ROMPIMENTO DA BARRAGEM DE MINERAÇÃO DE FERRO EM MARIANA-MINAS GERAIS, BRASIL: IMPACTOS FISICO-QUIMICOS

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1 III Congresso da Sociedade de Análise de Risco Latino Americana IPT, São Paulo, Brasil 10 a 13 de Maio de 2016 Desenvolvimento e Riscos no Contexto Latino-americano ROMPIMENTO DA BARRAGEM DE MINERAÇÃO DE FERRO EM MARIANA-MINAS GERAIS, BRASIL: IMPACTOS FISICO-QUIMICOS Cassio Roberto da Silva, Fernanda Gonçalves Cunha e Eduardo Paim Viglio CPRM-Serviço Geológico do Brasil, cassio.silva@cprm.gov.br, fernanda.cunha@cprm.gov.br e eduardo.viglio@cprm.gov.br RESUMO Em 05 de novembro de 2015, ocorreu o maior desastre socioambiental do Brasil relacionado à mineração, devido ao rompimento da barragem do Fundão da mineradora Samarco, provocando uma onda de lama de rejeitos (tsunami fluvial), a qual ocasionou 17 mortes e a colmatação das calhas e margens dos rios Gualacho do Norte, do Carmo e Piranga. Estudos geoquímicos ambientais efetuados antes e pós-desastre, através de amostragens de água e sedimento, apontaram em água, em relação a dados pré-desastre, alta turbidez, baixo oxigênio dissolvido, valores elevados de Mn, Al e Fe, os quais não estão diretamente relacionados à onda de lama, sendo que a maioria destes teores, com exceção do Fe, não foi encontrada nas amostragens pré-desastre. Nos sedimentos os teores pós-desastre de Mn e As, aumentaram significativante em relação aos resultados de pré-desastre, mas em vista da localização das referidas amostragens ocorrerem somente após o curso médio-baixo rio Doce, não estão associadas a lama de rejeitos. O Fe apresentou teores acima da mediana de origens relacionadas prioritariamente a lama de rejeito e também aos afluentes do rio Doce. Os resultados relatados acima sugerem que os impactos foram principalmente físicos (turbidez, baixo oxigênio e colmatação), os órgãos de saúde e de meio ambiente, devem continuar o monitoramento e alertar a população para os valores elevados de Al, As, Mn e Fe. Palavras Chave: Impactos Físico-químicos, Geoquímica de Água e Sedimento, Metais Pesados, Acidente Mariana, Barragem do Fundão. ABSTRACT On November 5, 2015, it was the largest environmental disaster of Brazil related to mining, due to disruption of Fundão dam Samarco mining, causing a wave of tailings sludge (pluvial tsunami), which caused 17 deaths and clogging of funds and banks of nearby rivers. environmental geochemical studies conducted before and after disaster, through water and sediment samples, indicated in water, relative to pre disaster data, high turbidity, low dissolved oxygen, high levels of Mn, Al and Fe, which are not directly related the wave of mud. Most of these levels, with the exception of Fe, were not found in the pre-disaster sampling. Sediments post-disaster levels, increased significativante in relation to the results of pre-disaster metals: Mn and As, in view of the location of these samples occur only after the middle-lower course Rio Doce, are not associated with mud waste. Fe showed levels above the median with origins related primarily to tailings mud and also the tributaries of the Rio Doce. The results reported above suggest that the impacts were mostly physical (turbidity, low dissolved oxygen), health and environmental organs should continue to monitor and alert the population to the high values of Al, As, Mn and Fe. Keywords: Impacts Physical-chemical, Geochemistry of Water and Sediment, Heavy Metals, Mariana accident, Dam Fundão.

