ABSTRACT Wastewater treatment is a challenging problem faced by the mining industry, especially when mine effluents include acid mine drainage with elevated arsenic levels. Iron (hydr)oxides are known to be effective in removal of As from wastewater, and although the resulting compounds are relatively unstable, the presence of structural Al enhances their stability, particularly under reducing conditions. The purpose of this study was to assess the effectiveness of Al-Fe (hydr)oxide co-precipitates for the removal of As from wastewater and to assess the chemical stability of the products. Different Al-Fe (hydr)oxides were synthesized at room temperature from ferrous and aluminum salts using three different Fe:Al molar ratios (1:0.0, 1:0.3, and 1:0.7) and aged for 90 days (sulfate experiments) or 120 days (chloride experiments) in the presence of arsenic. At the end of the aging periods, the precipitated sludges were dried and characterized in order to evaluate their stability and therefore potential As mobility. All treatments were effective in reducing As levels in the water to below 10 µg L-1, but the presence of Al impaired the effectiveness of the treatment. Aluminum decreased the chemical stability of the precipitated sludge and hence its ability to retain As under natural environmental conditions.

A Drenagem Ácida de Mina (DAM) destaca-se entre os impactos ambientais decorrentes das atividades mineradoras, sendo necessária a avaliação e inovação de métodos para sua mitigação, via neutralização das águas ácidas e imobilização de metais pesados. O uso de coprodutos industriais na correção de acidez tem se evidenciado alternativa viável e eficaz no âmbito econômico-ambiental. Assim sendo, o objetivo deste trabalho foi avaliar o uso de uma escória de siderurgia como agente neutralizante de drenagem ácida em material de uma mineração de Urânio, em relação a um calcário comercial. Para tanto, aplicaram-se doses crescentes dos dois corretivos em material estéril sulfetado, proveniente de mineração de Urânio da Mina Osamu Utsumi (Caldas, MG). Como corretivos utilizaram-se uma escória siderúrgica da Cia. ArcelorMittal Tubarão e um calcário comercial. O experimento foi conduzido em colunas de lixiviação, dispostas em delineamento inteiramente casualizado, fatorial [(2 x 3) + 1], sendo dois corretivos, três doses e um tratamento testemunha com três repetições, totalizando 21 unidades experimentais. Foram avaliados o pH, a condutividade elétrica (CE) e a concentração de Al, As, Ca, Cd, Cu, Fe, Mn, Ni, S, Se, Zn nas águas lixiviadas. As concentrações dos elementos nos lixiviados foram determinadas por ICP-OES. Além disso, avaliou-se a evolução de CO2 acumulado no topo das colunas de lixiviação, por captura em solução de NaOH e titulometria com HCl, na presença de BaCl2. Verificou-se o aumento do pH dos lixiviados para ambos os corretivos, com valores ligeiramente superiores para a escória. A condutividade elétrica foi tanto menor quanto maior a dose de corretivo aplicada, nos primeiros dias do período experimental; e a evolução de CO2 foi maior nos tratamentos com calcário. A mobilização dos elementos-traço também foi menor com o uso dos corretivos. Portanto, os resultados sugerem que o uso da escória é alternativa ambientalmente viável para a correção da DAM, com a vantagem de promover menor evolução de CO2 para a atmosfera em relação ao calcário.

Acid Mine Drainage (AMD) is one of the main environmental impacts caused by mining. Thus, innovative mitigation strategies should be exploited, to neutralize acidity and prevent mobilization of trace elements in AMD. The use of industrial byproducts has been considered an economically and environmentally effective alternative to remediate acid mine drainage. Therefore, the objective of this study was to evaluate the use of steel slag to mitigate acid mine drainage in a sulfidic material from a uranium mine, as an alternative to the use of limestone. Thus, increasing doses of two neutralizing agents were applied to a sulfidic material from the uranium mine Osamu Utsumi in Caldas, Minas Gerais State. A steel slag from the company ArcelorMittal Tubarão and a commercial limestone were used as neutralizing agents. The experiment was conducted in leaching columns, arranged in a completely randomized, [(2 x 3) + 1] factorial design, consisting of two neutralizing agents, three doses and one control, in three replications, totaling 21 experimental units. Electrical conductivity (EC), pH and the concentrations of Al, As, Ca, Cd, Cu, Fe, Mn, Ni, S, Se, and Zn were evaluated in the leached solutions. The trace element concentration was evaluated by ICP-OES. Furthermore, the CO2 emission was measured at the top of the leaching columns by capturing in NaOH solution and titration with HCl, in the presence of BaCl2. An increase in the pH of the leachate was observed for both neutralizing agents, with slightly higher values for steel slag. The EC was lower at the higher lime dose at an early stage of the experiment, and CO2 emission was greater with the use of limestone compared to steel slag. A decrease in trace element mobilization in the presence of both neutralizing agents was also observed. Therefore, the results showed that the use of steel slag is a suitable alternative to mitigate AMD, with the advantage of reducing CO2 emissions to the atmosphere compared to limestone.

