MONITORAMENTO DE SÓLIDOS, LÍQUIDOS E GASES DO ATERRO DE AGUAZINHA

Transcrição

1 MONITORAMENTO DE SÓLIDOS, LÍQUIDOS E GASES DO ATERRO DE AGUAZINHA J. F. T. Jucá Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal de Pernambuco V. L. A. de Melo Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal de Pernambuco RESUMO: O Monitoramento Ambiental do aterro de Aguazinha é realizado pelo Grupo de Resíduos Sólidos da Universidade Federal de Pernambuco. O referido aterro será constituído por quatro células, tendo sido construídas até agora apenas as Células C-1 e C-4, onde os resíduos foram confinados a partir de A Célula C-1 será tratada com a técnica da bio-remediação, enquanto que na Célula C-4, os resíduos serão degradados naturalmente. Este trabalho apresenta os dados do monitoramento do período anterior ao processo de tratamento e referem-se ao acompanhamento de sólidos, líquidos e gases das Células 1 e 4 e também da área circunvizinha ao aterro. 1. INTRODUÇÃO O Aterro de Resíduos Sólidos de Aguazinha está situado no Município de Olinda, Região Metropolitana do Recife, e recebe, em média, 37 toneladas diárias de resíduos domésticos, hospitalares e entulhos da construção civil e possui uma área de 17 hectares, constituindo-se no segundo maior aterro em funcionamento no Estado de Pernambuco. Desde março de 1986 funcionava como depósito a céu aberto, sem qualquer tratamento. O projeto de recuperação ambiental foi implantado a partir de 1997, dividindo a área em quatro células, onde os resíduos são confinados e posteriormente cobertos, através de procedimentos operacionais específicos e critérios de engenharia ambiental.. O processo de tratamento adotado foi a bio-remediação, técnica que prevê a inoculação, em uma das células de aterramento, de uma população microbiana propagada externamente, com a intenção de acelerar o processo de degradação anaeróbia que já existe. A eficiência deste processo será avaliada, através do acompanhamento antes e depois da inoculação e ao longo do tratamento. 2. DESCRIÇÃO DA ÁREA O Município de Olinda possui uma área de 29km 2 e aproximadamente habitantes (segundo IBGE 1991). O referido aterro está situado na zona rural de Olinda e as demais características da área são descritas a partir do estudo realizado pela Universidade Federal de Pernambuco em convênio com a FIDEM (1994). 2.1 Geologia e Geotecnia A área em estudo está situada sobre a Bacia Sedimentar PE-PB e distingue-se por apresentar maiores espessuras de camadas carbonáticas, em virtude da sua posição mais litorânea. O local apresenta segurança quanto à impermeabilização por causa da camada de calcário argiloso cinza 453

