MONITORAMENTO DE SÓLIDOS, LÍQUIDOS E GASES DO ATERRO DE
AGUAZINHA
J. F. T. Jucá
Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal de Pernambuco
V. L. A. de Melo
Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal de Pernambuco
RESUMO: O Monitoramento Ambiental do aterro de Aguazinha é realizado pelo Grupo de Resíduos Sólidos da Universidade Federal de Pernambuco. O referido aterro será constituído por quatro células, tendo sido construídas até agora apenas as Células C-1 e C-4, onde os resíduos foram confinados a partir de 1997. A Célula C-1 será tratada com a técnica da bio-remediação, enquanto que na Célula C-4, os resíduos serão degradados naturalmente. Este trabalho apresenta os dados do monitoramento do período anterior ao processo de tratamento e referem-se ao acompanhamento de sólidos, líquidos e gases das Células 1 e 4 e também da área circunvizinha ao aterro.
1. INTRODUÇÃO
O Aterro de Resíduos Sólidos de Aguazinha está situado no Município de Olinda, Região Metropolitana do Recife, e recebe, em média, 370 toneladas diárias de resíduos domésticos, hospitalares e entulhos da construção civil e possui uma área de 17 hectares, constituindo-se no segundo maior aterro em funcionamento no Estado de Pernambuco.
Desde março de 1986 funcionava como depósito a céu aberto, sem qualquer tratamento. O projeto de recuperação ambiental foi implantado a partir de 1997, dividindo a área em quatro células, onde os resíduos são confinados e posteriormente cobertos, através de procedimentos operacionais específicos e critérios de engenharia ambiental. .
O processo de tratamento adotado foi a bio-remediação, técnica que prevê a inoculação, em uma das células de aterramento, de uma população microbiana propagada externamente, com a intenção de
acelerar o processo de degradação anaeróbia que já existe. A eficiência deste processo será avaliada, através do acompanhamento antes e depois da inoculação e ao longo do tratamento.
2. DESCRIÇÃO DA ÁREA
O Município de Olinda possui uma área de 29km2 e aproximadamente 341.394 habitantes (segundo IBGE – 1991). O referido aterro está situado na zona rural de Olinda e as demais características da área são descritas a partir do estudo realizado pela Universidade Federal de Pernambuco em convênio com a FIDEM (1994).
2.1 Geologia e Geotecnia
da Formação Gramame, com quase 20 metros de espessura. Nas imediações, o nível fosfático (fosforita) que se posiciona entre as Formações Beberibe (arenito) e Gramame (calcário), encontra-se em subsuperfície na antiga frente de lavra desse minério, atualmente coberto por uma lagoa. Nessa área o embasamento cristalino também é profundo, podendo atingir mais de 300 metros. A Formação Barreiras recobre essas unidades, propiciando algumas camadas bastante argilosas para fins de jazida, e apresenta espessura média de 40 metros. Solos com alta resistência ao cisalhamento, boa capacidade de retenção de umidade, existência de coesão que permite uma pequena erodibilidade e baixa permeabilidade. Os taludes locais apresentam-se estáveis, ainda que tenham sofrido cortes praticamente verticais.
2.2 Hidrologia
Lençol freático na Formação Barreiras com 3 metros de profundidade, onde os catadores cavaram algumas cacimbas. Está muito próximo ao local das antigas jazidas de fosfato, onde foram feitas escavações até próximo do topo do aquífero Beberibe.
A bacia de interesse localiza-se num vale sobre sedimentos argilosos com aproximadamente 2,5% de declividade, onde as ondulações topográficas entre os vales estão sendo desmontadas para utilização como barro de aterro na construção civil. 2.3 Vegetação
A área do aterro é totalmente decapada, sem vegetação. A oeste do aterro tem-se área de regeneração da vegetação nativa, com presença de carrapateiras. Nas demais áreas, ocorrem granjas e presença marcante de fruteiras.
2.4 Uso do Solo
Na parte leste, a área é utilizada como depósito de resíduos sólidos provenientes da cidade de Olinda. Na parte oeste existem sítios com fruteiras e algumas residências localizadas esparsadamente.
