III- 038 - ESTUDO DA CONTAMINAÇÃO DA ÁREA DE DISPOSIÇÃO DE
RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS (RSU) DA CIDADE DE CAMPOS DOS
GOYTACAZES / RJ
Luiz Augusto Crespo Monteiro(1)
Engenheiro Civil (1999/UENF). Pós Graduando em Ciências de Engenharia da Universidade Estadual do Norte Fluminense (LECIV/CCT/UENF).
Elias Lira dos Santos Júnior.
Engenheiro Sanitarista (1995/UFPA). Pós Graduando em Ciências de Engenharia pela Universidade Estadual do Norte Fluminense (LECIV/CCT/UENF).
Sérgio Tibana
Professor Associado da Universidade Estadual do Norte Fluminense (UENF). DSc em Engenharia Civil pela PUC/RJ.
José Tavares Araruna Júnior
Professor Associado da PUC/RJ. PhD em Engenharia Civil.
Endereço(1): Rua Riachuelo; 508 – Turf Club – Campos dos Goytacazes – Rio de Janeiro – CEP:28.013-450 –
Brasil – Tel: +55 (024) 733-0857 – e-mail: lcrespo@uenf.br.
RESUMO
Apresenta-se, neste trabalho, resultados preliminares de um estudo que tem como principal objetivo avaliar a contaminação por metais pesados da área de disposição de resíduos sólidos urbanos (RSU) do município de Campos dos Goytacazes, e a migração de poluentes no solo. Este trabalho vem sendo realizado no Laboratório de Engenharia Civil da Universidade Estadual do Norte Fluminense com o apoio da Prefeitura Municipal de Campos dos Goytacazes. Nesta etapa de estudo, foram realizados, na área de disposição de resíduos em questão, três furos de sondagem à percussão (SPT), sendo um fora desta área e dois a jusante da mesma. Com a coleta de amostras a diferentes profundidades foram realizados ensaios para a caracterização física e análises físico-químicas do solo. As análises físico-químicas foram realizadas no Laboratório de Ciências Ambientais da UENF para detecção do teor de Al, Zn, Cu, Cr, Fe, Pb, Sn, V, Ba e Mn no ICP-AES. Observa-se com os resultados que uma boa correlação entre o ponto branco (SP2) e os demais pontos (SP4 e SP6), dentro do lixão, foi obtida.
PALAVRAS-CHAVE: contaminação, metais pesados; resíduos sólidos; disposição final. INTRODUÇÃO
O despertar ambiental evidenciado nas últimas décadas gerou uma mudança de comportamento no tocante à disposição de lixo urbano. Até a década de 70, pouco se discutia no “terceiro mundo” sobre a real problemática da disposição de resíduos. Naquela época, o lixo era coletado e posteriormente disposto em sítios específicos ou simplesmente em terrenos baldios, sendo lançados sem qualquer tratamento do solo de base e sem cobertura.
Esses depósitos são tecnicamente denominados de lixões. Os lixões propiciam a proliferação de vetores transmissores de doenças, assim como a contaminação do solo, da água subterrânea e do ar, caso a cobertura não seja adequada. O lançamento de lixo nas encostas, prática comum nas favelas, é mais um exemplo da disposição inadequada. Nestes casos, as pilhas de lixo expostas a precipitação pluviométrica e sem qualquer tratamento de contenção podem romper-se (e.g., São Carlos e favela da Rocinha – Rio de Janeiro), soterrando pessoas e casas que estão posicionadas à jusante das mesmas.
ABES – Trabalhos Técnicos 2
82% dos municípios restantes utilizam-se dos lixões, isto é, vazadouros irregulares, para a disposição do lixo domiciliar, hospitalar, entre outros.
A Cidade de Campos dos Goytacazes, maior município do Norte Fluminense não fugia à regra da grande maioria das cidades brasileiras. Com uma das menores arrecadações do Estado do Rio de Janeiro, devido a decadência da política açucareira, o Município de Campos dos Goytacazes não possuía uma política de disposição do resíduo produzido na zona urbana e rural.
