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A Escola de Minas de Ouro Preto foi fundada pelo cientista Claude Henri Gorceix e inaugurada em 12 de outubro de 1876.

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Amphimedon viridis marine sponge as metal bioindicator for Al, Ba, Cr, Fe and Mn.
(2022) Moreira, Ronan Pereira Garcias; Krohling, Werther; Ferreira Júnior, Paulo Dias; Abreu, Adriana Trópia de; Nalini Júnior, Hermínio Arias; Schmitt, Elisângela Flávia Pimentel; Coutinho, Silvia Cruz Goes; Endringer, Denise Coutinho
BACKGROUND: Bivalves, oysters, and mussels are accepted as biological indicators for marine pollutants. Heavy metals biomonitoring on the environment was this study objective using A. viridis compared with Perna perna (mollusk bivalve). The area studied included Ilha Pituã in Vila Velha – ES and Ilha do Boi and Camburi Garden Beach in Vitoria - ES. METHODS: The sample collection comprised seawater, mussel (P. perna) and sponge (A. viridis). Al, As, Ba, Cr, Cu, Fe, Pb, Mn, K, Ti and Zn were analyzed using ICP OES. RESULTS For metal studied Al, Ba, Cr, Fe and Mn presented greater accumulation in A. viridis than in P. perna. The metal concentrations detected in seawater, sponge, and mussel could be related using PCA with 79.26% total variance demonstrating that A. viridis bioaccumulated more metals than P. perna. CONCLUSION: Sponge metal accumulation reflected not only spatial metal variation but also seasonal changes.
Assessment of two kinetic tests to predict the acid mine drainage in waste rock samples of a uranium mine.
(2014) Abreu, Adriana Trópia de; Faria, Efigênia Miranda de; Chaves, Carla Thamilis Fonseca; Leite, Adilson do Lago; Lena, Jorge Carvalho de
A drenagem ácida de mina é o resultado do processo de oxidação de rochas que contêm minerais sulfetados. Esse processo ocorre quando o material sulfetado é exposto a condições atmosféricas. Nessas condições, sucessivas reações de oxidação dos sulfetos levam à formação de águas ácidas. Isto é agravado quando as rochas existentes no local não têm capacidade de neutralizar o ácido formado. A condição de baixo pH da água drenada acelera o processo de solubilização de materiais sólidos (rochas, solos e sedimentos) e favorece a lixiviação de metais e metaloides, tornando-os disponíveis no ambiente, fato que pode comprometer a qualidade dos cursos d’águas adjacentes. Esse quadro é muito comum em minas abandonadas, nas quais o material retirado fica exposto, como é o caso da Mina Osamu Utsumi, em Caldas-MG. O objetivo desse trabalho foi avaliar e comparar dois tipos de ensaios cinéticos, na tentativa de prever a geração ácida do estéril da Mina Osamu Utsumi. Os ensaios foram realizados em extrator Soxhlet e coluna de lixiviação. Os lixiviados obtidos nos ensaios foram analisados para parâmetros físico-químicos (pH, Eh e CE) e metais e metalóides.
Avaliação em laboratório do uso de sistemas de coberturas alcalinas para prevenção da drenagem ácida de mina.
(2012) Abreu, Adriana Trópia de; Faria, Efigênia Miranda de; Guimarães, Juliana Alves Costa; Leite, Adilson do Lago; Lena, Jorge Carvalho de
A drenagem ácida de mina (DAM) é um problema ambiental em escala mundial. Ela é proveniente do processo de oxidação química de materiais da mineração que contenham minerais sulfetados expostos a condições atmosféricas com a mediação de bactérias. As águas ácidas geradas nesses ambientes podem comprometer a qualidade dos recursos hídricos. Para tentar conter essa DAM, métodos de prevenção e remediação têm sido aplicados. As coberturas secas têm sido estudadas como alternativa de prevenção, visto que a remediação tem mostrado-se de custo elevado. O objetivo deste trabalho foi avaliar o uso de coberturas alcalinas para controlar a geração de ácido proveniente do estéril da mineração de urânio, U, por meio de sistemas colunas de lixiviação. Para isso, foram estudados sistemas de coberturas que têm como agentes de neutralização a lama vermelha, o calcário e a cal. Amostras de estéril e de água foram coletadas na mina Osamu Utsumi, em Caldas, MG. Foram realizadas análises químicas e mineralógicas do estéril, da cal, do calcário e da lama vermelha. Para os testes cinéticos, foram montadas sete colunas de lixiviação: C1(estéril); C2 (estéril + cobertura de lama vermelha); C3 (estéril + cobertura de calcário); C4 (estéril + cobertura de cal); COB2 (cobertura de lama vermelha); COB3 (cobertura de calcário); e COB4 (cobertura de cal). As amostras lixiviadas foram monitoradas por 100 dias. Os resultados mostraram que a cal e a lama vermelha têm maior potencial neutralizador. No entanto, esses agentes neutralizantes oferecem o inconveniente de introduzir material solúvel no lixiviado. Dessa forma, considerando os parâmetros avaliados, foi demonstrado que o uso de mistura de lama vermelha com estéril do bota-fora 4 (BF4) pode ser uma alternativa viável para o controle de geração de DAM associada à reciclagem de resíduos industriais alcalinos.
Avaliação geoquímica ambiental da barragem do ribeirão da Cachoeira, sudeste do Quadrilátero Ferrífero, Ouro Preto, MG.
(Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2005) Abreu, Adriana Trópia de; Lena, Jorge Carvalho de
No Quadrilátero Ferrífero, barragens são construídas com duas principais finalidades: contenção de efluentes produzidos por mineradoras e geração de energia elétrica para indústrias metalúrgicas. Nesse último grupo está inserida a Barragem do Ribeirão da Cachoeira, construída pela Alcan em 1956. A energia elétrica é usada pela fábrica de alumínio na cidade de Ouro Preto. Pelo norte, a barragem recebe contribuição do rio da Ponte e seus tributários. Pelo sul, ela recebe as águas do ribeirão Santa Rita e do córrego Meira e seus tributários. Na sub-bacia do Ribeirão da Cachoeira várias atividades de subsistência são desenvolvidas. A norte, ao longo do rio da Ponte se observa a presença de mineração de topázio, onde garimpeiros fazem a extração deste mineral usando técnicas rudimentares levando ao aumento da quantidade de material particulado em suspensão na água. Além disso, há atividade de mineração de manganês na região. A sul, se observa a ocorrência de esteatito cuja extração é feita em grande escala. No distrito de Santa Rita de Ouro Preto a pedra sabão é utilizada por muitos moradores para a fabricação de peças de decoração e utensílios e o rejeito produzido nesse trabalho é descartado, sem tratamento prévio, às margens do ribeirão Santa Rita. Como problema adicional, a barragem também recebe esgotos de pequenos distritos (Rodrigo Silva, Itatiaia e Santa Rita de Ouro Preto). Com o objetivo de avaliar os impactos dessas atividades na qualidade da água e do sedimento da Barragem do Ribeirão da Cachoeira, foram realizadas análises químicas em amostras de sedimento e de água. As análises incluíram determinação de alguns parâmetros físico-químicos (temperatura, pH, Eh, condutividade elétrica, sólidos totais dissolvidos, oxigênio dissolvido e turbidez), ânions (HCO3-, SO42- e Cl-) e elementos traços e maiores (Al, As, Ba, Be, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, Pb, Sn, Sr, Ti, V e Zn) para as amostras de água e determinação de teores de elementos traços e maiores (Al, Ba, Ca, Co, Cr, Cu, Fe, K, Li, Mg, Mn, Na, Ni, P, Sc, Sr, Th, Ti, V, Y, Zn e Zr) em amostras de sedimentos de fundo com granulometria menor que 63 µm. Além disso, a distribuição dos elementos no sedimento foi determinada através de extração seqüencial para avaliar a disponibilidade de alguns metais e metalóides (As, Ba, Co, Cr, Cu, Ni, Mn, Pb e Zn). Os resultados da análise revelam que o sedimento da porção norte da barragem contém altos teores de Mn, provavelmente, como conseqüência da mineração de Mn. Na porção sul, os sedimentos apresentaram altos teores de Mg, Ni, Cr e V, provavelmente devido às atividades de extração de pedra sabão. A presença desses elementos reflete o conteúdo de talco no sedimento. No sul da barragem é possível distinguir entre a contribuição antropogênica e geogênica à composição do sedimento. Tanto o córrego Meira como o ribeirão Santa Rita carreiam sedimentos provenientes do Complexo Santo Antônio de Pirapetinga com afloramentos de pedra sabão. No entanto, sedimentos próximos ao ribeirão de Santa Rita contêm maiores concentrações desses elementos, provavelmente devido ao descarte dos resíduos das cantareiras. A água da barragem está relativamente livre de metais pesados e traços. O fracionamento dos sedimentos através da técnica da extração seqüencial mostrou que As, Cd, Cr, Cu, Ni e Zn estão predominantemente associados à fração residual do sedimento e, portanto, dificilmente serão disponibilizados para o meio aquoso. Já os elementos Ba, Mn e Co estão distribuídos em todas as frações estudadas, ou seja, trocável, redutível, oxidável e residual. Esse fato indica que esses elementos podem ser tornar disponíveis com possíveis alterações nas condições físico-químicas da água, tais como: pH, Eh e OD. A distribuição do Pb no sedimento se resume a duas frações: redutível e residual. Isto sugere que este elemento está associado aos óxidos de ferro e manganês, indicando que o Pb pode ser disponibilizado para o meio aquoso numa possível mudança na condição redutora natural como a representada pela introdução de esgoto no recurso hídrico.
Determination of rare earth elements in Fe-minerals using external calibration by LA-ICP-MS and application on Cauê Iron Formation (Brazil).
(2020) Sousa, Denise Versiane Monteiro de; Abreu, Adriana Trópia de; Sampaio, Geraldo Magela Santos; Lana, Cristiano de Carvalho; Rodrigues, Daniel Aparecido da Silva; Nalini Júnior, Hermínio Arias
The rare earth elements (REE) composition in Fe-mineral phases is an important tool in iron formation studies to obtain information about parent rocks and environmental and paragenetic processes. However, the determination of REE presents some difficulties, such as the low concentration of these elements, matrix complexity and lack of iron matrix certified reference materials. The aim of the present work is to propose an analytical method to determine the REE plus Y (REE + Y) contents at trace levels in Fe-(hydr)oxides by the laser ablation ICPquadrupoleMS technique, using external calibration. The calibration curves were obtained from analyses of reference materials with different matrices, and the analytical conditions were checked on the NIST 614 glass. The linearity (R2 ≥ 0.98), limit of detection (0.002–0.044 μg g−1), limit of quantification (0.008–0.146 μg g−1), recovery (88.4–112.4%), and intraday (0.1–14.1%) and interday (1.6–17.8%) precision were systematically assessed. The results obtained showed that the method is fit for the purpose and showed evidence of a nonsignificant interference of the matrix. Thus, the developed procedure was applied in the analyses of magnetite, martite, hematite, and goethite grains from Cauê Iron Formation (Brazil). The REE + Y patterns of the minerals are consistent with the previous study of bulk analyses on whole rocks and highlight the postdepositional signature of these elements in banded iron formations.
