carvão mineral, energia e meio ambiente

CARVÃO MINERAL, ENERGIA E MEIO
AMBIENTE
. Catherine da R. Rossi, Felipe M. Santos, Lucas P. Zanchetta, Maurício
D. Ronçani, Patrick N. Rubbo, Reginaldo Geremias & Thayane L.
Bilésimo
. Curso de Engenharia de Energia, Universidade Federal de Santa
Catarina, Campus Araranguá, Araranguá, SC
BREVE HISTÓRICO DA ATIVIDADE CARBONÍFERA
. Historicamente, a atividade carbonífera em nível nacional se
concentrou na região sul do País
Rio Grande do Sul
Santa Catarina
Carvão descoberto em Descoberto no início
1975 pelo português
do século XIX pelos
Vicente Wenceslau
tropeiros que se
Gomes de Carvalho, na deslocavam entre o
localidade de Curral município de Lages e
alto, na Estância do
Laguna.
Leão.
Paraná
Entre os anos de
1910 a 1918, foram
iniciadas as
primeiras pesquisas
do carvão mineral
no município de
Figueira.
. A expansão da indústria de mineração nacional sempre
esteve vinculada à viabilidade, envolvendo aspectos da:
. Qualidade do minério
. Infraestrutura
. Preços do transporte
. Concorrências com as importações
. Subsídios estatais
. Danos socioambientais
CARVÃO MINERAL E ENERGIA
. Atualmente no Brasil, a principal aplicação do carvão mineral é a geração
de energia elétrica por meio de usinas termelétricas.
Matriz de energia elétrica brasileira em 2011
(Fonte: Balanço Energético Nacional 2012)
CARVÃO MINERAL E MEIO AMBIENTE
A área total impactada na região carbonífera de
Santa Catarina é cerca de 205 km2, sendo as
principais fontes poluidoras:
• pilhas de rejeito
• bacias de decantação
• áreas mineradas a céu aberto (estéril)
• minas subterrâneas
• instalações de beneficiamento do carvão
• pátios de carga
• bocas de minas abandonadas
• uso de rejeitos como material de aterro
. drenagem ácida
. chuva ácida
(PINHEIRO, 2012)
Principais danos socioambientais
. Danos à fauna e à flora
. Danos à saúde humana
. Contaminação dos mananciais
hídricos
. Contaminação do solo
. Contaminaçaão atmosférica
(PINHEIRO, 2012)
Estudos dos danos na região sul de
Santa Catarina
(2003 a 2013)
. Em trabalho efetuado na região carbonífera de Criciúma/SC, foi constatada
expressiva toxicidade aguda em Artemia sp expostas à drenagem de mina de
subsolo (CL50 = 3,1%), a efluente de infiltração de bacias de decantação
(CL50 = 6,7%), bem como às águas de rio atingidas pelos efluentes de
mineração de carvão (CL50 = 2,3%), sendo todas as amostras coletadas na
região.
. Foi sugerido que a toxicidade seria decorrente dos baixos valores de pH
(2,35 a 3,50) e das concentrações elevadas de metais, principalmente de ferro
(78,20 a 415,62 mg L-1), manganês (13,35 a 16,50 mg L-1) e zinco (0,07 a
11,80 mg L-) presentes nas amostras
(Geremias
(Geremias et al, 2013)et al, 2003)
. Teixeira e colaboradores (2004) constataram inibição do crescimento de raízes
de Allium cepa L. (RC50=25,2%) quando expostas às águas de rio da região
carbonífera de Criciúma contaminadas por efluentes da mineração.
. Um significativo índice de dano ao DNA também foi observado no grupo
exposto às águas (ID = 150,3 11,5), quando comparado ao controle negativo
(ID = 47,1  4,5).
. Sugeriu-se que a toxicidade das águas seria decorrente da acidez (pH= 3,18) e
da presença de metais como ferro (11,80 mg L-1) e manganês (2,80 mg L-1)
gerados pela mineração.
