Estudo do efeito da drenagem ácida da atividade de mineração de carvão sobre as características do sedimento em suspensão do Estuário do Rio Araranguá, SC.

Abstract

O objetivo desse estudo é determinar qual o efeito do pH e da salinidade, separadamente e em conjunto, na floculação do material particulado em suspensão (MPS), no estuário do rio Araranguá. O qual é formado pela confluência dos rios Itoupava e Mãe Luzia. O rio Itoupava drena uma área onde o arroz é cultivado densamente, contribuindo para o aumento do MPS. O rio Mãe Luzia drena áreas de lavra e beneficiamento do carvão, atividades essas que promovem a acidificação da água do rio. O baixo pH da água promove a floculação do MPS ao longo do rio, e ao contrário da cultura do arroz, diminuiu a presença de MPS no estuário. A região ainda está sob o efeito das marés (micromaré) e da salinidade, quando a descarga do rio é baixa, o que é freqüente. Deste modo, supõe-se que a atividade mineração de carvão aumenta a retenção de MPS no estuário, e conseqüentemente outros contaminantes que podem estar adsorvidos. Um tanque anular foi projetado para criar condições de fluxo contínuo para simular a mistura de água dos rios, com e sem salinidade. O tanque foi construído com acrílico transparente, com 15,5 cm de largura do canal e 35 cm de altura, com capacidade para 115 litros. Seis pás promovem o fluxo no canal, as quais são aceleradas ou desaceleradas digitalmente. A velocidade do fluxo foi medida com um micromolinete hidrométrico, com medições contínuas, posicionado a 18 cm da base. A concentração de MPS foi medida durante os experimentos com dois sensores ópticos de retroespalhamento posicionados na parede do tanque. Os experimentos foram realizados usando águas coletadas nos rios Itoupava e Mãe Luzia. Duas séries experimentais foram realizadas, na primeira foram misturadas apenas as águas dos rios e na segunda água salina foi adicionada à mistura, variando proporcionalmente as águas de cada rio, em cada série. A concentração de MPS inicial de cada série foi de 35 mg.l-1. A velocidade inicial de cada experimento foi de 45 cm.s-1, reduzida em cinco etapas a cada 20 minutos, até zero (etapa de desaceleração), então o tanque permaneceu com velocidade nula por 180 minutos até o início da etapa de aceleração, onde a cada 20 minutos a velocidade aumentou até 45 cm.s-1. Amostras de água foram coletadas para determinar as características flocos em uma coluna de decantação, com uma câmera digital acoplada. A deposição do material em suspensão ocorreu em velocidades de fluxo mais baixas. Os microflocos representaram grande parte dos flocos formados nos experimentos. Nos experimentos com 10% de Mãe Luzia, os macroflocos foram predominantes. A adição de sal teve um papel importante na floculação, mais a seqüência de experimentos mostra que esse processo é mais intenso com uma maior proporção de água do Mãe Luzia.

The objective of this study is to asses what is the effects of pH and salinity, separately and together, in the flocculation of suspended particulate matter (SPM) in the Araranguá estuary. What is formed by the confluence of the rivers Itoupava and Mãe Luzia. In the Itoupava River drainage basin there is a significant area of rice crops, what contributing to the increase of suspended particulate matter (SPM) inflow to the estuary. In the Mãe Luzia River drainage basin there is an active industry of coal mining and processing. The effect of low pH is the flocculation of the SPM along the streams, and contrary to rice culture, decreases the SPM inflow to the estuary. Other factors that also play a role is that the rivers confluence is already in the estuary, where there are tides (microtide), and salinity when the rivers discharge is low (what is frequent). Thus, out hypothesis is that the coal mining activity increases the SPM trapping in the estuary, and consequently other contaminants that may be adsorbed to it. An annular flume was setup to create a continuously flowing condition to simulate the river waters mixing, with and without salinity. The annular flume was built with transparent acrylic, with 15 cm wide and 30 cm deep, nearly 1 m diameter and 115 liters. Six paddles maintain the flow, which was accelerated or de-accelerated digitally. The flow velocity was measured with a propeller flowmeter recording continuously, leveled at 18 above the bottom. SPM concentrations were recorded during the experiments with two optical backscatter probes, leveled on the wall of flume. The experiments were carried out using waters collected from the Mãe Luzia and Itoupava. Two sets of experiments were done, being the first with fresh water only, and the second with salinity one, with varying proportions of each river water. The concentration of SPM of each sets were initiated with ~35 mg.l-1. The experiments were initiated with velocity at 45 cm.s-1 and then were reduced five times at 20 minutes intervals to zero (de-accelerating phase), then the tank rest for 180 minutes and initiated de accelerating phase, with steep increases of the velocity every 20 minutes. Water samples were collected to determine the floc feature in a settling chamber wired with a digital camera. The matter in suspended deposition occurred at lower flow velocities. The microflocs represented the most flocs formed in the experiments. The macroflocs were predominant in experiments with 10% of Mãe Luzia. The salt addition has an important role in flocculation. But the sequence of experiments shows that the flocculation is more intense with a greater proportion of water from Mãe Luzia.