ABSTRACT
The present study was carried out to characterize leachate from waste dumping site and its impact on surrounding surface water quality at Rajbandh in Khulna. For this purpose, surface water samples (10) and leachate samples (5) were taken from the site during two season the monsoon season and post monsoon respectively. The samples were taken during the daytime from 9 a.m. to 1 p.m because at midday the temperature rises and the physico-chemical parameters of the water are modified. Some physico-chemical parameters such as pH, Electrical conductivity (EC), Total dissolved Solids (TDS), Dissolve Oxygen (DO), Chloride (Cl-), Magnesium (Mg2+), Calcium (Ca2+), Sodium (Na+), Potassium (K+), Biological Oxygen Demand (BOD5), Chemical Oxygen Demand (COD), Iron (Fe2+), Phosphate (PO43-), Sulfate (SO42-), Nitrate (NO32-) were analyzed in the laboratory in accordance with standard laboratory procedure. As well as some heavy metals such as Cadmium, Chromium, Lead, Manganese, Iron and Zinc were also analyzed in the laboratory. It is observed that, the physicochemical characteristics of surface water and leachate samples vary among the parameters in two seasons throughout the study period. The concentration of TDS and EC were found to be high in leachate compare to surface water samples that might be caused due to the existence of high-level various anions and soluble salts with other inorganic components. In monsoon the TDS values ranged from 3227 � 2357 for leachate and 737 � 498 for surface water samples whereas in post-monsoon the variation followed by 4640 � 1790 and 803 � 232 for surface water and leachate respectively. In case of EC for leachate it varied from 3630 � 1397 and 4900 � 1734 for monsoon and post-monsoon seasons correspondingly but varied from 1473 � 498 in monsoon and 1627 � 473 in post-monsoon for surface water samples. The high concentration of BOD (3.91 � 1.54 in monsoon and 6.25 � 3.27 in post- monsoon) and COD (117.80 � 58.31 in monsoon and 229.39 � 166.55 in post-monsoon) value were found in surface water samples compared to leachate samples. In case of Cr for leachate it varied from 0.081 � 0.029 and 0.070 � 0.026 for monsoon and post-monsoon seasons correspondingly. As well as the concentration of Cd (0.023� 0.006 in monsoon and 0.087�068 in post monsoon) and Pb (0.35�109 in monsoon and 0.025�013 in post monsoon) varied greatly during both season. The concentration of heavy metals such as Pb, Zn, Cr and Mn in surface water samples was also greater than 0.001mg/l. Further for leachate COD was very strongly correlated with TDS and cadmium. Magnesium was significantly correlated with potassium. For surface water sample TDS was significantly correlated with EC and pH. Chloride was significantly correlated with Cd and pb was correlated with calcium. This study recommended that the authority should take proper steps for the management of waste as well as give emphasis on the leachate collection.
ABSTRACT
RESUMO A incineração é uma tecnologia de tratamento térmico de resíduos sólidos cujo principal objetivo é a redução do volume e da massa dos resíduos a serem depositados em aterros. Os incineradores construídos nas últimas décadas trazem a possibilidade de recuperação energética dos resíduos, na forma de vapor e/ou energia elétrica, entretanto essa tecnologia ainda gera questionamentos sobre possíveis impactos ambientais relacionados às suas emissões. A incineração é regulada na Europa por legislação específica que, entre outras questões, obriga a divulgação de dados de monitoramento ambiental de incineradores. No presente trabalho, são analisados dados de emissões atmosféricas de incineradores associados à Confederation of European Waste-to-Energy Plants (CEWEP), por meio de buscas nos websites dos respectivos incineradores, em artigos científicos e relatórios técnicos. Foram examinados dados de monitoramento de todos os poluentes de medição contínua e periódica definidos na legislação da UE, em séries temporais de 2010 a 2017. Todos os valores médios anuais de emissões nos incineradores analisados estiveram abaixo dos limites definidos pela diretiva europeia, com pequena variação ao longo dos anos observados. A comparação dos padrões de emissão europeus com os brasileiros mostra a necessidade de mudança na legislação local referente à incineração para que, caso essa tecnologia seja implementada no Brasil, ela possa operar respeitando limites seguros, com garantia de minimização de impactos ao ambiente e às populações do entorno.
Abstract Incineration is a solid waste treatment technology whose main purpose is to reduce the volume and mass of the waste to be disposed of in landfills. The incinerators built in the last decades bring the possibility of energy recovery from waste, in the form of steam and/or electric energy. However, this technology still raises questions about possible environmental impacts related to its emissions. Incineration is regulated in Europe through specific legislation which, among other issues, requires the disclosure of environmental monitoring data for incinerators. In the present work, atmospheric emissions data from incinerators associated with the Confederation of European Waste-to-Energy Plants (CEWEP) are analyzed by searching the websites of the respective incinerators, scientific articles and technical reports. Monitoring data on all continuous and periodic measured pollutants defined in the legislation in time series from 2010 to 2017 were analyzed. All annual average emission values of the incinerators analyzed were below the limits defined by the European Union's Directive, with little variation over the observed years. The comparison of European with Brazilian emission standards shows the need for a change in local legislation on incineration so that, if this technology is implemented in Brazil, it will operate within safe limits, with a guarantee of minimizing impacts on the environment and surrounding populations.