A distribuição natural dos teores de elementos-traço nos solos é muito variável. Assim, o estabelecimento de valores de referência de qualidade (VRQs) a partir das médias ou dos intervalos globais de concentração dos elementos, muitas vezes, é pouco adequado. Por essa razão, propôs-se estabelecer os VRQs para elementos-traço no Estado do Espírito Santo, a partir de grupos de solos obtidos com base em atributos físicos e químicos. Foram utilizadas a análise de correlação de Pearson, a análise fatorial com extração dos fatores em componentes principais (AF), a análise de agrupamento hierárquico (AAH) e a análise discriminante (AD). A análise da correlação de Pearson e a análise fatorial revelaram que as variáveis Fe, Mn, Ti, silte+argila e carbono orgânico (CO) são atributos de solo importantes para a distribuição dos elementos-traço nos solos estudados. O uso da análise de agrupamento possibilitou a formação de quatro grupos de solo e diminuiu a variabilidade dos teores de elementos-traço nos solos pela formação de grupos mais homogêneos, além de evidenciar a relação dos diferentes solos em um mesmo grupo com a pedologia e o material de origem. Os VRQs determinados a partir dos grupos de solo, em geral, apresentaram valores inferiores, bem como menor amplitude, entre os percentis 90 e 75, em relação aos obtidos quando se utilizou o universo amostral.

The distribution of natural levels of trace elements in soils is rather variable. Therefore, the determination of background levels (BLs), based on averages or global intervals of concentration, are mostly unsuitable. This study proposed to establish BLs based on soils with similar properties, grouped by chemical and physical properties based on Pearson's correlation analysis, factor analysis (FA), cluster analysis (CA), and discriminate analysis (DA). The Pearson correlation analysis and factor analysis showed that the variables soil Fe, Mn, Ti, silt + clay and organic carbon (OC) are important for the distribution of trace elements in soils. The cluster analysis allowed the formation of four soil groups, reduced the variability in trace element levels in soils by forming more homogeneous groups, and also showed the relation of different soils within the same group with soil genesis and the parental material. The BLs determined from the soil groups were generally lower than when using all soils together, with narrower range between the percentiles of 90 and 75 %.

A drenagem ácida de minas (DAM) é uma preocupação ambiental devido ao risco de mobilização de elementos, incluindo elementos tóxicos, e ingresso na cadeia alimentar. Neste estudo, três camadas de cobertura foram testadas para minimizar a mobilização de As, Fe e S em um substrato remanescente de mineração de ouro, contendo pirita e arsenopirita. Para isso, diferentes camadas (camada de quebra de capilaridade, selante e de cobertura) dispostas sobre o substrato e a indução de uma barreira geoquímica (BG) foram usadas a fim de propiciar condições adequadas para adsorção e coprecipitação do As mobilizado. Treze tratamentos foram estabelecidos para avaliar a lixiviação de As, Fe e S do substrato, em lisímetros. O valor de pH, as concentrações de As, Fe, S, Na e K e o volume total de lixiviado foram determinados. As análises mineralógicas foram realizadas com amostras do substrato no final do período experimental. As menores quantidades de As, Fe e S foram lixiviadas nos tratamentos que receberam Na e K para induzir a formação de BG, com valores médios de 5,47, 48,59 e 132,89 g/lisímetros, respectivamente. A análise mineralógica revelou a formação de jarosita no tratamento controle e nos tratamentos que receberam sais de Na e K. Entretanto, a quantidade de jarosita nestes tratamentos foi superior à encontrada no controle, indicando que esses sais aceleraram a formação da BG. Elevadas quantidades de As, Fe e S foram observadas nos lixiviados dos tratamentos sem camada de quebra de capilaridade, com valores médios de 11,7, 103,94 e 201,13 g/lisímetros, respectivamente. A formação da BG e o uso de diferentes camadas sobre o substrato sulfetado mostraram ser técnicas eficientes para diminuir a mobilização de As, Fe e S e mitigar os impactos da drenagem ácida de minas.

Acid mine drainage (AMD) is an environmental concern due to the risk of element mobilization, including toxic elements, and inclusion in the food chain. In this study, three cover layers were tested to minimize As, Fe and S mobilization from a substrate from former gold mining, containing pyrite and arsenopyrite. For this purpose, different layers (capillary break, sealant and cover layer) above the substrate and the induction of a geochemical barrier (GB) were used to provide suitable conditions for adsorption and co-precipitation of the mobilized As. Thirteen treatments were established to evaluate the leaching of As, Fe and S from a substrate in lysimeters. The pH, As, Fe, S, Na, and K concentrations and total volume of the leachates were determined. Mineralogical analyses were realized in the substrate at the end of the experimental period. Lowest amounts of As, Fe and S (average values of 5.47, 48.59 and 132.89 g/lysimeter) were leached in the treatments that received Na and K to induce GB formation. Mineralogical analyses indicated jarosite formation in the control treatment and in treatments that received Na and K salts. However, the jarosite amounts in these treatments were higher than in the control, suggesting that these salts accelerated the GB formation. High amounts of As, Fe and S (average values of 11.7, 103.94 and 201.13 g/lysimeter) were observed in the leachate from treatments without capillary break layer. The formation of geochemical barrier and the use of different layers over the sulfide substrate proved to be efficient techniques to decrease As, Fe and S mobilization and mitigate the impact of acid mine drainage.

