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RISCOS AMBIENTAIS EM ATERROS DE

RESÍDUOS SÓLIDOS COM ÊNFASE NA

EMISSÃO DE GASES

Cláudio Fernando Mahler

José Luiz Gerlach Real

COPPE/UFRJ – Rio de Janeiro - Brasil

ISWA 2005

Buenos Aires, Argentina

2

Este trabalho, um estudo de caso num município

brasileiro de pequeno porte, objetivou identificar os

riscos ambientais derivados da disposição de Resíduos

Sólidos Urbanos - RSU, apoiado na geotecnia (solo de

cobertura), na identificação da emissão de gases, e na

identificação do estado da saúde pública no entorno do

aterro.

Objetivos

3

Relevância do trabalho:

Perfil dos Municípios Brasileiros (IBGE, 2002) –13/05/2005

(1) Dos 5.560 municípios brasileiros, 1.224 (22%) informaram

ocorrência de poluição do ar freqüente e impactante.(abrigam 49%

da população – 85 milhões de pessoas nessa condição em 2002).

(2) Desses, 218 (18%) têm problemas derivados dos gases que

provocam os “odores dos lixões” (H2S e outros);

(3) Os problemas se concentram em municípios com menores

quantidades de lixo coletado (65% até 100 t/dia);

(4) Cerca de 33% deles (72) enviam resíduos tóxicos para os lixões

no próprio município.

4

5

•Resíduos sólidos urbanos e geotecnia:

Questões relacionadas aos resíduos sólidos e a

engenharia geotécnica, principalmente quanto aos

fatores que resultam em impactos ao meio

ambiente e à vida humana.

6

•Riscos:

Apresentação dos conceitos relacionados aos

RSU que permitem caracterizar, quantificar e

avaliar os riscos decorrentes da exposição aos

RSU, no que tange aos gases emanados nos

aterros.

7

•Biogás:

Apresentação dos fatores inerentes à geração de

biogás nos aterros de RSU, relacionados à sua

emissão para a atmosfera bem como os que visam

minimizá-la mediante a aplicação de camadas de

solos de cobertura.

8

•Saúde de populações vizinhas a aterros:

Identificação de pesquisas e resultados que

fundamentam a análise da influência de aterros

inadequados de RSU na saúde das populações

residentes no seu entorno.

9

•Saúde de populações vizinhas a áreas

impactadas e/ou contaminadas

Destaque-se trabalho recente de RIBEIRO (2003)

analisando e avaliando a influência da poluição

do ar na saúde da população infantil na zona

metropolitana de São Paulo, em duas épocas,

1986 e 1998.

10

Metodologia elaborada pela Organização Mundial da

Saúde, Avaliação de Riscos à Saúde Humana por

Exposição a Aterros de RSU, (OMS, 2000):

–Diretrizes para avaliação da exposição;

– Sistema para avaliação da exposição – etapas:

1) Caracterização do sítio;

2) Caracterização dos receptores;

3) Caracterização dos caminhos de exposição;

4) Determinação da concentração dos contaminantes;

5) Estimativas de exposição.

Metodologia

11

Etapas na avaliação de exposições humanas a

sítios de disposição de resíduos

12

Etapas na avaliação de exposições humanas a

sítios de disposição de resíduos

?

3 - Metodologia

13

Meio Ambiente Econômico:

Atividades econômicas: industriais, agrícolas,

comerciais, institucionais Meio Ambiente Físico:

Geologia, hidrogeologia e hidrologia

Meio Ambiente Social

Uso do solo e da água, sócio-

demografia

Sítio e RSU:

Natureza e quantidade de RSU;

Caracterização do aterro:

construção, operação e monitoração

Contaminantes

de interesse:

Emissão,

concentração

Exposição

Exposição humana a sítios de disposição de RSU

3 - Metodologia

14

Estudo de Caso - Paracambi

15

4- Estudo de Caso: Paracambi Vista aérea

Apresenta alto índice de

morbidade da população

(CIDE, 200

Localização: RMRJ

População: 40.475 habitantes

Área: 179,8 km2

Atividades econômicas:

produção agrícola e industrias

de transformação

Clima: Tropical Quente

LIXÃO

Cemitério

Rio dos

Macacos

Centro

Lages

16

Localização do Lixão

17

Vista aérea do aterro

Disposição do lixo no aterro

18

Residências mais próximas

O entorno do lixão

Ferrovia e residências

Futebol – lixão – cemitério

Roupas expostas às poeiras do lixão (50 m)

19

Composição gravimétrica - RSU de Paracambi

(Silveira, 2004)

Caracterização do Lixão

IQA = Índice de Qualidade do

Aterro (Faria, 2002)

Aterro Paracambi = 2,57

Quantidade: 10.000 t/ ano

20

Hipóteses consideradas no

estudo de caso

1. A atuação da camada de solo de cobertura dos

aterros de RSU na minimização das emissões

gasosas é efetiva;

2. A saúde das populações vizinhas aos aterros

de RSU é afetada de maneira significativa,

quando a disposição de lixo urbano é

inadequada.

