Immediate and long-term impacts of one of the worst mining tailing dam failure worldwide (Bento Rodrigues, Minas Gerais, Brazil)

Vergílio, Cristiane dos Santos; Lacerda, Diego; Souza, Tatiana da Silva; Oliveira, Bráulio Cherene Vaz de; Fioresi, Vinicius Sartori; Souza, Victor Ventura de; Rodrigues, Giovana da Rocha; Barbosa, Marjore Kinaip de Araujo Moreira; Sartori, Echily; Rangel, Thiago Pessanha; Almeida, Diogo Quitete Ribeiro de; Almeida, Marcelo Gomes de; Thompson, Fabiano L.; Rezende, Carlos Eduardo de

doi:10.1016/j.scitotenv.2020.143697

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“…Laboratory toxicity testing of the bulk sediments and/or tailings-like layer also resulted in no acute or chronic toxicity to C. sancticaroli, corroborating that metals are likely not bioavailable, six years after the dam rupture. Our results may indicate improving conditions in the Rio Doce, because six months after the rupture, Vergilio et al (2021) observed water and sediment toxicity in tests with microalgae (R. subcapitata), D. similis, and Allium cepa; the authors did not observe toxicity to adults of Danio rerio. In another study, using elutriates from sediments collected in 2019, Yamamoto, Souza, et al (2022) detected adverse effects in embryos of Rhamdia quelen, which were associated with metals and organic compounds.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 52%

“…The concentrations of most metals in the sediments were lower than those reported just after the dam rupture (Hatje et al, 2017; IGAM, 2020; Vergilio et al, 2021) and comparable or slightly higher than those reported before the disaster, when the Rio Doce basin was already considered chronically affected (Duarte et al, 2021; Rodrigues et al, 2014; Santolin et al, 2015). Although the concentrations measured exceeded the national SQGs for Levels 1 (threshold) and 2 (probable toxicity), the evaluation of chemical concentrations in bulk sediment samples displayed no enrichment or elevated geochemical index levels.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 65%

“…However, since the initial incident, the concentrations of metals that were attributed to the tailing dam failure have generally decreased in most of the Rio Doce basin (Instituto Mineiro de Gestão das Águas [IGAM], 2020[IGAM], , 2021Nogueira et al, 2021), although some datasets have reported increased concentrations of metals in water, sediment, and biota samples from the estuarine and marine regions (Gabriel et al, 2021;Nascimento et al, 2022). Although elevated tissue concentrations of some metals have been reported in fish in samples collected three years after the dam rupture (Ferreira et al, 2020;Passos et al, 2020), water and sediment toxicities appear to be decreasing (Vergilio et al, 2021). The inadequacy of the spatial coverage of testing programs and difficulties in integrating geochemical and ecotoxicological results create uncertainty in conclusions drawn about the continuing impacts.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Has the Rio Doce “time bomb” been defused? Using a weight‐of‐evidence approach to determine sediment quality

Abessa

Burton

Cervi³

et al. 2023

Integr Envir Assess & Manag

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The Fundão mine tailings dam rupture of 2015, in the Rio Doce basin, Brazil, resulted in the deposition of tailings downstream of the dam. It has yet to be determined if metals associated with the tailings have contributed toxicity to organisms, burying a time bomb that could be ticking. Currently the data on toxicity to benthic and aquatic organisms have not been assessed sufficiently to allow an informed assessment using an approach based on weight‐of‐evidence. This study was conducted to ascertain if sediments at “hot spots” that received Fundão tailings reflected elevated concentrations of metals and if these concentrations were sufficient to result in toxicity to freshwater organisms. The lines‐of‐evidence considered included assessing metals concentrations in relation to sediment quality criteria, establishing biogeochemical characterizations, completing an evaluation of potential metal release upon resuspension to provide information on bioavailability, and identifying acute and chronic toxicity effects using sensitive native species for waters (water flea, Daphnia similis) and sediments (burrowing midge larvae, Chironomus sancticaroli). Only porewater concentrations of iron and manganese exceeded Brazilian surface water criteria, whereas most trace elements exhibited no enrichment or elevated environmental indexes. The concentrations of bioavailable metals were assessed to be low, and metal concentrations did not increase in the overlying water upon resuspension; rather, they decreased through time. Toxicity testing in resuspended waters and bulk sediments resulted in no acute or chronic toxicity to either benthic or aquatic species. The low metal bioavailability and absence of toxicity of the tailings‐enriched sediments was attributed to the strong binding and rapid removal of potentially toxic metal ions caused by oxyhydroxides and particles in the presence of iron‐rich particulates. The findings of these sediment hot‐spot studies indicate the Fundão dam release of tailings more than six years ago is not causing the current release of toxic concentrations of metals into the freshwaters of the Rio Doce. Integr Environ Assess Manag 2023;00:1–11. © 2023 The Authors. Integrated Environmental Assessment and Management published by Wiley Periodicals LLC on behalf of Society of Environmental Toxicology & Chemistry (SETAC).

