DEGEO - Departamento de Geologia
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Item Sediment contamination in floodplains and alluvial terraces as an historical record of gold exploitation in the Carmo River basin, Southeast Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais, Brazil.(2006) Costa, Adivane Terezinha; Nalini Júnior, Hermínio Arias; Castro, Paulo de Tarso Amorim; Lena, Jorge Carvalho de; Morgenstern, Peter; Friese, KurtThis paper describes the geochemistry of sediment samples placed in floodplains and alluvial terraces downstream from gold mines in the Carmo River basin, Quadril tero Ferr fero, Minas Gerais, Brazil. The geochemistry signature Na2O, K2O, SiO2, CaO, MgO, Al2O3, Fe2O3, TiO2, P2O5, Mn, As, Cu, Zn, Ba, Ni, Cr, S, Co were analyzed in different facies from stratigraphic profiles. As, Cu, Zn, and Mn anomalies are mainly associated with the clayed facies deposited in floodplains and oxbow lakes, and with coarse-sediment facies deposited in the channel. The facies were accumulated by the gold exploitation activity in the region. The contamination of As, Cu, and Zn was controlled by minerals such as iron oxides and hydroxides (hematite, magnetite, and mainly goethite), manganese oxides, and sulfide-rich minerals. The As-bearing sediments of the region characterize one of the most As contaminated area of Brazil. Their main source is associated with gold exploration in the last three centuries.Item Influência antrópica na geoquímica de água e sedimentos do rio Conceição, Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais, Brasil.(2007) Parra, Ronal Rafael; Roeser, Hubert Mathias Peter; Leite, Mariangela Garcia Praça; Nalini Júnior, Hermínio Arias; Guimarães, A. T. A.; Pereira, Janice Cardoso; Friese, KurtEstudaram-se 52 amostras de água e 50 amostras de sedimentos de fundo, coletadas ao longo do rio Conceição (Município de Santa Bárbara, Minas Gerais, Brasil). Realizou-se um monitoramento hidro-geoquímico sazonal dos parâmetros pH, Eh, condutividade elétrica, sólidos totais dissolvidos, turbidez e alcalinidade. Foram analisadas as concentrações de sulfatos, cloreto, e dos metais pesados na água. As composições químicas e mineralógicas dos sedimentos foram determinadas como também o background Local e o índice de Geoacumulação. Os resultados indicam que as variações na composição da água e dos sedimentos estão relacionadas com a litologia da área, assim como também com atividades antrópicas. A mineração da área é a principal responsável pelas variações nas características físico-químicas da água e pela poluição com elementos pesados como arsênio e chumbo.Item Adsorção competitiva de As, Cu, Pb e Cr na avaliação da capacidade de fixação de metais por efluentes de mineradoras de ferro.(2005) Basílio, Márcio Silva; Friese, Kurt; Lena, Jorge Carvalho de; Nalini Júnior, Hermínio Arias; Roeser, Hubert Mathias PeterTwo samples of residues from iron mining plants have been investigated for their retention capacity of As, Cu, Cr, and Pb. The sample with the higher content of iron oxides showed the highest capacity to retain metals. The adsorption affinity series changes from Pb>Cu>Cr≈As to As>Pb>Cu>Cr or As>Cu>Cr>Pb, depending on the material and the concentration of the initial solution. In the competitive environment, the Pb adsorption decreases and the As, Cu and Cr adsorption increases. Sequential extraction procedures, carried out after adsorption batch experiments, showed that the most important adsorption process occurs in the oxide fraction and that the major part of the absorbed metal is remobilized from exchangeable and oxide fractions.Item Custódio Dam - The geogenic contribution to sediment chemical composition and the determination of geochemical reference values for the lakes of the SE of Iron Quadrangle - MG - Brazil.(2007) Pereira, Valter; Lena, Jorge Carvalho de; Roeser, Hubert Mathias Peter; Nalini Júnior, Hermínio Arias; Friese, Kurt; Morgenstern, P.Na porção sudeste do Quadrilátero Ferrífero, MG, Brasil, existem várias barragens, que foram construídas por companhias mineradoras e siderúrgicas. A Barragem do Custodio localiza-se no Parque Estadual do Itacolomi - uma área de proteção ambiental em Ouro Preto. Visando avaliar o impacto de reservatórios artificiais no sistema hídrico da região, faz-se necessário estudar um lago que seja considerado não contaminado, porque as características da água e sedimento de um lago como este podem ser usadas como referência para outros lagos da região na avaliação de influências antrópicas. Os dados de análise de água e sedimentos foram submetidos a análise de componentes principais (PCA) visando entender a influência geoquímica das rochas na composição química dos sedimentos, e avaliar a sua relação geoquímica. Valores limites para As (23.7 mg/kg), Ba (1923 mg/kg), Co (31,8 mg/kg), Cr (157 mg/kg), Cu (53,2 mg/kg), Ni (57,3 mg/kg), Pb (57,3 mg/kg), Rb (213 mg/kg), Sr (116 mg/kg), V (174 mg/kg) e Zn (92,1 mg/kg) são propostos como valores de referência. Uma comparação com valores guia de qualidade de sedimentos mostram que dois dos elementos analisados estão acima de PEL (As 17 mg/kg e Ni 35,9 mg/kg). As, Cr e Ni estão intimamente ligados à Formação Ferrífera.Item Anthropogenic influence on the degradation of an urban lake – the Pampulha reservoir in Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil.(2010) Friese, Kurt; Schmidt, Gerald; Lena, Jorge Carvalho de; Nalini Júnior, Hermínio Arias; Zachmann, Dieter W.The artificial reservoir Lagoa da Pampulha in central Brazil has been increasingly affected by sediment deposition and pollution from urban and industrial sources. This study investigates water chemistry and heavy metal concentrations and their fractionation in the lake sediment using ICP-OES, ICP-MS, and XRD analyses. Fractionation analysis was done by sequential extraction under inert gas as well as after oxidation. The lake exhibits a permanent stratification with an oxygen-free hypolimnion below 2mdepth. Nutrient concentrations are enriched for phosphorous components (SRP,PO4). In the sediment it was not possible to detect oxygen. Carbon, sulfur, and most of the analyzed heavy metals are enriched in the top sediment layer with a pronounced down ward decrease, indicating the presence of an anthropogenic influence. Statistic alanalysis, including correlations and a Principal Component Analysis (PCA) of depth-related total concentration data, helps to distinguish presumably anthropogenic heavy metals from geogenic components. Some samples with high element concentrations in the sediment also show elevated concentrations in their pore water. Analyses of element distribution between sediment and pore water suggest a strong bonding of heavy metals to the anoxic sediment. The trend to wards elevated solubility in the pore water of oxidized samples is clear for most of the analyzed elements. Fractionation analysis reveals characteristic associations of selected elements to specific mineral bonding forms. In addition, it indicates that the behavior of heavy metals in the sediment is strongly influenced by organic substances. These substances provide buffering against oxidation, acidification, and metal release. The high nutrient loading causes reducing conditions in the lake sediment. These conditions trigger the accumulation of sediments rich in S2, which stabilizes the fixation of heavy elements. In the future, care must be taken to reduce the supply of contaminants and to prevent the release of heavy metals from sediments dredged for remediation purposes.