V A INFLUÊNCIA DAS ATIVIDADES DO PROCESSAMENTO DO CARVÃO SOBRE A QUALIDADE DAS ÁGUAS NA BACIA DO ARROIO CANDIOTA / RS - ESTUDO PRELIMINAR

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1 V A INFLUÊNCIA DAS ATIVIDADES DO PROCESSAMENTO DO CARVÃO SOBRE A QUALIDADE DAS ÁGUAS NA BACIA DO ARROIO CANDIOTA / RS - ESTUDO PRELIMINAR Carla D Amore Streck (1) Engenheira Química pela Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul. Bolsista de Apoio Técnico do CNPQ/FEPAM associada ao Projeto PADCT/CIAMB: Estudo da Contaminação Hídrica e Atmosférica em Áreas Impactadas por Atividades de Mineração e Processamento de Carvão Região de Candiota, RS. Lúcia Schild Ortiz Geóloga. Mestre em Geociências pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul, ênfase em Geoquímica. Técnica contratada pelo Projeto PADCT/CIAMB: Estudo da Contaminação Hídrica e Atmosférica em Áreas Impactadas por Atividades de Mineração e Processamento de Carvão Região de Candiota, RS. Elba Calesso Teixeira Química. Doutora em Geoquímica pelo Institute National Polytechnique de Lorraine - França. Pesquisadora da Fundação Estadual de Proteção Ambiental Henrique Luís Roessler/RS (FEPAM). Coordenadora do Projeto PADCT/CIAMB: Estudo da Contaminação Hídrica e Atmosférica em Áreas Impactadas por Atividades de Mineração e Processamento de Carvão Região de Candiota, RS. Josete C. Dani Sánchez Química. Mestre em Engenharia Metalúrgica pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Pesquisadora da Fundação de Ciência e Tecnologia (CIENTEC) associada ao Projeto PADCT/CIAMB: Estudo da Contaminação Hídrica e Atmosférica em Áreas Impactadas por Atividades de Mineração e Processamento de Carvão Região de Candiota, RS. Endereço (1) : Rua Carlos Chagas, 55 - Centro - Porto Alegre - RS - CEP: Brasil - Tel: +55 (51) Fax: +55 (51) gerpro.pesquisa@fepam.rs.gov.br RESUMO A bacia hidrográfica do arroio Candiota, situada no sudoeste do Estado, recebe contribuições antrópicas de diversas atividades relacionadas ao processamento de carvão, provocando alterações significativas, principalmente nos arroios de pequeno porte. A fim de caracterizar a qualidade dos recursos hídricos da região, os parâmetros ph, condutividade, turbidez, concentrações de ferro ferroso, sulfato, oxigênio dissolvido e sólidos em suspensão, foram determinados como indicadores destas fontes de poluição. As amostragens de água superficial foram realizadas em 11 pontos, considerando as fontes potencialmente poluidoras à jusante e à montante, ao longo da bacia, nos meses de dezembro/99, fevereiro/00, abril/00 e junho/00. Apesar dos resultados serem preliminares, já observa-se uma correlação entre os parâmetros escolhidos, evidenciando como ponto mais impactado o PO 02 (arroio Poacá), com menores valores de ph, altas concentrações de ferro ferroso e sulfato (em relação aos padrões da Legislação Brasileira), indicando grande influência da mineração de carvão nesta região. PALAVRAS-CHAVE: Águas Superficiais, Carvão. INTRODUÇÃO A mineração a céu aberto e a geração de energia termelétrica constituem as principais atividades econômicas da região de Candiota, RS. Neste Pólo Econômico também estão incluídas a fabricação de cimento, associada à mineração de calcário, e a produção agropecuária. A produção anual de carvão na região é superior a 3 milhões de toneladas, destinando-se ao abastecimento da Usina Termelétrica Presidente Médici (UPME) que opera com até 446 MW de potência e com previsão de duplicação a médio prazo. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1

