Hydrochemistry and water quality in systems affected by mining contamination - proposals for environmental monitoring and remediation measures

Dissertação de mestrado em Ciências e Tecnologias do Ambiente (especialização em Monitorização e Remediação Ambiental)Durante a exploração de urânio e de outros minérios radioativos, são produzidas elevadas quantidade de resíduos, geralmente acumulados em escombreiras sem qualquer proteção ambiental, com a consequente lixiviação destes materiais e rochas associadas através da água da chuva. A exploração mineira abandonada de Canto do Lagar está localizada na zona Centro de Portugal, a cerca de 2,5 km para NE da povoação de Arcozelo da Serra, e está integrada na bacia hidrográfica do rio Mondego. Está localizada na “Região Uranífera das Beiras” ou “Granito das Beiras”. A exploração mineira desta área decorreu nos anos de 1987 e 1988, em que foram exploradas 9 078 toneladas de minério, com um teor médio de 0,14% de U3O8, e produzidos 12430 Kg de U3O8. Na área em estudo, foram selecionados e analisados 14 pontos de amostragem de água, localizados a jusante e a montante da antiga mina, em quatro épocas ao longo de um ano hidrológico. As características físico-químicas da água foram determinadas in situ e a concentração de alguns elementos químicos selecionados foi realizada em laboratório. Os resultados obtidos permitiram observar que os teores de Elementos Potencialmente Tóxicos, como o urânio, o arsénio, o ferro e o chumbo na água são superiores aos limites estabelecidos na legislação nacional. Estes elementos, quando existem em concentrações elevadas são prejudiciais ao meio ambiente e consequentemente, à saúde humana. Neste sentido, será necessário delinear uma estratégia de remediação e monitorização nesta antiga área mineira. Sendo uma área mineira abandonada, os métodos passivos in situ serão os mais apropriados, pelo que se sugere um plano de remedição assente, não só num método, mas em vários métodos de remediação. A construção de uma lagoa de macrófitas em conjunto com o método de fitoestabilização para o tratamento das águas superficiais, bem com a utilização da tecnologia da barreira permeável reativa para as águas subterrâneas, poderão ser alguns dos métodos de tratamento mais adequados para a área de estudo.During the mining of uranium and other radioactive ores, large amounts of waste are produced, usually accumulated in heaps without any environmental protection, with the consequent leaching of these materials and associated rocks through rainwater. The abandoned mining exploration of Canto do Lagar is located in the center of Portugal, about 2.5 km to the NE of the village of Arcozelo da Serra and is integrated in the hydrographic basin of the Mondego River. It is located in the “Região Uranífera das Beiras” or “Granito das Beiras”. The mining exploration of this area took place in 1987 and 1988. 9,078 tons of ore were explored, with an average content of 0.14% of U3O8, and 12430 kg of U3O8 were produced. In the study area, 14 water sampling points were selected and analyzed, downstream and upstream, at four different times of the year. The physicochemical characteristics were determined in situ while the determination of the concentration of some elements was carried out in the laboratory. The laboratory analyzes allowed to observe that the potentially toxic elements such as uranium, arsenic, iron and lead contents are higher than the limits established in the legislation. These elements, when in high concentrations, are harmful to the environment and consequently to human health. Thus, it will be necessary to outline a remediation and monitoring strategy for the area. As an abandoned mining area, passive in situ methods will be most appropriate. I suggest a remediation plan based not just on one method, but on several remediation methods. The construction of a macrophyte lagoon together with the phytostabilization method for the treatment of surface water, as well as the use of reactive permeable barrier technology for groundwater, may be the most recommended treatment methods for the study are