ABSTRACT
RESUMO O conhecimento das populações bacterianas responsáveis pela biodegradação dos resíduos sólidos dispostos em aterros sanitários pode levar ao desenvolvimento de alternativas tecnológicas viáveis para o tratamento e a estabilização dos resíduos, resultando em impactos positivos para a operação de aterros, a recuperação de energia, a saúde pública e o meio ambiente. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a diversidade bacteriana associada à biodegradação de resíduos sólidos urbanos (RSU) aterrados em uma célula experimental no município de Campina Grande, Paraíba. O estudo abrangeu as etapas de construção, planejamento estatístico dos bairros de Campina Grande para coleta e preenchimento da célula experimental com RSU. As amostras de DNA das bactérias encontradas nos RSU foram extraídas com o Kit Power Soil DNA Isolation. Em seguida, foi realizada a análise genética com primers universais para bactérias via reação em cadeia da polimerase (PCR) e eletroforese em gel de gradiente com desnaturante (DGGE), e, por fim, sequenciamento genético (região 16S do RNAr). Após o exame microbiológico, as principais bactérias associadas aos táxons foram: Uncultured Pseudomonas sp, Uncultured bacterium, Enterobacter sp., Klebsiella pneumoniae e Uncultured Bacillus sp., sugerindo que nos RSU existem representantes ainda desconhecidos e/ou não isolados que estão relacionados aos processos de hidrólise, acidogênese e acetogênese na digestão anaeróbia dos resíduos.
ABSTRACT The knowledge of bacterial populations responsible for the biodegradation of solid waste disposed of in landfills can lead to the development of feasible technological alternatives for the treatment and stabilization of residues, resulting in positive impacts for the operation of landfills, energy recovery, public health and the environment. The objective of this work is to characterize the bacterial diversity associated to the biodegradation of grounded MSW in an experimental Cell in the city of Campina Grande-PB. The study covered the stages of construction, statistical planning of the districts of Campina Grande-PB for collection and filling of the experimental Cell with MSW. The DNA samples of the bacteria found in the MSW were extracted with the Power Soil DNA Isolation Kit, then the genetic analysis was performed with universal primers for bacteria via PCR and DGGE, and finally, genetic sequencing (16S RNA region). Following the microbiological examination, the main bacteria associated to the taxons were: Uncultured Pseudomonas sp, Uncultured bacterium, Enterobacter sp., Klebsiella pneumoniae, Uncultured Bacillus sp., suggesting that in the MSW there are still unknown and/or non-isolated representatives that are related to hydrolysis, acidogenesis and acetogenesis in the anaerobic digestion of the residues.
ABSTRACT
RESUMO O presente estudo analisou o potencial de recuperação energética dos resíduos sólidos urbanos (RSU) e o balanço de emissões de gases de efeito estufa (GEE) resultante no município do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, com base em três cenários tecnológicos alternativos. Os potenciais de geração foram calculados para a recuperação de gás de lixo (GDL) em 363,98 GWhe.ano-1 e 0,181 MWhe.t-1, para a biodigestão anaeróbica em 367,27 GWhe.ano-1 e 0,247 MWhe.t-1; e para a incineração em 1.139,33 GWhe.ano-1 e 0,459 MWhe.t-1. Os indicadores de intensidade de carbono mostram que, ao se considerar somente as emissões de GEE de combustão, a recuperação de GDL e a biodigestão anaeróbica apresentam os menores valores (7,488.10-4 tCO2eq.MWhe-1), enquanto a incineração apresenta o valor de 1,248 tCO2eq.MWhe-1. Por outro lado, ao se considerar também as emissões de aterro associadas, os indicadores dos dois primeiros cenários correspondem a 8,191 e 3,552 tCO2eq.MWhe-1, respectivamente.
ABSTRACT The present study analyzes the energy recovery potential of municipal solid waste (MSW) and the resulting greenhouse gas (GHG) emission balance in the city of Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil, based on three alternative technological scenarios. The generation potentials were calculated for waste gas recovery (WGR) to be 363.98 GWhe.year-1 and 0.181 MWhe.t-1, 367.27 GWhe.year-1 and 0.247 MWhe.t-1 for anaerobic biodigestion, and 1.139.33 GWhe.year-1 and 0.459 MWhe.t-1 for incineration. Carbon intensity indicators show that, when only considering GHG emissions from the combustion process, WGR recovery and anaerobic biodigestion present the lowest values, of 7.488.10-4 tCO2eq.MWhe-1, while the value for incineration corresponds to 1.248 tCO2eq.MWhe-1. On the other hand, when considering associated landfill GHG emissions, the indicators in the first two scenarios correspond to 8.191 and 3.552 tCO2eq.MWhe-1, respectively.