Elemental and stable isotopes geochemistry of Paleoproterozoic dolomites from Fecho do Funil Formation, Quadrilátero Ferrífero - Brazil
(2017) Nogueira, Leonardo Brandão; Oliveira, Vinícius Queiroz; Leite, Mariangela Garcia Praça; Ali, Arshad; Sampaio, Geraldo Magela Santos; Abreu, Adriana Trópia de; Nalini Júnior, Hermínio Arias; Banerjee, Neil R.
Geochemical and stable isotopic characteristics of thirteen samples taken from Paleoproterozoic Fecho do Funil Formation, Quadril atero Ferrífero, Brazil have been analyzed to investigate the depositional conditions and source of rare earth elements (REEs) in Cumbi quarry dolomites. The major oxides such as CaO and MgO show variable compositions ranging from 20 to 29 wt % and 14e21 wt % respectively in most of the samples. The contents of loss on ignition (LOI) are lower (26e42 wt %) than that of the pure dolomite (~48 wt %). These mass discrepancies are compensated by other oxides including Al2O3 (1.9 e18.7 wt %), Fe2O3 (1.2e6.1 wt %), and K2O (0.5e6.8 wt %) that had been incorporated into the dolomite samples by the contamination of terrigenous input. Further, SREE contents (20e101 ppm) display significant variation that also corroborate with contamination of studied samples by detrital materials. The regression lines of SREE against Al2O3 (R2 ¼ 0.96), Fe2O3 (R2 ¼ 0.65), Ni (R2 ¼ 0.94), Cr (R2 ¼ 0.95), Th (R2 ¼ 0.98), and Sc (R2 ¼ 0.98) show positive correlation which is probably associated with the input of terrigenous materials during the deposition of Cumbi quarry dolomites. On the other hand, a negative correlation between SREE and CaO combined with a large variation in Y/Ho (27e50) is also interpreted as the sea-water like REE patterns have been masked by the contribution of variable amounts of terrigenous materials in Cumbi quarry dolomites. All the dolomite samples analyzed from the Fecho do Funil Formation exhibit a subtle negative cerium anomaly (Ce/Ce* ¼ 0.85e0.95). The dolomites from Cumbi quarry e Fecho do Funil Formation show narrow variations in Eu anomalies (Eu/Eu* ¼ 1.02 to 1.25). The positive correlation between Eu with Zr, Th and Y supports the non diagenetic influence on this element (R2 ¼ 0.94, 0.98, 0.84 respectively). Eu contents, in this study show significant positive correlation with Al2O3 (R2¼0.96), suggesting the detrital origin. The d13CVPDB (þ6.0 to þ7.2‰) and d18OVPDB ( 10.9 to 10.4‰) values in our samples display a narrow range which are identical to those shown by successions, characterized by positive carbon excursions, deposited during the Lomagundi event. We infer that the elevated carbon isotope values of the Fecho do Funil dolomites likely reflect primary carbon isotope compositions.
Ensaios cinéticos para previsão e prevenção de drenagem ácida : estudo de caso das Indústrias Nucleares do Brasil (INB), Caldas, MG.
(Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2012) Abreu, Adriana Trópia de; Lena, Jorge Carvalho de
A drenagem ácida de mina é o resultado do processo de oxidação de rochas que contêm minerais sulfetados. Este processo ocorre quando o material sulfetado é exposto a condições atmosféricas. Nestas condições, sucessivas reações de oxidação dos sulfetos levam à formação de águas ácidas. Isto é agravado quando as rochas existentes no local não têm capacidade de neutralizar o ácido formado. A condição de baixo pH da água drenada acelera o processo de solubilização de materiais sólidos (rochas, solos e sedimentos) e favorece a lixiviação de metais e metalóides tornandoos disponíveis no ambiente podendo comprometer a qualidade dos cursos d’águas adjacentes. Este quadro é muito comum em minas abandonadas onde o material retirado fica exposto como é o caso da mina Osamu Utsumi em Caldas, MG. Trata-se do primeiro complexo mínero-industrial de urânio instalado no Brasil. Este complexo foi inaugurado em 1982 e atualmente está em fase de desativação sob o controle da INB (Indústrias Nucleares do Brasil). Os métodos de controle e tratamento da DAM podem ser divididos em três vias de ação: previsão, prevenção e remediação. Nos métodos de predição ou previsão são utilizados diferentes procedimentos de ensaios estáticos e cinéticos para avaliar a capacidade ou a probabilidade de determinado material gerar ácido e bases sob determinadas condições. Quando a DAM já se encontra instalada, normalmente, são aplicados métodos de prevenção e/ou remediação. Nas metodologias de prevenção tenta-se encontrar maneiras de prevenir a sua geração ou mesmo diminuir a quantidade de ácido gerada. Na remediação são aplicadas técnicas de contenção e/ou tratamento das águas ácidas geradas. O objetivo desse trabalho foi avaliar e comparar diferentes tipos de ensaios cinéticos para previsão e prevenção da geração ácida de amostras de estéril e de rocha da mina Osamu Utsumi. Os ensaios para previsão da DAM foram realizados em colunas de lixiviação e extratores Soxhlet. Já nos ensaios para prevenção da DAM foram estudados e avaliados sistemas de coberturas secas alcalinas contendo como agentes de neutralização a lama vermelha, o calcário e a cal. Além disso, foi realizado um planejamento experimental aplicado ao ensaio de cobertura alcalina utilizando a lama vermelha no sistema de cobertura. Os lixiviados obtidos nos ensaios foram analisados para parâmetros físicoquímicos (pH, Eh, condutividade elétrica e temperatura) e metais e metalóides por ICP OES. Para entender os resultados obtidos nos ensaios cinéticos foi realizada, inicialmente, uma caracterização detalhada (física, química e mineralógica) das amostras de estéril e rocha. Nos dois tipos de ensaios cinéticos avaliados com estéril, colunas de lixiviação e extrator Soxhlet, foi observada uma diminuição nas concentrações da maioria dos elementos maiores e traços com o tempo, exceção foi observada para o Ba. A diminuição progressiva dos elementos avaliados se deve a um processo de esgotamento de sulfetos no estéril que implicam no aumento progressivo do pH. O ensaio com extrator Soxhlet impossibilitou a avaliação de alguns elementos traços, que estiveram abaixo do limite de quantificação da técnica utilizada, devido à quantidade limitada de material utilizada. Duas