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
A área em estudo está situada sobre a Bacia
Sedimentar PE-PB e distingue-se por apresentar
maiores espessuras de camadas carbonáticas, em
virtude da sua posição mais litorânea. O local
apresenta segurança quanto à impermeabilização
por causa da camada de calcário argiloso cinza
453
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.
2.5 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
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.
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.
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.
Vidro
1%
Outros
6%
Metal
1%
Plástico
12%
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.
Matéria
Orgânica
52%
Papel
28%
Figura 1: Composição do Aterro de Aguazinha
454
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.
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
TEMPO (DIAS)
0
35
70
105
140
175
210
245
280
315
350
385
455
420
0
CÉLULA 1
50
100
150
200
250
300
350
400
PLACA 1
PLACA 4
PLACA 2
PLACA 5
PLACA 3
PLACA 6
CÉLULA 4
TEMPO (DIAS)
0
35
70
105
140
175
210
245
280
315
350
385
420
455
0
20
40
RECALQUES (mm)
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.
RECALQUES (mm)
4.1 Sólidos
CÉLULA 4
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
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
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
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.
O teor de umidade foi determinado tomandose amostras de uma certa profundidade e,
através de quarteamento, foi escolhida uma
quantidade de material representativo daquela
profundidade.
Após
este
procedimento,
aproximadamente 10g do material é pesado e
depois levado a uma estufa a 102±2ºC até
455
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.
Teor de Umidade (% )
10
15
20
25
30
35
40
45
Profundidade (m)
0
5
10
15
20
25
C-1( JAN/98)
C-4(JAN/98)
C-1( DEZ/98)
C-4(DEZ/98)
Teor de Sólidos Voláteis (%)
0
5
10 15 20 25 30 35 40
0
Profundidade (m)
5
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
10
15
20
25
4.2 Líquidos
C-1( JAN/98)
C-1( DEZ/98)
C-4(JAN/98)
C-4(DEZ/98)
Para determinação dos parâmetros físicoquímicos, cerca de 5 litros de amostras são
acondicionadas
em
bambonas
plásticas
previamente
lavadas.
Os
parâmetros
determinados são:
30
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.
pH
alcalinidade
condutividade
cloretos
DQO
DBO
sólidos totais, sólidos totais voláteis, sólidos
dissolvidos totais, sólidos em suspensão totais
cálcio, magnésio, sódio, potássio
amônio
nitrito
nitrato.
456
Jun/98
Ago
Out
600
500
400
300
200
100
0
CONDUTIVIDADE
(us/cm)
CONDUTIVIDADE
(us/cm)
7500
6000
4500
3000
1500
0
Abr/99
Jun/98
TEMPO
Ago
Out
Abr/99
TEMPO
PC-1
P-1
P-2
600
500
400
300
200
100
0
Jun/98
Jul
Ago
Out
DBO (mg/l de O2)
DBO (mg/l de O2)
PM-1
Abr/99
10
8
6
4
2
0
Jul/98
Ago
TEMPO
P-1
P-2
PM-1
800
600
400
200
0
Jun/98
Jul
Ago
Out
Abr/99
P-1
150
100
50
0
Jun/98
Jul
Ago
P-2
PM-1
Out
Abr/99
PM-2
8
6
pH
pH
PM-2
TEMPO
10
8
6
4
2
0
4
2
0
Jun/98
Jul
Ago
Out
Abr/99
Jun/98
Jul
Ago
TEMPO
P-1
P-2
PM-1
4000
3000
2000
1000
0
Jun/98
Jul
Ago
Out
Abr/99
TEMPO
PC-1
Figura 5: Ensaios
amostras de chorume
P-1
Out
Abr/99
TEMPO
SOLIDOS TOTAIS
(mg/l)
PC-1
SOLIDOS TOTAIS
(mg/l)
Abr/99
200
TEMPO
PC-1
Out
TEMPO
DQO (mg/l de O2)
DQO (mg/l de O2)
PC-1
PM-2
PM-2
2000
1500
1000
500
0
Jun/98
Jul
Ago
Out
Abr/99
TEMPO
P-2
físico-químicos
PM-1
em
PM-2
Figura 6: Ensaios físico-químicos em amostras
de águas subterrâneas
457
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
P-1
147,8
20,7
P-2
39
PC-1
1,7
PM-1
0,6
PM-2
CONAMA 0,3
Al
51,8
19,3
0,3
0,3
0,1
0,1
Pb
0,1
0,7
0
0,4
0
0,03
Cu
0,5
0,3
0,2
0,2
0,1
0,02
Zn
0,2
0,3
0,2
0,3
0,1
0,18
Cd
0,01
0,01
0,01
0,01
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.
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 prédeterminado. Cada célula é constituída de quatro
drenos uniformemente distribuídos em sua
superfície.
CÉLULA 1
TEOR DE METANO
(%)
4.2.2 Análises de Metais
Quadro 2: Coliformes Totais (NMP):
AMOSTRA
P-1
P-2
JUNHO/98
3
1x 10
4
2x 10
PC-1
OUTUBRO/98
ABRIL/99
3
5
1x 10
2x 10
3
80
60
40
20
0
Mai-98
5
1,7x 10
2x 10
1,7x 103
2x 104
Ago
Nov
Mar-99
TEMPO
2
PM-1
8x 10
8x 10
3x 10
PM-2
4x 10
1,4x 103
4x 105
DRENO 1
DRENO 2
DRENO 3
DRENO 4
AMOSTRA
JUNHO/98
OUTUBRO/98
ABRIL/99
P-1
1x 103
1x 103
2x 105
P-2
4
8x 10
5
2x 10
1,4x 103
2x 103
2x 10
PC-1
PM-1
PM-2
8x 10
2x 10
7x 10
8x 10
TEOR DE OXIGENIO
(%)
Quadro 3: Coliformes Fecais (NMP):
2
3x 10
4
4x 10
20
15
10
5
0
Mai-98
Jul
4.3 Gases
DRENO 1
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
Set
Nov
Mar-99
TEMPO
DRENO 2
DRENO 3
DRENO 4
Figura 7: Composição qualitativa do biogás na
Célula 1
458
TEOR DE METANO
(%)
CÉLULA 4
100
80
60
40
20
0
Mai-98
Ago
Nov
Mar-99
TEMPO
TEOR DE OXIGENIO
(%)
DRENO 1 DRENO 2 DRENO 3 DRENO 4
20
15
10
5
0
Mai- Jun Jul Ago Set
98
Out Dez Mar99
TEMPO
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
Grisolia, M., Napoleoni, Q. and Tancredi, G.
(1995). The Use of Triaxial Tests for the
459
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
Monitoramento
de
Aterro
Sanitário
Controlado e Recuperação de Lixões
Interfaces com a Geotecnia, Geologia,
Hidrogeologia e Tecnologia de Linings.
Anais do Simpósio Internacional de
Destinação do Lixo, Salvador, 87-103.
460