Conceituação, geração e caracterização de lixiviado de aterro sanitário

De acordo com Silva (2005), a degradação de RSU em aterros sanitários, de maneira geral, consiste: 1) na dissolução dos elementos minerais presentes; 2) no transporte das partículas finais e do material solúvel pela água de percolação e; 3) principalmente, na conversão biológica da matéria orgânica em formas solúveis e gasosas. Silva (2005) também afirma que esta degradação em aterros sanitários convencionais ocorre em uma curta fase de degradação aeróbia, em função do oxigênio presente na massa de resíduos, seguida por uma longa fase de degradação anaeróbia.

No processo de decomposição anaeróbia ocorrem primeiramente as reações de hidrólise dão início à redução da matéria orgânica complexa a compostos solúveis menores como os ácidos graxos, açucares simples, aminoácidos e outros compostos orgânicos de peso molecular menor. Atividades adicionais tendem complementar as modificações da matéria orgânica com a conversão dos produtos solúveis da hidrólise em ácidos orgânicos, em ácidos graxos voláteis e álcoois, ácido lático, gás carbônico, hidrogênio, amônia e sulfeto de hidrogênio. Posteriormente ocorre a oxidação dos produtos gerados na fase acidogênica em substrato apropriado para as bactérias

metanogênica. Os produtos finais desta fase são o hidrogênio, dióxido de carbono e acetato. Na etapa final, as bactérias metanogênicas degradam os compostos como ácido acético, metanol, hidrogênio, ácido fórmico etc. em metano e dióxido de carbono. (Mccarty, 1964; Archer, 1985; Barlaz, 1996; Chernicharo, 1997).

Um esquema representando as quarto fases da digestão anaeróbia dos resíduos sólidos está apresentado na Figura 1.1.

Figura 3.1 - Sequências metabólicas e grupos envolvidos na digestão anaeróbia dos resíduos sólidos. Bouallagui et al. (2004)

Durante a acidogênese, a matéria orgânica é convertida ao nitrogênio amoniacal total e ácidos voláteis de cadeia longa, por sua vez responsáveis pelos baixos valores de pH. Na chamada fase de maturação, em decorrência da escassez de nutrientes, é significativamente reduzida a atividade dos microrganismos. A concentração inicial da matéria orgânica biodegradável também é sensivelmente reduzida e a matéria remanescente é bastante refratária (Bidone e Povinelli, 1999).

A partir da combinação do líquido resultante dessa degradação anaeróbia dos resíduos sólidos, da própria água constituinte dos resíduos e da água pluvial que percola

na massa sólida, é formado o lixiviado, que possui elevada concentração de sólidos dissolvidos extraídos durante a infiltração na massa de resíduos, de matéria orgânica (biodegradável e refratária, como as substâncias húmicas) e inorgânica, como cloreto, nitrogênio amoniacal e metais pesados, decorrentes da decomposição do lixo. (Kostova, 2006; Lange; Amaral, 2009).

Dessa forma, o processo de formação do lixiviado pode ser influenciado por diversos fatores, como hidrológicos (como regime de chuvas, infiltração, evapotranspiração, escoamento superficial, acúmulo de umidade no solo, temperatura), relativos aos resíduos sólidos (como composição e teor de umidade inicial), relativos ao tipo de disposição (como compactação, idade do aterro, solo de cobertura e profundidade do aterro). No entanto, a presença ou ausência de macronutrientes e micronutrientes ou de elementos inibidores também interferem na geração do lixiviado. (Bocchiglieri, 2005; Souto, 2009)

A composição de lixiviado de aterros municipais exibe variações temporais, locais e as concentrações de contaminantes variam em várias ordens de magnitude. Os componentes orgânicos biologicamente refratários (como substâncias húmicas), amônia e metais pesados são três problemas principais relativo ao tratamento e disposição do lixiviado (Deng; Englehardt, 2006).

Renou et al. (2008) afirmaram que as características do lixiviado de aterro sanitário geralmente podem ser representadas principalmente por parâmetros tais como: DBO, DQO, relação DBO/DQO, pH, sólidos suspensos (SS), nitrogênio amoniacal, nitrogênio total Kjeldahl (NTK) e metais pesados.