21

1 - Investigação geotécnica

Caracterização geotécnica do solo:

• Sondagens SPT;

• Ensaios para a determinação da

permeabilidade em laboratório e

campo, utilizando-se permeâmetro

Guelph;

• Ensaios de caracterização física e

testes de coluna em laboratório.

Preparo e medições com o Guelph

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0.001 0.01 0.1 1 10 100

DIÂMETRO DAS PARTÍCULAS (mm)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

PO

RC

EN

TA

GE

M P

AS

SA

ND

O

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

PO

RC

EN

TA

GE

M R

ET

IDA

270 200 100 60 40 30 20 10 4 3/8 1/2 3/4 1 11/2 2 3

FINA MÉDIA GROSSASILTE

PEDREGULHOAREIAFINO MÉDIO GROSSOARGILAABNT

PENEIRAS:

SOLO DE COBERTURA DO ATERRO

Curva granulométrica do

solo de cobertura do

aterro

0.001 0.01 0.1 1 10 100

DIÂMETRO DAS PARTÍCULAS (mm)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100P

OR

CE

NT

AG

EM

PA

SS

AN

DO

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

PO

RC

EN

TA

GE

M R

ET

IDA

270 200 100 60 40 30 20 10 4 3/8 1/2 3/4 1 11/2 2 3

FINA MÉDIA GROSSASILTE

PEDREGULHOAREIAFINO MÉDIO GROSSOARGILAABNT

PENEIRAS:

Curvas Granulométricas: camadas 1, 2 e 3 (poço 1)

CAMADA 1

CAMADA 2

CAMADA 3

Curvas granulométricas

dos solos abaixo do aterro

Solo silte-areno-

argiloso, bem graduado

Mais argila no solo

natural

23

k = 4,27 x 10-4 cm/s

k = 5,97 x 10-4 cm/s

k = 1,28 x 10-3 cm/s

Permeabilidade dos solos do aterro

24

Resultados dos limites de Atterberg

Solo de cobertura

Solo da base do

aterro

25

2 – Investigação dos contaminantes de interesse

- Número de campanhas realizadas: 4

- Contaminantes de interesse investigados:

• Metano (CH4) – gás de efeito estufa: geração de energia

• Gás sulfídrico (H2S) – gás odorífero emanado pelos aterros

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Vista geral do aterro com as estações A, B e C

A

B

C

27

Cossu et al, 1997, Fécil et al, 2003,

Bowly, 2003, Maciel, 2003.

Mahler et al, 1997, 2005

28

Colocação de brita Montagem do DMPC

Cenário com furo preparado Dreno instalado

Preparação para medições

29

Estações prontas com drenos

Medições de biogás no aterro de Paracambi

Visualização da pressão do biogás

Coleta do biogás com seringa

30

Detalhe construtivo dos

drenos

Equipamentos e dispositivos utilizados

DRÄGER SAFETY • CURSO DE FORMAÇÃO DO MINIWARN

ABRIL, 2004 • 4/79

Alarme visual

Display gráfico

Teclado de 3 botões

CONHECENDO O MINIWARNCOMPONENTES FRONTAIS DO MINIWARNMonitor de gases

E mais:

1.Cap para medição de

pressão e temperatura;

2.Termômetro;

3.Cronômetro;

4. Mangueiras

31

32

Análises, Resultados e Discussão

1 - Análise cromatográfica dos gases coletados no aterro

Para identificar a composição do biogás gerado

A análise dos gases coletados em 7 pontos de drenagem, com

exceção de 2 pontos (PB-1:00 e PC-5:00), indicou que o biogás

contém mais de 65% de metano.

33

Fonte:Tchobanoglous et al, 1993

34

Análises, Resultados e Discussão

2 – Volume dos gases gerados no aterro

O volume de gases (metano) gerados no aterro foi

estimado usando- se dois métodos diferentes:

A. Modelo Scholl-Canyon, sugerido pela

metodologia do Banco Mundial;

B. Metodologia proposta por LIMA (2002), utilizada

para processos de biorremediação de lixões, portanto

um processo acelerado de biodegradação.

35

Equação do modelo Scholl-Canyon

36

Análises, Resultados e Discussão

2 – Volume dos gases gerados no aterro

A - Resultados derivados do Modelo Scholl-Canyon:

Premissa:

Existe uma taxa de decomposição de material biodegradável no aterro

constante ao longo do tempo.

