anÁlise de solo e dam de mina desativada de … · heloisa que deixo o meu, ... recursos naturais...

SCHEILA VASCONCELOS FERREIRA

ANÁLISE DE SOLO E DAM DE MINA DESATIVADA DE CARVÃO

E IDENTIFICAÇÃO DE MICROORGANISMOS DE IMPORTÂNCIA AMBIENTAL

Canoas, 2009.


ANÁLISE DE SOLO E DAM DE MINA DESATIVADA DE CARVÃO E IDENTIFICAÇÃO DE MICROORGANISMOS DE IMPORTÂNCIA

AMBIENTAL

Trabalho de conclusão de curso apresentado ao Curso de Graduação em Ciências Biológicas - Bacharelado como exigência parcial para a obtenção do grau de Bacharel em Ciências Biológicas, sob orientação do Prof. Giovani André Piva.

Canoas, 2009.

TERMO DE APROVAÇÃO


ANÁLISE DE SOLO E DAM DE MINA DESATIVADA DE CARVÃO

E IDENTIFICAÇÃO DE MICROORGANISMOS DE IMPORTÂNCIA AMBIENTAL

Trabalho de conclusão aprovado como requisito parcial para obtenção do grau de

Bacharelado no Curso de Ciências Biológicas do Centro Universitário La Salle – UNILASALLE, pelo avaliador:

Prof. Ms. Giovani André Piva Unilasalle

Canoas, 2009.

Dedicatória:

A meu irmão Luis Fernando Vasconcelos Ferreira, que sempre plantou a sementinha de

amor pela natureza e principalmente aos animais, um dos principais motivos pelo qual cursei

Ciências Biológicas. Pelas muitas vezes em que precisou de amizade e companheirismo e eu

estava ausente, pelas vezes em que até mesmo por telefone buscou palavras de consolo e

otimismo e eu estava presa, por provas e trabalhos.

Mesmo hoje, você não estando presente, não como encarnado, eu dedico a você todo meu

esforço, meu amado irmão e espero que onde você esteja, acredite, “nós vencemos” e a mana

estará sempre contigo.

Agradecimentos:

Tenho muito a agradecer a pessoas especiais, que sempre estiveram presentes na minha vida, tanto na

faculdade como em momentos particulares, e são elas: Priscila, Samanta, Cristiane, Ana Paula e

Heloisa que deixo o meu, MUITO OBRIGADA.

Agradeço ao meu amigo Dani, por me ajudar na formatação do meu trabalho.

Agradeço a equipe da CRM

Engenheiro: Claudio Muller; Aux. de Lab. Olívio Leal Firmino;

Secretária: Leticia da Costa.

Agradeço a Bióloga Nara Regina Terra, por todo conhecimento e experiência que me passaste.

Agradeço ao meu orientador Giovani Piva, por toda

atenção, dedicação e carinho que teve comigo no período de desenvolvimento de minha pesquisa, principalmente pela companhia a lua (porque é

assim que se denomina uma mineradora de carvão, superfície lunar), e pelos sábados gastos dentro do

laboratório de microbiologia.

Não posso esquecer do meu mais recente amigo e namorado Diogenes Machado.

A todos vocês, Muito Obrigada que Deus os

proteja.

RESUMO

A atividade mineradora é uma das grandes responsáveis pela contaminação de nossos solos e,

principalmente, do lençol freático. Sabe-se da grande importância dos microorganismos nesse

processo de contaminação, devido ao desencadeamento da DAM, que provoca uma forte

lixiviação de metais pesados. Não existem muitos estudos sobre microorganismos de

importância ambiental encontrados em áreas mineradoras, a não ser com a espécie Thiobacillus

ferroxidans. Devido a isso, essa pesquisa foi realizada com o intuito de mostrar a grande

diversidade microbiológica encontrada na área, e assim trazer uma bibliografia básica para

futuros estudos. Os resultados foram positivos, pois, a área apresentou dezenove tipos de

Unidades formadoras de colônia, o que indica uma grande variabilidade microbiológica. O teste

de ecotoxicidade identificou os pontos amostrados com toxicidade aguda.

Palavras chave: Thiobacillus ferrooxidans; DAM; mineração; microrganismos do solo.

ABSTRACT

Mining activity is among the facts that are most responsible for the contamination of our soil

and, specially, of the water table. Microorganisms play an important role in this contamination

process due to the AMD, which causes strong heavy metal leaching. There are not many

studies on environmentally important microorganisms which can be found in mining areas,

except for Thiobacillus ferroxidans. Because of this, the present research aimed to show the

great microbiological diversity found in the area, thus bringing basic literature for future

studies. The results were positive, because the area had nineteen types of colony forming units,

which indicates a large variability microbiological. The ecotoxicity test identified the sampled

points with acute toxicity.

Keywords: Thiobacillus ferrooxidans; DAM, mining, soil microorganisms.

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO.............................................................................................................8

2 ATIVIDADE MINERADORA....................................................................................9

2.1 História do carvão .........................................................................................................9

2.2 Atividade mineradora e seus impactos.......................................................................11

2.3 Drenagem ácida de minas (DAM)..............................................................................12

2.3.1 Tipos de tratamento de DAM......................................................................................13

2.4 Solos de mineração.......................................................................................................14

2.5 Ocorrência de microrganismos em mineração..........................................................14

2.5.1 Thiobacillus ferrooxidans.............................................................................................15

3 ÁREA DE ESTUDO...................................................................................................16

4 METODOLOGIA........................................................................................................18

4.1 Metodologia de coleta...................................................................................................18

4.1.1 Coleta Ponto 1.............................................................................................................18

4.1.2 Coleta Ponto 2 ............................................................................................................19

4.1.3 Coleta Ponto 3.............................................................................................................19

4.1.4 Coleta Ponto 4.............................................................................................................20

4.1.5 Coleta Ponto 5.............................................................................................................20

4.2 Coluna de Winogradsky.............................................................................................21

4.2.1Material para montagem da coluna..............................................................................21

4.2.2 Montagem da Coluna..................................................................................................22

4.3 Análise em percepção organoléptica.........................................................................24

4.4 Isolamento de microorganismos do solo básico.......................................................24

4.4.1 Método de diluição.....................................................................................................24

4.4.1.1Material utilizado......................................................................................................24

4.4.1.2 Metodologia.............................................................................................................25

4.5 Cultivo de Microorganismos......................................................................................25

4.5.1 Material utilizado........................................................................................................25

4.5.2 Metodologia................................................................................................................25

4.6 Contagem das unidades formadoras de colônias......................................................26

4.7 Observação microscópica e coloração de Gram.......................................................26

4.7.1 Material utilizado........................................................................................................26

4.7.2 Metodologia................................................................................................................26

4.8 Bioensaio de ecotoxicidade.........................................................................................27

4.8.1Material utilizado.........................................................................................................27

4.8.2 Metodologia................................................................................................................27

5 RESULTADOS E DISCUSSÕES.............................................................................29

5.1 Amostra 1....................................................................................................................32

5.2 Amostra 2....................................................................................................................35

5.3 Amostra 3....................................................................................................................38

5.4 Amostra 4....................................................................................................................41

5.5 Amostra 5....................................................................................................................44

5.6 Resultados gerais .......................................................................................................49

6 CONSIDERAÇÕES FINAIS....................................................................................51

REFERÊNCIAS...............................................................................................................52

ANEXO A..........................................................................................................................55

1 INTRODUÇÃO

A atividade mineradora é uma das mais impactantes, pois, além da exploração dos

recursos naturais tem o problema da contaminação do lençol freático.

A água que é liberada dessa atividade, DAM (drenagem ácida de minas), é o resultado de

uma série complexa de reações químicas, envolvendo geração de ácido sulfúrico em função da

oxidação de sulfetos. Cuja taxa pode ser acelerada pela ação de microorganismos e consumo de

ácido pelos componentes alcalinos, resultando na precipitação de óxi-hidróxido metálico.

Além de muitos metais pesados como: Al, Mn, Cu, As, Zn, Pb, Hg e Cd que provocam a

possível destruição do habitat aquático, ela traz em sua composição muitos microorganismos

nocivos tanto ao meio ambiente quanto ao homem.

A recuperação dessas áreas se torna mais cara devido à maior dificuldade de

reflorestamento.

O tratamento de efluentes tem como objetivo a saúde pública garantindo que a água saia

da estação sem substâncias químicas e microorganismos de impacto ambiental negativo, por

isso, é importante estudos e análises nessa área.