A administração municipal realiza diretamente os serviços de varrição e destinação final. Os serviços de coleta domiciliar e coleta hospitalar são terceirizados.
A administração dos serviços está a cargo da Secretaria Municipal de Limpeza Pública, tarefa anteriormente desenvolvida por uma divisão da Secretaria Municipal de Obras e Serviços Públicos.
Não há dotação orçamentária específica nem tarifação própria para a cobertura desses serviços. Os recursos destinados à Secretaria provém de uma parte da arrecadação do imposto territorial urbano realizada pela Secretaria Municipal de Fazenda.
O serviço de varrição da área urbana é realizado em turnos de 12 x 36 horas. Cada turno é executado por cem trabalhadores, sendo que parte desta mão-de-obra auxilia as turmas contratadas para capinação e poda.
No levantamento foi observado que as equipes de limpeza portam equipamentos de proteção individual (EPI) e uniformes adequados ao serviço.
Por não dispor de balança para pesagem do material coletado, não se conhece precisamente a quantidade de lixo recolhida. Além disso, não é feito um controle do número de viagens realizadas por roteiros de coleta. Neste contexto de falta de fiscalização, observa-se a disposição de resíduos sólidos em terrenos baldios nos bairros mais afastados do centro.
A administração municipal cedeu em regime de comodato sete caminhões compactadores e um caminhão poliguindaste para a empresa contratada, que ainda utiliza os seguintes equipamentos de sua frota própria: seis caminhões compactadores, um caminhão poliguindaste e um veículo leve para transporte de material hospitalar.
Para a estimativa do volume de lixo efetivamente coletado adotou-se como metodologia a multiplicação do volume útil dos veículos de coleta pelo número de viagens realizadas e o peso específico de 250 kg/m3 para resíduos in natura, também baseado nos estudos desenvolvidos pela COMLURB (Programa Estadual de
Investimentos da Bacia do Paraíba do Sul).
A empresa contratada estima a quantidade de resíduos sólidos coletada em 170 t/dia ou 5.100 t/mês, acrescida de cerca de 2 t/dia (60 t/mês) de material proveniente do sistema de saúde. Se adotarmos a produção per capita de 0,872 kg (Revista Construção; 2000)obtemos uma produção maior, da ordem de 291 t/dia ou 8.730 t/mês. A coleta e o transporte do material patogênico é realizada por um veículo fora das especificações técnicas e em péssimo estado de conservação. Constatou-se também que a equipe encarregada da coleta não usa uniformes ou equipamentos de proteção individual apropriados.
A área do vazadouro situa-se próximo a estrada de acesso a localidade de Brejo Grande, distando 3,1 km em relação a BR-101. Mal operada possivelmente desde o início de sua instalação, a área utilizada para a destinação final dos resíduos sólidos é inadequada técnica e ambientalmente para o recebimento de resíduos. Como não há cobertura das células, proliferam vetores e urubus que disputam restos de alimentos com animais e famílias de catadores.
O material de origem patogênica é depositado em um buraco para a queima. Como a incineração nessas condições não é eficiente encontra-se por toda a área do lixão restos de material hospitalar parcialmente carbonizados.
O presente estudo de estimativa do crescimento populacional baseou-se nos censos demográficos de 1970, 1980 e 1991, realizados pela Fundação Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística - IBGE .
estimativa do crescimento populacional, optou-se pela manutenção do número de habitantes, verificado no último censo (1991), para todo alcance do presente estudo.
Na Tabela 01 são apresentados dados dos censos e as taxas de crescimento dos mesmos.
Tabela 01: População Urbana do Município
Contagem
Localidades 1970 1980 1991 1996 70/80 80/91 70/91 70/96
Campos 153.215 178.457 277.705 287.052 1,54 4,10 2,87 2,44
Dados Populacionais
Censos Demog.(Pop.Urbana) Taxas Anuais
Fonte: IBGE (1999)
O resíduo gerado pelas comunidades rurais ainda não sofre qualquer tipo de tratamento, sendo disposto em diversos lixões espalhados ao longo do município.