. Pinho e colaboradores (2004) fizeram estudos em ratos Wistar expostos de forma aguda
ao pó de carvão coletados em empresa de mineração de Criciúma (SC)
. Foram avaliados processos inflamatórios no pulmão
. Avaliou-se o papel de estresse oxidativo neste processo, sendo determinada
– peroxidação lipídica medida pela quantidade de espécies reativas ao ácido
tiobarbitúrico (TBARS)
– dano oxidativo a proteínas por meio da determinação de grupos carbonil,
– potencial antioxidante total (TRAP),
– atividade da catalase (CAT)
– atividade da superóxido dismutase (SOD).
Durante as fases inflamatórias agudas e crônicas do pulmão
foi observada uma diminuição na TRAP dos grupos expostos
ao pó de carvão, quando comparado com o controle.
Infiltrado inflamatório
Estresse
oxidativo
. Em trabalho descrito na literatura foi observado expressiva toxicidade aguda em
Daphnia magna (CE50=11,62) e Artemia sp. (CE50= 10,72) expostos a efluentes de
mineração de carvão coletadas na região sul catarinense.
. Também se constatou inibição do crescimento de raízes em Allium cepa L.
(RC50=9,21%) e significativa elevação do índice de dano ao DNA (ID= 254,5 ±
15,1) em células meristemáticas de Allium cepa L. exposta aos efluentes quando
comparado ao grupo controle negativo (ID = 53,1 ± 5.9).
. Foi sugerido que o dano estaria associado à elevada acidez (pH= 2,72) e
expressiva concentração de metais como ferro (35 mg L-1), alumínio (31,9 mg L-1),
manganês (11,80 mg L-1), zinco (2,26 mg L-1 ) e chumbo 0,05 mgnL-1) presentes no
efluente
(Teixeira et al., 2005).
. Em trabalho efetuado por Menegon (2005), procurou-se avaliar:
. Toxicidade em Artemia sp. e Allium cepa L. expostos à
drenagem ácida de mina de carvão de subsolo coletada em
empresa mineradora situada na região carbonífera de
Criciúma.
. Valores de pH e a concentração dos metais Al, Fe e Mn e de
sulfatos.
10 0
80
60
40
20
Parâmetros
drenagem
físico-químicos
obtidos
em
0
0
5
10
15
20
25
Mortalidade em Artemia sp (n=10)
concentrações de águas de drenagem.
pH
Alumínio (mg.L-1)
Valores obtidos
Valores do
CONAMA
2,89
6,0 - 9,0
29,7
0,1 - 0,2
Ferro (mg.L-1)
22,7
0,05 – 5,00
Manganês
(mg. L1)
15,7
0,1 – 0,5
SO42- (mg. L-1)
2175
250
6
Comprimento da raiz (cm)
Parâmetros físicoquímicos
5
*
Controle negativo
AD a 3,12%
AD a 6,25%
AD a 12,5%
AD a 25%
AD a 50%
AD a 100%
4
3
2
***
1
***
***
***
0
Figura 3. Comprimento das raízes de Allium cepa (n=9) expostas por 7 dias a
diferentes
concentrações de águas de drenagem (AD) e ao controle negativo. (Média  Erro
Padrão da Média).
Diferença significativa em relação ao controle negativo (* P<0,05 e ***P<0,001).
Índice de dano ao DNA
200
150
100
50
***
***
***
***
***
Controle negativo
AD a 3,12%
AD a 6,25%
AD a 12,5%
AD a 25%
AD a 50%
AD a 100%
0
Índice de dano ao DNA em células do meristema de Allium
cepa L.
Benassi e colaboradores (2006) avaliaram
estresse oxidativo e genotoxicidade em sangue e
fígado de tilapia (Oreochromis niloticus)
expostos a efluentes gerados na mineração de
carvão
coletados
no
município
de
Siderópolis/SC.
