AVALIAÇÃO DO POTENCIAL POLUIDOR/CONTAMINADOR DE ATERROS EM VALA (ATERROS MANUAIS)

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1 AVALIAÇÃO DO POTENCIAL POLUIDOR/CONTAMINADOR DE ATERROS EM VALA (ATERROS MANUAIS) Eglé Novaes Teixeira* Universidade Estadual de Campinas- Faculdade de Engenharia Civil Departamento de Saneamento e Ambiente. Engenheira civil (1978), com Mestrado em Hidráulica e Saneamento pela FEAGRI/UNICAMP (1985). Diplomada em Engenharia Sanitária (IHE - Delft, NL /86). Doutora pela EESC/USP (1993). Prof a Doutora da FEC/Unicamp, na área de Resíduos Sólidos, orientando mestrado e doutorado. Alexandre Pansani Unicamp/ Faculdade de Engenharia Civil Elizabeth Camargo Nagle Unicamp/ Faculdade de Engenharia Civil Endereço (*): UNICAMP Faculdade de Engenharia Civil Departamento de Saneamento e Ambiente, Av. Albert Einstein, 951, Cidade Universitária, , Campinas, São Paulo- Brasil, Telefone: , Fax: egle@fec.unicamp.br RESUMO Para que o aterro em vala possa ser utilizado, a limitação é que o lençol freático não seja aflorante e/ou muito próximo à superfície, que o solo não seja excessivamente arenoso e/ou rochoso, que a produção de lixo superior seja inferior a 10t/d e só é aceitável na ausência de condições financeiras para solução mais adequada (aterro sanitário). Através de CETESB, 2000, pode-se observar que apenas 32,5% dos municípios do Estado de São Paulo foram classificados como tendo aterro em vala em condições adequadas. Assim, evidencia-se a necessidade deste trabalho, pois existe um grande número de municípios utilizando este método e outro universo, ainda muito maior, com potencial de utilização que são os municípios de pequeno e médio porte. O objetivo deste trabalho foi estudar o potencial de poluição/contaminação que o aterro em vala provoca de forma a, em etapa posterior, torná-lo sanitariamente adequado e mantendo baixo custo. Foram instaladas células experimentais com a finalidade de verificar a produção de chorume. As etapas foram: a avaliação da poluição/contaminação de células experimentais, construídas como padrão, mas adaptadas para permitir a coleta de chorume produzido; e, avaliação de poluição/contaminação de células existentes (com mais de 7 anos aterradas). Foram construídas três células experimentais, conforme padrão, mas sobre um leito falso, impermeabilizado e com drenagem de chorume. Estas células, após preenchidas com resíduos sólidos urbanos caracterizados, foram cobertas com uma camada de solo e com manta plástica. Foram monitorados os seguintes parâmetros: ph, condutividade elétrica, alcalinidade, DQO, série de sólidos: ST, STV, STF, SS, SST, SSV e metais pesados. Na área com células existentes foram feitos poços para amostragem de solo para a verificação da presença de chorume, sendo que a presença e alcance da pluma contaminante foram determinadas também através da abertura de vala sobre a célula de aterro existente e amostragem do solo. Foi constatado que o aterro em vala, tal como recomendado atualmente, tem real potencial de poluição e/ou contaminação e há a necessidade premente de que seja dotado de um meio impermeabilizante eficiente como forma de proteção para o subsolo e as águas subterrâneas. Este trabalho deverá ter grande repercussão perante as Prefeituras Municipais brasileiras que tenham poucos recursos financeiros, pois, as alertará sobre os riscos de impacto que seus aterros poderão vir a ter e permitirá que dêem uma solução viável, dentro de suas possibilidades, para evitar a poluição/contaminação do sub-solo e das águas subterrâneas. Palavras Chave: resíduos sólidos, aterro em vala, contaminação, poluição, chorume. INTRODUÇÃO Esta pesquisa foi desenvolvida na área do aterro municipal de Nova Odessa, a 34km de Campinas SP, e em área do laboratório do DSA/FEC, tendo feito parte do PROSAB Edital 3/2000, no tema 3 - Alternativas de disposição de resíduos sólidos urbanos para pequenas comunidades (TEIXEIRA,2001). 1