2 da Formação Gramame, com quase 2 metros de espessura. Nas imediações, o nível fosfático (fosforita) que se posiciona entre as Formações Beberibe (arenito) e Gramame (calcário), encontra-se em subsuperfície na antiga frente de lavra desse minério, atualmente coberto por uma lagoa. Nessa área o embasamento cristalino também é profundo, podendo atingir mais de 3 metros. A Formação Barreiras recobre essas unidades, propiciando algumas camadas bastante argilosas para fins de jazida, e apresenta espessura média de 4 metros. Solos com alta resistência ao cisalhamento, boa capacidade de retenção de umidade, existência de coesão que permite uma pequena erodibilidade e baixa permeabilidade. Os taludes locais apresentam-se estáveis, ainda que tenham sofrido cortes praticamente verticais. 2.2 Hidrologia Lençol freático na Formação Barreiras com 3 metros de profundidade, onde os catadores cavaram algumas cacimbas. Está muito próximo ao local das antigas jazidas de fosfato, onde foram feitas escavações até próximo do topo do aquífero Beberibe. A bacia de interesse localiza-se num vale sobre sedimentos argilosos com aproximadamente 2,5% de declividade, onde as ondulações topográficas entre os vales estão sendo desmontadas para utilização como barro de aterro na construção civil. 2.5 Infra-estrutura O referido aterro possui duas vias de acesso pavimentadas com asfalto, em bom estado de conservação. Na área e em seu contorno há disponibilidade de energia elétrica, além de abastecimento d água. 2.6 Ambiente Antrópico A área está situada na zona rural, porém possui residências em seu interior com a população convivendo diariamente com os resíduos provenientes da cidade de Olinda. Verifica-se a presença de mais de 1 catadores. Pelo fato do aterro estar situado próximo de vias de acesso movimentadas, o impacto visual para as pessoas que trafegam no local é evidente. 3. COMPOSIÇÃO DOS RESÍDUOS Grande parte das propriedades dos resíduos sofrem mudanças significativas com o tempo. Do ponto de vista geotécnico, o lixo é um meio altamente compressível, cujas deformações duram muito tempo podendo causar recalques excessivos e distorções (Jessberger e Kockel, 1993; Grisolia et al, 1995). A atualização periódica dos dados relativos à composição do lixo é necessária, devido às transformações que ocorrem nas cidades, e dessa forma, modificando o lixo. A composição gravimétrica dos resíduos que chegam ao aterro, é mostrada na Figura Vegetação A área do aterro é totalmente decapada, sem vegetação. A oeste do aterro tem-se área de regeneração da vegetação nativa, com presença de carrapateiras. Nas demais áreas, ocorrem granjas e presença marcante de fruteiras. Vidro 1% Metal 1% Outros 6% Plástico 12% 2.4 Uso do Solo Na parte leste, a área é utilizada como depósito de resíduos sólidos provenientes da cidade de Olinda. Na parte oeste existem sítios com fruteiras e algumas residências localizadas esparsadamente. Matéria Orgânica 52% Papel 28% Figura 1: Composição do Aterro de Aguazinha 454

3 4. MONITORAMENTO AMBIENTAL O monitoramento realizado abrange as Células 1 e 4 e área circunvizinha ao aterro, através do acompanhamento de sólidos, líquidos e gases e consta das seguintes atividades: Sólidos: medição de recalques das Células 1 e 4; Líquidos: análises físico-químicas, de metais e microbiológicas; Gases: determinação qualitativa de metano e oxigênio no sistema de drenagem das Células 1 e Sólidos O acompanhamento dos recalques das Células 1 e 4 é realizado através da distribuição de seis placas de recalque, instaladas diretamente sobre o lixo (Figura 2). Cada placa possui base quadrada de,6m e uma haste metálica central de 1,m de altura. O referencial usado para a leitura das placas é um marco de referência de nível do tipo Bench Mark. A freqüência das leituras é semanal e são executadas por Nivelamento Geométrico de Precisão. A instalação das placas foi iniciada após a cobertura final das células. CÉLULA 1 CÉLULA 4 constituir uma valiosa base de dados (Santos, 1994). A magnitude dos recalques (Figura 3) pode ser influenciada por diversos fatores, destacando-se: a densidade e índice de vazios inicial; grau de compactação; composição; idade; teor de matéria orgânica; altura de lixo; nível de chorume; sistema de drenagem de líquidos e gases e fatores ambientais (Jucá et al, 1999). CÉLULA 1 RECALQUES (mm) CÉLULA 4 RECALQUES (mm) (DIAS) PLACA 1 PLACA 2 PLACA 3 PLACA 4 PLACA 5 PLACA 6 (DIAS) PLACA 1 PLACA 2 PLACA 3 PLACA 4 PLACA 5 PLACA 6 Figura 3: Magnitude dos recalques nas Células 1 e 4. Figura 2: Locação das placas de recalques Recalques A medição de recalques em aterros de resíduos sólidos permite avaliar, indiretamente, a velocidade das modificações físico-químicas e da degradação biológica, bem como medir o abatimento ocorrido na massa sólida, de forma a se prever execuções de sobre-altura, ou mesmo estimar o tempo de vida útil do aterro. A evolução dos recalques tende a refletir a degradação em termos gerais e subsidiários, além de Teor de Umidade e Sólidos Voláteis Sondagens à percussão foram realizadas sem lavagem, com o objetivo de coletar amostras dos resíduos, ao longo da profundidade, para realização de ensaios em laboratório do teor de umidade e sólidos voláteis. O teor de umidade foi determinado tomandose amostras de uma certa profundidade e, através de quarteamento, foi escolhida uma quantidade de material representativo daquela profundidade. Após este procedimento, aproximadamente 1g do material é pesado e depois levado a uma estufa a 12±2ºC até 455

