Você sabe o que é o processo de drenagem ácida de minas? 

A drenagem ácida de minas (DAM) é considerada um dos principais poluentes de água em muitos países com atividades de mineração históricas ou atuais. Sua geração, liberação, mobilidade e atenuação envolvem processos complexos governados por uma combinação de fatores físicos, químicos e biológicos. 

Nesse texto vamos abordar sobre suas características, impactos ambientais, técnicas de remediação, prevenção e o viés sustentável que deve ser levado em consideração ao tratar do tema. Leia o texto até o final para saber mais!

 

O que é drenagem ácida de minas (DAM) 

A drenagem ácida de minas é a formação e movimentação de água altamente ácida, rica em metais pesados, geradas principalmente a partir de resíduos de mineração. 

Essa água ácida se forma por meio da reação química de minerais contendo enxofre (sulfetos), tais como pirita (FeS2), com o ar e a água superficial (chuva, derretimento da neve, água de lagoa) e água subterrânea rasa, resultando em ácido sulfúrico e ferro dissolvido. Parte ou todo esse ferro pode precipitar para formar os sedimentos vermelhos, laranja ou amarelos no fundo de córregos contendo drenagem de minas. 

A HIDROPLAN é uma empresa de consultoria ambiental, pioneira em hidrogeologia de contaminação e em avaliação de risco toxicológico para locais contaminados no país, se você tem algum problema relacionado a drenagem ácida de mina entre em contato conosco!

 

Os principais minerais que geram drenagem ácida de mina são:

 

Sulfeto de metal

Fórmula química

Pirita

FeS 2

Marcasita

FeS 2

Pirrotita

Fe 1− x S

Calcocita

Cu 2 S

Covelite

CuS

Calcopirita

CuFeS 2

Molibdenita

MoS 2

Milerita

NiS

Galena

PbS

Sphalerite

ZnS

Arsenopirita

FeAsS


O escoamento ácido dissolve ainda mais metais pesados ​​como cobre, chumbo e mercúrio em águas subterrâneas ou superficiais. A taxa e o grau em que ocorre a drenagem ácida de mina podem ser aumentados pela ação de certas bactérias.

Os fluidos resultantes são caracterizados por pH baixo, alta condutividade e altas concentrações de Al, Fe, Mn. São altamente tóxicos e, quando misturados com águas subterrâneas, águas superficiais e solo, podem ter efeitos prejudiciais em humanos, animais e plantas.

 

Solo contaminado por drenagem ácida de mina (banco de imagens Igeológico ).

 

Mineração e Drenagem Ácida de Mina

 

(Banco de imagens Igeológico) 

 

A drenagem ácida de mina pode ocorrer em locais de mineração com presença de sulfetos polimetálicos em operação e abandonados, pilhas de estéril e de rejeitos. Ocorrem sobretudo em minas de sulfetos metálicos e também em minas de carvão. Mas, não se limitam apenas à indústria de mineração, podendo também ocorrer onde os materiais de sulfetados são expostos, tais como na construção de rodovias e túneis, poços abertos e outras escavações profundas.

 

O produto final de uma drenagem ácida de mina depende dos fatores:

 

  • Geologia da região de mineração

  • Presença de microrganismos

  • Temperatura 

  • Disponibilidade de água e oxigênio 

 

Esses fatores são altamente variáveis ​​de uma região para outra, e, por esse motivo, a previsão, prevenção, contenção e tratamento da drenagem ácida de mina devem ser considerados com cuidado e com grande especificidade.

Em áreas de mineração, a formação de drenagem ácida de mina torna-se mais extensa após o fechamento da mina. 

Isso ocorre porque as bombas usadas para manter o lençol freático perto de minas a céu aberto e/ou minas subterrâneas artificialmente baixas para facilitar as atividades de mineração são desligadas, levando ao aumento do nível do lençol freático, que então reage com minerais de sulfeto expostos nas rochas.

 

Os problemas ambientais associados à drenagem de mina

A drenagem ácida de mina é uma atividade antrópica que gera a oxidação de minerais sulfídricos e promove a criação de ácido sulfúrico que, subsequentemente, promove a liberação de toda uma gama de metais. 

