Dispersão de elementos vestigiais na envolvente da mina abandonada do Vale das Gatas (Sabrosa, Norte de Portugal) : implicações de ordem ambiental

Abstract

O Couto Mineiro do Vale das Gatas situa-se em Trás -os-Montes, nas freguesias de S. Lourenço de Riba Pinhão e Souto Maior, concelho de Sabrosa, distrito de Vila Real e possui uma área aproximada de 8 Km2. A exploração deste couto mineiro, que possui 15 concessões, iniciou-se por volta de 1883, tendo os trabalhos mineiros sido suspensos em 1986. O abandono da mina, sem quaisquer medidas de controlo e reabilitação ambientais, tornou- -a num foco de poluição antrópica, constituindo um factor de risco para a segurança e saúde públicas que tende a crescer em função do tempo de abandono da actividade industrial. Os factores de natureza química inscrevem- -se nos de maior preocupação, uma vez que se detectaram, desde logo, situações de evidente contaminação metálica em materiais geológicos de alteração secundária (sedimentos de linhas de água e solos) e nas próprias águas provocadas, em grande medida, pelas escombreiras e outros resíduos provenientes da actividade mineira. Para além do conhecimento que possa existir sobre as concentrações dos elementos químicos nos diversos materiais da crusta e sabendo-se que o ambiente geoquímico é um sistema continuamente dinâmico e dotado de permanente instabilidade físico-química, tornar-se-á fundamental conhecer os mecanismos que presidem às reacções de dispersão, transporte e redeposição desses mesmos elementos. Com o presente trabalho, pretendeu- -se identificar e caracterizar os principais problemas ambientais provocados pela exploração mineira, em particular de alguns metais/metalóides (Cu, Pb, Zn, Cd e As) nas várias fases químicas e mineralógicas. Para tal, recorreu-se a meios amostrais diversos, tais como: sedimentos de linhas de água, águas superficiais e de mina e material de escombreira, com recurso a metodologias de análise química total e de Extracção Química Selectiva Sequencial. Para a interpretação dos resultados obtidos recorreu-se ao apoio de técnicas mineralógicas e de análise estatística (univariada e multivariada). Foi, assim, possível relacionar os padrões de distribuição dos metais indicados nos diferentes meios amostrais com processos de contaminação e dispersão desses mesmos metais, os quais participam num ciclo onde as águas adquirem o principal papel de agente de dissolução e transporte e os sedimentos o meio de retenção. Para atingir os objectivos propostos, perfilhou-se uma estratégia de amostragem, baseada no facto de que, num possível cenário de contaminação, os sedimentos de corrente são bons indicadores das fontes poluidoras antropogénicas na medida em que revelam a presença de contaminantes que não se encontrem na forma dissolvida. Utilizando-se depois, uma amostragem de águas superficiais, material de escombreira, “coatings”, carapaças ferruginosas e espécies vegetais. Neste estudo, visou-se obter a identificação, no terreno, de anomalias geoquímicas e a consequente inventariação de zonas contaminadas associadas à exploração e aos produtos dela resultantes (estéreis ou rejeitados que não possam ser considerados inertes, isto é, nos quais as condições de passividade química não são nulas). Com base nesses resultados, abordou-se a problemática relacionada com medidas de natureza ambiental tendo em vista a elaboração de estratégias de diagnóstico ambiental e o desenvolvimento de planos de acções de monitorização mais ou menos contínua. Os principais resultados apontam no sentido de que as escombreiras surgem como principal fonte de contaminação química, afectando os vários meios amostrados, facto confirmado pelos resultados obtidos em “coatings” e em águas colhidas na ribeira de Vale das Gatas. Os teores nos elementos associados à paragénese mineral são elevados denunciando que, a maioria dos metais tem sofrido processos de remobilização química com a forte contribuição de águas ácidas; esses metais são transportados para a fase água ou formam “coatings” com coprecipitação com Fe. A dispersão de metais existentes na região mineira de Vale das Gatas processa-se por duas vias: mecânica (comprovada pela composição químicomineralógica dos sedimentos de corrente e pelas extensas anomalias geoquímicas identificadas) e química (comprovada pela caracterização química das águas e composição dos minerais de neoformação). O decaimento irregular dos teores anómalos, os resultados provenientes da microssonda electrónica e da extracção química sequencial selectiva sugerem a prevalência da dispersão mecânica nos sedimentos de linhas de água.

The Vale das Gatas Mine is located in the province of Trás-os-Montes district of Vila Real occupying an area of approximately 8 Km2. The exploitation of this mining area, which regards 15 concessions, began about 1883 and the mining works were suspended in 1986. The mine abandonment without any measures of control or environmental rehabilitation turned it in a focus of pollution constituting a risk factor for the safety and public health that tends to grow in function of the time of abandonment of the industrial activity. Factors of greater concern seem to be chemical as far as situations of evident contamination metallic in materials of secondary environment (sediments and soils) and in the waters were detected. In great extense, these were originated by existence of tailings and other mining residues. Beyond the knowledge than can exist about the concentrations of the chemical elements in various materials of the earth’s crust and taking in account that the geochemical environment is continuously a dynamic system and it is essential to know the mechanisms that govern the dispersion, transport and redeposition of those same elements. With the present work, we intend to identify and to characterize the main environmental problems that can arise from the mining exploration, namely by related with the dispersion of selected metals/metalloids (Cu, Pb, Zn, Cd and As) in some chemical and mineralogical phases. To achieve this, different media, sediments, superficial waters and tailing material, were sampled. Methods and techniques of total chemical analyses and chemical selective extraction, as well as mineralogical techniques (electron microprobe) were used; data interpretation was supported by statistical analysis. With this methodology it was possible to relate the distribution patterns of the metals in the different sample media, with the contamination and dispersion of those metals, which participate in a cycle where the waters play the main role of carriers and the sediments constitute the retention site. To reach the proposed objectives, a sampling strategy was based on the fact that, the sediments are good indicators of the sources of pollution in a possible scenery of contamination as far as they can reveal the presence of pollutants. A regional stream sediment survey was then followed the sampling of superficial waters, tailings, coatings, shells and vegetable species. In this study it was sought to identify geochemical anomalies and the consequent delineation of polluted zones associated to the mining. More over, with the results obtained some measures were proposed having in mind the rehabilitation of the area and for the monitoring. The results obtained demonstrate that the tailings appear to be the main source of chemical contamination, affecting different geological/biological media which is confirmed by the metals content of coatings, algae and waters collected in Vale das Gatas. The values for the elements associated to the mineral paragenesis are high. Most of the metals suffered processes of chemical remobilization with a strong contribution of the acid waters being transported by the water or forming coatings with coprecipitation with iron. Metal dispersion in the mining area of Vale das Gatas mainly follows in two ways: mechanic (confirmed by the chemical and mineralogical composition of the sediments and for broad geochemical anomalies) and chemical (confirmed by the water and neoformation minerals composition). The irregular decay of the anomalous elements, the results of microprobe and the chemical selective extraction suggest that processes of mechanical dispersion prevail for metal dispersion in the stream sediments.