Avaliação da contaminação da subsuperfície de um lixão a céu aberto no
município de Bragança (Pará, Brasil)
Evaluation of the contamination of the soil of the open dump in Bragança city
(Pará, Brazil)
DOI:10.34117/bjdv6n1-015
Recebimento dos originais: 30/11/2019 Aceitação para publicação: 03/01/2020
Danyela Mayara Barbalho Pires
Graduação em Ciências Biológicas, Faculdade de Ciencias Biológicas Instituto de Estudos Costeiros (IECOS)
Alameda Leandro Ribeiro s/n, Aldeia, Bragança (Pará, Brasil), CEP 68600-000 e-mail: danyelapires_barbalho@hotmail.com
Pedro Chira Oliva
Doutorado em Geofísica
Instituto de Estudos Costeiros (IECOS) Universidade Federal do Pará (UFPA) Alameda Leandro Ribeiro s/n, Bairro Aldeia, Bragança (Pará, Brasil), CEP 68600-000
e-mail: chira@ufpa.br
RESUMO
Em geral, as autoridades urbanas no Brasil têm pouco controle sobre o descarte de resíduos sólidos em suas jurisdições, o que normalmente resulta na contaminação do ar, solo e massas de água, tanto na superfície quanto no subsolo. O lixão municipal da cidade de Bragança (Pará, Brasil) representa uma importante fonte potencial de contaminação, dada a sua proximidade a vários corpos d'água importantes, como a bacia do rio Caeté. Os impactos causados pelo descarte não regulamentado de resíduos sólidos neste lixão foram investigados usando o Radar de Penetração no Solo (GPR), uma ferramenta geofísica que permitiu a caracterização da área e a identificação de possíveis plumas de contaminação na subsuperfície derivada do lixiviado produzido por lixiviados. os resíduos sólidos depositados no lixão. A pesquisa também detectou uma possível depressão, com profundidade máxima de 2,5 m, que pode representar um local histórico usado para o armazenamento de algum tipo de material ou para o descarte de resíduos sólidos, que foram enterrados no local.
Palavras-chave: Radar de penetração no solo (GPR), Poluição das águas subterrâneas, Resíduos
sólidos urbanos.
ABCTRACT
In general, urban authorities in Brazil have little control over the disposal of solid waste in their jurisdictions, which typically results in the contamination of the air, soil, and bodies of water, both at the surface and underground. The municipal dump of the town of Bragança (Pará, Brazil) represents a major potential source of contamination, given its proximity to a number of important bodies of water, such as the basin of the Caeté River. The impacts caused by the unregulated disposal of solid waste in this dump were investigated using Ground Penetrating Radar (GPR), a geophysical tool that permitted the characterization of the area and the identification of possible plumes of contamination in the subsurface derived from the leachate produced by the solid waste deposited in the dump. The survey also detected a possible depression with a maximum depth of 2,5 m that may represent a historic site used either for the storage of some type of material or the disposal of solid waste, which was buried at the site.
Key words: Ground Penetrating Radar (GPR), Groundwater pollution, Urban solid wastes. 1 INTRODUÇÃO
A sociedade está se adaptando a um modo de desenvolvimento que necessita de um alto grau de produção e consumo, resultando em uma necessidade cada vez maior de produção de energia, estando diretamente ligado ao grande avanço da industrialização, da urbanização intensa e principalmente a esse descontrole do crescimento populacional, isso gera uma quantidade acentuada de resíduos produzidos, resultando em graves problemas de saneamento básico, principalmente esgoto doméstico, lixo e doenças que afetam diretamente a população local (Braga et al., 2002).
Esses resíduos sólidos (RS) em nível global são um dos tipos de fontes de contaminação de nossos mananciais subterrâneos, além de outros tipos de atividades e ações antrópicas. No geral, essas fontes de contaminação ao lençol freático são: áreas de disposição de resíduos sólidos (urbanos e industriais); lagoas de tratamento de efluentes industriais; disposição de esgotos sanitários; disposição de resíduos radioativos; atividades agrícolas e agropecuárias; vazamento de petróleo e derivados; entre outros. Os RS podem conter metais pesados presentes em diversos materiais provenientes de fábricas, funilarias, comércios em geral, atividades agrícolas, laboratórios, hospitais e resíduos residenciais (Lago et al. 2006).
Devido à carência de políticas públicas adequadas e gestão ambiental inexistentes ou ineficientes, locais inadequados são utilizados para a disposição final dos RS que são gerados nos centros urbanos, resultando em graves danos ao meio natural (Bortolin, 2009).