metodologias de ensaio cinético com extrator Soxhlet foram aplicadas a rocha: sem troca da água (ES1) e com troca diária da água (ES2). Na prática, o efluente mais concentrado gerado na primeira metodologia (ES1), poderia refletir o que ocorre na cava da mina, por exemplo. Neste ensaio foi observado uma diminuição do pH ao longo do ensaio, e como esperado, um aumento das concentrações da maioria dos elementos avaliados com o tempo. Exceções foram observadas para Ba e Fe. Já na segunda metodologia (ES2), foi observado um aumento significativo do pH, que é comparável a resultados de ensaios em colunas. No entanto, avaliação dos elementos traços eluídos ficou comprometida e grande parte deles apresentou resultados abaixo do limite de quantificação da técnica utilizada. Os sistemas de coberturas alcalinas avaliados apresentaram uma eficiência satisfatória quanto à capacidade de neutralização. As misturas realizadas com estéril do BF4 e aditivos alcalinos (cal, calcário e lama vermelha) foram suficientes para gerar águas com pH básico durante o tempo avaliado. Apesar da cobertura com calcário gerar um pH básico, esta condição não foi suficiente para neutralizar a acidez do estéril presente dentro da coluna. Assim, a cal e a lama vermelha possuíram um maior potencial neutralizador. No entanto, estes agentes neutralizantes ofereceram o inconveniente de introduzir material solúvel no lixiviado. Neste ensaio, considerando os parâmetros avaliados, foi demonstrado que o uso de mistura de lama vermelha com estéril poderia ser uma alternativa viável para o controle de geração de DAM associada à reciclagem de resíduos industriais alcalinos. No planejamento experimental aplicado ao ensaio de coberturas alcalinas com lama vermelha foi possível construir uma superfície de resposta que indicou a faixa ótima de pH em função das variáveis estudadas (concentração de lama vermelha e altura da cobertura). Além disso, este estudo tem importância na visualização da robustez do experimento. Isto possibilita alteração de cada uma das variáveis para uma mesma resposta de pH. Também foram construídas superfícies de respostas para a condutividade elétrica e Eh. Para estes parâmetros não foi obtida uma faixa ótima. Os resultados obtidos na análise das superfícies destas respostas mostram que os valores mínimos da faixa ótima de pH parecem apresentar melhores condições para controle de DAM. Os resultados das concentrações dos elementos maiores e traços avaliados nos lixiviados provenientes dos ensaios do planejamento experimental com lama vermelha revelaram que o uso da lama vermelha pode aumentar a concentração da maioria dos elementos químicos em solução, levando a uma diminuição na qualidade do efluente gerado. Isto mostra a importância de estudos que utilizem uma quantidade adequada de lama vermelha que venha limitar adição de metais e metalóides ao lixiviado.
Estudo geoquímico-mineral das formações ferríferas bandadas do Sinclinal Gandarela, Quadrilátero Ferrífero (MG).
(2016) Sousa, Denise Versiane Monteiro de; Nalini Júnior, Hermínio Arias; Silva, Rosaline Cristina Figueiredo e; Abreu, Adriana Trópia de
A composição química, principalmente de elementos-traços, das formações ferríferas bandadas (FFB) e de suas fases minerais é uma ferramenta importante para entendermos a gênese e os processos evolutivos pelos quais essas rochas passaram. As FFB constituem a principal fonte de minério de ferro do mundo e podem auxiliar na compreensão da evolução atmosférica, da composição química dos oceanos e da história evolutiva do planeta Terra. Porém, a baixa fração em massa de elementos-traços nas fases minerais dessas formações, requer um método analítico que apresente baixo limite de detecção. Com isso, foi necessário o desenvolvimento de uma metodologia através de curvas de calibração para a determinação dos elementos-traços Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb e Lu em diferentes fases minerais, via LA-ICP-MS. A metodologia desenvolvida neste trabalho apresentou-se aplicável ao estudo proposto, apresentando linearidade, precisão e acurácia. Foram selecionadas para estudo 11 amostras de itabirito silicoso compacto e itabirito silicoso semicompacto do Sinclinal Gandarela, região centro-nordeste do Quadrilátero Ferrífero (MG). Essas rochas apresentaram uma associação mineral composta por hematita lamelar, magnetita, goethita, quartzo, martita (produto de transformação da oxidação da magnetita em hematita) e outros minerais ganga, como celadonita, barita, monazita e xenotima. Foi determinada a química mineral de Y-ETR em grãos de magnetita, martita, hematita lamelar, goethita e celadonita. A magnetita apresentou valores de concentração desses elementos inferiores aos limites de detecção do método. De forma geral, a hematita lamelare e goethita apresentaram assinaturas geoquímicas semelhantes: i) enriquecimento dos ETRP em relação aos ETRL; ii) anomalia positiva em Eu, que indica uma contribuição hidrotermal na formação desses minerais; iii) anomalia negativa em Ce, que indica um ambiente de formação oxidante; iv) anomalia positiva em Y, que indica condições de mares modernos e refletem uma rápida precipitação dos óxidos de ferro favorecida pela migração de águas marinhas redutoras e levemente ácida até ambientes rasos de águas mais alcalinas e oxidantes; v) anomalia negativa em Nd; vi) ausência de contaminação clástica. Martita e celadonita apresentaram um padrão geoquímico distinto dos demais minerais, exceto pela presença de um enriquecimento dos ETRP em relação aos ETRL das martitas. Um enriquecimento do conteúdo de Y-ETR e da razão Y/Ho também foi notado entre os óxidos/hidróxidos de ferro, relativo ao aumento do grau de oxidação deles, que pode evidenciar uma mudança na composição do fluido e/ou um aumento na razão rocha/fluido, favorecida pela fixação de elementos terras raras (principalmente de ETRP) e uma mobilização dos elementos Y e Ho durante o processo de mineralização, respectivamente. A maioria dos grãos de hematita lamelar e goethita apresentaram uma assinatura geoquímica similar ao itabirito hospedeiro, indicando que há uma contribuição desses minerais para o padrão geoquímico dessas rochas.
