DEGEO - Departamento de Geologia

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    Mapeamento geoquímico do manganês e avaliação da qualidade de sedimentos fluviais e águas superficiais do Quadrilátero Ferrífero, Brasil.
    (2019) Leão, Lucas Pereira; Costa, Raphael de Vicq Ferreira da; Leite, Mariangela Garcia Praça; Nalini Júnior, Hermínio Arias
    O manganês é um contaminante natural das fontes de água, podendo ser tóxico em concentrações elevadas, estando associado a neuropatias. No Quadrilátero Ferrífero (QF), em Minas Gerais, o manganês ocorre associado sobretudo ao ferro, sendo que este apresenta ampla distribuição e elevadas concentrações na área de estudo. Neste contexto, foi realizado pela primeira vez um estudo regional da concentração do Mn no QF, sendo analisadas 541 amostras de águas superficiais e sedimentos fluviais, coletadas em trechos de bacias de terceira ordem ao longo de toda a área de estudo. A concentração total de Mn foi determinada nas águas e sedimentos através da técnica de ICP-OES. As concentrações de Mn nos sedimentos fluviais variaram de 0,1 a 28.213 mg.kg1 sendo obtido um valor de background a partir da metodologia do boxplot UIF de 1770 mg.kg-1. Observa-se que as concentrações de Mn nos sedimentos fluviais do QF são muito superiores a outros rios do mundo com comprovada contaminação por metais, como os rios Danúbio, Nilo, Tess e South Plate. Foi realizada a avaliação da qualidade dos sedimentos em relação ao Mn a partir do Fator de Enriquecimento (FE) e Fator de Contaminação (FC), sendo observados 33 amostras com enriquecimento significativo a extremamente alto (FE>10) e 27 com contaminação considerável a elevada (FC>3). Estas amostras estão concentradas nas cidades de Ouro Preto, Mariana, Itabirito, Congonhas e Santa Bárbara. As amostras de águas superficiais apresentaram concentrações de Mn variando de 0,9 a 20.296 mg.L-1, com um valor de Q3 igual a 1770 mg.L-1, que é cerca de 17 vezes maior do que o valor máximo permitido pela legislação nacional vigente de potabilidade de água (padrão organoléptico). Observa-se que as elevadas concentrações deste elemento nas águas e sedimentos estão fortemente relacionadas às litologias do Supergrupo Minas, sobretudo ao Grupo Itabira onde se encontram as grandes minerações de ferro do QF. Essa relação explica a ampla distribuição e as elevadas concentrações de Mn na área de estudo, podendo estas então estarem relacionadas a atividades antrópicas.
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    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.