A Associação Brasileira de Empresas de Saneamento Público e Resíduos Especiais (ABRELPE, 2017) constatou que, dos 78,4 milhões de toneladas de residuos sólidos municipais (RSM) gerados no Brasil em 2017, 6,9 milhões de toneladas não foram coletadas e descartadas adequadamente. No geral, 59,1% dos RSM do país foram descartados em aterros sanitários e 40,9% em aterros controlados e lixões.
A Política Nacional de Resíduos Sólidos do Brasil foi estabelecida em 2010 e consiste em um programa de 20 anos, que deve ser atualizado a cada quatro anos. No final de 2014 foi definido o prazo para a desativação de lixões a céu aberto no Brasil (Brasil, 2010). Esse prazo foi adiado para 2018 e depois para 2021, devido ao não cumprimento dos principais objetivos da política, como a eliminação e recuperação dos lixões existentes, associados a programas de inclusão social e a emancipação econômica da população dependente da recuperação artesanal e reutilização de materiais, bem como a falta de pessoal qualificado e recursos financeiros.
Em junho de 2017, o Brasil (2017) identificou 2976 lixões a céu aberto no Brasil, que afetam a vida de 76,5 milhões de habitantes. Os custos governamentais estimados são de mais de US $ 0,9 bilhões por ano para o desenvolvimento de medidas para compensar os impactos sobre o meio
ambiente e os problemas de saúde causados pelo descarte inadequado de RSM. Muitos municípios brasileiros simplesmente carecem de recursos financeiros ou capacidade técnica para o gerenciamento adequado de seus RS, criando uma barreira fundamental para a erradicação de lixões. O Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE, 2002) relata que os lixões e aterros sanitários do país geralmente causam algum nível de contaminação do solo e da água subterrânea por infiltração de lixiviados.
Técnicas geofísicas tem sido aplicada em vários estudos sob a contaminação de lixões a céu aberto e aterros sanitários (di Maio et al., 2018; Gomes-Puentes et al., 2016; Bortolin e Malagutti Filho, 2012; Boudreault et al., 2010).
No Brasil, vários estudos investigaram a contaminação do solo e das águas subterrâneas devido aos RSM despejados sem controle no solo.
Sousa et al. (2019) avaliaram o lixão a céu aberto do município de Tracuatuea, no Pará, norte do Brasil, localizado dentro de um grande trecho de vegetação natural e na proximidade de recursos hídricos existentes no local. O Radar de Penetração no Solo (GPR) foi utilizado para caracterizar a subsuperfície e detectaram a presença de uma pluma de contaminação que atinge um possível lençol freático do local localizado a uma profundidade aproximada de 5 m.
Bortolin e Malagutti Filho (2012) realizaram o monitoramento temporal indireto da pluma de contaminação do aterro controlado do município de Rio Claro (São Paulo). Dados de resistividade elétrica foram obtidos nos anos de 1999 e 2008, por meio do método da eletrorresistividade, empregando as técnicas da Sondagem Elétrica Vertical (SEV) e do imageamento elétrico. Os resultados indicaram que a pluma de contaminação apresenta valores de resistividade iguais ou menores a 50 ohm.m. Relativamente à primeira série de ensaios, em 1999, a pluma de contaminação apresentou-se maior e mais profunda no ano de 2008, contrariando o que se esperava para um aterro desativado há, pelo menos, 10 anos.
Elis e Zuquete (2002) pesquisaram um aterro abandonado e um aterro ativo usando sondagens geoelétricas e perfilagem. No lixão, os autores detectaram uma pluma de contaminação, migrando do depósito de resíduos para a zona de águas subterrâneas. No aterro, por outro lado, os contaminantes eram limitados à área ocupada pelos resíduos, sem lixiviação nas águas subterrâneas.
No aterro da cidade de Bauru (São Paulo), Lago et al. (2006) caracterizaram o ambiente integrando métodos geofísicos (resistividade, polarização induzida e potencial espontâneo) e identificaram anomalias no lençol freático, indicando a presença de contaminação (resultante da migração do percolado a partir do RSM). Esses resultados foram confirmados pela análise química de amostras de água obtidas dos poços de monitoramento.
Em Cuiabá (Mato Grosso), Shiraiwa et al. (2002) aplicaram métodos geofísicos (resistividade, levantamentos eletromagnéticos e GPR) para caracterizar a área do lixão municipal e a pluma de contaminação resultante do chorume produzido pelos RS do lixão. Os autores confirmaram que essa pluma havia atingido o lençol freático.