Evaluation of matrix effect on the determination of rare earth elements and As, Bi, Cd, Pb, Se and In in honey and pollen of native Brazilian bees (Tetragonisca angustula – Jataí) by Q-ICP-MS.
(2017) Oliveira, Fernanda Ataide de; Abreu, Adriana Trópia de; Nascimento, Nathália de Oliveira; Froes, Roberta Eliane Santos; Itabaiana, Yasmine Antonini; Nalini Júnior, Hermínio Arias; Lena, Jorge Carvalho de
Bees are considered the main pollinators in natural and agricultural environments. Chemical elements from honey and pollen have been used for monitoring the environment, the health of bees and the quality of their products. Nevertheless, there are not many studies on honey and pollen of native Brazilian bees. The goal of this work was to determine important chemical elements (Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Lu and Yb) along with As, Bi, Cd, Pb, Se and In, in honey and pollen of native Brazilian bees, assessing analytical interferences from the matrix. A proposed analytical method was developed for these elements by quadrupole ICP-MS. Matrix effect was verified in honey matrix in the quantification of As, Bi and Dy; and in pollen matrix for Bi, Cd, Ce, Gd, La, Pb and Sc. The quality of the method was considered satisfactory taking into consideration the recovery rate of each element in the spiked solutions: honey matrix (91.6–103.9%) and pollen matrix (94.1–115.6%). The quantification limits of the method ranged between 0.00041 and 10.3 μg L−1 for honey and 0.00041–0.095 μg L−1 for pollen. The results demonstrate that the method is accurate, precise and suitable.
Geochemical evaluation of bottom sediments affected by historic mining and the rupture of the Fundão dam, Brazil.
(2020) Reis, Deyse Almeida dos; Nascimento, Laura Pereira do; Abreu, Adriana Trópia de; Nalini Júnior, Hermínio Arias; Roeser, Hubert Mathias Peter; Santiago, Aníbal da Fonseca
The rupture of the Fundão dam released about 39 million m3 of tailings into the Rio Doce/Brazil. The sediment load increase in the affected rivers has become a concern. As such, this article provides recent information about the region. In addition, based on past studies in the region, it shows the magnitude and dynamics of the environmental impacts caused by the rupture of the dam on the bottom sediments. Sediment samples in different seasonal periods were collected at eleven sampling stations located along the Gualaxo do Norte River, the first tributary of the Rio Doce affected by the environmental disaster. These sediments underwent physical, chemical, and granulometric analyses for their organic, metal, and semimetal content. The contamination factor and the enrichment factor of the samples also were calculated. To evaluate the anthropogenic contributions to sediment metal concentrations, reference values (regional background values) for the Gualaxo do Norte River were used. The results indicate that, in the sampling stations not affected by the disaster, the concentrations of the metals and semimetals reflect the geology of the Quadrilátero Ferrífero. However, in the area affected by the environmental disaster, there were changes in the chemical and physical properties of the bottom sediment, mainly in the concentrations of iron, organic matter, and fine sediment fractions. This was reflected in the contamination factors and enrichment factors calculated for the sediments of the sampling stations. Iron and manganese concentrations in sediments are much higher than other rivers in the world that are unaffected by mining activities. The observed changes in the bottom sediments of the river suggest a need for constant monitoring of the iron because the iron oxide minerals present in silt and clay have a high adsorption capacity. In the long term, these factors may contribute to the decrease of the quality of these sediments and consequently of the waters and biota present in these environments.
Geochemical fingerprint of siliceous, amphibolitic and magnetitic itabirite types of the region of Serra Azul – Quadrilátero Ferrífero, MG.
(2015) Alkmim, Ana Ramalho; Sampaio, Geraldo Magela Santos; Dantas, Júlia Cotta Maciel; Abreu, Adriana Trópia de; Nalini Júnior, Hermínio Arias
Formações ferríferas são importantes fontes de informações sobre a evolução da hidrosfera, atmosfera, biosfera e litosfera da Terra. Esse trabalho reúne dados geoquí-micos de elementos maiores, menores e traços (incluindo os elementos terras raras) dos itabiritos silicoso, anfibolítico e magnetítico da Formação Cauê provenientes da região de Serra Azul (QF). Em se tratando das concentrações de elementos-traço, considerados traçadores de contaminação detrital, pode-se inferir que o tipo magnetítico é o que possui uma maior contaminação e que o silicoso, a menor. Embora existam diferenças no somatório total de ETR nos três diferentes tipos de itabiritos estudados, na região de Serra Azul, não foi possível verificar discrepân¬cias muito significativas no espectro de ETR dos três diferentes tipos estudados. São características comuns aos três tipos de itabiritos: i) anomalias positivas de Eu (Pla¬ navsky et al., 2010); ii) enriquecimento em ETR pesados em relação aos leves; iii) razões (Sm/Yb)SN<1 e (Eu/Sm)SN>1 (Bau & Möller, 1993). Os itabiritos magnetítico e o silicoso possuem ainda em comum anomalias positivas de Y, uma característica que aparece em algumas amostras do tipo anfibolítico também. As outras amostras de itabirito anfibolítico possuem anomalias negativas de Y.