.
. Foi detereminado o pH e a concentração de
metais no efluente
. Carvalho (2008) avaliou a degradação ambiental provocada pela
mineração de carvão no bairro Colonial, município de Criciúma, e suas
conseqüências relativas às condições dos recursos hídricos, do solo e do
ar, e à ocupação humana no local.
. O trabalho procurou também levantar o perfil socioeconômico dos
moradores, analisando os problemas ambientais causados pela extração
do carvão, com avaliação das consequências para a população local.
. Para tanto, foram realizado entrevistas, onde 87% dos entrevistados
tinham exercido a profissão de mineiro e 13% eram viúvas de mineiro.
. Em trabalho descrito por Geremias e colaboradores
(2008), foi avaliada a toxicidade aguda em Artemia sp. e
Daphnia magna expostos à drenagem ácida de
mineração de carvão.
. Em trabalho realizado por Pereira (2008) avaliou-se a genotoxicidade em tecido hepático e
sangüíneo de camundongos tratados com Baccharis trimera (Less.) DC. (carqueja).
. Para tanto, amostras da planta foram coletadas em solos não degradados (branco) e
degradados pela atividade carbonífera a céu aberto situada no município de Treviso, sul de
Santa Catarina, Brasil.
. Foram preparados extratos hidroalcoólico e decocto a partir da planta.
. Camundongos foram divididos em 5 grupos e submetidos a diferentes tratamentos:
–
–
–
–
–
grupo 1 (controle negativo) foi tratado apenas com solução salina (NaCl 0,9 %);
grupo 2 recebeu extrato da planta de solo não degradado;
grupo 3 recebeu extrato da planta de solo degradado;
grupo 4 recebeu decocto da planta de solo não degradado;
grupo 5 recebeu decocto da planta de solo degradado.
. Em outro estudo, Sílvio e colaboradores (2009) avaliaram o estrese oxidativo e concentração de metais
em indivíduos expostos e não expostos à mineração de carvão.
:
. Grupo 1: trabalhadores diretamente envolvidos na extração do carvão em mineração a céu aberto da
região de Lauro Müller, sul de Santa Catarina;
. Grupo 2: trabalhadores diretamente expostos à extração do carvão em mineração de subsolo ou
galerias subterrâneas da mesma região;
. Grupo 3: indivíduos residentes na cidade de Lauro Müller à cerca de 12 Km das áreas de extração do
carvão, os quais não tinham nenhuma relação profissional com atividades de extração ou qualquer outra
atividade que os exponha em contato direto com o minério, mas que estavam sujeitos à contaminação de
forma indireta;
. Grupo 4: controle (não exposto), sendo constituído por voluntários doadores de sangue, provenientes
do banco de sangue do Hospital Universitário da Universidade Federal de Santa Catarina (HU-UFSC),
campus trindade, Florianópolis.
.
Os resultados da concentração de metais se apresentavam significativaemnte
aumentados quando comparado ao grupo não exposto:
. Trabalhadores de superfície (Pb = 9,38 ± 0,22 µg L ; Cu = 78,75 ± 2,01
-1
-1
-1
µg L ; Fe= 1245, 24 ± 19,26 µg L ; Zn = 1064 ± 53,69 µg L ),
-1
. Trabalhadores de subsolo (Pb = 5,69 ± 0,10 µg L ; Cu = 60,84 ± 2,82 µg
-1
-1
-1
L ; Fe = 1249,10 ± 71,37 µg L ; Zn = 1159,04 ± 157,26 µg L
-1
-1
. Residentes (Pb= 5,53 ± 1,03 µg L ; Cu= 50,96 ± 1,24 µg L )
-1
. Grupo não exposto (Pb = 2,20± 0,52 µg L ; Cu = 43,42 ± 1,27 µg L ; Fe
-1
-1
= 1032,74 ± 60,05 µg L ; Zn = 287,69 ± 18,21 µg L )
-1
-1
. Em trabalho descrito por Lattuada e colaboradores (2009), foi avaliada a toxicidade
de águas de rio impactado pela atividade de mineração de carvão.