Este trabalho foi desenvolvido em área de mineração de ouro no Município de Paracatu, MG, Brasil, durante o período de março de 2000 a novembro de 2005. O substrato estudado foi um filito que contém sulfetos como pirita e arsenopirita. O objetivo deste trabalho foi avaliar a sobrevivência e crescimento de espécies vegetais sobre diferentes combinações de camadas de cobertura e de selamento sobre um substrato sulfetado. O tratamento 1 possuía saprolito (B1) na camada selante (SL) e B1 com calagem (B1L) na camada de cobertura (CL). O tratamento 2 possuía B1 na SL e B1L + solo com calagem (SoL) como CL. O tratamento 3 possuía B1 + SoL como SL e B1L como CL. O tratamento 4 possuía B1 + SoL como SL e B1L + SoL como CL. As espécies utilizadas foram Acacia farnesiana, A. holosericea, A. polyphylla, Albizia lebbeck, Clitoria fairchildiana, Flemingia sp., Mimosa artemisiana, M. bimucronata e Enterolobium contortisiliquum. Aos 40 e 57 meses após o plantio foram avaliados diâmetro do colo, altura e contagem das plantas vivas. A maior taxa de sobrevivência (80%) foi observada no tratamento com presença de horizonte B latossólico nas camadas selante e cobertura. De modo geral, M. bimucronata e A. farnesiana mostraram as mais altas taxas de sobrevivência. A teor de arsênio extraído por Mehlich 3 na camada de cobertura variou de 0,00 a 14,69 mg dm-3 entre os tratamentos. Os resultados indicaram que a utilização de diferentes camadas sobre o substrato sulfetado permite a rápida revegetação da área remanescente de mineração.

This work was done at a gold mine company in Paracatu, MG, Brazil, and was conducted from March 2000 to November 2005. The substrate (spoil) studied was a phillite rock which contains sulfides such as pyrite and arsenopyrite. This study aimed to evaluate the survival and growth of plant species on different combinations of substrate layers over the spoil. These layers were a cover layer and a sealing layer, both deposited over the spoil. The treatment 1 had saprolite (B1) in the sealing layer (SL) and B1 with liming (B1L) in the cover layer (CL). The treatment 2 had B1 in SL and B1L + soil with liming (SoL) in the CL. The treatment 3 had B1 + SoL in the SL and B1L in the CL. The treatment 4 had B1 + SoL in the SL and B1L + SoL in the CL. The plant species used were Acacia farnesiana, A. holosericea, A. polyphylla, Albizia lebbeck, Clitoria fairchildiana, Flemingia sp., Mimosa artemisiana, M. bimucronata e Enterolobium contortisiliquum. Forty and 57 months after planting, collardiameter, height, and living plants were evaluated. The greatest survival rate was oobservedintreatmentwith B horizon of an Oxisoil in both layers, with 80 %. In general, M. bimucronata and A. farnesiana species showed the highest survival rate. The arsenic-content by Mehlich 3 in the cover layer ranged from 0.00 to 14.69 mg dm- 3 among treatments. The experimental results suggest that layers combinations above the sulfide substrate allow the rapid revegetation of the spoil.

Valores de referência de qualidade (VRQ) para metais pesados em solos, em âmbito mundial, são bastante heterogêneos. No Brasil, poucos estudos para estabelecer esses valores foram concluídos. Na ausência de VRQ para metais pesados em solos, estabelecidos para as condições do Estado do Espírito Santo, utilizam-se valores genéricos internacionais ou desenvolvidos para outros Estados. Entretanto, deve-se ressaltar que o uso desses valores pode levar a avaliações inadequadas, já que existem diferenças nas condições técnicas e variáveis ambientais de cada região, em especial das condições geológicas, hídricas e pedológicas. Essas diferenças justificam o desenvolvimento de uma tabela própria com VRQ para metais pesados em solos, adequada às condições do Estado do Espírito Santo. Nesse sentido, o presente estudo buscou obter os teores naturais de 10 metais pesados e verificar a distribuição desses elementos nos solos das bacias hidrográficas Riacho, Reis Magos e Santa Maria da Vitória, no Estado do Espírito Santo, tendo em vista o estabelecimento de Valores de Referência de Qualidade (VRQ). Para isso, foram determinados os teores totais por ataque ácido, com digestão em forno micro-ondas, conforme o método SW-846 3052 da Environmental Protection Agency (USEPA) e dosagem por espectrofotometria de emissão óptica com plasma induzido (ICP- OES). Os teores totais extraídos nos solos dessas bacias hidrográficas são relativamente baixos e inferiores aos reportados para solos de regiões brasileiras e de outros países. Os teores de cádmio ficaram abaixo do limite de detecção (LD) do método para todas as amostras. Em consequência, os VRQ obtidos para 12 metais pesados no Estado do Espírito Santo foram semelhantes ou inferiores aos obtidos para outras regiões do Brasil e do mundo. Os VRQ obtidos a partir do percentil 75 (quartil superior) para As (< 12,83), Cd (< 0,13), Co (10,21), Cr (54,13), Cu (5,91), Mn (137,80), Mo (1,74), Ni (9,17), Pb (< 4,54), V (109,96) e Zn (29,87), em mg kg-1; encontram-se próximos ou abaixo daqueles obtidos para o Estado de São Paulo e para solos brasileiros, de modo geral.