In-situ LA-ICP-MS and EMP trace element analyses of hematite : insight into the geochemical signature of the Neoproterozoic Urucum iron formation, Brazil.
(2019) Souza, Fernando Ribeiro de; Nalini Júnior, Hermínio Arias; Abreu, Adriana Trópia de
Hematite hosted in iron formations (IFs) is widely held as a transformation of (bio)chemical precipitates, which may register depositional conditions and sources responsible for the origin of these enigmatic rocks. Consequently, this is an attractive target to mineral-specific geochemical investigations aiming at distinguishing primary signatures from ore-related transformations and terrigenous contamination. This study reports in situ Electron Microprobe (EMP) and Laser AblationInductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry (LA-ICP-MS) analyses of hematite grains from the Neoproterozoic Urucum IF, Jacadigo-Boqui Gr. The hematite grains were divided into three main morpho-textural types: (i) anhedral, micro-crystalline hematite (Hm1); (ii) coarser, subhedral to euhedral, microspecular (Hm2) and (iii) microplaty (Hm3) hematite. Factor analysis (FA) was used to trace underlying relationships among the trace elements (TEs). The identified factors were correlated to: (i) substitutions in the hematite structure (F3a, MgO-MnO-Al2O3-TiO2; and F1b, Al-Ti-V); (ii) mineral inclusions (F1a, SiO2; F2a, P2O5-CaO-MgO; and F2b, Mg-Mn-Sr); (iii) hydrogenous and diagenetic incorporation (F3b, Th-Zr-Cu and Ba-REE; F4b, Si-U-Hf). The TE compositions are broadly consistent in all hematite types; this trend suggests limited post-depositional overprinting. Nearly isochemical signatures show that transformation of ferrihydrite to hematite and the subsequent recrystallization of this mineral were dominated by solid-state processes under high Eh. Elements exclusively incorporated in the hematite structure (Al, Ti, V) did not show significant fractionation with increasing recrystallization. Replacement and solution precipitation also occurred, albeit to a lesser extent. The recrystallization of Hm1 to Hm2 and Hm3 was likely controlled by texture and assisted by pressure and fluid circulation. Warm, alkaline, basin brines were also responsible for the dissolution of gangue minerals, particularly chert. Consequently, elements associated with mineral inclusions (Si, P, Ca, Mg, Mn, and Sr) decrease in abundance from Hm1 to Hm2 and Hm3. Ptygmatic quartz veinlets and chert dissolution pods attest to silica leaching and volume reduction leading to hypogene enrichment. Supergene enrichment resulted in ubiquitous secondary porosity, but generally did not affect the composition of the hematite grains. Non-CHARAC Zr/ Hf ratios suggest active HFSE fractionation processes. Super-chondritic ratios record basin seawater enriched in Zr as a consequence of the fractionation of Hf onto amorphous silica, registered by sub-chondritic Zr/Hf ratios and a correlation between Si and Hf in factor F4b. Distinctively seawater-like REE pasterns suggest a common precursor hydrogenous phase. Consistent true negative Ce anomalies and generally low Th/U ratios, together with the relatively common occurrence of hematite peloids, suggest that the precursor ferrihydrite particles were deposited and accumulated near the water-sediment interface, in a well-oxygenated shallow water setting. This implies the existence of a discrete chemocline separating the deep ferruginous waters from oxygenated shallow waters.
Mineral content in honey and pollen from native stingless bees Tetragonisca angustula (Latreille, 1811) in the Iron Quadrangle, Brazil.
(2020) Oliveira, Fernanda Ataide de; Abreu, Adriana Trópia de; Nascimento, Nathália de Oliveira; Froes, Roberta Eliane Santos; Nalini Júnior, Hermínio Arias; Itabaiana, Yasmine Antonini
The objective of this work was to determine the mineral content of honey and pollen of the Brazilian native Jata ı bee (Tetragonisca angustula) sampled at nine sites in the so-called Iron Quadrangle region of the State of Minas Gerais, Brazil. Twenty chemical elements were determined in the honey and pollen samples: Al, Ba, Ca, Co, Cu, Fe, Ga, In, K, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, S, Sr, V, and Zn. Analysis of the data using ANOVA and Tukey’s test (p ¼ .05) revealed statistically significant differences between the mineral contents of honey and pollen, as well as between the samples from different locations. The score plot and loading plot diagrams from factor analysis with Varimax rotation were able to classify the honey and pollen samples according to their geographical origin. The factor analysis separated the sites according to the similarities of the chemical concentrations. These results were related to the geogenic and anthropic contributions of the sites. Therefore, honey and pollen of Jata ı bees could also serve as bioindicators.
Mobilização de metais pesados em sedimentos de rio provenientes da região impactada pelo rompimento da barragem de rejeitos de Fundão, Mariana, MG.