Esse trabalho teve como objetivo geral a análise do solo e da DAM na mina desativada da

mineradora CRM (Companhia Riograndense de Mineração) em Minas do Leão /RS. Como

objetivos específicos o mesmo procurou identificar microorganismos de impacto ambiental

negativo, através de um levantamento qualitativo e quantitativo dos microrganismos presentes

na área de estudo. A metodologia foi baseada na Coluna de Winogradsky.

Também foi feito uma análise de ecotoxicidade do solo com o microcrustáceo Daphnia

magna.

Para a área pesquisada, encontravam-se na literatura, principalmente estudos sobre a

bactéria "Thiobacillus ferrooxidans", a maior preocupação da pesquisa foi identificar novos

microrganismos de importância ambiental na atividade mineradora, para construir uma

referência básica e desenvolver estudos de futuras técnicas de controle dos mesmos.

2 ATIVIDADE MINERADORA

2.1 História do Carvão

O carvão mineral é uma rocha combustível, contendo elevados teores de carbono (50% a

95%), formada pela preservação de matéria vegetal como troncos, raízes, galhos e folhas de

árvores que viveram a centenas de milhões de anos e sofreram: compactação, variação de

temperatura e pressão. Ocorre geralmente em camadas estratificadas, que vão de poucos

centímetros a centenas de metros de espessura, e sua cor varia do marrom ao preto, (TERRA,

2004, p.11).

Há carvão em todos os períodos geológicos do Siluriano ao Quaternário, em reservas

calculadas em mais de um trilhão de toneladas espalhadas por todos os continentes.

De acordo com GOMES et al (1998, p 89) o carvão fóssil no Brasil foi descoberto por

técnicos ingleses que construíam ferrovias na região do baixo Jacui em 1795, mas, foi em 1801

que houve a primeira notícia sobre a existência de carvão na região de Candiota, próximo à

fronteira com o Uruguai. A mineração de carvão na região foi iniciada na segunda metade do

século retrasado, ainda por trabalhadores ingleses, alguns dos quais migraram para a região do

baixo Jacui.

O ápice do carvão no Brasil foi agora à década de 70, quando experimentou um rápido

crescimento em resposta à crise mundial do petróleo (TERRA, 2004, p 11).

Ainda segundo Gomes et al (1998, p.90) no Brasil os depósitos de carvão estão situados

em: Santa Catarina, Paraná e Rio Grande do sul; distribuindo-se em oito grandes jazidas sendo

sete no Rio Grande do Sul e uma em Santa Catarina, além de varias outras de pequeno porte.

Os jazimentos mais importantes denominam-se, de Sudoeste para Nordeste, Candiota, Capané,

Irui, Leão, Charqueadas, Morungava/Chico Lomã, Santa Terezinha e jazida Sul - Catarinense

(figura 1).

Há milhões de anos nessa região havia ambientes costeiros com deltas, lagunas e um

clima sazonal temperado. A maior parte dos atuais continentes ainda encontrava-se unidas no

super continente Gondwana, quando camadas de sedimentos se depositaram numa grande área

deprimida hoje chamada Bacia Sedimentar do Paraná, ali, ainda no período Permiano da Era

Paleozóica, entre 240 e 280 milhões de anos atrás se formaram as jazidas de carvão

(TERRA,2004, p. 13).

O ambiente onde se desenvolveram as jazidas determinou suas características, os

pântanos costeiros estavam sujeitos ao avanço de dunas litorâneas e da água do mar, rica em

sais dissolvidos, assim, foi formado um carvão com alto teor de cinzas (matéria mineral inerte,

não carbonosa, composta basicamente por alto teor de silicato e quartzo) e sulfeto de ferro -Fe

S2- pirita (a pirita contém também elementos traços que podem apresentar elevado potencial de

toxicidade quando liberados no ambiente natural). Tais características conferiram ao carvão

brasileiro um alto conteúdo de impurezas e um baixo poder calorífero. (TERRA, 2004, p. 15).

Figura 1 – Localização das principais jazidas de carvão – RS e SC - Gomes et al (1998, p.91)

10

2.2 Atividade mineradora e seus impactos

Segundo SILVA (2004, p.190) a atividade mineradora, quando comparada a outras fontes

de degradação do ambiente, como a agricultura e a pecuária, afeta diretamente pequenas áreas.

Contudo, os elementos solubilizados de rejeitos, se atingirem os cursos d'água, podem impactar

negativamente áreas localizadas a centenas de quilômetros da mineração.

A poluição visual é um dos efeitos visíveis da mineração ao meio ambiente. Grandes

crateras e lagos, paredões e áreas devastadas são produtos da mineração em numerosos casos,

impedindo a posterior utilização. Em alguns casos (grandes jazidas), a reconstituição da

paisagem tal qual era antes da extração é impossível. Porém, através de condução adequada das

operações de lavra e de um projeto de recuperação, que leve em conta o destino a ser dada à

área futuramente, a degradação ambiental pode ser reduzida. Sendo assim, Os cuidados para a

recuperação das áreas mineradas vão desde a concepção do plano de lavra até a implantação do

projeto de revegetação, realizada concomitantemente à exploração da mina. (SILVA 2007 p.4-

6)

Elevados teores de metais pesados podem ser encontrados na cadeia trófica e no homem em arredores de áreas de mineração, pela entrada desses elementos em solos agrícolas, cursos d'água e nos alimentos produzidos nestas áreas, podendo colocar em risco toda população localizada no entorno dos empreendimentos minerários (PRIETO, 1998; JUNG, 2001, apud SILVA 2004 p.190).

Os maiores problemas dessa atividade não são computados nas estimativas de custos da

energia gerada, são deixadas de lado as questões cruciais de saúde pública, as doenças

ocupacionais de trabalhadores e os males gerados ao longo do processo como: ruídos de

explosões, contaminações por resíduos da combustão que afetam vastas áreas em torno das

mineradoras e usinas termelétricas, destruição do potencial turístico de regiões inteiras, redução

na biodiversidade, degradação de frágeis ecossistemas e comprometimento na disponibilidade e

qualidade de recursos hídricos. (SILVA, 2007, p.6)

Essa atividade perturba o solo e as rochas no curso de construção e manutenção das

estradas necessárias para o desenvolvimento do empreendimento, fossos e depósitos de rejeitos,

causando erosão e sedimentação levando quantidades substanciais de matéria para rios, riachos,

lagos, etc. (TERRA, 2004, p.15)

11

2.3 Drenagem ácida de minas (DAM)

Os principais impactos ambientais produzidos durante as etapas de lavra e

beneficiamento do carvão decorrem da disposição de resíduos sólidos estéreis e rejeitos, esses

rejeitos são ricos em pirita.

Segundo SILVA (2004 p.190) a atividade mineradora em áreas que contêm minerais

sulfetados, como pirita (FeS2) e arsenopirita (FeSAs), podem expor à atmosfera os sulfetos

confinados que, ao entrarem em contato com a água e o ar, sofrem oxidação catalisada por

bactérias, principalmente espécies do gênero Thiobacillus (T. ferrooxidans, T. thioparus e T.

thiooxidans).

Os produtos da oxidação dos sulfetos, além de serem altamente solúveis, apresentam

reação fortemente ácida, de modo que são facilmente dissolvidos na fase líquida, acidificando

as águas de drenagem formando a DAM. Em razão dos baixos valores de pH (que podem

chegar a 2,0 ou menos), elementos tóxicos, incluindo Al, Mn, Cu, As, Zn, Pb, Hg e Cd, se

presentes no meio, são solubilizados e mobilizados nas águas de drenagem, podendo ser

absorvidos em níveis tóxicos pelas plantas e incorporados na cadeia trófica. Esse processo pode

ocorrer tanto em minas abandonadas ou em operação. As reações químicas que explicam a

adição da pirita e a produção de ácido in situ são representadas pelas seguintes equações,

(OLIVEIRA 2004, p.12)

2 FeS2 + 7 O2 + 2 H2O → 2 Fe2+ + 4 SO42- + 4 H+ (1)

bactéria

4 Fe2+ + 4 H+ + O2 → 4 Fe3 + 2 H2 O (2)

4Fe3+ + 12 H2 O + 4 H+ → 4 Fe(OH)3+ + 16 H (3)

FeS2 + 14 Fe3+ + 8 H2O → 15 Fe2+ + 2 SO42- + 16 H+ (4)

Uma vez que os produtos da oxidação estão na solução, a etapa que determina a reação

ácida é a oxidação do íon ferroso (Fe2+) ao íon férrico (Fe3+). Os produtos solúveis da oxidação

da pirita são removidos pela água, conseqüentemente, na ausência de materiais alcalinos, as

reações de produção de ácidos podem prosseguir por períodos de tempo indefinidos.