2 A bacia hidrográfica do arroio Candiota abrange uma área de aproximadamente Km 2, no sudoeste do Estado, e recebe contribuições antrópicas que constituem fontes potenciais de contaminação dos recursos hídricos da região. A porção leste da bacia pertence à região do Planalto Sul-rio-grandense e associa-se às rochas do embasamento, compostas por granitóides e xistos com intercalações de mármores e quartzitos. À oeste, na região da Depressão Periférica (Unidade da Depressão Rio Ibicuí-Rio Negro), encontram-se as formações sedimentares de idade permiana da bacia do Paraná, com destaque para a Formação Rio Bonito, onde estão inseridas as camadas carboníferas da Jazida Candiota, a maior do Brasil, com uma reserva estimada em mais de 13 bilhões de toneladas. Na região de Candiota, alguns estudos foram realizados (Fiedler & Solari, 1988: Martins & Zanella, 1987, 1990; CIENTEC/CEEE, 1989; Machado, 1985; Fiedler et al., 1990; Ortiz et al., 1999) cujos dados têm evidenciado acidificação nos cursos d água de pequeno porte. Esta acidificação fortemente associada às atividades de mineração de carvão, tem provocado, além da contaminação nos mananciais hídricos, dos sedimentos e da vida aquática, uma limitação nos seus usos para o abastecimento humano, pesca e irrigação na região. Diante disso, a perspectiva da ampliação de exploração de carvão em Candiota pode implicar em aumento da contribuição antropogênica nas águas superficiais da região e consequentemente provocar alterações mais significativas na qualidade da água. Para se conhecer a situação atual, um estudo de caracterização dos recursos hídricos da região está em curso, utilizando os parâmetros ph, condutividade, turbidez, concentrações de sólidos em suspensão (SS), oxigênio dissolvido (OD), ferro ferroso e sulfato como indicadores das fontes de poluição associadas às atividades do processamento do carvão, assim como as concentrações total e dissolvida de metais pesados nos pontos de amostragem ao longo da bacia. MATERIAIS E MÉTODOS A seleção dos pontos de amostragem foi realizada em campo através do auxílio de cartas topográficas e orientação de GPS (Global Positionning Systems), considerando alguns critérios pré-estabelecidos (distância das fontes antropogênicas, acesso, etc.). Os pontos selecionados, para a realização das amostragens, podem ser vistos na Figura 1. Os pontos CA 01, CC 01 e PO 01 foram escolhidos como brancos dos arroios Candiota, Candiotinha e Poacá respectivamente, por não apresentarem fontes potenciais de poluição à montante, caracterizando, portanto, somente os diferentes afloramentos de rochas. O ponto CA 02 recebe as drenagens da Mina do Seival, abandonada em 1996 sem previsão de recuperação da área. Os pontos CA 03 e CA 04 caracterizam-se por estarem à montante e à jusante do recebimento dos efluentes da UPME respectivamente. Ainda no ponto CA 03, encontram-se à montante as Barragens I e II, principais fontes de lazer, abastecimento industrial e doméstico na região. O ponto CA 05 localiza-se à jusante da confluência do arroio Candiotinha, que recebe os efluentes das indústrias e mineração de calcário (VOTORAN e CIMBAGÉ) e as drenagens da Malha IV (área de mineração de carvão atual, explorada pela CRM). À montante das áreas mineradas (Malhas I e II) e à jusante da confluência com o arroio Poacá localiza-se o ponto CA 06, enquanto que o ponto CA 07 está à jusante de todas as contribuições antrópicas potencialmente poluidoras, próximo à foz do arroio Candiota. No arroio Candiotinha, próximo à foz, o ponto CC 02 recebe o efluentes da VOTORAN (indústria de calcário), caracterizando bem a carga antrópica que chega ao arroio Candiota. O ponto mais impactado na sub-bacia do arroio Poacá, ponto PO 02, localiza-se à jusante das drenagens das Malhas I (abandonada, sem previsão de recuperação), II (desativada e em recuperação) e VII (futura lavra). As amostragens de água superficial foram realizadas conforme metodologias padronizadas de coleta e preservação (APHA, 1998; NBR 9898/87), em 11 pontos situados ao longo dos arroios Candiota, Candiotinha e Poacá (Figura 1), bimestralmente a partir de dezembro/99. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 2

