DEGEO - Departamento de Geologia
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Item Geochemical mapping of potentially hazardous elements in surface waters and stream sediments of the Quadrilátero Ferrífero, Brazil.(2018) Costa, Raphael de Vicq Ferreira da; Matschullat, Jörg; Leite, Mariangela Garcia Praça; Nalini Júnior, Hermínio Arias; Leão, Lucas PereiraGeochemical mapping and the determination of baseline concentrations of potentially hazardous elements in the environment receive increasing attention. The need to know regional geochemical background data as well as the spatial allocation of areas with anomalous element concentrations and chances to identify their major sources motivate the interest. Here, results from a geochemical mapping exercise and derived related baseline values are presented. 541 stream sediment and surface waters samples have been collected across the Iron Quadrangle (IQ), Brazil, with a density of 1 sample per 13 km2. Geochemical maps were compiled using the inverse distance weighted (lDW) interpolation method. “Normal” background concentrations were distinguished from anomalies with the separation-by-concentrationrange technique, where positive anomalies were defined by the “boxplot” Upper Inner Fence (UIF) rule. The results demonstrate that more than 70% of the IQ area shows geogenic background concentration ranges for the elements studied. About 20% of the area represent positive anomalies, likely related to both near surface rock types and to human interference. Distinct anthropogenic anomalies, notably from mining activities are identified in 5– 10% of all samples. This first sampling in the IQ allows delineation of the role of lithology on the elemental composition of stream sediments, and to establish baseline values for the main river basins – thus pinpointing localities, cities and fluvial basins that are exposed to environmental risks and need to be protected.Item Mapeamento geoquímico e estabelecimento de valores de referência (background) de sedimentos fluviais do Quadrilátero Ferrífero.(2015) Costa, Raphael de Vicq Ferreira da; Leite, Mariangela Garcia PraçaO mapeamento geoquímico e a determinação de valores de referência vem obtendo uma crescente importância nos últimos anos, pois contribuem para o tripé de desenvolvimento sustentável (saúde, meio ambiente e economia) de um país. A confecção destes mapas contribui para a localização espacial de áreas com anomalias permitindo a identificação das suas prinicipais fontes, ao passo que a determinação dos valores de referência também é fundamental para distinguir os valores considerados padrão para uma determinada área das anomalias, bem como avaliar a extensão da poluição de uma mesma área. Neste trabalho, o mapeamento geoquímico de alta densidade com os respectivos valores de referência são apresentados, ambos com enfoque ambiental. Foram coletadas 541 amostras de sedimentos de corrente em todo o Quadrilátero Ferrífero, proporcionando uma densidade de amostragem de 1 amostra para cada 13 km2. Para determinar os valores de referência foram testadas diferentes metodologias, a saber: média +2 desvio padrão, mediana +2 MAD, boxplot UIF, análise fractal, análise espacial e as metodologias associadas. Para confecção dos mapas geoquímicos foi utilizada a técnica de interpolação denominada inverso da distância ponderada (IDW). Os resultados indicam que as técnicas mais antigas de determinação de valores de referência, a Média + 2x desvio padrão e a Mediana + 2x MAD não são efetivas para a separação das anomalias, pois superestimam ou subestimam a faixa de referência. As metodologias Análise fractal e Boxplot UIF apresentaram, para a grande maioria dos elementos, valores bem próximos, confirmando que o intervalo de referência está correto e, demonstrando que ambas são as mais adequadas para ambientes geológicos complexos. Contudo, o Cu, Fe, Pb e Ti apresentaram valores 30 a 46% discrepantes entre as metodologias. No entanto, observou-se que os valores obtidos via Análise fractal demonstraram ser mais condizentes com a distribuição espacial dos elementos, além de ter apresentado os outliers em locais onde notadamente são observados impactos ambientais significativos ou a presença de litotipos ricos no elemento. Com relação aos mapas geoquímicos, observou-se que 72 a 78% da área do QF não apresenta anomalias para os elementos estudados e estes valores podem ser considerados como o background litológico, cerca de 15 a 24% da área estudada apresenta anomalias que podem ser atribuídas tanto aos tipos de rocha aflorantes quanto à influência antrópica, os quais podem ser enquadrados como altos valores de referência, e 2 – 12% do total da área apresentam valores anômalos que são considerados outliers, sendo relacionados com a a interferência humana, principalmente com a mineração. Este primeiro mapeamento geoquímico da alta densidade feito no QF permitiu delinear um controle efetivo da litologia na composição química dos sedimentos, estabelecer um padrão de comportamento bem definido para cada tipo de rocha, o que permitiu a detecção de anomalias ocorridas em função da ação antrópica. Além disso, demonstrou espacialmente quais comunidades, cidades e bacias hidrográficas estão expostas a riscos ambientais e por isso necessitam ser monitoradas e protegidas.