. Amostras de água e de sedimento foram coletadas em 5 pontos distitntos ao longo
do Rio Mãe Luzia, localizado no município de Criciúma, sul de Santa Catarina, até
estuário do Rio Araranguá, município de Araranguá, sul de santa Catarina.
. Foram determinadas as concentrações dos metais Cr, Mn, Fe, Ni, Zn, Cd e Zn nas
amostras, bem como efetuados ensaios de toxicidade em Daphnia magna
. Borges (2010) avaliou pH e metais em amostras de águas do
Rio Urussanga/SC, bem como toxicidade em Artemia sp, Daphnia
magna e Allium cepa L. Expostos às águas
pH e concentrações de metais em águas do Rio Urussanga coletadas em 3 diferentes
pontos
Parametros
Ponto 1
Ponto 2
Ponto 3
pH
2,6
3,5
4.1
Al (mg L-1)
54,2
6,2
3,5
Fe (mg L-1)
26,3
0,8
0,3
Mn (mg L-1)
3,0
0,6
0,6
Observou-se
que
as
águas
coletadas no Ponto 1 provocaram
expressiva toxicidade aguda em
Artemia sp. (CL50 = 4.4 %).
Também foi constatado que as águas
promoveram significativa inibição do
crescimento da raiz de Allium cepa L.
(Ponto 1= 0,05 ± 0,054 cm, Ponto 2 =
Em
Daphnia
magna
observou-se
maior
toxicidade aguda no Ponto 1
(CL50 = 6.2 %), quando
comparado ao Ponto 2 (CL50
= 70.7%) e ao Ponto 3 (CL50
= 73.4%).
0,083 ± 0,040 cm e Ponto 3= 0,72 ±
0,813cm),
quando
comparado
ao
controle negativo exposto à água
mineral (3,979 ± 1,868cm )
. Em trabalho descrito por Leffa (2010) foi avaliado o potencial genotóxico
de rejeitos provenientes do beneficiamento de carvão mineral em empresa
situada no Sul de Santa Catarina, em amostra de hemolinfa de molusco
Helix aspersa (Müller, 1774):
. O primeiro grupo (grupo controle) foi alimentado apenas com alface
orgânico (sem agrotóxico)
. O segundo grupo foi acomodado sobre uma camada de 6 cm do rejeito
piritoso obtido em um depósito de rejeitos do beneficiamento do carvão,
sendo fornecida para alimentação alface orgânico
. O terceiro grupo foram alimentados com alface cultivada na horta sobre
depósito de rejeitos impermeabilizados.
Em trabalho desenvolvido por Zocche e colaboradores (2010) foi avaliada a
genotoxicidade em morcegos Molossus molossus e Tadarida brasiliensis
.
. Coleta no município de Siderópolis (SC) onde a atividade carbonífera se faz
presente
. Coleta no município de Timbé do Sul (SC), caracterizado como uma área
livre da influência da atividade carbonífera (área controle)
. A concentração dos metais Al, Si, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Cd e Pb também foi
determinada em tecido hepático.
. Os resultados obtidos indicaram que a concentração dos metais Cr (5,7 ± 3,2
µg g-1), Ni (4,3 ± 3,0 µg g-1), Cu (27,3 ± 6,5 µg g-1) e Pb (5,8 ± 2,8 µg g-1) em
fígados de M. molossus e de Fe (1,032 ± 33 µg g-1) e Cu (232 ± 7,3 µg.g-1) em
fígados de T. brasiliensis coletados na área de mineração de carvão foram
superiores aos do grupo coletado na área de controle.
