METODOLOGIA PARA IDENTIFICAÇÃO DE FUGA DE LIXIVIADOS EM ATERROS DE RESÍDUOS SOLO CONTAMINADO. Celeste Jorge - LNEC

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1 METODOLOGIA PARA IDENTIFICAÇÃO DE FUGA DE LIXIVIADOS EM ATERROS DE RESÍDUOS SOLO CONTAMINADO Celeste Jorge - LNEC

2 Metodologia para a identificação de fuga de Sumário Introdução Parâmetros Importantes Dados Essenciais Metodologia Análise de Resultados Considerações Finais e Conclusões LNEC 2

3 Introdução Metodologia para a identificação de fuga de A maior parte dos resíduos municipais são depositados - EU reciclados cerca de 10% (2013) / EUA diz 33%. A contaminação resultante da existência de um aterro de resíduos (urbanos ou industriais) pode ser considerada: pontual para o solo (lixiviados) não pontual para a atmosfera (gases e poeiras) Pode afetar a população que vive na envolvente do aterro, na direção do fluxo das águas subterrâneas e superficiais e na direção dos ventos dominantes (gases e poeiras). Resultando riscos para a saúde pública e para o ecossistema. LNEC 3

4 Metodologia para a identificação de fuga de Introdução A contaminação do solo pode ocorrer durante o período de operação do aterro ou após a sua selagem. Nalguns países apenas é permitido a deposição de cinzas de incineração ou de produtos estabilizados por tratamentos biológicos. Neste caso estão a Alemanha, a Áustria, a Bélgica, a Holanda e a Suíça. LNEC 4

5 Metodologia para a identificação de fuga de Introdução Em geral, após a selagem, a utilização destes locais é essencialmente feita para fins lúdicos: parques e campos de golfe. Existem casos em que estas áreas já foram usadas para ocupação industrial ou outras. 5

6 Martin e Tedder (2002) Introdução No EUA, nos estados do sul, existem escolas públicas nestes locais.

7 Introdução Metodologia para a identificação de fuga de Existem certas leis no âmbito do Ambiente (Lei de Responsabilidade Ambiental, Lei Quadro dos Resíduos, Lei de Gestão de Resíduos, Portaria sobre a listagem de Substâncias Perigosas, Lei Quadro da Água, entre outras) com efeitos benéficos para a qualidade e utilização do solo. LNEC 7

8 Metodologia para a identificação de fuga de Introdução Os sistemas de confinamento e de selagem/ impermeabilização de um aterro de resíduos, não poderão reter os lixiviados para sempre e os produtos tóxicos serão, eventualmente, libertados para a envolvente, com os problemas previstos para tais ocorrências apesar dos sistemas de extração de lixiviados e de gases projetados. Foi verificado que certos compostos orgânicos podem agredir e danificar as geomembranas. (Breen, 1990) Atenção aos aterros sanitários antigos antigas lixeiras

9 Metodologia para a identificação de fuga de Caso extremo de um aterro não confinado Introdução (Sara, 2002)

10 Metodologia para a identificação de fuga de Introdução No caso dos lixiviados existe uma migração para o solo podendo transportar metais ou outras substâncias, muitas delas voláteis. Este lixiviado é uma mistura líquida com ph específico (depende!). O lixiviado quando atinge as águas subterrâneas, ou se drena para um corpo de água superficial, causa uma diminuição do oxigénio dissolvido na água. LNEC 10

11 Metodologia para a identificação de fuga de Os parâmetros indicadores da presença de lixiviados são (valores elevados) na água do solo: CBO Carência Bioquímica de Oxigénio, CQO Carência Química de Oxigénio, metais. Parâmetros A sua monitorização deve ser periodicamente realizada nos piezómetros de controlo, durante um período de pelo menos 30 anos. Os principais contaminantes: Compostos orgânicos halogenados e não halogenados, hidrocarbonetos e combustíveis (lixiviados, poeiras e gases). Metais (lixiviados e poeiras). Os metais são bons indicadores e constituem a maior preocupação das plumas de lixiviado porque são aqueles que persistem durante mais tempo: 50 anos Al 400 anos Pb anos Workshop Mn, CPGA\ Fe, As Exploração (pico de concentração Aterros de Resíduos\16-17 [130 março anos Mn] e [340 anos Fe]) LNEC 11

12 Metodologia para a identificação de fuga de Parâmetros

13 Metodologia para a identificação de fuga de Medições de parâmetros que podem constituir indicadores: w, ph, CE e Eh. Parâmetros Metais no lixiviado de aterros de resíduos: Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Mb, As, V, Zn, Al, Na, Ca, Mg, Cl, Pb, Ni, Hg (lixiviado e zona não saturada), Ba, CN, Co (indústria), Ag, Ba, Bi, Be, B, Ti, Sb, Sr, Sn, Se, Tl, Te, U, V (incineração variada), Ce>La>Nd>Y>Gd>Pr>Sm>Dy>Er>Yb>Ho>Eu>Tb>Lu>Tm (inc. hosp). LNEC 13