ABSTRACT
This paper presents the composition of municipal solid waste in Uyo and vector-borne diseases associated with municipal solid waste within the vicinity of the dumping site (less than 1km) and controlled site (above 1km).The compositions of municipal solid waste were determined using samples obtained from Uyo village road waste dumping site. The dumpsite receives solid waste from all the communities in Uyo local government area. In order to assess the public perception of vector-borne diseases associated with municipal solid waste, sample survey method was adopted, which involved the administration of 500 questionnaires of which 250 were administered to the residents who lived less than 1km from the boundary of the waste dumpsite and 250 Original Research Article questionnaires were also administered to the communities living further away. The compositions and percentages constituent by mass revealed the following: Organic waste component constitute 53.86% and inorganic constituted a waste portion of 46.14%. For vector-borne diseases associated with municipal solid waste, the results indicated that 70.8% of the respondents attended tertiary education (OND/NCE and above), so the issues associated with municipal solid waste may not be strange to them. A significant number of respondents are aware that the origin of municipal solid waste is residential, commercial, industrial, market, street sweeping and industrial sectors. Respondents are more aware that rats, flies, mosquitoes, birds, pigs and cockroaches are vector-borne diseases associated with municipal solid waste. The findings in this study will be useful in a comprehensive solid waste management program which encompasses sweeping, storage, collectionand disposal of solid waste. However, the waste can be best treated if any of these techniques are utilized composting, gasification and energy recovery in future for further reduction of waste.
ABSTRACT
RESUMO O objetivo do trabalho é avaliar a densidade, a porosidade e a matéria orgânica do solo decorrentes da interação solo-lixiviado em um latossolo vermelho, em duas profundidades: 0,2 e 1,5 m. As amostras de solo foram coletadas indeformadas, e o lixiviado em aterro foi controlado. Utilizaram-se colunas de difusão, sem fluxo, onde o solo ficou submerso no lixiviado durante 90 dias. A matéria orgânica do solo (MOS) foi obtida por meio de determinação gravimétrica (IAPAR). Densidade, micro e macroporosidade foram obtidas de acordo com o ensaio de mesa de tensão (EMBRAPA). Foram realizadas análises de regressão para estudar os efeitos dos fatores e suas interações para o parâmetro da matéria orgânica. As principais conclusões foram: as maiores alterações nas propriedades físicas do solo ocorrem nos primeiros dias de contato; a densidade do solo a 0,2 m reduziu 5,9%, enquanto a 1,5 m aumentou 5,61%; a macroporosidade não se alterou a 0,2 m, mas foi reduzida em 11%, para 1,5 m; a microporosidade para as duas profundidades estudadas aumentou, respectivamente, em 4,25 e 21,14%. A MOS teve baixa correlação com a demanda bioquímica de oxigênio (DBO5) do lixiviado e uma correlação significativa com a sua demanda química de oxigênio (DQO); e seu aumento foi significativo no período de contato.
ABSTRACT The objective of this research is to evaluate soil density, porosity, and also the organic matter due to soil-leachate interaction in Oxisol, at two depths: 0.2 and 1.5 m. Soil samples were collected undisturbed and the leachate in a landfill. Diffusion columns, without any flow, were used, where the soil was submerged in the leachate for 90 days. The organic matter was obtained by gravimetric determination (IAPAR). Density, micro and macro porosity were obtained according to the stress table test (EMBRAPA). Regression analysis was performed to study the factors effects and their interactions for the organic matter parameter. The main conclusions were: major changes in physical soil properties occur in the first days of contact; soil bulk density at 0.2 m decreased by 5.9%, while at 1.5 m it increased by 5.61%; macroporosity did not changed to 0.2 m, but decreased by 11% for 1.5 m; microporosity for both depths studied increased, respectively, by 4.25 and 21,14%. The soil organic matter had a low correlation with the leachate BOD5 and a significant correlation with its COD; the increase of the soil organic matter was significant at the time of the contact.
ABSTRACT
ABSTRACT This work's objective was to verify the leachates toxicity from pilot reactors (PR) simulating a landfill containing different concentrations of silver nanoparticles (AgNP). Acute toxicity tests (48 h) with Daphnia magna were carried out in leachates containing 50, 150 and 450 mg AgNP.kg-1, in addition to a blank for control. Toxicity tests with the pure solution of silver nanoparticle and leachates resulted by the reactors were performed. The acute toxicity tests performed with D. magna confirmed the toxicity of the leachates, as well as confirmed that the silver nanoparticles are toxic, presenting EC50 (48 h) of 0.63 µg.L-1 of pure nanoparticle and ranging from 1.52 to 3.37% for the leachates. Overall, the results from the present study indicate that exposures of aquatic invertebrates to silver nanoparticles could have important ecological effects on lower trophic levels in aquatic ecosystems. The results may contribute to a better understanding of the quality of municipal solid waste (MSW) landfill leachates, with reference to nanoparticle interference and consequent treatment efficiency.