2 III Congresso da Sociedade de Análise de Risco Latino Americana IPT, São Paulo, Brasil 10 a 13 de Maio de 2016 Desenvolvimento e Riscos no Contexto Latino-americano 1.INTRODUÇÃO Em 05 de novembro de 2015, ocorreu o maior desastre socioambiental do Brasil relacionado à mineração, devido ao rompimento de barragem do Fundão da mineradora Samarco, controlada pela BHP Billiton Brasil Ltda e Vale S.A, situada no município de Mariana, Minas Gerais. Os rejeitos da mineração de ferro formaram uma onda de lama (tsunami fluvial) atingindo uma altura de 5,5 m, afetatando diretamente 663 km no rio Doce e seus afluentes, culminando com a morte de 17 pessoas, 2 desaparecidos e a devastação total do Distrito de Bento Rodrigues onde residiam 600 pessoas. Cerca de 34 milhões de m³ foram extravasados e estima-se que aproximadamente 80% desse material ficaram retidos ao longo de110 km dos rios Gualaxo do Norte, Carmo e seus afluentes, antes de atingir o rio Doce e chegando ao mar após 16 dias. A onda de lama provocou a colmatação dos fundos e margens dos rios Gualaxo do Norte, Carmo e Piranga, seguindo os cursos normais e também no contrafluxo das águas, a onda de lama ao encontrar com o rio Carmo seguiu por 4 km a montante deste. Essa lama de rejeitos, ao longo de 80 km do rio Gualaxo do Norte, apresenta espessuras de até 10 metros no Distrito de Bento Rodrigues, 6 metros no médio curso e 4 metros no encontro com o rio do Carmo. As margens dos rios Gualaxo do Norte e Carmo foram cobertas de lama, em até 200 m e 50 m, respectivamente, (Figura 1). a Barragen do Fundão b Barragen de Santarém Rio Gualaxo do Norte Rio Gualaxo do Norte Distrito de Bento Rodrigues c d Rio do Carmo Fóz do Rio Doce Rio Gualaxo do Norte Rio do Carmo Oceano Atlântico Figura 1. Imagens Google após o desastre: a) Rio Gualaxo do Norte com as barragens do Fundão e Santarém e o Distrito de Bento Rodrigues; b) rio Gualaxo do Norte com as margens colmatadas; c) Encontro dos rios Gualaxo do Norte e Carmo; e d) Foz do rio Doce, mostrando a chegada da lama após 16 dias do rompimento da barragem, foto de Ricardo Moraes/ Reuters em 23 de novembro 2015.

3 Os principais minérios de ferro (oxidados ou sulfetados) são, segundo Duarte 2015, compostos pelos minerais hematita (Fe 2 O 3 ), magnetita(fe 3 O 4 ), goethita FeO(OH)), siderita (FeCO 3 ), pirita (FeS 2 ) e ilmenita (FeTiO 3 ). No caso do Quadrilátero Ferrífero, em MG, a Samarco explota minério das chamadas Banded Iron Formations (BIF) que são sedimentos e metassedimentos finamente bandados em alternância de quartzo criptocristalino (chert). Na região essa litologia é chamada Itabirito, constituindo bandas de chert recristalizado em quartzo granular com presença de hematita e magnetita, principalmente, mas também ocorrendo goethita e martita (pseudomorfo da hematita). Segundo PIRES et al, 2003, o rejeito oriundo da mina da Samarco é rico em sílica (SiO 2 ), goethita (FeO(OH)), hematita (Fe 2 O 3 ) e caulinita (Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 ). A lama, especificamente, chega a teores superiores a 50% de goethita. É formada predominantemente por material inerte, como metais oxidados e sílica. Ocorrem baixos teores de Cd, Cr, Pb, Mn e Na. 2.OBJETIVOS Por solicitação do governo federal a CPRM-Serviço Geológico do Brasil, em conjunto com a Agência Nacional de Águas (ANA), promoveram uma avaliação preliminar e monitoramento dos impactos provocados pelos rejeitos oriundos da barragem do Fundão, passando pelos rios Gualaxo do Norte, Carmo, Doce