Método Monte Carlo para simulação de transporte e destinação de metais na bacia hidrográfica do Rio Doce : um estudo de caso
Data
2022-03-04
Autores
Reis, Cecília Estima Sacramento dos
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Resumo
A bacia hidrográfica do Rio Doce tem como atividades principais a agropecuária, a pesca e a mineração de ferro. Em 2015, o rompimento da barragem de Fundão liberou 60 milhões de m3 de resíduo de mineração de ferro, rico em metais potencialmente tóxicos (MPT). Considerando a necessidade de conhecer o comportamento dos MPT e o impacto gerado, o objetivo deste estudo foi avaliar o transporte e a destinação de alumínio, cobre, chumbo, manganês e prata na Bacia Hidrográfica do Rio Doce por simulação matemática utilizando o método Monte Carlo. A caracterização da água e do sedimento, além da quantificação de MPT forneceu dados de entrada para a simulação de transporte pela Simulação Monte Carlo (SMC). Amostras de sedimento foram submetidas `a extração sequencial para quantificação de MPT como trocável, ligada a óxidos e à MO. Descargas de esgoto doméstico sem tratamento em fluxo contínuo na bacia aportam quantidade expressiva de MO que, somada a outras condições ambientais, promove a mobilização de MPT para a fase líquida. A agregação de MO ao longo da bacia com taxa de decomposição foi estabelecida como uma inovação no modelo matemático. Os resultados mostraram uma evolução da concentração do MPT, desde a nascente do Rio Gualaxo do Norte (P0) `a foz do Rio Doce (P8), com impacto maior simulado em locais de maior aporte de MO, com aumento significativo da concentração mobilizada no final da bacia (P8). A fração trocável mostrou que prata e manganês são espécies químicas eminentemente m´oveis. Embora chumbo, cobre e alumínio estabeleçam interações mais fortes com a fase sólida, ficando retidos sobre OM e óxidos de Fe-Mn, sua mobilização pode ser prevista ao longo da bacia. Portanto, a simulação matemática com variáveis estocásticas como a quantidade de OM incorporada na bacia ´e uma ferramenta importante para prever a mobilização de MPT resultante, não apenas de um desastre ambiental pontual, mas das alterações nas águas da bacia ao longo do tempo. Sob adição máxima simulada de OM (60 mg kg−1), a SMC prevê duplicação da concentração total de MPT, exceto para manganês, com 20% de aumento em relação ao valor simulado para condição atual da bacia.
Descrição
Palavras-chave
Mobilidade de metais potencialmente tóxicos, Simulação matemática, Extração sequencial, Mineração, Avaliação ambiental, Matéria orgânica, Mobilidade de metais tóxicos - Bacia Hidrográfica do Rio Doce, Mineração - Bacia Hidrográfica do Rio Doce, Avaliação ambiental - Bacia Hidrográfica do Rio Doce, Simulação Monte Carlo (SMC) - Química