4 estabilizar. Posteriormente, é resfriado em um dessecador a vácuo. Para a determinação do teor de sólidos voláteis, aproximadamente 5g da amostra seca na estufa é pesada e colocada em uma mufla a 55ºC. Posteriormente é resfriada em um dessecador a vácuo. Profundidade (m) Teor de Umidade (%) Profundidade (m) C-1( JAN/98) C-4(JAN/98) C-1( DEZ/98) C-4(DEZ/98) Teor de Sólidos Voláteis (%) C-1( JAN/98) C-4(JAN/98) C-1( DEZ/98) C-4(DEZ/98) Figura 4: Perfis de umidade e sólidos voláteis Nas duas células os teores de umidade e sólidos voláteis são baixos, apresentando a matéria orgânica quase que totalmente decomposta, consequentemente, menor atividade microbiológica, o que pode ser devido à idade dos resíduos (lixo velho). O teor de umidade deve ser correspondente ao teor de sólidos voláteis. Este comportamento é observado nos gráficos (Figura 4). Os altos teores de umidade encontrados são devidos aos bolsões de chorume naquelas profundidades, observados nos pontos de pico dos gráficos. 4.2 Líquidos O monitoramento de líquidos é executado em pontos de amostragem da célula e da área circunvizinha, abrangendo águas superficiais e subterrâneas. As amostras de líquidos são coletadas de acordo com as normas do CETESB para realização de ensaios em laboratório. PC-1: poço de captação de chorume da Célula 1; P-1: (ponto de água superficial) chorume proveniente da Célula 4; P-2: (ponto de água superficial) união do P-1 e esgoto da comunidade vizinha ao aterro; : (ponto de água subterrânea) poço na área do aterro utilizado pelos catadores e moradores das proximidades; : (ponto de água subterrânea) poço localizado em região próxima ao aterro. Os pontos de amostragem P-1 e P-2 saem do aterro direto para o sistema de drenagem de esgoto e posteriormente para o Rio Beberibe, que corta o município de Olinda. Em todos os pontos de amostragem são determinados parâmetros físico-químicos e microbiológicos segundo as recomendações do Standard Methods for Examination of Water and Wastewater, 18 a edição de Análises físico-químicas Para determinação dos parâmetros físicoquímicos, cerca de 5 litros de amostras são acondicionadas em bambonas plásticas previamente lavadas. Os parâmetros determinados são: ph alcalinidade condutividade cloretos DQO DBO sólidos totais, sólidos totais voláteis, sólidos dissolvidos totais, sólidos em suspensão totais cálcio, magnésio, sódio, potássio amônio nitrito nitrato. 456

5 CONDUTIVIDADE (us/cm) Jun/98 Ago Out Abr/99 CONDUTIVIDADE (us/cm) Jun/98 Ago Out Abr/99 DBO (mg/l de O2) DBO (mg/l de O2) Jul/98 Ago Out Abr/99 DQO (mg/l de O2) DQO (mg/l de O2) ph ph SOLIDOS TOTAIS (mg/l) SOLIDOS TOTAIS (mg/l) Figura 5: Ensaios físico-químicos em amostras de chorume Figura 6: Ensaios físico-químicos em amostras de águas subterrâneas 457