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Section: Discussionmentioning

confidence: 52%

Section: Discussionmentioning

confidence: 65%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Has the Rio Doce “time bomb” been defused? Using a weight‐of‐evidence approach to determine sediment quality

Abessa

Burton

Cervi³

et al. 2023

Integr Envir Assess & Manag

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“…The causes of such an increase are not totally known, but they may include climatic factors inducing metal remobilization, deposition of atmospheric contaminants, and other sources of contamination. Vergilio et al (2021) stated that a factor contributing to the increase of metal concentrations in sediments from the lower DRB could be the reduction of the amount of reactive iron oxides in suspended particulate matter, as their deposition would favor metal retention in the sediments.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Spatial–temporal variations of metals and arsenic in sediments from the Doce River after the Fundão Dam rupture and their bioaccumulation in Corbicula fluminea

Pauly

Cruz

Trevizani

et al. 2023

Integr Envir Assess & Manag

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The rupture of the Fundão dam in Brazil released tons of mining tailings into the Doce River Basin (DRB). This investigation aimed to determine the bioaccumulation of metals in soft tissues of the bivalve Corbicula fluminea exposed to sediments collected in the DRB in four periods (just after, 1, 3, and 3.5 years after the dam rupture). In the exposure bioassays, the concentrations of Al, As, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, and Zn in sediments and bivalve soft tissues were quantified. The concentration of some elements (As, Cd, Mn, and Al) in sediments exceeded the federal limits or regional backgrounds at some sampling sites, but their concentrations tended to decrease over time. However, higher concentrations of many elements were detected in the winter of 2019. Several elements were detected in C. fluminea soft tissues, but the bioaccumulation factors were generally low or not related to those elements associated with the ore tailings, evidencing that the bioavailability of metals to bivalves, in laboratory conditions, was limited. Integr Environ Assess Manag 2023;00:1–12. © 2023 SETAC

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“…comprometimento da fauna e flora; contaminação do solo e corpos hídricos por metais pesados; poluição do ar; compactação do solo pelo tráfego de máquinas pesadas; redução da infiltração da água e aumento do escoamento superficial; rebaixamento do nível freático para formação das cavas; além da geração de uma grande quantidade de rejeitos, principalmente, armazenados em barragens, e em caso do rompimento dessas estruturas os danos ambientais são ainda mais relevantes (FELIPPE et al, 2016;MOROZESK et al, 2021;NASCIMENTO et al, 2021;VERGILIO et al, 2021…”

Section: Resultsunclassified

Dinâmica da vulnerabilidade ambiental da bacia hidrográfica do Rio Doce como subsídio ao planejamento e gestão de recursos ambientais e hídricos

