Aula 11 - Problemas Ambientais decorrentes da Mineração

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UNIVERSIDADE DE
SÃO PAULO
PROBLEMAS AMBIENTAIS RELACIONADOS À 
MINERAÇÃO
Recursos Minerais
(0440413 )
Prof. Dr. Rafael Rodrigues de Assis
Departamento de Geologia Sedimentar e Ambiental (GSA – IGC, USP)
assis.rafael@usp.br
MINERAÇÃO E MEIO AMBIENTE
Atividade mineira é relativamente 
pequena e localizada, entretanto, 
pode ocasionar grandes impactos
ambientais locais.
FONTE: Salomons (1995)
MINERAÇÃO
✓ uma das formas pelas quais os metais 
entrarem no meio ambiente.
✓ afeta áreas “relativamente pequenas”.
MINERAÇÃO E PROBLEMAS AMBIENTAIS
ATMOSFERA HIDROSFERA BIOSFERA LITOSFERA
Como toda a exploração de recurso natural, a mineração provoca impactos no meio 
ambiente seja no que diz respeito à exploração de áreas naturais ou mesmo na 
geração de resíduos.
Considera impacto ambiental qualquer alteração das propriedades físicas, químicas 
e/ou biológicas sobre o meio ambiente, causada por qualquer forma de matéria ou 
energia resultante das atividades antrópicas que direta ou indiretamente afetam:
Essencialmente
relacionado a
emissão de
substâncias e
particulado, assim
como ruídos
(poluição sonora).
Geralmente
relacionada a
retirada da
cobertura vegetal
e/ou a exposição
aos agentes
exógenos grandes
volumes de
rochas/solos.
Relacionado a
destruição de
habitats onde a
atividade mineira
está localizada.
Por ser uma
atividade
diretamente
relacionada à
litosfera, sua
extração a impacta
diretamente.
Geralmente sobre o
solo.
IMPACTOS SOBRE A SAÚDE HUMANA E À SOCIEDADE (impactos sócio-culturais).
MINERAÇÃO E PROBLEMAS AMBIENTAIS
IMPACTO VISUAL
O principal e mais característico impacto causado pela atividade minerária é o que se 
refere à degradação visual da paisagem, causada pela implantação de uma 
mineração em uma área onde se explora uma jazida mineral.
CAUSAS:
➢ Remoção da cobertura vegetal.
➢ Implantação da infraestrutura.
➢ Disposição dos resíduos sólidos e
aquosos.
CONTROLE:
➢ Cortinas arbóreas (cercas vivas).
➢ Bancadas.
➢ Preparo da superfície do solo para receber vegetação (reflorestamento).
➢ Paisagismo (reetabelecer a paisagem típica ou dar outro uso à terra).
The Ekati Diamond Mine has several open pits, among them Koala, top, Panda, centre, Koala North 
(smaller pit located between Koala and Panda), and Beartooth (flooded after mining of this orebody
concluded in 2009).
Garimpo aurífero em Paranaíta (MT). 
(Mina a céu aberto)
Mina a céu aberto em depósito de ferro.
Cercas vivas Cercas vivas
Reflorestamento
◄ Big Brown
Mine in East
Texas, now used
for genetic
research of large
mouth bass
◄ Antiga área de
mineração de
brita na Italia.
MINERAÇÃO E PROBLEMAS AMBIENTAIS
IMPACTOS REFERENTES A RUÍDOS E VIBRAÇÕES
CONTROLE:
❖ Planos de fogo melhor projetados (minimização das vibrações → liberação de
menor energia).
❖ Regulagem dos motores e isolamento acústico de equipamentos.
CAUSAS:
❖ Desmonte de material
consolidado (maciços
rochosos e terrenos
muito compactos) →
maior fonte de ruídos e
vibrações (uso de
explosivos, detonações)
❖ Em menor escala:
compressores, britadores,
tratores, tráfego de
veículos, perfuratrizes,
etc.
Detonação em mina de calcário.