A composição do lixiviado varia em função da fase em que se encontra o aterro sanitário. Souto (2009) realizou extensa revisão bibliográfica focada em autores nacionais e construiu tabelas com características do lixiviado de aterros brasileiros.

Nas Tabela 3.1 se encontram listadas as principais características do lixiviado de aterros brasileiros na fase ácida e metanogênica.

Segundo Tchobanoglous et al (1993), aterros novos possuem lixiviados com relação DBO/DQO em torno de 0,7, enquanto em aterros antigos, esta relação se aproxima de 0,2. Já Gomes et al. (PROSAB, 2006), classificam a idade do aterro em função da relação DBO/DQO do lixiviado da seguinte maneira: uma relação DBO/DQO maior que 0,5 indica um aterro novo e instável, bem como essa relação entre 0,1 e 0,5

indica um aterro moderadamente estável e um aterro velho e estável é indicado por uma relação DBO/DQO menor do que 0,1.

Tabela 3.1 - Características típicas do lixiviado dos aterros brasileiros Fase ácida Fase

metanogênica

Parâmetros Mínimo Máximo Mínimo Máximo

pH 4,4 8,4 5,9 9,2

Alcalinidade Total (mg/L de CaCO3) 170 32 000 125 20 200

Turbidez (UNT) 100 540 0,02 620 Condutividade (µS/cm) 230 45 000 100 45 000 DBO (mg/L) 1 55 000 3 17 200 DQO (mg/L) 90 100 000 20 35 000 NTK (mg/L) 1,7 3 000 0,6 5 000 NAT (mg/L) 0,07 2 000 0,03 3 000 Nitrito (mg/L) - - ND 70 Nitrato (mg/L) ND 260 ND 270 Fósforo Total (mg/L) ND 45 ND 80 Cloreto (mg/L) 275 4 700 20 6 900 ST(mg/L) 400 45 000 200 29 000 STV(mg/L) 78 26 700 75 20 700 STF(mg/L) 40 28 400 100 17 000 SST (mg/L) 10 7 000 7 12 400 Fe total (mg/L) ND 1 400 0,01 720 Cd total (mg/L) ND 0,1 ND 0,6 Cu (mg/L) ND 0,8 ND 2,9 Cr (mg/L) ND 1,2 ND 1 Mn total (mg/L) ND 115 ND 30 Ni (mg/L) ND 6,5 ND 1,4 Zn (mg/L) ND 27 ND 35 Pb total (mg/L) ND 1,5 ND 6,7 CT (NMP/100ml) 200 5 x 107 ND 2 x 108

ND = abaixo do limite de detecção; CT = coliformes termotolerantes Fonte: Souto (2009)

Além de apresentarem elevadas concentrações de matéria orgânica menos biodegradável e nitrogênio amoniacal do que os esgotos domésticos, o lixiviado pode apresentar presença marcante de metais pesados com concentrações variando em função principalmente do tipo de lixo depositado no aterro.

Urase et al. (1997) afirmam que a alta recalcitrância dos lixiviados está associada à presença de compostos de elevada massa molecular com estruturas muito complexas como é o caso das substâncias húmicas.

A carga orgânica do lixiviado, quando encontra os recursos hídricos superficiais, acarreta na sensível redução de oxigênio dissolvido, levando à instabilidade da vida dos seres aeróbios do ecossistema. Ainda, os nutrientes (nitrogênio e fósforo) podem acelerar o processo de eutrofização de corpos d’água lênticos (lagos e represas). Já as substâncias químicas presentes nos lixiviados podem ser tóxicas ou bioacumulativas na cadeia alimentar (Santos, 2010).

A composição tóxica e recalcitrante do lixiviado o torna uma grande preocupação na gestão de resíduos sólidos urbanos e, principalmente, na gestão de aterros sanitários no Brasil e no mundo. A liberação de lixiviado no solo ou diretamente nos recursos hídricos pode causar danos irreparáveis ao meio ambiente. Assim, torna-se fundamental o estudo de técnicas que visem à redução da sua geração e o seu tratamento adequado segundo parâmetros de qualidade da água determinados pela legislação ambiental.