3 Os parâmetros de campo, ph (NBR 14339/99), condutividade (NBR 14390/99), turbidez (APHA, 1998) e oxigênio dissolvido (APHA, 1998) foram determinados in loco. A vazão foi medida com micromolinete nos pontos de menor descarga (CA 01, CC 01, PO 01 e 02), exceto nas cheias, pois o tipo de equipamento disponível, não permitiu esta medida. As concentrações de ferro ferroso, sulfato e sólidos suspensos (SS) foram determinadas em laboratório empregando os métodos colorimétrico da ortofenantrolina (NBR 13934/97), turbidimétrico (APHA, 1998) e gravimétrico (APHA, 1998), respectivamente. Tabela 1 Vazões médias estimadas para cada local estudado na Bacia do Arroio Candiota, RS. PONTOS DE AMOSTRAGEM VAZÃO MÉDIA (m 3 /s)* CA 01 1,2 CA 02 2,6 CA 03 4,4 CA 04 4,5 CA 05 10,2 CA 06 12,6 CA 07 19,9 CC 01 0,4 CC 02 3,5 PO 01 0,3 PO 02 1,1 *Estimada com base nos dados fluviométricos históricos de postos localizados na área, fornecidos pela CEEE/CGTEE. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 3

4 RS 293 CA01 Seiva l CA02 CC01 VOTORAN PO01 I UPME Arroio Candiotinha N Rio Jaguarão Arroio Poacá II IV PO02 CA05 CA06 CA03 CA04 CIMBAGÉ CC Km i Indústrias Pontos de coleta Estações fluviométricas Minas de calcário Minas de carvão Cursos d agua Estradas Limite da bacia CA07 Arroio Candiota Figura 1: Mapa de localização das fontes antropogênicas e dos pontos de amostragem de água superficial da Bacia do Arroio Candiota, RS. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 4

5 RESULTADOS E DISCUSSÕES A Figura 2 apresenta dados preliminares de ph e condutividade para os arroios Candiota, Candiotinha e Poacá, nos meses de dezembro/99 (estiagem), fevereiro/00 (chuvas), abril/00 (estiagem) e junho/00 (chuvas). No arroio Candiota, a condutividade foi mais elevada nos pontos à jusante das fontes poluidoras (pontos CA 02, CA 04, CA 05 e CA 06) nos meses considerados de estiagem para o período em estudo (dezembro/99 e abril/00). O ponto CA 07, apresentou valores de condutividade relativamente elevados (79,6 a 231 µs/cm) em relação ao ponto branco (CA 01), e por estar a jusante dos pontos mencionados acima juntamente em direção à foz da bacia, indica que não houve restabelecimento da qualidade das águas. No ponto de captação de água, CA 03, os valores de ph e condutividade foram praticamente semelhantes aos do ponto branco. O ph, na maioria dos pontos do arroio Candiota, mostrou-se próximo ao neutro, mesmo nos pontos sob influência das minerações de carvão e calcário (CA 02, CA 05 e CA 06), provavelmente em resposta a capacidade de tamponamento e diluição dos efluentes. A condutividade elevada e o ph de caráter tendendo a alcalino (ph = 8,0), no ponto CA 04, revela nitidamente a influência das cinzas do efluente da UPME. Nos pontos CC 01 e CC 02, do arroio Candiotinha, os valores de ph (6,9 a 7,5) e condutividade (aproximadamente 100 µs/cm) foram praticamente constantes nas 3 primeiras campanhas. Entretanto, no mês de junho/00, foram constatados valores bem mais baixos (condutividade de 38,6 e 47,9 µs/cm e ph em torno de 6,6), causados pela maior incidência de chuvas, levando a diluição da concentração de íons dissolvidos. No arroio Poacá, principalmente no ponto PO 02, estes parâmetros apresentaram uma relação inversa, evidenciando maior dissolução de íons (condutividade elevada) em ph mais ácido, originários das drenagens ácidas da mineração de carvão. A Figura 3 mostra que as concentrações de sulfato foram, em geral, mais elevadas em dezembro/99 (após