2 A responsabilidade pelos resíduos sólidos urbanos foi corroborada pela Carta Magna de 1988, continuando a ser atribuída aos municípios. Os responsáveis pelos resíduos urbanos, em pequenos e médios municípios, têm se defrontado com grandes problemas pois, aliado às quantidades de resíduos crescentes, ainda há a falta de recursos financeiros. Como forma de atender e orientar estes municípios, a CETESB - Companhia de Tecnologia e Saneamento Ambiental do Estado de São Paulo - permite, para municípios com até habitantes, a utilização de aterros em vala como forma aceitável na ausência de condições financeiras para solução mais adequada (aterro sanitário). Na literatura técnica brasileira, praticamente, não existe nada além dos documentos da CETESB sobre o aterro em vala. Através do Inventário de Resíduos Domésticos 1999 (CETESB, 2000), pode-se observar que 369 municípios utilizam aterros em vala, sendo que, destes, apenas 32,5% foram classificados, pela CETESB, como em condições adequadas para aterro em vala. Desta forma, destaca-se a necessidade deste trabalho, já que existe um universo grande de municípios utilizando este método e outro, ainda muito maior, com potencial de utilização que são os municípios de pequeno e médio porte. O objetivo deste projeto foi estudar o potencial de poluição/contaminação que o aterro em vala provoca de forma a, em etapa posterior, torná-lo sanitariamente adequado e mantendo baixo custo. Este trabalho deverá ter grande repercussão perante as Prefeituras Municipais brasileiras que tenham poucos recursos financeiros, pois, as alertará sobre os riscos de impacto que seus aterros em vala poderão vir a ter e permitirá que possam buscar soluções econômicas que venham de encontro às suas necessidades e premências e dêem uma solução viável, dentro de suas possibilidades, para evitar a poluição/contaminação do sub-solo e das águas subterrâneas. METODOLOGIA As etapas desenvolvidas englobaram: avaliação do potencial poluidor/contaminador das células experimentais e avaliação do potencial poluidor/contaminador das células de aterro em vala existentes (com mais de 7 anos aterradas). Avaliação do Potencial Poluidor/Contaminador em Células Experimentais Nesta fase foram desenvolvidas as seguintes atividades: construção das células de aterro em vala: as células foram construídas conforme padrão, com dimensões de 2x2x2m (comprimento x altura x largura), com paredes verticais. As células foram impermeabilizadas utilizando-se 3 camadas de manta de PVC, malha 200 micra. Para a escala utilizada, as 3 mantas de PVC fornecem proteção com segurança ao solo sobre o qual foram construídas pois, são mantas próprias para uso em piscicultura, para forrar (impermeabilizar) as lagoas de criadouros. Por segurança, foi usada proteção tripla para as lagoas são usadas apenas uma manta. A drenagem de chorume foi feita com o fundo da célula inclinado (2%) em direção a um poço de acumulação de 0,20 x 0,20 x 0,20 m. Neste poço, também revestido com as mesmas três camadas de manta plástica, foi colocado uma sonda (uma mangueira cristal de 6mm de diâmetro) e recoberto por uma tela plástica (mosqueteira). Na Figura 1 é apresentado um detalhe de uma das células; Figura 1 Manta e saída da mangueira de drenagem preenchimento das células: foram montadas três células: a célula 1, com a matéria orgânica não compactada, outras duas com todo o resíduo urbano, segregando apenas os materiais de grandes volumes e plástico filme. A célula 2 não foi compactada e a célula 3 foi compactada através de auxílio de compactador alternativo. Inicialmente, foi proposto, como compactador alternativo, o uso de um bloco de concreto com 0,50 x 0,45 x 0,15m e com peso de 84,375 kg. Este bloco, na prática, mostrou-se inadequado, pois seu peso foi excessivo e não foi possível sua 2

3 utilização. Um novo bloco foi proposto com 0,25 x 0,25 x 0.15m e pesando 23 kg (resultando em pressão de 368 kg/m 2 ), caindo de uma altura de 1,5m, o qual apresentou resultados excelentes. Foi, então, adotado o seu uso. Os resíduos sólidos coletados foram caracterizados após mistura e quarteamento da amostra. Procedeu-se à identificação de todos os componentes presentes. Os componentes foram diferenciados nas seguintes categorias: matéria orgânica putrescível; plástico; papel/papelão; vidro; metal ferroso; metal não-ferroso; pano, trapo, couro e borracha; madeira; contaminante biológico; contaminante químico; pedra, terra e cerâmica; e, diversos. Estas células, após