The Reference Quality Values (RQV) for heavy metals in soils are quite heterogeneous around the world. In Brazil, few studies establishing such values have been published. In the absence of VRQ of heavy metals in soils established for the specific conditions of the State of Espírito Santo, international generic values or values developed for other States are used. However, it should be noted that the use of these values can lead to erroneous assessments, due to the regional differences in technical and environmental variables, particularly in terms of geological, water and soil conditions. The purpose of this study was to determine heavy metal concentration in soils of Espírito Santo State, and to investigate the major factors involved in the distribution of As, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb, Ti, V and Zn in soils of the river basins of Riacho, Reis Magos and Santa Maria da Vitória. Based on this information RQV were established. Total concentrations were determined by microwave oven digestion, according to the SW-846 3052 method of the Environmental Protection Agency (USEPA), and by Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometer (ICP-OES). The mean concentrations of most heavy metals studied were, in general, lower than reported in international references. Cadmium concentrations were below the detection limit (DL) in all samples. The RQVs found from the percentile 75 for As (< 12.83), Cd (< 0.13), Co (10.21), Cr (54.13), Cu (5.91), Mn (137.80), Mo (1.74), Ni (9.17), Pb (< 4.54), V (109.96), and Zn (29.87), in mg kg-1; were similar to or lower than those adopted in Sao Paulo state and in Brazilian, in general.

A fitorremediação é uma estratégia que utiliza plantas para descontaminar ou imobilizar poluentes do solo. Entre os poluentes do solo, o As é considerado o principal elemento tóxico aos organismos vivos. A presença de As no solo pode ser decorrente de atividades antrópicas, como: uso de pesticidas (herbicidas e fungicidas); alguns fertilizantes; extração de Au, Pb, Cu e Ni; produção de Fe e aço; combustão de carvão; e coprodução durante a extração de gás natural. Este trabalho avaliou o potencial de feijão-guandu (Cajanus cajan), sesbania (Sesbania virgata) e leucena (Leucaena leucocephala) como fitorremediadoras de solos contaminados por As. Amostras de solo foram colocadas em potes de plástico, incubadas com diferentes doses de As (0, 50, 100 e 200 mg dm-3) e semeados com sementes das três espécies. Aos 30 (feijão-guandu) e aos 90 dias após a semeadura, as plantas foram avaliadas quanto a altura, diâmetro de colo e matéria seca de folhas jovens, intermediárias e basais, ramos e raízes. A concentração de As foi determinada nas diferentes folhas, ramos e raízes, a fim de estabelecer o índice de translocação (TI) entre o sistema radicular e a parte aere das plantas e o fator de bioconcentração (BF). As espécies avaliadas apresentaram comportamento distinto em relação à tolerância ao As, uma vez que a sesbania e a leucena foram significativamente mais tolerantes que o feijão guandu. A elevada concentração de As encontrada nas raízes de sesbania sugere a existência de um eficiente mecanismo de acumulação e compartimentalização, no sentido de reduzir a translocação para os tecidos da parte aérea. O feijão-guandu é uma espécie sensível ao As, podendo ser utilizado como planta indicadora, enquanto as outras duas espécies apresentam potencial para serem utilizadas em programas de fitorremediação de áreas contaminadas por As. Entretanto, estudos futuros em condições de campo e de longa duração são necessários para a obtenção de conclusões definitivas em relação ao potencial de fitorremediação dessas espécies.

Phytoremediation strategies utilize plants to decontaminate or immobilize soil pollutants. Among soil pollutants, metalloid As is considered a primary concern as a toxic element to organisms. Arsenic concentrations in the soil result from anthropogenic activities such as: the use of pesticides (herbicides and fungicides); some fertilizers; Au, Pb, Cu and Ni mining; Fe and steel production; coal combustion; and as a bi-product during natural gas extraction. This study evaluated the potential of pigeon pea (Cajanus cajan), wand riverhemp (Sesbania virgata), and lead tree (Leucaena leucocephala) as phytoremediators of soils polluted by As. Soil samples were placed in plastic pots, incubated with different As doses (0; 50; 100 and 200 mg dm-3) and then sown with seeds of the three species. Thirty (pigeon pea) and 90 days after sowing, the plants were evaluated for height, collar diameter and dry matter of young, intermediate and basal leaves, stems and roots. Arsenic concentration was determined in different aged leaves, stems and roots to establish the translocation index (TI) between the plant root system and aerial plant components and the bioconcentration factors (BF). The evaluated species showed distinct characteristics regarding As tolerance, since the lead tree and wand riverhemp were significantly more tolerant than pigeon pea. The high As levels found in wand riverhemp roots suggest the existence of an efficient accumulation and compartmentalization mechanism in order to reduce As translocation to shoot tissues. Pigeon pea is a sensitive species and could serve as a potential bioindicator plant, whereas the other two species have potential for phytoremediation programs in As polluted areas. However, further studies are needed with longer exposure times in actual field conditions to reach definite conclusions on relative phytoremediation potentials.