e afluentes, através de amostragens geoquímicas e físicoquímicas de águas e sedimentos dos referidos rios. 3.METODOLOGIA 1.1 Coleta e análise química das amostras de água: - Nas estações de coleta de água foi realizada a leitura dos parâmetros físico-químicos, utilizando uma sonda portátil da Oakton PCD650. Após a leitura a sonda é lavada com água deionizada para evitar contaminação na próxima coleta. Todos os recipientes utilizados foram anteriormente ambientalizados com três lavagens com a própria água a ser amostrada. - As amostras foram filtradas em unidades filtrantes descartáveis com 0,45µm e acondicionadas em dois tubos de polietileno com capacidade de 50mL, um para análise de cátions e outro para análise dos ânions. Para preservação dos cátions solúveis nas amostras foi adicionado HNO 3 1:1 (ácido nítrico), com o objetivo de manter o ph menor que 2. As amostras foram preservadas sob refrigeração até o momento da análise. - As análises químicas dos cátions e ânions das amostras de água foram realizadas no Laboratório de Análises Minerais LAMIN, da CPRM-RJ e BH. As metodologias analíticas foram por ICP-OAS para 27 cátions (Al, As, B, Be, Ba, Ca, Co, Cd, Cu, Cr, Li, Fe, K, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, Pb, Se, Si, Sb, Sn, Sr, Ti, V, Zn) e o Hg, por decomposição térmica, amalgamação por espectrometria de absorção atômica (Método: USEPA 7473), com o equipamento: DMA-80 Millestone. E por cromatografia de íons para 7 ânions (fluoreto, cloreto, brometo, nitrito, nitrato, sulfato e fosfato), sendo utilizado o método USEPA Rev 2.1 e o equipamento utilizado é o Cromatógrafo Iônico 881 Compact IC Pro Metrohm. 3.2 Coleta e análise das amostras de sedimentos: - As amostras foram coletadas na calha da drenagem, abaixo do nível d água, em zonas de deposição de material fino. A quantidade coletada foi de aproximadamente 2 kg de material, peneirado em campo na fração 20 mesh, utilizando peneira de nylon. A amostra foi composta por 5 frações de sedimento coletados num raio de 5 a 10 metros. As amostras foram acondicionadas em sacos plásticos e numeradas sequencialmente. - No laboratório, as amostras foram secadas a 60 C, peneiradas a 80 mesh e pulverizadas a 150 mesh, as alíquotas foram digeridas com água régia a quente. Depois as amostras foram analisadas para 53 elementos (Au, Ag, Al, As, B, Ba, Be, Bi, Ca, Cd, Ce, Co, Cr, Cs, Cu, Fe, Ga, Ge, Hf, Hg, In, K, La, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Nb, Ni, P, Pd, Pt, Pb, Rb, Re, S, Sb, Sc, Se, Sn, Sr, Ta, Te, Th, Ti, Tl, U, V, W, Y, Zn, Zr) por ICP-OAS e ICP-MS, no SGS-GEOSOL, em Vespasiano, Minas Gerais.

4 4.RESULTADOS Estudos geoquímicos ambientais, segundo Cunha et al 2015, efetuados pela CPRM- Serviço Geológico do Brasil, em novembro de 2015, através da coleta de 25 amostras de águas e 25 amostras de sedimentos da Bacia Hidrográfica do rio Doce (Figura 2), apontaram, em relação aos dados também levantados pela CPRM nos mesmos locais em 2010 (17 amostras de águas e 16 amostras de sedimentos) Tabela 1, que a lama oriunda do rompimento da barragem do Fundão da Mineração Samarco, provocou a colmatação dos fundos e margens dos rios Gualaxo do Norte e Carmo com material contendo, principalmente, ferro-silicio, praticamente inerte. Em água foi encontrado Mn com valores elevados em 5 amostras, variando de 0,118 a 0,576 mg/l, portanto acima de 0,100 mg/l que é referência estabelecida pelo CONAMA 357/ Essas amostras foram coletadas nos rios Gualaxo do Norte, Carmo e inicio do rio