VIII Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica
27 a 30 de julho de 2009 Uberlândia, Minas Gerais, Brasil
AVALIAÇÃO DO SISTEMA DE TRATAMENTO DO LIXIVIADO DO ATERRO
CONTROLADO DE MARINGÁ
1
Amanda Shizuka Fujimura, 2Fabiana Bassani, 3Taluana Delakis Recanello, 4Carlos de Barros Jr.
1
Bolsista de Iniciação Científica PIBIC/Fundação Araucária, discente do curso de Engenharia Química da Universidade Estadual de Maringá/PR
2
Tecnólogo Ambiental; Mestranda em Engenharia Urbana Universidade Estadual de Maringá/PR
3
Voluntária de Iniciação Científica, discente do curso de Engenharia Química da Universidade Estadual de Maringá/PR
4
Professor do Departamento de Engenharia Química na Universidade Estadual de Maringá/PR
1,2,3,4
Universidade Estadual de Maringá. Av Colombo 5970, Bloco D90, Campus Maringá – Maringá, PR, CEP 87020-90
e-mail: Carlos@deq.uem.br
RESUMO - O lixiviado C representa um dos vários fatores de risco para o meio ambiente, uma vez que este apresenta altas concentrações de matéria orgânica, bem como de metais pesados em quantidades consideráveis. O presente trabalho apresenta um estudo de avaliação do processo de tratamento do lixiviado do aterro sanitário do Município de Maringá/PR. O sistema de tratamento biológico avaliado é composto de por três lagoas de estabilização do tipo australiano. Amostras de lixiviado na entrada da primeira e terceira lagoa foram coletadas e efetuadas analises físico-químicas. Foram avaliados teores de DQO, turbidez, pH, temperatura, cor, alcalinidade, condutividade e fósforo, cujas análises físico-químicas basearam-se nos manuais do Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (1998). Os resultados obtidos apresentaram uma baixa taxa de remoção de matéria orgânica. Os principais resultados obtidos identificaram que as técnicas convencionais de tratamento empregadas para o tratamento do lixiviado são eficazes, porém não são capazes de apresentar eficiência satisfatória na degradação da matéria orgânica
.
Palavras-Chave: matéria orgânica, lixiviado, lagoa de estabilização
INTRODUÇÃO
O problema que envolve a questão da dis-posição adequada do lixo urbano, apesar de ser um dos principais pontos relacionados com o sa-neamento das grandes cidades, na maioria das vezes permanece sem solução. Uma vez que os sistemas designados a promover a coleta, o transporte e a destinação final do lixo urbano en-contram-se vinculados às administrações munici-pais, um dos grandes desafios enfrentados pelas prefeituras, neste contexto, é onde dispor esses resíduos com segurança, uma vez que áreas dis-poníveis tornaram-se cada vez mais escassas, mais distantes dos centros de geração e têm seu custo mais elevado. Essas áreas de despejo não podem ser consideradas como o ponto final para muito dos componentes contidos ou gerados a partir da decomposição dos resíduos urbanos, pois, quando a água – principalmente das chuvas – percola através desses resíduos, várias subs-tâncias orgânicas e inorgânicas são carreadas pelo chorume (Sisinno e Moreira, 1996).
O método de disposição final de resíduos sólidos, conhecido como aterro sanitário, aplica conhecimentos de engenharia e segue normas pré-estabelecidas de planejamento, construção, minimizando risco e problemas ambientais. Em aterros sanitários, o resíduo sólido é depositado em camadas, compactado e coberto com argila no final de cada operação (Liu et al., 2000). A lo-calização do aterro é criteriosamente selecionada, planejada e preparada. No entanto, um dos gran-des problemas encontrados no gerenciamento de aterros sanitários de resíduos urbanos diz respei-to à geração e ao tratamenrespei-to do lixiviado, que contém altas concentrações de compostos orgâ-nicos, inorgânicos e metais pesados (Tartari, 2003).