O arsênio (As) tem sido considerado o poluente inorgânico de solo mais tóxico para os seres vivos, razão pela qual o interesse por espécies indicadoras e fitorremediadoras tem aumentado nos últimos anos. Particularmente para o Estado de Minas Gerais, que apresenta áreas remanescentes de atividade mineradora sujeitas à ocorrência de drenagem ácida, existe grande demanda por espécies com potencial para serem utilizadas na revegetação e "limpeza" de substratos contaminados por esse metaloide. Este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de mudas de Eucalyptus grandis (Hill) Maiden e Eucalyptus cloeziana F. Muell para fitorremediação de solos contaminados por arsênio. Antes de receberem as mudas das duas espécies, amostras de solo foram incubadas por um período de 15 dias, com as seguintes doses de arsênio (Na2HAsO4): 0, 50, 100, 200 e 400 mg dm-3 de solo. Após 30 dias de exposição, as plantas de E. cloeziana submetidas à dose de 400 mg dm-3 exibiram pontuações arroxeadas com clorose internerval de folhas basais, seguida de necrose e morte da gema apical. O aumento do teor de arsênio no solo reduziu significativamente a biomassa de raízes e parte aérea, a altura e o diâmetro de plantas de ambas as espécies, sendo esse efeito mais acentuado nas plantas de E. cloeziana. Os maiores teores de As nas plantas foram observados no sistema radicular, com maiores valores para E. cloeziana (305,7 mg kg-1) na dose de 400 mg dm-3, sendo o maior acúmulo de As observado nas plantas de E. grandis, que demonstrou ser uma espécie com potencial para fitoextração de arsênio, com tendência de acumulação no sistema radicular e no caule.

Arsenic has been considered the most poisonous inorganic soil pollutant to living creatures. For this reason, the interest in phytoremediation species has been increasing in the last years. Particularly for the State of Minas Gerais, where areas of former mining activities are prone to the occurrence of acid drainage, the demand is great for suitable species to be used in the revegetation and "cleaning" of As-polluted areas. This study was carried out to evaluate the potential of seedlings of Eucalyptus grandis (Hill) Maiden and E. cloeziana F. Muell, for phytoremediation of As-polluted soils. Soil samples were incubated for a period of 15 days with different As (Na2HAsO4) doses (0, 50, 100, 200, and 400 mg dm-3). After 30 days of exposure the basal leaves of E. cloeziana plants exhibited purple spots with interveinal chlorosis, followed by necrosis and death of the apical bud at the 400 mg dm-3 dose. Increasing As doses in the soil reduced root and shoot dry matter, plant height and diameter in both species, although the reduction was more pronounced in E. cloeziana plants. In both species, As concentrations were highest in the root system; the highest root concentration was found in E. cloeziana plants (305.7 mg kg-1) resulting from a dose of 400 mg dm-3. The highest As accumulation was observed in E. grandis plants, which was confirmed as a species with potential for As phytoextraction, tending to accumulate As in the root system and stem.

O fosfogesso ou "gesso agrícola" - um resíduo sólido da indústria de produção de fertilizantes fosfatados - é usado como condicionador de solos, em especial do solo da região do Cerrado, Brasil. Entretanto, esse material contém radionuclídeos naturais e metais que podem ser transferidos para o solo, as plantas e o lençol freático. Neste trabalho são apresentados e discutidos os resultados de análises químicas e físicas para caracterização do fosfogesso e compara seus resultados com aqueles encontrados em solos típicos do Cerrado, sendo um argiloso e outro arenoso. As análises incluíram: a classificação do resíduo sólido, a avaliação do conteúdo de matéria orgânica e da concentração de P, K, Ca, Mg e Al das amostras de solo, bem como a composição mineralógica e das concentrações de radionuclídeos naturais, metais e metaloides presentes nas amostras selecionadas. O fosfogesso foi classificado como Classe II A - Não Perigoso, Não Inerte, Não Corrosivo e Não Reativo. Os solos analisados apresentaram baixo conteúdo de matéria orgânica e baixa fertilidade natural. A atividade específica média do 226Ra (252 Bq kg-1) das amostras de fosfogesso ficou abaixo do limite recomendado pela Agência Ambiental Americana (USEPA) para uso na agricultura, cujo valor é de 370 Bq kg-1. Além disso, o estudo mostrou que as concentrações de radionuclídeos naturais e de metais apresentaram-se inferiores aos valores obtidos para o Latossolo Vermelho-Amarelo de textura argilosa coletado em Sete Lagoas - MG. Esses resultados indicam que a aplicação do fosfogesso na agricultura como condicionador do solo não resulta em impacto significativo ao meio ambiente.

Phosphogysum (PG) or agricultural gypsum, a solid waste from the phosphate fertilizer industry, is used as soil amendment, especially on soils in the Cerrado region, in Brazil. This material may however contain natural radionuclides and metals which can be transferred to soils, plants and water sources. This paper presents and discusses the results of physical and chemical analyses that characterized samples of PG and compares them to the results found in two typical soils of the Cerrado, a clayey and sandy one. These analyses included: solid waste classification, evaluation of organic matter content and of P, K, Ca, Mg, and Al concentrations and of the mineralogical composition. Natural radionuclides and metal concentrations in PG and soil samples were also measured. Phosphogypsum was classified as Class II A - Not Dangerous, Not Inert, Not Corrosive and Not Reactive. The organic matter content in the soil samples was low and potential acidity high. In the mean, the specific 226Ra activity in the phosphogypsum samples (252 Bq kg-1) was below the maximum level recommended by USEPA, which is 370 Bq kg-1 for agricultural use. In addition, this study verified that natural radionuclides and metals concentrations in PG were lower than in the clayey Oxisol of Sete Lagoas, Minas Gerais, Brazil. These results indicated that the application of phosphogypsum as soil amendment in agriculture would not cause a significant impact on the environment.

