Heavy metals in soils, plants and water quality in urban-phosphorus mining area
| Autor: | Cunha, Cleyton Saialy Medeiros |
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| Přispěvatelé: | Escobar, Maria Eugenia Ortiz |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2017 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) Universidade Federal do Ceará (UFC) instacron:UFC |
| Popis: | The Itataia-CE deposit contains the largest known Brazilian uranium (U) reserve associated with phosphate (PO4), however, the exploitation of the ore may lead to anthropogenic contamination of the natural resources by toxic elements, due to the large tailings disposal. Thus, knowledge of the mobility, interrelationships and distribution of these elements in soil, water and plant is a starting point for the identification of the actual concentration of these metals in this environment. The work was carried out in three stages; each one studied a different phase with influence of the toxic elements. First, heavy metals were studied in soils of the deposit, and aimed to verify the quantification, spatial distribution and their relations using multivariate (AM) and geostatistical (GA) analyzes, investigating the potential of environmental risk in the area. The second study was related to the bioavailability of U in soils of the deposit and its absorption capacity in a greenhouse study, in which the induced phytoextraction of U by sunflower, corn and beans was evaluated. The third stage studied the chemical and physical attributes of waters and soils coming from reservoirs near the Itataia deposit. Quantification and verification of the established relationships among the variables were carried out to evaluate the influence of the soils of the reserve on the water quality alterations. In the first study, it was verified that the multivariate analysis allowed identifying the interactions between the attributes of the soil with heavy metals, to identify the geochemical groups of the heavy metals, and to verify the sources and relationships of the metals in the area. With the use of GA was possible to create the maps of spatial distributions and to ratify the contribution of the sources of heavy metals and elements in the area. The study was able to provide information regarding the contents of elements and their dynamics in the area. In the second study, it was observed that the application of citric acid to soils did not potentialize the phytoextraction U efficiency by plants. The corn, sunflower and bean species were not efficient in translocating U to shoot in the studied soils, which increased proportionally with U content in soils and varied according to the characteristics of these soils. The sunflower was the species that accumulated higher levels of U in both, roots and the aerial part, but still can not be recommended in remediation programs of U contamination by phytoextraction, due to the low percentage of removal and translocation factor and high recovery time. The application of citric acid decreased the mobilization of U to the more soluble forms and little influenced the more stable fractions. In the third study it was observed that there is a decreasing trend of the following ions in the analyzed waters: Ca> Na> Mg> K> HCO3> P, in which the highest levels were found in reservoir waters near the deposit and under agricultural influence. The low levels of chemical and physical attributes found in soils had little influence on the quality of the chemical and physical attributes of water. This was verified by the low correlation intensities found between soil and water attributes. The multivariate analysis and spatial distribution techniques are considered as important tools for the analysis of hydrological attributes and, have generated significant information about the quality of the areas influenced by the ItataItataia-CE deposit, as well as for the proper management program of its water resources. A Jazida de Itataia-CE contém a maior reserva brasileira conhecida de urânio (U) associado ao fosfato (PO4), no entanto, a exploração do minério pode provocar contaminação antropogênica dos recursos naturais por elementos tóxicos, devido à grande disposição de rejeitos. Assim, o conhecimento da mobilidade, inter-relações e distribuição destes elementos no solo, água e planta é um ponto de partida para a identificação da concentração real desses metais nesse ambiente. O trabalho foi realizado em três etapas, cada uma estudou uma fase diferente com influência dos elementos tóxicos. Primeiro foram estudados os metais pesados em solos da jazida, com o objetivo de verificar a quantificação, distribuição espacial e suas relações por meio de análises multivariadas (AM) e geoestísticas (AG), averiguando o potencial de risco ambiental na área. O segundo estudo, foi referente à biodisponibilidade do U em solos da jazida e a capacidade de absorção deste pelas plantas, mediante estudo em casa de vegetação, no qual foi avaliada a fitoextração induzida de U pelo girassol, milho e feijão. O terceiro estudo, foi alusivo a atributos químicos e físicos de águas e solos oriundos de reservatórios próximos à jazida, sendo realizada a quantificação e verificadas as relações estabelecidas entre as variáveis, com o intuito de avaliar a influência dos solos da jazida na alteração da qualidade da água. No primeiro estudo, verificou-se que a análise multivariada permitiu identificar as interações entre os atributos do solo com os metais pesados, identificar os grupos geoquímicos dos metais pesados, e possibilitou verificar as fontes e relações dos metais na área. Com o uso da AG foi possível elaborar os mapas de distribuições espaciais e ratificar a contribuição das origens dos metais pesados e elementos na área. O estudo foi capaz de fornecer informações referentes aos teores e dinâmica de elementos na área. No segundo estudo, observou-se que a aplicação de ácido cítrico aos solos não aumentou a eficiência da fitoextração de U pelas plantas. As espécies milho, girassol e feijão foram pouco eficientes em translocar U para a parte aérea nos solos estudados, o qual aumentou proporcionalmente com o teor de U nos solos e variando com as características destes solos. O girassol foi a espécie que acumulou maiores teores de U nas raízes quanto na parte aérea, porém, ainda não pode ser recomendada em programas de remediação de áreas contaminadas por U pela técnica da fitoextração, por apresentar percentagem de remoção e fator de translocação baixos e tempo de recuperação alto. A aplicação de ácido cítrico diminuiu a mobilização de U para as formas mais solúveis e pouco influenciou as frações mais estáveis. No terceiro estudo constatou-se que há uma tendência decrescente dos seguintes íons nas águas analisadas: Ca > Na > Mg > K > HCO3 > P, no qual os maiores teores foram encontrados em águas de reservatórios próximos da jazida e sob influência de agricultura. Os baixos teores dos atributos químicos e físicos encontrados nos solos pouco influenciaram na qualidade dos atributos químicos e físicos da água. Fato corroborado pelas baixas intensidades de correlação encontradas entre os atributos do solo e da água. As técnicas de análises multivariadas e distribuição espacial utilizadas mostraram-se como importantes ferramentas para a análise de atributos hidrológicos e geraram informações importantes sobre a qualidade da água que sofrem influência da Jazida de Itataia-CE, bem como para o planejamento do uso dos seus recursos hídricos. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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