14 Metodologia para a identificação de fuga de TYPICAL LEACHATE QUALITY OF MUNICIPAL WASTE Excludes volatile and semi-volatile organic compounds Parameter Typical Range (milligrams per liter, unless otherwise noted) Upper Limit (milligrams per liter, unless otherwise noted) Parâmetros Total Alkalinity (as CaCO 3 ) ,050 20,850 Calcium 240 2,330 4,080 Chloride 47 2,400 11,375 Magnesium ,400 Sodium 85 3,800 7,700 Sulfate ,826 Specific Conductance 2,000 8,000 µmhos/cm Total Dissolved Solids 1,000 20,000 55,000 Chemical Oxygen Demand ,000 99,000 Biological Oxygen Demand 1,000 30, ,000 Iron 0.1 1,700 5,500 Total Nitrogen ,416 Potassium 28 1,700 3,770 Chromium Manganese Not detected 400 1,400 Copper Lead Not detected Nickel ,000 µmhos/cm SOURCE : Based on Canter et al. (1988), McGinley and Kmet (1984), and Lee and Jones (1991) Schoeman e Stracham (2009) LNEC 14

15 Metodologia para a identificação de fuga de Composição dos lixiviados de aterros na Alemanha (Kjeldsen et al., 2002) Parâmetros LNEC 15

16 Metodologia para a identificação de fuga de Dados Essenciais No caso de suspeita ou de indícios de fuga de lixiviado de um aterro confinado - pela exsurgência de um líquido na sua envolvente ou não (em profundidade). Tendo em conta a geologia (estrutura e litologias). Implicando conhecimento das direções de: drenagem superficial anterior à instalação do aterro, fluxo sub-superficial, fluxo subterrâneo. Permeabilidade do meio. Modelo de destino e transporte/distribuição LNEC 16

17 Metodologia para a identificação de fuga de Dados Essenciais LNEC 17

18 Metodologia para a identificação de fuga de Dados Essenciais A utilização de métodos indiretos em certas condições é muito difícil, devido à influência da litologia e do teor de água natural das formações geológicas. São fundamentais a aplicação de métodos diretos - como a realização de sondagens, nem que sejam destrutivas - e a recolha do material que atinge a superfície. Simultaneamente, pode verificar-se a presença de líquidos a diferentes profundidades. Os furos podem ser aproveitados para instalação de piezómetros simples, duplos ou triplos e o seu diâmetro deverá ter isso em atenção. LNEC 18

19 Metodologia para a identificação de fuga de Dados Essenciais Realizar furos de sondagem por método destrutivo, sem utilização de água ou de outro líquido (contaminação cruzada). Acompanhamento por especialista com competências para decidir no momento a velocidade de furação, a paragem da furação, a recolha de amostras, etc. Cumprimento das especificações técnicas previamente estabelecidas por especialista na matéria, quanto às manobras a realizar, à recolha de amostras e seu condicionamento, cadeia de custódia, análises a realizar, etc. Recolha de amostras regionais ou designadas por brancos. LNEC 19

20 Metodologia para a identificação de fuga de Dados Essenciais LNEC 20

21 Todos os elementos relativos ao Aterro R. Estudos de gabinete Visita ao local Definição das características totais do aterro e do local - Projetos de engenharia - Análises químicas do(s) lixiviado(s) - Condições geológicas - Tipo de resíduos - Condições geomorfológicas - Outros estudos existentes Localização dos pontos a averiguar com base nos projetos de engenharia e na posição de exsurgências Definição das profundidades a averiguar Local de recolha Metodologia - Sondagens - Recolha de amostras - Análises Estabelecimento das Especificações Técnicas Resultados Realização de ensaios laboratoriais: w, ph, CE, Eh. Análise química por FRX Registo das manobras, das variações de litologia, das amostras e construção de perfis de sondagem Acompanhamento das sondagens e recolha de amostras Tomada de decisões no momento Tratamento de dados tendo em conta a química dos terrenos analisados, a sua dureza, a composição da coroa de furação, etc. Identificação de elementos químicos que resultem da contaminação por percolação de lixiviado - Amostras em profundidade - Amostras superficiais - Amostra de brancos Identificação das amostras contaminadas LNEC 21

22 Metodologia para a identificação de fuga de Análise de Resultados Teor em água e ph w (%) ph CE (us/cm) Eh (mv) Ref.1926 Ref.1927 Ref.1928 Ref Ref.1930 Ref.1931 Ref Ref.1937 Teor em água e ph Condutividade elétrica e potencial redox w (%) ph CE (us/cm) Eh (mv) Condutividade elétrica e potencial redox LNEC 22