A determinação de As por espectrometria de absorção atômica com geração de hidretos (HG-AAS) constitui um método simples, sensível, preciso e de baixo custo. Entretanto, essa técnica requer a pré-redução das espécies de As(V), o que se obtém através do uso de agentes redutores como o KI. Em extratos contendo agentes oxidantes, a pré-redução do As é comprometida, como acontece em extratos obtidos pela aplicação do método BCR (acrônimo francês para Community Bureau of Reference) para a extração sequencial de As em sedimentos. O objetivo deste trabalho foi avaliar as condições de redução do As(V) a As(III), de modo a permitir o uso da HG-AAS para a quantificação do arsênio em extratos obtidos a partir do método BCR. Foram avaliadas condições reacionais utilizando KI, L-cisteína e ácido ascórbico. Para cada uma das etapas de extração do método BCR, diferentes condições de pré-redução possibilitaram a detecção quantitativa do As presente. O uso do método BCR para a extração de arsênio em amostras de sedimentos contaminadas e a aplicação das condições de pré-redução do As(V) selecionadas, seguida pela detecção por HG-AAS, forneceram percentagens de recuperação entre 91 e 99 %.

The determination of As by hydride generation atomic absorption spectroscopy (HG-AAS) is a simple, sensitive, precise and low-cost method. However, this technique requires the pre-reduction of the existing As(V) species, which is obtained by the use of reducing agents such as KI. In extracts containing oxidizing agents, the pre-reduction of As is impaired, as it occurs in extracts obtained by the BCR (French acronym for Community Bureau of Reference) method for the sequential extraction of As in sediments. The objective of this study was to evaluate the conditions for the reduction of As(V) to As(III) in a way that allows the use of HG-AAS for the quantification of arsenic in extracts obtained using the BCR method. Reaction conditions were evaluated using KI, L-Cysteine and ascorbic acid. For each of the BCR extraction steps, different conditions of pre-reduction enabled the quantitative detection of As. The use of the BCR method for the extraction of arsenic from contaminated sediment samples and the application of pre-reduction conditions of the As(V) followed by HG-AAS detection resulted in relative recoveries between 91 and 99 %.

A fitorremediação de solos e substratos contaminados por elementos tóxicos tem despertado crescente interesse entre pesquisadores e técnicos. Particularmente em relação ao As, o obstáculo ao emprego desta técnica é o pequeno número de espécies identificadas capazes de acumular este elemento. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de plantas de estilosante (Stylosanthes humilis HBK), amendoim (Arachis pintoi Krapov. & Gregory), aveia (Avena strigosa Schreb) e azevém (Lolium multiflorum Lam.) como espécies fitorremediadoras de áreas contaminadas por As. Amostras de Latossolo Vermelho-Amarelo foram incubadas por 15 dias com diferentes doses de As: 0; 50; 100; e 200 mg dm-3. Em seguida, realizaram-se a semeadura das quatro espécies e as respectivas adubações. Aos 65 dias após a semeadura, as plantas foram avaliadas quanto à altura, à matéria seca da parte aérea e raízes. Determinaram-se os teores de As nas folhas jovens, intermediárias e basais, no caule e nas raízes, bem como o conteúdo e o índice de translocação (IT) de As. Por meio de análises de regressão, foram estimados os teores críticos (TC) de As disponíveis no solo, que proporcionaram redução de 50 % da matéria seca. As espécies estudadas apresentaram comportamento diferenciado quanto à tolerância ao As, com destaque para azevém, amendoim e estilosante, que não apresentaram lesões foliares decorrentes de fitotoxidez por esse elemento. Os TC para as plantas de aveia e azevém foram significativamente superiores aos observados para as demais espécies, caracterizando-as como espécies tolerantes ao As. As plantas de amendoim e estilosante apresentaram maior capacidade de absorção e maior IT de As para a parte aérea. As plantas de amendoim apresentaram maiores teores nas folhas basais e raízes, mostrando potencial para serem utilizadas em programas de fitorremediação. As plantas de azevém, amendoim e estilosante podem ser utilizadas na fitoestabilização e, ou, na revegetação de áreas contaminadas por As, uma vez que apresentaram tolerância a esse elemento. Por se tratar de espécies forrageiras, quando utilizadas para esses fins, cuidados especiais são necessários, como o isolamento da área, para evitar a entrada do elemento na cadeia trófica.

The decontamination of soils and substrates contaminated with arsenic through phytoremediation techniques has attracted increasing interest of researchers and specialists of environmental sciences. This study aimed to evaluate the potential of the species townsville stylo (Stylosanthes humilis HBK), forage peanut (Arachis pintoi Krapov. & Gregory), oat (Avena strigosa Schreb), and ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) for phytoremediation of arsenic-contaminated soils. Samples of a Red Yellowh Latossol (Oxisol) were incubated with different doses of arsenic (0; 50; 100 and 200 mg dm-3). After this incubation period, the four species were sown and, after germination, soil samples were fertilized accordingly. Sixty five days after sowing, plants were evaluated for height and biomass weight of roots and shoots. Arsenic content in young, intermediate, and old leaves, stem and roots and the As-translocation index (IT) were determined. By regression analysis we estimated the critical contents for available arsenic (TC) in soil which reduced the biomass production by 50 %. The species differed in As-tolerance; no morphologic symptoms of As toxicity were observed for ryegrass, forage peanut and townsville stylo. The TC values for oat and ryegrass were high. In forage peanut and townsville stylo plants the absorption and shoot translocation of arsenic were higher, but the potential of forage peanut for phytoremediation programs is greater. Ryegrass, peanut and stylo plants can be used in phytostabilization and / or the revegetation of As-contaminated areas. When forage species are used with phytoremediation purposes, special care is needed, such as the isolation of the area, to avoid the entry of the element into the food chain.