Nos aterros sanitários, onde ocorre a dispo-sição planejada dos resíduos sólidos, normalmen-te o lixiviado é canalizado para tanques a céu a-berto, podendo ou não ocorrer um pré-tratamento, e desses reservatórios, em alguns casos, é des-pejado em bacias hidrográficas.
O lixiviado de aterro é uma água residuá-ria que, pelo fato de conter, na maioresiduá-ria das vezes,
níveis altos de metais e outros compostos, pode ser considerado como uma água residuária indus-trial que precisa de estudos para definir a melhor alternativa de tratamento.
A situação da disposição final dos resí-duos sólidos nos municípios tem melhorado no decorrer das décadas, principalmente no que diz respeito à implantação de aterros sanitários. No entanto, ainda é grande o número de municípios que se encontram em situações irregulares. Um desses casos é o município de Maringá, noroeste do estado do Paraná, que possui mais de 300 mil habitantes e não dispõe de aterro sanitário, sendo seus resíduos depositados em aterro controlado.
Na área de disposição dos resíduos de Maringá o que podemos encontrar são valas não-permeáveis onde o lixo é depositado e compacta-do. O lixiviado gerado nesse aterro controlado é coletado em três lagoas de tratamento, depois é despejado no solo, podendo misturar-se com a água da chuva, encontrando-se com um pequeno riacho (Córrego Borba Gato). Esse corpo de água passa ao lado do aterro e após receber o lixiviado, percorre um longo caminho por uma região den-samente habitada, até encontrar-se com o Ribei-rão Pinguim. As condições dessa água são de grande importância para a qualidade de vida da população que habita próximo ao riacho
.
A composição físico-química dos lixivia-dos varia bastante com fatores que vão desde as variações pluviométricas, idade do aterro, condi-ções ambientais e caracterísicas do próprio resí-duo sólido. (BERTAZZOLI & PELEGRINI, 2002; JEONG).
Portanto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a eficiência do sistema de tratamento de lixiviado
,
por meio de medições de parâmetros físicos e químicos.MATERIAL E MÉTODOS
O monitoramento de coletas das amostras foram realizadas mensalmente, a partir de setem-bro de 2008 a abril de 2009. As amostras foram coletadas em dois pontos distintos nas lagoas de tratamento (Tabela 1 e Figura 1) e acondiciona-das em recipientes plásticos previamente lavados com solução de HCl 10% e água destilada. Todos os ensaios foram executados de acordo com as recomendações de Standard Methods for the E-xamination of Water and Wastewater – APHA (1998).Pontos de amostragens Localização P1
P2
Entrada 1ª Lagoa Entrada 3ª Lagoa Tabela 1. Pontos de amostragens e sua localização
Figura 1. Esquema dos pontos de amostragem
Os parâmetros determinados, os métodos e os instrumentos empregados nas análises são apresentados na Tabela 2.
Parâmetros Método de Análise Alcalinidade Titulação Potenciométrica Condutividade Condutivímetro
Cor Aparente Espctofotométrico
DQO Espctofotométrico
Fósforo Espctofotométrico
pH Eletrométrico
Temperatura Termômetro de Hg Turbidez Turbidímetro Tabela 2. Parâmetros, métodos e instrumentos
A maioria das análises foi desenvolvida no Laboratório de Controle de Poluição e Preserva-ção Ambiental do Departamento de Engenharia Química da Universidade Estadual de Maringá. Com exceção da temperatura, pH e con-dutividade que foram determinados no local da coleta da amostra.