Doce. Nas drenagens no entorno da barragem de Santarem Tabela 1 (B) foram detectados, em 5 amostras, teores de Mn variando de 0,323 a 0,760 mg/l, e 8 amostras de Al variando de 0,125 a 0,489 (acima do valor referência de 0,100 mg/l). Em 4 amostras os valores de Fe variaram de 0,339 a 0,501 mg/l (acima do valor de referência de 0,300 mg/l, estabelecido pelo CONAMA 357). A maioria destes teores, com exceção do Fe, não foram encontrados nas amostragens de Os resultados analíticos dos ânions dissolvidos nas amostras de água coletadas em 2015 apresentaram valores em mg/l para Cloreto de 0,31 a 9,21; Fluoreto de 0,01 a 0,33; Nitrito de 0,01 a 8,22; Nitrato de 0,06 a 11,85; Sulfato de 0,12 a 200,48 e Fosfato <0,05; não sendo observadas alterações significativas nos resultados analíticos dos ânions nas amostras coletadas em 2010 e Em termos de saúde ambiental também não oferecem riscos. As medidas dos parâmetros físico-químicos das águas dos rios obtidas em 2015, apresentaram diferenças significativas para o oxigênio dissolvido e para a condutividade em relação às obtidas em O oxigênio dissolvido diminuiu aproximadamente 3 mg/l, enquanto a condutividade aumentou, em média, 150 µs/cm. Os valores de ph se mantiveram constantes nos dois anos. Em geral, os valores de oxigênio dissolvido medidos em 2010 estão de acordo com o limiar definido pelo CONAMA 357/2005 (não inferior a 5 mg/l), enquanto que em 2015, a maioria é inferior a 5 mg/l. Essa variação tanto para o oxigênio quanto para a condutividade é devida a presença das lamas oriundas da barragem do Fundão, a qual provocou por vários dias alta turbidez ( NTU), favorecendo no rio Doce a mortandade de 5 ton de peixes. Esta turbidez teve seu pico no dia 07/11/15 com mg/l de sedimentos em suspensão na localidade de Cachoeira dos Óculos, a cerca de 130 km da barragem rompida, diminuindo sua intensidade até mg/l no dia 19/11/15 em Colatina- ES, próximo à foz do rio Doce com o Oceano Atlântico. Nos sedimentos de fundo os teores em 2015 aumentaram significativamente em relação aos resultados de Para Mn, 10 amostras variaram de 772 a 2916 mg/kg (acima da mediana de 416 mg/kg). Com relação a As, com 8 amostras analisadas, os teores variaram de 24 a 313 mg/kg (acima de 17 mg/kg, limite estabelecido pelo CONAMA 454/2012). Tendo em vista que a localização das referidas amostragens ocorrem no médio/baixo rio Doce, as mesmas não estão associadas à lama de rejeitos. O Fe também teve uma grande expressividade em relação a 2010, com teores de13 amostras acima da mediana de 15%, com origens relacionadas prioritariamente à lama de rejeito e também dos afluentes do rio Doce. O Cr apresentou em 2 amostras valores, 103 e 113 mg/kg, acima do limite do CONAMA 454/2012 de 90 mg/kg, respectivamente localizadas no rio Doce, em Governador Valadares, e no entorno da barragem de Santarem. Em 6 (seis) amostras de sedimentos coletadas em 2015, na bacia do rio Gualaxo do Norte, que são compostas integralmente por rejeito, não foram obtidos teores de metais acima

