6es,
torna
usado
esse material potencialmente interessante
na neutraliza~ao da acidez, conforme a
aventada no item 2.7.
para ser
hipotese
Nos materiais da camada M, bern como nos do esteril
intermediario, e observada urna quantidade menor de bases
extraida com acetato de amonio do que nos materiais acima
(Tabela 3), combinando com sua composi~ao mineralogica, que
mostra urn predominio da caulinita sobre a esmectita,
82
presenc;:a de feldspato alem do quartzo, sem a presenc;:a de
carbonato detectavel na DRX (Tabela 5).
As medic;:6es de pH e condutividade eletrica apos 48
horas (Tabela 4) confirmaram a expectativa de urn possivel
carater mais reativo nos materiais da coluna abaixo do
saprolito. Por outro lado, a alterac;:ao minima observada nas
amostras de solo apenas ratificou a experiencia acurnulada
na area da agronomia com respeito a determinac;:ao de pH, que
diz que urn a hora e tempo suficiente para que os solos
entrem em equilibrio com a agua e com 0 CO2 da atmosfera.
A diminuic;:ao do pH entre 0,21 e 0,65 unidades
observada nos materiais da coluna geologica abaixo do solo,
a excec;:ao do carvao, apesar de nao ser muito elevada, chega
a expressar urna certa reatividade, ja que e acompanhada por
urna variac;:ao na condutividade eletrica (Tabela 4). Essa
alterac;:ao, porem, nao deve surpreender, pois essa deve ser
a primeira ocasiao em que seus minerais entram em contato
com agua apos a diagenese (processo que converte os
sedimentos em rochas consolidadas), bern como nurnerosas
novas superficies expostas devem ter sido criadas no
saprolito e no argilito amarelado apos a moagem.
A medida da CE na amostra do argilito amarelo apos
48 horas indicou urn aurnento expressivo em relac;:ao a leitura
de 1 hora (Tabela 4). Essa mudanc;:a, no entanto, apenas
colocou a CE dessa amostra dentro do patamar observado nas
outras amostras pertencentes ao intervalo do argilito
amarelado (transic;:ao, argilito amarelo e argilito cinza),
83
melhorando a rela~ao observada e indicando que 0 tempo de
espera para 0 equilibrio da amostra com agua deve ser maior
do que 1 hora.
Na amostra de carvao as varia~6es das medidas de pH
e de CE ap6s 48 horas seguiram tendencias completamente
diferentes das outras amostras (Tabela 4), com aumento no
pH e diminui~ao na CEo Esse comportamento sugere a
ocorrencia de rea~6es de oxida~ao da piri ta (equa~ao 1,
item 2.6.1, p.29) e de neutraliza~ao pelo carbonato
(equa~ao 2, item 2.6.4, p.37), que foram detectados na
amostra do carvao, tanto por difratometria de raios X
(Tabela 5) como na inspe~ao visual (Tabela 1) Em um
primeiro momenta a oxida~ao da pirita produziria ions H+ e
sulfato, conferindo um pH mais baixo e altas condutividades
eletricas; em urn segundo momento, a acidez produzida
provocaria a dissolu~ao dos carbonatos, que neutralizariam
parte dessa acidez, aumentando 0 pH, e que pela combina~ao
do Ca liberado com 0 sulfato, produzindo gesso (equa~ao 2,
item 2.6.4), diminuiriam a quantidade dos ions em solu~ao,
e consequentemente a condutividade eletrica. A validade de
tal interpreta~ao, por um lado, indica a rapidez das
rea~6es de oxida~ao da pirita e de neutraliza~ao pelo
carbonato, e por outro, implica numa inadequa~ao da medida
de pH apenas 1 hora ap6s a adi~ao de agua como indicativa
do pH de equilibrio da amostra contendo esses materiais.
4.2 Potencial de acidifica9ao e de neutraliza9ao
dos materiais presentes na col una geologica
84
o potencial de acidifica<;ao e de neutraliza<;ao e
determinado atraves de metodos classificados como
estaticos, por esses determinarem apenas a quantidade total
de acidez e de alcalinidade que as amostras podem liberar,
em contraposi<;ao a metodos cineticos, que procuram
determinar as taxas de libera<;ao dessa acidez e dessa
alcalinidade (MORIN e HUTT, 1994; EUA-EPA, 1994), (ver
se<;ao 2.6.5 e 2.6.5.1).
Os testes estaticos buscam estimar toda a acidez e
toda a alcalinidade das amostras que iraQ participar das
rea<;6es de acidifica<;ao provenientes da oxida<;ao da pirita
e das rea<;6es de neutraliza<;ao por parte dos carbonatos
(se<;oes 2.5.1, 2.6.1 e 2.6.4). Dessa maneira, pressupoe-se
que 0 potencial de acidifica<;ao (PA) e somente devido aos
sulfetos e que 0 potencial de neutraliza<;ao (PN) e somente
devido aos carbonatos,
urn resultado liquido,
e que esses iraQ concorrer, gerando
que sendo favoravel ao PA ira gerar
acidez. Atraves de criterios recomendados pelas agencias de
prote<;ao ambiental, como 0 EPA (Environmental Protection
Agency) dos EUA, sobre as diferen<;as entre esses potenciais
(PN-PA) ou sobre razoes PN/PA (se<;ao 2.6.5.1), e realizada
a predi<;ao da gera<;ao de acidez, considerada como 0
principal problema enfrentado nas areas de minera<;ao de
carvao (se<;ao 2.4).
85
4.2.1 Adaptayao do metodo do Peroxido de Hidrogenio
de O'SHAY et al. (1990)
Com base nas observa~oes feitas por varios autores
e no estudo de O'SHAY et al. (1990) (se~ao 2.6.5.1), que
indicou melhores estimati vas pelo metodo de oxida~ao com
peroxido de hidrogenio, decidiu-se optar pelo metodo
modificado de 0' SHAY et al. (1990). Esse, no entanto, por
recomenda~ao dos proprios autores, poderia ser melhorado de
modo a obter uma dissolu~ao mais eficiente dos carbonatos.
Essa poderia ser atingida utilizando aquecimento, ja que 0
HCl quente favorece a solubiliza~ao de carbonatos como a
dolomita e a siderita.
Por outro lado, aparentemente, esse metodo foi
desenvolvido apenas para a
acidifica~ao, nao tendo sido
(1990) observa~ao alguma a
potencial de neutraliza~ao.
estimativa do potencial de
colocada por 0' SHAY et al.
respeito da estimativa do
Sendo assim, essa estimati va
deveria ser realizada separadamente. Nesse caso, procurou
se uma maneira de adaptar 0 metodo para estimar tambem 0
potencial de neutraliza~ao a partir da etapa que envolvia a
remo~ao dos carbonatos, ja que seria necessaria uma mudan~a
para obter uma melhor dissolu~ao dos mesmos.
No lugar de 100 ml de HCl 6M a frio para remo~ao
dos carbonatos utilizou-se 25 ml de HCl 0,5N e aquecimento
em banho maria a 50-60°C, aproveitando a solu~ao
proveniente dessa remo~ao, em fun~ao da normalidade mais
86
baixa do acido, para medir 0 equivalente em carbonato de Ca
e estimar 0 potencial de neutraliza~ao, 0 que nao era
preconizado pelo metodo original. Desse modo, pode-se obter
o potencial de neutraliza~ao a partir da mesma por~ao da
amostra que sera utilizada para a determina~ao do potencial
de acidifica~ao (ver detalhes do metodo na se~ao 3.2). Alem
disso, 0 aquecimento em banho maria a uma temperatura pouco
elevada, poderia diminuir os riscos de dissolver outros
minerais, como constatado por LAPAKKO (1994) em metodos que
levam a amostra a fervura, 0 que geraria superestima~ao do
potencial de neutraliza~ao.
Outra
0' SHAY et al.
realizada por
modifica~ao
(1990) foi
lixivia~ao
introduzida
na fase da
com 300 a
na metodologia de
remo~ao da acidez,
400 ml de CaCl 2 1M
atraves de filtra~ao. A primeira considera~ao e a respeito
do volume de CaClz 1M (300 a 400 ml) que, talvez necessario
para remover a acidez devida a 100 ml de RCI 6M, seria
excessivo para 25 ml de RCI 0,5N. A considera~ao seguinte e
a respeito da filtra~ao, que nos testes realizados mostrou
se muito demorada, mesmo com suc~ao a vacuo. Para diminuir
o tempo necessario e simplificar 0 procedimento, no lugar
da filtra~ao utilizou-se a lavagem com dois volumes de 25
ml de CaCl 2 1M nos mesmos tubos de centrifuga utilizados
para 0 aquecimento em banho maria com RCI 0,5N, com
agi ta~ao e centrifuga~ao, acrescentando 0 sobrenadante ao
volume proveniente do aquecimento com RCI 0,5N. Com isso, 0
volume ti tulado para a estimati va do potencial de
neutraliza~ao e de aproximadamente 75 ml
da remo~ao dos carbonatos com HCl 0,5N
87
(25 ml originais
mais 50 ml da
remo~ao da acidez residual com CaC1 2 1M). Os resultados do
procedimento, apos as modifica~6es, mostraram-se satisfatorios,
tanto na simplicidade como na rapidez de execu~ao.
Para a etapa seguinte, a determina~ao do potencial
de acidifica~ao, planejou-se seguir a metodologia de O'SHAY
et al. (1990) sem modifica~6es. Os testes iniciais, porem,
geraram estimativas completamente insatisfatorias, com
valores muito elevados. 0 teste do peroxido de hidrogenio
utilizado (da marca Synth) revelou uma acidez mui to
elevada, que tem por origem 0 acido sulfurico adicionado
como estabilizante. 0 teste com peroxidos de hidrogenio de
outras marcas disponi veis no comercio apontou 0 Peridrol,
fabricado pela Merck, como unico peroxido livre de acidez
excessi va. Com a utiliza~ao desse peroxido, seguindo
praticamente todo procedimento de O'SHAY et al. (1990) para
essa etapa, chegou-se a estimativas melhores.
4.2.2 Resultados e Discussao
Na tabela 6 sao apresentados os resultados das
estimativas dos potenciais de acidifica~ao e de
neutraliza~ao para os materiais da coluna geologica do
perfil Barranco da Riocell, obtidos atraves do metodo do
peroxido de hidrogenio modificado de 0' SHAY et al. (1990),
adaptado para a determina~ao do potencial de neutraliza~ao
de acordo com os procedimentos descritos na se~ao 3.2.
88
TABELA 6. Estimativas de potencial de acidificac;ao (PA) e potencial de neutraliza~ao (PN) de solo, saprolito e rochas presentes na coluna geologica.
n:2. Material
1 solo - horiz. A
2 Solo - horiz. B
3 Solo - horiz. C
4 Sapr61ito
5 Transi<;ao
6 Argilito amarelo
PA
5,11
5,02
5,59
6,45
5,69
5,69
PN
4,92
5,20
4,90
10,16
12,25
14,29
PN-PA
-0,19
0,19
-0,69
3,71
6,56
8,60
PN/PA
1,0
1,0
0,9
1,6
2,2
2,5
7 Argilito cinza 5,74 14,92 9,18 2,6 ------------------------------------------------------~
10 Carvao fosco (CA)
11 Siltito (CA)
13 siltito verde (CA)
15 Siltito carbo (CS)
17 Siltito (CS)
18 Pedra areia (CS)
20 Pedra areia (El)
21 silt ito (El)
71,13
7,55
6,69
3,30
3,11
2,53
5,31
4,16
14,52
29,51
37,74
8,97
6,09
7,38
9,37
5,48
-56,61
21,96
31,05
5,67
2,98
4,85
4,06
1,32
0,2
3,9
5,6
2,7
2,0
2,9
1,8
1,3
De maneira geral, os resultados indicam que em
rela~ao ao potencial de acidificac;ao, entre os materiais
analisados, apenas 0 carvao fosco da camada A destacou-se
por apresentar urn valor estimado de PA elevado (71,1 kg
CaC03 t-1), quase 10 vezes 0 apresentado pelo material com 0
segundo maior valor (7,6 kg CaC03 t-1) (Tabela 6).
Por outro lado, em relac;ao ao potencial de
neutralizac;ao destacaram-se, em urn primeiro plano, o
siltito e 0 siltito verde da camada A e 0 siltito espesso,
89
com valores estimados de PN entre 29,5 e 37,4 kg CaC03 t-1•
Em urn segundo plano aparecem 0 carvao e os argili tos com
valores variando entre 10, 1 e 14, 9 kg CaC03 t-1• Ap6s, os
materiais da camadas S e do esteril intermediario, com
valores entre 5,5 e 9,4 kg CaC03 t- 1, com 0 solo mostrando
os valores mais baixos, entre 4, 9 e 5,2 kg CaC03 t- 1•
Para a predic;ao da gerac;ao de acidez utiliza-se a
diferenc;a entre PN e PA (net neutralization potential, NNP)
ou a razao PN/PA; amostras com NNP<O ou razoes <1 sao
consideradas potenciais geradoras de acido (sec;ao 2.6.5.1).
Sao bastante adotados 0 criterio de razao PN/PA > 2,5-3,0
para a nao gerac;ao de acidez das amostras, recomendando-se
testes cineticos para averiguac;ao daquelas com NNP entre
-20 e 20 ou razoes entre 1:1 e 3:1 (sec;ao 2.6.5.1).
De acordo com esses criterios, apenas 0 carvao
seria considerado, com folga, potencial gerador de acidez.
Os sil ti tos da camada A e 0 sil ti to espesso seriam os
(micos considerados como nao geradores de acidez (razoes
PN/PA>3), enquanto que os demais cairiam na faixa de
incerteza (razoes PN/PA entre 1 e 3) (Tabela 6).
A adoc;ao rigida desses criterios , entretanto, vern
sofrendo serias criticas, como as de MORIN e HUTT (1994),
que encontraram razoes muito variadas em suas amostras para
que em testes cineticos nao apresentassem gerac;ao de acidez
(sec;ao 2.6.5.1). Outra restric;ao importante a aplicac;ao
desses criterios no caso do presente estudo e a diferenc;a
de metodologia, pois esses cri terios foram estabelecidos
90
para testes do tipo ABA, que utilizam a estimativa a partir
do S total, que superestimaria 0 potencial de acidifica9ao
em rela9ao ao metodo do per6xido (se9ao 2.6.5.1). A causa
dessa superestima9ao, 0 teor total de S, provavelmente
introduz urna boa parte da varia9ao observada nas razoes
PN/PA para a nao gera9ao de acidez, ja que e plausivel que
haj a uma razoavel varia9ao entre as propor90es do S da
pirita e 0 S total. Mesmo nos testes ABA modificados, que
utilizam a estimativa do S de sulfeto, a varia9ao tambem
deve existir ern fun9ao das dificuldades metodo16gicas de se
obter 0 S piritico via S nao sulfatado (se9ao 2.6.5.1).
Teoricamente, mesmo assurnindo que a metodologia do
per6xido de hidrogenio empregada nesse estudo seja a mais
exata e precisa, ainda assim haveria varia90es devido a
diferentes taxas de consurno de PN e PA por fatores intrinsecos
das amostras (diferentes mineralogias) ou especificos das
condi90es locais (site-specific) , necessitando testes
cineticos (MORIN e HUTT, 1994; se9ao 2.6.5.1)
A exatidao das estimativas de potencial de
acidifica9ao, entretanto, po de ser questionada. 0 per6xido
de hidrogenio utilizado (peridrol da Merck), apesar de
apresentar urna acidez bern menor em compara9ao com os de
outras marcas testadas, nao fornecia no seu r6tulo a
informa9ao de que fosse do tipo livre de estabilizante,
como preconizado no metodo de 0' SHAY et al. (1990). Urn
branco realizado com 0 peridrol, curnprindo todas as etapas
porem sem as amostras, apresentou no final urn pH de 5,6,
91
necessitando uma adi~ao de base para chegar a pH 7
equivalente a 5,16 kg CaC0 3 t-· se nele tivesse uma amostra.
Se esse valor fosse descontado das amostras praticamente
anularia os valores de potencial de acidifica~ao da maioria
delas, restando valores acima de 1,0 kg CaC03 t-1 somente no
sapr6lito (1,29 kg CaC03 t- l ), siltito (CA) (2,39 kg CaC03 t-l )
e siltito verde (CA) (1,53 kg CaC03 t- 1) (Tabela 7). 0
carvao, de qualquer maneira, ainda permaneceria com valores
muito elevados (65,96 kg CaC03 t-1), confirmando seu carater
de material potencialmente acidificante.
TABELA 7. Valores de potencial de acidifica~ao (PA) das amostras descontado 0 branco e do pH da solu~ao
no final da oxida~ao com H202 •
n2 Material
1 Solo - horiz. 2 Solo - horiz.
4 Sapr61ito 5 Transic;::ao
A B
6 Argilito amarelo
kg
PAll) CaC03 t- 1
-0,05 -0,14
1,29 0,53 0,53
pH(2)
4,83 4,48
4,10 4,94 4,81
___ ~~.E.9i:!~~0_~i~~~ _________ 9.J_5_7 ______ i!....~~ __ _ 10 Carvao fosco (CA) 65,96 2,20 11 Siltito (CA) 2,39 3,97
__ ~~_Sil:!:~~0_~~~~e_JS:12L ______ ~_5} ______ ~!....§.Q. __ _ __ ~~_Si~!~!..~3~.P~~~~ ________ 9.J_7_6 ______ i!....!.§' __ _
15 Siltito carbo (CS) -1,86 5,60 17 Siltito (CS) -2,06 5,60
__ ~~_P~.9E~_c:.r3i~_1~SJ _______ :..~.-,-6_3 ______ ~!....~Q. __ _ 20 Pedra areia (EI) 0,14 4,90 21 Silt ito (EI) -1,00 5,00
(1) PA descontado 0 branco (2) pH da soluc;::ao ap6s a oxidac;::ao com H202 Obs.: PA do branco equi valente a 5, 16 kg CaC0 3 t- 1
pH da soluc;::ao do branco = 5,60
92
Os dados da Tabela 7 mostram tambem que varias
amostras apresentaram pH bern menor do que 0 branco ao final
da oxida~ao, apesar de depois com a titula~ao terem
revelado uma quantidade menor de acidez do que ele nas suas
solu~6es (valores negativos). Alem disso, outras amostras
que apresentaram pH semelhante ao branco mostraram
quantidades bern menores de acidez do que esse (os valores
mais negativos). Isto significa que 0 branco apresentou uma
curva de titula~ao diferente, ou seja, as especies quimicas
presentes na solu~ao do branco tamponaram mais 0 pH do que
as especies nas solu~6es das amostras.
Segundo 0' SHAY et al. (1990) mesmo nos per6xidos de
hidrogEmio nao estabilizados os fabricantes colocam
pequenas quantidades de estabilizantes (p.ex. Sn). Como
nessa condi~ao
completamente 0
a fervura nao conseguiria decompor
H20 2 , que sendo fracamente acido iria
afetar a titula~ao, tomou-se a medida de adicionar Cu como
catalisador para decompor 0 excesso de H20 2 • 0 Cu, porem,
com 0 aumento do pH na titula~ao causa hidr6lise,
produzindo ions H+. A acidez titulada, no entanto, de
acordo com 0' SHAY et al. (1990), deveria ser mui to pouco
afetada em fun~ao das pequenas quantidades adicionadas
(1000 pg), que contribuiriam com apenas 0,0157 mmol de H+.
Por outro lado, amostras com alta quantidade de Mn, tambem
catalisadores do H2 0 2 , poderiam ter a acidez do sistema
afetada mais significativamente (O'SHAY et al., 1990).
93
Assim, varios fatores podem ter afetado a acidez
das soluc;6es por causas diferentes do que a oxida<;ao da
pirita, possibilitando algumas suposic;6es. Calculando-se a
acidez titulada na prova em branco obtem-se 0,0512 mmol de
H+, portanto a acidez produzida pela adic;ao de Cu poderia
ser responsavel por cerca de 30% dessa. No caso da amostra
n~ 18, que apresentou 0 menor volume de titulac;ao, a acidez
titulada foi de 0,0251 mmol de H+. Ou seja, a diferenc;a de
acidez entre as duas foi de 0,0261 mmol de H+, que estaria
na ordem de grandeza da acidez produzida pelo Cu
adicionado. Pode-se especular entao que 0 Cu ou outros
metais adicionados como estabilizantes no peridrol podem no
branco terem produzido acidez por hidr6lise, enquanto que
nas amostras nao, pelo fato de nelas terem sofrido
adsorc;ao. Isso poderia explicar a diferente curva de
titulac;ao do branco, que exibe um maior tamponamento que as
amostras em valores de pH acima de 6. De qualquer forma,
poderiam existir muitas outras possibilidades, como outros
tipos de interac;6es entre a composic;ao das amostras e 0
ou 0 Cu ou outros elementos adicionados como
estabilizantes,
ap6s a fervura
levando a diferentes proporc;6es de H20 2
e adic;ao de Cu, bern como a libera<;ao de
outros elementos para a soluc;ao, capazes de interagir com 0
sistema acido-base.
Dessa forma, um grande grau de incerteza pode ser
colocado sobre 0 significado dos baixos valores de
potencial de acidifica<;ao estimados pelo metodo. A acidez
94
titulada responsavel por esses pode ser somente 0 resultado
da a<;ao dos compostos quimicos adicionados, com suspei tas
da intera<;ao desses com as amostras, 0 que tornaria 0
desconto da prova em branco uma medida discuti vel. Com
isso, a possibilidade do PA indicado nesses materiais ser
devido a pirita fica praticamente afastada. Nos siltitos da
camada A, que apresentaram valores urn pouco mais elevados e
urn pH ao final da oxida<;ao urn pouco menor (Tabela 7), a
possibilidade de parte do seu PA ser devido a piri ta nao
po de ser descartada, principalmente por esses serem
materiais associados ao carvao.
Por outro lado, a diferen<;a de magnitude entre 0
valor estimado para 0 carvao e os outros (Tabela 6), aliada
a presen<;a de pirita, detectada tanto visualmente como na
DRX (se<;ao 4.1), nao coloca duvidas quanta ao carater
acidificante da amostra. A exatidao do valor apresentado na
Tabela 6, entretanto, pode ser questionada, assim como a do
suposto valor descontando a prova em branco (Tabela 7), com
o valor real devendo situar-se em urn ponto intermediario.
As estimati vas de potencial de neutraliza<;ao tern
sido bastante criticadas com base nos seguintes argurnentos
(LAPAKKO, 1994; EUA-EPA, 1994): (1) 0 uso de acidos fortes
pode dissolver minerais que nao iriam naturalmente reagir
da mesma forma de modo a manter 0 pH das aguas dentro de
urna faixa de pH "ambientalmente" aceitavel (>5,5, de acordo
com EUA-EPA, 1994); (2) a fervura do acido incluiria os
carbonatos de Mg e de Fe, superestimando 0 PN; (3)
95
hidr6xidos de metais podem precipitar durante a titula~ao
com NaOH, levando a subestima~ao do PN.
Os pontos (1) e (2), entretanto, podem ser rebatidos.
Em rela~ao ao primeiro pode-se levantar dois aspectos, 0 de
que 0 uso de acidos fortes nao deveria ser completamente
uma desvantagem, ja que a acidez produzida pela pirita nao
e fraca e, por outro lado, tambem 0 de que nao somente os
carbonatos, mas tambem 6xidos e hidr6xidos de Ca, Mg e AI,
fosfatos e silicatos pouco resistentes podem tambem
neutralizar a acidez gerada (MORIN e HUTT, 1994; SHERLOCK
et al., 1995), como pode ser visualizado na equa~ao 9,
apresentada por SHERLOCK et ale (1995).
Alcalinidade - [H+J + [OWJ + [HC03-J +2 [C032 -J
+ [NH3 J + [HS-J + 2 [S2-J
+ [HSi03-J + 2[SiO/-J + [B(OH)4-J
- [H3P04 J + [HPO/- J + 2 [P04 3- J (9)
Em rela~ao ao ponto (2), existe 0 argumento de que
os carbonatos de Fe nao deveriam ser descartados do PN,
pois ap6s 0 consumo da calcita (carbonato de Cal 0 pH pode
ser tamponado entre 5,1 e 6,0 pela dissolu~ao da siderita
(carbona to de Fe) (SHERLOCK et al., 1995), 0 que nao pode
ser considerado como "ambientalmente" nao aceitavel.
Sendo plausivel entao considerar como aceitavel uma
certa neutraliza~ao do acido por parte de silicatos e
outros minerais mais soluveis, como proposto por SHERLOCK
96
et ale (1995), deveria ser procurado 0 limite a partir do
qual a solubilizac;ao pas sasse a se estender aos minerais
mais resistentes, que nao seriam solubilizados pelo sistema
acido sulfatado dentro do periodo em que esse atuasse, que
e relativamente curto em termos de tempo pedo16gico (sec;ao
2.5.1) Isso signi fica que a intensidade da atuac;ao do
acido deve ser ponderada, restringindo 0 seu efeito de
solubilizac;ao apenas aos carbonatos e aos minerais mais
soluveis. Apesar de nao existirem trabalhos especificos a
esse respeito, pode-se observar que deveria ser evitada a
fervura, principalmente a prolongada, que teoricamente
teria possibilidade de solubilizar os minerais mais
resistentes, causando nesse caso uma superestimac;ao
significativa.
