Estudos comparativos de transformações minerais de nanopartículas de óxidos de ferro em solos e sedimentos afetados por rejeitos de mineração e seus impactos na mobilização e fixação de metais pesados em dois ambientes redox contrastantes

• Processo: 18/08408-2
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de abril de 2019 - 31 de março de 2020
• Área do conhecimento: Ciências Agrárias - Agronomia - Ciência do Solo
• Convênio/Acordo: Texas A&M University
• Proposta de Mobilidade: SPRINT - Projetos de pesquisa - Mobilidade
• Pesquisador responsável: Tiago Osório Ferreira
• Beneficiário: Tiago Osório Ferreira
• Pesq. responsável no exterior: Youjun Deng
• Instituição no exterior: Texas A&M University, Estados Unidos
• Instituição Sede: Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 16/21026-6 - Solos de áreas úmidas da costa brasileira (planícies hipersalinas e pradarias marinhas): pedogênese e biogeoquímica do Fe, Si e C, AP.R
• Assunto(s): Mineralogia do solo Rejeitos de mineração Metais pesados Hematita
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: áreas úmidas | Dinâmica de ferro | mineralogia | SemiÁrido | Mineralogia do Solo

Resumo

Os metais pesados presentes nos rejeitos, solos, sedimentos e corpos d'água afetados pelo rejeito, são preocupações em todo o mundo devido aos efeitos adversos nos ambientes e na saúde animal e humana. Os óxidos de ferro estão entre os minerais mais importantes que controlam a dinâmica dos metais pesados no meio ambiente. Por causa de seu pequeno tamanho de partícula, grande área superficial e ocorrência de substituição isomórfica, esses minerais podem estabilizar metais pesados por adsorção, precipitação ou incorporação em sua estrutura cristalina. No entanto, os óxidos de ferro respondem rapidamente às condições ambientais e podem se transformam em outras formas termodinamicamente mais estáveis no ambiente de ocorrência. Neste sentido, transformações de óxido de ferro em solos afetados por altas concentrações de metais pesados (As, Cr, Cu, Zn e Pb e Al) vão regular a dinâmica desses elementos em diferentes condições redox. Devido à diversidade de espécies minerais, desordenamento em estruturas cristalinas e diferentes tamanhos das partículas, os óxidos de ferro podem tomar muitas rotas diferentes durante a transformação e, portanto, exercer diferentes efeitos sobre os metais pesados. O objetivo deste projeto de pesquisa é identificar e caracterizar as espécies minerais e seu comportamento na incorporação, adsorção e estabilidade de metais pesados em dois ambientes com condições redox contrastantes e diferentes estilos de manejo. As áreas de pesquisa localizam-se no Texas e no México, em áreas semiáridas cercadas por calcário onde há ocorrência de drenagem ácida de mina devido à oxidação de sulfetos. Estes locais estão em forte contraste com o estuário do Rio Doce, o qual foi afetado pelo maior desastre da indústria de mineração na história do Brasil em 2015. O plano de pesquisa inclui atividades de intercâmbio de equipes entre as instituições USP e TAMU, a fim de para visitar as universidades, participar das atividades de pesquisa, realizar experimentos especializados e fazer apresentações sobre o projeto e publicação de dados. Além disso, o treinamento conjunto de estudantes de pós-graduação será iniciado através do Estágio de Pesquisa no Exterior para estudantes de pós-graduação. Ambas as esquipes planejam iniciar uma colaboração de longo prazo, com o intuito de desenvolver outros projetos de pesquisa envolvendo a mineralogia do solo e a pedologia. (AU)

Publicações científicas

(8)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

FERREIRA, AMANDA DUIM; QUEIROZ, HERMANO MELO; LUIS OTERO, XOSE; BARCELLOS, DIEGO; BERNARDINO, ANGELO FRAGA; FERREIRA, TIAGO OSORIO. ron hazard in an impacted estuary: Contrasting controls of plants and implications to phytoremediatio. JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS, v. 428, APR 15 2022. (21/00221-3, 19/19987-6, 18/08408-2, 18/04259-2, 19/14800-5)