(OLIVEIRA 2004, p.12)

A DAM vem causando poluição em várias regiões carboníferas do sul do Brasil.

12

Os Efluentes de mineração variam de sítio para sítio, devido às múltiplas combinações de

acidez e íons metálicos. Portanto existem vários métodos de tratamento de DAM, onde se

devem levar em consideração suas variações, para alcançar os níveis de descarga de poluentes

permitidos pela legislação do Conselho Nacional do Meio Ambiente – Resolução CONAMA

20/86.

A drenagem ácida, portanto, constitui sério problema ambiental, capaz de comprometer a

qualidade dos recursos hídricos, cujas águas se tornam inadequadas para irrigação, consumo

humano e animal e para uso industrial. Também ocorre dificuldade de revegetação de áreas de

rejeito e de estéril advindos de minerações.

2.3.1 Tipos de tratamento de DAM

O tratamento convencional da DAM consiste basicamente na neutralização-precipitação

dos metais pesados e separação sólido-líquido. Entretanto, quando há necessidade de remoção

de íons sulfato em concentrações inferiores a 2000-2600 mgL- 1, a viabilidade técnica e

econômica do processo torna-se mais onerosa, devido a inexistência de um processo barato

para a remoção desses íons em baixas concentrações.

Diversas ações estão sendo implementadas no controle das DAM´s frescas (produzidas) na maioria das empresas. As alternativas existentes empregam sedimentação lamelar ou floculação/flotação como forma de minimizar danos e contribuir para o gerenciamento e reuso da água (SIVEIRA et. al, 2008).

Também podemos considerar a cobertura seca como uma das melhores técnicas para esse

tipo de tratamento, inibindo os dois principais agente da formação de água ácida, já que ela

pode minimizar a infiltração de água para o interior dos rejeitos, como uma barreira hidráulica,

e também diminuir a difusão de oxigênio.

Mas de acordo com experimentos realizados no Laboratório de Geoquímica do Instituto

de pesquisas Ambientais e Tecnológicas da UNESC o processo de controle da DAM através

dessa cobertura é inadequado, pois, em suas pesquisas foi constatado que o rejeito que foi

coberto por calcário em pó com a finalidade de neutralização e o rejeito que foi coberto por

solo silte-argiloso não impediu o desencadeamento da DAM. Permitindo constatar assim que

ao contrário do que muitas empresas consideram como projeto de recuperação ambiental, não

passa de um prolongamento do problema, para isso é necessário antes de tudo, obter

conhecimentos sobre a área como dados físico-químicos e biológicos, para de maneira

adequada escolher o material a ser utilizado na cobertura e que tenha realmente uma eficácia.

13

Dos dados analisados a técnica que parece ser mais viável é a de prevenção da formação

de drenagem ácida através de avaliação geológica, análises químicas do substrato (equilíbrio

acido-base) e os testes de lixiviação ou intemperismo simulado.

2.4 Solos de mineração

Solos reconstruídos após mineração de carvão têm suas propriedades físicas,

modificadas.

Segundo NETO (2008 p. 1380) para que ocorra a extração desse minério principalmente

em minas a céu aberto é necessário remover em escavações, solo, subsolo e materiais

subjacentes estéreis (termo usado em geologia econômica para as substâncias minerais que não

têm aproveitamento econômico) compostos por rochas e, ou, materiais estéreis encontrados

sobre o carvão, sendo então depositados em locais vizinhos até o término da exploração da

mina para depois fazer a colocação do mesmo novamente ao seu local de origem. Mas na

reconstituição não é utilizado todo o material retirado, porque nesse processo geralmente é feito

o nivelamento e depois o substrato é coberto por uma camada de solo silte-argiloso, tendo

assim uma grande sobra de rejeito.

Ainda conforme NETO et al (2008 p. 1381-1384) no momento da reconstituição

geralmente não há maiores cuidados com o estado original do solo e subsolo, ocorrendo

mistura de horizontes empilhados juntamente com a matéria estéril. Para reduzir esse problema

no momento da remoção do solo as camadas devem ser separadas para posteriormente serem

recolocadas conforme a ordem original, atenuando os efeitos indesejáveis oriundos desse

processo como: acidez elevada, desestruturação física e baixa atividade biológica. Além da

alteração química a vegetação original é perdida sob soterramento e o solo sofre alteração

estrutural e hídrica, nessas condições a principal restrição física é a redução da macro

porosidade e da infiltração da água, que ocasiona aumento do escoamento superficial e do

transporte de solo pela erosão.

2.5 Ocorrência de microrganismos em mineração.

Foi comprovada a influência da atividade microbiológica no meio mineratório ora

contribuindo para o desencadeamento da DAM a partir da atuação das bactérias ferro-

oxidantes, ora contribuindo para a redução de sulfato nos efluentes a partir da atuação das

bactérias sulfato-redutoras, (Galatto et. al, 2007).

14

Segundo SILVA et al (2008 45) foi encontrado em ambientes de baixo pH como o

estudado, bactérias formadoras de endósporo (BFEs – células resistentes que permitem

sobrevivência dos organismos em condições diversas). Entre as BFEs, quatro gêneros foram

relatados em ambientes ácidos: Bacillus, Geobacillus, Alicyclobacillus e Sulfobacillus.

Os tipos de bacillus mais comuns são: Thiobacillus ferrooxidans e thiooxidan, essas

bactérias são aeróbicas obrigatórias e fixam o dióxido de carbono atmosférico.

2.5.1 Thiobacillus ferrooxidans

De acordo com a TAKAMATSU (1995 p.38) a bactéria T. ferrooxidans é a única espécie

do gênero capaz de catalisar a oxidação do íon ferroso, aumentando a velocidade de reação, a

espécie também é acidofílica, pois seu pH ótimo de crescimento é aproximadamente 2,0,

ocorrendo entretanto, crescimento numa faixa de pH entre 1,2 a 4,0. Basicamente, a

T.ferrooxidans necessita de suprimentos de nitrogênio, fósforo e magnésio e um substrato

inorgânico oxidável como fonte de energia, que pode ser o íon Fe2+, enxofre elementar ou

ainda um sulfeto metálico, como por exemplo, a pirita, FeS2, principal substrato mineral

utilizado pela bactéria. A espécie consiste de bastonetes, geralmente únicos ou aos pares, 0,5 x

1,00 µm e se movimenta por um flagelo único polar. Constituem pequenas colônias (0,5 –

1mm) crescidas em agar- tiossulfato ou tetrationato, são quimiolitotróficas e autotróficas

obrigatórias.

T. ferrooxidans é um dos principais microrganismos responsáveis pela lixiviação

bacteriana de metais, ou biolixiviação, processo no qual o metabolismo microbiano causa a

solubilização de metais de minérios. (FRANÇA et al p. 2-3).

Uma característica fisiológica marcante e altamente interessante de T.ferrooxidans é a sua

generalizada resistência a altas concentrações de íons metálicos, inclusive metais pesados, isto

pode ser atribuído à presença constante de metais no próprio habitat da bactéria, fator que

provavelmente determinou a seleção de tipos mais resistentes ao longo da evolução. Embora os

mecanismos que determinam essa resistência não sejam muito conhecidos, sabe-se que T.

ferrooxidans apresenta resistência elevada ao alumínio, zinco, manganês, cobre, cromo, entre

outros (NOVO, 1998 p. 4).

15

3 ÁREA DE ESTUDO

A pesquisa foi realizada na Companhia Riograndense de Mineração, no município de

Minas do Leão, a empresa é de economia mista, controlada pelo governo do estado do Rio

Grande do Sul. Ela é detentora de grande potencial energético, sob a forma de reservas de

carvão mineral. (RIO GRANDE DO SUL, 2007).

A empresa possui quatro minas: Mina do Leão I, Mina do Leão II, Candiota e Jazida do

Iruí (fig.2)

A mesma se preocupa com o monitoramento ambiental, tendo um controle das áreas

impactadas e das emissões de efluentes contaminantes, contando com auxilio de um completo

levantamento topográfico das áreas afetadas e tem implantada uma rede de monitoramento de

qualidade do solo e da água.

O tratamento ou neutralização das drenagens das áreas mineradoras nessa região visa,

basicamente, a correção da acidez da mesma (pH), com a utilização de cal e calcário. Depois de

corrigido o pH, é feita a remoção de sólidos e redução de metais dissolvidos. O controle de

efluentes líquidos faz parte do proGrama de monitoramento da CRM, composto por análises

quantitativas, realizadas mensalmente, tendo como alvo os parâmetros: vazão, pH,

alcalinidade, dureza, turbidez, condutividade elétrica, DQO, sólidos totais, sólidos fixos e

sólidos voláteis.