MINERAÇÃO E PROBLEMAS AMBIENTAISMINERAÇÃO E PROBLEMAS AMBIENTAIS
IMPACTOS SOBRE A ATMOSFERA
CAUSAS:
➢ Poeiras (perfuração, beneficiamento e transporte)
➢ Gases (queima de combustíveis de máquinas, veículos, na lavra: CO2, CO, NOx,
SOx).
➢ Poluição do ar a partir da queima ao ar livre de mercúrio (muito utilizado na
extração de vários tipos de minérios).
➢ Poluição sonora gerada em ambientes e cidades localizados no entorno das
instalações, embora a legislação vigente limite a extração mineral em áreas
urbanas atualmente
Presença ou lançamento na atmosfera de substâncias em contração suficiente 
para intervir direta ou indiretamente na saúde, segurança e bem estar humano.
CONTROELE:
➢ Instalação de filtros
➢ Aspersão de água nos britadores
➢ Revegetação
➢ Controle de detonação
Fundição do Cu é uma das maiores fontes de SO2 na atm.
A mina de Sudbury (Canadá), emanou entre os anos de 1969 e 1979, mais SO2 do 
que todos os vulcões ao longo da história do planeta (Dobrin & Porvin, 1992)
MINERAÇÃO E PROBLEMAS AMBIENTAIS
IMPACTOS SOBRE A ATMOSFERA
FONTE: Dudka & Adriano (1997)
Próximo às fundições da mina (Ni-Cu)
SolopH entre 3 e 4 lagos com águas com pH entre 4 e 5
Lançamento de material particulado pela mineração.
Prática pode ser reduzida com a umidificação do
material.
MINERAÇÃO E PROBLEMAS AMBIENTAIS
IMPACTOS SOBRE A 
ATMOSFERA
FONTE: Dudka & Adriano (1997)
Emissão de 
elementos traço
As fundições são as 
maiores 
responsáveis pelas 
emissões de 
elementos traço na 
atmosfera.
MINERAÇÃO E PROBLEMAS AMBIENTAIS
IMPACTOS SOBRE A HIDROSFERA
❖ Poluição por lama (maior parte das mineradoras)
Ferro, calcário, granito e bens da construção civil, por exemplo.
❖ Poluição por compostos químicos solúveis (mais restrita)
Au (cianetos, mercúrio e arsênio da arsenopirita)
❖ Uso de dragas (lançam fragmentos e desestabilizam as margens dos rios, 
aumento da turbidez, redução do O2 dissolvido: eutrofização).
Controle feito por barragens de contenção de sedimentos ou rejeitos (muitas
vezes os investimentos mais pesados na área ambiental) (PROBLEMA EM SEU
ROMPIMENTO: inundações e impactos sobre o solo, hidrosfera e biosfera).
❖ DESMATAMENTO
Assoreamento dos rios
Contaminação e rebaixamento do lençol freático
IMPACTOS SOBRE A HIDROSFERA
Drenagem ácida de mina (acid mine drainage – AMD)
▪ Disponibilidade de oxigênio
▪ água
▪ precipitação maior do que a
evaporação (excesso de H2O líquida)
▪ Sulfetos (pirita é mais “comum”)
▪ Grandes pilhas de rejeito, minério
beneficiado, a própria cava em si
(material exposto).
Pré-requisitos
geração de ácidos em taxas mais
rápidas do que possam ser
neutralizados por qualquer material
alcalino natural.