(2019) Santos, Eugênia Moreira; Nalini Júnior, Hermínio Arias; Abreu, Adriana Trópia de; Nalini Júnior, Hermínio Arias; Santiago, Aníbal da Fonseca; Horn, Adolf Heinrich
Os sedimentos desempenham um papel importante no transporte de nutrientes, metais pesados e outros contaminantes através dos rios para os oceanos e mares. Neste contexto, o presente estudo tem como objetivo a avaliar a disponibilidade de elementos químicos para as águas do rio Gualaxo do Norte e rio Doce após o rompimento da barragem de Fundão, Mariana (MG). Para tal, foram coletadas amostras de sedimentos em três pontos estratégicos, ao longo do trecho dos rios supracitados, nas quais foram realizadas análises granulométrica, mineralógica (por difratometria de raios-X), química (por ICP-OES e ICP-MS), ensaios cinéticos através de colunas de lixiviação, para avaliar o comportamento de lixiviação do solo contaminado, além de extração sequencial, para se verificar os potenciais riscos de mobilização dos elementos químicos para o meio. As amostras analisadas são constituídas predominantemente por quartzo, hematita e goetita. Análises químicas apontaram que, de uma forma geral, as concentrações de elementos químicos nos sedimentos diminuíram após o rompimento da barragem de Fundão, visto que ocorreu a mistura dos mesmos com o rejeito. Concentrações de Mn e Ba mantiveram-se próximas às concentrações de “background” geoquímico para a região do Gualaxo do Norte após o rompimento. Concentrações de elementos como K, Rb e Zr nos sedimentos apresentaram um aumento em consequência da composição litológica da sub-bacia do Rio Santarém (onde se localizava a barragem de Fundão). Os teores de Sb também aumentaram, em consequência de atividades de extração de ouro provenientes do Rio Gualaxo, localizadas em Antônio Pereira. Teores de Na aumentaram devido à utilização de soda cáustica (NaOH) para flotação de minérios de ferro. Os teores de Co e Ca também aumentaram e são provenientes das sub-bacias do rio Natividade e rio Manso, respectivamente. Os testes de extração sequencial revelaram que os elementos Ba, Co e Mn encontravam-se nas frações mais lábeis, ou seja, mais facilmente disponíveis, enquanto que Cr, Cu, Zn, Al e Fe encontraram-se predominantemente associados à fração residual. Os elementos associados às frações mais lábeis podem se tornar mais facilmente disponíveis ao meio através de alterações físicoquímicas da água como pH, Eh e OD. Os testes de lixiviação apontaram elevadas concentrações de S e Na, que podem estar relacionadas aos produtos do beneficiamento do minério, visto que os sulfatos também são utilizados como coletores aniônicos no processo de flotação. O elemento Mn apresentou concentrações elevadas, indicando alto potencial de contaminação das águas. O Fe apresentou baixas concentrações no lixiviado, apesar dos seus elevados teores no sedimento, a extração sequencial mostra que ele se encontra na fração residual e dificilmente é mobilizado para o ambiente. Concentrações máximas dos elementos As, Ba, Cd, Pb, Co, Cr, Ni, Se, V e Zn apresentaram-se abaixo dos limites estabelecidos pela legislação brasileira. Já o Cu apresentou elevadas concentrações em um dia de coleta. As concentrações de Sb estiveram acima do permitido em vários dias de análises. O Sb se encontra em solução na forma de HSbO2(aq) para as condições em que o experimento foi desenvolvida e os riscos de contaminação das águas por Sb tendem a diminuir, pois diagramas de Eh-pH indicam que este elemento permaneça no sistema como espécie sólida (Sb2O4(s) e Sb2O5(s)).
Optimization of the in-situ U-Pb age dating method via LA-Quadrupole-ICP-MS with applications to the timing of U-Zr-Mo mineralization in the Poços de Caldas Alkaline Complex, SE Brazil.
(2015) Takenaka, Lynthener Bianca; Lana, Cristiano de Carvalho; Cipriano, Ricardo Augusto Scholz; Nalini Júnior, Hermínio Arias; Abreu, Adriana Trópia de
The high spatial resolution of the LA-ICP-MS systems allows rapid extraction of vital isotopic information from individual growth zones of minerals. This paper describes in detail the optimization of a relatively inexpensive LA-ICP-MS system consisting of a UV 213 Laser Ablation and a Quadrupole ICP-MS. The results of optimization take into account laser energy, beam diameter, frequency and ICP-MS gas conditions. The optimized conditions were tested for precision and accuracy on a number of wellcharacterized zircons, commonly used as primary and secondary quality control standards. The acquisition of the U-Pb data is carried out in automated mode (pre-set points) for up to 12 h/day with only minimal operator presence. Individual U-Pb zircon analysis lasts 80 s. The 2s uncertainties of the standards ranged between 1.4 and 8.2%, and overall their relative deviations ranged from 0.02 to 0.87%. The results are comparable to techniques that use more complex and time-consuming approaches such as LA-MC-ICP-MS and ion-microprobe. We have applied this method to obtain ages of numerous granitoid rocks from the Southern São Francisco Craton and a well-known Archean granitoid of the Kaapvaal Craton, South Africa. We furthermore provide the first results of U-Pb age dating of U-Zr-Mo mineralization in the Poços de Caldas Alkaline Complex, SE Brazil, with a U-Pb age of 85 ± 3 Ma for zircon-bearing hydrothermal veins.
Otimização de metodologia de digestão de folhas de espécie dos Campos Rupestres.
(2014) Araújo, Letícia Pereira; Silva, Matheus Albuquerque da; Faria, Efigênia Miranda de; Abreu, Adriana Trópia de; Figueiredo, Maurílio Assis; Leite, Mariangela Garcia Praça; Kozovits, Alessandra Rodrigues
Pollen storage by stingless bees as an environmental marker for metal contamination : spatial and temporal distribution of metal elements.