As altas concentrações de ácidos e metais dissolvidos gerados pela drenagem ácida de mina resultam em diversos impactos ambientais negativos, tais como:

 

  • Água potável contaminada

  • Crescimento e reprodução interrompidos de plantas e animais aquáticos 

  • Efeitos corrosivos do ácido em partes das infraestruturas, como pontes

  • Redução do pH dos recursos hídricos, tornando os metais dissolvidos prontamente disponíveis para absorção por organismos bentônicos e peixes, o que se torna um importante caminho para sua introdução na cadeia alimentar humana.

 

O fluido ácido gerado flui para as águas subterrâneas, córregos e rios, impactando os organismos aquáticos, destruindo ecossistemas, corroendo infraestruturas e contaminando a água em regiões onde a água doce já é escassa. 

A drenagem ácida de mina contém uma variedade de metais pesados ​​dissolvidos, o que gera sérias implicações na saúde humana devido a sua toxicidade aguda e de longo prazo.

Os metais pesados ​​têm a capacidade de persistir nos ecossistemas naturais por um período prolongado e têm a capacidade de se acumular em níveis sucessivos da cadeia biológica, causando doenças agudas e crônicas. Em geral, a toxicidade ou envenenamento de metais pesados ​​resulta da interrupção das funções metabólicas. 

A água de drenagem ácida de mina adquire uma cor laranja vívida à medida que é neutralizada por causa da precipitação de óxidos e hidróxidos de ferro. Este precipitado, muitas vezes denominado ocre, é muito fino e pode depositar-se e alojar-se no rio, riacho ou leito oceânico, cimentando substrato. 

Assim, pequenos animais que costumavam se alimentar no fundo do rio ou riacho ou oceano (organismos bentônicos) não podem mais se alimentar e, portanto, estão esgotados. Como esses animais estão na parte inferior da cadeia alimentar aquática, isso tem impactos na cadeia alimentar até os peixes. 

Portanto, mesmo que a acidez e os metais pesados ​​sejam neutralizados, a drenagem ácida de mina ainda afeta os humanos e a vida selvagem muito a jusante devido a esses efeitos indiretos.

 

Técnicas de remediação de drenagem ácida de mina

Drenagem ácida de mina. (Banco de imagens Igeológico )

À medida que os efeitos ambientais relacionados à drenagem ácida de mina se tornaram mais visíveis ao longo dos anos, muitas pesquisas foram dedicadas ao desenvolvimento de técnicas de remediação - controle de origem e controle de migração. Uma vez que a drenagem ácida de mina é gerada, técnicas de remediação adequadas devem ser feitas para minimizar seus impactos ambientais negativos, especialmente para corpos d'água e ecossistemas receptores.

 

As principais técnicas de remediação de drenagem ácida de minas são:

  • Neutralização química com reagentes alcalinos 

  • Precipitação

  • Adsorção

  • Troca iônica

  • Tecnologia de membrana

  • Tratamento biológico 

  • Abordagem eletroquímica

 

Em geral, as técnicas de remediação são categorizadas em métodos passivos ou ativos.

As estratégias de base passiva têm baixos custos operacionais e requerem apenas manutenção ocasional com pouca entrada de energia externa, enquanto os métodos de base ativa requerem não apenas o fornecimento contínuo de produtos químicos, mas também o uso de energia e mão de obra a longo prazo.

As técnicas de tratamento passivo normalmente usam calcário (CaCO3), reagente alcalino, com ou sem substâncias orgânicas para controlar as condições redox e as atividades biológicas, tornando-as mais sustentáveis ​​e econômicas. 

As estratégias de tratamento com base ativa são mais flexíveis porque são capazes de tratar a drenagem ácida de mina com variadas propriedades geoquímicas. Entretanto, tais métodos devem ser continuados por dezenas ou mesmo centenas de anos até que a formação da drenagem ácida de mina pare, se caracterizando como métodos  muito caros e insustentáveis ​​a longo prazo.