RESUMO O objetivo deste trabalho foi verificar a toxicidade de lixiviados de reatores piloto (RP) simulando um aterro contendo diferentes concentrações de nanopartículas de prata (AgNP). Testes de toxicidade aguda (48 h) com Daphnia magna foram realizados em lixiviados contendo 50, 150 e 450 mg de AgNP.kg-1, além de um branco para controle. Foram realizados testes de toxicidade com a solução pura de nanopartículas de prata e lixiviados resultantes dos reatores. Os testes de toxicidade aguda realizados com D. magna confirmaram a toxicidade dos lixiviados, bem como confirmaram que as nanopartículas de prata são tóxicas, apresentando EC50 (48 h) de 0,63 µg.L-1 de nanopartículas puras e variando de 1,52 a 3,37% para os lixiviados. No geral, os resultados do presente estudo indicam que a exposição dos invertebrados aquáticos a nanopartículas de prata pode ter importantes efeitos ecológicos nos níveis tróficos inferiores nos ecossistemas aquáticos. Os resultados podem contribuir para a melhor compreensão da qualidade dos lixiviados de aterros sanitários de resíduos sólidos urbanos (RSU), com referência à interferência de nanopartículas e consequente eficiência de tratamento destes.
ABSTRACT
RESUMO No Brasil, a disposição final de resíduos sólidos urbanos (RSU) representa um risco ambiental em função da geração de lixiviados com altas cargas contaminantes, mesmo em aterros sanitários. Objetivou-se no presente estudo, em escala experimental, avaliar a influência de diferentes graus de compactação do solo (GC) nas camadas intermediárias e de cobertura final dos RSU, na redução da produção e do potencial poluidor dos lixiviados. Foram coletados RSU em locais previamente selecionados no município de Lavras, Minas Gerais, em função da prevalência da classe social. Esses resíduos foram analisados gravimetricamente e depositados no interior de células experimentais, intercalando camadas de RSU e solo compactado em diferentes GC. Nas células, foram aplicadas lâminas de água, sendo o efluente gerado coletado, quantificado e submetido a análises físico-químicas durante o período de experimentação. Foi observada uma redução média de 35% na produção de lixiviados nas células onde se aplicou GC igual a 100%. O aumento do GC gerou significativos aumentos nas concentrações de alcalinidade, sólidos totais (ST) e sólidos totais voláteis (STV), e significativas reduções nas concentrações de demanda química de oxigênio (DQO) e fósforo (P). Foram observadas reduções de carga próximas aos 57, 35, 59, 42 e 62%, relativas aos parâmetros ST, DQO, demanda bioquímica de oxigênio (DBO), N-Amoniacal e fósforo (P), respectivamente.
ABSTRACT In Brazil, the final disposal of municipal solid waste (MSW) represents an environmental risk due to the generation of leachate with high contaminant loads, even in landfills. The aim of the present study, in experimental scale, was to evaluate the influence of different degrees of compaction (DC) of the intermediate layers and final coverage of MSW on the reduction of the production and pollution potential of leachate. MSW were collected at previously selected sites at Lavras, Minas Gerais, due to the prevalence of social class. These residues were gravimetrically analyzed and deposited within experimental cells, alternating MSW layers and compacted soil in different DC. In the cells, water depths were applied and the effluent collected, quantified and subjected to physical and chemical analysis during trial period. There was a mean reduction of 35% in the leachate production in the cells where DC were equal to 100%. DC's increase produced significant increases in the concentrations of alkalinity, total solids (TS) and total volatile solids, and significant reductions in chemical oxygen demand (COD) and phosphorus concentrations. Reductions in load close to 57, 35, 59, 42 and 62%, relative to the parameters TS, COD, biochemical oxygen demand (BOD), ammonia-N and P, respectively.
ABSTRACT
RESUMO O presente trabalho propõe avaliar a viabilidade econômica e ambiental de aproveitamento energético do biogás do aterro sanitário do município de Varginha (MG), além de analisar as emissões de gases de efeito estufa (GEE) e o uso de energia em diferentes cenários hipotéticos de gerenciamento de resíduos sólidos urbanos (RSU). Considerou-se uma projeção de geração de RSU em 20 anos de funcionamento do aterro, cuja produção de biogás foi estimada por meio do software LandGEM©. A análise de viabilidade econômica foi realizada por meio dos indicadores de valor presente líquido (VPL) e taxa interna de retorno (TIR). As emissões de GEE foram estimadas aplicando-se o modelo Waste Reduction Model (WARM©), considerando o cenário atual e três cenários alternativos de gerenciamento de RSU. Os cenários diversificaram em estratégias de reciclagem, digestão anaeróbia, incineração e disposição em aterro, com recuperação energética. Somente o aproveitamento energético com potência de 150 kW resultou em viabilidade econômica. Já os maiores benefícios ambientais foram obtidos pelo cenário 3, baseado na recuperação de materiais recicláveis, digestão anaeróbia e incineração dos RSU, reduzindo consideravelmente o volume de RSU destinados ao aterro. Dentre as práticas de gerenciamento dos cenários propostos, a reciclagem obteve os maiores ganhos energéticos e remoção de emissões de GEE.