uma rápida ocorrência de chuva) em locais à jusante das fontes antrópicas (CA 02, CA04, CA 05, CA 06 e PO 02), provocado pelo efeito da lixiviação dos depósitos de rejeitos da mineração e combustão do carvão. Nos pontos CC 01 (branco) e CC 02, as concentrações de Fe ferroso e sulfato apresentaram valores muito baixos, praticamente assemelhando-se às concentrações de ponto branco no arroio Candiota (CA 01), provavelmente devido ao tipo de efluente e formação rochosa no arroio Candiotinha. No arroio Poacá, ponto PO 02, estas concentrações apresentaram significativa correlação, evidenciando o processo de oxidação da pirita (FeS 2 ) presente nos rejeitos da mineração de carvão expostos ao intemperismo. A concentração de sólidos em suspensão (SS) é um parâmetro fundamental, pois são considerados carreadores geoquímicos para os metais nas águas. Este parâmetro está diretamente relacionado à turbidez, como mostra a Figura 4, evidenciando valores mais elevados nas campanhas de fevereiro e junho/00 (período de chuvas). Apesar da campanha de dezembro/99 ter sido considerada de estiagem, as coletas foram realizadas em dias posteriores à ocorrência de chuvas, o que aumentou a quantidade de SS e, consequentemente, a turbidez. Devido a este fato, as concentrações de SS nos pontos PO 02, CA 04, CA 05 e CA 06, foram bastante elevadas, sugerindo contribuição significativa no aporte de cargas sólidas para os cursos d água, tanto de áreas de mineração (CA 05, CA 06 e PO 02) como de cinzas em suspensão presentes no efluente da UPME (CA 04). As concentrações de oxigênio dissolvido (OD) nas águas dos arroios Candiota, Candiotinha e Poacá apresentaram valores que variaram entre de 5,0 a 8,4 mg/l, atendendo portanto, aos valores fixados pelo CONAMA (1992) para a classe 2. O ponto CC 01, cuja concentração foi de 5,0 mg/l, indicou possivelmente um represamento mais significativo das águas no mês de abril/00, cuja característica foi constatada no momento da coleta. O valor de OD (5,0 mg/l) nos pontos CA 05 e CA 06, pode ser atribuído ao período de estiagem (Tabela 2). ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 5

6 800 9,0 Condutividade (us/cm) ,0 7,0 6,0 5,0 4,0 ph 0 CA01 CA02 CA03 CA04 CA05 CA06 CA07 CC01 CC02 PO01 PO02 Pontos de Amostragem Cond./dez99 Cond./fev00 Cond./abr00 Cond./jun00 ph/dez99 ph/fev00 ph/abr00 ph/jun00 3,0 Figura 2: Valores de ph e Condutividade nas Águas Superficiais da Bacia do Arroio Candiota, RS ,0 Concentração de SO4-2 (mg/l) SO4-/dez99 SO4-/fev00 SO4-/abr00 SO4-/jun00 Fe+2/dez99 Fe+2/fev00 Fe+2/abr00 Fe+2/jun00 3,0 2,0 Concentração de Fe+2 (mg/l) 1, ,0 CA01 CA02 CA03 CA04 CA05 CA06 CA07 CC01 CC02 PO01 PO02 Pontos de Amostragem Figura 3: Concentrações de Fe ferroso e Sulfato na Águas Superficiais da Bacia do Arroio Candiota, RS. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 6

7 Concentração de SS (mg/l) Turbidez (UNT) 0 CA01 CA02 CA03 CA04 CA05 CA06 CA07 CC01 CC02 PO01 PO02 Pontos de Amostragem Sól.susp./dez99 Sól.susp./fev00 Sól.susp./abr00 Sól.susp./jun00 turbidez/fev00 turbidez/abr00 turbidez/jun00 0 Figura 4: Turbidez e Concentração de Sólidos em Suspensão nas Águas Superficiais da Bacia do Arroio Candiota, RS. PONTOS DE AMOSTRAGEM OD (mg/l) Dezembro/99 OD (mg/l) Abril/00 OD (mg/l) Junho/00 CA 01 5,5 5,9 7,6 CA 02 6,9 6,7 7,0 CA 03 6,6 6,9 7,8 CA 04 6,4 7,8 8,4 CA 05 5,0 6,5 7,4 CA 06 5,0-7,0 CA 07 5,6 7,9 5,9 CC 01 6,6 5,0 7,6 CC 02 5,5 7,5 7,8 PO 01 5,6 7,8 7,7 PO 02 5,5 6,0 7,2 Tabela 2: Concentrações de Oxigênio Dissolvido nas Águas Superficiais da Bacia do Arroio Candiota, RS. CONCLUSÕES Os resultados preliminares provenientes das 4 campanhas realizadas indicam que os parâmetros correlacionados, ph e condutividade, concentrações de ferro ferroso e sulfato, turbidez e concentração de sólidos em suspensão, parecem ser bons indicadores da contaminação aquática em áreas com influência de atividades de processamento de carvão. Estes são evidenciados principalmente pelos pontos que recebem descargas à jusante das fontes potencialmente poluidoras da região. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 7