Ponderando os aspectos discutidos acima, de tentar
restringir a solubilizac;ao aos carbonatos e minerais mais
soluveis, incluindo os carbonatos de Mg e de Fe, foi usado
nesse estudo HCl 0,5N e aquecimento em banho maria a 50°C
por somente 15 minutos.
A apreciac;ao grosseira dos dados de potencial de
neutralizac;ao apresentados na Tabela 6, a principio,
indicaria que a metodologia foi bern sucedida, j a que os
materiais que forneceram os maiores valores foram aqueles
em que foram constatadas a presenc;a de carbonato (Tabela 5,
sec;ao 4.1.3). Porem, a julgar pelos valores de PN do solo,
sapr61ito e argilitos, que por estarem dentro da zona de
intemperizac;ao deveriam possuir uma quantidade menor de
97
minerais facilmente intemperizaveis, teria ocorrido uma
superestima9ao consideravel, comprometendo 0 metodo.
Uma possibilidade para que nao tivesse ocorrido uma
superestima9ao significativa seria a neutraliza9ao do acido
adicionado pelas bases trocaveis presentes nesses
materiais, ou mais corretamente, pela troca de ions H+ com
as bases do complexo sortivo. Porem, segundo O'SHAY et al.
(1990), com a utiliza9ao de CaC1 2 1M no lugar da agua 0 Ca2+
deveria ter deslocado a acidez trocavel, trazendo-a de volta
para a solu9ao que foi titulada.
Essa suposi<;ao de 0' SHAY et al. (1990) e discuti vel
em fun<;ao do fato amplamente conhecido de que os ions H+
sao adsorvidos mais fortemente do que qualquer outro ion
monovalente ou divalente (TAN, 1982), devendo ser extraidos
com sais mui to tamponados como 0 acetato de Ca, que e 0
preconizado na metodologia da EMBRAPA/SNLCS (1979) para a
extra<;ao da acidez (H+Al) em solos (ver se9ao 3.1.2). Apesar
da solu<;ao de CaC1 2 1M ser mais tamponada do que 0 KCl IN
usado para extrair os cations trocaveis, ela nao deve ser tao
eficiente ao ponto de extrair toda a acidez fortemente
adsorvida, como suposto por aqueles autores.
Essa hipotese pode ser inicialmente verificada
calculando-se a correspondencia da quantidade de bases
extraidas em equivalentes de CaC03 , por exemplo.
argilito cinza (material n~ 7): PN = 14,92 kg CaC03 t-1
S = 397,0 mrnole kg-1
1 mole CaC03 = 50 g :. S
98
s = 19,85 g CaC03 kg- 1 = 19,85 kg CaC03 t- 1
Esse calculo mostra que se todas as posi~6es
ocupados por bases no complexo sorti vo fossem trocadas por
ions H+, a correspondente saida desses iria gerar urn PN
estimado de 20 kg CaC03 t- 1, que nao esta mui to longe do PN
titulado (14,92 kg CaC03 t-1).
Essas rela~6es podem ser plotadas em urn grafico
relacionando 0 PN e a soma de bases trocaveis, j a que a
plotagem dos valores te6ricos gera urna reta (Figura 11). Os
pontos correspondentes as amostras, excluidas as que contem
carbonato, mostram urna estreita rela~ao (r2 0,9214) e
atraves da sua intersecc;ao com a reta te6rica sugerem urn
ponto de equilibrio entre 0 acido, as bases trocaveis e os
minerais presentes nas amostras.
-.. :.,. rS o
20,0
15,0
~ 10,0
~ Z 0..
5,0
0,0
siltitos eM e EI
o sapr6lito
solo
o 100 200 300 Soma de bases (mmolc kg-1
)
y = O,0242x + 4,87 R2 = 0,9214
400 soo
FIGURA 11. Rela~ao entre 0 potencial de neutraliza~ao (PN) estimado e a soma de bases trocaveis.
99
A amostra com a maior soma de bases apresentou urn
PN titulado menor do que 0 seu potencial em bases, 0
saprolito com urna quantidade intermediaria apresentou urn PN
mais proximo, enquanto que 0 horizonte A do solo, com poucas
bases apresentou urn PN ti tulado maior que seu potencial em
bases (Figura 11). Uma interpreta~ao possivel e a de que nas
amostras ricas em bases 0 acido nao tenha tido "for~a" para
deslocar a todas, provavelmente sem chegar a atacar a parte
solida; enquanto que nas amostras com poucas bases, 0
acido, apos desloca-las, sobrando "for~a",
a parte solida, que absorveu parte
contribuindo com 0 PN titulado.
pas sou a atacar
dos ions W,
Dessa forma, a metodologia empregada para estimar 0
PN po de estar incluindo, alem do potencial de neutraliza~ao
devido aos carbonatos, para 0 qual foi concebida, tambem
parte do PN devido as bases. Esse aspecto seria bastante
positivo, pois teoricamente essa seria a rela~ao esperada
quando fosse adicionado acido ao sistema (Figura 12), com
os cations basicos, atraves da troca, ainda mantendo
valores de pH em torno de 6, condi~ao "ambientalmente"
aceitavel de acordo com EUA-EPA (1994).
A rela~ao com 0 PN possivel em fun~ao da quantidade
de bases existentes na amostra (Figura 11), entretanto,
coloca urna deficiencia aparente do metodo. Sendo verdadeira
a interpreta~ao realizada, existiria urn ponto acima do qual
o acido nao seria capaz de deslocar todas as bases,
subestimando 0 potencial de neutraliza~ao, e abaixo do qual
100
o acido passaria a dissolver a parte s61ida, incluindo 0
potencial de neutraliza<;ao dos minerais e subestimando 0
potencial devido as bases.
o (5 en
8
.g 6 I a.
5
•
baixa
adiyao de acido
adiyao de base
cations basicos trocaveis altos
carbonatos dissolu~o/preci pita~o
cations acidos trocaveis altos aluminossilicatos
----- dissolu~ao/precipita~ao
CAPACIDADE DE TAMPONAMENTO
•
alta
FIGURA 12. Rela<;ao entre 0 pH do solo e a quantidade de base ou de acido adicionado (fonte: MCBRIDE, 1994)
A inclusao do potencial de neutraliza<;ao de
minerais pouco resistentes, por outro lado, seria taffibem
positivo, como anteriormente referido nessa se<;ao. A
questao reside no pH que seria mantido pela dissolu<;ao
desses minerais, que deveria ser "ambientalmente" aceitavel,
maior que pH 5,5, de acordo com EUA-EPA (1994). No caso do solo
(sistema caulinita-esmectita-6xidos), a dissolu<;ao da caulinita
(aluminossilicato com baixa capacidade de tamponamento) se
da em pH abaixo de 4,5, que e a situa<;ao ilustrada na
figura 12.
101
A rela~ao entre a capacidade de tamponamento e 0 pH
de equilibrio de diversos minerais e 0 tamponamento do pH
do solo foi estudada por VAN BREEMEN e WIELEMAKER (1974a e
1974b). Os dados obtidos por esses autores apontam para uma
condi~ao de pC02 de 10-2 (condi~6es medias do solo) os seguintes
valores de pH de equilibrio: caulini ta = 5,0; gibbsi ta =
5,5; 6xido de Fe e silica arnorfa = 4,9; montmorilonita 6,1;
ilita = 7,0; clorita = 8,1; siderita = 6,6; calcita 7,5;
microclinio = 6,6; anorti ta 9,0; diopsidio 9,2. Esse
estudo, apesar de nao fornecer 0 pH que seria mantido pela
dissolu~ao desses minerais, oferece uma ideia relativa de urna
faixa de pH de dissolu~ao, que seria mantida pelos minerais
ditos pouco resistentes ern valores de pH bern mais elevados
do que a caulinita.
A rela~ao existente, mostrando as maiores
quantidades de bases trocaveis nos materiais mais ricos em
esmectita e as menores nos materiais cauliniticos (Tabelas
3 e 5, se~ao 4.1) indica, porem, que a dissolu~ao ocorreu
justamente nas amostras que continham os minerais mais
resistentes (caulinita).
Assim, considerando que 0 potencial de neutraliza~ao
desejado e aquele proveniente dos materiais capazes de
manter, corn a adi~ao de acido, valores de pH
"ambientalmente" acei taveis (> 5,5 ou 6,0, EUA-EPA, 1994)
pode-se presurnir, pelo raciocinio exposto acima, que 0
metodo de PN utilizado tenderia a subestimar 0 potencial de
neutraliza~ao das bases e dos minerais pouco "resistentes"
102
nas amostras ricas em bases, e contrariamente, tenderia a
superestimar 0 potencial de neutraliza~ao dos materiais
pobres em bases, incluindo 0 potencial de minerais mais
"resistentes", que tamponam ern valores de pH baixos.
Fazendo analogia com os materiais ricos em bases, nos
materiais portadores de carbonato, 0 acido, ap6s ser
neutralizado pelos carbonatos, poderia perder sua "for~a" e
diminuir sua a~ao no deslocamento de bases e na dissolu~ao
de minerais pouco "resistentes", subestimando 0 PN.
Tendo por base a mineralogia e as caracteristicas
quimicas (soma de bases trocaveis) dos materiais,
determinadas na se~ao 4.1, pode-se concluir que os metodos
testados sao capazes de indicar os materiais com potencial
de acidifica~ao e de neutraliza~ao dentro do sistema acido
sulfatado presente na area de minera~ao de carvao, bern como
de fornecer uma estimativa dessas quantidades.
Analisando ern detalhe, entretanto, e possivel
antever alguns problemas metodo16gicos, mesmo sem
considerar os resultados dos testes cineticos, que devem
levar a superestima~ao nos baixos valores (ambos), e a
subestima~ao nos altos valores, no caso do PN. Foi
constatado tambem que as bases trocaveis podem contribuir
significativamente no PN determinado no teste estatico,
situa~ao nao considerada na literatura especializada sobre
o assunto.
103
4.3 Testes de lixiviayao em colunas
Os testes de lixivia~ao em colunas sao testes
cineticos que foram elaborados para verificar as
estimativas de potencial de acidifica~ao e de neutraliza~ao
obtidas nos testes estaticos (se~ao 4.2). Foram elaborados
de modo a imitar as rea~6es de oxida~ao naturais,
produzindo informa~6es sobre as taxas de oxida~ao dos
sulfetos e indica~6es a respeito da qualidade das aguas de
drenagem (se~ao 2.6.5.2).
Entre os varios tipos de testes cineticos (se~ao
2.6.5.2), a prefer€mcia recaiu pelo teste em colunas, por
ser mais simples na montagem e na execu~ao (se~ao 3.3), sem
a necessidade de equipamentos especiais para controle de
fluxo de ar e umidade, como nas celulas de umidade, muito
utilizadas nos EUA (se~ao 2.6.5.2). 0 dimensionamento
relativamente reduzido das colunas
diametro de 40mm) (se~ao 3.3.1),
(25 cm de comprimento e
permitiu 0 uso de uma
quantidade nao muito grande de amostra, porem representativa
(200g por coluna), exigindo pequenos volumes de agua
destilada (44,2 ml) para cada lixivia~ao (se~ao 3.3.2), que
seriam porem suficientes para as analises quimicas.
A adi~ao de agua nos testes em colunas, simulando
ciclos secos e limidos, imitam um evento de precipita~ao
pluvial, possibilitando avaliar uma evolu~ao temporal
relati va em termos de altura de chuva em milimetros. Essa,
por sua vez, pode ser relacionada ao tempo em anos em fun~ao
da precipita~ao anual (se~ao 2.2.3). Alem disso, os testes em
104
colunas tambem podem trazer informa~ao a respeito da
capacidade intrinseca de reten~ao e de condu~ao da agua pelos
diferentes materiais, dada a mesma condi~ao de distribui~ao
de tamanho de particulas (se~ao 3.1.1), com certos materiais
permanecendo mais llinidos que outros, que e a situa~ao que
deve ocorrer no campo.
Inicialmente, existia no projeto a ideia de lixiviar
as iliLlostras com acido de laboratorio, de modo a simular a
acidifica~ao que ocorre no campo. Como nos testes de
lixi via~ao com agua destilada seriam realizadas na
maioria dos efluentes apenas lei turas de pH
grande
e de
condutividade eletrica, sendo os lixiviados desprezados
apos, cogitou-se aproveitar 0 proprio efluente proveniente
do carvao para fazer a lixivia~ao de uma das repeti~6es e
comparar com as outras duas. No inicio, porem, 0 carvao
estava apresentando apenas efluentes alcalinos, optando-se
pela nao lixivia~ao com esse tipo de efluvio. Logo em
seguida da entrada do efluvio do carvao na fase acida a
ideia foi operacionalizada. Dessa forma, se estaria
estudando a intemperiza~ao dos materiais com a propria
acidez produzida, podendo verificar tambem a intera~ao dos
metais e do sulfato com as amostras.
4.3.1 Lixiviacao corn aqua destilada
As caracteristicas fisicas assumidas pelos materiais
dentro das colunas apos 0 inicio da lixivia~ao constam na
Tabela 8.
105
TABELA 8. Caracteristicas fisicas das amostras nas colunas do teste de lixivia~ao
Amostra
1+2
Solo
hor. A+B
4.
Saprolito
6.
Argilito
eo
luna
1
2
3
4
5
6
7
8
Material
massa altura volume densi
dade g
200,00
200,00
200,00
200,00
200,00
200,00
200,00
200,00
em
15,8
15,6
15,5
16,5
16,4
16,2
15,2
14,9
em"
174,51
172,30
171,19
182,24
181,13
178,92
167,88
164,01
1,15
1,16
1,17
1,10
1,10
1,12
1,19
1,22
Agua retida
massa gravi- volume
metriea triea g
70,43
70,78
69,82
86,84
86,22
91,50
76,98
73,28
0,35
0,35
0,35
0,43
0,43
0,46
0,39
0,37
0,40
0,41
0,41
0,48
0,48
0,51
0,46
0,45
amarelo 9 200,00 14,8 163,46 1,22 69,47 0,35 0,43 ------ - -- - ------ - --- - --------------- - ----- - ----------
11.
Siltito
(CA)
14.
Siltito
16.
silt ito
10
11
12
13
14
16
17
200,00
200,00
200,00
200,00
200,00
200,00
200,00
16,3
16,5
16,7
16,1
16,1
14,4
14,5
179,48
182,24
184,45
177,82
177,82
159,04
160,15
1,11
1,10
1,08
1,12
1,12
1,26
1,25
74,57
75,01
74,50
77,77
77,79
51,24
52,88
0,37
0,38
0,37
0,39
0,39
0,26
0,26
0,42
0,41
0,40
0,44
0,44
0,32
0,33
(CS) 18 200,00 14,5 160,15 1,25 53,41 0,27 0,33 ---------------------------- - ------------------------
21.
silt ito
19
20
200,00
200,00
14,1
13,9
155,73
152,97
1,28
1,31
52,05
53,83
0,26
0,27
0,33
0,35
(EI) 21 200,00 14,2 156,83 1,28 54,11 0,27 0,35 ----------------------------------------------------_.
10.
Carvao
22
23
24
200,00
200,00
200,00
18,1
18,4
18,9
199,91
203,22
208,74
1,00
0,98
0,96
69,81
67,59
66,47
0,35
0,34
0,33
0,35
0,33
0,32
Apesar de possuirem a mesma distribui~ao de tamanho
de particulas os materiais acabaram adquirindo diferentes
densidades aparentes dentro das colunas em fun~ao das
diferentes densidades especificas dos materiais (Tabela 2,
106
se~ao 4.1.2) e da rea~ao dessas particulas corn 0 urnedecimento.
As densidades aparentes variaram desde 1,0 kg drn- 3 no carvao
(material ~enos denso) ate ern torno de 1,3 nos siltitos das
camada CS (carnada superior) e do esteril intermediario (El)
(materiais mais densos e de composi~ao caulinitica, tabelas 2
e 5, se~ao 4.1). Os demais materiais apresentaram densidades
aparentes entre 1,1 e 1,2 kg drn- 3 (Tabela 8). As densidades
aparentes nas colunas mostrararn-se, dessa forma, muito
pr6ximas das observadas nos solos comuns.
As aguas retidas pelos materiais nas colunas
variaram entre 0,26 (sil ti tos CS e El) e 0,45 kg kg-:
(sapr61ito) ,
(Tabela 8),
0,33-0,34 eO, 48-0,50 drn3 drn- 3, respecti varnente
coincidindo corn a composi~ao mais sil tosa e
caulinitica dos primeiros e corn a mais argilosa do segundo
(tabelas 2 e 5, se~ao 4.1). Essas condi~oes forarn monitoradas
durante mais de um mes ap6s 0 inicio da lixivia~ao, sempre
ap6s a passagem de todo 0 volume adicionado, e nao
mostraram altera~oes significativas entre uma lixivia~ao e
outra. lsso significa que os materiais mantinham-se ern uma
condi~ao constantemente llinida, 0 que poderia preocupar ern
rela~ao a uma condi~ao de satura~ao continua.
Urn calculo das porosidades atraves das densidades
aparente e de particulas (Tabela 2, se~ao 4.1.2) revelam
que 50 a 60% do volume dos materiais deve ser ocupada por
poros, resultando entre 80 (siltitos CS eEl) a 110 cm3
(solo) para dividir entre ar e agua. Assim, descontando a
agua retida (Tabela 8), teriarnos entre 30 e 40 cm3 de ar nos
107
poros (em torno de 40%). No carvao, apesar de nao ter side
determinada a densidade de particulas, pode-se admi tir como
minima urna igual a sua densidade aparente (de 1,73 kg dm- 3);
com isso, chega-se a 93 cm3 de poros, que descontando a agua
retida, resulta em 25 cm3 de ar (27% dos poros). Com urna
densidade de particulas mais provavel (em torno de 2,0 kg
dm- 3) seria obtido 109 cm3 de poros, com 41 cm3 de ar (38% dos
poros), muito proxima dos demais materiais. Portanto, com a
condi~ao de em torno de 40% de ar nos poros apos a passagem
da agua, pode-se afastar a condi~ao de satura~ao continua que
pudesse prejudicar os processos de oxida~ao.
No teste de lixivia~ao, que iniciou em novembro de
1995 e que se estende ate 0 presente, 0 tempo entre as
lixivia~6es nao p6de ser fixe em fun~ao das diferentes
condutividades hidraulicas apresentadas pelos materiais, 0
que proporcionou urn nillnero mui to variavel de lixi via~6es
(ver Apendice 1).
Essa diferen~a ja era esperada (se~ao 2.4.2),
inclusive com dificuldades para a passagem da agua em certos
materiais como 0 saprolito e 0 argilito. 0 primeiro,
entretanto, nao apresentou problemas, ao pas so que 0
segundo (argilito) justificou plenamente as expectativas,
mostrando condutividade hidraulica muito baixa, com tempo
medio crescente para dar passagem ao volume de agua, de 6 a
7 dias no inicio ate praticamente zero nas ultimas
lixivia~6es, a exce~ao da coluna 9, que contrariamente
apresentou tempo medio decrescente a partir do momento em
108
que pas sou a receber efluvio acido. Condutividade
hidraulica baixa era esperada no argilito em fun~ao da sua
composi~ao esmectitica, da mesma forma que no siltito
espesso (Tabela 5, se~ao 4.1.3), 0 que parcialmente se
confirmou (tempo medio de lixivia~ao entre 5 e 7 dias). Nao
era esperada, contudo, a pronta parada da passagem de agua
no siltito (EI), de composi~ao caulinitica, 0 que se
justifica na compara~ao com 0 siltito (CS), de composi~ao
semelhante, que nao apresentou problemas.
o carvao, em virtude da sua boa condutividade
hidraulica, e principalmente pelo fato de fornecer efluente
acido para lixiviar as outras amostras, foi sendo lixiviado
a urn ritmo mais rapido (media de 2,7 dias, Apendice 1). 0
tempo de passagem, entretanto, que era menor do que 3 horas
no inicio, veio decrescendo gradativamente, necessitando
nas ultimas lixivia~6es mais do que 12 horas nas colunas 22
e 23 e mais do que 24 horas na coluna 24. Apesar do tempo
medio entre cada lixivia~ao realizada no solo ter sido de
4,2 dias (Apendice 1), este foi 0 material que forneceu a
passagem mais rapida da agua (em torno de urna hora) , nao
tendo sido diminuido 0 intervalo de tempo entre as
lixi via~6es em fun~ao do recebimento do efluvio acido de
forma alternada com as demais amostras.
A rela~ao completa dos resultados das medidas de pH
e de condutividade eletrica em cada lixivia~ao realizada ao
longo de todo 0 teste consta nos apendices 2 e 3,
respectivamente.
109
Essas informa<;6es estao representadas nas figuras
13 e 16 (pH), 14 e 17 (CE) e 19 (pH e CE no carvao), que
apresentam as varia<;6es desses ern rela<;ao ao acurnulado ern
altura de agua de lixivia<;ao ern rom, ou seja, a quantidade
total de agua que tinha passado na coluna ate 0 momenta da
leitura. 0 carvao e abordado separadamente devido ao
comportamento mui to di ferenciado que demonstrou. Nas
figuras relativas ao pH sao mostradas tarnbem a evolu<;ao das
repeti<;6es que passaram a receber 0 efl0.vio acida, essas,
entretanto, s6 serao abordadas na se<;ao seguinte. Ja nas
figuras que mostram a evolu<;ao da condutividade eletrica as
amostras que receberam efl0.vio acido foram retiradas ern
fun<;ao da escala muito diferente.
Foram realizadas analises quimicas dos lixiviados
tornados a oito intervalos, cujos resultados estao tabulados
no apendice 5. A informa<;ao de qual era 0 acurnulado ern
altura ern rom da lixivia<;ao para cada coluna no momento da
coleta consta no apendice 4, estando tarnbem assinalados nos
apendices 2 e 3. A varia<;ao da concentra<;ao dos elementos
mais abundantes ern cada material ao longo da lixi via<;ao
estao representados nas figuras 15, 18 e 20.
o pH nos efluentes do solo (figura 13a) tern se
mantido na media entre 5 e 6, apesar de no inicio ter
mostrado valores de pH urn pouco menores que 5, semelhantes
aos determinados na caracteriza<;ao do material (Tabelas 3 e
4, se<;ao 4.1). Os valores de CE mostraram-se via de regra
mui to baixos (10 a 20 pS cm-I) (Figura 14a), tendo partido de
(a) solo
7,0
6,0
::t: 5,0
Q. 4,0
3,0
2,0
7,0
6,0
=a. 5,0
4,0
0
110
a --2
--3
1000 2000 3000 4000 5000 acumulado em altura (mm)
(b) saprolito
a --5
--6
3,0 ~~--~--~~~~~--~~--~~~--~~--~--~~ o 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
acumulado em altura (mm)
( c) argilito amarelo
8,0
7,0
~ ::t: Q. --8
6,0 --9
5,0 0 500 1000 1500 2000
acumulado em altura (mm)
FIGURA 13. Evolu9ao do pH nos efluentes do solo (a), saprolito (b) e argilito amarelo (c). Os numeros representam 0 n~ da col una apresentado nos apendices. Desconsiderar as linhas azuis a partir do momento em que passaram a receber efluvio acido.
111
valores um pouco mais elevados (entre 40 e 50 jlS cm- C),
proximos dos determinados na caracteriza~ao do material, a
semelhan~a do pH. Essa diminui~ao da CE, como era de se
esperar, se refletiu numa diminui~ao na concentra~ao dos
elementos (Figura 15a). Esses valores muito baixos de CE e
a tendencia de valores de pH acima de 5,5 assumidas ao
longo da lixi via~ao podem ser 0 resul tado do tempo de
passagem muito rapido da agua pela coluna, que
coincidentemente foi diminuindo ao longo da lixivia~ao. Com
isso, provavelmente foi ocorrendo um efei to de dilui~ao,
que explicaria os valores muito baixos de CEo
o saprolito apresentou nas primeiras lixivia~oes urn
decrescimo no pH de 6,5 para 5, proximo do pH determinado
na caracteriza~ao do material (se~ao 4.1), para entao
mostrar uma lenta tendencia para retornar para aquele pH,
estabilizando em torno de 6,5-6,7 (Figura 13b) A CE
mostrou um decrescimo gradual de 60 a 80 jlS cm- 1 para em
torno 20 jlS cm-I, elevando-se apos para valores entre 30 e
40 jlS cm-1 (Figura 14b). A composi~ao quimica (Figura 15b)
acompanhou essa tendencia, mostrando na compara~ao com 0
solo uma concentra~ao mais elevada de Si e de Na,
indicativas do seu menor grau de intemperiza~ao.
o argili to amarelo apresentou uma tendencia geral
de decrescimo gradual de pH (Figura 13c), de em torno de 7,8
para valores ao redor de 7,0. A CE (Figura 14c) decresceu
dos valores iniciais entre 140 e 180 jlS cm-1 para em torno
de 50 jlS cm-1, osci lando depois ao redor de 70 jlS cm- 1
, com
100
~80
~ 60 en :::I. -40 w 020
0 0
(a) solo
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 acumulado em altura (mm)
(b) sapr61ito
112
F=2l ~--3
100 r-----------------------------------------------~
~ 80 E u 60 en :::I.
