Avaliação de atributos químicos e biológicos de nichos construídos utilizando rejeito de minério de ferro: uma alternativa para revitalização de áreas degradadas

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dc.contributor.advisorGuimarães, Andréa Rodrigues Marques
dc.contributor.advisor-coFerreira, Ângela de Mello
dc.contributor.advisor-coBadotti, Fernanda
dc.contributor.advisor-coLatteshttp://lattes.cnpq.br/1228978469230164
dc.contributor.advisor-coLatteshttp://lattes.cnpq.br/2119491576564545
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/0539560330282592
dc.contributor.authorSantos, Mariana de Aguilar
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2141288144068098
dc.contributor.refereeGuimarães, Andréa Rodrigues Marques
dc.contributor.refereeFerreira, Ângela de Mello
dc.contributor.refereeBadotti, Fernanda
dc.contributor.refereeTiago, Fabiana da Conceição Pereira
dc.contributor.refereeRezende, Patrícia Sueli de
dc.contributor.refereeZago, Valéria Cristina Palmeira
dc.date.accessioned2025-04-30T20:49:45Z
dc.date.available2025-04-30T20:49:45Z
dc.date.issued2022-08-25
dc.description.abstractA indústria de extração de minério de ferro é um dos setores mais importantes para a economia brasileira, especialmente na região do Quadrilátero Ferrífero em Minas Gerais. A exploração dos recursos minerais implica em alterações do meio socioambiental do território minerador, ocasionando um impacto ambiental nos ecossistemas de Campo Rupestre, como a disposição do rejeito em barragens. O uso de Nicho Construído constitui uma técnica recentemente apresentada, que tem como constituintes o rejeito de minério de ferro, topsoil (camada superficial do solo) e aglomerante. A aplicação da técnica do Nicho Construído visa mimetizar nichos ecológicos pré-existentes nas áreas degradadas pela atividade de mineração, com a vantagem de manter componentes bióticos do local de interesse. Neste contexto, este trabalho teve como finalidade, confeccionar e avaliar os efeitos de diferentes componentes do Nicho Construído nas características mecânicas, físico-químicas e biológicas do material. Para tanto, caracterizou-se o topsoil de uma área não degradada de Campo Rupestre quanto à composição química e mineralógica e à fertilidade; avaliou os efeitos dos novos constituintes do Nicho Construído (como argila bentonita e biocompósito de micélio fúngico) na sua propriedade mecânica e atributos biológicos, tais como: carbono da biomassa microbiana (CBM), respiração basal (RB) e quociente metabólico (qCO2). E ainda, observou-se a presença de organismos fotobiontes durante o período de incubação 7 e 180 dias. Os Nichos Construídos foram confeccionados somando-se diferentes proporções de topsoil do Campo Rupestre da Serra da Piedade, rejeito de minério de ferro, cimento, argila bentonita e biocompósito de micélio fúngico. As análises de Difração de raios X e Fluorescência de raio X do topsoil identificaram minerais como a hematita, quartzo e goetita e altas proporções de óxido de ferro e dióxido de silício. As análises químicas de fertilidade do topsoil apresentaram baixa concentração de nutrientes, dentre eles o Ca, K, P, soma de bases e capacidade de troca de cátions. Observou-se um baixo teor de matéria orgânica, carbono, nitrogênio e pH ligeiramente ácido. Essas características são típicas de topsoil de Campo Rupestre ferruginoso. Os novos aglomerantes utilizados na confecção dos Nichos Construídos não conferiram resistência ao material, sendo necessário testar novas proporções destes em estudos futuros. Apenas o cimento conferiu resistência ao Nicho Construído, por ser um bom ligante, promovendo a coesão das partículas constituintes do módulo (topsoil+rejeito). Com relação ao CBM, não houve diferença significativa entre os controles e os tipos de nichos em cada tempo de incubação, com exceção do nicho contendo o biocompósito fúngico, que apresentou valores altos de CBM. Os resultados da RB foram baixos para os controles e no topsoil+rejeito, com exceção do nicho com biocompósito fúngico. O crescimento de organismos fotobiontes como, gametófitos de briófitas, protalos de pteridófitas, plântulas de angiospermas e algas, foram observados no topsoil e topsoil+rejeito. Fungos foram observados nos nichos contendo cimento, argila e biocompósito, ao longo do período de incubação. No tempo de 180 dias observou-se o desenvolvimento de angiosperma na superfície do nicho contendo o biocompósito fúngico. As análises de fertilidade, dos atributos biológicos e o crescimento de fotobiontes indicaram que os Nichos Construídos utilizando cimento e argila não apresentam característica que indicam bioreceptividade, contudo, o que utiliza biocompósito fúngico pode atuar como estimuladores do desenvolvimento de vida e, portanto, ser uma ferramenta significativa na recuperação de áreas impactadas.