Durante aproximadamente dez anos, a infiltração do chorume no solo tem contribuído para a contaminação da área. Estando o lençol freático, em certas áreas próximo à superfície, e devido a proximidade de corpos hídricos, surge mais um agravante que é o fluxo de contaminantes sem barreiras naturais.
Hoje, com o objetivo de melhorar a qualidade de vida e com a economia recuperada devido ao acesso aos royalts da produção de petróleo na Bacia de Campos, o Município de Campos dos Goytacazes já desenvolve estudos para a implantação de um aterro sanitário e instalação de usinas de reciclagem de lixo.
METODOLOGIA
Nesta fase da pesquisa foram realizados estudos planimétrico e topográfico, e três furos de sondagens.
No estudo planimétrico foram delimitadas a área atual de disposição de resíduos, os corpos d’água e uma unidade educacional (CIEP), ambos ao lado da área de estudo. Todos esses elementos foram transpostos para uma mapa topográfico na escala de 1/5000. A área de disposição delimitada é de aproximadamente 13 Ha. Considerando que a disposição de resíduos vem sendo feita ao lado de um corpo d’água, e que, segundo registros de documentos da região, toda a área era rica em lagos, procedeu-se uma primeira campanha de investigação geotécnica para coleta de amostras de solo e definição da estratigrafia. Três furos de sondagem à percussão (SPT) foram realizados, sendo os mesmos denominados de SP-2, o furo executado fora da área de disposição, SP-4 e SP-6, os realizados dentro da área de disposição. O nível d’água pode ser obtido 24 horas após a execução dos respectivos furos, visando a estabilização do mesmo, sendo encontrada uma cota média de 1m para os furos executados sobre a área de disposição e 2m para o executado fora.
ABES – Trabalhos Técnicos 4 4200 4300 4400 4500 4600 4700 4800 4900 5000 5100 5200 9500 9600 9700 9800 9900 10000 10100 10200 10300 10400 10500
Canal CIEP Lagoa Poligonal
Área em estudo Estrada CIEP Estrada LIXÃO Subestação
LIXÃO SP-2 SP-4 SP-6 SP-6 SP-2 SP-4 N o r t e M a g n é t i c o
Figura 01: Croqui da área de estudo
Com parte das amostras de solo retirada dos furos de sondagem e da área de empréstimo, foram executados ensaios de caracterização geotécnica de cada camada de solo. Esses ensaios consistiram de análise
granulométrica (NBR7181), determinação dos limites de Atterberg (NBR06459 e NBR07180) e determinação da massa específica dos grãos (NBR06559).
APRESENTAÇÃO E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
Na Figura 2 são apresentadas os perfis de sondagens dos três furos executados com a caracterização táctil visual de cada camada de solo.
Figura 02: Perfis dos furos de sondagem
Observa-se nos perfis dos furos SP-4 e SP-6, apresentados na figura anterior, os seguintes aspectos: camada de lixo de 4 metros de espessura; nível d’água próximo à superfície, em média, a 1m de profundidade do nível do terreno; camada de solo argiloso de aproximadamente 2 metros de espessura, adjacente à camada de lixo, e seguida por uma camada de solo arenoso. Ainda nesses perfis, observou-se de 4 a 5 metros de profundidade uma mistura de solo argiloso com lixo em estado avançado de decomposição, impossibilitando a retirada de amostras para determinação dos índices físicos.
No perfil do furo SP-2, locado próximo ao CIEP, pré - definido como ponto branco neste trabalho, face a declividade do terreno e a constituição morfológica da área, observa-se a inexistência de resíduos, a presença de uma camada argilosa de aproximadamente 5m, com nível d’água a 2 m da superfície livre.