ABSTRACT The present work proposes to evaluate the economic and environmental viability of energy recovery from biogas in the landfill of Varginha-MG, as well to analyze greenhouse gas emissions (GHG) and energy consumption in different scenarios of municipal solid waste (MSW) management. A 20-year projection of MSW generation and landfill operation were considered, whose biogas production was estimated through LandGEM software. The economic feasibility analysis was performed using the net present value (NPV), and the internal rate of return (IRR) as indicators. GHG emissions were estimated by applying the WARM model (Waste Reduction Model) considering the current MSW management scenario and three alternative ones. The scenarios diversified into recycling strategies, anaerobic digestion, landfill disposal and incineration with energy recovery. Only the energy recovery with a power of 150 kW resulted in economic viability. Moreover, the largest environmental benefits were obtained by scenario 3, based on the recovery of recyclable materials, anaerobic digestion and incineration of MSW, considerably reducing the volume of MSW landfilled. Among all management practices of the proposed scenarios, recycling resulted in greater energy gains and GHG emission removal.
ABSTRACT
Background:The aim of the study was to investigate bacterial and heavy metal pollution in four landfill sites of Ulaanbaatar. Surveyed landfills included closed and currently operating unlined landfills. Methods:In order to sample, we divided each landfill sites into three zones including zone 1: cover soil or in the boundary of the landfill, zone 2: from the boundary of the landfill to hygiene zone (25 м2to 500 м2out of cover soil), zone 3: from hygiene zone to settlement areas and compared the pollution.Results:The titre of Cl.perfringens, presence of Salmonella and total bacteria were not significantly different for landfill sites. The titre of E.coli and the titre of Proteus for industrial landfill sitewere significantly different than other sites.The titre of E.coliand the titre of Proteusfor the zone 1 were significantly different than the zone 3. The presence of Salmonellaand the total bacteria for the zone 1 was significantly different than the zone 2 and zone 3. The titre of Cl.perfringenswas not significantly different for landfill zones. The bacterial indicators were not significantly different for seasons of the year. Content of heavy metals in soil landfills were Pb 0.1-63 mg/kg, Cr 0.4-5124 mg/kg, Ni 3.2-84 mg/kg, Zn 21.7-776 mg/kg, Cd 0.01-2.8 mg/kg.Conclusions:Microbiological contamination and content of heavy metals in closed unlined landfill are not different from currently operating unlined landfills.
ABSTRACT
BACKGROUND: The amount of municipal solid waste (MSW) gradually increased along with the rapid development of modern cities. A large amount of landfill leachate are generated with excessive chemical oxygen demand (COD), which create a great deal of pressure on the environment-friendly treatment process. Anaerobic digestion is an ideal technique to solve the above problem. RESULTS: A thermophilic granular sludge was successfully adapted for anaerobic digestion of MSW leachate (from an aging large-scale landfill) for methane production. The COD degradation efficiency improved by 81.8%, while the methane production rate reached 117.3 mL CH4/(g VS d), which was 2.34-fold more than the control condition. The bacterial and archaeal communities involved in the process were revealed by 16S rRNA gene high-throughput pyrosequencing. The richness of the bacterial community decreased in the process of thermophilic granular sludge, while the archaeal community structure presented a reverse phenomenon. The bacterial genus, Methanosaeta was the most abundant during the mesophilic process, while Methanobacterium, Methanoculleus, Methanosaeta and Methanosarcina were more evenly distributed. The more balanced community distribution between hydrogenotrophic and acetotrophic methanogens implied a closer interaction between the microbes, which further contributed to higher methane productivity. The detailed relationship between the key functional communities and anaerobic digestion performances were demonstrated via the multivariate canonical correspondence analysis. Conclusions: With the assistance of adaptive thermophilic granular sludge, microbial community structure was more evenly distributed, while both of COD degradation rate and methane production was improved during anaerobic digestion of MSW landfill leachate.
Subject(s)
Bacteria, Anaerobic/metabolism , Solid Waste , Anaerobic Digestion , Sludge Treatment , Methane/metabolism , Sewage/microbiology , Bacteria, Anaerobic/isolation & purification , Water Pollutants, Chemical , Polymerase Chain Reaction , Urban Area , Biofuels , Biological Oxygen Demand Analysis , Hot Temperature , AnaerobiosisABSTRACT
RESUMO O presente trabalho avalia os parâmetros cinéticos de modelos de primeira ordem (exponenciais) para geração de metano em aterros sanitários na região subtropical de São Paulo (SP). Construiu-se uma célula experimental especialmente para esse objetivo. A função resposta temporal da célula para geração de metano devido a uma deposição de resíduos sólidos urbanos (RSU) foi obtida ao longo de 600 dias. O tempo necessário para iniciar a geração de metano foi de 190 dias. Entre o 400º e o 500º dia após a deposição dos resíduos houve uma fase de elevada taxa de geração de metano e, após o 560º dia, esta começou a diminuir de forma relevante. Os parâmetros cinéticos potencial de geração de metano (L) e constante de biodegradação para geração de metano (k) foram inferidos por meio de ajustes do modelo de primeira ordem à função resposta obtida experimentalmente e utilizando informações de composição dos RSU. Os valores obtidos para L e k para biodegradação rápida (nos primeiros 3 anos) foram, respectivamente, 1.481±1.072 mol t-1 RSU e 0,18±0,13 ano-1. Os valores obtidos para L e k considerando biodegradação rápida e lenta (até dezenas de anos) foram 3.835 mol t-1 RSU e 0,069±0,002 ano-1 e 5.027 mol t-1 RSU e 0,052±0,002 ano-1, respectivamente, dependendo da metodologia utilizada para a determinação de L. Os resultados obtidos na célula experimental indicam que a biodegradação dos RSU em Caieiras (SP) ocorre rapidamente, isto é, com valores maiores para k e menores para L do que aqueles sugeridos na literatura. Esses resultados indicam possível redução da longevidade dos projetos de aproveitamento energético do metano em aterros sanitários em regiões tropicais e subtropicais. Ao final são feitas recomendações para a escolha de L e k para dimensionamento de projetos de aproveitamento energético e para avaliações e remediações ambientais.