BARCELLOS, DIEGO; QUEIROZ, HERMANO M.; FERREIRA, AMANDA D.; BERNARDINO, ANGELO F.; NOBREGA, GABRIEL NUTO; OTERO, XOSE L.; FERREIRA, TIAGO O.. Short-term Fe reduction and metal dynamics in estuarine soils impacted by Fe-rich mine tailings. APPLIED GEOCHEMISTRY, v. 136, JAN 2022. (18/04259-2, 19/19987-6, 19/17413-2, 19/02855-0, 18/08408-2, 19/14800-5)

QUEIROZ, HERMANO M.; YING, SAMANTHA C.; ABERNATHY, MACON; BARCELLOS, DIEGO; GABRIEL, FABRICIO A.; OTERO, XOSE L.; NOBREGA, GABRIEL N.; BERNARDINO, ANGELO F.; FERREIRA, TIAGO O.. Manganese: The overlooked contaminant in the world largest mine tailings dam collapse. Environment International, v. 146, JAN 2021. (18/08408-2, 18/04259-2, 19/19987-6, 19/17413-2, 19/02855-0)

QUEIROZ, HERMANO MELO; RUIZ, FRANCISCO; DENG, YOUJUN; DE SOUZA JUNIOR, VALDOMIRO S.; FERREIRA, AMANDA DUIM; LUIS OTERO, XOSE; CAMELO, DANILO DE LIMA; BERNARDINO, ANGELO FRAGA; FERREIRA, TIAGO OSORIO. Mine tailings in a redox-active environment: Iron geochemistry and potential environmental consequences. Science of The Total Environment, v. 807, n. 3, FEB 10 2022. (19/17413-2, 19/14800-5, 19/19987-6, 18/04259-2, 18/08408-2, 19/18324-3)

QUEIROZ, HERMANO M.; FERREIRA, TIAGO O.; BARCELLOS, DIEGO; NOBREGA, GABRIEL N.; ANTELO, JUAN; OTERO, XOSE L.; BERNARDINO, ANGELO F.. From sinks to sources: The role of Fe oxyhydroxide transformations on phosphorus dynamics in estuarine soils. Journal of Environmental Management, v. 278, n. 2, JAN 15 2021. (18/04259-2, 19/02855-0, 18/08408-2, 19/19987-6)

QUEIROZ, HERMANO M.; YING, SAMANTHA C.; BERNARDINO, ANGELO F.; BARCELLOS, DIEGO; NOBREGA, GABRIEL N.; OTERO, XOSE L.; FERREIRA, TIAGO O.. Role of Fe dynamic in release of metals at Rio Doce estuary: Unfolding of a mining disaster. Marine Pollution Bulletin, v. 166, MAY 2021. (19/17413-2, 19/19987-6, 18/04259-2, 19/02855-0, 18/08408-2)

FERREIRA, AMANDA D.; QUEIROZ, HERMANO M.; KANEAGAE, MAIRA P.; NOBREGA, GABRIEL N.; OTERO, XOSE L.; BERNARDINO, ANGELO F.; FERREIRA, TIAGO O.. Gypsum Amendment Induced Rapid Pyritization in Fe-Rich Mine Tailings from Doce River Estuary after the Fundao Dam Collapse. MINERALS, v. 11, n. 2, FEB 2021. (19/14800-5, 19/19987-6, 18/04259-2, 18/08408-2, 20/06224-1)

BARCELLOS, DIEGO; JENSEN, SEBASTIAN S. K.; BERNARDINO, ANGELO F.; GABRIEL, FABRICIO A.; FERREIRA, TIAGO O.; QUINTANA, CINTIA O.. Benthic bioturbation: A canary in the mine for the retention and release of metals from estuarine sediments. Marine Pollution Bulletin, v. 172, NOV 2021. (19/02855-0, 19/19987-6, 18/08408-2)