IMPACTOS SOBRE A HIDROSFERA
Drenagem ácida de mina (acid mine drainage – AMD)
A oxidação do sulfeto (e.g. pirita) ocorre em 4 estágios
* pH entre 2,5 e 4,5 * controlada pela concentração de Fe e O2
* altas concentrações de sulfato
* aumento da acidez e da concentração de ferro (razão Fe3+ / Fe2+ ainda é baixa)
* pH abaixo de 2,5 * altas concentrações de Fe (alta razão Fe3+ / Fe2+)
* determinada pela taxa/intensidade da reação anterior
* pH acima de 4,5
* elevada produção de sulfato * baixa concentração de ferro e pequena (ou 
ausente) acidez
Drenagem ácida de mina (acid mine drainage – AMD)
Equação limitante do 
processo (é lenta em 
meio abiótico)
→ Processo acelerado 
por atuação de 
bactérias
◄ Acidithiobacilus
ferroxidans
(capaz de oxidar o
ferro)
Acidithiobacilus thiooxidans
(Oxida o enxofre) ▼
2 Fe2+ + O2 + 2 H+ → 2 Fe3+ + H2O
◄ Acidithiobacilus
ferroxidans
(capaz de oxidar o ferro)
4 CuFeS2 + 17 O2 + 4 H+ => 4 Cu2+ + 4 Fe3+ + 8 SO4
2- + 2 H2O
IMPACTOS SOBRE A HIDROSFERA
Drenagem ácida de mina (acid mine drainage – AMD)
Drenagem ácida também pode ser ocasionada pela oxidação de sulfetos 
de Cu
4 Fe3+ + 12 H2O => 4 Fe(OH)3 + 12 H+
Promove a acidificação por meio da 
produção de Fe3+
Calcopirita
CuFeS2
Hidrólise do Fero férrico (Fe3+)
IMPACTOS SOBRE A HIDROSFERA
Drenagem ácida de mina (acid mine drainage – AMD)
Compreensão da geologia e mineralogia do
depósito pode ajudar na identificação dos resíduos
e, portanto, da geração das drenagens ácidas.
Relação direta da 
quantidade de material 
disponível (pirita) para 
o seu processo de 
oxidação.
DRENAGENS ÁCIDAS DE MINA
DRENAGENS ÁCIDAS DE MINA
IMPACTOS SOBRE A HIDROSFERA
Drenagem ácida de mina (acid mine drainage – AMD)
....neutralização da AMD....
Pode ocorrer.... se houver minerais carbonáticos (e.g. calcita, dolomita, carbonatos 
de Sr, Fe ou Mn), interferência da zona de mosqueamento/lençol freático
▪ 2 mol de carbonato de cálcio para neutralizar 1 mol de sulfeto
▪ Neutralização (reação) com curto tempo de vida
▪ precipitação de hidróxidos de ferro e sulfatos decarbonato pode formar 
partículas que revestem as partículas e "neutralizam" a neutralização.
Neutralização por silicatos (lenta)
→ tamponamento com longo tempo de 
vida.
IMPACTOS SOBRE A HIDROSFERA
Liberação de metais em solução (águas superficiais)
• O processo de lixiviação pode liberar metais para os ecossistemas
aquáticos
• Metais em solução (downstreams) podem ser transportados por Kms
• reações em solução
• precipitação
• coprecipitação
• adsorção (em sedimentos 
ou partículas suspensas)
• advecção
• diluição
• dispersão
• sedimentação
PROCESSOS
FÍSICOS QUÍMICOS
A maior toxidade dos metais está em 
sua forma livre/diluída
MINERAÇÃO E PROBLEMAS AMBIENTAIS
IMPACTOS SOBRE A HIDROSFERA E LITOSFERA
Rompimento de barragens
• Contaminação hídrica
• Contaminação do solo
• Perda de biodiversidade
• Alterações 
geomorfológicas e da 
morfologia dos rios
• Mortes de civis
Alteração das propriedades físicas e químicas da hidrosfera "local" e
ambientes aquáticos
O Brasil tem ~663 barragens de contenção de rejeitos de mineração e 295 barragens
de resíduos industriais.
MINERAÇÃO E PROBLEMAS AMBIENTAIS
IMPACTOS SOBRE A HIDROSFERA E LITOSFERA
Rompimento de barragens
MINERAÇÃO E PROBLEMAS AMBIENTAIS
IMPACTOS SOBRE A HIDROSFERA E LITOSFERA
Rompimento de barragens: Fundão
(Mariana, MG) FONTE: Santos et al (2019)
➢ Mudança do padrão meandrantico
para do tipo braided (entrelaçado)
➢ Empobrecimento dos nutrientes,
conteúdo mineral (e.g. P, K, Ca,
Mg, Cu, Fe, Mn, Zn e NO3−) e
matéria orgânica dos sedimentos
➢ Aumento do pH, Na e NH4+
➢ Liberação de metais em solução
(estado tóxico)
➢ Perda de biomassa
➢ 19 mortos, 362 famílias
desabrigadas
RIO DOCE APÓS 
A RUPTURA DA 
BARRAGEM DE 
REJEITOS DA 
SAMARCO.