 

Prevenção de Drenagem Ácida de Mina

Dadas as limitações das técnicas de remediação, a prevenção da formação de drenagem ácida de mina é outra opção para limitar os impactos ambientais negativos associados.

Como a drenagem ácida de mina é formada por meio da oxidação de minerais de sulfeto na presença de oxigênio, água e microrganismos (por exemplo, bactérias oxidantes de ferro), segue-se que a exclusão de qualquer um desses três componentes limitaria naturalmente a formação da drenagem ácida.

Com base neste conceito, muitos métodos que previnem a formação de drenagem ácida de mina a partir da inibição da oxidação da pirita têm sido desenvolvidos como estratégias alternativas às técnicas de remediação, que podem gerar resíduos igualmente tóxicos.

As técnicas de prevenção oferecem uma abordagem mais sustentável para o gerenciamento da drenagem ácida de mina em comparação com as estratégias convencionais de remediação, devido à sua capacidade de limitar a formação da drenagem ácida de mina na origem e não requerer tratamento e manutenção contínuos.

 

Técnicas de prevenção têm se mostrado uma grande promessa na prevenção da formação de drenagem ácida de mina. As principais são:

  • Barreiras de oxigênio

  • Bactericidas

  • Mistura com materiais neutralizantes

  • Passivação direta de minerais de sulfeto 

  • Reciclagem de rejeitos de mineração

 

Entretanto, a maioria das técnicas de prevenção ainda estão nos estágios experimentais iniciais e têm se concentrado em sistemas de pirita pura. 

A reciclagem de resíduos de minas que poderiam gerar drenagem ácida de mina  como materiais de construção e geopolímeros é outra forma de prevenção promissora.

 

Drenagem Ácida de Mina: problema insustentável

A drenagem ácida de mina é um problema ambiental mundial com graves impactos negativos não apenas para o meio ambiente, mas também para a saúde e o bem-estar dos indivíduos afetados e com efeitos negativos para a economia das regiões contaminadas.

A ameaça da drenagem ácida de mina ao meio ambiente não será resolvida no curto a médio prazo e provavelmente persistirá nos próximos séculos. Também não será resolvido com uma única intervenção, mas exigirá a implementação integrada de um conjunto de medidas e processos. 

Há uma necessidade de mais pesquisas e inovações para desenvolver novas tecnologias de gestão sustentável do problema da drenagem ácida de mina, onde a maioria dos processos de tratamento desenvolvidos até agora dão origem a novos fluxos de resíduos.

O uso de resíduos ou subprodutos da drenagem ácida de mina torna-se um recurso alternativo muito importante. 

Portanto, a melhor maneira de trabalhar para uma solução sustentável para o desafio da drenagem ácida de mina é adotar uma abordagem de negócios e considerar a integração das tecnologias existentes, bem como das tecnologias em desenvolvimento, a fim de chegar a uma solução que tenha o potencial de resolver o problema de forma holística e sustentável.

A HIDROPLAN é uma empresa de consultoria ambiental, pioneira em hidrogeologia de contaminação e em avaliação de risco toxicológico para locais contaminados no país.

Entre em contato conosco para saber mais sobre a gestão de drenagem ácida de minas em seu empreendimento.

 

Referências 

https://www.usgs.gov/faqs/how-does-mine-drainage-occur

https://www.epa.gov/nps/abandoned-mine-drainage

Park, I., Tabelin, C. B., Jeon, S., Li, X., Seno, K., Ito, M., & Hiroyoshi, N. (2019). A review of recent strategies for acid mine drainage prevention and mine tailings recycling. In Chemosphere (Vol. 219, pp. 588–606). Elsevier BV. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2018.11.053 

Simate, G. S., & Ndlovu, S. (2014). Acid mine drainage: Challenges and opportunities. In Journal of Environmental Chemical Engineering (Vol. 2, Issue 3, p. 1785‑1803). Elsevier BV. https://doi.org/10.1016/j.jece.2014.07.021

https://www.sosbluewaters.org/epa-what-is-acid-mine-drainage.pdf

https://www.scielo.br/j/qn/a/Bppvh3MkQcJY4JTGxfzsnSm/?format=pdf&lang=pt