5 da Resolução CONAMA 454/2012. Essas amostras são constituídas predominantemente por elevados teores de Fe (> 15 %) e baixos teores de Mn (300 mg/kg). Figura 2 - Mapa de localização das estações de amostragens na região de Mariana e do rio Doce, realizadas em novembro de 2015 (Cunha et al 2015) Tabela 1 - Concetração de elementos com potencial nocivo em amostras de água e sedimento, coletadas em 2010 e 2015 em três diferentes áreas: (A) barragem de Santarém até a Foz do rio Doce ; (B) Entorno da barragem Santarém; e (C) area não afetada pela lama (modificado de Cunha et al 2015). Barragem de Santarém até Foz do rio Doce (A) Bbarragem de Santarém (B) Area não afetada pela lama (C) Água Água Sedimento Sedimento Local Al Fe Mn Al Fe Mn Mn Cr As Fe Mn Cr As Fe mg/l mg/kg % mg/kg % Gesteira <0.01 0,012 0, >15 Barra Longa 0,099 0,377 0, ,076 0, , >15 Rio Doce 0,046 1,4 0,01 <0.01 0,049 0, , >15 Fazenda Cachoeira D'Anta 0,088 0,400 0, >15 Cachoeira dos Oćulos 0,029 0,286 0,04 0,039 0,081 0, , >15 Ponte Rodovia Ipatinga 0,009 0,315 0,04 0,040 0,080 0, , >15 Periquito 0,016 0,207 0,04 0,042 0,063 0, , ,76 Governador Valadares 0,022 0,113 0,04 0,032 0,038 0, , >15 Tumiritinga 0,008 0,074 0,04 0,035 0,052 0, , ,23 Conselheiro Pena 0,013 0,001 0,04 0,037 0,045 0, , ,16 Baixo Guandu 0,012 0,001 0,04 0,125 0,197 0, , ,12 Colatina 0,065 0,126 0, ,65 Linhares <0.01 0,012 0, ,17 Pedras 0,074 0,268 0, , >15 SAMARCO - Barragem Santarém 0,431 0,372 0, >15 Bento rodrigues 0,489 0,501 0, >15 Fonseca 0,364 0,563 0,07 0,173 0,178 0, , >15 Plantação de Eucalipto - Pedras 0,475 0,339 0, ,32 Camargos 0,125 0,204 0, ,79 Barra Longa 0,099 0,377 0,02 0,401 0,383 0, >15 Barra Longa 0,057 0,229 0,01 0,355 0,266 0, , ,31 Bandeirantes 0,019 0,167 0, ,55 Furquim 0,028 0,393 0, , >15 Furquim 0,041 0,284 0, , Estrada Bento Rodrigues 0,134 0,029 0, >15

6 5.CONCLUSÃO Comparando os resultados das análises de 2015, de água e sedimento de fundo, em relação aos de 2010, em termos de metais nocivos à saúde ambiental pode-se sugerir que: Significativamente apenas o Mn e Fe dissolvidos em água apresentaram parte dos valores elevados, relacionados aos rejeitos da mineração ao longo dos rios até a foz do rio Doce. No entorno da barragem Santarém, o Al e Mn apresentaram, respectivamente, valores 2,5 e 7 vezes acima do permitido pelo CONAMA 357/2005 Também, somente o Mn e Fe em sedimentos de fundo estão associados aos rejeitos da mineração, com valores 4 vezes maior que a mediana do total das amostragens. O As e Cr foram detectados em 2010 e provavelmente são de origem antrópica (outras minerações da região) ou mesmo naturais, como também ocorrem com o Fe e Mn. Pode-se também sugerir que o impacto da lama de rejeitos à saúde ambiental foi principalmente físico, relacionado à turbidez, baixo oxigênio dissolvido e a colmatação das margens e fundos dos rios Gualaxo do Norte e Carmo. No rio Doce a lama preencheu a sua calha até a porção mediana em Governador Valadares, sem afetar as suas margens. Com os resultados relatados acima, os órgãos de saúde e de meio ambiente devem continuar o monitoramento, investigar a origem desses metais e, por precaução, alertar a população para não ingerir água direta ou indiretamente via alimentos, nesses locais com valores elevados de Al, As, Mn e Fe, pois a absorção continuada destes elementos pode gerar efeitos adversos à saúde ambiental (pessoas, animais e vegetação). REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Cunha, F. G. et al Monitoramento Especial do Rio Doce. Relatório 02: Geoquímica, CPRM-Serviço Geológico do Brasil, Belo Horizonte, Brasil. 3 p. Disponível em ( Doce-4057.html). Acesso em 03 de janeiro de Duarte, R.M O Rejeito da Mina de Germano e a Possibilidade de Poluição por Arsênio. Disponível em Acesso 10 de dezembro de Pires, J. M. M, Lena, J. C, Machado, C. C, Pereira, R. S Potencial poluidor de resíduo sólido da Samarco Mineração: estudo de caso da barragem de Germano. Rev. Árvore vol.27 no.3, On-line version ISSN , Viçosa May/June 2003.