A área onde foram feitas as coletas foi na Mina do leão I, situada no município de Minas

do Leão, a 90 quilômetros de Porto Alegre, próximo a BR-290, essa mina teve sua operação

iniciada em 1963 através do P1, com 25m de profundidade, os trabalhos de subsolo foram

interrompidos em 2002, depois teve continuidade na área da Boa Vista, (mina a céu aberto –

fig. 3) a 5 quilômetros de P1, onde efetivamente as amostras foram coletas.

Na figura 4 podemos observar a área que chegou à exaustão em 2008 e no momento está

em fase de recuperação, ( RIO GRANDE DO SUL, 2007).

Fig2 mapa das minas da CRM <http://www.crm.rs.gov.br>

Fig3- área da boa vista em atividade Fig.4- área da boa vista em recuperação

<http://www.crm.rs.gov.br> fonte: autoria própria

17

4 METODOLOGIA

Esse projeto de pequisa descreveu os microorganismos presentes em DAM de uma

mineradora de carvão desativada, através de uma metodologia conhecida como coluna de

Winogradsky e também desenvolveu uma análise ecotoxicológica do sedimento do local de

estudo.

Foram feitas coletas em cinco pontos pré determinados e a partir dessas, foram montadas

cinco colunas, sendo uma de cada ponto, as mesmas ficaram em repouso por sessenta dias, após

esse período foram observados os microrganismos que se desenvolveram.

Os pontos foram denominados como: Ponto 1, Ponto 2, Ponto 3, ponto 4 e Ponto 5.

A análise ecotoxicológica foi feita apenas nos pontos 2 e 3.

4.1 Metodologia de coleta.

As coletas foram realizadas no dia 13 de abril de 2009, cada um dos pontos recebeu uma

numeração que foi anexada à amostra.

Foram coletados solo e água no mesmo recipiente, sendo que antes de cada coleta os

recipientes foram ambientados com água do local. A água foi coleta direto com os frascos e o

solo com auxilio de uma pá, após as coletas o material foi acondicionado em sacola térmica

para o deslocamento até o Laboratório de Microbiologia do UNILASALLE.

4.1.1 Coleta ponto 1

Conforme observado em campo o ponto 1 localiza-se na área mais alta dos locais de

coleta, onde já foram colocados os rejeitos provenientes do beneficiamento do carvão (cinza) e

está pronto para começar a reconstituição do solo. Esse ponto apresentava solo com coloração

cinza e aspecto movediço, sendo a água de coloração transparente, a área pode ser observada

nas figuras 5e 6.

A flora era praticamente ausente, com poucos exemplares de vegetação pioneira.

Fig.5 – coleta do Ponto1 Fig. 6 – coleta do ponto 1 Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

4.1.2 Coleta Ponto 2

Como observado em campo o Ponto 2 localiza-se na parte mais profunda de uma das

cavas (local de onde foi extraído o mineral), aproximadamente 15m de profundidade em

relação ao Ponto 2.

Apresentava um solo com coloração cinza, com total ausência de exemplares da flora e

água com coloração esverdeada. Área provavelmente com maior acúmulo de nutrientes devido

à lixiviação. A área pode ser observada nas figuras 7 e 8.

Fig. 7 – Coleta do Ponto 2 Fig.: 8 – Coleta do Ponto 2 Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

4.1.3 Coleta Ponto 3

19

O Ponto 3 localiza-se em uma parte superior das cavas próximo a algumas rochas de onde

estava sendo lixiviado um líquido avermelhado que dava à água coloração alaranjada. (fig.

9/10)

Fig. 9 - Coleta do Ponto 3 Fig. 10 - Coleta do Ponto 3 Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

4.1.4 Coleta do Ponto 4

O Ponto 4 era uma espécie de banhado artificial que fazia parte do tratamento da DAM

quando a mina estava ativada, localizado antes do filtro.

Esse ponto apresentava água com coloração transparente e solo com coloração cinza.

A flora era mais desenvolvida nesse ponto. (fig.11/12)

Fig.11-Coleta do Ponto 4 Fig.12 – Coleta do ponto 4 Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

4.1.5 Coleta do Ponto 5

20

A localização do Ponto 5 é no arroio que cruza a área de estudo, logo após uma estação

de tratamento da CORSAN. O solo apresentava coloração escura (marrom escuro) com uma

camada densa de cianobactérias, e a água era esverdeada conforme figuras 13/14.

O local apresentava espécies da flora bem desenvolvidas.

Fig.13 – Coleta do ponto 5 Fig.14 – Coleta do Ponto 5 Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

4.2 Coluna de Winogradsky.

A coluna de Winogradsky é um sistema que permite demonstrar, de uma maneira

simples, a enorme diversidade metabólica dos organismos procariótas. A forma como os

microrganismos ocupam zonas altamente específicas de acordo com a sua tolerância ao meio

envolvente (microambiente) e às fontes de energia e carbono disponíveis, é bem patente nesse

sistema (VER ANEXO A) . A coluna de Winogradsky ilustra, igualmente o papel dos

microrganismos no estabelecimento dos ciclos dos elementos minerais como, por exemplo no

ciclo do enxofre, essenciais à manutenção da vida na Terra. Este dispositivo, criado em 1880

pelo microbiologista russo Sergei Winogradsky para estudar microrganismos do solo é

utilizado, tradicionalmente, para isolar microrganismos anaeróbios (bactérias fototróficas

verdes e púrpura e outros microrganismos anaeróbios) (Madingan, 2000).

4.2.1Material para montagem da coluna

Reagentes: Na2CO3, Na2SO4, papel de jornal sem tinta; equipamento: balança Gehaka modelo

BG200; material biológico: água da mineradora, solo (sedimento da mineradora); outros materiais:

21

proveta de vidro de 250 ml, espátula, bastão de vidro, folha de alumínio, papel indicador de pH, solução

de NaOH e HCL 0,1mol/L.

Os materiais foram adaptados de (Madingan, 2000).

4.2.2 Montagem da Coluna

Foi misturado 100g de sedimento/solo com: 4,5g de Na2SO4, 0,2g de Na2CO3 e 6g de

papel jornal; colocou-se esta mistura na proveta e foi prensada com o auxilio de uma vareta ou

espátula; adicionando cuidadosamente a água do local em estudo evitando ao máximo

perturbações à superfície de lama. E se encheu totalmente o recipiente.

O pH foi medido com papel indicador e, quando necessário, foi acertado para um valor

próximo a 7 usando solução de HCl 1mol/L ou de NaOH 1mol/L.

A coluna foi coberta com folha papel alumínio e colocada em um local onde apanhasse

bastante luz solar por 60 dias, com observações periódicas.

Método adaptado de (Madingan, 2000).

Após 60 dias as colunas já estavam com suas fases bem definidas podendo ser

desmontada para uma melhor observação e análise dos microorganismos presentes, através de

microscópios e cultivo indicado.

Alguns microorganismos comuns em coluna de Winogradsky na tabela abaixo.

Bactéria Forma e características

Classificação

segundo o Bergey´s

Manual.

Beggiatoa

Bactéria deslizante longa e filamentosa,

não frutificante, quimiolitotrófica, não

fotossintética, Gram. negativa e aeróbica.

Assemelha-se morfologicamente às

cianobactérias, porém não é fotossintética.

Utiliza a oxidação do H2S como fonte de

energia, acumulando grânulos de enxofre no

interior de seu citoplasma, e utiliza o CO2

como fonte de carbono.

Bactéria

deslizante oxidante

de enxofre.

Thiobacillus Bacilo Gram. negativo,

quimiolitotrófica, não fotossintética e

Bactéria

incolor oxidante do

22

aeróbica. Obtêm energia pela oxidação do

sulfeto de hidrogênio ou enxofre elementar,

produzindo sulfato, e utiliza o CO2 como

fonte de carbono.

enxofre.

Rhodospirillum

Espiralada flagelada, Gram negativa,

fotoheterotrófica e microaerófila. Utiliza a luz

como fonte de energia mas não pode

converter o CO2 em açúcar. Utiliza

compostos orgânicos como fonte de carbono.

Bactéria

púrpura não

relacionada ao

enxofre.

Rhodopseudomonas

Bacilo flagelado, Gram negativo,

fotoheterotrófica e microaerófila. Utiliza a luz

como fonte de energia, mas não podem

converter o CO2 em açúcar. Utiliza

compostos orgânicos como fonte de carbono.