"'":' 40 w o 20
o o soo 1000 1500 2000 2500
acumulado em altura (mm) 3000
r===5l ~--6
3500
(c) argilito amarelo
200
~150 E u
~100
W 0 50
0 0
FIGURA 14.
200 400 600 800 acumulado em altura (mm)
Evolu~ao da condutividade efluentes do solo (a) , argilito amarelo (c).
1000
I-7l ~--8
1200
eletrica (CE) nos sapr61ito (b) e
(a)
~ 0,25
"Q
"0 0,20 E S 0,15 0
ICU (,)I
t! 0,10 -C GJ 0,05 u c 0 u 0,00
0
(b)
<? 0,80 E "Q
"0 0,60 E S 0 ~ 0,40 t! -C 0,20 GJ u C 0 U 0,00
0
( c)
"1- 1,00 E
"Q
"0 0,80 E E 0' 0,60
>CU
~ 0,40 -c QI 0,20 u c 0 u 0,00
0
FIGURA 15.
113
Solo
"'-Ca+Mg
_Na
---.-Si
-M-S04
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
acumulado em altura (mm)
sapr61ito
"'-Ca+Mg
_Na
---.-Si
-M-S04
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
acumulado em altura (mm)
argilito amarelo
...-Ca+Mg
_Na
---.-Si
-M-S04
_HC03
200 400 600 800 1000 1200
acumulado em altura (mm)
Evolu~ao da composi~ao quimica nos efluentes do solo (a), sapr61ito (b) e argilito amarelo (c).
114
tendencia de eleva~ao para valores acima de 100 pS cm- 1• Na
composi~ao quimica essa oscila~ao e acompanhada
principalmente pelo Na (Figura 15c), que apresenta valores
mais elevados do que no sapr6lito, sobrepujando 0 Si,
indicando seu menor grau de intemperiza~ao em rela~ao ao
sapr6lito. No argilito, em fun~ao do pH urn pouco mais
elevado, ocorre a presen~a mais importante do anion HC03-,
que com sua diminui~ao provavelmente provocou a diminui~ao do
pH (Figura 13c) . A permanencia de concentra~oes mais elevadas
de Na nos efluentes deve ser 0 resultado da baixa
condutividade hidraulica desse material, mostrando aurnento
consideravel da penultima para a ultima analise, quando houve
urna diminui~ao acentuada na velocidade da passagem da agua.
Os materiais provenientes de abaixo do manto
intemperizado apresentaram uma situa~ao bern diversa dos
materiais acima, partindo de conduti vidades eletricas bern
mais elevadas (Figura 17) e mantendo valores de pH acima de
7,0, ap6s partir de 8,0 (siltito CS) ou mais (siltito CA e
siltito espesso) (Figura 16). Essa situa~ao se refletiu
tambem na composi~ao quimica dos efluentes (Figura 18), com
concentra~ao bern mais elevada dos elementos, principalmente
Na e carbonato-bicarbonato.
A permanencia de concentra~oes mais elevadas de
carbonato-bicarbonato por mais tempo nos siltitos CA e espesso
em rela~ao ao siltito CS (Figura 18), deve ser resultado da
influencia dos carbonatos presentes nesses materiais. As
quantidades de carbonato-bicarbonato, no entanto, sao mais
115
(a) siltito CA
9,0
8,0
:l: 7,0 a.
6,0 ao --11
-12
5,0 0 1000 2000 3000 4000 5000
acurnulado em altura (mm)
(b) silt ito espesso
9,0
8,0
:a7,0 a3
--14
--15
6,0
5,0 o 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
acumulado em altura (mm)
(c) siltito CS
9,0 8,0 7,0
:l: 6,0 a. 5,0
4,0 3,0
a6
--17
--18
2,0 ~~~~~~~~~--~~~~~--~~~~~~~~
o
FIGURA 16.
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 acumulado em altura (mm)
Evolw;ao do pH nos efluentes do sil ti to da camada A (a), siltito espesso (b) e siltito da camada S (c). Desconsiderar as linhas azuis a partir do momenta em que passaram a receber efluvio acido.
1000 900 - 800
E 700 u 600 rn 500 ::1 - 400
u.i 300 0 200
100 0
500
;:-400 'E u 300 rn ::1
"":"200 w 0100
o
116
(a) siltito CA
I-11l l::=EJ--12
0 1000 2000 3000 4000 5000 acumulado em altura (mm)
(b) siltito espesso
I-14l ~--15
o 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
-";"
E u rn ::1 -u.i
0
600
500
400
300
200
100
0 0
acumulado em altura (mm)
(c) silt ito cs
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 acumulado em altura (mm)
r==17l ~--18
FIGURA 17. Evolu9ao da condutividade eletrica efluentes do siltito da camada A (a), espesso (b) e silt ito da camada S (c).
(CE) nos siltito
r 'E 'C
'0 E §. 0
>CU (.)0 eu ... -c: Q) (,) c: 0 (,)
"1~
E 'C
'0 E §. 0 ,eu (.)0
~ -c: Q) (,) c: 0 (,)
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0 0
117
(a) siltito CA
-+-ca+Mg -+-Na ---'-'Si
-M-S04 _C03+HC03
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
acumulado em altura (mm)
(b) siltito espesso
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0 0
~ 3,0
'C 2,5 '0 E §. 2,0 o ~ 1,5
~ 1,0 Q)
g 0,5 o (,)
0,0
1000
(c) silt ito cs
o 1000
2000 3000 acumulado em altura (mm)
2000 3000
acumulado em altura (mm)
-+-Ca+Mg
-+-Na
---.-.Si
-M-S04
_C03+HC03
4000
-+-Ca+Mg
_Na
---.-.Si
-M-S04 __ HC03
4000
5000
5000
FIGURA 18. Evolu9ao da composi9ao quimica nos efluentes do siltito da camada A (a), siltito espesso (b) e siltito da camada S (c).
118
acompanhadas pelo Na do que pelo Ca e Mg, principalmente no
siltito espesso e no inicio da lixivia~ao no siltito CA. Esse
comportamento deve ter por origem 0 fato do Ca e do Mg
possuirem uma for~a de atra~ao e de reten~ao muito maior
pelos co16ides do que 0 Na; dessa forma, 0 Ca e 0 Mg
liberados quando da dissolu~ao dos carbonatos poderia estar
deslocando 0 Na dos pontos de troca. Haveria, porem, a
tendencia de inverter as quantidades relativas entre os dois
na solu~ao com a continua~ao da lixivia~ao devido a pequena
for~a de reten~ao do Na. Essa tendencia e mostrada pelo
sil ti to CA na quarta analise (1400mm acumulados), ao passo
que 0 siltito espesso tem apresentado apenas uma tendencia a
partir da setima analise (Figura 18b). A diferen~a de
comportamento entre os dois pode ser atribuida a maior
quantidade de bases trocaveis e de esmecti ta presentes no
siltito espesso (Tabelas 3 e 5, se~ao 4.1), com reten~ao mais
forte dos cations pela esmecti ta (Ca e Mg mais baixos na
solu~ao) e com mais Na para ser liberado.
Apesar da condutividade eletrica ter caido bastante
nos efluentes desses dois materiais (Figura 17a e b),
coincidindo com as altas libera~6es de Na, ela tem se
mantido acima de 100 pS cm-1 em ambos, com quantidades de Ca
+ Mg relativamente constantes (Figura 18a e b). Isso pode
indicar que a deple~ao de carbonato nao tenha sido ainda
significativa nesses materiais, confirmando 0 mais alto
potencial de neutraliza~ao apontado na Tabela 6 da se~ao 4.2.
119
o siltito CS apresentou altas CE, bicarbonato e Na
somente no inicio da lixivia<;ao (Figuras 17c e 18c), com
sua condutividade eletrica caindo para valores proximos do
saproli to apos 2000 rom de lixi via<;ao acumulados (Figura
17c). A composi<;ao quimica dos efluentes (Figura 18c),
mostrando concentra<;oes baixas e 0 dominio do Si, como no
saprolito e no solo, indica que essa quantidade de
lixivia<;ao foi suficiente para intemperizar 0 material,
isto e, para carregar boa parte das suas bases trocaveis,
bern menores que nos siltitos CA e espesso (Tabela 3, se<;ao
4.1), deixando 0 dominio da solu<;ao para a caulinita, que
tern baixa CTC. Esse comportamento combina com 0 baixo
potencial de neutraliza<;ao estimado para esse material
(Tabela 6, se<;ao 4.2).
A quantidade mais elevada de sulfato observada nos
siltitos CA e CS (Figura 18a e c) poderia ter por origem a
presen<;a de sulfetos, ja que esses siltitos sao associados
a materiais portadores de piri ta nas camadas A e S (se<;ao
2.3.1). Nesse caso, 0 potencial de acidifica<;ao estimado na
tabela 6, se<;ao 4.2, poderia ter algurn significado no caso
do siltito CA, que inclusive mostrou urna eleva<;ao no
sulfato na ultima analise (Figura 18a).
Os efluentes do carvao, como referido anteriormente,
apresentaram urn comportamento completamente diferente dos
outros materiais, mostrando no inicio urna fase alcalina,
com valores de pH oscilando entre 7,8 e 8,3, seguida de urna
queda continua no pH, apos 1400 rom na colunas 22 e 24 e
120
1700-1800 mm acumulados na coluna 23, ate atingir pH menor
que 3,0 (fase acida) (Figura 19a), que estende ate 0
momento. Entre as fases alcalina e acida pode-se separar
ainda uma fase intermediaria, com dura9ao ao redor de 1000
mm, desde 0 inicio da queda do pH ate atingir pH < 3.
(a)
9,0
8, 0 ~-.l"""'~'"
~ 7,0
6,0
:::t: 5,0 a..
-
4,0
3,0
2,0
1,0
8000
7000
6000 ';"
E 5000 u
~ 4000
u.i 3000 cj
2000
1000
o
o
(b)
o
FIGURA 19.
--23
--24
1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 acumulado em altura (mm)
~ --23
-24
1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
acumulado em altura (mm)
Evolu9ao do pH (a) e da condutividade eletrica (eE) (b) nos efluentes do carvao fosco da camada A.
121
A conduti vidade eletrica iniciou acima de 5000 pS
cm--, decaindo rapidamente entre uma lixivia<;ao e outra ate
estacionar em um patamar ao redor de 2500 pS cm--, que se
manteve ate 0 termino da primeira fase (Figura 19b). A fase
de queda do pH foi acompanhada por uma eleva<;ao da CE, que
foi muito mais significativa na CE dos efluentes das
colunas 22 e 24 (3500-4500 pS cm- l) do que nos efluentes da
coluna 23 (2800 pS cm- I). Com os efluentes mostrando
valores de pH entre 2,8-2,7 (colunas 22 e 24) e 3,2 (col una
23), a CE foi gradualmente decrescendo ate 1500 pS cm-I (22 e
24) e 900 pS cm-1 (23). Em seguida inieiou uma nova fase de
eleva<;ao de CE, dessa vez com a situa<;ao se invertendo, com os
efluentes da coluna 23 atingindo as maiores CE (7000 pS em-I)
e os das eolunas 22 e 24 as menores (3400-3900 pS em-I),
sendo com isso produzidos os valores de pH mais baixos
registrados ao longo da lixivia<;ao (2,1 na coluna 23). Ap6s,
os efluentes da coluna 24 mostraram um diminui<;ao mais
acentuada da CE (para em torno de 1000 pS cm-I), com seu pH
elevando-se para um patamar ao redor de 3,0, enquanto que os
das outras duas colunas prosseguiram com valores de pH em
torno de 2,4-2,5 (Figura 19).
Os valores de pH alcalinos da primeira fase do
carvao foram em parte surpreendentes, ja que na
caracteriza<;ao inicial do material 0 pH determinado era
acido (Tabela 3, se<;ao 4.1), mesmo que na determina<;ao ap6s
48h tenha mostrado uma eleva<;ao (Tabela 4, se<;ao 4.1).
Dessa forma, 0 teste cinetico elaramente corrobora a
122
hip6tese da inadequa~ao da medida de pH na suspensao solo
agua (se~ao 4.1), pois seu comportamento ao longo do tempo
e composto por fases muito distintas (Figura 19), urna
alcalina e urna mui to acida, e nao por urn comportamento
medio, como 0 teste do pH, estatico, poderia sugerir.
A condi~ao alcalina nos efluentes do carvao nao
mostrou-se dominada pelo anion carbonato-bicarbonato
acompanhado do Na, como nos efluentes do argilito amarelo
(Figura 13c) e dos siltitos CA e espesso (Figura 18a e b),
e sim pelo anion sulfato acompanhado de Ca+Mg (Figura 20,
primeira fase). Entretanto, isso nao indica necessariamente
a dissolu~ao direta a partir de sulfatos, pois a oxida~ao
da pirita tambem se processa a valores de pH neutros (MOSES
et al., 1987; MOSES e HERMAN, 1991; se~ao 2.6.1), condi~ao
em que a necessidade de carbonato inclusive e dobrada para
neutralizar a acidez (MORIN e HUTT, 1994; equa~6es 2 e 3,
se~ao 2.6.4). A equa~ao 3 (pagina 37) coloca a produ~ao de
4 ions bicarbonato para dois sulfato, isso significa que 2
ions bicarbonato devem sobrar, 0 que garantiria urn
tamponamento eficiente do pH, como 0 observado na figura
19a. Segundo LINDSAY (1979) no sistema CaO-C02 -H20-H2 S04 a
adi~ao de H2S04 no sistema nao alteraria 0 pH de equilibrio
(teoricamente em torno de 7,8), meramente dissolvendo a
calcita e precipitando gesso, de acordo com a equa9ao 10:
( 10)
123
(a) coluna 23
30,0
_ 25,0 "I E " ~ 20,0 .§.
~ 15,0 ()o tV ... -i 10,0 u c o u 5,0
30,0
25,0 "I E " '0 20,0 E .§. 0 15,0 .tV ()o tV ... -c 10,0 CI) u c 0 u 5,0
0,0
primeira fase
o 1000
(b) coluna
0 1000
segunda fase
2000 3000 4000 acumulado em altura (mm)
24
segunda fase
2000 3000 4000 acumulado em altura (mm)
5000
5000
-'-Ca+Mg
_504
---'-Fe
--*-AI
-tf-5i
-'-C03+HC03
6000
-,-ca+Mg
_504
---'-Fe
--*-AI
-tf-5i
-'-C03+HCO~
6000
FIGURA 20. Evolu<;:ao da composi<;:ao quimica nos efluentes do carvao fosco da camada A, coluna 23 (a) e coluna 24 (b).
A grande satura<;:ao do sistema nessa fase era
demonstrada por uma abundante precipi ta<;:ao de urn mineral
branco observada no fundo dos frascos, que deveria ser a
calcita, ja que essa e menos soluvel que 0 gesso (LINDSAY,
1979). Dessa forma, grandes quantidades de sulfato poderiam
124
permanecer em solu~ao baixando a concentra~ao dos ions
carbonato e bicarbonato nos frascos, como observado na
Figura 20.
Por outro lado, dentro da coluna a tendencia seria
de acumula~ao de gesso e dissolu~ao dos carbonatos devido a
adi~ao de acido proveniente da oxida~ao da piri ta. Com 0
consumo do carbonato, 0 gesso mais soluvel passaria a ser
prontamente lavado pela agua de lixivia~ao, 0 que poderia
explicar 0 aumento da CE e do sulfato acompanhado de Ca+Mg
no final da fase alcalina e fase de descida do pH (Figuras
19 e 20). 0 final desse processo pode ter induzido a um
aceleramento na oxida~ao da pi rita por, por exemplo,
desobstru~ao de poros, levando a um novo aumento da CE
(Figura 19b).
Esse processo pode explicar a di feren~a de
comportamento entre as amostras das colunas 22 e 24 e a 23,
considerando que a da 23 tivesse maior quantidade de
carbonatos. Assim, ela poderia ter mantido a fase alcalina
por mais tempo (Figura 19a), mantendo mais sulfato dentro
da coluna e obstruindo mais a oxida~ao da pirita, com uma
tendencia de rebaixamento mais suave.
Em rela~ao a libera~ao de metais pelo carvao,
detectou-se no absor~ao at6mica de chama: elevada
concentra~ao de Fe na fase acida (Figura 20), niveis
relativamente altos de Mn nas fases alcalina e de decrescimo
do pH, diminuindo na fase acida, quantidades expressivas de
Ni e Zn e tra~os de Cu e Co, todas na fase acida (Figura 21).
(a) coluna 23
1,8 r-----------------~~--------------------------~ 1,6
'7- 14 E ' " CI 1,2 E '0' 1,0
'111 go 0,8 b B 0,6 I: 8 0,4
0,2
0,0 t..--'I--4--I---l'---~;:;~~==~===~
12
10 c1 E " 8 CI
!. I:
6 :E 0
'111 (,)0 III
4 b I: III U I:
2 0 u
0 o 1000 2000 3000 4000 5000 6000
acumulado em altura (mm)
(b) coluna 24
1,2 r--------------------------------------------,
c1 1,0
E ! 0,8
!. .g 0,6 (,)0
.t: B 0,4 I:
8 0,2
0,0 t.. ............ -."-"-/.....---~;:=::::~ ... i!E5~==::t;~~~
14
12 c1 E
10 " CI
!. 8 I:
:E 0
6 '111 (,)0
I!! -4 I: III U I:
2 0 u
0 o 1000 2000 3000 4000 5000 6000
acumulado em altura (mm)
125
_Ni
---.-Cu -...Zn _Co
-+-Mn
-Ni ---.-Cu -...Zn _Co -+-Mn
FIGURA 21 Evolu9ao da libera9ao de metais nos efluentes do carvao fosco da camada A, coluna 23 (a) e coluna 24 (b).
A massa mineral desse carvao, presente em razoaveis
propor90es, como sugerida pela sua densidade (Tabela 2, se9ao
4.1), mostrou ter sido afetada pela acidifica9ao, 0 que e
indicado pela eleva9ao substancial dos niveis de Si e Al na
126
segunda fase (Figura 20), simulando nele proprio todos os
mecanismos de neutraliza~ao discutidos em se~oes anteriores.
Dessa forma, os testes de lixivia~ao dos materiais
com agua destilada confirmaram os testes estaticos de
potencial de acidifica~ao e de neutraliza~ao, que apontavam
o carvao como 0 unico material potencialmente acidificante,
e os sil ti tos CA e espesso como materiais portadores de
alcalinidade. A capacidade de neutraliza~ao dos materiais,
entretanto, foi melhor avaliada atraves da adi~ao do
efluvio acido do carvao.
4.3.2 Lixivia9ao com efluvio acido
Apos chegar na fase acida (Figura 19a) os efluentes
do carvao passaram a ser adicionados sistematicamente a uma
das repeti~oes de cada tipo de material. Na Figura 22 sao
apresentadas novamente a evolu~ao do pH dessas amostras,
dessa vez mostrando 0 ponto a partir do qual passaram a
receber 0 efluvio acido.
o solo nao mostrou capacidade alguma de tamponamento,
apresentando pH em torno de 4,0 na segunda lixivia~ao (Figura
22), confirmando os testes estaticos (se~ao 4.2). Por outro
lado, 0 saprolito neutralizou a acidez por muito pouco tempo,
caindo a valores de pH em torno de 4 no quarto lixiviado,
enquanto que 0 siltito da camada S logrou neutralizar a
acidez durante pelo menos 20 lixivia~6es (800 mm acumulados)
ate apresentar pH abaixo de 5, contrariando os testes
estaticos, que apresentavam 0 saprolito com maior poder de
127
(a)
9,0 agua destilada eflUvio acido
8,0
7,0
6,0 :r: Q.
5,0
4,0
3,0
2,0 -600
(b)
9,0
-300 o
--solo
--sapr61i1:0
--argil.am.
300 600 900 1200 1500 1800 acumulado em altura (mm)
agua destilada efluvio acido
8,0
7,0
6,0 :r: Q. 5,0
4,0
3,0
2,0 -600
FIGURA 22.
-300
--silito (CA)
--silito esp
--silito (CS)
o 300 600 900 1200 1500 1800 acumulado em altura (mm)
Evolu<;ao do pH nos efluentes das colunas que receberam efluvio acido. (a) solo, sapr61ito e argilito amarelo, (b) siltito da camada A, siltito espesso e siltito da camada S.
neutraliza<;ao do que 0 siltito CS (Tabela 6, se<;ao 4.2).
Dessa forma, 0 metodo estatico se equivocou, superestimando
o potencial do sapr61ito em rela<;ao ao siltito CS.
128
Aparentemente, 0 metodo nao conseguiu estimar a parte da
neutraliza~ao devido a dissolu~ao de minerais e/ou devido a
libera~ao de bases que talvez nem 0 metodo de extra~ao com
acetato de am6nio tenha conseguido.
A neutraliza~ao por parte do argilito amarelo,
siltito CA e siltito espesso tern sido eficiente tambem tanto
na nao libera~ao de metais como na adsor~ao dos metais
existentes nos efluvios acidos do carvao; as quantidades de
sulfato nos efluentes, entretanto, aparentemente tern se
mostrado no mesmo nivel das do carvao (Apendice 5) .
Nos tres materiais a acidifica~ao passou a provocar
a dissolu~ao de aluminosilicatos como indicado pelos teores
relativamente elevados de Si e de Al detectados nos seus
efluentes acidos (Figuras 23a e b e 24c e Apendice 5) .
A julgar pelos teores de Ca e Mg 0 acido deve
atacar principalmente as esmectitas, que sao mais ricas em
bases. Alem disso, a dissolu~ao provocou a libera~ao de
niveis relativamente altos de metais a partir do siltito
CS, ja que detectou-se Ni, Mn e Co mais elevados do que nos
efluvios acidos do carvao que 0 percolaram (ver analises 7
e 8 no Apendice 5). 0 solo e 0 sapr61ito, por sua vez,
apesar de nao apresentarem nos seus efl uentes ni veis mais
altos do que no efluente do carvao que ingressou, mostraram
niveis semelhantes, 0 que indica a sua baixa capacidade de
reter esses metais.
18 '1
16 E " '0 14 E 12 E-0 10
'1'11 (» 8 I'll ... 6 ..... c CI) 4 u c 2 0 u 0
'1- 35 E
30 " '0 E 25 E-
20 0 '1'11 (» 15 I'll ... ..... 10 c CI) u 5 c 0 0 u
<? 30
E 25 " '0 E 20 E-o
'1'11 15 (» I'll ... 10 ..... c CI) u 5 c 0 u 0
0
0
( a) Solo
-+-Ca+Mg
_504
---'-AI
-M-5i
500 1000
(b) sapr61ito
-+-Ca+Mg _504
---'-AI
-M-5i
500 1000
1500 2000 2500 acumulado em altura (mm)
1500 2000 2500
acumulado em altura (mm)
( c) argilito amarelo
-+-Ca+Mg _504
-M-5i
_C03+HC03
~Na
0 200 400 600 800 1000 1200 acumulado em altura (mm)
129
3000 3500 4000
3000 3500 4000
1400 1600 1800
FIGURA 23. Evolu9ao da composl9ao quimica nos efluentes do solo (a), sapr61ito (b) e argilito amarelo (c) nas colunas que receberam efluvio acido.
_ 30
~ 25 '0 E 20 ..§.
.i 15 ~ _ 10 c 8 5 c
8 0
"1 30
E "'0
'0 25
E 20 ..§.
0 ICV 15 t>-III ... 10 -C QI U 5 c 0 u 0
18
"1 15 E "'0
~ 12 ..§. 0
9 ICV t>-III ... - 6 c QI U c
3 0 u
0
(a) siltito CA
o
-+-Ca+Mg _504
_C03+HC03
-r-Na
-M-5i
1000 2000 3000
acumulado em altura (mm)
(b) siltito espesso
0
(c)
0
-+-Ca+Mg _504
_C03+HC03
-M-Na
500
siltito
-+-ca+Mg
_504
-'-Fe
----'-AI
-M-5i
-r-Na
_C03+HC03
1000 1500 2000
acumulado em altura (mm)
CS
1000 2000
acumulado em altura (mm)
130
4000 5000
2500 3000 3500
3000 4000
FIGURA 24. Evolu9ao da composi9ao quimica nos efluentes do siltito da camada A (a), siltito espesso (b) e siltito da camada S (c) nas colunas que receberam efluvio acido.