No aterro municipal de Rio Claro (São Paulo), Porsani et al. (2004) avaliaram com técnicas geofísicas (GPR e levantamentos elétricos verticais (VES) a contaminação subterrânea resultante dos RS e confirmaram a migração de contaminantes para áreas vizinhas, resultando na formação de uma zona contaminada.
Na cidade de Bragança (Pará), local deste estudo, existe um lixão a céu aberto caracterizado pelo descarte descontrolado de RSM e queima indiscriminada de resíduos, onde os materiais são queimados sistematicamente. A situação é ainda mais problemática, considerando que essa fonte de contaminação está localizada próxima a fontes de água de grande importância, como a bacia do rio Caeté (Pará). Neste estudo foi aplicada a ferramenta geofísica do Radar de Penetração no Solo (GPR) para investigar se o despejo jogado no lixão esta ocasionando algum tipo de contaminação. Os resultados mostraram que o método geofísico GPR permitiu caracterizar a área do lixão com a identificação de possíveis plumas de contaminação na subsuperfície possivelmente derivadas dos líquidos dos RSM. Também foi detectada uma possível depressão, que pode conter qualquer tipo de material ou RS aterrado na subsuperfície.
2 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
2.1 LOCALIZAÇÃO
A área de estudo está localizada no bairro Alto Paraíso (Latitude 01°03’11,02” S, Longitude 46°45’58,71” W) às margens da rodovia PA-112, situado em uma área periférica da cidade de Bragança (Pará, Brasil), a sudoeste do centro da cidade (Figura1). O referido lixão (Figura 2) se localiza em uma área topograficamente elevada em relação às áreas próximas. Segundo o IBGE (2019) o municipio de Bragança tem uma ára de 2.098,144 km² com uma população estimada de 127.686 pessoas para 2019.
Figura 1. Mapa da área de estudo (retângulo vermelho) correspondentes ao lixão municpal de Bragança (Pará). IBGE (2019) e Google Earth Pro (2019).
Figura 2. Lixão municipal de Bragança (Pará).
2.2 GEOLOGIA LOCAL
A região de Bragança foi desenvolvida sobre depósitos neógenos do Grupo Barreiras e da Formação Pirabas e pelas suas características geográficas faz parte do litoral Amazônico que se estende desde a foz do Oiapoque (Amapá) à parte oriental do Maranhão, até a foz do rio Caeté (Pará). Geologicamente, a Planície Costeira Bragantina encontra-se situada na bacia costeira de Bragança-Viseu, cuja origem e evolução estão intimamente ligadas à abertura da porção equatorial do Atlântico e falhamentos normais que alcançam a atual zona costeira (Souza-Filho e El-Robrini, 1996). A geomorfologia da Planície tem mudado significativamente nos últimos anos, resultando na retração dos manguezais no litoral, devido principalmente à invasão de areia que cobre as camadas de lama e asfixia a vegetação (Lara, 2003).
2.3 CLIMA
O clima na região bragantina é equatorial quente e úmido, com uma temperatura média de 25 e 27ºC e por estar próxima a linha do Equador, não apresenta grandes diferenças de temperatura ao decorrer do ano. A região apresenta dois períodos, período chuvoso e seco. O período chuvoso (conhecido como “inverno”) se encontra entre os meses de janeiro a julho e o período não chuvoso (conhecido como “verão”), ocorre entre os meses de agosto a dezembro. A precipitação média anual é de 2.400 a 2.700 mm, podendo esses valores apresentar grandes variações, devido às suas alterações climáticas (Lara, 2003; Moraes et al., 2005).
3 MATERIAIS E MÉTODOS
Neste estudo foi aplicado o método geofísico eletromagnético Radar de Penetração no Solo (GPR) (Annan, 2001; Shiraiwa et al. 2002, Porsani et al., 2004; Moreira e Dourado, 2007; Santos et al., 2009; Oliveira e Monticeli, 2018; Sousa et al., 2019).
3.1 RADAR DE PENETRAÇÃO DE SOLO (GPR)
Para a aquisição dos dados geofísicos foi utilizado o equipamento GPR da marca GSSI SIR-3000 (Geophysical Survey Systems, Inc.) com uma antena de 200 MHz de frequência e janelas de tempo de 150 e 200 ns. As coletas foram realizadas nos anos de 2011 (maio e novembro, períodos chuvoso e seco), 2012 (novembro, período seco) e 2013 (abril, período chuvoso). Os dados foram georeferenciados usando o aparelho GPS (Global Position System) da marca Garmin 76.
