Surface runoff from an area undergoing soil rehabilitation after bauxite mining in southeastern Brazil

Abstract

Changing hydrological processes and soil characteristics are of major environmental concern in surface mining. Runoff may be the best factor for determining the efficiency of rehabilitation after this type of mining, and needs more in-depth studies, but the environmental factors require more attention in order to control that runoff.The objective of this study was to compare the runoff during post-mining rehabilitation after the extraction of bauxite with that before mining, and to identify the factors that most affect it. Runoff from before the mining operations and during the rehabilitation after those operations were collected in seven plots in the area of a bauxite mine in southeastern Minas Gerais State, Brazil. The physical-environmental and anthropic factors interfering with the runoff were characterized for both periods, and their results were submitted to principal component analysis to define the parameters, which most demand attention in the mining rehabilitation stage. This study provides the first records of runoff in the field in areas rehabilitated after surface mining in Brazil, where the runoff decreased (1.75-times or 42.79%) from 0.76 to 0.30% of the precipitation during rehabilitation, compared to the reference area.The total porosity, density, and resistance of the soil, associated with the maintenance of slope, surface roughness, and vegetation cover, are the factors demanding more attention during the rehabilitation stage of surface mining in order to minimize runoff.

Relationship between soil seed bank and forest restoration techniques on areas around bauxite mining environment

“…Studies on soil seed banks in mining areas are concentrated in places where there was direct mineral exploration, through floristic approaches and phytosociological surveys (Silva et al, 2019;Onésimo et al, 2021). However, there are many areas around the mining that suffer impacts, mainly related to the suppression of vegetation and changes in soil layers (Martins et al, 2020;Spletozer et al, 2021). Usually, the areas destined for the administrative sectors, the parking lots and other structures of the mining company have compacted soil and absence of the organic layer (O horizon) and the topsoil layer (A horizon) (Fonseca 2021).…”

Monitoramento e predição do escoamento superficial em minas a céu aberto com foco na extração de bauxita

“…A cobertura pelas copas do eucalipto a partir do ano 5 é estabilizada, pois as plantas tendem reduzir a biomassa da copa em detrimento do tronco (SANTANA et al, 2008), confirmando que o aumento no escoamento superficial no ano 6 em relação aos anos 2 e 4 pode estar relacionado aos eventos atípicos de chuva (LI et al, 2017). Além disso, a retirada do minério acarreta a diminuição da declividade do terreno (SPLETOZER et al, 2021a) como pode ser visto nas parcelas dos anos 1 e 2. Outro fator é o aumento da densidade do solo no ano 6 em relação aos anos iniciais de reabilitação que também pode explicar esse aumento do escoamento superficial, pois solos minerados de maior densidade sugere a compactação do solo e restringe a infiltração de água no solo e aumenta o escoamento superficial (WANG; WANG, 2020).…”

“…Os valores de escoamento superficial no limite inferior dos registros da literatura, podem ser considerados baixos, sendo a estrutura granular do latossolos argilosos uma explicação para isso, pois apresentam elevada drenagem e comportamento semelhante aos solos arenosos (SOUSA; LOBATO, 2022). Além disso, as técnicas de reabilitação implantadas nas minas com rápida cobertura do solo por vegetação e a presença de rugosidade na superfície do solo são fatores que explicam os baixos valores de escoamento superficial (SPLETOZER et al, 2021a).…”

“…O escoamento superficial em minas superficiais vem sendo monitorado, principalmente, na China, nos Estados Unidos e na Espanha em experimentos de campo sob chuva simulada (GOMEZ-GONZALEZ et al, 2016) e natural (MERINO-MARTÍN et al, 2012) ou por estimativas (LIANG et al, 2019a;TAYLOR et al, 2009). Entretanto, no Brasil os estudos são incipientes, sendo registrado somente a retenção do escoamento em barraginhas (RUBIO et al, 2013) e o monitoramento no campo em parcelas no primeiro (SPLETOZER et al, 2021a) e aos 2,5 e 3,5 anos de reabilitação (SPLETOZER et al, 2021b).…”

“…O escoamento superficial foi dividido pela precipitação para obter o coeficiente de escoamento superficial e multiplicado por 100 para obter o escoamento superficial em percentagem (EP). Os dados de escoamento usados nesse trabalho partem de estudos anteriores que mostraram os valores de escoamento antes da mineração e do 1º(SPLETOZER et al, 2021a), próximo a integralidade do 3º e 4º(SPLETOZER et al, 2021b) ano de reabilitação.2.…”