ABSTRACT This work evaluates the kinetic parameters of first order (exponential) models for methane generation in sanitary landfills in the subtropical region of São Paulo, SP. Specially for this purpose, a test cell was built. The temporal response function for the test cell's methane generation was obtained over 600 days due to placement of municipal solid waste (MSW). The time required to start the methane generation was 190 days. Between the 400th and 500th day after the MSW placement there was a period of high methane generation rate, and after the 560th day it began to decrease. The kinetic parameters methane generation potential (L) and biodegradation constant for methane generation (k) were inferred through fittings of the first order model to the experimental response function and using MSW composition information. The values obtained for L and k for fast biodegradation were respectively 1,481±1,072 mol t-1 MSW and 0.18±0.13 year-1. The values obtained for L and k considering fast and slow biodegradation were 3,835 mol t-1 MSW and 0.069±0.002 year-1 and 5,027 mol t-1 RSU and 0.052±0.002 year-1, respectively, depending on the methodology used for determining L. The results obtained in the test cell indicate that the biodegradation of municipal solid waste in Caieiras occurs rapidly, i.e., with higher values for k and lower values for L than those suggested in the literature. These results indicate a possible reduction in the longevity of energy generation projects through methane recovery in landfills located in tropical and subtropical regions. Finally, we present recommendations for choosing L and k for sizing energy recovery projects and for undertaking environmental assessments and remediation.
ABSTRACT
RESUMO A previsão da geração dos resíduos sólidos urbanos (RSU) é fundamental para escolha e dimensionamento das operações e dos processos envolvidos na cadeia de gerenciamento em âmbito municipal. O desafio da sustentabilidade financeira desse gerenciamento passa pela criação de indicadores que permitam a cobrança individualizada e proporcional da geração per capita de cada munícipe. Buscou-se, então, desenvolver equações para estimar a taxa de geração per capita (TGP) de RSU nos municípios do estado de São Paulo. Adotou-se a premissa de que as variáveis população (P), renda per capita diária (RPC) e consumo per capita diário de energia elétrica (Ce) nos municípios eram intervenientes na TGP. A série de dados envolveu 238 municípios que rotineiramente pesaram seus resíduos no ano-base de 2013. Diversas funções foram testadas com o intuito de ajustar as TGPs observadas às calculadas pelo método dos mínimos quadrados. A qualidade dos ajustes foi avaliada por meio da comparação dos valores previstos e observados com a reta bissetriz do primeiro quadrante, dos coeficientes de correlação de Pearson (r) e de determinação (R2), das raízes quadradas dos erros médios ao quadrado (RMSEs) e dos erros percentuais médios (Ep). A equação que melhor representou o conjunto de dados forneceu r de 0,49, R2 de 0,24, RMSE de 0,217 kg.hab-1.d-1 e Ep de -14,1%. Apesar de R2 relativamente baixo, foi demonstrado, pelo teste de t de Student, que a equação proposta foi capaz de representar valores médios e resultar em mesma variância com probabilidade acima de 99%, fato que permitiu considerar a equação adequada para prever as TGPs nos municípios paulistas.
ABSTRACT Forecasting municipal solid waste (MSW) generation is fundamental in choosing and scaling the operations and processes involved in municipal management. The challenge for the financial sustainability of this management is to create indicators that enable municipal solid waste fees to be charged in proportion to the amount of MSW generated by each resident. To this end, we sought to develop equations to estimate the per capita waste generation rate (TGP) in the municipalities of the state of São Paulo, Brazil. It was assumed that the variables of population (P), daily per capita income (RPC) and daily per capita consumption of electric energy (Ce) in the municipalities were determining factors of the TGP. The dataset involved 238 municipalities that routinely weighed their solid wastes in the baseline year of 2013. Several functions were tested in order to adjust the observed TGP to those calculated by the least squares method. The quality of the adjustments was evaluated by comparing the expected and observed values with the bisector of the first quadrant, as well as by the Pearson (r) and determination (R2) coefficients, root-mean-square error (RMSE), and mean percentage error (Ep) values. The equation that best represented the dataset had an r of 0.49, R2 of 0.24, RMSE of 0.217 kg.person-1.d-1 and Ep of -14.1%. Despite the relatively low R2, it was demonstrated by Student's t-test that the proposed equation was able to represent mean values and result in the same variance with probability higher than 99%. This fact allows to consider the equation adequate for predicting the TGP in the municipalities of the state of São Paulo.