(2018) Nascimento, Nathália de Oliveira; Nalini Júnior, Hermínio Arias; Oliveira, Fernanda Ataide de; Abreu, Adriana Trópia de; Antonini, Yasmine
Since the middle of the 20th century, human activities have led to overall ecosystem contamination and to major modifications in landscape structure and composition. Mining activities represent a major source of environmental contamination by metal residues. The objective of our study was to evaluate the presence of heavy metals and other elements on stingless bee pollen, and compare them to samples of Suspended Particulate Material (SPM) in five points a Mineral Province, in Brazil. More than 50 elements were identified by ICP-OES and ICP-MS, after microwave digestion. Overall, we found a strong relation among elements present on pollen and SPM. Samples from the four areas exhibited higher levels of minerals compared to the reference site. Mineral levels varied widely within the two seasonal periods. Some elements, like Pb, Cd, As, Cu, Zn, and Fe were found at levels considered potentially toxic to human health. Pollen stored by stingless bees was a successful bioindicator, and demonstrated the value of quantitative ecological information for detecting air pollution.
Precipitação de Al(OH)3 do licor de Bayer em presença de aditivos.
(2020) Souza, Elianderson Isac; Luz, José Aurélio Medeiros da; Luz, José Aurélio Medeiros da; Abreu, Adriana Trópia de; Nogueira, Francielle Câmara
Este trabalho teve por objetivo a caracterização, análise do crescimento cristalográfico e análise do processo de aglomeração dos precipitados de hidróxido de alumínio formados a partir de solução de aluminato de sódio com semeadura de cristais de hidróxido de alumínio. O hidróxido de alumínio foi precipitado a partir de soluções previamente preparadas pela digestão de hidróxido de alumínio (alumina) em solução cáustica (formada pela dissolução de hidróxido de sódio em água destilada aquecida). Esta precipitação foi avaliada em escala de bancada adotando parâmetros químicos similares aos industriais, bem como com a adição intencional de ácido oxálico, renex, peróxido de hidrogênio e cloreto de amônio. Os resultados obtidos mostraram que o cloreto de amônio foi o mais efetivo na precipitação: com 40 g/L, houve um aumento da fração precipitada nas primeiras horas em até 40 %, e no final do ensaio em cerca de 17 %, porém, com grande aumento na quantidade de partículas menores que 1 µm. Empregando-se 20 g/L, o aumento da fração precipitada ficou entre 6 % e 12 % em diferentes intervalos de tempo, com aumento do tamanho das partículas. Os prováveis mecanismos de atuação de cada reagente dentro do processo de precipitação foram explicados com o auxílio de imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise granulométrica dos precipitados formados.
Quantitative analysis of plant leaf elements using the LA-ICP-MS technique.
(2019) Diniz, Adriana Pedrosa; Kozovits, Alessandra Rodrigues; Lana, Cristiano de Carvalho; Abreu, Adriana Trópia de; Leite, Mariangela Garcia Praça
The use of Laser Ablation coupled to Mass Spectrometry is a promising technique for analysis of plant tissue elements because it has advantages over conventional digestion techniques such as reduced levels of contamination and sample preparation time, possibility of spatial distribution analysis of elements, high number of repetitions, among others. This technique still has some limitations, especially with regard to calibration, which may result in inaccurate chemical analyses. The present study aims to compare two types of analyzers (quadrupole and magnetic sector field) regarding precision and accuracy. Certified material was examined, and also plant material analyzed by both solution in inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES) and by laser ablation methods. It was observed that the magnetic sector field analyzer gave better results in relation to precision (relative standard deviation - RSD) and accuracy (recovery). An elemental composition pattern similar to that of the sample to be analyzed is relevant to validate the methodology for the analysis of leaves collected under different environmental conditions. Thus, pulverized Eremanthus erytropappus leaves were suggested as a second type of validation standard to be used in analyzes of plants belonging to the Atlantic and Cerrado Forest biomes.
The fate of a Neoproterozoic intracratonic marine basin : trace elements, TOC and IRON speciation geochemistry of the Bambuí Basin, Brazil.
(2019) Hippertt, João Pedro Torrezani Martins; Caxito, Fabrício de Andrade; Uhlein, Gabriel Jubé; Nalini Júnior, Hermínio Arias; Sial, Alcides Nóbrega; Abreu, Adriana Trópia de; Nogueira, Leonardo Brandão
Neoproterozoic marine systems are associated with major paleoecological changes that took place in the Ediacaran and during the Ediacaran-Cambrian transition. During this timespan, the Bambuí basin located on east Brazil held a peculiar paleoenvironmental scenario. Due to its intracratonic evolution, the basin was partially disconnected from neighboring open marine systems. This setting raises a very interesting opportunity to understand how an isolated Neoproterozoic marine system evolved in contrast with typical (globally connected) open marine systems. To understand the paleoenvironmental changes that took place in the Bambuí basin, we investigate the pre-glaciogenic deposits of the Carrancas Fm and the post-glaciogenic mixed (shale-carbonate) successions of the Bambuí Group. Through the analysis of iron speciation, TOC, trace element and C-O isotope systematics, our study suggests a very complex environmental evolution. Firstly, our samples are marked by strong contamination of detrital continental material that can be related to an increased bioproductivity on both the Carrancas Fm. and lower Bambuí group stratigraphic units, and provenance data show that all studied sediments probably shared common source areas. Iron speciation data, Ce anomalies and RSE enrichments shows that lower Bambuí Group stratigraphic units were likely deposited in an open marine scenario featuring high bioproductivity in shallow waters and euxinic incursions in predominant anoxic/ferruginous bottom waters. On the other hand, upper Bambuí stratigraphic units register a marine evolution in a restricted scenario, where anoxic ferruginous conditions probably reached surface waters. Finally, our data show that the lack of oceanic connection prevented the re-supply of marine sulfate, RSE, bionutrients and ultimately of dissolved oxygen which may have decreased biological activity and probably hindered biological evolution, preventing the rise of a typical modern-like Cambrian ecosystem. In this sense, our data suggest that oceanic connectivity and proper re-supply of inorganic marine input were important features in the development of complex life in the EdiacaranCambrian environment.

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