2.5 Infra-estrutura
O referido aterro possui duas vias de acesso pavimentadas com asfalto, em bom estado de conservação. Na área e em seu contorno há disponibilidade de energia elétrica, além de abastecimento d’água.
2.6 Ambiente Antrópico
A área está situada na zona rural, porém possui residências em seu interior com a população convivendo diariamente com os resíduos provenientes da cidade de Olinda. Verifica-se a presença de mais de 100 catadores. Pelo fato do aterro estar situado próximo de vias de acesso movimentadas, o impacto visual para as pessoas que trafegam no local é evidente.
3. COMPOSIÇÃO DOS RESÍDUOS
Grande parte das propriedades dos resíduos sofrem mudanças significativas com o tempo. Do ponto de vista geotécnico, o lixo é um meio altamente compressível, cujas deformações duram muito tempo podendo causar recalques excessivos e distorções (Jessberger e Kockel, 1993; Grisolia et al, 1995).
A atualização periódica dos dados relativos à composição do lixo é necessária, devido às transformações que ocorrem nas cidades, e dessa forma, modificando o lixo. A composição gravimétrica dos resíduos que chegam ao aterro, é mostrada na Figura 1. Papel 28% Plástico 12% Matéria Orgânica 52% Metal 1% Outros 6% Vidro 1%
4. MONITORAMENTO AMBIENTAL O monitoramento realizado abrange as Células 1 e 4 e área circunvizinha ao aterro, através do acompanhamento de sólidos, líquidos e gases e consta das seguintes atividades:
Sólidos: medição de recalques das Células 1 e 4;
Líquidos: análises físico-químicas, de metais e microbiológicas;
Gases: determinação qualitativa de metano e oxigênio no sistema de drenagem das Células 1 e 4.
4.1 Sólidos
O acompanhamento dos recalques das Células 1 e 4 é realizado através da distribuição de seis placas de recalque, instaladas diretamente sobre o lixo (Figura 2). Cada placa possui base quadrada de 0,60m e uma haste metálica central de 1,00m de altura. O referencial usado para a leitura das placas é um marco de referência de nível do tipo Bench Mark. A freqüência das leituras é semanal e são executadas por Nivelamento Geométrico de Precisão. A instalação das placas foi iniciada após a cobertura final das células.
CÉLULA 1 CÉLULA 4
Figura 2: Locação das placas de recalques
4.1.1 Recalques
A medição de recalques em aterros de resíduos sólidos permite avaliar, indiretamente, a velocidade das modificações físico-químicas e da degradação biológica, bem como medir o abatimento ocorrido na massa sólida, de forma a se prever execuções de sobre-altura, ou mesmo estimar o tempo de vida útil do aterro. A evolução dos recalques tende a refletir a degradação em termos gerais e subsidiários, além de
constituir uma valiosa base de dados (Santos, 1994).
A magnitude dos recalques (Figura 3) pode ser influenciada por diversos fatores, destacando-se: a densidade e índice de vazios inicial; grau de compactação; composição; idade; teor de matéria orgânica; altura de lixo; nível de chorume; sistema de drenagem de líquidos e gases e fatores ambientais (Jucá et al, 1999). CÉLULA 1 0 50 100 150 200 250 300 350 400 0 35 70 105 140 175 210 245 280 315 350 385 420 455 TEMPO (DIAS) RECALQUES (mm)
PLACA 1 PLACA 2 PLACA 3 PLACA 4 PLACA 5 PLACA 6
CÉLULA 4 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 0 35 70 105 140 175 210 245 280 315 350 385 420 455 TEMPO (DIAS) RECALQUES (mm)
PLACA 1 PLACA 2 PLACA 3 PLACA 4 PLACA 5 PLACA 6
Figura 3: Magnitude dos recalques nas Células 1 e 4.
4.1.2 Teor de Umidade e Sólidos Voláteis
Sondagens à percussão foram realizadas sem lavagem, com o objetivo de coletar amostras dos resíduos, ao longo da profundidade, para realização de ensaios em laboratório do teor de umidade e sólidos voláteis.
estabilizar. Posteriormente, é resfriado em um dessecador a vácuo.