131
Por outr~ lado, 0 argilito amarelo, 0 siltito CA e
o siltito espesso, tamponaram eficientemente 0 pH ( a 6,5 no
argilito e 7,0 nos siltitos) por, respectivamente, 840, 1720
e 1400 mm acumulados de lixivia~ao acida (Figura 22),
confirmando ate 0 presente 0 PN indicado pelo metodo estatico
(Tabela 6, se~ao 4.2). Nesse particular, confirma a a~ao dos
cations trocaveis e/ou dissolu~ao da esmectita na neutraliza~ao
no argilito amarelo (nao possuidor de carbonato) e no siltito
espesso, atraves do deslocamento de Na (Figura 23c e 24b),
conforme considera~oes realizadas na se~ao 4.2.
Dessa forma, os testes cineticos conseguiram
esclarecer uma serie de aspectos levantados tanto na
caracteriza~ao (se~ao 4.1) como nos testes estaticos (se~ao
4.2). Mostraram a inadequa~ao da medida de pH realizada na
caracteriza~ao dos materiais (se~ao 4.1) como indicativa do
comportamento de materiais, mesmo que imediato, e confirmaram
os potenciais de acidifica~ao do carvao e de neutraliza~ao
dele proprio, do argilito amarelo e dos siltitos CA e
espesso, apontando falhas no caso do saprolito e do siltito
CS, com superestima~ao e subestima~ao, respectivamente. Alem
disso, forneceram indica~oes importantes a respeito dos
possi veis mecanismos de a~ao e de evolu~ao da acidifica~ao.
Entretanto, esses testes nao poderiam continuar
indefinidamente para responder a outras questoes como 0
momento em que ocorrera 0 esgotamento desses potenciais,
necessitando-se extrapolar certas tendencias para obter
essas respostas, 0 que necessita uma analise a parte.
132
4.4 Balan90s de massa dos processos de acidifica9ao
e de neutraliza9ao
As informa~6es coletadas nos testes cineticos podem
ser usadas para alimentar modelos, extrapolando taxas de
oxida~ao a partir de dados obtidos em laboratorio, ou
resolvendo sistemas de equa~6es que representam os varios
fatores que controlam as rea~6es (EUA-EPA, 1994, se~ao
2.6.5.3). Por exemplo, WHITE e JEFFERS (1994), atraves das
taxas de libera~ao de sulfato, Ca e Mg, conseguiram realizar
a extrapola~ao do tempo necessario para esgotar 0 potencial
de neutraliza~ao de uma amostra para que essa passasse a
desenvolver drenagem acida (se~ao 2.6.5.3) .
No caso em estudo, 0 tempo relati vamente longo de
dura~ao do teste cinetico (superior a um ana) permitiu um
aCUmulo de dados, principalmente do carvao fosco, que podem
ser analisados de modo a se obter alguma indica~ao da
possibilidade de extrapola~ao de dados. Como nao foram
realizadas analises quimicas de todos os lixiviados, pode
se buscar uma interpola~ao entre as analises.
De maneira geral observou-se que 0 sulfato, 0 anion
mais abundante nos efluentes do carvao fosco (Figura 20,
se~ao 4.3), apresentava uma quantidade aproximadamente
proporcional a condutividade eletrica (Apendice 5) .
Colocando-se essas rela~6es em um grafico (Figura 25) nota
se que a correla~ao geral e relativamente baixa (r2
0,5471), 0 que nao permitiria estimar satisfatoriamente a
quantidade de sulfato a partir da condutividade eletrica.
6000
5000
,,; 4000
u II)
3000 .: u.i 0 2000 o
1000 • •
0 0 5
o
10
o o o •
15 20
)0(
•••
25
concentra~o S04 {mmol dm"1
30
133
Ic1l I ,
I:: I .4
x -51 06
1' 07
.8
35
FIGURA 25. Rela~ao entre a condutividade eletrica e a concentra~ao de sulfato nos efluentes do carvao fosco da camada A (colunas 22, 23 e 24).
Discriminando porem pelo nlimero da analise na
figura, observa-se que os pontos mostram uma tendencia bern
mais clara de alinhamento, principalmente nas analises 5, 7 e
8. Ora, como discutido na se~ao anterior, houveram mudan~as
significativas no pH (de <8,0 a 3,1), bern como na composi~ao
quimica dos efluentes ao longo da lixivia~ao, com modifica~oes
nos tipos de ions acompanhantes (Figura 20, se~ao 4.3). Dessa
maneira, em fun~ao da varia~ao desses fatores nao deveria
ser esperada uma correla~ao geral muito elevada.
Admitindo entao uma oscila~ao na rela~ao entre a CE
e a quantidade de sulfato se poderia tentar obter rela~oes
entre as analises como se as retas migrassem entre uma
analise e outra. As possi veis rela~oes foram "estudadas,
obtendo-se as equa~6es das retas para cada analise, ou para
134
as duas consecuti vas caso elas se apresentassem na mesma
tendencia (Apendice 6).
No caso das retas entre duas analises consecuti vas
localizarem-se deslocadas lateralmente, acrescentou-se na
formula urn fator de corre<;ao para fazer com que a reta
fosse migrando a cada lixivia<;ao ate atingir a outra. Por
exemplo, na analise 4 a CE de 2500 j.lS cm- l corresponde a
cerca de aproximadamente 25 mmol dm- 3 de sulfato enquanto
que na analise 5 os mesmos 2500 j.lS cm-1 correspondem a 16
mmol dm- 3 de sulfato (Figura 25); logo, os pontos das
lixi via<;6es a partir da analise 4 com 2500 j.lS cm- 1 de CE
devem ser proporcionalmente reduzidos de 25 ate atingir 16
mmol dm- 3 de sulfato na analise 5 (ver apendice 7). Atraves
desse raciocinio simples, se po de ajustar empiricamente os
valores de CE as quantidades de sulfato atraves das
analises quimicas realizadas. Os calculos podem ser
facilmente realizados com urna planilha eletronica, com 0
fator de corre<;ao sendo ajustado automaticamente atraves da
formula.
Esses procedimentos foram assim tornados entre cada
analise, ajustando a formula conforme a situa<;ao. As
formulas usadas para 0 calculo de cada lixiviado encontram
se indicadas no Apendice 7, juntamente com os resultados
obtidos. De posse desses valores estimados, pode-se entao
partir para a extrapola<;ao, quantificando e dimensionando
os processos de acidifica<;ao e de neutraliza<;ao.
135
4.4.1 Balan90 de massa da acidifica980 e a cinetica
As quantidades de sulfato estimadas para cada
efluente podem fornecer a quantidade de enxofre liberada
pela amostra do carvao a cada lixi via<;ao, considerando 0
volume fixe de agua utilizado de 44,2 mI. Com isso chega-se
a quantidade de enxofre liberado em cada lixivia<;ao.
Acumulando essa quantidade obtem-se quanta de enxofre foi
liberado ate determinado ponto da lixivia<;ao. Esse, colocado
em urn grafico com a quantidade acumulada de agua de
lixivia<;ao em altura (Figura 26) fornece uma ideia da
velocidade do processo, que e proporcional a inclina<;ao da
reta.
5,0
4,0
m -; 3,0 '0 t! cu ,g 2,0 en
1,0
0,0
o
FIGURA 26.
8 --23
--24
1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 acumulado em altura (mm)
Quantidade de enxofre liberado em gramas por cada col una do carvao fosco da camada A ao longo da lixivia<;ao.
136
Por essa figura fica claro que as amostras das
colunas 22 e 24 apresentaram uma libera~ao mais rapida ate
3200 rom de lixi via~ao acumulada, liberando cerca de 2,5 g
de enxofre. Ate esse ponto, a amostra da coluna 23 tinha
liberado somente 2,0 g de S. Apos, a taxa de libera~ao das
amostras das colunas 22 e 24 cairam bastante, a da 24 mais
do que a da 22, enquanto que a da coluna 23 acelerou, com a
amostra 22 liberando nesse intervalo 1,1 g de S, a 23 1,8 g
Sea 24 apenas 0,9 g de S. Ao final dos 6240 rom a quantia
de enxofre liberada pela amostra da coluna 23 j a tinha
atingido a da 22, cerca de 3,8 g de S, ao passo que a da
coluna 24 chegou somente a 3,4 g de S.
A quantidade total de enxofre piritico presente nas
amostras de carvao na coluna pode ser estimada pelo potencial
de acidifica~ao (PA) de acordo com 0 seguinte raciocinio:
• PA carvao = 71,13 kg CaC03 por tonelada de material
(Tabela 6, se~ao 4.2)
• Como 1 mol de pirita (FeS2) e neutralizado por 2 moles de
CaC03 (200g) (se~ao 2.6.4)
=> 1 g de S da pi rita e contrabalan~ada por 3,125g CaC03
• Portanto, em uma tonelada haveria 22,76 kg S
=> em 200 g tem 4,56 g de S
Admitindo que ha 4,56 g de S piritico em cada
coluna se pode entao transformar as quantidades de S
liberadas em percentagem em rela~ao ao total, expressando a
figura de outra forma, em % do S liberado (Figura 27) .
137
100 fase
fase acida
80
~ ~ 0
60 'tJ ~ CP g CP
40 .:: [32 --23
--24
0 )( c:: w
20
0 0 2000 4000 6000 8000 10000
acumulado em altura (mm)
FIGURA 27. Percentual de enxofre liberado em rela9ao ao S piritico total presente em cada coluna do carvao fosco da camada A ao longo da lixivia9ao .
Portanto, pode-se estimar que durante a fase
alcalina foram liberados em torno de 22-23% do S total
presente nas amostras, enquanto que na fase de descida do
pH foram liberados entre 14 e 20%, restando entao entre 56
e 64% para serem liberados na fase acida. Ate 0 momento, de
acordo com 0 estimado, ja haviam side liberados 83% do S
presente nas colunas 22 e 23 e 74% do S na coluna 24.
Relacionando a quantidade de mm acumulados de
lixivia9ao com a precipita9ao media na regiao de Butia, que e
de 1300 mm por ano (se9ao 2.2.3), chega-se a uma equivalencia
em tempo de aproximadamente 5 anos, faltando tao somente 20%
da pirita para ser consumida. Essa estimativa fornece uma
dimensao da rapidez do processo, mesmo considerando que no
campo 0 processo possa demorar mais na compara9ao com 0
laboratorio,
rela9ao ao
138
onde as condi90es foram mais otimizadas em
tamanho de graos e disponibiliza9ao de
superficies. De qualquer forma, considerando arbitrariamente
que no campo levasse cinco vezes mais tempo que no
laboratorio se teria em torno de 50 anos para que 0 processo
todo ocorresse, 0 que e muito rapido em termos pedogeneticos.
A observa9ao dos valores de sulfato estimados a cada
lixi via9ao (Apendice 7) revela que a oscila9ao da taxa de
libera9ao do S e mui to mais variavel do que as inclina90es
das curvas nas figuras 25 e 26 podem fazer supor. Fazendo uma
analogia com a velocidade, a curva de acumula9ao nos fornece
uma velocidade media, por isso, optou-se por um outro
desenvolvimento matematico que apresentasse essa varia9ao
numa forma mais sensivel, fornecendo a velocidade
instantanea. Tal desenvol vimento teria que ter por base a
taxa de libera9ao de S por rom de lixivia9ao, 0 que pode ser
fei to de varias maneiras. Essa taxa, entretanto, pode ter
pouco significado pratico se nao for atrelada a uma unidade
de medida mais palpavel e interessante.
No caso do presente estudo, uma das indaga90es mais
importantes e 0 tempo de dura9ao do processo, ou mais
especificamente, de acordo com a tendencia ultimamente
apresentada quanto tempo levara para que 0 processo termine ?
Para responder a tal pergunta foi desenvolvida a seguinte
expressao:
T [(4,56-Sacum)/(S de 5 lix)/200rom)] + Tempo decorrido
onde:
T = tempo para 0 consumo de todo 0 S (em rom acumulados)
4,56 = quantidade inicial de enxofre piritico
Sacum. = quantidade de S acumulada ate aquele momenta
S de 5 lix. = S liberado nas tiltimas 5 lixivia~oes
139
200rom = quantidade de lixivia~ao ocorrida nas 5 lixivia~oes
Tempo decorrido = quantidade de lixivia~ao acumulada ate
aquele momento
Essa expressao projeta atraves da tendencia de
libera~ao das cinco til timas lixi via~oes 0 tempo total de
dura~ao do processo (em rom acumulados em altura), assumindo
que a taxa de libera~ao de Sate 0 final se mantera igual a
das tiltimas cinco lixivia~oes. A coloca~ao dos valores
obtidos ern urn grafico (Figura 28) fornece uma varia~ao mais
sensivel da taxa de libera~ao de enxofre, fornecendo ao mesmo
tempo a dura~ao projetada do processo permanecendo essa taxa.
De acordo com essa formula~ao 0 processo durante a
fase alcalina, se mantidas as taxas de libera~ao de S,
teria durado um tempo medio de 9000 rom acumulados,
sofrido no seu ter~o final uma grande acelera~ao,
mantida esgotaria 0 processo em 5000 rom acumulados
tendo
que se
(tra~o
de separa~ao entre a fase alcalina e a fase acida na Figura
28). A fase de queda do pH (intermediaria na Figura 27),
que foi ate aproximadamente 3000 rom acumulados, foi a fase
que em media apresentou as taxas mais elevadas de libera~ao
do S, que se mantidas, iria terminar 0 processo em 5000 rom
140
para as amostras das colunas 22 e 24. A seguir as taxas
foram decrescendo gradualmente ate projetarem entre 9000 e
13000 mm acumulados para a dura<;ao do processo, para em
seguida acelerar nas colunas 22 e 23, projetando 0 termino
do processo em 7000 e 8000 mm acumulados, enquanto que a
amostra da coluna 24 mostrou uma desacelera<;ao proj etando
urn termino em 13000 mm acumulados.
20000
fase fase
I\I~ alcalina acida
ti ~ 15000 Q. .....
1\1 GI ~.t: :!:: 0 1\1 >C
E ; 10000 GI 0 0" " 0 .!! E ::s ::s E III ::s c 5000
[32
--23 --24
u 0 1\1 U
0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
acumulado em altura (mm)
FIGURA 28. Varia<;ao da taxa de libera<;ao de enxofre ao longo da lixi via<;ao no carvao fosco da camada A, expressa em termos da dura<;ao proj etada do processo em quantidade de lixivia<;ao acumulada.
Portanto, essa f6rmula de calculo projeta a chegada
dos 100% na Figura 27 em torno de 7000-8000 mm acumulados
para as amostras das colunas 22 e 23 e em torno de 13000 mm
acumulados para a amostra da coluna 24, mantidas as
tendencias das liltimas cinco lixivia<;oes.
141
4.4.3 Balanco de massa da neutralizayao
Uma outra estimati va que pode ser realizada com
base nas libera~6es de enxofre estimadas e a quantidade de
potencial de neutraliza~ao que as amostras que sofreram
lixi via~ao acida teriam gasto para neutralizar a acidez
adicionada. 0 calculo pode ser realizado atraves da soma
das quantidades de enxofre que ingressaram nas amostras ,
transformando essas em equivalentes de kg CaC03 por
tonelada. Nesse balan~o e tambem incluido 0 carvao. 0
resultado dessa estimativa e apresentada na Tabela 9.
TABELA 9. Estimativas do potencial de neutraliza~ao (PN) gasto pelas amostras para neutralizar a acidez produzida (carvao) e adicionada (demais amostras).
Material
saprolito
argilito am.
carvao (22)
carvao (23)
carvao (24)
siltito CA
siltito esp
siltito cs
Enxofre recebido
g
0,1208
0,4712
0,9745
1,3155
1,0524
0,8846
0,4711
0,2984
PN PN total produzido estimado
1,89
7,36
15,23
20,55
16,44
13,82
7,36
4,66
10,16
14,29
14,52
14,52
14,52
29,51
25,05
5,48
PN produzido PN estimado
%
19
52
105
142
113
47
29
85
Obs.: saprolito, carvao e siltito CS ja esgotaram seu PN.
argilito amarelo, siltito CA e siltito espesso continuam com PN
142
Esse balan~o mostraria a principio, atraves da
compara~ao do PN produzido com 0 PN estimado, que as
estimati vas do metodo de potencial de neutraliza~ao
utilizado (se~ao 4.2) foram parcialmente razoaveis. Por
outro lado, a convergencia de resultados sugere que as
incertezas de estimativa das quantidades de enxofre devem
estar dentro de urn patamar aceitavel.
Considerando que internacionalmente sao usados ate
fatores de 3 como intervalo de confianGa para assegurar esse
tipo de estimativa (se~ao 2.6.5.1), pode-se afirmar que 0
metodo estatico foi razoavelmente eficiente e relativamente
exato para estimar 0 PN do carvao e do siltito da camada S.
Quanto ao sil ti to da camada S fica esclarecida a duvida
sobre a subestima~ao desse em relaGao ao sapr61ito,
levantada anteriormente (se~ao 4.3.2), com 0 balan~o
mostrando que
elevada do PN
houve urna superestima~ao demasiadamente
do sapr61ito (PN demonstrado no teste
cinetico correspondeu a apenas 19% do estimado pelo teste
estatico), mesmo considerando que os materiais receberam
uma lixivia~ao previa com agua destilada.
Em relaGao aos materiais em que 0 PN ainda nao foi
esgotado (argilito amarelo, siltito CA e siltito espesso),
o balan~o realizado fornece uma estimativa de que
aproximadamente a metade do PN tenha sido consumida no
argili to amarelo e no sil ti to CA, e em torno de 30% no
sil ti to espesso. Considerando os intervalos de confianGa
referidos acima, pode-se julgar que tambem nesses casos 0
143
metodo estatico tenha sido satisfatorio, pelo menos no
argilito amarelo e no siltito CA.
Dessa forma, as estimativas garantem que 0 metodo
estatico para determina9ao do potencial de neutraliza9ao e
litil para curnprir esse obj eti vo. Entretanto, ele nao e
adequado para todos os tipos de materiais, causando urna
superestima9ao muito elevada nos materiais intemperizados.
As estimativas tambem sugerem que 0 experimento teria que
continuar por muito mais tempo para esgotar 0 PN do
argilito e dos siltitos CA e espesso, com potencial de
acidifica9ao do carvao sendo esgotando antes.
Mesmo que os testes cineticos pudessem continuar,
renovando a fonte produtora de acidez, e confirmassem 0 PN
desses materiais, restaria a questao sobre seu insuficiente
PN (em torno de 30 kg CaC03 t-1) na compara9ao com 0 potencial
de acidifica9ao do carvao (em torno de 70 kg CaC03 t-1).
Esta questao pode ser abordada fazendo urn balan90
das quantidades absolutas de PA e de PN desses materiais na
coluna geologica (Figura 9, se9ao 4.1.1), referindo-as a urn
prisma com 1 m2 de area de base para compara9ao. Para tal, e
necessario considerar as densidades dos materiais (em t m-3)
(Tabela 5, se9ao 4.1.2) e as suas espessuras (em m) na
coluna geologica, para obter a massa absoluta (em t). Em
seguida, atraves do PA e do PN estimados pelo teste
estatico (em kg CaC03 t- 1) (Tabela 6, se9ao 4.2.), obtem-se
os potenciais liquidos absolutos de neutraliza9ao ou de
acidifica9ao dos materiais (em kg CaC03 ) (Tabela 10).
144
TABELA 10. Balanc;o dos potenciais de acidificac;ao (PA) e de neutralizac;ao (PN) absolutos dos principais materiais portadores dessas caracteristicas na coluna geo16gica.
Material Espes- Densi- Massa':: PA PN PN-PA PN-PA .,
sura dade
t m -3 ton - ~:q CaC03 t ~1 ~~g CaC0 3
Carvao (CAl 1,03 1,73 1,78 71,13 14,52 -56,61 -100,8
Siltito (CAl 3,48 2,31 8,03 7,55 29,51 21,96 176,3
Siltito esp. 9,80 2,23 21,85 5,93 30,98 25,05 547,3
Soma 622,8
\ 1) referente prisrna 1 0
de area de base. a urn com rn-
Esse balanc;o demonstra que, considerando como
corretos os valores de PN e PA medidos nos testes estaticos,
os materiais portadores de PN possuiriam sete vezes a
quantidade de alcalinidade suficiente para neutralizar a
acidez presente no carvao fosco da camada A, o que
fortemente sugere 0 uso desses materiais para controlar a
acidificac;ao na area. Ha, entretanto, outros materiais
portadores de pirita na coluna geo16gica, que sao os
carvoes das camadas S e M, cujo conteudo ern pi rita e acidez
e dirigido para a planta de beneficiamento (seC;ao 2.3).
Considerando a espessura desses (3,39 m) e urn potencial de
acidificac;ao e densidade semelhante ao carvao da camada A,
chega-se a urn PN-PA de 332 kg CaC03 , 0 que ainda poderia
ser neutralizado pelos siltitos.
145
4 .5 Implicacoes praticas na recuperacao das areas
de mineracao de carvao e recomendacoes para
estudos futuros
A caracteriza~ao
acidi fica~ao (PA) e de
pre-minera~ao
neutraliza~ao
dos
(PN)
potenciais de
dos materiais
presentes na coluna geologica pode fornecer subsidios para
o planejamento da melhor disposi~ao dos materiais de modo a
neutralizar ou minimizar 0 impacto da acidifica~ao.
Tecnicamente, esse planejamento depende, a principio,
da rela~ao estereis' com alto poder de neutraliza~ao/materiais
acidificantes, que deve variar entre as jazidas e mesmo
dentro de uma mesma jazida, 0 que indica a necessidade de se
montar estrategias adequadas para cada caso, conforme 0
condicionamento geologico. Por exernplo, dentro de
j azida a carencia de materiais com alto
uma mesma
poder de
neutraliza~ao de uma area poderia ser compensada pela sobra
desses em outra. Na pratica, porem, 0 planejamento dependera
dos custos econ6rnicos das opera~6es, j a que para esse fim
seriam necessarias diferentes frentes de minera~ao e de
recupera~ao, localizadas a distancias talvez consideraveis.
A transferencia dos conhecimentos obtidos no
laboratorio para as condi~6es de campo pode ser realizada
atraves de experimentos de campo bern como atraves do estudo
de situa~6es analogas identificadas nos solos construidos nas
areas recuperadas. Por outro lado, a eficiencia no campo das
rea~6es de neutraliza~ao dos materiais sobre a acidifica~ao
poderia ser verificada atraves da compara~ao da rela~ao
146
PN/PA dos estereis que existiam nas jazidas mineradas com a
situa~ao real existente nas areas recuperadas. Assim, seria
de se esperar problemas de acidifica~ao mais extensos e
mais serios nas areas onde existia na coluna geologica uma
baixa rela~ao PN/PA dos materiais, ocorrendo na situa~ao
inversa problemas de acidifica~ao mais localizados.
Com rela~ao as pesquisas conduzidas nesse estudo,
de modo geral, apesar dos metodos estaticos de determina~ao
de PA e de PN testados terem se mostrado satisfatorios em
compara~ao com os dados obtidos internacionalmente (se~6es
2.6.5.1 e 4.4.3), esses devem ser ainda refinados de modo a
fornecer estimativas mais exatas para toda a gama de
materiais que podem ser encontrados (se~6es 4.2.2 e 4.3.2),
gerando urn grau de previsao mais confiavel. Isso demandara
pesquisas especificas, incluindo testes cineticos.
No caso da estimativa do potencial de neutraliza~ao
merece ser estudada a rela~ao entre 0 PN e a soma de bases
trocaveis e/ou dissolu~ao das esmectitas, nao considerada na
literatura especializada sobre os metodos estaticos (se~ao
4.2), ja que essa rela~ao mostrou-se efetiva no tamponamento
do pH nos testes cineticos (se~ao 4.3). A adequa~ao ou nao
do metodo conforme 0 tipo de material (se~ao 4.2.2) pode ser
testada com diferentes normalidades de acido e modos de
aquecimento, procurando meios de aperfei~oar 0 metodo.
o metodo de estimativa do potencial de acidifica~ao
(PA) deve ser testado analisando a composi~ao do peroxido e 0
efei to dos compostos quimicos adicionados pelos fabricantes
147
(ver se~ao 4.2), verificando alternativas metodologicas para
estimar os baixos potenciais, bern como deve ser testada sua
exatidao na recupera~ao de amostras compostas com quantidades
conhecidas de pirita.
Deve tambem ser melhor investigada a cinetica de
rea~ao de oxida~ao da pirita e de neutraliza~ao da acidez
produzida pelo carbonato e seu efeito sobre os valores de
pH e de condutividade eletrica medidos nas caracteriza~6es
de rot ina (se~ao 4.1) (equilibrio estatico) e sobre as fases
alcalinas e acidas que os materiais portadores desses
minerais podem apresentar quando lixiviados pela agua (se~ao
4.3) (equilibrio dinamico). Podem ser testadas amostras com
variados teores de pirita e de carbonato, de modo a obter
se uma recomenda~ao para as caracteriza~6es de rotina, bern
como para verificar se existe alguma rela~ao entre essas
quantidades, os valores iniciais e finais de pH e 0 tempo
para ser atingido 0 equilibrio, e a ocorrencia e dura~ao
das fases alcalinas e acidas que esses materiais mostrarem
em testes cineticos.
