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Tesis Doctoral
DOI
https://doi.org/10.11606/T.18.2022.tde-30112022-145535
Documento
Autor
Nombre completo
Marina Reghini Vanderlei
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Carlos, 2022
Director
Tribunal
Espindola, Evaldo Luiz Gaeta (Presidente)
Freitas, Juliane Silberschmidt
Novelli, Andréa
Rodgher, Suzelei
Sant Anna, Eneida Maria Eskinazi
Título en portugués
Contaminação aquática por rejeito de mineração: o caso do desastre ambiental de Mariana (MG)
Palabras clave en portugués
biota aquática
ferro
manganês
mesocosmos
metais
rejeito
toxicidade
Resumen en portugués
O rompimento da barragem do Fundão contendo rejeitos de mineração de Fe na cidade de Mariana (MG) foi, no final do ano de 2015, um grande desastre socioambiental para o Brasil. Além de ter deixado um rastro de mortes, várias famílias desabrigadas e desempregadas, o derrame do rejeito devastou mais de mil hectares de matas e adentrou diversos corpos d'água até atingir o oceano Atlântico. Mesmo seis anos após tamanho desastre pouco se sabe ainda sobre os reais impactos toxicológicos provenientes do derramamento dos 34 milhões de m3 de rejeito nos diversos ambientes atingidos. Neste contexto, este trabalho objetivou identificar os efeitos da contaminação ambiental por rejeitos de mineração para comunidades aquáticas de água doce de diferentes níveis tróficos afetadas pela intrusão da lama potencialmente tóxica. Para tal, o rejeito do próprio local foi coletado, caracterizado quanto à composição de metais e testado em sistemas aquáticos representativos de ambientes reais, os mesocosmos, de tal forma que simulasse o impacto causado nos locais adjacentes à barragem rompida. Amostras de água e sedimento foram coletadas para realização de testes laboratoriais agudos e crônicos com organismos representativos dos estratos tróficos, tais como algas (R. subcapitata), cladoceros (C. silvestrii e D. similis), organismos bentônicos (C. sancticaroli e A. inaequalis) e peixes (D. rerio). Tendo em vista as quantidades elevadas de metais que compõem o rejeito quantificadas neste estudo, com destaque para manganês e ferro, foi elaborado um design experimental de testes com a mistura binária destes contaminantes, o qual foi desenvolvido na Universidade de Vrije, em Amsterdã, possibilitando um melhor entendimento dos possíveis efeitos destes compostos presentes no rejeito para o cladócero D. magna, representante da base da cadeia trófica. Os resultados observados indicaram efeitos letais principalmente nos organismos bentônicos e subletais nos organismos planctônicos, evidenciando que a proximidade com o contaminante, que tende a se depositar no fundo dos sistemas aquáticos, causa efeitos nocivos até mesmo à sobrevivência. Os metais testados, apesar de serem essenciais ao desenvolvimento de seres vivos e, muitas vezes serem erroneamente considerados inofensivos, foram considerados tóxicos por causar efeitos subletais em concentrações mensuradas em águas afetadas pela lama. Além disso, tanto isolados quanto em mistura, ambos foram altamente acumuláveis na espécie D. magna. Em conjunto, os dados gerados nesta tese e a discussão proposta nos capítulos subsequentes contribuem para o melhor entendimento dos danos causados à biota aquática presente nos ecossistemas atingidos pelo desastre do rompimento da barragem de Mariana (MG) e, consequentemente, nos leva a refletir sobre a proporção em escala trófica que os efeitos tóxicos podem atingir como será discutido em cada capítulo.
Título en inglés
Aquatic contamination by mining tailings: the case of the environmental disaster in Mariana (MG)
Palabras clave en inglés
aquatic biota
iron
manganese
mesocosms
metals
tailings
toxicity
Resumen en inglés
At the end of 2015 the Fundão dam rupture containing iron mining tailings in Mariana (MG, Brazil) was the major environmental and social disaster for Brazil. The disaster left several families homeless and unemployed. The tailings spill devastated more than a thousand hectares of forests and entered several bodies of water until reaching the Atlantic Ocean. Even six years later, little is known about the real toxicological impacts resulting from the spill of 34 m3 of waste in the different environments. In this context, this work aimed to investigate the effects of mining tailings on freshwater aquatic communities affected by the input of this potentially toxic mud. To this end, the tailings from the site were collected, characterized as to the composition of metals, and tested in aquatic systems representative of a natural environment, the mesocosms, in such a way as to simulate the impact caused in the adjacent places to the ruptured dam. Water and sediment samples were collected for acute and chronic laboratory tests with representative of trophic strata organism such as algae (R. subcapitata), cladocerans (C. silvestrii and D. similis), benthic organisms (C. sancticaroli and A. inaequalis) and fish (D. rerio). In view of the high amounts of metals quantified in this study, especially manganese and iron, an experimental test design was developed with the binary mixture of these contaminants (developed at the University of Vrije in Amsterdam). This enabled a better understanding of the possible effects of these compounds present in the tailings for the cladoceran D. magna representative of the base of the trophic chain. Lethal effects were observed mainly in benthic organisms and sublethal in planktonic organisms. Evidencing that the proximity to the contaminant, which tends to settle on the bottom, causes harmful effects even on survival. The tested metals, despite being essential to the development of living beings and, many times being erroneously considered harmless, were considered toxic for causing sublethal effects in quantified concentrations in waters affected by the mud. Furthermore, both, isolated and in mixture, were highly accumulative in the D. magna organism. Together, the data generated in this thesis and the discussion proposed in the subsequent chapters contribute to a better understanding of the damage caused to the aquatic biota present in the ecosystems affected by the Mariana dam failure disaster and, consequently, lead us to reflect on the trophic scale proportion that toxic effects can reach.
 
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Fecha de Publicación
2022-12-05
 
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