Para a determinação do teor de sólidos voláteis, aproximadamente 5g da amostra seca na estufa é pesada e colocada em uma mufla a 550ºC. Posteriormente é resfriada em um dessecador a vácuo. 0 5 10 15 20 25 10 15 20 25 30 35 40 45 Teor de Umidade (% ) Profundidade (m) C-1( JAN/98) C-1( DEZ/98) C-4(JAN/98) C-4(DEZ/98) 0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30 35 40
Teor de Sólidos Voláteis (%)
Profundidade (m)
C-1( JAN/98) C-1( DEZ/98) C-4(JAN/98) C-4(DEZ/98)
Figura 4: Perfis de umidade e sólidos voláteis Nas duas células os teores de umidade e sólidos voláteis são baixos, apresentando a matéria orgânica quase que totalmente decomposta, consequentemente, menor atividade microbiológica, o que pode ser devido à idade dos resíduos (lixo velho). O teor de umidade deve ser correspondente ao teor de sólidos voláteis. Este comportamento é observado nos gráficos (Figura 4). Os altos teores de umidade encontrados são devidos aos bolsões de chorume naquelas profundidades, observados nos pontos de pico dos gráficos.
4.2 Líquidos
O monitoramento de líquidos é executado em pontos de amostragem da célula e da área circunvizinha, abrangendo águas superficiais e subterrâneas. As amostras de líquidos são coletadas de acordo com as normas do CETESB para realização de ensaios em laboratório. PC-1: poço de captação de chorume da Célula 1; P-1: (ponto de água superficial) chorume
proveniente da Célula 4;
P-2: (ponto de água superficial) união do P-1 e esgoto da comunidade vizinha ao aterro; PM-1: (ponto de água subterrânea) poço na área
do aterro utilizado pelos catadores e moradores das proximidades;
PM-2: (ponto de água subterrânea) poço localizado em região próxima ao aterro. Os pontos de amostragem P-1 e P-2 saem do aterro direto para o sistema de drenagem de esgoto e posteriormente para o Rio Beberibe, que corta o município de Olinda.
Em todos os pontos de amostragem são determinados parâmetros físico-químicos e microbiológicos segundo as recomendações do Standard Methods for Examination of Water and Wastewater, 18a edição de 1992.
4.2.1 Análises físico-químicas
Para determinação dos parâmetros físico-químicos, cerca de 5 litros de amostras são acondicionadas em bambonas plásticas previamente lavadas. Os parâmetros determinados são: pH alcalinidade condutividade cloretos DQO DBO
sólidos totais, sólidos totais voláteis, sólidos dissolvidos totais, sólidos em suspensão totais cálcio, magnésio, sódio, potássio
0 1500 3000 4500 6000 7500
Jun/98 Ago Out Abr/99 TEMPO CONDUTIVIDADE (us/cm) PC-1 P-1 P-2 0 100 200 300 400 500 600
Jun/98 Jul Ago Out Abr/99 TEMPO DBO (mg/l de O2) PC-1 P-1 P-2 0 200 400 600 800
Jun/98 Jul Ago Out Abr/99 TEMPO DQO (mg/l de O2) PC-1 P-1 P-2 0 2 4 6 8 10
Jun/98 Jul Ago Out Abr/99 TEMPO pH PC-1 P-1 P-2 0 1000 2000 3000 4000
Jun/98 Jul Ago Out Abr/99 TEMPO
SOLIDOS TOTAIS
(mg/l)
PC-1 P-1 P-2
Figura 5: Ensaios físico-químicos em amostras de chorume 0 100 200 300 400 500 600
Jun/98 Ago Out Abr/99 TEMPO CONDUTIVIDADE (us/cm) PM-1 PM-2 0 2 4 6 8 10
Jul/98 Ago Out Abr/99
TEMPO DBO (mg/l de O2) PM-1 PM-2 0 50 100 150 200
Jun/98 Jul Ago Out Abr/99 TEMPO DQO (mg/l de O2) PM-1 PM-2 0 2 4 6 8
Jun/98 Jul Ago Out Abr/99 TEMPO pH PM-1 PM-2 0 500 1000 1500 2000
Jun/98 Jul Ago Out Abr/99 TEMPO
SOLIDOS TOTAIS
(mg/l)
PM-1 PM-2
4.2.2 Análises de Metais
As análises de metais são realizadas utilizando-se cerca de 1 litro de amostra acondicionada em recipientes plásticos lavados e secos. Os elementos determinados são: cádmio, chumbo, cobre, ferro, zinco e alumínio.