ABES – Trabalhos Técnicos 6 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,001 0,01 0,1 1 10 100 % Passando Curva Granulométrica
Curvas granulométricas das amostras coletadas no furo SP-2
am1 (1,0-1,45m) am2 (2,0-2,25m) am3 (3,0-3,25m) am4 (4,0-4,45m) am5 (5,0-5,45m) am6 (6,0-6,45m) am7 (7,0-7,45m)
Curvas granulométricas das amostras coletadas no furo SP-4
am1 (5,0-5,25m) am1A (5,25-5,45m) am2 (6,0-6,45m) am3 (7,0-7,45m) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,001 0,01 0,1 1 10 100 % Passando Curva Granulométrica 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,001 0,01 0,1 1 10 100 % Passando Curva Granulométrica
Curvas granulométricas das amostras coletadas no furo SP-6
am1 (5,0-5,25m)
am1A (5,25-5,45m)
am2 (6,0-6,20m)
am2A (6,20-6,45m) am3 (7,0-7,45m)
Figura 03: Análise Granulométrica do Solo
Nas curvas granulométricas obtidas com amostras do furo SP-2 observa-se a diminuição gradual com a profundidade do teor de argila. A variação dessa fração de solo vai de 55% a 25%, aproximadamente. A ausência da fração silte é percebida em todas as curvas granulométricas.
Nas curvas granulométricas dos dois furos dentro da área de disposição, perfis SP-4 e SP-6, verifica-se uma primeira camada com elevado teor de argila, 70% e 90%. Nas camadas adjacentes, verifica-se também a diminuição gradual do teor de argila com a profundidade e a ausência da fração silte.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 pp m 0-2 m 2-2,25 m 3-3,45 m 4-4,45 m 5-5,45 m 5-5,45 m 6-6,45 m 6-6,45 m 7-7,45 m SP-2 SP-4 Sp-6 profundidad e Zn SP-2 SP-4 Sp-6 0 10 0 20 0 30 0 40 0 50 0 60 0 70 0 80 0 90 0 pm 0-2 m 2-2,25 m 3-3,45 m 4-4,45 m 5-5,45 m 5-5,45 m 6-6,45 m 6-6,45 m 7-7,45 m SP-2 SP-4 SP-6 profundidade Al SP-2 SP-4 SP-6 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 ppm 0-2 m 2-2,25 m 3-3,45 m 4-4,45 m 5-5,45 m 5-5,45 m 6-6,45 m 6-6,45 m 7-7,45 m SP-2 SP-4 SP-6 profundidade Pb SP-2 SP-4 SP-6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ppm 0-2 m 2-2,25 m 3-3,45 m 4-4,45 m 5-5,45 m 5-5,45 m 6-6,45 m 6-6,45 m 7-7,45 m SP-2 SP-4 SP-6 profundidade Cobre SP-2 SP-4 SP-6 0 1 2 3 4 5 6 7 ppm 0-2 m 2-2,25 m 3-3,45 m 4-4,45 m 5-5,45 m 5-5,45 m 6-6,45 m 6-6,45 m 7-7,45 m SP-2 SP-4 SP-6 profundidade Ba SP-2 SP-4 SP-6 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 ppm 0-2 m 2-2,25 m 3-3,45 m 4-4,45 m 5-5,45 m 5-5,45 m 6-6,45 m 6-6,45 m 7-7,45 m SP-2 SP-4 SP-6 profundidade Cr SP-2 SP-4 SP-6 0 50 100 150 200 250 300 350 ppm 0-2 m 2-2,25 m 3-3,45 m 4-4,45 m 5-5,45 m 5-5,45 m 6-6,45 m 6-6,45 m 7-7,45 m SP-2 SP-4 SP-6 profundidade Fe SP-2 SP-4 SP-6 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 ppm 0-2 m 2-2,25 m 3-3,45 m 4-4,45 m 5-5,45 m 5-5,45 m 6-6,45 m 6-6,45 m 7-7,45 m SP-2 SP-4 SP-6 profundidade Mn SP-2 SP-4 SP-6 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 ppm 0-2 m 2-2,25 m 3-3,45 m 4-4,45 m 5-5,45 m 5-5,45 m 6-6,45 m 6-6,45 m 7-7,45 m SP-2 Sp-4 SP-6 profundidade V SP-2 Sp-4 SP-6
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Na Tabela 2 são apresentados os valores médios de metais, obtidos a partir da Figura 04, para as camadas de solo adjacente a camada de lixo, desconsiderando as diferenças físicas do solo entre camadas.