23 Concentração (ppm) Análise de Resultados Concentração (ppm) [ Mo] (ppm) [Se] (ppm) [Hg] (ppm) [As] (ppm) [U] (ppm) [Bi] (ppm) [Cd] (ppm) [Pd) (ppm) [Nb] (ppm) [Th] (ppm) [Zr] (ppm) [Sr] (ppm) [Rb] (ppm) [Co] (ppm) [Mn] (ppm) [Cr] (ppm) [V] (ppm) [Ba] (ppm] Concentração (ppm) Concentração (ppm) [Pb) (ppm) [Zn] (ppm) [W] (ppm) [Cu] (ppm) [Ni] (ppm) [Cs] (ppm) [Te] (ppm) [Sb] (ppm) [Sn] (ppm) [Ag] (ppm) [Au] (ppm) [Ti] (ppm) [Sc] (ppm) [S] (ppm) [P] (ppm) [Cl] (ppm) LNEC 23

24 [Al] (ppm) [Fe] (ppm) [K] (ppm) [Mg] (ppm) Análise de Resultados Concentração (ppm) Concentração (ppm) [Ca] (ppm) [Si] (ppm) 0 LNEC 24

25 Considerações finais e Conclusões Metodologia para a identificação de fuga de Outros parâmetros (superfície): A amostra branca é a não contaminada e apresenta baixo teor em água. O ph, a CE e o Eh apresentam os valores mais baixos. A amostra 1929 é a de todas a que apresenta valores mais próximos dos da amostra branca. A amostra 1927 é aquela que apresenta valores mais diferentes dos da amostra branca. O ph, a CE e o Eh apresentam os valores mais elevados. A amostra 1926 apresenta características idênticas às da amostra As restantes amostras apresentam características semelhantes entre si. LNEC 25

26 Considerações finais e Conclusões Metodologia para a identificação de fuga de Outros parâmetros (em profundidade): As amostras recolhidas apresentam valores muito diferentes das superficiais, por não terem sido sujeitas aos processos de alteração. A CE reflete a natureza mineralógica das amostras. Os valores de Eh tendem a ser mais elevados à superfície, como seria de esperar. LNEC 26

27 Considerações finais e Conclusões Metodologia para a identificação de fuga de Metais (superficiais): A amostra branca tem valores: dos mais elevados Sc, Ca, Sr, Cr, S e Mg, mais elevados Te, Sb, Al, P, Sn, Pd, Cd e Hg, dos mais baixos Th, W, V, Nb, Zr, Pb, Cu, Ti, U, K, Si, Rb, Zn, Fe, Bi e Ba), intermédios As, Ni, Mn e Ag. Contrariamente aos valores das amostras 1926 e As restantes amostras são mais ou menos contaminadas. A amostra 1929 é a que apresenta valores menos opostos aos da amostra branca. Estes valores permitem confirmar o que já se tinha suspeitado a partir dos parâmetros w, ph, CE e Eh. LNEC 27

28 Considerações finais e Conclusões Metodologia para a identificação de fuga de Metais (em profundidade): As amostras 1942 e 1950 apresentam, da mesma forma que a amostra branca, valores mais baixos, da mesma ordem de grandeza, para os elementos: Zr, Au W, Cu e Cl. A amostra 1950 apresenta também valores mais baixos para o Nb e para o V. Estas amostras apresentam, comparativamente à amostra branca, valores mais elevados, da mesma ordem de grandeza, para os elementos: Sr, Hg, Ca, S, Cd, Pd e Mg. LNEC 28

29 Considerações finais e Conclusões Metodologia para a identificação de fuga de As amostras 1942 e 1950 apresentam um enriquecimento, maior ou menor, em relação à amostra branca: As, U, Th, Pb, Zn, Hg, Ni, Ti, K, Ba, Cs, Ag, Te, Sb, Sn, Bi, Al, P, Si. Há um enriquecimento: Rb, Co, Fe, V, Ti, Nb e Bi na amostra 1942, comparativamente com a amostra Há um enriquecimento, em particular, para a amostra 1950: Sr, Mn, Ca, Ag, S e Mg. As amostras 1942 e 1950 apresentam valores mais baixos do que a amostra branca: Se, Cr, Sc e Cl (amostra 1950). LNEC 29

30 Considerações finais e Conclusões Metodologia para a identificação de fuga de Conclusões: Durante a furação as amostras recolhidas em profundidade tiveram um enriquecimento em certos elementos resultante do desgaste da coroa de furação. Este aspeto é mais acentuado nas camadas mais compactas e verifica-se, essencialmente na amostra 1942, através da presença de Rb, As, Hg, Co, Fe, Pb, Zn, Ni, V, Ti, K, Ba, Te, Nb, Bi, Al, e P. LNEC 30

31 Considerações finais e Conclusões Metodologia para a identificação de fuga de Conclusões: A contaminação por lixiviado no caso apresentado traduz- -se, essencialmente, pela presença de : Fe, K, Ti, Zr, V, Ba, Rb, Bi, Nb, Tl, Zn e Pb Outros elementos indicadores: U, Pd, Cl e Cu LNEC 31

32 Metodologia para a identificação de fuga de Obrigada pela Vossa atenção. LNEC 32