Copper bioavailability in leachate tailings from Pedra Verde mine, in Viçosa do Ceará, and its potential for water and soil contamination

The potential emission of Cu2+ ions from ‘Pedra Verde‘ abandoned copper mine to the environment, its concentration and biogeochemistry will be studied on the water and soil. Experiments were carried out in pots containing samples from a dandy soils and a clayey soil without contamination collected upstream of the Pedra Verde Mine to avoid contamination by copper. These soils had pH and Cu content analyzed to serve as reference. The wastes were added above the soils without contamination and exposed to the site. The Cu contents were determined in the solution leached via atomic absorption and in the soil by means of sequential extraction to evaluate the bioavailability of the metal. To determine the water quality, basic parameters such as pH and electrical conductivity were evaluated. After three months of experiments there was an average increase of the total content of copper in the sandy soil equal to 21%, whereas for the clayey soil there was an average increase of the total Cu content equal to 39%. For the leachate of the sandy soil, the average of the total content of Cu found in the pots was 0.60 mg/L of Cu, while the average of the total content of Cu was 0.34 mg/L of Cu. After three months of experiment the sequential extraction, performed in both soils, shows a increase in Cu content associated with more mobile fractions, increasing its bioavailability to the environment. The results corroborate the initial hypothesis that the deposition of open-pit copper sulfate and carbonated ore tailings exposed to rainfall are potential sources of contamination to soil and water even after decades of exhibition. It was evident that the soil characteristics of these wastes clearly influence the mobility of the metal. The study has as a benefit the knowledge of the cooper contents emitted by these wastes to the environment, being important for the design of control measures and mitigation of impacts.Os rejeitos de minério de cobre da mina abandonada de Pedra Verde foram estudados quanto ao potencial de emissão do elemento Cu2+ para o ambiente e quanto a sua concentração e biogeoquímica na água e no solo. Foi realizado experimento em vasos, contendo amostras de solo arenoso e solo argiloso sem contaminação, coletados a montante da Mina de Pedra Verde para evitar que houvesse contaminação por cobre. Estes solos tiveram pH e teor de Cu analisados para servirem como referência. Os rejeitos foram adicionados acima dos solos sem contaminação e expostos às mesmas condições pluviométricas do local. Os teores de Cu foram determinados na solução lixiviada via absorção atômica e, no solo, por meio de extração sequencial, para avaliar a biodisponibilidade do metal. Para determinar a qualidade da água, foram avaliados parâmetros básicos como pH e condutividade elétrica. Apos três meses de experimento, houve um incremento médio do teor total de Cu no solo arenoso igual a 21%, já para o solo argiloso, houve um incremento médio do teor total de Cu igual a 39%. Para o lixiviado do solo arenoso, a média do teor total de Cu encontrada nos vasos foi de 0,60 mg/ L de Cu, já para o lixiviado do solo argiloso, a media do teor total de Cu encontrada nos vasos foi de 0,34 mg/L de Cu. Quanto a extração sequencial realizada nos solos após 3 meses de experimento, podemos observar que, em ambos os solos, houve um aumento do teor de Cu associado a frações mais móveis, aumentando assim, sua biodisponibilidade para o meio ambiente. Os resultados corroboram a hipótese inicialde que a deposição de rejeitos de minérios sulfetados e carbonatados de cobre a céu aberto, expostos à ação de intempéries, como a chuva, são fontes potenciais de contaminação para o solo e para as águas, mesmo após décadas de exposição. Ficou evidente que as características dos solos onde se encontram esses rejeitos influenciam de forma clara na mobilidade do metal. O estudo tem como benefício o conhecimento dos teores de cobre emitidos por esses rejeitos para o ambiente, sendo importante para o dimensionamento das medidas de controle e mitigação dos impactos