A aplicabilidade dos resultados dessas pesquisas, e
o eventual exi to que se obtenha na recupera~ao das areas
mineradas com base nelas, depende basicamente de uma
constante coopera~ao e troca de experiencias entre os
pesquisadores das universidades e os tecnicos que atuam nas
companhias mineradoras, caminhando no sentido da viabiliza~ao
ambiental e econ6mica dos empreendimentos.
5. CONCLUSOES
A espessa sequencia de cobertura sobre as camadas
de carvao em urn perfil do bloco Riocell na mina Recreio, da
COPELMI Ltda (Butia-RS), com aproximadamente 33 metros de
espessura, pode ser dividida em dois intervalos, urn ate 18
metros de profundidade, composto por urna sequencia de
intemperiza~ao com cores vermelhas e amarelas e outra de 18 a
33 metros, composta por rochas nao intemperizadas de cor
cinza escura. A caracteriza~ao desses materiais apontou para
urn aurnento na quantidade de bases e de esmecti ta com a
profundidade na sequencia intemperizada, e para a
ocorrencia de esmectita e carbonatos na sequencia de rochas
nao intemperizadas, indicando a ocorrencia de materiais com
potencial para neutraliza~ao.
Os testes estaticos indicaram para esses materiais
potenciais de neutraliza~ao entre 37 e 15 kg de CaC03 por
tonelada de material; em contrapartida, 0 carvao fosco
presente na sequencia de cobertura logo abaixo da sequencia
intemperizada apresentou urn alto potencial de acidifica~ao,
em torno de 71 kg CaC03 por tonelada de material.
Os testes de lixivia~ao em colunas com agua
destilada e com 0 efluvio acido provenientes do carvao
149
confirmaram na maioria dos materiais os potenciais
indicados pelos testes estaticos, com aqueles possuidores
de mais alto potencial de neutraliza~ao mostrando-se
capazes de neutralizar a acidez do efluvio do carvao
durante todo 0 periodo do teste. A cinetica de libera~ao da
acidez do carvao mostrou duas fases muito diferenciadas,
urna inicial alcalina, com pHs ao redor de 8,0 e outra muito
acida, com pHs entre 2,1 e 3,0, que se sucedeu ap6s 1500 mm
acurnulados de lixivia~ao. Os niveis de sulfato foram muito
altos ao longo de todo 0 processo, na fase alcalina ocorreu
libera~ao mais alta de Mn e na fase acida niveis
significativos de Ni e Zn, alem de Fe e AI.
Balan~os de massa dos processos de acidifica~ao e de
neutraliza~ao, realizados por intermedio de urna estimativa
da quantidade de enxofre liberado pelo carvao, indicaram
que nos testes cineticos havia side liberado em torno de
80% do enxofre contido na pirita ate 6200 mm de lixivia~ao
acurnulada, indicando a grande rapidez do processo, que em
termos da media da regiao significaria aproximadamente
cinco anos de precipi ta~ao pluviometrica. Urn balan~o das
quantidades absolutas de acidez e de alcalinidade potencial dos
materiais apontou urn resultado favoravel a alcalinidade, 0
que fortemente sugere a utiliza~ao do potencial de
neutraliza~ao presente nesses materiais para 0 controle da
acidifica~ao na area.
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7. APENDICES
APENDICE 1. Informa~6es gerais do teste de lixivia~ao
Co- Altura Numero de Tempo medio Amostra luna acumulada lixivia<;:6es entre as Observa<;:6es
lixivia<;:6es nun dias
1+2 1 4080 102 4,2 passagern Solo 2 4080 102 4,2 rnuita
hor A+B 3 4080 102 4,2 rapida (lh)
4. 4 3760 94 4,5 Sapr6lito 5 3160 79 5,4
6 3160 79 5,4 6. 7 1040 26 16,3 CH decresc.
Argilito 8 1120 28 15,2 CH decresc.
amarelo 9 1800 45 9,4 CH crescente
11. 10 4800 120 3,5 passagern
Siltito 11 4800 120 3,5 rapida (ld)
(CA) 12 4800 120 3,5 14. 13 3240 81 5,2
Siltito 14 2720 68 6,3 espesso 15 3520 88 4,8
16. 16 3880 97 4,4 Siltito 17 3880 97 4,4
(CS) 18 3880 97 4,4 21. 19 320 8 parau par
Siltito 20 360 9 falta de
(EI) 21 480 12 CH
10. 22 6240 156 2,7 Carvao 23 6240 156 2,7
24 6240 156 2,7 CH decresc.
CH condutividade hidraulica
Apendice 2. pH dos efluentes no teste de lixivia~ao.
Experimento de lixivia~ao - pH Acumulado em altura (mm)
Amostra col. 40 80 120 160 200 240 280 320 360 400 440 480 520 560 600 640 680 720 760 800
1+2 Solo 1 4,8 5,2 6,0 6,4 6,4 e'~ 5,8 5,9 6,1 5,9 6,0 6,1 6,1 6,2 5,9 5,8 5,9 5,3 5,1 6,2
hor. A+8 2 4,8 5,6 6,0 5,8 6,3 __ ~,~ 6,2 6,1 6,2 6,0 6,0 5,7 6,1 6,3 5,9 5,9 6,1 6,1 5,9 6,2 3 4,7 4,8 (7 4,8 5,1 ~~~ 5,5 5,4 5,5 5,4 5,1 5,5 5,5 5,7 5,8 6,2 6,0 5,7 5,1 5,4
4 6,5 5,8 5,6 5,9 5,9 eLj 5,8 5,7 5,9 5,8 5,9 6,2 6,0 6,0 6,0 6,1 6,2 6,3 6,2 4. Sapr61ito 5 6,4 5,1 5,0 4,9 5,2 5,1 5,3 5,5 5,5 5,4 5,3 5,7 5,4 5,5 5,4 5,6 5,5 5,8 5,7
6 6,4 6,0 5,2 6,0 6,1-5:~~ 5,9 5,9 5,9 6,1 5,8 6,1 6,1 6,0 5,8 6,0 5,9 6,5 lJ,tl 7 7,7 7,7 7,6 7,5 7,7 7~ 7,3 7,3 7,2 7,6 7,3 7,5 7,2 7,3 7,6 7,7 7,5 L7,5
6. Argilito 8 7,6 7,6 7,5 7,7 7,7 7,4 7,2 7,5 7,5 7,4 7,7 7,5 7,7 7,4 7,5 7,7 7,6 7,5 amarelo 9 7,9 7,6 7,6 7,5 7,7 7,4 7,5 7,5 7,5 7,7 7,5 7,9 7,6 7,6 7,7 7,6 7,5 7,6
10 8,0 8,3 8,2 8,1 8,2 8,1 8,0 8,0 8,1 8,0 8,0 8,0 8,0 8,0 8,0 8,0 8,1 8,1 8,0 8,1 f-------
11. Siltito 11 8,1 8,3 8,3 8,2 8,3 -!!~- 8,2 8,1 8,2 8,1 8,1 8,2 8,2 8,2 8,2 8,1 8,1 8,1 8,1 8,2 (CA) 12 8,1 8,2 8,3 8,3 8,3 8,3 8,2 8,2 8,2 8,1 8,2 8,2 8,2 8,2 8,2 8,1 8,1 8,1 8,1 8,3
13 8,4 8,0 8,3 8,3 8,3 ~~-j 8,3 8,3 8,3 8,3 8,2 8,3 8,3 8,3 8,3 8,3 8,3 8,2 8,4 8,5 14. Siltito 14 8,3 8,2 8,3 8,3 8, 3 !!!~_ 8,4 8,2 8,3 8,3 8,2 8,4 8,4 8,4 8,3 8,3 8,3 8,2 8,5 8,5
espesso 15 8,1 8,3 j!,3 8,3 8,3 l!.~__ 8,2 8,2 8,2 8,2 8,2 8,3 8,3 8,3 8,3 8,2 8,2 8,2 8,4 8,5
16 8,0 8,0 7,7 7,8 ~:: E~:~j ;:~ 7,6 7,6 7,6 7,5 7,7 7,7 7,7 7,7 7,7 7,7 7,6 7,6 7,8 16. Siltito 17 8,0 7,9 7,9 7,8 7,5 7,5 7,5 7,3 7,6 7,6 7,6 7,6 7,6 7,4 7,5 7,6 7,8
(CS) 18 8,0 7,8 7,9 7,8 7,8 7& 7,6 7,5 7,5 7,4 7,3 7,6 7,6 7,5 7,4 7,3 7,3 7,2 7,5 7,5
19 8,7 8,6 8,6 8,4 8,2 L 8'1 8,2 f r ··LrL 21. Siltito 20 8,6 8,4 8,3 8,1 I 7,9 8,0 --8;3 8,1 805 xxx
(EI) 21 ~L 8,3 8,2 -'!_~ 7,8 7,9~J~~ 8,1 8,0 8,2 [!!!2-J 8,0 xxx
22 7,7 8,1 8,0 8,0 8,0 7,8 7,8 7,8 7,8 7,9 7,8 7,8 8,2 8,0 8,0 8,1 8,2 8,0 8,1 7,9 10. Carv~o 23 7,8 8,0 8,0 8,0 8,0 7;8 7,8 7,8 7,8 7,9 7,8 7,8 8,1 7,9 8,0 8,0 8,3 8,0 8,0 8,0
24 78 8 1 80 81 81 79 7,9 7,9 7"~ /!Q __ 7,9 7,9 8,:2~0 8,1 8,1 8,3 8,0 8,0 8,0
[=:J analise qurmica xxx parou por falta de condutividade hidraulica f-' U1 -J
Apendice 2. continua9ao
Experimento de Iixivia980 - pH Acumulado em altura (mm)
Amostra col. 840 880 920 960 1000 1040 1080 1120 1160 1200 1240 1280 1320 1360 1400 1440 1480 1520 1560 1600
1+2 Solo 1 4,8 4,8 5,5 5,3 5,6 5,6 6,5 6,2 6,1 t 5,6 5,3 5,4 5,4 5,3 5,6 5,6 5,3 5,3 5,4 5,2 hor. A+8 2 5,7 4,8 5,9 5,6 5,8 5,9 6,3 6,2
.~
5,2 5,4 5,5 5,5 5,9 5,6 5,4 6,0 5,8 5,5 5,5 5,5 3 5,3 6,2 5,8
----0-
5,3 5,3 5,1 5,6 5,7 4,8 5,8 5,8 5,3 5,3 5,3 5,5 5,5 5,4 5,3 5,3 5,3 - -'----
4 BE 6,0 6,2 6,0 4. Sapr61ito 5 5,4 5,2 5,6 5,7
6 5,8 6,2 6,1 6,2
6,3 6,2 6,8 6,5 6,6 l-e,6] 6,5 6,4 6,6 6,5 6,5 6,4 6,3 6,5 6,6 6,5 5,9 5,9 6,1 6,1 6,0 ~l 6,1 6,2 6,2 6,1 6,0 6,2 6,4 [6,5~ 6,4 6,4 6,3 6,4 []I] 6,3 6,3 6,4 6,2 6,1 6,3 6,3 6,5 [],5 I 6,35~ 6,3 6,2
7 6,9 6,8 6. Argilito 8 7,1 7,2
amarelo 9 7,5 7,~ I 7,1 [7,2 I
6,8 [7,fJ 7,1 7,3 7,2 6,7 6,7 6,5 6,6 6,2 6,8 IT~ 6,4 6,6 6,7 6,9 7,0 6,9 6,7 6,7
10 11. Siltito 11
(CA) 12
8,0 8,1 8,1
8,0 7,9 8,0 8,0 7,9 8,1 8,0 8,0 8,1
7,9 7,8 7,8 7,9 7,9 7,8 7,9 7,9 7,8 7,B [lJ 7,B
7,8 7,8 7,7 7,7 8,0 7,9 7,9 8,0 8,0 7,9 7,9 8,0 7,9 7,9 8,0 7,9 7,9 7,9 7,8 7,8 8,0 7,9 7,9 8,0 8,0 7,9 7,9 8,0 8,0 7,9 ~~Q_- 7,9 7,9 7,9 7,8 7,8
13 14. Siltito 14
espesso 15
8,2 8,2 8,1
8,3 8,3 8,1 8,3 8,3 8,1 8,2 8,2 8,1
8,2 8,2 8,2 8,2 !:; ~Hl !:; 8,1 8,1 8,1 8,0 8,1 8, 1 t~~~1 8,0 8,0 8,3 8,3 8,2 8,2 8,2 8,2 8,2 8,1 8,2 8, 1 _~!~ 8,1 8,1 8,3 8,2 8,2 8,1 8,3 _~~ 8,0 8,0 8,1 8,0 8,1 8,0 8,0 8,2 8,1 8,0
16 16. Siltito 17
(CS) 18
7,a 7,4 7,3
7,5 7,6 7,5 7,4 7,5 7,4 7,4 7,4 7,3
7,6 7,4 7,5 7,5 7,6 [-r;-iJ 7,' 7,5 7,4 7,3 7,4 7,4 7,5 7,3 7,4 7,5 7,5 7,3 7,4 7,4 7,5 7,5 7,3 7,3 7,3 7,1 7,3 7,2 7,3 7,2 7,3 7,3 7,4 7,2 7,4 7,4 7,5 -7~~_ 7,3 7,3 7,3 7,2 7,3 7,2 7,3 7,2 7,3 7,3
19 21. Siltito 20
(EI) 21
22 7,9 8,0 8,0 8,1 8,0 8,0 8,0 8,0 8,0 7,9 8,2 8,2 B,1 7,6 [ r~7_ 7,7 5,0 5,7 4,7 4,4 10. Carv~ 23 8,1 8,1 8,1 8,1 8,0 7,9 8,0 8,0 8,0 8,0 8,2 8,2 8,1 8,0 8,1 8,0 7,9 8,0 7,8 7,8
24 81 81 8 1 8 1 80 80 80 80 80 80 82 82 81_7~ -52 50 43 48 41 39
r --, passou a receber eflOvio acido + analise quimica c=J analise qui mica I-' {.Jl
ill
Apendice 2. continua<;::ao
Experimento de lixiviayao - pH Acumulado em altura (mml
Amostra col. 1640 1680 1720 1760 1800 1840 1880 1920 1960 2000 2040 2080 2120 2160 2200 2240 2280 2320 2360 2400 1+2 Solo 1 5,3 5,4 5,2 5,2 5,3 5,3 5,1 5,0 5,0 4,7 5,0 5,1 5,2 5,4 5,3 5,1 4,3 4,4 4,8 4,5
hor. A+8 2 5,6 5,8 5,7 5,9 6,1 6,0 5,8 5,6 5,6 5,6 5,7 5,7 6,0 5,9 5,9 5,9 4,4 4,5 5,2 4,5 3 5,3 5,5 5,2 5,3 _!,4_ 5,5 5,3 5,5 5,3 4,8 5,2 5,3 5,2 5,3 5,3 5,3 4,4 4,5 4,9 4,6
4 [~~~ 6,7 6,6 6,5 6,6 6,6 6,5 6,5 6,5 6,3 6,2 6,3 ~,4 6,4 6,6 5,1 4,3 4,2 4,2 4,2 4. Sapr6lito 5 6,4 6,3 6,4 6,4 6,3 6,3 6,3 6,3 6,4 6,4 [~"f) 6,3 6,3 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,5 6,1
6 6,2 5,0 5,3 5,4 5,4 6,0 5,8 [~,6 J 6,2 6,2 6,3 6,4 6,5 6,4 6,6 6,4 6,5 6,1 6,3 6,3
7 6. Argilito 8
amarelo 9 6,7 6,7~ 6,5 6,5
10 7,7 7,7 7,7 7,7 7,7 7,8 7,6 7,7 7,6 7,7 7,6 7,6 7,7 7,7 7,6 7,6 7,6 7,7 l~~6 ] 7,6 11. Siltito 11 7,8 7,8 7,7 7,8 7,7 7,9 7,7 7,7 7,6 7,7 7,7 7,7 7,7 7,7 7,7 7,6 7,7 7,7 7,7 7,6 (CA) 12 7,8 7,8 7,8 7,8 7,7 7,9 7,7 7,7 7,6 7,7 7,7 7,7 7,7 7,7 7,7 7,6 7,7 7,7 --;r:r 7,7
13 8,1 8,1 7,7 7,9 7,7 ',n 7,4 7,1 ~7'J=l 7,0 7,0 6,9 7,0 7,1 7,0 6,9 6,9 7,1 7,0 6,8 14. Siltito 14 8,2 8,1 8,0 7,9 7,9 7,8 7,8 7,8 L!!_ 7,7 7,8 7,7 7,7 7,8 7,7 7,8 7,6 7,7 [7:7] 7,6
espesso 15 [0 8,0 8,0 8,0 7,9 7,9 7,9 8,0 8,0 7,6 7,6 7,6 7,5 7,6 7,4 [1;5--] 7,2 7,5 7,6 7,5
16 7,5 7,5 7,4 7,3 r7Xj 7,4 7,5 7,3 7,3 7,4 7,3 7,2 7,2 7,4 7,3 7,0 7,0 6,9 I ~,1 I 6,6 16. Siltito 17 7,2 7,4 7,3 7,2 7,2 7,3 7,4 7,2 7,3 7,2 7,2 7,1 7,1 7,3 7,2 6,9 6,9 6,9 6,8 7,1
(CS) 18 7,3 7,4 7,3 7,3 _ 7:r 7,4 7,4 7,2 7,2 7,2 7,2 7,1 7,2 7,3 7,2 6,9 7,0 6,9 6,8 7,2
19 21. Siltito 20
(EI) 21
22 4,5 4,3 4,0 4,1 3,9 3,8 3,3 3,6 3,5 3,5 3,4 3,2 3,1 3,1 3,0 2,9 2,8 2,9 ~ 2,6 10. Carv:'o 23 7,9 7,7 7,4 6,8 6,2 6,3 5,5 5,7 5,4 5,1 4,8 5,1 4,8 4,9 4,6 4,3 4,0 3,8 3,6 3,9
24 3,9 3,8 3,6 3,6 3.5 3.6 3.5 3.4 3.4 3,4 3,3 3,3 3,2 3,2 3,2 3.1 3.1 3.1 3.1 3.1
I pas sou a receber efluvio acido C=:J analise qulmica I-' lJ1 \.0
Apendice 2. continuac;ao
Experimento de Iixivia980 - pH Acumulado em altura !mml
Amostra col. 2440 2480 2520 2560 2600 2640 2680 2720 2760 2800 2840 2880 2920 2960 3000 3040 3080 3120 3160 3200 1+2 Solo 1 4,9 4,~ 4,2 4,3 4,2 4,2 4,2 4,2 4,1 4,1 4,1 4,1 4,1 4,0 4,0 3,9 3,8 3,8 3,8 3,7
hor. A+8 2 5,0 4,5 5,4 4,9 5,0 -_~,Z~ 5,8 5,7 5,8 5,8 5,5 5,8 5,7 5,6 5,9 5,7 5,8 5,8 5,6 5,6 3 5,2 4,9 5,4 5,0 5,1 4,9 5,4 5,6 5,7 5,8 5,5 5,6 5,9 5,8 5,8 5,7 5,7 5,8 5,7 5,7
4 4,2 4,2 4,2 4,3 4,3 4,4 4,3 4,2 4,3 4,3 4,1 4,2 4,1 4,1 4,1 4,2 4,8 4,3 [--"4;0-] 4,0 4. Sapr61ito 5 6,4 6,4 6,1 6,5 6,5 6,5 I 6,D 6,5 6,5 6,6 6,7 6,7 6,8 6,5 6,6 6,7 []I] 6,8 6,4-
6 6,2 6,6 6,6 6,5 LM:J 6,6 6,7 6,8 6,6 6,4 6,6 6,9 6,8 6,6 6,6 6,6 6 6 6,5 6,5
7 6. Argilito 8
amarelo 9
10 7,6 7,6 7,6 7,4 7,5 7,6 7,5 7,4 7,5 7,5 7,5 7,4 7,4 7,3 7,4 7,3 ,,! I 7,2 7,0 6,9 11. Siltito 11 7,7 7,6 7,7 7,5 7,6 7,6 7,5 7,4 7,5 7,5 7,6 7,4 7,4 7,5 7,4 7,3 7,3 7,3 7,4 7,4
(CA) 12 7,7 7,5 7,7 7,5 7,6 7,6 7,6 7,5 7,6 7,5 7,6 7,4 7,4 7,5 7,4 7,4 7,4 7,4 7,4 7,4
13 6,9 7,1 7,1 7,1 7,2 E-7:E 7,2 7,3 7,2 7,3 7,3 7,3 7,2 7,3 7,4 7,4 7,3 7,5 7,5 7,4 14. Siltito 14 7,7 7,8 7,7 7,8 7,7 Z!9 7,7 7,7
espesso 15 7,6 7,6 7,7 7,6 7,7 7,6 7,6 7,9 7,6 7,2 7,6 7,6 [Z,~] 7,4 7,5 7,5 7,6 7,7 7,7 7,6
16 6,4 6:1 6,3 6,4 6,5 6,4 6,3 6,2 6,3 6,1 5,9 6,2 6,1 6,2 6,1 6,1 5,7 5,0 i:! ~ill 16. Siltito 17 6,7 6,7 7,0 7,0 7,2 7,0 7,0 7,0 7,0 6,8 6,8 7,0 6,9 7,1 7,0 7,0 6,9 6,9 (CS) 18 6,6 5,8 6,9 7,0 7,3 7,0 7,0 7,0 7,0 6,9 6,8 7,1 7,0 7,1 7,1 7,0 7,0 7,1
19 21. Siltito 20
(EI) 21
22 2,7 2,5 2,6 2,5 2,6 2,8 2,8 2,8 2,7 2,7 2,7 2,6 2,6 2,7 2,5 2,8 2,7 2,8 2,8 2,7 10.CaMo 23 3,4 3,2 3,2 3,0 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,1 3,1 3,0 3,1 3,1 3,0 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2
24 3,0 2,9 3,0 2,9 3,0 310 21 9 310 310 219 21 8 21 8 21 8 21 8 2? 219 21 9 310 219 219
I pas sou a receber efluvio acido C-] analise qufmica f-I Ol 0
Apendice 2. continua<;ao
Experimento de lixivia~ao - pH Acumulado em altura lmml
Amostra col. 3240 3280 3320 3360 3400 3440 3480 3520 3560 3600 3640 3680 3720 3760 3800
1+2 Solo 1 3,7 4,1 3,7 3,7 3,6 3,6 3,6 3,6 3,5 3,5 3,5 3,4 3,4 3,4 3,5 h~r. A+8 2 5,6 5,7 5,8 5,2 5,4 5,9 5,5 5,7 5,9 5,5 5,5 5,5 5,7 5,8 6,0
3 5,5 5,8 6,0 5,5 5,5 6,2 5,7 5,8 6,0 5,8 5,5 5,7 5,4 5,8 6,0
4 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,1 3,9 4,0 4,0 3,9 3,9 [4,Q] 3,9 3,9 4. Sapr61ito 5
6
7 6. Argilito 8
amarelo 9
10 6,9 6,9 6,9 6,9 7,2 6,9 7,0 7,1 7,2 7,1 7,1 7,0 7,0 6,9 7,1 11. Siltito 11 -7,5 . 7,2 7,3 7,3 7,3 7,2 7,3 7,3 7,5 7,4 7,3 7,4 7,3 7,3 7,5
1---;;;'--(CA) 12 7,4 7,3 7,4 7,3 7,3 7,1 7,4 7,4 7,5 7,5 7,3 7,4 7,3 7,4 7,5
13 7,3 14. Siltito 14
espesso 15 7,5 7,6 7,7 7,6 7,7 [-7,8J 7,6 7,6
16 4,1 3,8 3,7 3,7 3,6 3,4 3,4 3,3 3,2 3,2 3,1 3,1 3, 1 b3'2~j 3,1 16. Siltito 17 6,8 6,9 6,9 6,7 6,7 6,6 6,9 6,7 6,9 6,6 6,8 6,9 6,8 6,6 6,7 (CS) 18 7,1 7,0 7,1 7,0 7,0 6,8 7,1 6,9 7,0 6,8 6,9 7,0 6,9 -§":§ _ 6,9
19 21. Siltito 20
(EI) 21
22 2,6 2,72,7 FH-l 2,8 2,8 2,6 2,7 2,7 2,7 2,9 2,8 2,8 2,7 2,7 10. Carvao 23 3,1 3,1 3,2 3,1 3,2 3,1 3,1 3,1 3,1 3,1 3,1 3,0 3,0 2,9 2,9
24 2,8 2,8. _218 2,8 2,8 2,8 2,7 2,7 2,7 2,7 2,8 2,8 2,8 2,7 2,8
[==~ analise qufmica
3840
3,4 5,6 5,4
7,1 7,5 7,2
3,1 6,7 6,8
2,6 2,9 2,7
3880 3920 3960 4000 3,4 3,4
i:~ [ifJ 5,6 5,8 5,7 5,9
7,0 7,1 7,0 7,0 7,4 7,3 7,4 7,4 7,3 7,4 7,4 7,4
3,0 6,9 7,0
2,7 2,7 2,8 2,8 2,9 2,8 2,9 2,8 2,8 __ £L_~J!.~~_
f-> OJ f->
Apendice 2. continua~ao
Experimento de lixiviayao - pH Acumulado em altura (mm)
Amostra col. 4040 4080 4120 4160 4200 4240 4280 4320 4360 4400 4440 4480 4520 4560 4600 4640 4680 4720 4760 4800
1+2 Solo 1 3,4 3,4 hor. A+8 2 5,8 5,7
3 6,0 5,9
4 4. Sapr61ito 5
6
7 6. Argilito 8
amarelo 9
10 7,2 6,9 7,0 7,2 11. Siltito
(CA) 11 7,5 7,2 7,3 7,5 12 7,5 2,3 7,4 7,5
13 14. Siltito 14
espesso 15
16 16. Siltito 17
(CS) 18
19 21. Siltito 20
(EI) 21
7,1 7,1 7,1 7,0 7,5 7,4 7,5 7,3 7,6 7,5 7,5 7,3
6,9 7,4 7,4
7,0 7,3 7,3
7,1 7,3 7,3
7,1 7,2 7,1 7,4 7,5 7,4 7,5 7,5 7,4
7,2 7,4 7,4
7,3 [TIJ,2 7,2 7,6 7,4 7,4 7,5 7,4 7,4
7,1 7,3 7,3
6,9 7,1 7,2
22 10. Carvi!io 23
24
2,8 2,8 2,6 2,7 2,7 2,7 2,7 2,6 2,7 2,5 2,6 2,4 2,6 2,6 2,5 2,4 2,4 2,5 2,5 2,5 2,8 2,7 2,6 2,6 2,6 2,6 2,5 2,5 2,5 2,3 2,3 2,1 2,3 2,4 2,4 2,2 2,3 2,4 2,3 2,2 2JL 2,8 2,7 2,7 2,,7 2,7 2,6 _ 2,7 2,6 2,5 2,5 2'~n_ 2,6 2,7';.,7 2,5 2,6 2,6 2,7 2,7
[=--:=J analise qufmica f-' 01 N
Apendice 2. continua~ao
Experimento de lixiviayao - pH Acumulado em altura (mm)
Amostra col. 4840 4880 4920 4960 5000 5040 5080 5120 5160 5200 5240 5280 5320 5360 5400 5440 5480 5520 5560 5600
1+2 Solo 1 hor. A+8 2
3
4 4. Sapr61ito 5
6
7 6. Argilito 8
amarelo 9
10 11. Siltito 11
(CA) 12
13 14. Siltito 14
espesso 15
16 16. Siltito 17
(CS) 18
19 21. Siltito 20
(EI) 21 22 ~12,3 10. Carvao 23 2,3 2,2
24 _'j.,L 2,8
2,4 2,4 2,5 2,4 2,5 2,2 2,2 2,3 2,2 2,3 2,8 2EL _ ~,7 2,8 2,8
2,5 2,5 2,4 2,5 2,5 2,5 2,4 2,4 2,5 2,6 2,5 2,5 2,5 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,4 2,4 2,4 2,4 2,5 2,8 2,8 _ ~,7 __ 2,9 2,9 2,8 2,7 2,7 2,8_ 2,IL _~~JL _l,O
I-' OJ W
Apendice 2. continua9ao
Experimento de lixivia~o - pH Acumulado em altura (mm)
Amostra col. 5640 5680 5720 5760 5800 5840 5880 5920 5960 6000 6040 6080 6120 6160 6200 6240 6280 6320 6360 6400
1+2 Solo 1 hor. A+8 2
3
4 4. Sapr61ito 5
6
7 6. Argilito 8
amarelo 9
10 11. Siltito 11
(CA) 12
13 14. Siltito 14
espesso 15
16 16. Siltito 17
(CS) 18
19 21. Siltito 20
(EI) 21
22 10. Carv~o 23
24
2,5 2,5 2,5 2,5 2,6 2,3 2,4 2,4 2,5 2,5 3.0 2,8 2,8 2,9 3.0
2,5 2,5 2,5 2,6 2,5 2,5 2,5 2,5 2,4 2,4 2,4 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,4 2,4 2,4 2,4 3,0 29 30 '30- 3,1 3,0 2,9 2,9 2.9 3,0 3.1
C=-.] analise qufmica f-' Ol ~
Apendice 3. Condutividade eletrica dos efluentes no teste de lixivia9ao.