Campos¹

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A vulnerabilidade ambiental compreende uma importante ferramenta para entender os impactos naturais e antrópicos associados à suscetibilidade ao dano ambiental de um determinado local, bem como para auxiliar no processo de tomada de decisões. Entretanto, são raros os estudos que contemplem uma metodologia de avaliação dos níveis de suscetibilidade à degradação ambiental em nível de bacia hidrográfica, envolvendo tanto o cenário atual como projeções futuras. E, dada a importância das zonas de recarga hídrica (ZRs) para as funções hidrológicas de bacias hidrográficas, a compreensão do comportamento ambiental nestas áreas torna-se ainda mais relevante. Nesse sentido, é considerável, também, entender o regime das vazões mínimas, relevante para definir a disponibilidade hídrica e estabelecer os limites de outorgas de uso de água. Desta forma, o objetivo geral do presente estudo foi analisar a dinâmica da vulnerabilidade ambiental da bacia hidrográfica do rio Doce, como subsídio ao planejamento e gestão de recursos ambientais e hídricos. No primeiro capítulo, o estudo teve por objetivo avaliar a vulnerabilidade ambiental da bacia hidrográfica do rio Doce, considerando sua condição atual. Para o desenvolvimento da análise multicritério foram utilizados os fatores declividade, elevação, dissecação do relevo, precipitação, pedologia, geologia, distância de centros urbanos, distâncias de estradas, distância de barragens de mineração e o mapeamento do uso e cobertura da terra, verificando-se que 34,2% da bacia hidrográfica encontra-se nas classes de vulnerabilidade alta e muito alta, sendo as regiões do médio rio Doce as mais vulneráveis, com destaque para as UGRH’s Guandu (DO7), Manhuaçu (DO6) e Caratinga (DO5). No segundo capítulo objetivou-se avaliar a vulnerabilidade ambiental associada às ZRs e identificar o comportamento das vazões mínimas da bacia hidrográfica do rio Doce. Realizou- se a sobreposição do mapeamento da vulnerabilidade ambiental e das ZRs, e aplicou-se os testes não paramétricos Mann-Kendall Modificado, Pettitt e a correlação de Spearman para avaliar a tendência das séries históricas de vazões mínimas anuais com sete dias de duração (Q7). Os resultados mostraram que cerca de 25% das ZRs da área de estudo estão em áreas classificadas como de vulnerabilidade ambiental alta e muito alta, e mais de metade das ZRs são utilizadas em atividade de agropecuária. Pela análise de tendência, constatou-se que 39 estações fluviométricas avaliadas apresentaram tendência significativa de redução da Q7. Por fim, no terceiro capítulo, foi empregada a análise multicritério para avaliar a vulnerabilidade ambiental da bacia hidrográfica do rio Doce para o ano de 2050, considerando cenários futuros de mudanças climáticas e de uso da terra. No desenvolvimento da análise foram empregados os fatores: declividade, elevação, dissecação do relevo, precipitação, temperatura, pedologia, geologia, distância de áreas urbanos, distâncias de estradas e o uso e cobertura da terra. As projeções climáticas foram realizadas utilizando os modelos climáticos regionalizados Eta- HadGEM2-ES e Eta-MIROC5, para os cenários de emissões RCP 4.5 e RCP 8.5. A ferramenta Land Change Modeler foi usada para simular o uso da terra para o ano de 2050, considerando também a situação hipotética de reflorestamento das áreas de Reservas Legais (RLs) da área de estudo. Assim, pela combinação das condições climáticas e de uso da terra, pode-se simular quatro cenários futuros de vulnerabilidade ambiental para o ano de 2050. Os resultados indicam reduções da precipitação média anual da bacia e elevação da temperatura média anual para o período futuro (2020-2050), sendo essa diferença ainda superior no cenário pessimista RCP 8.5. Quanto à vulnerabilidade ambiental futura, constatou-se que o Cenário Futuro 3 (RCP 4.5 e uso da terra para 2050) resultou na maior área da bacia nas classes de maior vulnerabilidade. Verificou-se, ainda, que todos os cenários futuros simulados projetam uma relativa melhoria da vulnerabilidade ambiental no ano de 2050, em decorrência da redução das precipitações. Os resultados obtidos neste estudo poderão servir de subsídio ao planejamento e gestão dos recursos naturais e hídricos da bacia hidrográfica do rio Doce. Palavras-chave: Degradação ambiental. Mudanças climáticas. Análise multicritério. Uso da terra. Gestão de bacias hidrográficas.

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Immediate and long-term impacts of one of the worst mining tailing dam failure worldwide (Bento Rodrigues, Minas Gerais, Brazil)

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Has the Rio Doce “time bomb” been defused? Using a weight‐of‐evidence approach to determine sediment quality

Has the Rio Doce “time bomb” been defused? Using a weight‐of‐evidence approach to determine sediment quality

Spatial–temporal variations of metals and arsenic in sediments from the Doce River after the Fundão Dam rupture and their bioaccumulation in Corbicula fluminea

Dinâmica da vulnerabilidade ambiental da bacia hidrográfica do Rio Doce como subsídio ao planejamento e gestão de recursos ambientais e hídricos

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