Bactéria

púrpura não

relacionada ao

enxofre.

Chromatium

Coco ou bacilo Gram negativo,

fotoautotrófica púrpura sulfurosa e

anaeróbica. Possui depósitos internos de

enxofre. Obtêm energia por meio de reações

fotoquímicas e produz seus materiais

celulares a partir do CO2 . Sua fotossíntese

difere da fotossíntese das plantas por não

gerar o oxigênio durante o processo.

(fotossíntese anoxigênica).

Bactéria

púrpura do enxofre.

Chlorobium

Bacilo curvado, Gram negativo, sem

motilidade, fotoautotrófica púrpura sulfurosa

e anaeróbica. Obtêm energia por meio de

reações fotoquímicas e produz seus materiais

celulares a partir do CO2 . Sua fotossíntese

difere da fotossíntese das plantas por não

gerar o oxigênio durante o processo.

(fotossíntese anoxigênica).

Bactéria verde

do enxofre.

23

Clostridium

Bacilo, quimioheterotrófico, anaeróbico

estrito, Gram positivo formador de

endoesporo. Os produtos de seu metabolismo

fermentativo são utilizados como substrato

por outros grupos microbianos.

Bacilo Gram

positivo formador de

endoesporo.

Desulfovibrio

Vibrião. Anaeróbica obrigatória, utiliza

as formas oxidadas do enxofre, tais como

sulfatos (SO4 2–) ou enxofre elementar (S0)

como aceptor final de elétron. O produto

desta reação é o sulfeto de hidrogênio.

Bactéria

dissimilatória

redutora do sulfato

ou enxofre.

Tabela 1: microorganismos comuns em coluna de Winogradsky (Madingan 2000)

4.3 Análise em percepção organoléptica

Antes de desmontar as colunas foi feita uma análise organoléptica, onde foram

observados dados como: a coloração geral da coluna (sedimento e água) e a formação de gases.

4.4 Isolamento de microorganismos do solo básico

Para o isolamento dos microorganismos presentes na coluna de Winogradsky, foram

feitas diluições de 1:10 sedimento/solução salina (contendo 0,9% (p/v) em NaCl) de cada zona

que se formou nas colunas, e após foi feito o espalhamento de um volume conhecido (0,1 ml)

das suspensões diluídas, em meios de cultura Ágar-dextrose de Sabouraud.

4.4.1 Método de diluição

4.4.1.1 Material utilizado

Tubo de ensaio, vidros âmbar, pipetas automáticas e ponteiras, solução salina esterilizada

em autoclave por 15min a 121ºC (contendo 0,9% (p/v) em NaCl), sedimento, provetas de 100 e

10 ml e espátulas; aparelhos: balança Gehaka modelo BG200, capela de fluxo laminar Veco

modelo CFLV-09, autoclave Bio Eng modelo A 30 , forno De Leo.

24

4.4.1.2 Metodologia

Foram pesados 1g de solo de cada zona das colunas e transferido para vidro âmbar, junto

ao bico de Bunsen; mediu-se com proveta de 100ml a solução salina que foi transferida para o

mesmo recipiente, com agitação vigorosa até obter uma solução homogênea.

Com proveta de 10ml, foi medido 9ml de solução salina e colocada em tubo de ensaio;

ainda junto ao bico de Bunsen, com pipeta de 1ml, foi introduzido a solução original de modo a

diluir a suspensão 1:10.

Todas as 17 amostras foram submetidas a essa diluição com exceção do ponto 1 que

necessitou de mais uma diluição.

Essa metodologia foi adaptada de (Corrêa 2007).

4.5 Cultivo de Microorganismos

Para a inoculação do meio líquido preparado no processo anterior foi utilizado o meio de

cultivo Ágar-Dextrose Sabouraud em placas de Petry.

4.5.1 Material utilizado

Peptona bacteriológica 5,0 g/l, dextrose 40,0g/L, ágar 15,0 g/l, água destilada qsp 1L,

placas de Petry, Enlemayer de 1L; aparelhos: balança Gehaka modelo BG200, capela de fluxo

laminar Veco modelo CFLV-09, autoclave Bio Eng modelo A 30 e estufa De Leo modelo

nº2110 tipo-3.

4.5.2 Metodologia

Para a preparação do meio foram pesados: a peptona, dextrose, ágar e água destilada,

todos em Enlemayer de 1L e após agitação foram levados para o autoclave por 15 minutos à

temperatura de 121ºC.

Depois, junto à chama do bico de Bunsen o meio foi vertido nas placas de Petry, nas

mesmas foi inoculadas as soluções feitas com sedimento e solução salina, sendo espalhadas

sobre cada placa 1ml de solução com uma vareta de vidro em L, esterilizada na chama do bico

de Bunsen.

25

Para cada zona que se formou na coluna de Winogradisky, foram preparadas 3 placas de

cultivo. As placas foram mantidas em estufa por 48h em temperatura de 28ºC, para depois ser

feita a observação microscópica e a contagem das colônias.

Essa metodologia foi adaptada de (Corrêa 2007).

4.6 Contagem das unidades formadoras de colônias

As colônias que se formaram após o repouso das placas, foram contadas através de um

contador de UFC, as 3 placas de cada zona foram contadas separadamente e depois foi feito

uma média.

4.7 Observação microscópica e coloração de Gram

Após a contagem das colônias de cada placa, para uma melhor observação, foi utilizada a

técnica de coloração de Gram.

4.7.1 Material utilizado

Lâmina e alça de platina, reagentes: álcool 95%, cristal de violeta, lugol, álcool/acetona,

fucsina e óleo de imersão, aparelhos: microscópio Opton modelo TIM 2005-Bn e bico de

Bunsen.

4.7.2 Metodologia

Para fixar o esfregaço na lâmina, foi preciso coletar a amostra com alça de platina

esterilizada; esfregar a amostra na lâmina cobrindo-a com álcool 95% por 5 minutos; secar no

ar, depois, fixar o esfregaço passando rapidamente a lâmina pela chama do bico de Bunsen três

vezes.

Após, o esfregaço foi coberto com cristal violeta, aguardando 1 minuto, e desprezando o

corante, o mesmo procedimento foi feito com lugol.

Depois a lâmina foi inclinada e gotejado álcool/acetona (3:1) até que não houvesse mais

desprendimento de corante, a lâmina foi lavada rapidamente com água corrente.

Coberto o esfregaço com fucsina, se aguardou por 30 segundos, lavando a lâmina

novamente e secando com papel filtro (sem esfregar).

26

Pingou-se uma gota de óleo de imersão e observou-se com a objetiva.

Todas as amostras foram observadas e fotografadas com objetiva de 100x.

Essa metodologia foi adaptada de NEDER (1992, p. 43-44).

4.8 Bioensaio de ecotoxicidade

Segundo TERRA (2009 p. 79-82) bioensaios com amostras de sedimentos, podem

detectar efeitos adversos causados por cargas tóxicas conforme o tempo de exposição e os

hábitos alimentares da espécie utilizada. Microcrustáceos como Daphnia magna são utilizados

em testes ecotoxicológicos, pois evidenciam o efeito nocivo de substâncias presentes no

sedimento, sendo por isso, apropriados para esse tipo de análise. Para que o teste seja

considerado agudo deve haver um percentual inferior a oitenta por cento de sobrevivência, e a

média de neonatos por ninhada deve ser igual ou superior a vinte.

A realização do teste foi no laboratório de Bioensaios Crônicos da FEPAM- Fundação

Estadual de Proteção Ambiental “Henrique Luís Roessler”, sob a orientação da bióloga Nara

Regina Terra.

O teste realizado foi de 21 dias, os pontos amostrados foram o Ponto 2 e Ponto 3, o teste

foi mantido em germinadoras proGramadas para 20ºC ±2 e fotoperíodo de 16horas diárias

4.8.1Material utilizado

Copo de Becker de 10 mL, filme de PVC, pipeta automática, pipeta de Pasteur,

sedimento da mineradora dos Pontos 2 e 3 e M4.

4.8.2 Metodologia

Foram distribuídos 10 cladóceros por momento amostral, em copo de Becker de 50 mL,

cobertos com filme PVC para evitar a evaporação do meio líquido e a contaminação da

amostra, cada copo de Becker recebeu uma parte de sedimento para três de meio líquido (M4-

meio adequado para o desenvolvimento da Daphnia magna), o qual era substituído nas

segundas, quartas e sextas com contagem dos neonatos quando presentes. Como controle foi

criado um lote também com 10 cladóceros por copo de Becker apenas com meio líquido.