ABSTRACT
RESUMO A principal destinação de resíduos sólidos urbanos (RSU) coletados no Brasil tem sido aterros controlados e sanitários. Em raros casos, são aplicadas outras soluções, que poderiam trazer benefícios adicionais para as localidades. O aproveitamento do RSU é uma alternativa promissora. De imediato, apresenta-se a alternativa de geração de energia elétrica. Nesse caso, embora não se trate de potencial com dimensão suficiente para sustentar uma estratégia de expansão da oferta de energia elétrica do país em longo prazo, a geração de eletricidade mediante RSU é elemento importante de uma estratégia regional ou local e, portanto, não deve ser desconsiderada. Nesse cenário, este trabalho procurou estudar a viabilidade de implementação de tecnologias alternativas e complementares de destinação de RSU com geração de energia elétrica, levando em consideração seus impactos ambientais e utilizando como ferramenta a Avaliação de Ciclo de Vida (AVC). Os resultados mostraram que, entre as alternativas levadas em conta neste estudo, a geração de energia elétrica por intermédio dos processos combinados de tratamento mecânico biológico e incineração é a mais atraente em termos de impactos ambientais. A geração de energia elétrica por meio do processo de incineração mass burning mostrou-se também atraente no tocante a impactos ambientais. Como conclusão geral deste estudo, identificou-se a existência de alternativas e oportunidades para a implementação de projetos relacionados à geração de energia elétrica no Brasil por RSU, especialmente pelo processo de incineração, embora ainda existam barreiras econômicas, políticas e sociais que precisam ser vencidas.
ABSTRACT The main destination of municipal solid waste (MSW) collected in Brazil has been landfills and sanitary landfills. In rare cases, other solutions are applied, which may bring additional benefits to localities. The use of MSW is a promising alternative. At once, it is an alternative of generating electricity. In this case, although it is not sufficient to support a strategy to expand the Brazilian electricity supply, in the long term, the generation of electricity through MSW is an important element of a regional or local strategy and therefore should not be disregarded. In that context, this study sought to study the feasibility of implementing alternative and complementary technologies for the disposal of MSW with generation of electricity, taking into account its environmental impacts and using the Life Cycle Assessment (LCA). The results showed that, among the alternatives taken into account in this study, the generation of electric energy by combined biological and mechanical Treatment and Incineration is the most attractive in terms of environmental impacts. The generation of electricity by means of the mass burning incineration process showed to be also attractive in terms of environmental impacts. As a general conclusion of this study it was identified the existence of alternatives and opportunities for implementation of projects related to the generation of electric energy in Brazil especially by the incineration process, although there are still economic, political and social needs that must be overcome.
ABSTRACT
RESUMO A definição do sistema de gestão de resíduos sólidos urbanos (RSU) mais adequado para um município passa, obrigatoriamente, pelo quantitativo de RSU gerados. O estado de Goiás enfrentava esse problema, pois alguns de seus municípios possuíam a informação do quantitativo de RSU produzidos, mas o estado não tinha um valor da geração total. Diante dessa questão, foi encaminhado um questionário aos municípios goianos em que se buscou obter informações acerca dos resíduos sólidos, dentre as quais a geração de RSU. O objetivo deste estudo foi realizar uma análise estatística dos quantitativos de RSU que os municípios goianos, via questionário, disseram gerar e compará-los com quantitativos obtidos em estudos realizados em municípios do estado. Os resultados da produção fornecida pelos municípios apontaram que quanto menores os municípios, maior a geração per capita de RSU, o que vai de encontro às pesquisas científicas, que mostram que quanto maior a população, maior a produção por pessoa. Para municípios de até 50 mil habitantes, há diferenças significativas entre a geração dos questionários e a geração teórica; já para municípios com mais de 50 mil habitantes, os valores não são significativamente diferentes. Os dados dos questionários relevaram, ainda, que não há correspondência entre a geração per capita de RSU e o número de habitantes, outro dado contrário ao que define a teoria. De qualquer modo, foi possível mensurar os quantitativos de RSU gerados pelos municípios goianos, o que auxiliará na decisão sobre as tecnologias mais adequadas para gerir os RSU de Goiás.
ABSTRACT The most suitable definition of a city's municipal solid waste (MSW) management system is mandatorily related to the amount of MSW generated. The state of Goiás faced such problem, since some of its municipalities had their MSW production data, but the state did not have an overall generation number. Considering this scenario, a questionnaire was sent to the municipalities of Goiás requesting information on their solid waste, among which was the MSW generation. The aim of this study was to conduct a statistical analysis of the MSW amount the state's municipalities have affirmed to generate, according to the questionnaires, and compare it with the quantitative data obtained in studies carried out in municipalities of the state. The results of the production provided by the municipalities have shown that the smaller the cities, the higher the generation of MSW per capita, a finding that goes against scientific research, which has proven that the larger the population, the higher the production per person. For municipalities with up to 50 thousand inhabitants, there are significant differences between the numbers presented in the questionnaires and those in the theoretical generation. On the other hand, municipalities with more than 50 thousand inhabitants don't have numbers so significantly different. The questionnaire data also revealed that there's no correspondence between the MSW generated per capita and the number of inhabitants, information contrary to what the theory states. However, it was still possible to measure the amount of MSW generated by Goiás cities, something that should be of great value to help decide the best technologies to the state's MSW management.