RESULTADO E DISCUSSÃO
Na Tabela 3 são apresentados os resulta-dos médios resulta-dos parâmetros determinaresulta-dos e os valores máximos permissíveis no lançamento de efluentes pela resolução CONAMA 357/2005.Parâmetros Variação Conama
(VMP)*
Mínima Máxima Média Alcalinidade
(mg CaCO3/L)
Cor (mg /L PtCo) 143 1300 721,5 - DQO (mg/L ) 45,4 808 426,7 - pH 6,87 8,58 7,73 5-9 Temperatura (ºC) 22º 34º 28º 40º Turbidez (UNT) 4 54 29 100 Condutividade (µS/cm) 3,57 6,26 4,92 3000 Fósforo (mg/L de P) 0,76 6,37 3,48 0,020 Tabela 3. Valores do lixiviado
* VMP = valor máximo permissível
O lixiviado apresentou valores médios de pH entre 6,87 e 8,58 com alcalinidade variando de 726mg/L a 2604mg/L, revelando que o líquido é predominantemente alcalino. Estes valores são relatados por Palmisano e Barlaz (1996) apud Oliveira e Jucá (2004), como característicos de percolados de resíduos em fase metanogênica de degradação. Nesta fase, ocorre aumento na con-centração de bactérias metanogênicas que de-gradam os ácidos graxos livres e de cadeia car-bônica curta originando a formação de metano e conseqüente elevação de pH e alcalinidade do percolado (Chian e DeWalle, 1976 apud Oliveira e Jucá, 2004). A alcalinidade é devida, principal-mente, à presença de sais de cálcio, magnésio, sódio e potássio (CHU et al., 1994) e sua variação deve ser controlada quando lançados no corpo receptor, para impedir a formação de condições favoráveis para o surgimento de amônia na forma tóxica (CLEMENT, 1995).
As variações de temperatura são parte do regime climático normal, e corpos d’ água apre-sentam variações sazonais e diurnas. A tempera-tura desempenha um papel principal no controle no meio aquático, condicionando as influências de uma série de parâmetros físico-químicos, tais como o aumento da solubilidade de materiais com a elevação da temperatura. A temperatura média do lixiviado observada foi de 280 C, evidenciando que o parâmetro está de acordo com as condi-ções estabelecidas para o lançamento de efluen-tes dispostos na Resolução 357/2005, do CONA-MA.
A cor é outro parâmetro importante no monitoramento de lagoas de estabilização no tra-tamento do chorume. A cor está associada ao grau de diminuição de intensidade que a luz sofre ao atravessá-la e esta redução dá-se por absor-ção de parte da radiaabsor-ção eletromagnética, devido a presença de sólidos dissolvidos, principalmente material em estado coloidal orgânico e inorgânico. Dentre os colóides orgânicos podem-se mencio-nar os taninos, os ácidos húmico e fúlvico, subs-tâncias naturais resultantes da decomposição parcial de compostos orgânicos presentes em folhas, dentre outros substratos (CETESB, 2006).
Quando a cor se eleva, reduz a absorção da luz no meio aquoso, inibindo processos metabólicos tais como a fotossíntese. Daí a importância de sua remoção dos corpos d’água, como também nas estações de tratamento do lixiviado. Pode-se observar que no aterro controlado de Maringá, ocorreu um aumento na cor do efluente em estu-do, após passar pelas lagoas; apresentando uma variação média de 721,5mg/L PtCo, indicando uma possível presença de alga na lagoa. A pre-sença de algas (fator positivo na produção de oxi-gênio) nas lagoas de tratamento tende a aumen-tar o teor de matéria orgânica, uma vez que estas são sintetizadas a partir de compostos minerais. Além de formarem novas células, reproduzindo-se ou crescendo, secretam, também, para o meio aquático, substâncias orgânicas por elas sinteti-zadas, as quais dissolvem no mesmo meio. Este material secretado, bem como o das próprias al-gas, quando morrem podem constituir fonte nutri-tiva das bactérias, ou seja, constitui o fator de DBO (Lins et al., 2005).
Sabe-se que também que a turbidez cor-responde ao grau de atenuação de intensidade que um feixe de luz atravessa um meio líquido e pode ser ocasionada pela presença de sólidos em suspensão e detritos orgânicos como algas e bac-térias. No ponto de lançamento, a turbidez variou de 4,0UNT a 54,0UNT, o que configura como va-lores condizentes com a legislação ambiental, cujo valor máximo permissível é de 100 UNT (Re-solução 357/2005 – CONAMA).