Tabela 2: Análise de Metais no Solo
PARAMETRO SP2 SP4 SP6 Zn 0,99 2,77 4,69 Al 186,22 243,80 496,40 Pb 0,74 2,20 1,17 Cu 0,51 2,38 3,65 Cr 0,10 0,56 1,16 Fe 63,44 125,24 209,60 Ba 1,85 4,70 2,00 Mn 0,10 0,61 1,13 V 1,59 10,05 10,68 Sn 40,00 120,20 40,00
Comparando-se os valores médios obtidos com a proposta de Heitzmann, em estudos desenvolvidos em Itatiba, Piracicaba e Paulínia verifica-se que os valores encontrados estão, significativamente, abaixo dos encontrados na literatura citada, o que pode ser justificado pela característica física do resíduo solido gerado no município de Campos, ou ainda, pelo perfil sócio-ecônomico da população. Onde se pode afirmar que a área de disposição não vem sendo utilizada para a disposição de resíduos industriais, o que ocorria nos estudos supracitados.
Diante deste efeito comparativo de baixa magnitude buscou-se, então, comparar os pontos de monitoramento e, ainda, os parâmetros avaliados com a finalidade de caracterizar as diferentes áreas do aterro. Após as análises químicas, foram realizados testes de correlação, objetivando verificar o grau de correlação entre os pontos e os parâmetros avaliados, apresentados na Tabela 03 e Tabela 04, respectivamente.
Tabela 03: Coeficiente de Correlação entre os Pontos de Coleta
Furos SP-2 SP-4 SP-6
Sp2 1 0,962 0,987
Sp4 1 0,158
Sp6 1
A correlação ratifica a escolha do ponto branco como um ponto que não esteja recebendo influência dos contaminantes do lixo.
Tabela 04: Coeficiente de Correlação entre os Parâmetros Químicos (Metais Pesados) PARAMETRO Zn Al Pb Cu Cr Fe Ba Mn V Sn Zn 1 -0,630 -0,730 -0,909 -0,816 -0,809 -0,555 -0,854 -0,997 -0,515 Al 1 -0,058 0,897 0,963 0,966 -0,297 0,942 0,699 -0,341 Pb 1 0,390 0,213 0,198 0,970 0,283 0,681 0,959 Cu 1 0,983 0,980 0,156 0,994 0,940 0,116 Cr 1 0,9998 -0,027 0,998 0,861 -0,072 Fe 1 -0,044 0,996 0,852 -0,009 Ba 1 0,044 0,485 0,999 Mn 1 0,895 -0,001 V 1 0,445 Sn 1
As melhores correlações foram obtidas entre Cr/Fe (99,98%), Cr/Mn (99,80%), Fe/Mn (99,60%), Cu/Mn (99,4%), Zn/V (99,7%) e Ba/Sn (99,99%). Pelos valores, médios, encontrados e pela correlação dos parâmetros percebe-se uma contaminação gradativa da área, por ação conjunta da degradação de compostos orgânicos e de constituintes mais complexos, que normalmente demandam uma maior quantidade de tempo para se decomporem. Se considerarmos o tempo da atividade da área como sendo de 10 anos, começaremos a entender os baixos teores dos diversos poluentes pelo inicio da decomposição/degradação deste constituintes físicos dos resíduos. Tal justificativa pode ser evidenciada na Figura 05 onde é retratado o comportamento segundo cada ponto de monitoramento e para cada parâmetro monitorado.