preenchidas com resíduos sólidos urbanos caracterizados, foram cobertas com uma camada 0,5 m de solo e com manta plástica; e, monitoramento das células: as células foram monitoradas por meio do controle do chorume, realizando as análises físico-químicas: ph, condutividade elétrica, alcalinidade, DQO, metais pesados e série de sólidos: totais (ST), voláteis totais (STV), suspensos totais (SST) e suspensos voláteis (SSV).Estas análises foram feitas, exceto as de metais pesados, no Laboratório de Saneamento da FEC/UNICAMP, segundo metodologia constante do Standard Methods (AWWA/APHS, 1995). As análises de metais pesados foram realizadas em laboratório comercial idôneo, utilizando metodologia também do Standard Methods. Avaliação do Potencial Poluidor/Contaminador da Célula de Aterro em Vala já Instalada A presença e alcance da pluma contaminante foi determinada, através da abertura de vala sobre a célula de aterro existente e amostragem do solo. Esta amostragem foi realizada com equipamento de sondagem a percursão, obtendo-se amostras de solo de 0,5 em 0,5 metro. As profundidades, em que foram coletadas amostras, foram determinadas em função da presença de chorume detectada visualmente. Duas maneiras foram testadas para a obtenção das amostras de solo: uma, onde os poços foram feitos diretamente sobre a massa de lixo já enterrada e, outra, onde os poços foram abertos sobre o fundo de valas abertas na massa de lixo enterrado. RESULTADOS E DISCUSSÃO Os resultados estão apresentados segundo as fases : avaliação do potencial poluidor/contaminador em células experimentais e em células já instaladas. Avaliação do Potencial Poluidor/Contaminador em Células Experimentais A apresentação dos resultados da avaliação do potencial poluidor/contaminador em células experimentais foi subdividida em montagem e monitoramento. Assim: montagem das células: foram montadas três células: a célula 1 com a matéria orgânica não compactada e outras duas com todo o resíduo urbano, segregando apenas materiais de grandes volumes e plástico filme. A célula 2 não foi compactada e a célula 3 foi compactada através de auxílio de compactador alternativo, com os dados construtivos apresentados na Tabela 1. Tabela 1 Dados construtivos das células construídas. célula dimensões (m) 2,2 x 2,0 x 2,0 2,1x 2,0 x 2,0 1,9x 2,0 x 2,0 volume (m 3 ) 8,80 8,40 7,60 peso total de resíduo usado(kg) 2.866, , ,00 compactação sem sem compactação alternativa peso específico final (kg/m 3 ) 325,68 189,49 288,95 A compactação, obtida com o compactador alternativo adotado, foi muito eficiente, como se observa pelo peso específico obtido (aproximadamente, 289 kg/m 3 ). Foi promovido um acréscimo de quase 60% na quantidade de resíduo disposta, por unidade de volume. Com o uso do compactador alternativo do tipo utilizado, que é de fácil construção, extremamente econômico e relativamente fácil de operar, se obteve uma redução do volume necessário para o aterro em vala, ou seja, um acréscimo na sua vida útil, proporcionalmente semelhante. Este resultado, para um município de pequeno e médio porte, é muito bem vindo e representa um ganho muito grande, tanto financeiro quanto ambiental, pois novas áreas para aterro serão evitadas e/ou será protelado o seu uso. 3

4 A primeira célula (célula 1) não foi caracterizada uma vez que foi feita uma segregação cuidadosa e só foi utilizada matéria orgânica, assim, sua caracterização é 100% matéria orgânica. As outras duas células (células 2 e 3) tiveram seus resíduos segregados e foram retirados apenas os grandes volumes (material não orgânico) e plástico filme. Essa segregação foi feita, considerando que o volume total das células não é grande e para se evitar interferências na decomposição da matéria orgânica tais como criação de nichos com líquidos. Em termos de decomposição biológica, as células 2 e 3 foram equivalentes em porcentagem de matéria orgânica: 53% e 60%, respectivamente. A camada de cobertura dos resíduos foi feita com solo do local, manualmente compactado, com espessura de 0,35, 0,40 e 0,38 m, respectivamente para as células 1, 2 e 3. Após o fechamento, as células foram cobertas por manta plástica de PVC de 200 micra, para evitar entrada de água nas células; monitoramento das células: as células foram monitoradas através de controle de chorume, conforme Tabela 2. Foram monitorados os seguintes parâmetros: ph, condutividade elétrica, alcalinidade, DQO, série de sólidos: ST, STV, STF, SS, SST, SSV e metais pesados: Os resultados das análises físico-químicas estão apresentados nas Figuras 2 a 9. Tabela 2 Idade das células (após fechamento), na data de cada coleta Célula Coleta Idade (dias) Idade (dias) Idade (dias) drenagem Figura 2 Resultado de análise de ph nas amostras de chorume 4