A configuração da antena trasnmissora e receptora foi do tipo common-offset, com posicionamento controlado pela inserção de marcas no registro a intervalos de 10 m. Os perfis tiveram comprimentos de 35, 110, 280, 390 e 410 m, respectivamente. Para o levantamento dos dados GPR foram considerados as partes da entrada, central e laterais do lixão (Figura 3).
Figura 3. Vistas lateral esquerda (A e B, com destaque para a existência de um poço artesiano ao lado do lixão), lateral direita (C, com destaque para a existência de um campo de futebol ativo ao lado do lixão) e frontal/entrada (D e E) do lixão municipal de Bragança (Pará).
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Dados GPR
No perfil 01 (Figura 4), localizado na entrada do lixão, podemos observar a presença de possíveis zonas de contaminação localizadas a uma profundidade compreendida entre 1,5 a 6,5 m aproximadamente (ver elipses tracejadas). Próximo à superfície e em boa parte dos perfis foi identificado uma depressão até uma profundidade próxima a 2,5 m. Quase na parte central dos perfis existe uma declividade que provavelmente seja o caminho percorrido pelo chorume originado pelos resíduos sólidos depositados no lixão, causando a contaminação no subsolo.
Fig. 4. Radargrama 01 obtido com uma antena de 200 MHz e janelas de tempo de 150 e 180 ns para os anos de coletas: A) período chuvoso (maio de 2011), B) período seco (novembro de 2011), C) período seco (novembro de 2012) e D) período chuvoso (abril de 2013).
No perfil 02 (Figura 5), localizado aproximadamente na parte central do lixão, foi realizado um levantamento de dados GPR. Os perfis inicialmente tiveram um comprimento de 35 m e posteriormente para uma ampliação nas informações o comprimento foi ampliado até 110 m. Foram identificadas possíveis zonas de contaminação a uma profundidade compreendida entre 1,05 a 4,5 m (ver elipses tracejadas) e também uma pequena depressão até uma profundidade aproximada de 2,5 m.
Fig. 5. Radargrama 02 obtido com uma antena de 200 MHz e janelas de tempo de 150 e 180 ns para os anos: A) período chuvoso (maio de 2011), B) período seco (novembro de 2011), C) período seco (novembro de 2012, sentido reverso de A e B) e D) período chuvoso (abril de 2013, sentido reverso de A e B).
Na parte lateral direita do local do lixão foram identificados com o GPR indícios de tubulações/encanações ou de outro tipo material enterrado (setas pretas). Próximo da superfície observa-se o terreno como se o mesmo tivesse sido compactado (Figura 6).
Fig. 6. Radargrama 03 obtido com uma antena de 200 MHz e janelas de tempo de 150 e 180 ns para os anos: A) período chuvoso (maio de 2011), B) período seco (novembro de 2011), C) período seco (novembro de 2012, sentido reverso de A e B) e D) período chuvoso (abril de 2013, sentido reverso de A e B).
Também na parte lateral esquerda do lixão foi realizado um levantamento de dados GPR (perfil 04, Figura 7). Existe a ocorrência de uma possível zona de contaminação (elipses tracejadas) com
sinais eletromagnéticos em formas de hipérboles de dispersão de energia (setas pretas) que poderiam estar relacionadas a tubulações/encanações ou algum outro tipo de material enterrado nesta parte do local estudado.
Fig. 7. Radargrama 04 obtido com uma antena de 200 MHz e janelas de tempo de 150 e 180 ns para os anos: A) período chuvoso (maio de 2011), B) período seco (novembro de 2011), C) período seco (novembro de 2012, sentido reverso de A e B) e D) período chuvoso (abril de 2013, sentido reverso de A e B).
5 CONCLUSÃO
Os resultados obtidos com o GPR permitiram caracterizar a subsuperficie do lixão estudado. Esta ferramenta permitiu detectar possíveis zonas de contaminação provavelmente provenientes do
chorume gerado pelos RS depositados. Aproximadamente na parte central do local foi identificada uma declividade que provavelmente seja o caminho percorrido pelo chorume causador desta possivel contaminação na subsuperficie. Estas zonas aparecem entre as profundidades compreendidas entre 1,5 e 6,5 metros aproximadamente.
Também foi detectada uma depressão, que pode conter estar contendo tubulações/encanações ou algum tipo de material aterrado na subsuperfície. A maior profundidade detectada nesta depressão foi de 2,5 metros.
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