Zn Al Pb Cu Cr Fe Ba Mn V Sn Zn Al Pb Cu Cr Fe Ba Mn V Sn Zn Al Pb Cu Cr Fe Ba Mn V Sn 0,01 0,10 1,00 10,00 100,00 1000,00 0 2 4 6 8 10 12 SP2 SP4 SP6
Figura 05: Concentrações de Metais Pesados nos Diversos Pontos de Monitoramento
ABES – Trabalhos Técnicos 10
imediatamente abaixo do lixo deve ser muito baixa, funcionando como uma barreira natural. Assim uma maior concentração de metais seria encontrada na calha natural do terreno.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Nesta fase do estudo muitas dúvidas a respeito do nível de contaminação no subsolo do lixão do município de Campos do Goytacazes foram geradas. Em primeiro lugar, poderia-se perguntar; Por quê o nível de contaminação é tão baixo se comparados com lixões de outras regiões do país ? Poderia em um solo de fundação tão argiloso ser encontrado teores de metais tão baixos ?
Inúmeras suposições poderiam ser feitas. Valor do pH, temperatura, velocidade de fluxo etc... justificariam o baixo teor de metais nas camadas argilosas, potencialmente, a barreira natural da fundação. Assim, os poluentes poderiam estar passando diretamente para camadas mais profundas. Esta hipótese leva em consideração o gradiente de fluxo predominantemente vertical, com sentido de cima para baixo.
Por outro lado, pode-se considerar que as camadas próximas ao lixo, com teor de argila superior a 65% , no furo SP-4, e 85%, no furo SP-6, funcionam como uma barreira impermeável propiciando um fluxo paralelo a camada de fundação. Consequentemente, o transporte de metais por advecção seria no próprio lixo, ou na interface lixo – solo acumulando-se em uma área que não foi estudada até o momento, a calha de drenagem natural. Outro aspecto que colaboraria para uma gradiente sub-horizontal seria a topografia no fundo do lixão, pois, aparentemente, a área de depósito está em uma área de declive considerável.
Qualquer consideração do que possa estar ocorrendo em termos de transporte de poluentes não passará de uma suposição enquanto o regime de fluxo no subsolo e no lixo não for definido. Espera-se que os estudos que serão executados na seqüência deste trabalho possam definir o padrão de transporte para que futuramente seja possível adotar medidas no sentido de remediar a área degradada.
BIBLIOGRAFIA
1. American Society for Testing and Materials (1990). Annual Books of ASTM Standards, Volume 04.08, Philadelphia.
2. Associação Brasileira de Normas Técnicas (1994). Catálogo de Normas do Comitê Brasileiro de Construção Civil - CB2. Casmar Editora Ltda., São Paulo.
3. Anuario Estatísticos - Fundação Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE/1999 .
4. Construção –Mantas de PVC para Impermeabilização de Aterros Sanitários - Revista PINI –; nº408; Ano: XXXI, Agosto/2000; pag.40 e 41
5. Embrapa (1997). Manual de Métodos de Análise de Solo (2 a edição). Centro Nacional de Pesquisa do Solo, Rio de Janeiro.
6. Heitzmann Jr., J.F. (1999). Alterações na composição do solo nas proximidades de depósitos de resíduos
domésticos na bacia do rio Piracicaba, São Paulo, Brasil. Síntese de Tese n0
9, Associação Brasileira de Geologia de Engenharia.
7. Programa Estadual de Investimentos da Bacia do Paraíba do Sul – Panorama do Saneamento na Bacia do Rio Paraíba do Sul – RJ. 1999.
8. R.L.Vanantwerp (1994). Monitor well design, installation, and documentation at hazardous and/or toxic
waste sites. Engineer Manual; U.S. Army Corps of Engineers.
9. Vogel (1992). Análise Química Quantitativa (5 a