Como alimento foi fornecido 0,7ml da alga Scenedesmus subspicatus e 0,1 mL de ração

fermentada de peixe com adição de fermento biológico.

27

Toda a metodologia foi retirada de TERRA (2009, 79/88).

28

5 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Os resultados foram separados por ponto de coleta conforme foi descrito abaixo.

Para uma melhor compreensão foi criada uma tabela com a descrição das colônias

formadoras de bactérias encontradas nas amostras, (tabela2).

Colônias Tamanho Relevo Borda Cor Superficie

A Médio Convexo Arredondada Bege translúcida

Lisa

B Médio Convexo Arredondada Branca opaca Lisa C Pequeno Convexo Arredondada Bege

translúcida Lisa

D Grande Plano Lacerada Bege claro Rugosa E Médio Plano Ondulada Transparente Rugosa F Médio Convexo Arredondada Bege

translúcida Lisa

G Grande Plano Desenhada Bege translúcida

Lisa

H Grande Plano Ondulada Branca opaca Rugosa I Grande Plano Arredondada Verde Lisa

Colônias Tamanho Relevo Borda Cor Superficie

J Grande Plano Irregular Transparente Rugosa K Grande Plano Rizóide Branca Rugosa L Médio Convexo Arredondada Transparente Lisa M Grande Plano Desenhada Transparente Rugosa N Pequeno Ondulado Arredondada Transparente

/núcleo bege Rugosa

O Grande Plana Arredondada Branca Lisa P Médio Convexo Arredondada Bege claro Rugosa Q Pequeno Protuberante Arredondada Transparente Rugosa R Grande Plana Arredondada Transparente Lisa S Grande Ondulada Irregular Bege/núcleo

laranja Lisa

Tabela2: descrição das colônias encontradas: descrições adaptadas de NEDER (1992, p.36-37).

No teste de ecotoxicidade os resultados foram todos agudos, o que significa que não foi

alcançado o limite de oitenta por cento de sobrevivência indicado para teste desse padrão

(gráfico 1).

Nos dois pontos amostrados, o Ponto 2 obteve mortandade dos microcrustáceos em

menos de 48h, o pH inicial do teste era pH5, no momento das mortes já estava em pH4, esse

resultado provavelmente foi devido ao tempo de exposição dos indivíduos ao sedimento.

No Ponto 3 o percentual de sobrevivência foi de setenta por cento, também a baixo do

padrão, e a média de neonatos por ninhada foi de quatro, sendo que o limite são vinte neonatos

por ninhada.( gráfico 2)

Os neonatos do Ponto 3, apresentaram tamanho inferior aos do controle e os

microcrustáceos adultos não se desenvolveram ficando pálidos e pequenos. (fig 15/16/17).

Esse resultado significa que a área em estudo mesmo estando em recuperação ainda

necessita de cuidados especiais, com relação a toxicidade do solo.

Gráfico 1: percentual de sobrevivência

30

Gráfico 2: ninhada

Fig 15: D magna do controle e Ponto 3. Fig16 D magna do controle e Ponto 3 Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

Fig 17: D magna do controle e Ponto 3 Fonte: autoria própria

31

5.1 Amostra 1

Na análise da coluna com material coletado do Ponto 1, foi observado: que a água, zona

aeróbica, tinha uma coloração de ferrugem clara, que evidencia a presença da bactéria

Tiobacillus ferooxidans, coloração essa devido a oxidação do ferro, na camada de solo se

desenvolveu três zonas de cor acinzentada, sendo que a zona intermediaria apresentava bolhas

de gás. As zonas foram denominada de 1a,1b e 1c.

Podemos observar a evolução da coluna nas figuras 18, 19, 20, 21, 22 e 23.

Fig. 18- Coluna 1 - 13/04/09 Fig.19- Coluna 1- 24/04/09 Fig. 20 – Coluna 1-04/05/09 Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

Fig. 21- Coluna 1-14/05/09 Fig. 22- Coluna 1- 25/05/09 Fig:23- Coluna 1– 13/06/09

Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

Na contagem das unidades formadoras de colônia das placas inoculadas com material das zonas 1a, 1b e 1c, podemos observar uma média, pois de cada zona foram inoculadas três placas, conforme tabela 3.

32

UFCs (Unidades formadoras de colônias ) Zonas A B C J L O P Q Actinomicetos

1ª 7 200 12 1b +800 9 10 1 2 1c 20 30 +500 5 10 5

Tabela3: UFCs das zonas da coluna 1. Como mostra a tabela acima, apenas no ponto um foram encontrados nove tipos diferentes

de unidades formadoras de colônia, (fig 24, 25 E 26) o que fortalece a afirmativa de que

existem muitos microorganismos não estudados na área de mineração, que podem nos trazer

resultados positivos e negativos com relação a impacto ambiental.

Através da coloração de Gram foi possível diferenciá-los em Gram positivos ou Gram

negativos conforme figuras 27, 28,29,30, 31, 32, 33

Fig.24. UFC- A Fig. 25. UFC –L

Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

Fig. 26 . UFC –Q Fig. 27. UFC-A - bacillus Gram negativo Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

33

Fig. 28. UFC –B bacillus Gram negativos Fig. 29. UFC-C- bacillus Gram positivos Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

Fig. 30 – UFC. J bacillus Gram positivos Fig. 31- UFC. L bacillus Gram negativo Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

Fig. 32 – UFC. O bacillus Gram negativo Fig. 33- UFC. P bacillus Gram negativo Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

34

Fig. 32 – UFC. Q bacillus Gram positivo Fonte: autoria própria 5.2 Amostra 2

Na coluna 2 foi observado uma coloração da água translúcida e a camada do solo

acinzentado, formando 3 zonas distintas, sendo a zona inferior com presença de bolhas de gás e

a intermediária apresentou uma granulação maior que o restante. As zonas do solo foram

denominadas de 2a, 2b e 2c.

A evolução da coluna pode ser observada abaixo nas fig.33, 34, 35, 36, 37 e 38.

Fig. 33. Coluna 2 - 13/04/09 Fig.34. Coluna 2- 24/04/09 Fig. 35 . Coluna 2-04/05/09 Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

35

Fig. 36. Coluna 2-14/05/09 Fig. 37. Coluna 2- 25/05/09 Fig.38. Coluna 2– 13/06/09


As placas inoculadas com material das zonas 2a, 2b e 2c obtiveram uma média de

unidades de formação de colônia conforme tabela 4.

UFCs (Unidades formadoras de colônias )

Zonas A B C D E 2a 19 70 175 2b 50 12 90 6 2c 31 22 170 11

Tabela4: UFCs das zonas da coluna 2.

As unidades de colônia e as colorações de Gram podem ser observadas a baixo nas figuras:

39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47.

Fig.39. UFC - A Fig.40. UFC- C Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

36

Fig.41. UFC- D Fig.42. UFC- D Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

Fig. 43. UFC-A - bacillus Gram negativo Fig. 44. UFC –B bacillus Gram negativos Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

Fig. 45. UFC-C- bacillus Gram positivos Fig. 46. UFC –D- bacillus Gram negativos Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

37

Fig. 47 – UFC – E - Streptobacillus Fonte: autoria própria

5.3 Amostra 3

A coluna da amostra 3 apresentou água com coloração translúcida e a camada do solo

apresentou 5 zonas denominadas 3a,3b, 3c, 3d e 3e.

As zonas apresentaram colorações distintas: 3a obteve coloração marrom esverdeado, 3b

acinzentado, 3c marrom ferrugem, com provável estrias da bactéria Thiobacillus ferroxidans,

3d acinzentado e 3e acinzentado escuro c/ bolhas de gás e manchas pretas.

Podemos observar a evolução das colunas nas figuras 48, 49,50,51,52 e 53.

Fig: 48- Coluna 3 - 13/04/09 Fig:49- Coluna 3- 24/04/09 Fig: 50 – Coluna 3-04/05/09 Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

38

Fig:51- Coluna 3-14/05/09 Fig: 52- Coluna 3- 25/05/09 Fig:53- Coluna 3– 13/06/09

Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria Conforme a tabela 5 podes observar as UFCs encontradas nas zonas 3a, 3b, 3c, 3d e 3e da

amostra 3.