5 Figura 3 Resultado das análises de condutividade elétrica nas amostras de chorume Figura 4 Resultado das análises de alcalinidade nas amostras de chorume Figura 5 Resultado das análises de DQO nas amostras de chorume 5

6 Figura 6 Resultado das análises de ST nas amostras de chorume Figura 7 Resultado das análises de STV nas amostras de chorume Figura 8 Resultado das análises de SST nas amostras de chorume 6

7 Figura 9 Resultado das análises de SSV nas amostras de chorume Os dados relativos às análises de metais pesados no chorume estão apresentados nas Tabelas 3 e 4. Tabela 3: Resultados obtidos nas análises de metais pesados no chorume das células 1 e 2. célula 1 célula 2 parâmetro 1 a coleta 2 a coleta 3 a coleta 1 a coleta 2 a coleta 3 a coleta Cádmio (mg/l Cd) < 0,01 <0,01 <0,01 <0,01 < 0,001 < 0,01 Chumbo (mg/l Pb) 0,14 <0,001 <0,001 0,09 < 0,001 < 0,01 Cobre (mg/l Cu) 0,07 <0,001 <0,001 0,01 < 0,01 < 0,01 Ferro (mg/l Fe) 146,00 200,0 260,00 96,50 340,00 600,00 Zinco (mg/l Zn) 3,45 7,00 2,00 1,49 8,00 4,0, Tabela 4 Resultados obtidos nas análises de metais pesados no chorume da célula 3. parâmetro célula 3 1 a coleta 2 a coleta 3 a coleta Cádmio (mg/l Cd) ---- < 0,001 < 0,01 Chumbo (mg/l Pb) ---- < 0,001 < 0,01 Cobre (mg/l Cu) ---- < 0,01 < 0,01 Ferro (mg/l Fe) ,00 400,00 Zinco (mg/l Zn) ,00 3,00 Os resultados obtidos nas análises de metais pesados no chorume para cádmio, chumbo e cobre ficaram abaixo do limite detectável pelo equipamento e metodologia utilizada. Nas análises de ferro os valores encontrados variaram de 200 a 600 mg/l e para o zinco foram detectados valores entre 3 e 8 mg/l. Os valores de chorume gerado e drenado, no período monitorado, foram: na célula 1, com 139 dias, foram drenados 273L; na célula 2, com 132 dias, 171 L; e, na célula 3, com 72 dias, 88 L. Desta forma, pode-se observar que todas as células produziram chorume. Esse fato, em si, já é um claro indicador do potencial de poluição/contaminação pela presença de chorume, principalmente se for considerado a idade de cada célula, muito novas. O chorume obtido nas células experimentais (Figuras 2 a 9 e Tabelas 2 a 4) corrobora a afirmação anterior pois apresenta características de decomposição na fase acidogênica. O aterro em vala é aceito para quantidades relativamente pequenas de resíduos a serem utilizados: para populações com até habitantes, equivalendo a 5t/d de resíduos totais, ou 2,8 t matéria orgânica/dia, considerando 0,5 kg/hab.dia e 56% como valor médio para o teor de matéria orgânica. As células são dimensionadas para durarem, em média, 1 mês. Assim, têm um total de matéria orgânica da ordem de 84 t. Nas células experimentais deste trabalho, foram colocadas 2,87 t de matéria orgânica, na célula 1 e nas demais, 0,96 t e 1,16 t, que estão próximas da produção diária. Como em todas as células foram produzidos chorume em quantidades consideráveis (até 273 L), considerando o relativamente pouco tempo para amostragem, e que se evitou a entrada de água pluvial, tem-se que estes volumes serão ainda maiores 7

8 em épocas de chuva. Desta forma, pode-se afirmar que o aterro em vala apresentou real capacidade de contaminação/poluição do solo e, eventualmente, de águas subterrâneas pois, ficou evidenciada a sua produção de chorume não desprezível. Desta forma, é necessário um sistema eficiente de impermeabilização de fundo e das laterais, quando inclinadas. Deve-se prever, também, coleta e tratamento de chorume. Avaliação do Potencial Poluidor/Contaminador da Célula de Aterro em Vala já Instalada A abertura de poço diretamente sobre a massa de lixo apresentou dificuldade na perfuração devido à presença de plástico filme, mas foi