dc.description.abstractotherThe iron ore extraction industry is one of the most important sectors for the Brazilian economy, especially in the Quadrilátero Ferrífero region in Minas Gerais. The exploitation of mineral resources implies changes in the socio-environmental environment of the mining territory, causing an environmental impact on the ecosystems of Campo Rupestre, such as the disposal of tailings in dams. The use of Construction Niche is a recently presented technique, which has as its constituent iron ore tailings, topsoil (surface layer of the soil) and binder. The application of the Construction Niche technique aims to mimic pre-existing ecological niches in areas degraded by mining activities, with the advantage of maintaining biotic components of the place of interest. In this context, this work aimed to prepare and evaluate the effects of different components of the Constructed Niche on the mechanical, physical-chemical and biological characteristics of the material. For this, the topsoil of a nondegraded area of Campo Rupestre was characterized in terms of chemical and mineralogical composition, and fertility; to evaluate the effects of new Construction Niche constituents (such as bentonite clay and fungal mycelium biocomposite) on its mechanical properties and biological attributes, such as: microbial biomass carbon (MBC), basal respiration (BR) and metabolic quotient (qCO2). Furthermore, the presence of photobiont organisms was observed during the incubation period of 7 and 180 days. The Construction Niche were made by adding different proportions of topsoil from the Serra da Piedade Campo Rupestre, iron ore tailings, cement, bentonite clay and fungal mycelium biocomposite. X-Ray Diffraction and X-Ray Fluorescence analyses of topsoil identified minerals such as hematite, quartz and goethite and high proportions of iron oxide and silicon dioxide. Chemical analyzes of topsoil fertility showed low concentration of nutrients, including Ca, K, P, sum of bases and cation exchange capacity. A low content of organic matter, organic carbon, nitrogen and the slightly acidic pH. These characteristics are typical of ferruginous Campo Rupestre topsoil. The new binders used in the confection of the Construction Niches did not confer resistance to test new of these in future studies. Only cement conferred resistance to the Construction Niche, as it is a good binder, promoting the cohesion of the constituent particles of the module (topsoil+tailings). Regarding the MBC, there was no significant difference between the controls and the types of niches at each incubation time, with the exception of the niche containing the fungal biocomposite, which showed high values of MBC. The BR results were low for the controls and in the topsoil+tailings, with the exception of the niche with fungal biocomposite. The growth of photobiont organisms such as gametophytes of bryophytes, prothallus of pteridophytes, seedlings of angiosperm and algae, were observed in topsoil and topsoil+tailings. Fungi were observed in niches containing cement, clay and biocomposite throughout the incubation period. At 180 days, angiosperm development was observed on the surface of the Construction Niche containing the biocomposite. The analysis of fertility, biological attributes and the growth of photobionts indicated that Niches Built using cement and clay do not present characteristics that indicate bioreceptivity, however, what uses fungal biocomposite can act as stimulators of life development and, therefore, be a significant tool in the recovery of impacted areas.
dc.description.sponsorshipCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET_MG)
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/1334
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.initialsCEFET-MG
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Tecnologia de Produtos e Processos
dc.subjectNicho (Ecologia)
dc.subjectRejeitos de mineração
dc.subjectArgila
dc.subjectBentonita
dc.subjectMineração
dc.titleAvaliação de atributos químicos e biológicos de nichos construídos utilizando rejeito de minério de ferro: uma alternativa para revitalização de áreas degradadas
dc.typeDissertação

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