Zonas A B C J L N O P Fungos Actinomicetos 3 a 122 7 4 3 2 3b 6 12 2 2 3c 30 100 100 1 3d 12 20 12 20 3e 50 +500 40 1


As Unidades Formadoras de colônia e a coloração de Gram podem ser observadas a

baixo nas fig: 54,55,56

Fig.54. UFC- A Fig.55. UFC- C Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

39

Fig.56. UFC-J Fig. 57. UFC –L Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

Fig. 58.UFC- N Fig.59. UFC -fungos



40

Fig.62. UFC –C bacillus Gram positivos Fig.63. UFC- J- Bacillus Gram positivos


Fig.64. UFC- N bacillus Gram Positivos Fig.65. UFC- O bacillus Gram negativos


Fig. 66. UFC-P bacillus Gram negativos Fig.59. - UFC -fungos


5.4 Amostra 4

Na amostra 4 foi observado uma coloração ferrugem escuro na camada de água, a camada

de solo foi dividida em 3 zonas 4a, 4b e 4c, todas com coloração acinzentada, sendo que na

41

zona intermediária observou-se uma estria ferrugem que seria provável desenvolvimento da

bactéria Thobacillus ferooxidans. Toda a amostra apresentou bolhas de gás. A observação da

evolução da coluna pode ser feita nas figuras 60, 61, 62, 63, 64 e 65.

Fig. 60. Coluna 4 - 13/04/09 Fig.61. Coluna 4- 24/04/09 Fig.62 .Coluna 4-04/05/09 Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

Fig.63- Coluna 4-14/05/09 Fig.64- Coluna 4- 25/05/09 Fig:65- Coluna 4– 13/06/09

Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria No ponto quatro podemos observar as seguintes UFCs, conformes tabela 6.

UFCs (Unidades formadoras de colônias ) Zonas A B C J O Q R 4 a 100 50 4 40 30 4b 6 70 20 15 4c 32 +500 70 40


42

Podemos observar as UFCs e a coloração de Gram nas figuras 66,67, 68, 69, 70, 71, 72,

73, 74, 75, 76, 77.

Fig.66. UFC- A Fig.67. UFC- C Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

Fig.68. UFC-J Fig.69. UFC- O Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

Fig.70. UFC- Q Fig. 71. UFC- R Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

43


Fig.74. UFC-J bacillus Gram positivos Fig.75. UFC- O bacillus Gram negativos


Fig. 76. UFC-Q bacillus Gram positivos Fig.77. UFC- R Gram cocos positivos Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

5.5 Amostra 5

44

Na amostra 5 a coluna apresentou um grande desenvolvimento de algas na camada

superior (água) que desencadeou uma coloração verde da mesma, na parte do solo foram

identificadas 3 zonas 5a, 5b e 5c, sendo que, na camada 5a e 5c a coloração era preta, o que

pode ter sido pelo acúmulo de matéria orgânica, pois, o material dessa amostra veio de um

arroio que tinha presença de cianobactérias.

Podemos observar a evolução das colunas nas figuras 78, 79, 80, 81, 82 e 83.

Fig. 78. Coluna 5 - 13/04/09 Fig.79. Coluna 5- 24/04/09 Fig. 80. Coluna 5-04/05/09


Fig.81. Coluna 5-14/05/09 Fig. 82. Coluna 5- 25/05/09 Fig.83. Coluna 5– 13/06/09


No ponto cinco apesar de ter sido observado 3 zonas quando a coluna estava ainda

montada, ao desmontar ocorreu a presença de apenas 2 zonas a 5a e 5b.

A tabela 7 ilustra as UFCs encontradas nessas zonas.

45


Zonas B F G H I J K L N 5a 1 11 2 3 4 2 1 12 5b 3 11 3


Podemos observar as UFCs, e a coloração de Gram nas figuras 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90,

91, 92, 93, 94,95, 96, 97 e 98.

Fig.84.UFC-G Fig. 85. UFC-H Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

Fig. 86. UFC-I Fig.87. UFC-J Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

46

Fig. 88. UFC-L Fig. 89. UFC-N Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

Fig. 90. UFC-B bacillus Gram negativos Fig.91 UFC-F bacillus Gram negativos Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

Fig. 92. UFC-G bacillus Gram negativos Fig.93. UFC-H bacillus Gram negativos Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

47

Fig.94- UFC-I cocos Gram negativos Fig. 95 UFC- J bacillus Gram positivos Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

Fig.96 UFC-K bacillus Gram positivos Fig.97 UFC-L bacillus Gram negativos Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

Fig.98 UFC-N bacillus Gram positivos Fonte: autoria própria

48

5.6 Resultados gerais

Todos as colunas apresentaram em suas evoluções um nível de alto desenvolvimento de

microrganismos, quase todas mostraram sinais da presença da bactéria Thiobacillus

ferooxidans , mesmo não sendo em meio apropriado para o desenvolvimento da mesma, pois, o

meio de cultivo específico para T. ferooxidans, não foi economicamente viável na pesquisa, a

coloração e as estrias cor ferrugem demonstraram presença da bactéria.

Podemos fazer uma comparação da evolução das colunas nas figuras 99, 100, 101, 102,

102 e 104.

Fig. 99. Colunas - 13/04/09 Fig.100. Colunas - 24/04/09


Fig. 101. Colunas 04/05/09 Fig.102. Colunas 14/05/09 Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria

49

Fig.103. Colunas 25/05/09 Fig.104. Colunas 13/06/09


A coloração ferrugem da água nas colunas 1 e 4 evidenciou a presença de Thiobacillus

ferooxidans,o que não é indicado para uma área que se encontra em reconstituição, pois, essa

bactéria é a catalisadora do processo de Drenagem Ácida de Minas que deveria estar ausente

em uma mina desativada, já a cor verde da água da coluna 5 foi uma provável eutrofização

(excesso de nutrientes) que causou proliferação de cianobactérias.

50

6 CONSIDERAÇÕES FINAIS

Torna-se necessário um planejamento efetivo, desde a implantação do projeto da mina, de

modo que quando do seu fechamento os impactos sociais e ambientais sejam minimizados,

possibilitando sempre enquadrar a atividade mineral no conceito do desenvolvimento

sustentável.

Foi comprovada a existência de microrganismos em solos de mineração, o que requer

maiores estudos na área, para a identificação de organismos de importância ambiental.

REFERÊNCIAS

BIF , Daiane Zanette; LOCATELLI , Alencar Loch; LOPES, Rosana Peporine; SANTOS,Eder Luiz Experimentos em lisímetros visando ao controle da drenagem ácida de mina; Curso de Engenharia Ambiental da UNESC, <disponível em <http://periodicos.unesc.net/index.php/iniciacaocientifica/article/viewFile/56/61> acesso em :05/0609 BITAR, O. Y. AVALIAÇÃO DA RECUPERAÇÃO DE ÁREAS DEGRADADAS PARAMINERAÇÃO REGIÃO METROPOLITANA DE SÃO PAULO. São Paulo,2002 (p.13), disponível em:< http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3134/tde-25102001-165349> acesso em 25/05/09. BLOWES, D.W.; JAMBOR, J.L.; HANTON-FONG, C.J.; LORTIE, L. & GOULD, D. Geochemical, mineralogical and microbiological characterization of a sulphide-bearing carbonate-rich gold-mine tailings impoundment, Joutel, Québec. Appl. Geochem., 1998- 13:687-705. disponível em:<http://www.scielo.br/scielo.php >. Acesso em: 08 ago 2008. CORREA, Adolfo fonseca; et al RELATÓRIO COLUNA DE WINOGRADSKY, centro Federal de Educação Tecnológica do Paraná – CEFET/PR, Curitiba( p. 6-8). CORREIA, Isabel Sá et al ISOLAMENTO DE MICRORGANISMOS DO SOLO BÁSICO 04/04/2007 disponível em < http://www.e-escola.pt/topico.asp?id=276&ordem=2> acesso:23/04/09 DA SILVEIRA, Aline N; DA SILVA, Renato D.R; RUBIO, Jorge TÉCNICAS PARA TRATAMENTO E ALTERNATIVA DE REÚSO DE ÁGUAS ÁCIDAS DE MINAS DE CARVÃO, VI Simpósio Intern. de Qualidade Ambiental-ABES/PUCRS/FENG 26 a 28 de maio de 2008-Porto Alegre-RS,

DE FREITAS Marcos Aurélio; SANTOS, Afonso Henriques. Ministério do Meio Ambiente. Importância da Água e da Informação Hidrológica. Brasília, 2000. Disponível em: <http://www.mma.gov.br/port/srh/acervo/publica/doc/oestado/texto/13-16.html>. Acesso em 27 de out. 2008. FARTAN, J.E.J Zumarán; FILHO, O.Barbosa; SOUZA, V.P, AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DE DRENAGEM ÁCIDA DE REJEITOS DA INDUSTRIA MINERAL, Série Tecnológica Ambiental – CETEM (Centro de Tecnologia Mineral); Rio de Janeiro 2004