A contaminação dos solos por metais pesados é um problema atual que requer abordagem adequada, tendo em vista as necessidades da sociedade moderna. Em áreas de mineração, a avaliação da contaminação de solos constitui ferramenta importante para o gerenciamento de áreas degradadas. Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de estabelecer valores de referência local (VRL) para Zn em solos adjacentes a áreas mineradas no município de Vazante-MG, tendo em vista avaliar a contaminação ambiental. Foram coletadas amostras de perfis de solos remanescentes em área mineralizada, a jusante e montante dessa, nas profundidades de 0-2, 2-5, 5-10, 10-20, 20-50, 50-100 e 100-150 cm. Foram determinados os teores totais de Zn, bem como as formas disponíveis (Mehlich-3 e DTPA). Optou-se por determinar o VRL a partir da média ponderada dos teores de Zn nas camadas de 0 - 20 cm dos perfis a montante. De posse desse valor, calcularam-se o fator de contaminação (FC) e o índice de geoacumulação (IGeo) para cada perfil. O VRL obtido para Zn foi de 1.262 mg kg-1, que é muito alto em relação aos padrões de qualidade, sugerindo monitoramento e restrição ao uso agrícola e residencial dos solos na área. Não obstante, esse valor é inferior aos valores de intervenção (VI´s) para as áreas industriais adotados no Estado de São Paulo, EUA e Canadá. Os solos das áreas mineralizadas apresentaram maiores valores para o fator de contaminação, com destaque para o perfil 5 localizado na área mineralizada em exploração (área minerada). De acordo com o IGeo, os perfis de solo a jusante foram classificados como não poluídos a moderadamente poluídos.

Soil contamination by heavy metals is a current concern that requires a suitable approach, taking the needs of modern societies into account. In mined areas the evaluation of soil contamination is an important tool for the management of degraded areas. This study was carried out in order to establish local reference values (LRV) for Zn in soils surrounding mining areas in the county of Vazante-MG (Brazil), with a view to evaluate the environmental contamination. Soil profiles were collected in the mining areas, and both upslope and downslope and sampled at depths of 0-2, 2-5, 5-10, 10-20, 20-50, 50-100 and 100-150 cm. Total concentrations and available forms (Melich-3 and DTPA) of Zn were determined. LRV was obtained by the mean of total Zn contents in the 0-20 cm layer of the profiles in upslope position. Based on the LRV, the contamination factor (CF) and the geoaccumulation index (GI) were calculated for each profile. The LRV determined for Zn was 1262 mg kg-1, which is a very high content when compared to quality standard values and suggests monitoring and restrictions in the agricultural and residential soil use. Nevertheless, the LRV is lower than the intervention values for industrial areas established in the State of São Paulo, USA and Canada. The CF was higher in soils of the mined area, mainly in profile 5 of the mining area. Based on the GI, the profiles located downslope were classified as moderately contaminated to not contaminated.

A contaminação de solos é um problema atual que requer investigação detalhada no sentido de estabelecer critérios para a distinção entre anomalias naturais e contribuição antrópica. O trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a distribuição e as formas de ocorrência de Zn para identificar a origem de valores anômalos em solos adjacentes a áreas de mineração no município de Vazante-MG. Foram coletadas amostras de perfis de solos em remanescentes sobre a área minerada e em posições a jusante e a montante desta, nas camadas de 0-2, 2-5, 5-10, 10-20, 20-50, 50-100, e 100-150 cm. Um estudo de extração seqüencial avaliou os teores de Zn nas formas: (a) solúvel; (b) trocável; (c) associada a carbonatos; (d) associada a óxidos amorfos; (e) associada a óxidos cristalinos; (f) associada à matéria orgânica; (g) residual; e (h) total. Verificou-se que os teores de Zn, de modo geral, são mais elevados nas áreas localizadas sobre a zona de mineralização, com solos mais jovens (Cambissolos e Neossolos), em relação aos solos mais intemperizados (Latossolos e Argissolos), localizados tanto a montante quanto a jusante da área minerada. Os teores totais foram muito altos. Mesmo considerando apenas as formas solúvel e trocável, mais lábeis, em alguns perfis os valores foram superiores aos teores totais encontrados naturalmente em solos. Verificou-se um padrão decrescente dos teores com a profundidade nos perfis localizados fora da área minerada. Por outro lado, os teores de Zn aumentaram com a profundidade em um Cambissolo localizado na área minerada. Não houve diferença significativa entre os teores de Zn das áreas a montante e a jusante em todas as formas químicas avaliadas, sugerindo que não se pode presumir efeito antrópico na dispersão do Zn em áreas adjacentes à zona de mineralização.

