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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.44.2012.tde-28022013-100554
Documento
Autor
Nome completo
Carlos Frederico de Castro Alves
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2012
Orientador
Banca examinadora
Bertolo, Reginaldo Antonio (Presidente)
Schalch, Valdir
Borba, Ricardo Perobelli
Título em português
Geoquímica das águas subterrâneas de um aterro de resíduos sólidos em Araras, SP
Palavras-chave em português
Águas subterrâneas
Geoquímica
Resíduos sólidos
Resumo em português
A contaminação de aquíferos é um dos principais impactos ambientais causados pelos lixiviados de aterros de resíduos sólidos. Uma vez impactada, a água subterrânea sofre, ao longo do tempo e espaço,diversos processos biogeoquímicos que são responsáveis pela formação de diferentes zonas redox nesse ambiente. Essas zonas redox condicionam o comportamento das diversas substâncias oriundas do próprio lixiviado e outras que resultam da interação entre a água subterrânea, lixiviado e meio geológico. Algumas dessas substâncias podem causar riscos à saúde humana e a receptores ecológicos. Assim, o entendimento dos processos que controlam essas substâncias é fundamental para o estabelecimento de medidas de intervenção ambientalque visem a recuperação de áreas degradadas por resíduos sólidos. Neste contexto, este trabalho tem como objetivos apresentar: (a) uma revisão de trabalhos existentes sobre o tema proposto e (b) os resultados de um estudo hidrogeológico e geoquímico que procure explicar, por meio de um modelo conceitual, os principais processos decorrentes do impacto de líquidos lixiviados nas águas subterrâneas e solos associados a um antigo lixão. Os trabalhos de campo, realizados em um aterro de resíduos sólidos situado no município de Araras que operou entre 1992 e 2008, consistiram de mapeamento geológico de superfície, levantamento geofísico porcaminhamento elétrico, execução de 34 sondagens de reconhecimento do subsolo, instalação de 16 poços de monitoramento e coleta e análises laboratoriais de amostras de solo, lixiviado e águas subterrâneas. Os resultados das análises efetuadas indicaram que o aterro avaliado está em fase metanogênica e promove a alteração da qualidade das águas subterrâneas locais. Os principais parâmetros de interesse ambiental identificados no lixiviado foram sólidos totais dissolvidos, demanda bioquímica de oxigênio, nitrogênio amoniacal, metano, Na, Cl, Fe(II), Mn(II), Ba, B, Co, Cd. A geometria da pluma que abrange as zonas redox identificadas possui importante controle imposto pelo arcabouço geológico e pelos fluxos superficias e subterrâneos. Com base em critérios desenvolvidos especificamente para este aterro, foram identificadas as seguintes zonas redox: (a) aeróbia a montante do aterro e no setor não impactado do aluvião; (b) metanogênica sob o aterro; e (c) ferro e/ou manganês-redutora entre a zona metanogênica e o rio das Araras. Contornandoa zona ferro e/ou manganês redutora, foi inferida a existência de uma zona de desnitrificação. Além das reações redox características destas zonas, outros processos contribuem para a atenuação das concentrações dos contaminantes detectados. Para o lixiviado que escoa sobre a planície de inundação ocorrem: (a) diluição em águas superficiais que sazonalmente atingem a planície inundação; (b) evapotranspiração dos lixiviados que atingem as águas superficiais; (c) oxidação porcontato com a atmosfera; (d) possível degradação pela ação de microorganismos em superfície. Em subsuperfície ocorrem os seguintes processos: (a) diluição por águas subterrâneas provenientes de montante; (b) dispersão; (c) troca iônica do Fe(II) e Al(III) por K e Na; (d) formação de complexos orgânicos e inorgânicos; (e) dissolução e (f) precipitação. O modelo hidrogeológico e geoquímico obtido deve servir de base para a realização de estudos futuros e implementação de medidas de intervenção para a recuperação da área.
Título em inglês
Ground water geochemistry of a solid waste landfill in Araras, SP
Palavras-chave em inglês
Geochemistry
Groud water
Solid wate
Resumo em inglês
Aquifer contamination is one of the main environmental impacts caused by the inadequate disposal of solid wastes. This contamination occurs when the solid waste leachate reaches this environment. Groundwater affected by leachates presents several biogeochemical processes in time and space, which vary according to the characteristics of leachate and local hydrogeology. These processes induce the formation of different redox zones in the subsurface environment which, in turn, determine the behavior of several substances which come from the leachate itself and others formed by the interaction between groundwater, leachate and the geological medium. Some of these substances may produce risks for both human and ecological receptors. Therefore, the understanding of the behavior of these substances in the subsurface is the key to establish environmental measures for rehabilitation of the waste disposal facilities. In this context, this work aims at presenting: (a) a technical and scientific literature review about the proposed issue and (b) the results of a hydrogeological and geochemical study which attempts to explain, with a conceptual model, the main processes resulting from the impact of liquid leachates on the groundwaters and soil associated to a former landfill. The fieldwork was done at a landfill which was active from 1992 to 2008, located in the municipality of Araras. This work consisted of a surface geological mapping, geophysical survey with electric tomography, 34 subsoil boreholes, 16 monitoring wells and soil, leachate and groundwater samples collection and lab analysis. The results show that the Araras landfill is in themethanogenic phase and it promotes alterations on local groundwater quality. The main contaminants identified in the leachate were Ba, B, Co, Cd, Fe(II), Mn(II),Na, Cl, DBO and CH4. The plume geometry which comprises the redox zones resulting from the leachate impact presents important control imposed by the geological framework and by the surface and underground flows. According to some criteria specifically developed for this landfill, the following redox zones were identified: (a) aerobic, located upstream the landfill and in the non-impacted alluvium sector; (b) methanogenic, below the landfill; (c) iron and/or manganese reduction, located between the methanogenic zone and the Araras river; and (d) denitrification, around the edge of the plume. Besides the redox reactions in these zones, other processes were found to contribute for the attenuation of theconcentration of the detected contaminants. For the leachate which flows over the flood plain the identified processesare: (a) dilution in surface waters which seasonally reach the flood plain; (b) evapotranspiration of the leachate which reach the surface waters; (c) oxidation through atmosphere contact; and (d) degradation by the action of surface microorganisms. In the subsurface, the following processes are found: (a) dilution by underground waters from upstream, (b) dispersion; (c) ionic changing of 'Fe POT.2+' and 'Al POT.3+' for 'K POT.+' and 'Na POT.+'; (d) formation of organic and inorganic complexes; (e) dissolution; and (f) precipitation. The developed hydrogeological and geochemical model should guide future studies and activities in the area.
 
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CFCA.pdf (3.56 Mbytes)
Data de Publicação
2013-02-28
 
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  • ALVES, Carlos, e BERTOLO, Reginaldo. Geoquímica de águas subterrâneas impactadas por aterros de resíduos sólidos. Águas Subterrâneas (São Paulo) [online], 2012, vol. 26, n. 1, p. 43-64. [acesso 2013-02-03]. Disponível em : <http://aguassubterraneas.abas.org/asubterraneas/article/view/25951>
  • ALVES, C. F. C., et al. Geoquímica das águas subterrâneas de um aterro de resíduos sólidos urbanos em Araras, SP [doi:10.5327/Z1519-874X201400020001]. Geologia USP. Série Científica [online], 2014, vol. 14, p. 3-22.
  • ALVES, C. F. C., e BERTOLO, R.A. Geoquímica de Águas Subterrâneas Impactadas por Aterros de Resíduos Sólidos. Águas Subterrâneas (São Paulo), 2012, vol. 26, p. 43-64.
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