8 Dentre os locais estudados, o ponto PO 02 foi considerado mais crítico de contaminação, mostrando ph ácido, concentrações de sulfato e ferro ferroso elevadas, indicando a influência da drenagem de mineração de carvão. Os valores de ph (abaixo de 4,0), deste ponto, não atendem aos padrões preconizados pelo CONAMA (1982) para as águas de classe 2, enquanto que os de OD atenderam os valores estabelecidos pela citada Legislação Brasileira. Já no arroio Candiota, o ponto onde é feita a captação de água para abastecimento público e industrial (CA 03), apresenta valores aceitáveis para os parâmetros estudados. Diante do fato deste estudo estar em andamento, não se pode ter uma avaliação real da situação ambiental. Além disso, outros parâmetros, como concentrações total e dissolvida de metais (Ni, Cd, Pb, Cr, Co, Cu, Fe, Mn, Ca, Mg, Al, K, Na), mencionados anteriormente, estão sendo analisados como forma de caracterizar o comportamento das cargas poluentes em diferentes cenários hidrológicos, bem como a estimativa dos fluxos antrópicos destes contaminantes. AGRADECIMENTOS Ao PADCT/CIAMB, à FAPERGS pelo suporte financeiro e ao técnico da FEPAM Clediom Peixoto pelas amostragens realizadas. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Preservação e Técnicas de Amostragem de Efluentes Líquidos e Corpos Receptores: NBR Rio de Janeiro, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Água Determinação de ferro Método colorimétrico da ortofenantrolina: NBR Rio de Janeiro, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Água Determinação da condutividade e da resistividade elétrica: NBR Rio de Janeiro, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Água Determinação de ph Método eletrométrico: NBR Rio de Janeiro, APHA, AWWA, WEF. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 20.ed. Washington, D.C. p.1-27 a 1-35, 2-9 a 2-11, 2-57 a 2-58, a 4-136, a 4-179, CIENTEC, CEEE. Estudo de Impacto Ambiental Relatório de Impacto Ambiental da Usina Termelétrica Candiota III, Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resoluções CONAMA : Resolução n.º 20 de 18 de junho de 1986, 4.ed., Brasília, p FIEDLER, H.D., SOLARI, J. Caracterização do impacto ambiental da mina de Candiota sobre as águas superficiais da região. XIII ENCONTRO DE TRATAMENTO DE MINÉRIOS E HIDROMETALURGIA. Anais. São Paulo, v.13, p , FIEDLER, H.D., MARTINS, A.F., SOLARI, J. Meio ambiente e complexos carboelétricos: o caso de Candiota. Ciência Hoje, v.12, n.68, p.38-45, MACHADO, J.L.F. Mineração de carvão: contaminação e vulnerabilidade dos mananciais. II SIMPÓSIO SUL-BRASILEIRO DE GEOLOGIA, Anais. Florianópolis, v.1, p , MARTINS, A.F., ZANELLA, R. Análise de águas de superfície e de profundidade da região de Candiota, RS: determinação da concentração de elementos traços de relevância ambiental, elementos menores e macroelementos. II CONGRESSO BRASILEIRO DE GEOQUÍMICA, Anais. Porto Alegre, v.2, p , MARTINS, A.F., ZANELLA, R. Estudo analítico-ambiental na região carboenergética de Candiota, Bagé (RS). Ciência e Cultura, v.42, n.3/4, p , ORTIZ, L. S., ALVES, M., STRECK, C. D., TEIXEIRA, E. C. Proposal Study of the Water Quality Resources in the Hidrographic Basin of Candiota Stream, RS, Brazil. 3RD INTERNATIONAL SYMPOSIUM ENVIRONMENTAL GEOCHEMISTRY IN TROPICAL COUNTRIES. Anais. Nova Friburgo, Brazil, ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 8