possível. Foram abertos 3 poços dessa maneira. A abertura de poços diretamente no fundo de vala aberta na massa aterrada, realizada com os operários apoiando-se sobre tapumes de madeira, revelou-se, como era esperado, mais rápida e com menor esforço dos operários. Por esta razão, foi adotada para as demais amostragens. Na região do aterro onde estão as células mais antigas, e bem definidas, foram escolhidos os locais para a amostragem do solo sob o aterro. A profundidade da amostragem foi obtida, poço a poço, em função da presença de contaminação no solo amostrado, detectada visualmente e através da presença de odor na amostra de solo retirada. No poço 1, com 8 anos de aterramento, foi encontrado chorume a 1,0m. Nos poços 2, 3, 5, 6 e 7, onde o aterramento no poço 6 tinha idade de 6 anos, no poço 7 de 8 anos e nos demais com 7 anos, o chorume foi encontrado a 1,5m de profundidade. Já no poço 4, com 8 anos de idade de aterramento, foi encontrado chorume a 2m de profundidade. Assim, como pode ser observado, nas células estudadas realmente houve contaminação/poluição do solo, como era esperado. As profundidades que a pluma de chorume atingiu variaram, provavelmente, em função da qualidade dos resíduos aterrados e do fato que o solo, após 1 a 1,5m de profundidade, sofreu alteração em suas características, passando de solo franco argilo-arenoso para silte argiloso, que é menos permeável. CONCLUSÕES e RECOMENDAÇÕES O aterro em vala apresentou real capacidade de contaminação/poluição do solo e, eventualmente, de águas subterrâneas sendo necessário a adoção de um sistema eficiente de impermeabilização de fundo e das laterais, quando inclinadas. Deve-se prever, também, coleta e tratamento de chorume. Ambos os sistemas deverão ser de baixo custo para não inviabilizar a aplicação do aterro em vala. Como proposta de opções que minimizem o potencial poluidor de aterros em vala, é essencial o uso de impermeabilização no seu fundo e nas laterais. A impermeabilização pode ser realizada por meio de solo compactado, mas em estudos ainda preliminares observou-se que o chorume gerado em valas não revestidas por materiais artificiais ou solos comprovadamente impermeáveis, se infiltraram no mesmo. Assim, propõe-se que sejam utilizadas mantas sintéticas, apesar do seu custo. Uma opção de custo mais baixo, a ser mais estudada, é o uso de mantas de PVC, utilizadas para impermeabilizar tanques de piscicultura. Recomenda-se o uso do compactador alternativo, do tipo utilizado neste trabalho, que é de fácil construção, extremamente econômico e relativamente fácil de operar, pois com ele obteve-se uma redução de 60%do volume necessário para o aterro em vala, ou seja, um acréscimo na sua vida útil. Este resultado, para municípios de pequeno e médio porte, é muito bem vindo e representa ganhos significativos, financeiros e ambientais, pois evitam novos aterros. O monitoramento pode ser feito, a baixo custo, utilizando-se poço de monitoramento simplificado: usando apenas um cano de PVC de 3 e um sistema de coleta de amostras composto por uma mangueira cristal e uma bomba de sucção. Com a adoção destas medidas o aterro em vala aproxima-se do aterro sanitário, ou seja, os impactos ambientais são minimizados. Deve-se, também, drenar os gases gerados, mas estes não fizeram parte do escopo deste trabalho. AGRADECIMENTOS À FINEP, ao CNPQ pelo financiamento, ao Grupo PROSAB Tema 3 do Edital 3 pelas discussões e aos membros da equipe de resíduos sólidos da FEC/UNICAMP: João Paulo Veloso, Mônica E. P. Velloso e Tânia M. Pires. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CETESB COMPANHIA DE TECNOLOGIA DE SANEAMENTO AMBIENTAL Inventário Estadual de Resíduos Sólidos Domiciliares 1999, SMA/CETESB, São Paulo, jan AWWA/APHS/WEF Standard Methods for Examination of Water and Wastewater, 19 ed. Washington, DC: APHA, TEIXEIRA, E. N. IMPLANTAÇÃO E OPERAÇÃO DE ATERROS EM VALA, SEGUNDO RECOMENDAÇÃO DA CETESB: AVALIAÇÃO DO POTENCIAL POLUIDOR/CONTAMINADOR DE ATERROS NORMALIZADOS E PROPOSTA DE SISTEMAS ALTERNATIVOS DE BAIXO CUSTO VISANDO A MINIMIZAÇÃO DO POTENCIAL POLUIDOR/CONTAMINADOR DE ATERROS EM VALA: Relatório final. Relatório final. Campinas: FEC/UNICAMP, PROSAB-Tema 3, convênio FINEP/UNICAMP. 8