Oxidação de pirites: meteorização e efeito antropogénico.

Praticamente todos os geólogos portugueses visitaram alguma vez, durante o seu percurso profissional, minas da Faixa Piritosa Ibérica. Semelhantes visitas centram-se de forma invariável nos aspectos geológicos inerentes à génese e evolução dos jazigos de sulfuretos maciços vulcanogénicos. O capítulo da exploração mineira é também pólo de atracção, sobretudo no âmbito dos métodos de modelação, gestão e exploração de recursos. No entanto, as questões ambientais associadas a essas actividadas extractivas são quase sempre abordadas de forma muito superficial, ou simplesmente ignoradas. É propósito deste texto divulgar um processo de meteorização química de importante impacto ambiental na qualidade das águas naturais, que é potenciado pela indústria extractiva de sulfuretos.

Mina de S. Domingos (Beja)

A pirite (FeS2) é um sulfureto de ferro que oxida ao entrar em contacto com a atmosfera. Este processo de oxidação é complexo e compreende muitas reacções intermédias, mas no final obtém-se sempre uma dissolução de elevada acidez rica em ião sulfato e um precipitado praticamente insolúvel de hidróxido de ferro (3+). Para além do ferro, o enxofre também sofre oxidação, passando do estado -1 para +6. O oxidante receptor de electrões é, obviamente, o oxigénio atmosférico. Resta acrescentar que esta reacção é muito lenta (o processo de meteorização química mais rápido é a hidrólise ácida) e é acelerada mediante a intervenção de bactérias que funcionam como catalizadores. Estes organismos utilizam a energia libertada durante o processo de oxidação (é exotérmico) nas suas funções metabólicas. Assim se formam águas ácidas em minas de sulfuretos. Até aqui, nada de novo.

Qual é, então, o perigo de saúde resultante da acidificação antropogénica de águas naturais?

Para melhor responder a esta questão, calculemos a distribuição de espécies com alumínio para uma dissolução aquosa em equilíbrio com a gibbsite (Al(OH3)) em função do pH, a 25º C e 1 atm:

Como se pode observar, a pH inferior a 4, a importância da espécie altamente tóxica Al3+ aumenta dramaticamente. A solubilidade da gibbsite pode ser considerada desprezável a pHs entre 5 e 9, aumentando de forma notória a pHs francamente ácidos. Este hidróxido de alumínio é o produto de alteração da caulinite, que por sua vez é produto de alteração das plagioclases, podendo haver formação intermédia de esmectites. As plagioclases são os minerais mais abundantes na crosta continental e, caso as condições ambientais sejam favoráveis, a sua alteração pode progredir até à solubilização da espécie Al3+ em concentrações perigosamente elevadas, constituindo um grave problema de saúde pública.

http://www.webmineral.com/ (informações gerais sobre minerais referidos no texto)

http://wwwbrr.cr.usgs.gov/projects/GWC_coupled/phreeqc/ (site da USGS onde se pode descarregar gratuitamente o código de modelação geoquímica PHREEQC, com o qual se efectuaram os cálculos da modelação acima descrita)