Quadro 1:Determinação dos metais (mg/l)
Fe Al Pb Cu Zn Cd P-1 147,8 51,8 0,1 0,5 0,2 0,01 P-2 20,7 19,3 0,7 0,3 0,3 0,01 PC-1 39 0,3 0 0,2 0,2 -PM-1 1,7 0,3 0,4 0,2 0,3 0,01 PM-2 0,6 0,1 0 0,1 0,1 0,01 CONAMA 0,3 0,1 0,03 0,02 0,18 0,001 4.2.3 Análises Microbiológicas
As amostras tomadas para ensaios microbiológicos, cerca de 200ml, são acondicionadas em recipientes de vidro previamente esterilizados e após amostragem estes frascos são colocados em banhos de gelo a uma temperatura de 4oC, seguindo as normas do Guia para Coleta e Conservação de Amostras de água do CETESB. São determinados o Número Mais Provável (NMP) de coliformes fecais e totais.
Quadro 2: Coliformes Totais (NMP):
AMOSTRA JUNHO/98 OUTUBRO/98 ABRIL/99 P-1 1x 103 1x 103 2x 105
P-2 2x 104 1,7x 103 2x 105
PC-1 1,7x 103 2x 104
PM-1 8x 10 8x 10 3x 102
PM-2 4x 10 1,4x 103 4x 105
Quadro 3: Coliformes Fecais (NMP):
AMOSTRA JUNHO/98 OUTUBRO/98 ABRIL/99 P-1 1x 103 1x 103 2x 105 P-2 2x 104 8x 10 2x 105 PC-1 1,4x 103 2x 103 PM-1 8x 10 7x 10 3x 102 PM-2 2x 10 8x 10 4x 104 4.3 Gases
Nos aterros de resíduos sólidos do Brasil, a matéria orgânica representa 50% a 60% do volume total dos resíduos, e esta quantidade, em condições anaeróbicas, produz o biogás, o
qual consiste em 45% a 50% de Metano (CH4) e 45% a 50% de Dióxido de Carbono (CO2). Os componentes restantes são traços de outros gases e Oxigênio (O2).
O monitoramento qualitativo do biogás, executado no sistema de drenagem das Células 1 e 4, utilizando-se um analisador de gás Draguer Multiwarn II, fornece a composição do CH4 e O2 (Figuras 7 e 8). Esta composição varia de acordo com o tipo de resíduo, umidade e temperatura.
Os sistemas de drenagem de gases objetivam a criação de caminhos preferenciais através da massa de resíduos para dissipar a pressão dos gases gerados no processo de decomposição destes resíduos, permitindo seu controle e tratamento (Ojima & Hamada, 1994).
No aterro de Aguazinha, o sistema principal está assentado verticalmente ao longo da altura total do aterro e de seção circular transversal com diâmetro de 1,00m, para coletar os gases gerados em um raio de influência pré-determinado. Cada célula é constituída de quatro drenos uniformemente distribuídos em sua superfície. CÉLULA 1 0 20 40 60 80
Mai-98 Ago Nov Mar-99
TEMPO
TEOR DE METANO
(%)
DRENO 1 DRENO 2 DRENO 3 DRENO 4
0 5 10 15 20
Mai-98 Jul Set Nov Mar-99
TEMPO
TEOR DE OXIGENIO
(%)
DRENO 1 DRENO 2 DRENO 3 DRENO 4
CÉLULA 4 0 20 40 60 80 100
Mai-98 Ago Nov Mar-99
TEMPO
TEOR DE METANO
(%)
DRENO 1 DRENO 2 DRENO 3 DRENO 4
0 5 10 15 20 Mai-98
Jun Jul Ago Set Out Dez Mar-99 TEMPO
TEOR DE OXIGENIO
(%)
DRENO 1 DRENO 2 DRENO 3 DRENO 4
Figura 8: Composição qualitativa do biogás na Célula 4
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Os recalques medidos são referentes ao processo de decomposição da matéria orgânica e dissipação das poro pressões dos líquidos e gases. Estes recalques são lentos e podem ocorrer durante décadas, até que ocorra a estabilização do aterro. Na Célula 1, a magnitude dos recalques varia na ordem de 173mm a 381mm, enquanto que na Célula 4 estes valores variam de 99mm a 288mm. Os recalques diferenciais obtidos são de grande magnitude e são atribuídos às diferentes espessuras de lixo e heterogeneidade dos resíduos.