MINERAÇÃO E PROBLEMAS AMBIENTAIS
IMPACTOS SOBRE O SOLO
Basicamente relacionadas ao mau uso e conservação do solo, assim como seu 
uso intenso, de modo não consciente.
CAUSAS:
Manejo do solo (retirada da vegetação e da camada fértil do solo)
Abertura de cavas, poços e trincheiras
Disposição de resíduos sólidos
➢ Degradação por erosão causada pela água (ravinamento e voçorocas).
➢ Desmatamento e retirada da cobertura vegetal (aceleração do processo erosivo).
➢ Rebaixamento do lençol freático em lavras subterrâneas pode provocar 
subsidências.
➢ Alteração da permeabilidade do solo.
➢ Contaminação do solo por resíduos químicos, lixiviação, drenagem ácida de mina.
➢ Desmoronamentos e queda de blocos.
CONTROLE:
➢ Reflorestamento
➢ Drenagens coletoras de águas pluviais
➢ Neutralização de substâncias tóxicas ao solo
Mau uso do solo por conta da atividade mineira leva à sua exposição e consequente 
erosão.
Processo de ravinamento em strip mining de carvão (China).
Exposição do solo por conta da prática de garimpagem.
MINERAÇÃO E PROBLEMAS AMBIENTAIS
IMPACTOS SOBRE SUPERFÍCIE
SUBSIDÊNCIA
Comum na extração de depósitos estratiformes (e.g.
carvão, calcário, gipso, sal, minério de ferro,
arenito, etc).
MINERAÇÃO E PROBLEMAS AMBIENTAIS
IMPACTOS SOBRE SUPERFÍCIE
SUBSIDÊNCIA
Método de lavra subterrânea
em que pilares são deixados
para sustentar o teto da mina.
MINERAÇÃO E PROBLEMAS AMBIENTAIS
IMPACTOS SOBRE SUPERFÍCIE
SUBSIDÊNCIA
Pilares servem de
sustentação da mina.
SUBSIDÊNCIA
▪ Colapso do teto de minas rasas
(até 30m de profundidade)
▪ Subsidência na forma de sino
(bell-shaped) de 2 a 3 m
produndidade e ~13m de
extensão
▪ Mais comum
▪ Depressão "suave“ (Minas de qualquer 
profundidade)
▪ Colapso ou desintegração dos pilares da mina
▪ Os primeiros sinais podem aparecer de repente, 
com um movimento gradual (vários anos). 
Frequentemente, o dano é sutil e, talvez, 
descartado como desgaste normal até que vários 
sinais apareçam.
Coal Mine Subsidence near Sheridan, Wyoming
MINERAÇÃO E PROBLEMAS AMBIENTAIS
IMPACTOS SOBRE A BIOSFERA
➢ Desmatamento: perda de vegetação e fauna.
➢ Redução da população local das espécies.
➢ Risco de extinções em caso de espécies
endêmicas/nativas.
➢ Problemas em cadeia e ao longo da teia
ecológica.
➢ Expulsão da fauna por conta de ruídos e
vibrações (estresse ecológico).
CONTROLE:
➢ Reflorestamento
➢ Todas as espécies florísticas e faunísticas devem ser catalogadas (recuperação da
área).
➢ Reconstrução do habit original.
➢ Corredores ecológicos.
Relacionadas ao estresse ecológico exercido sobre as espécies, na forma de 
perturbações físicas, químicas e biológicas sobre o meio.
Rio Doce após a ruptura 
da barreira de rejeitos da 
SAMARCO.
MINERAÇÃO E PROBLEMAS AMBIENTAIS
Emissão de elementos traço
FONTE: Dudka & Adriano (1997)
MINERAÇÃO E 
PROBLEMAS 
AMBIENTAIS
FONTE: Dudka & Adriano (1997)