Avaliação da eficiência de coberturas secas sobre rejeito de carvão visando a prevenção da drenagem ácida de mina

Abstract

Na bacia Carbonífera Catarinense, localizada no sul do estado de Santa Catarina, Brasil, a atividade de mineração de carvão passou a se destacar a partir de 1940. No decorrer desse período, a região foi marcada pela evolução dos impactos ambientais negativos decorrentes da extração e beneficiamento de carvão. A Drenagem Ácida de Mina (DAM), um dos principais problemas ambientais associados à esta mineração, resulta da oxidação natural de sulfetos quando expostos à ação combinada da água e do oxigênio, na presença ou não de bactérias oxidantes. Os efluentes de DAM são geralmente caracterizados pelo baixo pH, elevada acidez e por altas concentrações de metais e de sulfatos. A utilização de sistemas coberturas secas sobre rejeitos de carvão contendo sulfetosé uma das opções para prevenir e minimizar a geração de DAM. O presente trabalho objetivou avaliar a eficiência da aplicação de cinza pesada e calcário, como agentes inibidores e neutralizantes dos efeitos de oxidação dos poluentes do rejeito piritoso. Para reduzir as taxas de infiltração de água e difusão de oxigênio foi empregada camada compactada de um solo silte-argiloso sobre o rejeito e os agentes alcalinos. Os experimentos foram monitorados por um ano em lisímetros de laboratório (cinco cubas de vidro e cinco colunas de pvc) e campo (três caixas d'água). Nos lisímetros de laboratório o tempo de alteração do material foi acelerado, correspondendo a dois anos nas cubas de vidro e quatro anos nas colunas. Nas cubas de vidro a camada compactada de solo foi de 20 cm de espessura e nos demais experimentos de 50 cm. Nos materiais empregados no estudo - rejeitos de carvão mineral, cinza pesada e solo silte-argiloso – foram realizadas determinações do potencial de acidez e poder de neutralização, bem como caracterização das principais fases minerais presentes. Durante o monitoramento foram realizadas observações macroscópicas e coletas periódicas dos lixiviados para análises físico-químicas e microbiológicas. Os resultados obtidos nos testes de laboratório indicaram que a cinza pesada misturada ao rejeito aumentou a eficiência da cobertura prevenindo por mais tempo o processo de formação de DAM. Por outro lado quando a cinza ou o calcário foi colocado como uma camada sobre os rejeitos isso não ocorreu. Também foi constatado que além da espessura da camada impermeável, o grau de compactação também foi fundamental no controle da DAM. Dos cinco sistemas de coberturas empregados nas cubas de vidro, apenas dois - cubas I e V - foram considerados eficientes no controle da DAM durante o período de monitoramento. O lixiviado da cuba IV apresentou concentrações elevadas de Fe (129,00 mg.L-1 ), Mn (1,30 mg.L-1) e Zn (2,67 mg.L-1) no final do monitoramento. Neste experimento foi possível observar a participação direta das bactérias ferro-oxidantes na geração de acidez. A faixa de pH limitante ao desenvolvimento das Thiobacillus ferrooxidans em todos os experimentos foi de 2,45 a 7,45. As colunas mostraram uma melhor eficiência ao longo do tempo, já que dos cinco experimentos apenas dois foram ineficientes – colunas II e III. O efluente da coluna IV apesar de ser considerado eficiente, pois atendeu ao Decreto Estadual 14250/1981 e a Resolução CONAMA 357/2005, ao final do monitoramento passou a apresentar concentrações de Zn (0,23 mg.L-1) e Pb (0,12 mg.L-1). Conclui-se que a camada de 50 cm de solo compactado nos experimentos das colunas retardou a DAM. Quanto aos resultados dos lisímetros de campo, embora indiquem eficiência na prevenção e correção de DAM até o período monitorado, não podem ser considerados como comclusivos uma vez que os resultados das colunas em laboratório indicaram que o desencadeamento da DAM pode ocorrer num período superior ao tempo monitorado nos lisímetros de campo.