Soil contamination is nowadays a problem that requires detailed investigation in order to set up criteria for distinction between natural anomalies and antropogenic contribution. This work was carried out to evaluate zinc distribution and fractions, aiming to identify the origin of high Zn content in soils around mining areas in the Vazante county -MG (Brazil). Soil profiles were sampled in mined areas, and in upslope and downslope positions at depths of 0-2, 2-5, 5-10, 10-20, 20-50, 50-100 and 100-150 cm. A sequential extraction method was employed to evaluate zinc concentrations in the following fractions: (a) soluble; (b) exchangeable; (c) carbonate-associated; (d) associated with amorphous oxides; (e) associated with crystalline oxides; (f) organically bound; (g) residual and (h) total. In general, Zn levels were higher in the younger soils (Inceptisols) of the mined than in highly weathered soils (Oxisols and Ultisols) both up and downslope from the mine. Total zinc levels were extremely high. Even when only the soluble and exchangeable Zn forms are considered, the values in some profiles are higher than those reported for naturally occurring total soil contents. A decreasing trend in the contents with soil depth was verified outside the mineralized area (in both up and downslope positions). On the other hand, the Zn contents increased with depth in the Cambisol within the mined area. There was no significant difference between mean Zn contents in upslope and downslope soils for all extracted Zn fractions. Anthropogenic contribution to the high Zn content in soils in areas surrounding the mined zone is therefore not supported.

Acid drainage results from exposition of sulfides to the atmosphere. Arsenopyrite is a sulfide that releases arsenic (As) to the environment when oxidized. This work evaluated the As mobility in six sulfidic geomaterials from gold mining areas in Minas Gerais State, Brazil. Grained samples (<2 mm) were periodically leached with distilled water, during 70 days. Results suggested As sorption onto (hydr)oxides formed by oxidation of arsenopyrite. Low pH accelerated the acid generation, dissolving Fe oxihydroxides and releasing As. Presence of carbonates decreased oxidation rates and As release. On the other hand, lime added to a partially oxidized sample increased As mobilization.

A despeito da importância econômica de atividades mineralógicas para o estado de Minas Gerais, perceber-se que elas causam significativo impacto ao ambiente. Drenagem ácida é um dos aspectos ambientais considerados pela atividade em função de seus impactos. Ela tem origem a partir da oxidação de sulfetos metálicos que acidificam as águas, com possibilidade de mobilizar elementos tóxicos e poluir os recursos hídricos. Este trabalho teve como objetivo realizar uma avaliação preliminar do problema em Minas Gerais. O trabalho teve início a partir de um levantamento bibliográfico junto a Fundação Estadual de Meio Ambiente (FEAM) para identificar minerações cujo minério está associado a sulfetos. Amostras dos substratos foram retiradas para determinar o potencial de acidez (AP) e de neutralização (NP). AP foi avaliado por dois procedimentos: pelo teor total de sulfetos e pela oxidação com peróxido seguida da titulação ácida. O NP foi avaliado pelo teor equivalente de carbonato de cálcio. Lâminas petrográficas foram preparadas para a descrição mineralógica com ênfase em sulfetos e carbonatos. O balanço ácido-base (ABA) foi determinado pela diferença entre AP e NP, enquanto o potencial de geração de águas ácidas foi obtido pelo valor de ABA e o volume total de material de cada atividade minerária. Os resultados permitiram identificar quatro substratos com potencial para gerar drenagem ácida no estado de Minas Gerais. Juntas, estes materiais representam um potencial de geração de cerca 3,14 a 10,37 bilhões de metros cúbicos de água a pH 2,0 ou 31,4 a 103,7 bilhões de metros cúbicos de água a pH 3,0. Estes valores significam custos entre US$ 7,8 e 25,9 milhões para neutralizar a acidez com o uso de calcário. Estas estimativas são provavelmente subavaliadas, uma vez que algumas minerações não foram incluídas no levantamento e, para outras, as amostras superficiais podem não representar a realidade. Uma avaliação mais rígida do potencial de drenagem ácida em nível estadual requer estudos futuros. Estes estudos precisariam incluir um número maior de amostras e mineradoras não incluídas neste trabalho. Eles poderiam considerar, ainda, a cinética de geração de acidez por meio de procedimentos de intemperismo simulado.

Mining in the State of Minas Gerais-Brazil is one of the activities with the strongest impact on the environment, in spite of its economical importance. Amongst mining activities, acid drainage poses a serious environmental problem due to its widespread practice in gold-extracting areas. It originates from metal-sulfide oxidation, which causes water acidification, increasing the risk of toxic element mobilization and water resource pollution. This research aimed to evaluate the acid drainage problem in Minas Gerais State. The study began with a bibliographic survey at FEAM (Environment Foundation of Minas Gerais State) to identify mining sites where sulfides occur. Substrate samples were collected from these sites to determine AP (acidity potential) and NP (neutralization potential). The AP was evaluated by the procedure of the total sulfide content and by oxygen peroxide oxidation, followed by acidity titration. The NP was evaluated by the calcium carbonate equivalent. Petrographic thin sections were also mounted and described with a special view to sulfides and carbonates. Based on the chemical analysis, the acid-base accounting (ABA) was determined by the difference of AP and NP, and the acid drainage potential obtained by the ABA value and the total volume of material at each site. Results allowed the identification of substrates with potential to generate acid drainage in Minas Gerais state. Altogether these activities represent a potential to produce between 3.1 to 10.4 billions of m³ of water at pH 2 or 31.4 to 103.7 billions of m³ of water at pH 3. This, in turn, would imply in costs of US$ 7.8 to 25.9 millions to neutralize the acidity with commercial limestone. These figures are probably underestimated because some mines were not surveyed, whereas, in other cases, surface samples may not represent reality. A more reliable state-wide evaluation of the acid drainage potential would require further studies, including a larger number of samples. Such investigations should consider other mining operations beyond the scope of this study as well as the kinetics of the acid generation by simulated weathering procedures.