FRANÇA, Rosiléa Garcia; FIGUEIREDO, Roberto Feijó; REDUÇÃO POR BIOLIXIVIAÇÃO DO TEOR DE METAIS PESADOS PRESENTES NOS LODOS DE ESGOTOS DIGERIDOS; ABES – Trabalhos Técnicos, São Paulo(p. 2-3) FUNGARO, Denise Alves; IZIDORO, Juliana de Carvalho. Remediação de drenagem ácida de mina usando zeólitas sintetizadas a partir de cinzas leves de carvão. Quím. Nova , São Paulo, v. 29, n. 4, 2006 . Disponível em: <http://www.scielo.br/scielo.php >. Acesso em: 08 ago 2008. GALATTO, Sérgio Luciano et al . Emprego de coberturas secas no controle da drenagem ácida de mina: estudos em campo. Eng. Sanit. Ambient. , Rio de Janeiro, v. 12, n. 2, 2007 . Disponível em: <http://www.scielo.br/scielo.php>Acesso em: 03 Set. 2008. GOULART, Michael Dave C.; CALLISTO, Marcos. Bioindicadores de Qualidade de Água Como Ferramenta em Estudos de Impacto Ambiental. Minas Gerais.Universidade Federal de Minas Gerais, 2004. Disponível em: <http://www.icb.ufmg.br/~beds/arquivos/goulartecallisto.pdf>. Acesso em 05 de nov. 2008. GOMES, Aramis Pereira; FERREIRA, José Alcides F.; ALBUQUERQUE, Luiz Fernando, SUFFERT, Telmo. CARVÃO FÓSSIL. Estud. av. [online]. 1998, vol.12, n.33, pp. 89-106. ISSN 0103-4014. doi: 10.1590/S0103-40141998000200006.disponível em: http://www.scielo.br/pdf/ea/v12n33/v12n33a06.pdf 20/05/09 acesso em 15/16/09 IPAT-UNESC Projeto de reabilitação Ambiental de Áreas Degradadas pela atividade extrativa de carvão mineral Campo Malha II Oeste Siderópolis,Instituto de Pesquisas Ambientais e Tecnológicas, Universidade do Extremo Sul Catarinense. Relatório técnico. Criciúma, 2002, p.40-48. LUNARDI NETO, Antonio et al. Atributos físicos do solo em área de mineração de carvão influenciados pela correção da acidez, adubação orgânica e revegetação. Rev. Bras. Ciênc. Solo [online]. 2008, vol.32, n.4, pp. 1379-1388. ISSN 0100-0683. doi: 10.1590/S0100-06832008000400002. KONTOPOULOS, A. Acid mine drainage control. In: Castro, S.H., Vergara F. e Sánchez, M.A., (Eds.). Effluent Treatment in the Mining Industry, University of Concepción, Chile.1998 p.57 MADINGAN, M.T., Martinko, J. M., Parker, J. Brock Biology of Microorganisms, 9th Ed., Prentice-Hall, Inc., New Jersey, US , 2000. MENDES, M. F. MATERIAIS E MÉTODOS EMPREGADOS NA AVALIAÇÃO DA EFICIÊNCIA DE COBERTURAS SECAS SOBRE DEPÓSITOS DE REJEITOS DE CARVÃO, Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Ambiental). UNESC, Criciúma, 2003 (p.47-49) MELLO, J.W.V. & ABRAHÃO, W.A.P. Geoquímica da drenagem ácida. In: DIAS, L.E. & MELLO, J.W.V., eds. Recuperação de áreas degradadas. Viçosa, Universidade Federal de Viçosa, 1998. p.45-57. NEDER, Rahme Nelly;MICROBIOLOGIA- MANUAL DE LABORATÓRIO; São Paulo; Nobel 1992 (p. 43-44).

53

NETO, Antonio Lunerdi; ALBUQUERQUE, jackson adriano; ALMEIDA, Jaime Antônio; MAFRA Álvaro Luiz; Medeiros João Carlos,ATRIBUTOS FÍSICOS DO SOLO EM NOVO, M.T.M. VARIABILIDADE GENÉTICA EM Thiobacillus spp. E efeitos de metais pesados em Thiobacillus ferrooxidans. Tese (Doutorado) – Universidade Estadual de Campinas, 1998 OLIVEIRA, Ana P. Almeida; LUZ Adão Benvindo , RECURSOS HÍDRICOS E TRATAMENTO DE ÁGUAS NA MINERAÇÃO, Série Tecnológica Ambiental – CETEM (Centro de Tecnologia Mineral); Rio de Janeiro 2001 PRIETO, G. Geochemistry of heavy metals derived from gold-bearing sulphide minerals in the Marmato District (Colombia). J. Geochem. Explor., 64:215-222, 1998 RIO GRANDE DO SUL, estado do; INFRA-ESTRUTURA E LOGÍSTICA, secretaria de. CRM- Companhia Riograndense de Mineração, 2007, disponível em:http://www.crm.rs.gov.br acesso:20/02/09. RUBIO, J. e Tessele, F. Processos para o tratamento de efluentes na mineração. Em:Tratamento de Minérios-3a. Ed.; A.B. da Luz, J. A. Sampaio, M.B de M. Monte e S. L. de Almeida(Eds), CETEM-CNPq-MCT, 2002, p.688-700. SALOMONS, W. Environmental impact of metals derived from mining activities: Processes, predictions, prevention. J. Geochem. Explor., 52:5-23, 1995. SILVA, João Paulo Souza Impactos ambientais causados por mineração revista espaço da sophia - nº 08 – novembro/2007 – mensal – ANO I A disponível em < http://www.espacodasophia.com.br/j.html> acesso em 26/04/09. SILVA, S. R.; PROCOPIO, S. O.; QUEIROZ, T. F. N. Caracterização de rejeito de mineração de ouro para avaliação de solubilização de metais pesados e arsênio e revegetação local. Rev. Bras. Ciênc. Solo, Jan./Feb. 2004, vol.28, no.1, p.189-196. ISSN 0100-0683 SILVEIRA, Aline et.al, Técnicas para tratamento e aproveitamento de águas ácidas residuais da mineração de carvão. III Workshop Gestão e Reuso de Água na indústria, 2008 disponível em <http://www.scielo.br/scielo.php >. Acesso em: 10 set 2008 TAKAMATSU, Alexandre Akira AVALIAÇÃO DA BIOLIXIVIAÇÃO DE METAIS PESADOS POR BACTÉRIAS DO GÊNERO Thiobacillus EM LODOS BIOLÓGICOS PARA UTILIZAÇÃO AGRÍCOLA COMO FERTILIZANTE, Tese de Mestrado, Universidade Federal do Paraná,1995 (p. 38-39) TERRA, Amigos da.CARVÃO: O combustível de ontem, Porto Alegre, (2004 p.10/21). TERRA Nara Regina; et al MONITORING OF A SWAMP RIVER CONTAMINATED BY MULTIPLE WASTE, Acta Limnol. 2009,vol.21, nº1, (p.79-88). TORDOFF, G.M.; BAKER, A.J.M. & WILLIS, A.J. Current approaches to the revegetation and reclamation of metalliferous mine wastes. Chemosphere, 41:219-228, 2000, disponível em http://www.scielo.br/scielo.php acesso em :07/01/09

54

ANEXO A

ANEXO A : Zonas da coluna de Winogradsky (Madingan, 2000).

Diatomáceas

Cianobactérias

Protozoários

Ar

Água

Área rica em O2

Zona colorida

Oxidação

Zona vermelha

Zona verde

Zona anaeróbica rica em

H2S (coloração negra)

Zona anaeróbica

Zona aeróbica

Zona microaerófila

Oxidantes aeróbicos de enxofre:

- Beggiatoa

- Thiobacillus

Fotoheterotróficos não sulfurados:

- Rhodospirillum

- Rhodopseudomonas

Bactérias púrpuras do enxofre:

- Chromatium

Bactérias verdes do enxofre:

- Chlorobium

Bactérias redutoras de enxofre:

- Desulfovibrio

Fermentadores de celulose:

- Clostridium

Alt

a co

ncen

traç

ão d

e en

xofr

e

B

aixa

con

cent

raçã

o de

enx

ofre

B

aixa

con

cent

raçã

o de

oxi

gêni

o

Alt

a co

ncen

traç

ão d

e ox

igên

io.

anÁlise de solo e dam de mina desativada de … · heloisa que deixo o meu, ... recursos naturais...

Documents