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Thèse de Doctorat
DOI
https://doi.org/10.11606/T.18.2020.tde-21062021-152619
Document
Auteur
Nom complet
Alice Kimie Martins Morita
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Carlos, 2020
Directeur
Jury
Wendland, Edson Cezar (Président)
Castilhos Junior, Armando Borges de
Hirata, Ricardo Cesar Aoki
Moreira, César Augusto
Silva, Maria Bernadete Amancio Varesche
Titre en portugais
Efeitos de impermeabilização superficial na mobilização de contaminantes e na comunidade microbiana em depósito de resíduos sólidos urbanos desativado
Mots-clés en portugais
contaminação ambiental
geofísica
geoquímica ambiental
impermeabilização superficial
resíduos urbanos
sequenciamento do RNAr 16S
Resumé en portugais
Nesta pesquisa buscou-se avaliar a efetividade de impermeabilização superficial na mitigação dos impactos gerados por depósito de resíduos sólidos urbanos desativado (lixão) no município de São Carlos-SP. Para tanto, foram realizadas análises físico-químicas e microbiológicas (sequenciamento do RNAr 16S) de amostras de lixiviado e de resíduos aterrados, em etapas anterior e posterior à impermeabilização. Tomografias elétricas foram realizadas complementarmente, visando auxiliar na avaliação da mobilização de contaminantes nas duas etapas. Paralelamente, foi realizado um estudo da área de influência, com condução de ensaios geofísicos na área de entorno, análise físico-química de amostras de água subterrânea e ensaios ecotoxicológicos, permitindo a construção de modelos conceituais e a verificação da efetividade da atenuação natural na remediação da pluma de contaminantes. O diagnóstico da área de estudo permitiu verificar a existência de altas concentrações de contaminantes no interior do depósito de resíduos, mas considerável diminuição a jusante, seja nos poços de monitoramento, seja a cerca de 500 m nos pontos de coleta de água superficial. As concentrações de poluentes nos poços de monitoramento permaneceram estáveis ao longo de 20 anos, sem indícios de depleção, e os metais Pb e Co puderam ser encontrados a distâncias de 200 m do depósito, mostrando sua mobilidade nas condições ácidas encontradas em zonas de recarga do Aquífero Guarani. Adicionalmente, os ensaios geofísicos mostraram a evolução da pluma de contaminantes após 20 anos do fechamento do depósito, atingindo cerca de 200 m de distância do mesmo e 60 m de profundidade. A cobertura superficial não se mostrou efetiva na redução do volume de lixiviado produzido, mas permitiu a criação de condições redutoras na região imediatamente abaixo da impermeabilização, contribuindo para a precipitação de metais como Pb, Cd, Ni, Co, As e Zn na forma de minerais sulfetados e favorecendo a sua imobilização. As populações microbianas adaptaram-se às condições anaeróbias criadas, com a verificação de representantes dos filos Firmicutes, Chloroflexi e Euryarchaeota e dos gêneros Methanosaeta, Hydrogenispora, Smithella e Gelria. A ocorrência de respiração anaeróbia com a utilização de NO3, Fe (III) e Mn (IV) como aceptores de elétrons pôde ser verificada pelo aumento das concentrações de NH4, Fe (II) e Mn (II) na região impermeabilizada. Desta maneira, conclui-se que a impermeabilização superficial de depósitos de resíduos sólidos urbanos antigos traz benefícios para a redução da mobilidade de contaminantes.
Titre en anglais
Effects of capping on contaminants mobilization and microbial community in a closed municipal solid waste landfill
Mots-clés en anglais
environmental contamination
environmental geochemistry
geophysics
landfill capping
RNAr 16S sequencing
urban waste
Resumé en anglais
This research aimed to evaluate the effectiveness of capping in mitigating the impacts generated by a closed municipal solid waste landfill (dumpsite) in the city of São Carlos-SP. For that, physicochemical and microbiological analyses (sequencing of the RNAr 16S) of leachate and waste samples were carried out, in stages before and after capping. Electric Resistivity Tomographies (ERT) were carried out complementarily, aiming to assist in the evaluation of the mobilization of contaminants in both stages. In parallel, a study of the area of influence was carried out, with the conduction of ERT in the surrounding area, physico-chemical analysis of groundwater samples and ecotoxicological tests, allowing the construction of conceptual models and the verification of the effectiveness of natural attenuation in the contaminant plume remediation. The diagnosis of the study area allowed to verify the existence of high concentrations of contaminants inside the waste landfill, but a considerable decrease downstream to it, either in the monitoring wells, or at about 500m at the surface water collection points. In this regard, the concentrations of pollutants in the monitoring wells remained stable over 20 years, showing no evidence of depletion, and the metals Pb and Co could be found at distances of 200m from the landfill, showing their mobility in the acidic conditions found in the Guarani Aquifer outcrop zones. Additionally, the ERT showed evolution of the contaminant plume after 20 years of the deposit's closure, reaching about 200m from the deposit and 60m deep. The capping was not effective in reducing the volume of produced leachate, but enabled the creation of reducing conditions in the region just below the cover, contributing to the precipitation of metals such as Pb, Cd, Ni, Co, As and Zn as sulfide minerals, favoring their immobilization. The microbial populations adapted to the anaerobic conditions, with the verification of representatives of the phyla Firmicutes, Chloroflexi and Euryarchaeota and the genera Methanosaeta, Hydrogenispora, Smithella and Gelria. The occurrence of anaerobic respiration with the use of NO3, Fe (III) and Mn (IV) as electron acceptors could be verified by the increase in the concentrations of NH4, Fe (II) and Mn (II) below the capping. In this way, it is possible to conclude that the capping of old landfills brings benefits for reducing the contaminants mobility.
 
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Date de Publication
2021-07-01
 
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