Acumulação e transporte de mercúrio devido à atividade garimpeira em sistemas fluviais no Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais , Brasil
| Orientador | Tobschall, Heinz Jürgen | |
| Autor | Zeferino, Jane | |
| Membro da banca | Rossner, Reinhold | |
| Data de Acesso | 2026-01-19T13:10:57Z | |
| Ano de publicação | 1997-12-01 | |
| Abstract | The elevated price of gold in the world market in late 1970s and early 1980s triggered a gold rush all over in Brazil. Mercury is used by gold prospectors (garimpeiros) for the separation and purification of fine gold particles. As a result, mercury is lost directly by washing and by volatilization during amalgam burning. In order to investigate the level of pollution and the seasonal mercury distribution, two sampling campaigns were performed (during summer/rainy season 1992/93 and during winter/dry season 1994). Sediment samples and suspended material were collected from five tributaries of he Doce river in the eastern region of Quadrilatero Ferrifero. The samples were fractionated in four grain size classes: < 2 um, 2 - 6.3 um, 6.3 - 20 um and 20 - 63 um. All these fractions were analysed for total mercury by a Hg-analyser AMA254. Major and trace elements were determined by ICP-OES. Organic carbon was determined by a titration method. Total mercury of suspended matter, metallic mercury and mercury bound to iron minerals were determined by a cold vapour method using AAS with Hg enrichment at a gold net. The sediments contain total mercury concentrations upto 55 ug/g (Fraction <63 um). This concentration is 550 times higher than that of the natural regional background value of about 0.1 ug/g. The finer fractions ofthe river sediments, especially the fraction of<2 um, show high concentrations ofmercury as compared to those ofcoarser fractions. These fine fractions contain mainly clay minerals (mostly kaolinite), Fe- and Mn-oxy-hydroxides. This fraction also shows high contents oforganic carbon whose contents are positively correlated with the total contents of mercury. High contents of Fe- ( upto 70 wt. %) and Mn-oxide minerals (upto 4 wt. %) of the river sediments stem from the pre-Cambrian deposits of BIFs. Upto 70 % ofthe total mercury contents are bound to iron minerals which are mostly present in all size fractions of the sediments. A high percentage ofthe total mercury contents (upto 98 wt. %) is metallic mercury in river sediments which are very close to gold processing sites. The percentage of metallic Hg in total Hg is low in sediments far from the gold processing sites. This indicates that discharged Hg is oxidized in the water-sediment system and then is subjected to a transformation to other organic or inorganic Hg-species. Suspended matter ofthe surface water in the study area is highly polluted with Hg (upto 10 ug/g during winter time) which is transported further downstream from the gold mining site. The results of this analysis illustrate that mercury pollution is more intensive in winter as compared to summer. Storm floods during rainy time enhance the erosion and remobilization offiner fractions ofthe sediments. The high redox potential and the low pH ofthe surface water during the rainy season are the cause ofthe low concentrations ofHg in river sediments. During high water level of the rainy season suspended load which is highly polluted with Hg is deposited near to the flood plain areas in which the mercury contents increase substantially. During the dry season, a time of intensive mining activities, the river sediments and suspended matter show higher mercury contents as compared to those ofthe rainy season. Contrary to it, the mercury concentrations ofsediments of the flood plain decrease considerably during the dry season which is due to the loss of elemental mercury by evaporation. | |
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| Resumo | Estimulada pelo aumento do preço do ouro no mercado internacional no final da década de 70 e começo de 80, a atividade garimpeira no Brasil se expandiu. O uso de mercúrio metálico na separação do ouro de granulometria fina tem se mostrado importante fonte poluidora dos sistemas fluviais do Quadrilátero Ferrífero. Com o objetivo de investigar a distribuição geoquímica, bem como o transporte de mercúrio nos sistemas fluviais da área em estudo, foram realizadas duas campanhas de amostragem durante as estações das chuvas (verão 1992/93) e seca (inverno 1994). Amostras de sedimento e material em suspensão foram coletadas em 5 rios da parte leste do Quadrilátero Ferrífero, os quais fazem parte da bacia hidrográfica do Rio Doce. As amostras de sedimento foram separadas nas frações granulométricas < 2 , 2 - 6,3, 6,3 - 20 e 20 - 63 micrômetros. A concentração de mercúrio total nas frações do sedimento foram medidas usando o analisador específico AMA 254. Elementos principais e traços foram analisados por aparelho ICP-OES. Carbono orgânico foi determinado por titração. As concentrações de mercúrio no material em suspenção, bem como mercúrio metálico e o mercúrio total associado a minerais de ferro foram determinados através de AAS-geração de Hidretos com pré-concentração de mercúrio em rede de ouro. As amostas de sedimento apresentam concentrações de mercúrio até 55 ug/g (na fração < 63 um). Isso