Nos estudos de determinação dos teores de fósforo, foi possível observar, durante o seu monitoramento, uma diminuição da concentração desse parâmetro químico na lagoa. O fósforo total variou de 6,37mg/L (chorume bruto - entrada da lagoa anaeróbica) a 0,76mg/L (no ponto de lan-çamento), o que corresponde a uma remoção de aproximadamente 88% do teor de fósforo.
Este elemento é um importante nutriente para diversos organismos e por isso mesmo me-rece muita atenção. O descarte de lixiviados de aterro com elevadas concentrações de fósforo, sem tratamento adequado, pode provocar o fe-nômeno de eutrofização aos corpos receptores. Entretanto, se tratado corretamente, pode ser uma importante fonte deste nutriente.
CONCLUSÕES
A avaliação físico-química mostrou que a maioria dos parâmetros estão dentro dos padrões estabelecidos pela legislação. As variações en-contradas nos valores de DQO sugerem que o lixiviado seja, na realidade, constituído por uma mistura daqueles produzidos por lixos em diferen-tes estados de decomposição (SISINNO; MO-REIRA, 1996).
A temperatura da amostra tem variado de 22º a 34oC, pH de 6,87 a 8,58 e alcalinidade de 726 a 2604 mg CaCO3/L no ponto de lançamento.
O aumento dos valores de pH, certamente está associado ao processo fotossintético das algas presentes nessas lagoas. A cor aparente do cho-rume está bastante alterada na maioria dos me-ses estudados, apresentando uma variação de 143 mg/L PtCo (P1) a 1300 mg/L PtCo (P2), alte-rando também em função da precipitação pluvio-métrica. O fósforo total variou de 6,37mg/L (cho-rume bruto - entrada da lagoa anaeróbica) a 0,76mg/L P (no ponto de lançamento), o que cor-responde a uma remoção de aproximadamente 88% do teor de fósforo. Embora ocorra uma boa remoção de fósforo, ainda assim, o parâmetro encontra-se fora dos valores estabelecidos pela Resolução 357/2005, do CONAMA
.
Considerando-se conjuntamente todos os indicadores analisados, conclui-se que o sistema de tratamento biológico é eficaz no controle de pH, temperatura, turbidez e condutividade, no en-tanto, não é capaz de apresentar eficiência satis-fatória na degradação da matéria orgânica, ape-sar dos valores de DQO encontrados na entrada da primeira e no local de lançamento apresenta-rem uma variação de aproximadamente 94,38% para a DQO.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
APHA , Standard Methods for the Examination of water and wastewater. 20th edition, Washing-ton, 1998.BERNARD, C.; COLIN, J.R.; ANEE, L. D. Esimation of the hazard of landfills through toxicity testing of leachates. Chemos-phere, v.35, n.11, p. 2783-2796, 1997.
BERTAZZOLI, R. PELEGRINI, R. Descoloração e degradação de poluentes orgânicos em solu-ções aquosas através do processo fotoeletro-químico. Química Nova, v.25, n. 3, p.477-482, 2002.
CETESB, 2006, “Rios e reservatórios – Variáveis de qualidade das águas”. Disponível em: <http//www.cetesb.sp.gov.br/água/rios/variáve is.asp.#aluminio> . Acesso em 10 jan. 2006. CHIAN, E.S.K.; DEWALLE, F.B., (1976), Sanitary
Landfill leachates and their treatment. Journal of Environmental Engineering Division, v. 102, p. 411-431.
CHAN, G.Y.S.; CHU, L.M.; WONG, M.H., 2002. “Effects of leachate recirculation on biogas production from landfill co-disposal of munici-pal solid waste, sewage sludge and marine sediment”. In: Environmental pollution. v.118, p.393-399.
CHU, L.; CHEUNG, K. C.; WONG, M. H.;
Variations in the chemical properties of landfill leachate. Environmental Management, 1994, p. 105-117.
CLEMENT, B.; MERTIN, G.