O monitoramento de líquidos, através da análise de parâmetros físico-químicos, é necessário para que haja um controle do processo de decomposição da matéria orgânica, além de permitir verificar o grau de contaminação de águas utilizadas pela população local.
Os dados de pH nas amostras de chorume apresentam-se na região alcalina que indica lixo em processo de degradação na fase metanogênica (Palmisano e Barlaz, 1996). O teor de sólidos voláteis, assim como a DBO e
DQO são parâmetros importantes para determinação do teor de matéria orgânica presente. Nas amostras de água subterrânea, os baixos valores de DBO encontrados indicam a não contaminação por chorume no lençol freático. Os valores de pH são levemente ácidos, comuns às águas subterrâneas da Região Metropolitana do Recife.
Os elevados teores de metais como Ferro e Alumínio nas amostras de chorume podem causar inibição ao processo de degradação e estes elementos são frequentemente encontrados em materiais metálicos dispostos no aterro. Nas amostras de água subterrânea, baixos valores de metais pesados são encontrados, indicando a não contaminação química por estes elementos.
No que se refere aos parâmetros microbiológicos, os padrões de potabilidade, segundo o Ministério da Saúde (Portaria 36) e Organização Mundial da Saúde, obrigam que a água esteja isenta de coliformes fecais e totais. Os valores obtidos revelam que em todos os pontos de amostragem há contaminação por coliformes, conferindo características de não potabilidade para as águas profundas, que são utilizadas pelos moradores da região para diversos fins, inclusive para beber. Os valores de NMP de coliformes para as amostras de chorume são baixos quando comparados com valores obtidos em chorumes de aterros tropicais semelhantes.
A composição qualitativa dos gases reforça a análise dos parâmetros físico-químicos de que o processo de degradação está na fase metanogênica, devido aos valores elevados de metano obtidos. Os teores de Oxigênio devem ser atribuídos a entrada de ar, através de fissuras na camada de cobertura e taludes do aterro.
É de fundamental importância a continuidade do monitoramento , tendo em vista o processo de inoculação, para estabelecer uma referência ambiental no processo de tratamento, bem como para acompanhar o grau de contaminação na área de influência do aterro, minimizando possíveis impactos ambientais causados pelo uso inadequado da área.
6. REFERÊNCIAS
Characterization of MSW, Sardinia 95. Fifth International Landfill Symposium, 761-768, S. Margherita di Pula, Cagliari, Italy.
Jessberger, H.L. and Kockel, R. (1993). Determination and Assesment of the Mechanical Properties of Waste Materials, Sardinia 93. Fourth International Landfill Symposium, 1383 – 1392, S. Margherita di Pula, Cagliari, Italy.
Jucá, J.F.T.; Mariano, M.O.H.; Melo, V.L.A. (1999). Recalques e Decomposição da Matéria Orgânica em Aterros de Resíduos Sólidos da Região Metropolitana do Recife. 200 Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Rio de Janeiro.
Ojima, M.K. & Hamada, J. (1994). Aterro Sanitário: Análise Técnico-Econômica para Implantação e Operação. Anais do Simpósio Internacional de Destinação do Lixo, Salvador, 213-247.
Palmisano, C. e Barlaz, M. A. (1996) “Microbiology of Solid Waste”, CRC Press. Santos, L.A.O (1994). Projeto, Construção e