representa um fator de cerca de 550 vezes o valor do background da região, que foi determinado em torno de 0,1 ug/g. As frações mais finas do sedimento, especialmente a fração < 2 um, apresentam-se enriquecidas em mercúrio quando comparadas com as frações grosseiras. Responsáveis porisso são, de um lado, a composição mineralógica destas frações, que são constituídas principalmente por argilominerais (como a Kaolinita), óxidos e hidróxidos de ferro e manganês, que possuem uma grande superfície específica e capacidade de troca catiônica. De outro lado, o enriquecimento de carbono orgânico nas frações mais finas do sedimento determina uma maior sorção de mercúrio. De fundamental importância para a distribuição geoquímica do Mercúrio nos sedimentos em estudo é a grande ocorrência de minerais de ferro e manganês associados aos BIF´s pré-cambrianos da região. A análise das frações de minerais de ferro separadas magneticamente obtiveram como resultado, que o mercúrio total das amostras está associado em até 70 % aos minerais ferruginosos. Análises de especiação do mercúrio apresentam que, nos sedimentos da região, uma elevada porcentagem do mercúrio (até 98 %) está em sua forma metálica nas proximidades dos garimpos. Longe da influência dos garimpos, a porcentagem de mercúrio metálico em relação ao mercúrio total das amostras decai rapidamente. Isso significa que a maior parte do mercúrio metálico perdido para o sistema água-sedimento é oxidado, estando assim à disposição para transformações como adsorção em superfície mineral, complexação ou transformações com componentes orgânicos do sistema. As elevadas concentrações de mercúrio encontradas no material em suspensão (valores de até 10 ug/g) indicam que parte do mercúrio que entra no sistema é transportado para jusante podendo atingir regiões onde a atividade garimpeira inexiste. As análises de mercúrio durante as estações extremas da região resultaram que a contaminação dos rios é muito maior nos meses secos do que nos chuvosos. Durante o período das chuvas há uma maior erosão e remobilização dos sedimentos finos do leito dos rios, que vão fazer parte do material em suspensão. Um aumento da oxigenação das águas associado a uma queda nos valores de pH durante as chuvas, determinam a remobilização de mercúrio dos sedimentos, o que acarreta nas menores concentrações deste metal encontradas nos sedimentos fluviais durante esta época do ano. O material em suspensão remobilizado do leito dos rios é depositado nas planícies de inundação dos mesmos, o que determina um aumento nas concentrações de mercúrio neste compartimento durante o período chuvoso. Durante o inverno (período seco) os sedimentos das margens dos rios permanecem um longo período expostos, o que acarreta em perda de mercúrio metálico por evaporação. Como resultado, estes sedimentos apresentam uma menor concentração de mercúrio durante o inverno. Já os sedimentos dos leitos dos rios, bem como o material em suspensão, são extremamente enriquecidos em mercúrio durante as secas, o que coincide com o auge da atividade garimpeira na região. | |
| Agência de financiamento | Konrad Adenauer Stiftung | |
| Citação | ZEFERINO, J. Akkumulation und Transport des durch Goldwaschaktivitäten eingebrachten Quecksilbers in Flüssen des Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais, Brasilien. (1997) 168 p. Tese de Doutorado em Ciências Naturais da Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. Erlangen, 1997. | |
| URL da página Curso | Doutorado por pesquisa | |
| Identificador ISNI | 0000 0001 1703 5443 | |
| URL da página da instituição | http://www.fau.eu | |
| Identificador ROR | http://ror.org/00f7hpc57 | |
| URI | https://deposita.ibict.br/handle/deposita/835 | |
| Publicação original | 1997 | |
| Identificador Wikidata | wikidata.org/wiki/Q40025 | |
| Área de avaliação Capes | Programa não avaliado | |
| Área de conhecimento CNPq | Ciências exatas e da terra | |
| Idioma | Alemão | |
| Instituição | Naturwissenschaftlichen Fakultäten der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg | |
| País | Alemanha | |
| Grau do curso | Doutorado | |
| Departamento do curso | Geowissenschaften Fakultäten | |
| Nome do curso | Doutorado em Ciências Nauturais | |
| Tipo do curso | Acadêmico | |
| Natureza jurídica da instituição | Instituição pública | |
| Nome do programa de pós-graduação | Doutorado em Ciências Naturais por pesquisa | |
| Tipo da instituição | Universidade | |
| Tipo de acesso | Acesso aberto | |
| Palavra Chave | Mercúrio em garimpos | |
| Palavra Chave | especiação de mercúrio | |
| Palavra Chave | contaminação por mercúrio | |
| Palavra Chave | Quadrilátero Ferrífero | |
| Palavra chave em outro idioma | mercury pollution | |
| Palavra chave em outro idioma | mercury in river | |
| Palavra chave em outro idioma | gold prospectors mercury | |
| Palavra chave em outro idioma | mercury contamination | |
| Título | Acumulação e transporte de mercúrio devido à atividade garimpeira em sistemas fluviais no Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais , Brasil | |
| Titúlo Alternativo | Akkumulation und Transport des durch Goldwashaktivitäten eingebrachten Quecksilber in Flüssen des Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais, Brasilien | |
| Tipo | doctoralThesis |