6 4.2.2 Análises de Metais As análises de metais são realizadas utilizando-se cerca de 1 litro de amostra acondicionada em recipientes plásticos lavados e secos. Os elementos determinados são: cádmio, chumbo, cobre, ferro, zinco e alumínio. Quadro 1:Determinação dos metais (mg/l) Fe Al Pb Cu Zn Cd P-1 147,8 51,8,1,5,2,1 P-2 2,7 19,3,7,3,3,1 PC-1 39,3,2,2-1,7,3,4,2,3,1,6,1,1,1,1 CONAMA,3,1,3,2,18, Análises Microbiológicas As amostras tomadas para ensaios microbiológicos, cerca de 2ml, são acondicionadas em recipientes de vidro previamente esterilizados e após amostragem estes frascos são colocados em banhos de gelo a uma temperatura de 4 o C, seguindo as normas do Guia para Coleta e Conservação de Amostras de água do CETESB. São determinados o Número Mais Provável (NMP) de coliformes fecais e totais. Quadro 2: Coliformes Totais (NMP): AMOSTRA JUNHO/98 OUTUBRO/98 ABRIL/99 P-1 1x 1 3 1x 1 3 2x 1 5 P-2 2x 1 4 1,7x 1 3 2x 1 5 PC-1 1,7x 1 3 2x 1 4 8x 1 8x 1 3x 1 2 4x 1 1,4x 1 3 4x 1 5 qual consiste em 45% a 5% de Metano (CH 4 ) e 45% a 5% de Dióxido de Carbono (CO 2 ). Os componentes restantes são traços de outros gases e Oxigênio (O 2 ). O monitoramento qualitativo do biogás, executado no sistema de drenagem das Células 1 e 4, utilizando-se um analisador de gás Draguer Multiwarn II, fornece a composição do CH4 e O 2 (Figuras 7 e 8). Esta composição varia de acordo com o tipo de resíduo, umidade e temperatura. Os sistemas de drenagem de gases objetivam a criação de caminhos preferenciais através da massa de resíduos para dissipar a pressão dos gases gerados no processo de decomposição destes resíduos, permitindo seu controle e tratamento (Ojima & Hamada, 1994). No aterro de Aguazinha, o sistema principal está assentado verticalmente ao longo da altura total do aterro e de seção circular transversal com diâmetro de 1,m, para coletar os gases gerados em um raio de influência prédeterminado. Cada célula é constituída de quatro drenos uniformemente distribuídos em sua superfície. CÉLULA 1 TEOR DE METANO (%) Mai-98 Ago Nov Mar-99 DRENO 1 DRENO 2 DRENO 3 DRENO 4 Quadro 3: Coliformes Fecais (NMP): AMOSTRA JUNHO/98 OUTUBRO/98 ABRIL/99 P-1 1x 1 3 1x 1 3 2x 1 5 P-2 2x 1 4 8x 1 2x 1 5 PC-1 1,4x 1 3 2x 1 3 8x 1 7x 1 3x 1 2 2x 1 8x 1 4x Gases TEOR DE OXIGENIO (%) Mai-98 Jul Set Nov Mar-99 Nos aterros de resíduos sólidos do Brasil, a matéria orgânica representa 5% a 6% do volume total dos resíduos, e esta quantidade, em condições anaeróbicas, produz o biogás, o DRENO 1 DRENO 2 DRENO 3 DRENO 4 Figura 7: Composição qualitativa do biogás na Célula 1 458