Experimento de Iixivia9Bo - condutividade eh3trica (~S cm·1 )
Amostra col. 40 80 120 160 200 240 280 320 Acumulado em altura (mml
360 400 440 480 520 560 60(j 640
1+2 Solo 1 43 17~ 17 15f=j
11 11 7 11 9 11 14 13 10 9 hor. A+8 2 48 16 10 13 14 12 11 11 10 9 10 29 19 15 12 11
3 49 38 40 51 39 33 22 20 21 18 19 26 19 18 12 17
4 60
5l~ 51
47[ i 37 47 33 33 31 46 32 34 27 22 4. Sapr61ito 5 74 71 82 82 69 64 53 45 38 37 39 42 46 47 37 29
6 74 50 93 48 44 42 40 33 28 29 33 33 32 36 28 25
7 139
U~lu-l: 85
:I-~ 49 55 48 10~1--63~ 87 73[ }~ ~2 100
6. Argilito 8 190 86 38 93 ~;t=· g~ .;~ 64 :: l~_ ~6 -_.- ~~ 1 74
amarelo 9 125 71 49 52 68 63
10 2300 720 520 490 420 370 330 270 250 230 230 280 290 310 280 240 11. Siltito 11 2300 690 510 480 420 f-370 350 270 240 230 230 280 290 320 270 230
(CA) 12 2300 760 570 520 450 f-400 370 290 260 240 250 300 320 330 300 260
13 410 320 290 260 240 220 220 196 184 185 180 220 220 230 220 180 14. Siltito 14 390 330 300 280 250 230 220 192 181 183 181 230 230 240 220 176
espesso 15 440 340 310 310 270 240 230 197 184 182 180 220 220 240 210 181 --
16 430 350 310 280 197t='63 139 107 94 96 82 108 138 128 121 102 16. Siltito 17 460 310 270 250 270 230 179 116 101 94 81 99 106 110 121 87
(CS) 18 540 410 320 350 300 220 153 127 101 102 84 115 102 189 420 290 _.-
19 860 490 460 370 4101-27~~280 5001"", 21. Siltito 20 540 390 320 2601 177 220 167 230 ~xxx ____
(EI) 21 680 350 250 2201 173 183 -]QQ 200 179 190~~l 230 xxx
22 5300 4100 3500 3200 2700 -2600 2600 2300 2200 2200 2100 2400 2300 2500 2400 2100 10. Carvllio 23 5200 4200 3600 3300 2900 ~·2700 2700 2200 2200 2200 2100 2500 2400 2500 2300 2000
24 5100 4000 3500 3400 2900 2700 2700 2200 2200 2200 2100 2500 2500 2500 2300 2000
c:=J anc~lise quimica xxx parou por falta de condutividade hidraulica
680 720 760 aOO 9 12 11 14
10 11 10 17 11 14 17 26
22 23 21 26 34 30 30 41 25 26 32L. 34J
~~L -g~I_~~ ~ 70 70 70_~?j
220 220 210 300 220 220 210 280 230 240 230 320
174 192 198 250 175 198 200 260 178 200 172 250
83 77 83 121 72 72 73 109
169 137 128 173
2100 2400 2400 2900 2100 2300 2400 2400 2100 2300 2400 2800
f-> (j)
Ul
Apendice 3. continua9ao
Experimento de lixivia~o - condutividade eletrica (IJS em-1)
Amostra col. 840 880
1+2 Solo hor. A+8
4. Sapr61ito
'[ ffi '2 2 11 14 3 12 14
412Dl 19 5~ 34 6 35 29
920
8 9
13
18 35 28
960 -1000 1040 1080
9 8 11 12 10 10 10 11 14 14 21 11
17 18 17 15 27 27 30 24 23 30 26[--2~J
1120
17 14 12
17 25 18
6. Argilito amarelo
7c=s?] 45 8 65~ 9 77 61
:g~ 761=MJ .- ., 59 4A ,...~"
82~
11. Siltito (CA)
10 RJ110 290 11 310280 12 320 280
13H30 193 14. Siltito 14 220 194
espesso 15 230 200
220 220 230
187 187 191
16. Siltito (CS)
16 17 18
105 77 220 115 121 85
19 21. Siltito 20
(EI) 21
22 .°
2400 2200 2400 10. CarYao 23 2400 2100 2200
24 2400 2200 2300
210 200 210
171 178 181
65 82 50
2500 2400 2300
1710 2100
186 164 163 188 172 157 162 168 199 175 172 200
183 200 160 188 190 210 170 200 193 210 172 192
67 82 67 81 82 93 90 109 74 82 68 71
2200 2300 2200 2400 2200 2200 2200 2300 2200 2300 2200 2300
Aeumulado em altura {mm} 1160 1200 1240 1280 1320 1360-1400 1440
r~~ 11 11 10 14 52 13 28 22 18 17 131 19 13 13 11 15 16 11
~~[-~~ 13 14 16 15 14 13 24 21 32 32 28 30
20 23 23 21 20 19 19[--J~]
2100 2500 40201 4730\ 3530 2670 2620 2730
181 190 178 157 160 146 135 162 184 181 175 159 160 144 -135 161 193 210 193 163 174 148 -142 169
~~~[J~ 158 164 180 186 174 161 163 174 186 199 190 174
173 172 158 169 178 171 158 149
711 77 68 58 53 50 61 90 97 86 75 58 52 45 56 64 69 58 57 43 42 39 45
2300 2200 2300 2400 2800 2600 2500 2200 2300 2100 2100 2100 2400 2300 2300 2100 2300 2200 2200 2300 2300 2600 "2500 2300
r- -] passou a receber efluvio Bcido C- --] analise quimica
-1480 1520
12 12 16 16 11 11
12 13 32[~?Ql 18 19
3040 3320
191 182 192 184 210 184
~~~F~1~~1 152 154
59 50 54 48 43 40
2600 2800 2200 2300 2800 3000
1560
12 14 10
13 18 21
2140
173 169 174
165 160 153
54 44 37
2900 2200 3500
1600
12 19 12
13 18 16
2030
120 118 117
155 150 146
54 50 38
2700 2000 3100
f--l 01 01
Apendice 3. continuac;ao
Experimento de lixiviayao - condutividade eletrica (j.JS cm-1)
Amostra col. 1640 1680 1720 1760 1800 1840 1880 1920 Acumulado em altura (mml
1960 2000 2040 2080 2120 2160 2200 2240 2280 2320· 23602400
1+2 Solo 1 32 12 13
't~ 15 16 30 21 18 18 17 13 11 10 13 22 22 13 15
h~r. A+8 2 20 15 14 14 14 13 15 15 15 13 12 13 12 9 10 11 20 20 11 16 3 13 10 9 10 -11 10 12 12 14 15 13 11 10 8 9 10 19 19 11 13
4c:JiJ 13 12 14 14 12 12 11 11 9 9 9' 1~1 9 11 700 3100 3300 [ 3 fQQJ 2600 4. Sapr61ito 5 17 15 15 17 17 18 19 18 19 15[=J~ 11 10 13 12 13 16 15 14 15
6 16 16 18 13 15 14 12L~ 11 10 11 10 11 13 13 13 11 12 10 12
7 6. Argilito 8
amarelo 9 1780 1290 [175--0] 1620 1850
10 125 144 176 185 114 134 133 124 115 111 116 134 125 120 115 116 124 123 -TI6 112 11. Siltito 11 126 142 142 138 110 133 130 127 118 110 111 130 124 119 119 120 126 117 120 105
(CA) 12 145 154 128 112 110 135 135 124 113 103 106 128 123 116 115 115 124 117 --116 99
13 186 161 140 135 1141 11~1 240 970t
19m 2100 2400 1900 1360 1040 1550 2000 2100 2100 2300 1810 14. Siltito 14 200 164 154 129 133 113 120 130 128 1 05 110 104 113 120 122 142 152 153[J~11 120
espesso 15[ 155] 140 142 138 138 135 133 123 124 105 114 102 107 115 96[=96J 87 95 81 73
16 48 42 42 42f~ 46 51 50 50 46 42 46 42 42 41 35 45 361 660, 1800 16. Siltito 17 49 44 60 71 76 72 73 69 61 51 50 51 44 43 41 35 41 33 38 42
(CS) 18 36 34 33 33 -----rt 34 40 37 33 30 34 31 29 29 30 24 29 24 32 33
19 21. Siltito 20
(EI) 21
22 2800 2700 3000 3100 3100 3100 3300 3100 3200 3100 3100 3500 3300 3500 3600 3500 3800 3600r~38001 3600 10.CarWo 23 2200 2200 2300 2300 2300 2500 2400 2400 2300 2300 2400 2500 2500 2500 2400 2400 2400 2500 2500 2600
24 3200 2900 3300 3200 3100 3000 2800 2700 2600 2700 2700 2900 3000 3000 3000 2900 3200 3100 -3300 3200
I passou a receber efluvio aeido [=-~J analise quimica ~ ())
--.J
Ap€mdice 3. continuac;:ao
Experimento de lixivia~o - condutividade eletrica (jJS em"1)
Amostra Aeumulado em altura Imml
col. 2440 2480 2520 2560 2600 2640 2680 2720 2760 2800 2840 2880 2920 2960 3000 3040 3080 3120 -3-1603200
1+2 Solo 1 12' ~H 720 730 "ODE360j"50 1200 1100 1010 1150 1360 1380 1260 1100 1190 1040 1120 1010 1400 h~r. A+8 2 13 21 14 15 13 16 13 8 9 10 9 9 9 7 10 10 7 11 9 10
3 9 11 8 10 8 10 10 5 6 6 5 12 6 5 6 7 8 7 7 7 4 2400 2200 2000 1800 1600 1410 1580 1800 1540 2100 1930 1600 1220 1700 1800 1560 1910 3650 [48901 2730
4. Sapr61ito 5 13 15 27 35 25 25[ _--~Il 22 24 24 28 24 34 26 19 ~;[~-gj ;~ --~; 6 22 24 22 19[- 171 17 15 19 20 19 23 26 34 34 26
7 6. Argilito 8
amarelo 9
10 119 153 157 161 141 127 121 97 79 86 104 102 138 146 104 1021 HOI 300 1450 2700 11. Siltito 11 110 118 110 120 126 125 114 107 89 93 100 94 116 111 100 112 121 131 125 118
(CA) 12 115 128 124 138 130 127 121 110 86 90 102 103 138 142 111 111 141 159 126 117
13 1500 1550 1540 2400 4490 r=~~ 2020 1200 1730 2330 1860 1350 1180 1270 1050 1000 870 1060[!050] 1010 14. Siltito 14 105 106 159 134 120 64 120 129
espesso 15 73 77 76 74 80 79 72 85 129 111 105 123[_@ 89 88 95 88 87 86 104
16 250"[ 2500j21OD 1900 1500 1320 1320 1360 1190 1040 1190 1130 1300 1270 1230 1570 1BBO 27BO 2690f21~ 16. Siltito 17 37 37 35 38 33 29 28 28 26 29 31 28 33 36 38 53 57 70 64 67
(CS) 18 23 28 22 29 23 20 19 20 19 35 23 21 28 28 34 46 46 51 42 --41
19 21. Siltito 20
(EI) 21
22 3700 4400 4100 4500 4500 4200 3900 3600 3300 3200 3300 3300 3700 3800 3400 3400 3300 3200 3200 3000 10.CarWo 23 2700 2800 2500 2600 2700 2600 2400 2400 2100 2100 2100 2100 2400 2300 2100 2300 2200 2200 2200 2200
24 3200 3400 3400 3500 3600 3400 3300 3200 2900 2800 3000 3000 3200 3300 3000 3100 3100 2900 2900 2700
L_ , passou a receber efluvio acido r-- - -] analise quimica f--' 0) Q)
Apendice 3. continua<;ao
Experimento de lixivia~o - condutividade eh~trica (~S cm-1)
Amostra col. 3240 3280 3320 3360 3400 3440 3480 3520 Acumulado em altura {mml
3560 3600 3640 3680 3720 3760 3800 3840 3880 3920 3960 4000
1+2 Solo 1 1050 1300 1860 '740e7201'250 1210 1150 1160 1000 1090 1110 1010 960 1170 1100 925 920
7~~[]1 hor. A+8 2 15 32 17 20 21 17 17 15 14 13 11 16 15 12 18 11 14 15 3 14 24 12 14 ---15 17 13 12 15 12 10 12 13 11 12 10 11 12
4 1930 2080 2210 1820 1430 1610 1530 1620 1100 1030 860 [1000] 1160 1130 4. Sapr61ito 5
6
7 6. Argilito 8
amarelo 9
10 2900 2400 2000 2000 1610 1490 1430 1380 1520 1210 1120 1110 1690 2000 2000 2300 2400 3530 4500 4510 11. Siltito 11 103 81 84 111 99 108 103 97 88 91 109 112 121 132 136 138 196 195 190 150
(CA) 12 ~ 96 146 117 110 122 118 97 91 99 119 116 124 127 154 146 220 254 214 157
13 950 14. Siltito 14
espesso 15 90 80 110 93 86L 7~ 130 120
16 1560 1470 1410 1340 1080 1030 1020 1060 1000 870 1040 820
1H~~ 620 716 1260
16. Siltito 17 35 43 39 41 36 40 43 42 30 30 43 40 40 38 43 (CS) 18 38 37 32 30 30 35 37 33 22 34 44 34 40 37 38
19 21. Siltito 20
(EI) 21
22 2600 2800 2300 2300 2200 2400 2100 1800 2200 1800 2000 1700 1710 1730 1730 1630 1590 1630 1580 1570 10. Carvil!io 23 2100 2200 1600 1700 1700 1500 1000 900 1400 1200 1700 1700 1860 2000 1990 1870 1960 2000 2200 2500
24 2300 2300 2000 2100 2100 2200 1900 1600 1800 1700 1700 1600 1560 1570 1540 1420 1400 1420 1500 1510
c=.J analise qui mica f-' 01 ~
Apendice 3. continua<;ao
Experimento de lixiviac;ao - condutividade eletrica (~S cm-1)
Amostra col. 4040 4080 4120 4160 4200 4240 4280 4320 4360 4400 Acumulado em altura {mml 4440 4480 4520 4560 4600 4640 4680 4120 4i60~ 4800
1+2 Solo 1 850 680 hor. A+8 2 14 15
3 13 15
4 4. Sapr61ito 5
6
7 6. Argilito 8
amarelo 9
10 3730 3130 2250 2600 2740 2510 3040 3220 3160 2150 1980 2060 2480 2040 1170 '~~['11~ '~~ 1270 2250
11. Siltito 11 129 116 90 130 127 103 103 115 118 135 118 110 93 118 106 130 130 (CA) 12 153 130 135 128 126 108 113 128 141 134 118 119 84 125 120 126 148 157 150 154
13 14. Siltito 14
espesso 15
16 16. Siltito 17
(CS) 18
19 21. Siltito 20
(EI) 21
22 1470 1570 1820 1660 1680 1670 1870 1510 1840 2100 2100 2500 3380 3300 3130 3230 2680 2500 2750 2730 10. Carvflo 23 2500 2600 3000 2800 2700 3000 3600 3100 3900 4100 5200 7000 6360 5870 5100 4690 4180 4560 5930 5880
24 1500 1630 1850 1740 1680 1670 1870 1540 1950 2100 2600 3000 3890 3570 3090 2840 2460 2320 2220 2150
l=-=-J analise quimica f-J --J 0
Apendice 3. continua9ao
Experimento de lixiviac;ao - condutividade eletrica (~S cm-1)
Acumulado em altura (mm) Amostra col. 4840-~4920 4960 5000 5040 5080 51205160 -5200 5240 5280 5320 5360 5400 5440 5480 5520 5560 5600
1+2 Solo 1 h~r. A+8 2
3
4 4. Sapr61ito 5
6
7 6. Argilito 8
amarelo 9
10 11. Siltito 11
(CA) 12
13 14. Siltito 14
espesso 15
16 16. Siltito 17
(CS) 18
19 21. Siltito 20
(EI) 21
22 10.CaMo 23
24
2570 2190 2430 1590 4950 4030 4220 3030 1970 2160 2090 1600
1840 1890 2070 2410 2030 2040 2410 2090 2000 1630 1970 1720 1610 1790 1910 1800 3780 4240 3670 4360 3930 3710 3080 3200 3130 2530 2940 2800 2650 2750 2850 2510 1900 1850 1810 1870 1760 1630 1580 1490 1440 1470 1450 1530 1610 1400 1300 1190
f-' --.J f-'
Apendice 3. continua~ao
Experimento de lixivia~ao - condutividade eh~trica (~S cm-1)
Acumulado em altura (mlTl) Amostra col. 5640 5680 5720 5760 5800 5840- 5880-5920-59606000-604060806120-6fsO -6200 6240 6280 6320 6360 6400
1+2 Solo 1 h~r. A+8 2
3
4 4. Sapr61ito 5
6
7 6. Argilito 8
amarelo 9
10 11. Siltito 11
(CA) 12
13 14. Siltito 14
espesso 15
16 16. Siltito 17
(CS) 18
19 21. Siltito 20
(EI) 21
22 1710 1740 1570 2140 10. CaMo 23 2530 2730 2600 2600
24 1300 1660 1300 1350 - -_.- -- ------------ --
1300 1420 1970 1900 930 1190
1030 1300 1220 1900 1580 1720 1700 1850 1930 1450 1750 1880 1990 2270 2010 2050 2290 2050 1980 1770 1070 1000 1030 1170 909 1100 1160 1120 1110 1050
------
[ -=J analise quimica f-' --J [\J
APENDICE 4. Informa~6es gerais sobre as analises dos efluentes do teste de lixivia~ao
a) Acumulado em altura da lixivia~ao no momento
Amostra
1+2 Solo
hor A+B 4.
Saprolito
6. Argilito amarelo
11. Siltito
(CA) 14.
silt ito espesso
16. silt ito
(CS) 2l.
siltito (EI)
10. Carvao
Analise n:::
Col. 1 2 3 4 5 acumulado em altura
1 120 240 840 1200 1800 2 120 240 840 1200 1800 3 120 240 840 1200 1800 4 120 240 840 1200 1640 5 120 240 840 1200 1520 6 120 240 800 1080 1440 7 120 240 440 560 720 8 120 240 400 600 760 9 120 240 400 560 800
10 120 240 840 1400 2360 11 120 240 840 1400 2360 12 120 240 840 1400 2360 13 120 240 840 1200 1520 14 120 240 840 1200 1520 15 120 240 840 1200 1640 16 120 240 840 1200 1800 17 120 240 840 1200 1800 18 120 240 840 1200 1800 19 40 120 240 320 X
20 40 160 280 360 X
21 40 160 280 440 X
22 120 240 840 l400 2360 23 120 240 840 1400 2360 24 120 240 840 1400 2360
b) Data da coleta.
Analise n0.