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Aplicação da metodologia para cálculo da geração de metano para o

estudo de caso de Paracambi – conforme LIMA (2002)

Premissa:

Bactérias anaeróbias aceleram a decomposição do material orgânico biodegradável.

FD – facilmente degradável; MD – moderadamente;

DD – dificilmente; ND – não degradáveis

38

FD tem tempo de

bioestabilização

de 4 anos;

MD tem 10 anos.

DD até 100 anos,

portanto não

considerados nos

cálculos.

39

Análises, Resultados e Discussão

2 – Volume dos gases gerados no aterro

B- Resultados derivados da metodologia de LIMA:

40

Análises, Resultados e Discussão

2 – Volume dos gases gerados no aterro

C - Comparação dos resultados dos 2 modelos:

Em termos de médias anuais de geração de metano:

Modelo Volume Médio CH4

m3/ ano

Volume total gerado

10 anos (m3)

Scholl - Canyon 27.000 2.028.000

Lima 370.000 3.699.950

Lima: + 82% (!?)

41

Investigação Epidemiológica Método de investigação usado:

Estudo Caso-Controle simplificado – investigação do estado de saúde da população infantil nas escolas e localização do bairro destas escolas em relação ao lixão.

Grupo sensível investigado: Crianças de 7 a 13 anos

Estudantes de escolas municipais situadas em diversos bairros, localizados a distâncias variadas do aterro;

Ferramenta de pesquisa:

Questionário da Divisão de Doenças Pulmonares do Instituto Nacional do Coração, Pulmão e do Sangue dos EUA. (In: RIBEIRO et al, 2003).

Questionários aplicados: Desejados: 150 / Efetuados: 50

Ferramenta de análise estatística: SPSS for Windows

42

Investigação Epidemiológica

43

Localização do lixão e principais escolas

44

45

46

47

48

Exemplos de Relatórios do SPSS

49

Quanto aos agrupamentos que representam o estado de saúde

dos indivíduos pesquisados destacam-se:

-Tosse: 45% das crianças apresentam tosse sem estarem resfriadas

Com exceção do bairro Centro, onde predomina tosse somente

quando resfriadas, em todos os outros quatro bairros as crianças

apresentam percentuais significativos de tosse sem estarem

resfriadas. No entanto, não é uma tosse do tipo de tempo inteiro;

- Congestão ou/e catarro: Dentro da normalidade. Somente cerca

de 3% apresenta congestionamento e catarro na maior parte dos

dias. Não há predominância de nenhum bairro. No entanto, sem

predominância de bairro, 30% informou que tem ataques crescentes

de tosse, peito congestionado ou catarro, durando por uma semana

ou mais a cada ano;

Principais resultados da Pesquisa

50

- Chiado: Aproximadamente 20% dos entrevistados informou que,

mesmo fora dos resfriados comuns, o peito chia ou assobia. Cerca de

31% informou ter ataques de chiado após brincar muito ou fazer

exercícios;

- Doenças do tórax: Os resultados indicam baixa incidência de doenças

desse tipo;

- Outras doenças: Os resultados indicam um quadro normal,

predominando os casos de sarampo, bronquite, pneumonia e tosse

comprida, infecções de ouvido, mas com índices baixos, não havendo

destaques preocupantes, percentualmente;

- Alergia: Destaque-se uma tendência a reações alérgicas a pólen ou

poeiras, com 41,2% dos entrevistados, mas sem predomínio em

nenhum dos bairros analisados.

Principais resultados da Pesquisa

51

Conclusões

Quanto à Atuação da Cobertura do Aterro:

- A camada do solo de cobertura dos lixões, construída sem

nenhuma técnica, muito irregular e misturada com lixo, não

permite montagens adequadas dos drenos e realização de medições

conclusivas referentes a sua atuação na minimização das emissões

de biogás;

- Considerando-se a disposição inadequada dos resíduos,

observou-se que os taludes do aterro ficam descobertos e, por ali,

através de processo advectivo-difusivo, predomina a emissão de

gases;

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Quanto aos Aspectos Epidemiológicos :

- Dentro das hipóteses formuladas, e especificamente a de

examinar os possíveis impactos no estado da saúde das

populações vizinhas a aterros de resíduos sólidos, concluiu-se

pela não existência de evidências que confirmem esta hipótese;

- Ainda que a linha de pesquisa utilizada tenha sido prática, em

vista do uso do ambiente escolar para obter informações sobre

a saúde da população, a representatividade da sua localização

geográfica em relação ao aterro de resíduos sólidos é muito

importante. Portanto, é sugerido para novos estudos que a

aplicação dos questionários seja domiciliar.

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