. Na área de mineração de carvão, as maiores concetrações de Al (35,1 ± 11,3
μg g-1), Si (26,6 ± 4,7 μg g-1), Mn (59,5 ± 10,7 μg g-1), Fe (2,340 ± 32 μg.g-1)
e Ni (8,6 ± 3,7 μg.g-1) foram registrados em E. diminutus, enquanto que as de
Cr (5,7 ± 3,2 μg.g-1) e Pb (5,8 ± 2,8 μg.g-1) foram registradas em M.
molossus. Além disso, T. brasiliensis apresentou maior concetração de Zn
(141,4 ± 19,7 μg g-1).
. Em trabalho descrito por Possamai e colaboradores (2010) foi efetuado estudos da correlação entre
estresse oxidativo frente à exposição a materiais particulados (MP) oriundos da combustão de
carvão em uma usina termolelétrica situada no município de Capivari de Baixo, sul do estado de
santa Catarina.
. Grupo 1: trabalhadores da área da combustão e que estão diretamente expostos ao material
particulado.
Grupo 2: indivíduos indiretamente expostos constituído por trabalhadores em escritório da empresa
localizado a 200 metros do local de combustão.
. Grupo 3: O terceiro grupo era formado por indivíduos residentes na cidade de Capivari de Baixo,
situada a 2km do local de combustão.
Grupo 4: O quarto grupo foi considerado o controle (não exposto), sendo constituído por
voluntários doadores de sangue, provenientes do banco de sangue do Hospital Universitário da
Universidade Federal de Santa Catarina (HU-UFSC), situada a 100 km do localde combustão.
Zocche et al. (2013) determinaram o teor de metais pesados ​nos tecidos de
Hypsiboas faber a partir de uma área de mineração de carvão e comparada os
danos no DNA as células do sangue desses animais com a de animais que vivem em
uma área não poluída.
Estudos de caracterização de amostras de cinzas da Termelétrica
(Quispe et al., 2012)
Estudos com amostras de sedimentos em diferentes pontos do
Rio Tubarão/SC (Silva et al., 2013)
Resultados obtidos
Estudos com minerais coletados na ICC – Imbituba/SC
(Oliveira et al., 2012)
Resultados
Presença de As, Cr,
Cu, Co, La, Mn, Ni,
Pb, Sb, Se, Sr, Ti,
Zn, and Zr,
Bruchchen e colaboradores (in press) realizaram trabalho de avaliação da qualidade das
águas do Rio Criciúma (Criciúma/SC) utilizando bioensaios. Amostras de águas do rio foram
coletadas em 3 diferentes pontos :
Ponto 1. corresponde à proximidade da nascente
Ponto 2. situa-se no intermédio da região central da cidade e o
Ponto 3. localiza-se ao final da região central.
Foram realizados ensaios de toxicidade em Artemia sp., Daphnia magna e Allium cepa L.
bem como, genotoxicidade em Allium cepa L. e em peixes Geophagus brasilienses expostos
às mesmas.
1
2
3
500
12
a,b
Índice de Dano (0-400)
Comprimento das raízes (cm)
400
8
4
a,c
a,b
300
200
100
a,b
0
Controle
Estação 1
Estação 2
Estação 3
0
Controle
Estação 1
Estação 2
Estação 3
Inibição do
crescimento das raízes
em Allium cepa L.
Índice de Dano ao DNA
em Allium cepa L.
500
A
500
B
a,b
400
a,b
Índice de Dano (0-400)
Índice de Dano (0-400)
400
300
200
100
a,b
a,b
Estação 2
Estação 3
300
200
100
0
Controle
Estação 1
Estação 2
Estação 3
0
Controle
Estação 1
Índice de Dano ao DNA em células sanguíneas (A) e em fígado
(B) de Geophagus brasilienses
CONCLUSÃO
. Dependência
histórica de subsídios estatais
. Baixa participação na matriz energética
nacional
. Danos socioambientais
.
Obrigado