1 2 3 4 5 6 7 8
Data da coleta
17/11/95 01/12/95 17/01/96 27/02/96 04/04/96 06/06/96 01/10/96 23/12/96
6 (mm)
2640 2640 2640 2360 2040 1920
840 880 960
3240 3240 3240 1960 2240 2240 2480 2480 2480
X
X
X
3360 3360 3360
173
quimicas
da coleta
7 8
3400 4000 3400 4000 3400 4000 3160 3680 2680 3080 2600 3080
960 1040 1000 1120 1280 1720 4080 4680 4080 4680 4080 4680 2640 3160 2360 2640 2920 3440 3200 3760 3200 3760 3200 3760
X X
X X
X X
4840 5960 4840 5960 4840 5960
Apendice 5. Composi9ao quimica dos efluentes
Analise nQ 1
Amostra col. pH CE Ca Mg Na K 5i 504 C03 HC03 AI Fe Mn
IlScm·1 mmoldm,3 mg dm,3
1+2. Solo 5,98 20 0,011 0,015 0,048 0,010 0,207 0,094 0,000 0,000
hor. A+8 2 5,97 10 0,010 0,012 0,035 0,003 0,195 0,009 0,000 0,000
.......................................... } ....... ~.'.??. ................ ~g ...... Q~Q1.~ .......... g.'g.~.? .......... 9.,.9.~~ ......... g~.g9.?. .......... 9.'.1.~~ .......... Q~Q~.~ .......... g!gQg .......... 9.'.9.gQ .................................................................... . 4 5,60 47 0,014 0,016 0,261 0,033 0,600 0,106 x x x x x x
4. Sapr61ito 5 5,04 82 0,028 0,036 0,348 0,046 0,594 0,091 0,000 0,064
............................................ ? ....... ?..'.~?. ................ ~~ ....... ~ .. ~ .. ~ ............ ~ ... ~ ... ~ ........... 9.,.~.~!? .......... g~.~.?..?. .......... g.'.?..~~ .......... Q~.~.?!? .......... g!.gQg .......... 9.'.1.9!. .................................................................... . 6. Argilito
amarelo
7 7,56
8 7,49
95 0,051
97 0,058
0,058
0,075
x x x
x x x
0,023
0,026
0,441
0,467
0,035
0,034
0,000 x x x
0,917 x x x
............................................ ~ .... ...?.'.?..g ................ ~.~ ...... Q~Q~.~ .......... g.'g~~ .......... 9Z?!? .......... ~!.g.~.~ .......... g.'.~.~~ ......... Q~Q~!?. .......... g!.gQg .......... 9.'.~.~ .. ~ .................................................................... .. 11. Siltito 10 8,19 520 0,540 0,375 3,062 0,261 0,158 0,568 0,853 1,984
(CA) 11 8,28 510 0,519 0,392 3,541 0,266 0,147 0,484 x x x x x x
......................................... 1.? ....... ~.'.?..~ .............. ?.!.g ...... Q~!?.1.~ .......... g!.~!?~ ........... ~ .. ~ .. ~ ........... g!.?~.? .......... g!.~.~!. .......... Q~?.~~ .......... g!.~~~ .......... ?.'}.?.?. .................................................................... . 14. Siltito 13 8,27 290 0,127 0,078 3,062 0,133 0,134 0,057 0,427 2,411
espesso 14 8,28 300 0,131 0,083 x x x 0,136 0,117 0,055 0,427 2,411
......................................... 1.? ....... ~.'.~~ .............. ~1g ....... ~ .. ~ .. ~ ........... ~ ... ~ .. ~ ............ ~ .. ~ .. ~ ........... g!.~.~.? .......... g!.~.?.9 ........ .. Q~Q~.? .......... ~ ... ~ ... ~ ............ ~ .. ~ .. ~ ..................................................................... . 16. Siltito 16 7,72 310 0,135 0,090 2,488 0,092 0,416 0,500 0,000 1,131
(CS) 17 7,85 270 0,091 0,065 x x x 0,084 0,451 0,309 0,000 1,131
.......................................... ~.~ ....... !.!.~.~ .............. ~~g ...... Q~.~.~.? ......... g!g~~ ........... ~ .. ~ .. ~ ........... g~.~.9.?. .......... g!.?.!?.~ .......... Q~1.~.? .......... ~ ... ~ ... ~ ............ ~ .. ~ .. ~ ................................................................... .. 20.Siltito 19 8,65 860 0,148 0,091 5,741 0,118 0,433 0,200 xxx xxx
(EI) 20 8,55 540 0,084 0,055 x x x 0,090 0,301 0,137 1,280 3,371
......................................... ?~ ....... ~!.~.g ............. ~~g ...... Q~.~.~.~ .......... g!g?~ ........... ~ .. ~ .. ~ ........... g!.~.9.!... ........ g!.~.~.Q ......... Q~.~.~.~ .......... J.!.?~g .......... ~.'.~.?.~ .................................................................... .. 22 8,00 3500 12,391 4,540 3,758 0,767 0,182 27,975 x x x x x x 4,89
10. Carv~o 23 7,98 3600 13,659 3,715 3,706 0,783 0,166 27,670 0,640 1,771 7,13
24 8,00 3500 14,191 3,734 4,115 0,788 0,177 27,486 0,853 2,944 3,57
)( )( )( nao realizada
~
-J .t:>
Apendice 5. continua9ao
Analise nQ 2
Amostra col. pH CE Ca Mg Na K Si S04 C03 HC03 AI Fe Mn fJS em-1 mmol dm-3 --- mg dm-3
1+2 Solo 1 5,60 13 0,011 0,013 0,017 0,000 0,192 0,021 0,000 0,000
hor. A+8 2 5,90 12 0,009 0,011 0,026 0,000 0,188 0,018 0,000 0,000
.......... _ .................. _ .......... _ .... ~ ............ ~_,_Q_Q ................ ~~ .. _ .... Q!_Q_~_~ ......... P,P~.~ .. __ ..... 9.!9.~.~ ......... g!g9.Q ......... .Q!1_~? ......... 9.!_~.? .......... Q!g9.9 ......... _9.!9.Q9. ............... _ ................................................... .. 4 5,50 46 0,014 0,016 0,252 0,015 0,577 0,182 x x x x x x
4. Sapr61ito 5 5,10 64 0,023 0,026 0,278 0,020 0,600 0,212 0,000 0,000
.. _ .................. _ ...................... _~ ... _ ........ ~.'_~g ..... _ .. _ ... _ ... 1.? .... g!g.1.~ .......... 9.'.9.~.~ .......... Q!??~ .......... Q!g?Q .... _ .... Q,.~.~.~ ....... _ .. _Q!.~.?Q ........ _.9.,.9.QQ_ ........ 9.!9.~.Q ........................................... _ ......... _ ... _._ ... _ .... .
6. Argilito
7
8
7,30
7,40
62 0,025 0,029 0,513 0,046 0,530 0,000 x x x x x x
56 0,022 0,030 0,452 0,051 0,420 0,019 0,000 0,581
.. _ .. _~~~~~!9._ .................... ~ .......... ..?.'.~g ........ _ ........ ~~ ... _ .. g!g.1.~_ ......... 9.'.9.?1._ ......... Q!1.~.~ ... _ .. __ .. .9!.9.~~ .......... 9.!~_~.? .......... Qi.Q~~ .. __ ...... 9.'.9.QQ .. __ .... _9.!.~1~ ......................... _ ...... _ .... _ ...... _ .. _ .. _ .. _ ............. .. 10 8,10 3700,368 0,291 2,505 0,225 0,159 0,806 0,516 1,226
11. Siltito 11 8,20 370 0,358 0,283 2,610 0,220 0,148 0,677 0,645 1,742
._ ...... _~!y.~!.~ ................... ~.? ............ ~_~9g ....... _ ...... ~.Q9._ ..... 9.!.~9.~ ......... .9.'.9.~.~ ... _ ..... ?!~1g._ ....... g!.?~~ .......... Q!Q~~ .......... Q!_~~.~ .......... Q.'.~.~~ .......... ~.!~~.~ .................... _ ................. _ ....................... _ ..... .
13 8,30 220 0,090 0,056 2,244 0,113 0,131 0,631 0,387 2,064
14. Siltito 14 8,30 230 0,094 0,058 2,192 0,118 0,135 0,106 0,568 1,754
......... ~~p..~~.~9. ........ __ ...... ~~ ........... _~.'.?9. .............. ?1.9 ...... g!.Q~~ .. _ ...... .Q'.Q~? ......... ?.!.~.~.? .......... Q!_~?.9 .......... Q~.~.~~ .......... Q!.Q!.~ .......... Q.'.~_~~ .......... _1./~_~ .. _ .................... _ ........ _ .. _ ........ _ .. _ .................... _ 16 7,60 163 0,051 0,033 1,357 0,051 0,528 0,375 0,000 0,516
16. Siltito 17 7,60 230 0,085 0,054 1,461 0,046 0,532 0,636 0,000 0,516
......... !:!!y.~! .. ~ ................... ~.~ .... __ . ___ ..?~~.Q .............. ??Q ...... g!g~~ .... _ ..... 9_~9.~?_ ...... _ .. ~.!~.~.~ .......... Q.'g1._~ .......... Q!~~1. ...... _ .. _Q!.~Q~ ...... _ ... 9.'ggQ .. _ ...... 9.!~~.~ ............... _ .......................... _ ........ _ ................. . 19 8,60 460 0,084 0,049 5,167 0,051 0,524 0,203 0,903 3,225
20. Siltito 20 8,10 260 0,041 0,035 2,775 0,061 0,636 0,557 0,000 1,419
.......... _ ................................ ?1 ............ L~Q .. _ ........... ~?9 ...... g!g?~ .......... 9.,.9.?9. ...... _ .. ?!?~.? ....... g.'g1..1.. ........ Q!~Q~ ...... _ .. _Q!.~.Q~ .......... 9.'.9gQ .......... 1.!9.~.?.. ...... _ ........... _ .. _ .............. _ .... _ .. _ .... _ ............... .. 22 7,80 2600 14,118 8,268 0,792 0,419 0,133 32,143 0,464 1,471 2,79
10. Carvao 23 7,80 2700 14,645 8,628 0,757 0,435 0,137 23,408 0,335 1,277 7,26 24 7,90 2700 14,843 8,649 0,766 0,430 0,156 22,984 0,516 1,548 5,87
)( )( )( nao realizada f---> -.J In
Apendice 5. continua9ao
Analise nQ 3
Amostra col. pH CE Ca Mg Na K Si S04 C03 HC03 AI Fe Mn liS em,1 mmol dm,3 --------,----'-----'- mg dm,3
1+2 Solo 1 4,80 16 0,009 0,011 0,009 0,000 0,202 0,067 0,000 0,021
hor. A+8 2 5,67 11 0,012 0,013 0,017 0,000 0,195 0,009 0,000 0,021
........................................... ~ ....... ~!.?~ .............. ~.~ ......... Q!Q~.~ ....... Q!Q~.? ......... .9.!.9..n ......... Q.~Q.9.Q ......... Q!~~.~ .......... Q.~Q.!..1 ....... Q.'.9.QQ .......... q!.q~.~ ..................................................................... .
4. Sapr61ito 4 5,82
5 5,36
20 0,004 0,004 0,122 0,005 0,594 0,062 0,000 0,072
33 0,006 0,007 0,148 0,010 0,608 0,082 0,000 0,072
........................................... ~ ....... ~!.~!. ............. ~~ ......... Q!.qQ.~ ...... Q~QQ.? .......... Q!.2~~ .......... Q.'.Q.~.Q ......... Q!~~.~ .......... Q~Q~.~ ...... Q.'.9.9.Q .......... q!Q~.~ ..................................................................... . 7 7,40 66 0,025 0,026 0,539 0,Q15 0,664 0,067 0,000 0,433
6. Argilito 8 7,56 68 0,034 0,041 0,539 0,015 0,706 0,080 0,000 0,485
....... ~.~.~r.~J.? ................... ~ .... ...?.!.~~ ............. ?.~ .......... q!Q~.?. ...... Q!Q~.1 ........... Q!.~~~ .......... 9.'.9.~.? .......... q!~!..2 .......... Q~Q~.q ...... 9.~9.9.Q .......... q!~~.~ ................................................................... .. 10 7,98 310 0,392 0,291 1,392 0,235 0,175 0,719 0,103 1,392
11. Siltito 11 8,08 310 0,392 0,293 1,392 0,235 0,141 0,710 0,155 1,392
......... D!.Y.~IJ~ ................. ~.? ....... ~!.q~ ........... ~.?.Q .......... q!~~.~ ...... Q!~~.q .......... ~.!.??!. .......... Q.'.~.?~ .......... q!.1.~.~ .......... Q~~~Q ...... 9.'.~.Q~ .......... 1.!.?~.? .................................................................... . 13 8,18 230 0,116 0,060 2,088 0,128 0,150 0,204 0,309 1,778
14. Siltito 14 8,22 220 0,092 0,055 2,018 0,128 0,141 0,153 0,258 1,804
.......... ~~.e~~~9. .............. ~.~ ....... ~!.J} .......... ~.~Q .......... q!.q~.9. ...... Q~Q~.~ .......... ?!.9..~.~ .......... 9.' .. ~.?~ ......... Q!.~.~.Q .......... 9.' .. ~.~.1 ....... 9.,.~.?~ .......... ~.!.?Q.2 .................................................................... . 16 7,58 155 0,099 0,068 1,079 0,092 0,572 0,486 0,000 0,361
16. Siltito 17 7,41 370 0,356 0,220 2,123 0,174 0,525 1,327 0,000 0,361
.......... ~!.y.~.U~L ............... 1.~ .... ...?!.?~ ........... ~.~~ .......... q!~!..?. ...... Q!.~.~.~ .......... gJ~? ......... 9.'.~.~~ .......... 9.!~~.?. .......... QlQ~ ...... 9.'.9.9.Q ......... Q!~~.~ .................................................................... . 19 8,32 270 0,046 0,035 2,584 0,041 0,457 0,174 0,000 1,624
20. Siltito 20 8,30 167 0,021 0,017 1,644 0,036 0,352 0,075 0,000 1,031
........................................ ~~ ....... ~!.?~ .......... ~.9.Q ......... Q!Q~.~ ...... Q!Q~.9. .......... ~.:.?~~ .......... Q.~Q.~~ .......... 9.!.?~.~ .......... Q~.1g~ ...... Q.'.~g.~ .......... 1.!~~.~ ................................................................... .. 22 7,94 2400 15,365 0,795 0,383 0,256 0,231 16,670 0,052 0,670 6,11
10. Carv~o 23 8,07 2400 15,689 0,911 0,322 0,230 0,146 15,807 0,052 1,134 7,41 24 8,13 2400 15,754 0,892 0,400 0,286 0,195 15,738 0,103 0,928 2,83
....... -...J 01
Apendice 5. continua~ao
Anc~lise nl!. 4
Am ostra col. pH CE Ca Mg Na K Si S04 C03 HC03 AI Fe Mn ~s cm,1 mmol dm,3 mg dm-J
1+2 Solo 1 5,57 12 0,010 0,011 0,017 0,000 0,134 0,017 0,000 0,000 0,026
hor. A+8 2 5,78 34 0,034 0,041 0,026 0,000 0,137 0,003 0,000 0,000 0,000
............................................... ~ ......... ?:.!.~ ................. ~.~ ............ 9.:9..~.? ....... Q!.Q.1.~ ......... g!g.~.!. .......... 9.!9.9.Q ......... 9.!.~.9.~ .......... 9!.99.? ......... 9.!9.9.9 .......... g:g9.9 .......... 9 ... 9g!. ............................................. .. 4 6,62 16 0,002 0,003 0,104 0,005 0,448 0,002 0,000 0,000 0,001
4. Sapr6lito 5 6,14 31 0,006 0,007 0,139 0,015 0,448 0,002 0,000 0,000 0,001
............................................... ~ ......... ?:.~~ ................. ~.~ ........... .9:.Q9.~ ...... 9.:.Q9.~ ......... g!.~.~9. ......... 9.!9.~.Q ......... 9.:.~~~ .......... 9!.9.~.!. ......... 9.!9.9g ......... g:g9.9 .......... 9.,.9.~.~ ............................................... . 7 7,67 100 0,058 0,060 0,931 0,020 0,686 0,062 x x x x x x 0,008
6. Argilito 8 7.60 92 0.042 0,047 0,739 0.041 0.643 0.081 x x x x x x 0.023
....... ~.~.~r.!:!? ....................... ~ ......... ?.:.?.9. ................. ?~ ............ Q:.Q?!. ...... 9.:.Q~.~ ......... g!.?..~~ ......... 9.!9.?~ .......... Q:.?9.~ .......... 9!.9.~.9. ......... 9.!9.9.Q ......... .9:.~.~~ .......... 9.,.9.?~ .............................................. . 10 7,82 135 0,325 0.243 0.313 0.230 0.123 0.298 0.000 0.898 0.000
11. Siltito 11 7.95 135 0,320 0.240 0.383 0.199 0,108 0.295 0.000 1,003 0.001
.......... ~!.y.!:! .. ~ ..................... ~.? ........ !.:.~! ............... 1.~.? .......... g:.~?.g ....... q:~~.!.. ......... 9!.~!.~ ......... 9.!?~.q .......... Q:.9~? ........ g!.~.?.~ ......... 9.!9.9.Q .......... 9:.~.?9 .......... 9.!9.99. .............................................. . 13 8,27 187 0.089 0.057 1.722 0.128 0.116 0.083 0,211 1,426 0.000
14. Siltito 14 8,28 191 0,082 0.052 1.853 0.128 0.129 0.078 0.211 1.584 0.001
.......... ~~.e!:.~~? ................. ~?. ......... ~!.?.? ............... 1.!..? ............ Q:.Q!.~ ....... Q:.q~.~ .......... ~...!.~~ .......... 9.!.1.~.~ ......... g:.Q~!. .......... 9!.9.?~ ......... 9.!~~.? .......... ~:.~?~ .......... 9.'.9.~9. .............................................. . 16 7.57 86 0.067 0.048 0,487 0.087 0,368 0.187 0.000 0.238 0.003
16. Siltito 17 7,46 97 0.111 0,119 0,400 0.107 0.391 0.267 0,000 0.211 0.001
.......... ~r.Y.!:.u~ ..................... ~.~ ......... ?:.~~ ................. ?.~ ............ Q:.~.9.9 ....... Q:9.!..~ ......... g!.~.?!. .......... 9.!9.~.? ........ Q:.~?~ .......... 9.'.~.?.?. ......... 9.!9.9.Q ......... .9:.?.~.~ .......... 9.!9.9.~ ............................................... . 19 8,98 500 0.136 0.055 11.091 0.077 1.051 0.794 x x x x x x 0.326
20. Siltito 20 8,48 380 0.043 0.031 9,264 0.077 0.656 0.180 x x x x x x 0.112
............................................. ?.1 .......... ~:.~~ ............... 1.~.~ ........... g:.q?~ ....... 9.!.q~.?. ......... ~.'g~~ .......... 9.!9.~!. ......... g:.~?9 .......... 9.'.~.?~ ......... 9.!9.9g .......... ~:.~~~ .......... 9.·.9.~.~ .............................................. . 22 7,73 2500 17.361 1.377 0.191 0.210 1,018 20.820 0,053 1,426 0.014 18,12
10. Carvao 23 8,12 2300 16,084 1.081 0,174 0.205 1,028 20.102 0.106 1,426 0.000 10.99 24 6,23 2500 17,463 1,184 0,174 0,261 1,235 22,256 0,000 0,422 0,003 13,26
x x x nao realizada f--l --J --J
Apendice 5. continua~ao
Analise nQ. 5
Amostra col. pH CE Ca Mg Na K Si S04 C03 HC03 AI Fe Mn Zn Ni IlS em-1 mmol dm-3 ~- mg dm-3 --
1+2 Solo 5,25 15 0,042 0,017 0,009 0,005 0,132 0,004 0,000 0,022
hor. A+B 2 6,08 14 0,039 0,017 0,009 0,000 0,085 0,002 0,000 0,000
.. _ ....... _____ ...... _ ... _ ................ ~ .......... ~l~~ ... ___ ....... n ......... 9.~Q?~ ........ 9.l.9._~_~._ ..... .Q~Q9.~ ....... _9.l.9.?9 ........ 9}~?!. .......... 9.l.9.Q~ ........ 9.,.9gQ ........ 9.l.9.Q9.. ___ ..... __ ............... _ .. _ .. _____ ................ _ .... _ .................................... _ ... 4 6,60 14 0,022 0,002 0,087 0,010 0,326 0,022 0,000 0,178
4. Sapr61ito 5 6,48 20 0,028 0,005 0,113 0,010 0,390 0,022 0,000 0,178
..... _ ...................... _ ............. ~ ......... ~l~~ ............ ~.~ .......... Q~Q?? ........ 9.l.9.Q~ ........ 9.,.9.~~ ........ 9.l.9..~g ........ 9.,.~.?!. .......... 9.l.9.~.? ........ 9.,.9gQ ........ 9.l_E.~ .... _ ............................... _ ...... _ ........ _ .................................. _ .......... . 7 7,50 69 0,054 0,034 0,539 0,005 0,447 0,062 0,000 0,468
6. Argilito 8 7,53 78 0,056 0,035 0,600 0,010 0,498 0,073 0,000 0,490
....... ~.~.~~~.I.? .................. ~ ......... !.l.~! ........... ?.! ......... 9.~9.~.~ ......... 9.l.9.?? ........ 9-'.~.?.9. ........ 9.&~g ........ 9-'.~~.~ .......... 9.l.9.9.~_ ...... _9.,.9.9.Q ........ 9.l~~.~ ................................. _ .......... _ .......... _ .... _ .... _ ................................ . 10 7,60 116 0,246 0,152 0,052 0,133 0,074 0,213 0,000 0,490
11. Siltito 11 7,66 120 0,261 0,157 0,043 0,123 0,041 0,224 0,000 0,490
.......... ~!.y.~L~ ................ ~.? ...... ..!.l~~ .......... ~.~.~ .......... 9_~~.~~ ........ 9.l.~.~.~ ........ 9.~9.?? ........ 9.l.~.??. ........ 9.~9.~~ .......... 9.l.?~.~ ....... _9-'_9_9.Q_ .... _ .. 9.l.~?.~ ................................................................ _ .... _ ....... _ .. _ ....... _ ........ .. 13 8,16 189 0,100 0,043 1,461 0,123 0,151 0,110 0,045 1,315
14. Siltito 14 8,20 182 0,097 0,048 1,496 0,123 0,085 0,055 0,089 1,292
.......... ~~.p.~~~ ............. ~.? ......... ~l.~.?. .......... ~.?.~ .......... 9-'.9.?9. .. _ ..... 9.l_g~? ........ ~_~~.~~ ........ 9.lg~?. ........ 9-'.9.~?. .......... 9.l.9.~.?._ .... _9-'.9.9.Q ........ ~.l_9.~.?. ................. _ ............................................... _ ................................ . 16 7,31 47 0,076 0,037 0,104 0,061 0,221 0,101 0,000 0,201
16. Siltito 17 7,18 76 0,127 0,081 0,035 0,118 0,262 0,154 0,000 0,178
.......... ~!.y.~U? .......... _ .... _~_~ ......... !.l.~9 ............ ~?. .......... 9.~9.~~ ..... _ .. 9.l_9.~§ ........ 9-'.9_?~ ........ gl.9.~~ .... _ ... 9_~~.~9. .......... 9.l.9.~g ........ 9-'.9.9.Q ........ 9.l.E.~ .............................................. _ ................ _ ....................... _ ...... _ .. .. 19
20. Siltito 20
21
22 2,81 3800 14,371 0,804 0,757 0,077 3,147 27,971 0,000 0,000 4,912 6,546 1,92 1,55 1,31
10. Carv~o 23 3,63 2500 14,526 0,652 0,130 0,102 2,251 16,325 0,000 0,045 1,088 1,704 2,98 1,76 0,94 24 3,08 3300 13,792 0,754 0,104 0,066 3,418 24,706 0,000 0,000 6,353 5,557 1,02 1,14 0,75
I--' -..J (X)
Apendice 5. continua9ao
Analise nQ 6
Amostra col. pH CE Ca Mg Na K Si S04 C03 HC03 AI Fe Mn Zn Ni ",S em-1 mmol dm-J --- mgdm-J
1 +2 Solo 1 4,16 1360 11,136 5,567 0,023 0,005 0,597 7,453 0,000 0,005 0,892 0,93 0,22
h~r. A+8 2 4,71 16 0,021 0,015 0,008 0,005 0,122 0,028 0,000 0,005
............................................. ~ ............. 1!.~Q ............... 1.9. .. __ .. __ .9.,.9.?Q. __ .... Q!g.1.! .. __ .. .9.,.9.9.~ ....... Q!.QQ? ...... 9 ... 9.?..1 .......... g!Q~.~ ....... 9.,.9.QQ ....... Q!g9.? ............................................................................................. . 4 4,20 3100 3,815 3,468 2,202 0,575 0,853 21,943 0,000 0,023 0,922 0,27 0,23
4. Sapr6lito 5 6,36 18 0,014 0,005 0,093 0,010 0,320 0,061 0,000 0,023
