Crédito da imagem: Leonardo G. Ribeiro

Aplicação de Análise exploratória e análise espacial de dados para investigação de contaminação de metais na água subterrânea provenientes de escória e pó de forno elétrico a arco

Crédito da imagem: Leonardo G. Ribeiro

Aplicação de Análise exploratória e análise espacial de dados para investigação de contaminação de metais na água subterrânea provenientes de escória e pó de forno elétrico a arco

Resumo

Poeira e escória de fornos elétricos a arco (FEA), materiais que possuem metais elevados na sua composição, foram descartados indevidamente em uma siderúrgica industrial local entre 1963 e 1999. Investigações identificaram concentrações anômalas de metais nas águas subterrâneas locais, mas não conseguiram correlacionar tais anormalidades ao material descartado ou a processos geoquímicos naturais. Com o objetivo de identificar a origemde tais anormalidades, aplicou-se a metodologia de análise exploratória e espacial de dados (EDA-SDA) a um conjunto de dados hidrogeoquímicos obtidos a partir de 5 campanhas de amostragem em 32 poços de monitoramento de águas subterrâneas instalados a montante e a jusante da área afetada pelo atividades siderúrgicas. Mapas boxplot elaborados a partir de dados log-transformados de Eh vs. pH identificaram que poços sob a influência de depósitos de escória nas cavidades topográficas apresentaram menor potencial de Eh, maior condutividade elétrica e pH, quando comparados poços em áreas côncavas da área pesquisada. Os mapas de distribuição de metais mostraram que Al, Ca, K, Mg, Na, e Sr eram consistentemente mais altos em cavidades topográficas enquanto as concentrações de Co, Cu, Cr e Li foram maiores em áreas próximas à antiga fábrica de aço, localizada na área topográfica convexa. Ba, Fe, Mn e Zn, indicadores importantes escória de EAF e pó, foram observados em ambas formações. A análise cluster de variáveis foi capaz de capturar as relações entre metais e, assim, validar a log-normalizada de dados, que foi utilizada na análise cluster dos poços. O agrupamento pelo algoritmo Mclust realizado por dois e três grupos permitiu a distinção entre localidades que receberam aporte de metais do pó ou escória daquelas não influenciada por qualquer resíduo. O artigo demonstra que a EDA-SDA é um método eficaz para identificar áreas sob a influência da contaminação por atividades industriais de áreas não afetadas por contaminação antropogênica.

Publicação
Em Water, Air, & Soil Pollution