7 CÉLULA 4 TEOR DE METANO (%) TEOR DE OXIGENIO (%) Mai-98 Ago Nov Mar-99 DRENO 1 DRENO 2 DRENO 3 DRENO Mai- 98 Jun Jul Ago Set Out Dez Mar- 99 DRENO 1 DRENO 2 DRENO 3 DRENO 4 Figura 8: Composição qualitativa do biogás na Célula 4 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS Os recalques medidos são referentes ao processo de decomposição da matéria orgânica e dissipação das poro pressões dos líquidos e gases. Estes recalques são lentos e podem ocorrer durante décadas, até que ocorra a estabilização do aterro. Na Célula 1, a magnitude dos recalques varia na ordem de 173mm a 381mm, enquanto que na Célula 4 estes valores variam de 99mm a 288mm. Os recalques diferenciais obtidos são de grande magnitude e são atribuídos às diferentes espessuras de lixo e heterogeneidade dos resíduos. O monitoramento de líquidos, através da análise de parâmetros físico-químicos, é necessário para que haja um controle do processo de decomposição da matéria orgânica, além de permitir verificar o grau de contaminação de águas utilizadas pela população local. Os dados de ph nas amostras de chorume apresentam-se na região alcalina que indica lixo em processo de degradação na fase metanogênica (Palmisano e Barlaz, 1996). O teor de sólidos voláteis, assim como a DBO e DQO são parâmetros importantes para determinação do teor de matéria orgânica presente. Nas amostras de água subterrânea, os baixos valores de DBO encontrados indicam a não contaminação por chorume no lençol freático. Os valores de ph são levemente ácidos, comuns às águas subterrâneas da Região Metropolitana do Recife. Os elevados teores de metais como Ferro e Alumínio nas amostras de chorume podem causar inibição ao processo de degradação e estes elementos são frequentemente encontrados em materiais metálicos dispostos no aterro. Nas amostras de água subterrânea, baixos valores de metais pesados são encontrados, indicando a não contaminação química por estes elementos. No que se refere aos parâmetros microbiológicos, os padrões de potabilidade, segundo o Ministério da Saúde (Portaria 36) e Organização Mundial da Saúde, obrigam que a água esteja isenta de coliformes fecais e totais. Os valores obtidos revelam que em todos os pontos de amostragem há contaminação por coliformes, conferindo características de não potabilidade para as águas profundas, que são utilizadas pelos moradores da região para diversos fins, inclusive para beber. Os valores de NMP de coliformes para as amostras de chorume são baixos quando comparados com valores obtidos em chorumes de aterros tropicais semelhantes. A composição qualitativa dos gases reforça a análise dos parâmetros físico-químicos de que o processo de degradação está na fase metanogênica, devido aos valores elevados de metano obtidos. Os teores de Oxigênio devem ser atribuídos a entrada de ar, através de fissuras na camada de cobertura e taludes do aterro. É de fundamental importância a continuidade do monitoramento, tendo em vista o processo de inoculação, para estabelecer uma referência ambiental no processo de tratamento, bem como para acompanhar o grau de contaminação na área de influência do aterro, minimizando possíveis impactos ambientais causados pelo uso inadequado da área. 6. REFERÊNCIAS Grisolia, M., Napoleoni, Q. and Tancredi, G. (1995). The Use of Triaxial Tests for the 459

8 Characterization of MSW, Sardinia 95. Fifth International Landfill Symposium, , S. Margherita di Pula, Cagliari, Italy. Jessberger, H.L. and Kockel, R. (1993). Determination and Assesment of the Mechanical Properties of Waste Materials, Sardinia 93. Fourth International Landfill Symposium, , S. Margherita di Pula, Cagliari, Italy. Jucá, J.F.T.; Mariano, M.O.H.; Melo, V.L.A. (1999). Recalques e Decomposição da Matéria Orgânica em Aterros de Resíduos Sólidos da Região Metropolitana do Recife. 2 Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Rio de Janeiro. Ojima, M.K. & Hamada, J. (1994). Aterro Sanitário: Análise Técnico-Econômica para Implantação e Operação. Anais do Simpósio Internacional de Destinação do Lixo, Salvador, Palmisano, C. e Barlaz, M. A. (1996) Microbiology of Solid Waste, CRC Press. Santos, L.A.O (1994). Projeto, Construção e Monitoramento de Aterro Sanitário Controlado e Recuperação de Lixões Interfaces com a Geotecnia, Geologia, Hidrogeologia e Tecnologia de Linings. Anais do Simpósio Internacional de Destinação do Lixo, Salvador,