The contribution of ammonia and alkalinity to landfill leachate
tox-icity to duckweed. The Science of the total en-vironment. 1995, 170, p. 71-79.
CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE – CONAMA, 2005, Resolução 357. “Dispões sobre a classificação dos corpos de água e di-retrizes ambientais para o seu enquadramen-to, bem como estabelece as condições e pa-drões de lançamento de efluentes, e dá ou-tras providências”. Disponível em: http://www.mma.gov/conama/res05/res35705. pdf. Acesso em: 25 out. 2005.
DAVE, G.; NILSSON, E. Increased reproductive toxicity of landfill leachate after degradation was caused by nitrite. Aquatic Toxicology, v.73, n.1, p. 11-30, 2005.
JEONG-HOON, I.M.; HAE-JIN, W.; MYUNG-WON, C.; KI-BACK, H.; CHANG-MYUNG-WON, K. Simultaneous organic and nitrogen removal from municipal landfill leachate using an anae-robic-aerobic system. Water Research, v.35, n.10, p. 2043-2410, 2001.
LIN, S. H.; CHANG, C. C. Treatmente of landfill leachate by comined electron-fenton oxidation and sequencing bath reactor method. Water Researc, v.34, n. 17, p. 4243-4249, 2000. LIU, D.H.F.; LIPTÁK, B.G.; BOUIS, P.A.; BAILE,
R.C.; EVERETT, J.W.; RUGG, F.M.; SWIT-ZENBAUM, M.S. (2000), Environmental Engi-neers’Handbook – Solid Waste. Boca Raton, Flórida: CRC Press LLC, p. 1231-1240. LINS, E.A.M.; LINS, M.C.M.; LIMA, M.A.G.A.;
A-RAÚJO, J.M.; JUCÁ, J.F.T. (2005), “Monito-ramento de lagoas de estabilização no trata-mento de chorume – Aterro de Muribeca”. Anais do 23o Congresso Brasileiro de Enge-nharia Sanitária e Ambiental, Campo Grande – MS (publicado em CD-ROM).
MARNIE, L. W.; BITON, G.,TOWNSEND, T. Heavy metal binding capacity (HMBC) of mu-nicipal solid waste landfill leachates. Chemos-phere, w.60, n. 2, p.206-215, 2005.
OLIVEIRA, F.J.S.; JUCÁ, J.F.T. (2004), “Acúmulo de metais pesados e capacidade de imper-meabilização do solo imediatamente abaixo de uma célula de um aterro de resíduos sóli-dos”. Engenharia Sanitária Ambiental, v.9, n.3, jul/set, p. 211-217.
OLIVEIRA, S.; PASQUAL, A., (2004), “Avaliação de parâmetros indicadores de poluição por e-fluente líquido de um aterro sanitário”. Enge-nharia Sanitária Ambiental, v.9, n.3, jul/set, p. 240-249.
PALMISANO, C.; BARLAZ, M.A. (1996), Microbio-logy of solid waste. New York: CRC Press, 240p.
SISINNO, C.L.; MOREIRA, J.C. (1996), “Avalia-ção da contamina“Avalia-ção e polui“Avalia-ção ambiental na área de influência do aterro controlado do Morro do Céu, Niterói, Brasil”. Cad. Saúde Pública, Rio de Janeiro, 12(4), p. 515-523. TARTARI, L.C. (2003), Avaliação do processo de
tratamento do chorume do aterro sanitário de Novo Hamburgo. PPG em Engenharia – E-nergia, Ambiente e Materiais, Universidade Luterana do Brasil, Dissertação (Mestrado), 125p.
AGRADECIMENTOS
Ao Professor e Doutor Carlos Barros Jr. pela orientação durante as pesquisas;
Á Fundação Araucária;
Ao Departamento de Engenharia Química da Universidade Estadual de Maringá por permitir que alunos da graduação ampliem seus conhecimentos e se familiarize com assuntos de laboratório.
À Prefeitura de Maringá por permitir a entrada no aterro controlado de Maringá para a realização da pesquisa.