............................................. !? ............ ?.'.~.~ ................ 1.~ .......... Q:9.9.~ ...... .9.!.QQ~ .... __ .9.:9.~.1 ....... Q!.QQ? ...... 9.,.?.~~ .......... Q!.Q~.g ....... 9.,.9.Q9 ....... g!Q?~ ............................................................................................. . 7 6,95 52 0,015 0,028 0,427 0,015 0,395 0,060 0,000 0,299 0,049
6. Argilito 8 7,13 58 0,031 0,032 0,435 0,010 0,436 0,063 0,000 0,299
....... ~!.!"!~~~!~ ..................... ~ ............ .?!.?.?. .............. ?~ .. __ ...... 9.:~.~~ ....... Q!~~.? ....... 9.:~.~ ....... Q!.QQ? ...... Q:~.~?. ......... Q!.~ .. 1.§ ....... 9 ... 9.9.Q ....... Q!.1.!?! ............................................................................................. . 10 6,94 2900 11,600 7,020 0,148 0,438 0,056 19,562 0,000 0,161
11. Siltito 11 7,47 103 0,209 0,142 0,016 0,089 0,061 0,265 0,000 0,299
......... !:l.[~~! .. ~ ................... 1.? ........... .!...~~ ............ !Q~ ......... g.'.??~_ ...... Q!.~.~.~ ....... 9.'.9.!!? .... g!.Q~.~ ....... Q,.9.?..1 ........... Q!?.~.~ ....... 9 ... 9.QQ ....... Q!.~~.? ............................................................................................. . 13 7,10 1920 4,784 2,547 6,396 0,526 0,061 10,621 0,000 0,161
14. Siltito 14 7,79 128 0,090 0,039 0,963 0,093 0,078 0,063 0,000 0,965
......... ~~p..~~.~~ ................. 1.~ ............ .?!.~~ .............. ~? ..... g.:9.?.? ...... g!Q?.~ ....... 9...?..~~ ....... Q!.9.~.~ ...... .9.:9.?? ........ Q!Q~.Q ...... g.'g.9.9 ....... QZ!.? ............................................................................................. . 16 6,12 2500 10,311 5,910 0,210 0,443 0,631 15,932 0,000 0,023 0,81 0,11 1,50
16.Siltito 17 6,68 37 0,070 0,046 0,016 0,034 0,306 0,104 0,000 0,115
......... ~[~~! .. ~ .................... 1.~ ............. ~...?~ .............. ?~ .......... 9 ... 9.~~_ ...... Q!g?~ ....... 9.'.9.J.~ ....... Q!.9.?~ ....... 9.'.??~ .......... 9.!Q~.9. ....... 9.'.9.9.Q ...... Q!.1 .. ~.? ............................................................................................. . 19
20. Siltito 20
21
22 2,71 2300 4,269 0,565 0,031 0,030 2,617 12,708 0,000 0,000 3,318 3,587 0,30 0,70 0,20
10. Carv~o 23 3,12 1700 4,516 0,354 0,023 0,030 1,834 11,001 0,000 0,000 3,410 1,824 0,84 0,45 0,55 24 2,78 2100 3,238 0,291 0,023 0,025 2,217 11,380 0,000 0,000 3,522 3,466 0,33 0,52 0,27
f-' -...l 1.0
Apendice 5. continua9ao
Analise nq 7
Amostra col. pH CE Ca Mg Na K 5i 504 C03 HC03 AI Fe Mn Zn Ni Cu Co pScm-'-- - - ------ ------ ---- --- mmoldm'J'- - -----~ - ____ ~ ______ u - - u
mgdm-3
1+2 Solo 1 3,64 1720 3,028 1,245 0,052 0,051 1,449 9,344 0,000 0,000 3,593 0,88 1,07
h~r. A+8 2 5,41 21 0,029 0,019 0,009 0,005 0,099 0,029 0,000 0,000 0,009
....................................... ~ .... _?1.?~ .............. 1.? .......... Q.~Q?!L ...... QIQj,? .... QIQQ1 ...... QIQQ.~ ...... QIQ~.~ ........... Q.!Q~~ .... !M~Q.9. ...... QIQQ.9. ...... g_,.Q_Q~ .......................................... _ ............................................................. . 4 3,96 4890 15,171 15,667 0,165 0,430 2,600 29,481 0,000 0,000 0,788 0,37 0,27
4. Sapr6lito 5 6,43 21 0,016 0,005 0,087 0,005 0,294 0,023 0,000 0,030 0,000
....................................... ~._ ... ?I.?Q ............ J.? .......... Q ... g.1.~_._._ .... QIQQ.~ .... QI.Q~.? ...... QIQQ.?. ...... QI.1.?..~ ........... Q,.Q~~ .... QIQQQ ...... g.!g.~Q ...... g.,.g.9.Q ........................................................................................................ . 7 6,81 50 0,036 0,031 0,287 0,015 0,269 0,180 0,000 0,200 0,000
6. Argilito 8 7,07 88 0,051 0,039 0,478 0,010 0,302 0,166 0.000 0.250 0.000
....... ~.~.~r.~J2 ................ ~ ..... ?I.?Q ........ 1.?~Q ....... J.~.\Q.~~ ....... J.~1~1.~ ... }I~~.~ ...... QI.1.~.1 ...... QI~~~ ........ ~~ ... ~.?.1.. ... Q\QgQ ...... 9.\1.?Q ...... Q .. .:!.~~ ....................................................................................................... .. 10 6.86 3130 11.883 6.342 0,183 0,281 0.081 17,090 0,000 0,250 0,023
11. Siltito 11 7,23 116 0,220 0,265 0,009 0,072 0,048 0,184 0,000 0,340 0,000
......... .!'!!.y.~I..~ ............. ~~ .... L.~.1 .......... )~Q .......... 9.,.??~ ......... QI.~~.? ..... 9.I.9.Q~ ...... QIQ!..?. ...... QIQ~.9. ........... Q!?~~ .... Q\QgQ ...... Q\~?Q ..... .Q ... g.QQ ........................................................................................................ . 13 7,21 4330 17,651 9,419 0,235 0,752 0,078 24,491 0,000 0,380 0,000
14. Siltito 14 7,74 154 0,158 0,070 0,809 0,118 0,080 0,092 0,000 1,000 0,000
.......... ~~p.~.~~!? .......... 1.~ .... .?.I.?.? ............. ~.?. .......... Q ... g~~ .......... QIQ~.~ .... QI~!..~ ...... QIQ~~ ...... 9.\9.?~ ........... Q ... 9~~ .... Q.\9.QQ ...... Q ... ?.~Q ...... g .. g.QQ ....................................................................................................... .. 16 4,44 2170 8,479 3,376 0,113 0,399 2,526 11,381 0,000 0.000 0.102 0.305 3,20 1,83 8,82 0,24 0.78
16. Siltito 17 6.81 67 0.098 0,058 0,009 0,036 0.248 0.095 0,000 0.080 0.000
......... .!'!!.y.~L!? ............ ~~ ..... ?.I.~.t ............ ~1 .......... Q.·.Q.?..1 .......... QIQ~.? ..... QIQQ~ ...... QIQ~.t ..... QI.t?..1 ........... Q .. Q1~ .... QIQQQ ...... Q!.1.QQ ...... Q .. .QQQ ....................................................................................................... .. 19
20. Siltito 20
..................................... ?.1.. .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 22 2.53 2570 0.433 0.346 0.026 0.107 2.786 9.624 0.000 0.000 1.149 3,676 0,26 1,35 0.88 0,13 0.06
10. Carvao 23 2.27 4950 0,490 0.369 0,104 0,031 2,675 24,741 0,000 0,000 2,361 11,227 0.34 0,49 0,88 0,28 0,16 24 2,67 1970 0,375 0.292 0,043 0,036 2,377 8,626 0.000 0,000 0.871 5,378 0.28 0,43 0,66 0,06 0.13
f-' CD o
Apendice 5. continua~ao
Analise n2 8
Amostra col. pH CE Ca Mg Na K Si S04 C03 HC03 AI Fe Mn Zn Ni Cu Co
IlS cm-1 mmol dm-3 ----- mg dm-3
1+2 Solo 1 3,42 795 0,117 0,384 0,043 0,148 1,432 6,692 0,000 0,000 3,580 0,24 1,52 0,07
h~r. A+8 2 5,73 12 0,014 0,015 0,002 0,001 0,060 0,009 0,000 0,013 0,000
........ ____ .......... __ .. __ ..... __ .. } .. __ .?Z!.. ............. 1.~ __ .. gl.9.H ...... 9.,.Q!~ ...... QI.9.~ ...... QI.9.QL ... gl.9.?!? ____ ...... QIQQ~ ______ .91.9.9.9 ____ ... 9-'.9.!.~ .... __ QIQ9Q .. __ .. __ ............... ____ ... __ .......... __ . ____ ............................................. ____ .... . 4 3,97 1000 3,393 2,554 0,113 0,430 2,317 8,336 0,000 0,000 0,163 0,29 0,68
4. Sapr61ito 5 6,56 22 0,006 0,006 0,104 0,010 0,264 0,009 0,000 0,063 0,000
...................................... !? .... ~I.?.~ ............. ?~ .... gl.9.9.~ ...... 9-'.QQ~ ...... QIJ.1.~ ....... 9.1.9..1g ....... 91.~.~~ ........... Ql.QQ~ ....... 91.Q.9.9 ....... 9-'.Q~~ ...... QIQ9.9. ...................................................................................................... . 7 7,23 104 0,057 0,061 1,044 0,020 0,417 0,247 0,000 0,625 0,000
6. Argilito 8 7,10 122 0,061 0,077 0,766 0,015 0,491 0,391 0,000 0,425 0,000
....... ~.~.~f.~.I.~ .............. ~ ..... ~I.?Q ........ 1.?~9 ..... 11.9.?? ... ~-'.~.~:1 ...... QI?.?..?. ....... 9.1.1.~~ ...... g}.?~~ ........... ~I.~?~ ...... gl.9.9.9 ...... .QI1.??. ...... QIQ9.9. ...................................................................................................... . 10 7,16 1140 4,671 4,414 0,200 0,430 0,491 10,152 0,000 0,638 0,000 0,49
11. Siltito 11 7,42 135 0,248 0,158 0,017 0,097 0,091 0,453 0,000 0,338 0,000
.......... ~!.y.~1 .. ~ ............ !? . ...?.}.1.1. ........... 1.~~ .... gl.~.~~ ....... 9-' .. 1.?!? ...... 9.I.9.1.?.. ...... 9.1J.Q~ ...... glg.f?~ ........... Ql.~~~ ....... 91.9.9.Q ...... 9-'}~~ ...... QIQ9Q ...................................................................................................... . 13 7,52 1050 4,551 2,876 0,157 0,527 0,098 8,424 0,000 0,763 0,000
14. Siltito 14 7,92 64 0,146 0,089 0,661 0,153 0,109 0,112 0,000 1,013 0,000
.......... ~~p.~~~9. ......... 1.~ ..... ?I.~.L ........... ?? ..... 91.1.1 .. 1 ....... QIQ§~ ....... 9.I.~~.! ...... gl.!~~ ....... 91.9.~~ .......... Q1Q.1.~ ....... 91.9QQ ...... Q,.?§.? ....... 9.1.9.9Q ...................................................................................................... . 16 3,17 700 0,838 0,721 0,043 0,261 2,656 3,771 0,000 0,000 1,012 0,269 0,90 0,90 3,90 2,16 0,37
16. Siltito 17 6,60 34 0,055 0,039 0,017 0,046 0,156 0,025 0,000 0,088 0,000
......... D!.y.~L!? ............ !~ ..... ~I.~.9. .......... 31 ..... 91.9.~~ ...... 9.IQ?~ ...... QIQ~.~ ...... Ql.Q~§ ...... g..J!?§ ............ 9.1Qfg ....... 91.9.9.Q ...... 9.19.~~ ....... 9.IQ9.9. ...................................................................................................... . 19
20. Siltito 20
21 ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 22 2,55 1220 0,101 0,536 0,052 0,210 2,187 6,193 0,000 0,000 0,922 1,521 0,27 1,18 0,30 0,07 0,16
10. Carv~o 23 2,49 1990 0,107 0,574 0,070 0,174 2,500 13,571 0,000 0,000 1,329 4,966 0,68 0,34 0,30 0,07 0,21 24 2,98 1030 0,065 0,247 0,052 0,179 1,640 4,468 0,000 0,000 0,289 2,540 0,24 0,46 0,15 0,04 0,05
I-' co I-'
182
APENDICE 6. Dados sobre 0 calculo de estimativa da quantidade de enxofre atraves da condutividade eletrica dos efluentes do carvao fosco durante 0
teste de lixivia~ao.
a) Formulas usadas para os calculos.
Metodo
1+2 2+3 4m3
5m4 5+6 7m6 7m8
8m7
8
Formula de calculo
S 0,0054 C.E. + 8,7216 S 0,0237 C.E. - 40,923 S (0,012755 C.E. - 5,5215)
S (0,0091 C.E. - 6,1167) S 0,0091 C.E. - 6,4504 S (0,0057 C.E. - 3,6248) S (0,0057 C.E. 3,6248) S (0,0057 C.E. - 3,6248) S (0,0057 C.E. 3,6248) S (0,0095 C.E. - 5,3649) S (0,0095 C.E. 5,3649) S (0,0095 C.E. 5,3649) S 0,0095 C.E. - 5,3649
- 0,65014 (14-n) fat or corre<;ao
+ 0,36958 (24-n)
+ 0,10489 (37-n) + 0,2093 n + 0,345 n + 0,169 n + 0,1604 (28-n) + 0,1271 (28-n) + 0,1151 (28-n)
obs.
para 22 para 23 para 24 para 22 para 23 para 24
• fator de corre9ao para compensar a migra9ao das retas relativas aos pontos de uma analise e da seguinte .
• n = nUmero de lixivia90es entre uma analise e outra
b) Equa~6es das retas dos pontos das analises usadas para compor as formulas acima:
Metodo Analise Procedimento obs.
1+2 1,2 equa<;ao da reta dos pontos das ?
0,9818 r~
duas analises excluindo 0 ponto do efluente 22 da analise 2
2+3 2,3 equa<;ao da reta dos pontos das ?
0,9898 r~
duas analises excluindo 0 ponto do efluente 22 da analise 2
4m3 4 equa<;ao da reta excluindo o ponto do efluente 22
5m4 5 ?
0,9866 equa<;ao da reta dos pontos r" 5+6 5,6 equa<;ao da reta dos pontos das r2 0,9624
duas analises 7m6 7 equa<;ao da reta dos pontos
?
0,9816 r~
7m8 7 equa<;ao da ret a dos pontos r2 0,9816 8m7 8 equa<;ao da reta dos pontos r2 0,9999
8 8 equa<;ao da reta dos pontos r2 0,9999
183
APENDICE 7. Planilha do calculo de estimati va da quantidade de enxofre atraves da condutividade eletrica dos efluentes do carvao fosco medida durante 0 teste de lixivia<;ao.
Acum. CE (~S cm-1) sulfato (mmol cm-3
)
(mm) 22 23 24 22 23 24 metoda 40 5300 5200 5100 37,342 36,802 36,262 1+2 80 4100 4200 4000 30,862 31,402 30,322 1+2 120 3500 3600 3500 27,975 27,670 27,486 analise1 160 3200 3300 3400 26,002 26,542 27,082 1+2 200 2700 2900 2900 23,302 24,382 24,382 1+2 240 2600 2700 2700 32,143 23,408 22,984 analise2 280 2600 2700 2700 20,697 23,067 23,067 2+3 320 2300 2200 2200 13,587 11,217 11,217 2+3 360 2200 2200 2200 11,217 11,217 11,217 2+3 400 2200 2200 2200 11,217 11,217 11,217 2+3 440 2100 2100 2100 8,847 8,847 8,847 2+3 480 2400 2500 2500 15,957 18,327 18,327 2+3 520 2300 2400 2500 13,587 15,957 18,327 2+3 560 2500 2500 2500 18,327 18,327 18,327 2+3 600 2400 2300 2300 15,957 13,587 13,587 2+3 640 2100 2000 2000 8,847 6,477 6,477 2+3 680 2100 2100 2100 8,847 8,847 8,847 2+3 720 2400 2300 2300 15,957 13,587 13,587 2+3 760 2400 2400 2400 15,957 15,957 15,957 2+3 800 2900 2400 2800 27,807 15,957 25,437 2+3 840 2400 2400 2400 16,593 15,722 15,652 analise3 880 2200 2100 2200 14,088 12,812 14,088 4m3 920 2400 2200 2300 17,289 14,738 16,013 4m3 960 2500 2400 2300 19,214 17,939 16,663 4m3 1000 2200 2200 2200 16,038 16,038 16,038 4m3 1040 2300 2200 2300 17,964 16,688 17,964 4m3 1080 2200 2200 2200 17,338 17,338 17,338 4m3 1120 2400 2300 2300 20,540 19,264 19,264 4m3 1160 2300 2300 2300 19,914 19,914 19,914 4m3 1200 2200 2100 2200 19,289 18,013 19,289 4m3 1240 2300 2100 2200 21,214 18,663 19,939 4m3 1280 2400 2100 2300 23,140 19,314 21,865 4m3 1320 2800 2400 2300 28,892 23,790 22,515 4m3 1360 2600 2300 2600 26,991 23,165 26,991 4m3 1400 2500 2300 2500 24,665 23,815 26,366 analise4 1440 2200 2100 2300 22,404 21,494 23,314 5m4 1480 2600 2200 2800 25,674 22,034 27,494 5m4 1520 2800 2300 3000 27,124 22,574 28,944 5m4 1560 2900 2200 3500 27,665 21,295 33,125 5m4 1600 2700 2000 3100 25,475 19,105 29,115 5m4 1640 2800 2200 3200 26,016 20,556 29,656 5m4 1680 2700 2200 2900 24,736 20,186 26,556 5m4 1720 3000 2300 3300 27,097 20,727 29,827 5m4 1760 3100 2300 3200 27,637 20,357 28,547 5m4
184
APENDICE 7. continua~ao.
Acumo CE (~S cmo1 ) sulfato (mmol cmo3) (mm) 22 23 24 22 23 24 metoda 1800 3100 2300 3100 27,267 19,987 27,267 5m4 1840 3100 2500 3000 26,898 21,438 25,988 5m4 1880 3300 2400 2800 28,348 20,158 23,798 5m4 1920 3100 2400 2700 26,159 19,789 22,519 5m4 1960 3200 2300 2600 26,699 18,509 21,239 5m4 2000 3100 2300 2700 25,420 18,140 21,780 5m4 2040 3100 2400 2700 25,050 18,680 21,410 5m4 2080 3500 2500 2900 28,320 19,220 22,860 5m4 2120 3300 2500 3000 26,131 18,851 23,401 5m4 2160 3500 2500 3000 27,581 18,481 23,031 5m4 2200 3600 2400 3000 28,122 17,202 22,662 5m4 2240 3500 2400 2900 26,842 16,832 21,382 5m4 2280 3800 2400 3200 29,202 16,462 23,742 5m4 2320 3600 2500 3100 27,013 17,003 22,463 5m4 2360 3800 2500 3300 27,971 16,325 24,706 analise5 2400 3600 2600 3200 26,310 17,210 22,670 5+6 2440 3700 2700 3200 27,220 18,120 22,670 5+6 2480 4400 2800 3400 33,590 19,030 24,490 5+6 2520 4100 2500 3400 30,860 16,300 24,490 5+6 2560 4500 2600 3500 34,500 17,210 25,400 5+6 2600 4500 2700 3600 34,500 18,120 26,310 5+6 2640 4200 2600 3400 31,770 17,210 24,490 5+6 2680 3900 2400 3300 29,040 15,390 23,580 5+6 2720 3600 2400 3200 26,310 15,390 22,670 5+6 2760 3300 2100 2900 23,580 12,660 19,940 5+6 2800 3200 2100 2800 22,670 12,660 19,030 5+6 2840 3300 2100 3000 23,580 12,660 20,850 5+6 2880 3300 2100 3000 23,580 12,660 20,850 5+6 2920 3700 2400 3200 27,220 15,390 22,670 5+6 2960 3800 2300 3300 28,130 14,480 23,580 5+6 3000 3400 2100 3000 24,490 12,660 20,850 5+6 3040 3400 2300 3100 24,490 14,480 21,760 5+6 3080 3300 2200 3100 23,580 13,570 21,760 5+6 3120 3200 2200 2900 22,670 13,570 19,940 5+6 3160 3200 2200 2900 22,670 13,570 19,940 5+6 3200 3000 2200 2700 20,850 13,570 18,120 5+6 3240 2600 2100 2300 17,210 12,660 14,480 5+6 3280 2800 2200 2300 19,030 13,570 14,480 5+6 3320 2300 1600 2000 14,480 8,110 11,750 5+6 3360 2300 1700 2100 12,708 11,001 11,380 analise6 3400 2200 1700 2100 12,691 9,841 12,121 7m6 3440 2400 1500 2200 13,726 8,596 12,586 7m6 3480 2100 1000 1900 11,911 5,641 10,771 7m6 3520 1800 900 1600 10,097 4,967 8,957 7m6 3560 2200 1400 1800 12,272 7,712 9,992 7m6 3600 1800 1200 1700 9,887 6,467 9,317 7m6 3640 2000 1700 1700 10,922 9,212 9,212 7m6
185
APENDICE 7. continua~ao.
Acum. CE (~S em-1) sulfato (mmol em-3
)
(mm) 22 23 24 22 23 24 metodo 3680 1700 1700 1600 9,107 9,107 8,537 7m6 3720 1710 1860 1560 9,059 9,914 8,204 7m6 3760 1730 2000 1570 9,068 10,607 8,156 7m6 3800 1730 1990 1540 8,963 10,445 7,880 7m6 3840 1630 1870 1420 8,288 9,656 7,091 7m6 3880 1590 1960 1400 7,956 10,065 6,873 7m6 3920 1630 2000 1420 8,079 10,188 6,882 7m6 3960 1580 2200 1500 7,689 11,223 7,233 7m6 4000 1570 2500 1510 7,527 12,828 7,185 7m6 4040 1470 2500 1500 6,852 12,723 7,023 7m6 4080 1570 2600 1630 7,317 13,188 7,659 7m6 4120 1820 3000 1850 8,637 15,363 8,808 7m6 4160 1660 2800 1740 7,620 14,118 8,076 7m6 4200 1680 2700 1680 7,629 13,443 7,629 7m6 4240 1670 3000 1670 7,468 15,049 7,468 7m6 4280 1870 3600 1870 8,503 18,364 8,503 7m6 4320 1510 3100 1540 6,346 15,409 6,517 7m6 4360 1840 3900 1950 8,122 19,864 8,749 7m6 4400 2100 4100 2100 9,499 20,899 9,499 7m6 4440 2100 5200 2600 9,394 27,064 12,244 7m6 4480 2500 7000 3000 11,569 37,219 14,419 7m6 4520 3380 6360 3890 16,480 33,466 19,387 7m6 4560 3300 5870 3570 15,919 30,568 17,458 7m6 4600 3130 5100 3090 14,846 26,075 14,618 7m6 4640 3230 4690 2840 15,311 23,633 13,088 7m6 4680 2680 4180 2460 12,071 20,621 10,817 7m6 4720 2500 4560 2320 10,940 22,682 9,914 7m6 4760 2750 5930 2220 12,260 30,386 9,239 7m6 4800 2730 5880 2150 12,041 29,996 8,735 7m6 4840 2570 4950 1970 9,624 24,741 8,626 analise7 4880 2190 4030 2160 9,068 19,691 8,856 7m8 4920 2430 4220 2090 10,645 21,119 8,626 7m8 4960 1590 3030 1600 6,066 14,681 6,002 7m8 5000 1840 3780 1900 7,700 19,301 7,881 7m8 5040 1890 4240 1850 8,195 22,268 7,765 7m8 5080 2070 3670 1810 9,430 19,364 7,706 7m8 5120 2410 4360 1870 11,577 23,642 8,217 7m8 5160 2030 3930 1760 9,621 21,536 7,759 7m8 5200 2040 3710 1630 9,887 20,627 7,187 7m8 5240 2410 3080 1580 12,205 17,381 7,071 7m8 5280 2090 3200 1490 10,591 18,410 6,727 7m8 5320 2000 3130 1440 10,287 18,356 6,611 7m8 5360 1630 2530 1470 7,714 14,595 6,874 8m7 5400 1970 2940 1450 11,105 18,761 6,799 8m7 5440 1720 2800 1530 8,890 17,703 7,674 8m7 5480 1610 2650 1610 8,005 16,550 8,549 8m7 5520 1790 2750 1400 9,876 17,771 6,669 8m7
186
APENDICE 7. continua~ao.
Acum. CE (~Scm·1) sulfato (mmol cm·3)
(mm) 22 23 24 22 23 24 metodo 5560 1910 2850 1300 11,176 18,993 5,834 8m7 5600 1800 2510 1190 10,292 16,035 4,904 8m7 5640 1710 2530 1300 9,597 16,497 6,064 8m7 5680 1740 2730 1660 10,042 18,668 9,599 8m7 5720 1570 2600 1300 8,588 17,705 6,295 8m7 5760 2140 2600 1350 14,163 17,977 6,885 8m7 5800 1300 1970 930 6,344 12,263 3,010 8m7 5840 1420 1900 1190 7,644 11,870 5,595 8m7 5880 1030 1750 1070 4,099 10,717 4,570 8m7 5920 1300 1880 1000 6,825 12,223 4,020 8m7 5960 1220 1990 1030 6,193 13,571 4,468 analise 8 6000 1900 2270 1170 12,685 16,200 5,750 8 6040 1580 2010 909 9,645 13,730 3,271 8 6080 1720 2050 1100 10,975 14,110 5,085 8 6120 1700 2290 1160 10,785 16,390 5,655 8 6160 1850 2050 1120 12,210 14,110 5,275 8 6200 1930 1980 1110 12,970 13,445 5,180 8 6240 1450 1770 1000 8,410 11,450 4,135 8
2662,674 2665,706 2367,862
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