ABSTRACT
RESUMO A Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) vem sendo utilizada como apoio à tomada de decisão para avaliação e escolha de sistemas de gerenciamento de resíduos sólidos urbanos (RSU). O objetivo desta pesquisa foi analisar cenários de gerenciamento de resíduos para o município de Garibaldi, Rio Grande do Sul, por meio da técnica da ACV. Cinco cenários foram simulados integrando processos de reciclagem, compostagem, digestão anaeróbia e incineração, para os quais foi elaborado o Inventário do Ciclo de Vida, utilizando o programa computacional IWM-2, que calcula os subprodutos das tecnologias de tratamento avaliadas e seus respectivos inventários do ciclo de vida, em termos de consumo de energia, emissões à água, ao ar, e ao solo. Para a Avaliação do Impacto do Ciclo de Vida, foram aplicados cálculos atribuídos às categorias de impacto ambiental: mudanças climáticas, formação de foto-oxidantes, acidificação, eutrofização, toxicidade humana e aos indicadores uso de energia e disposição de resíduos sólidos secos e orgânicos em aterro. Os cenários que contemplaram a reciclagem associada à compostagem, a reciclagem associada à digestão anaeróbia seguida por compostagem e a reciclagem associada à compostagem com a incineração de rejeitos e com recuperação de energia apresentaram o melhor desempenho ambiental, de modo que são indicados como possíveis soluções de tratamento dos RSU para o município estudado.
ABSTRACT The Life Cycle Assessment (LCA) has emerged as an effective technique to evaluate municipal solid waste management systems (MSW), serving as support for decision making of the best model to be adopted. The objective of this research was to analyze scenarios through the LCA technique in the city of Garibaldi, Rio Grande do Sul, Brazil, comparing different alternatives of treatment and final disposal of MSW under the environmental aspect, and contribute to decision making, based on the study of the city of Garibaldi (RS). Five scenarios were simulated integrating processes such as recycling, composting, anaerobic digestion and incineration, for which the Life Cycle Inventory was prepared by means of the IWM-2 software, which calculates the evaluated treatment technologies by products and their respective life cycle inventories, in terms of energy consumption, emissions to water, air, and soil. For the Life Cycle Impact Assessment, calculations were applied to the categories of environmental impact, namely climate change, photo-oxidants formation, acidification, eutrophication and human toxicity, and indicators of energy use and recyclable and organic waste disposal into landfills. The scenarios that contemplated recycling associated with composting, recycling associated with anaerobic digestion followed by composting, and recycling associated with composting with incineration of waste and with energy recovery presented the best environmental performance, so they are indicated as possible treatment solutions for municipal solid waste in the case that was analyzed.
ABSTRACT
RESUMO Este trabalho tem como objetivo avaliar o potencial de recuperação de resíduos recicláveis de um condomínio residencial vertical de grande porte localizado no município de São Caetano do Sul (SP). Foi realizado o diagnóstico da gestão de resíduos e da infraestrutura do condomínio, bem como foram feitas entrevistas com o Conselho Diretivo do condomínio e com o instituto responsável pela triagem dos resíduos, e aplicados questionários aos moradores. O principal desafio foi a frequência e a adequabilidade na comunicação interna e sensibilização, tanto de residentes como dos funcionários domésticos. Entre os aspectos favoráveis, identificou-se a comodidade para descarte dos recicláveis para os moradores; e condições favoráveis para a comercialização dos recicláveis, como presença de local adequado para armazenamento de recicláveis segregados, elevado volume de recicláveis gerados e mercado favorável na região para a comercialização dos materiais. Foi verificado que são recuperados 13,7% da totalidade de recicláveis presentes nos resíduos domiciliares. Conforme o presente estudo, verificou-se ainda que a coleta seletiva de resíduos sólidos domiciliares em condomínios é vulnerável, dado à falta de consistência de ações efetivas de divulgação e mobilização, bem como de decisões da administração local.
ABSTRACT This paper aims at evaluating the potential recovery of recyclable materials at a large vertical residential condominium located in the municipality of São Caetano do Sul, state of São Paulo, Brazil. A survey on the waste management and the building facilities was conducted. Interviews with the governing board of the condominium and with the institute responsible for segregating recyclables were carried out, together with questionnaires applied to residents. The main challenge during this survey was the frequency and quality of internal communication for information and awareness, including both residents and respective domestic staff. As positive aspects, the convenience for disposal of recyclables by the residents; favorable conditions for the recyclables market, and presence of suitable location for storing segregated recyclables at the condominium were identified. It was found that the recovered materials were 13.7% of all recyclables present in domestic waste. This study showed that the selective collection of solid waste in residential condominiums is vulnerable owing to the lack of effective promoting and mobilization actions, as well lack of local administration decisions.
ABSTRACT
RESUMO Um dos grandes problemas enfrentados atualmente nas áreas urbanizadas é a disposição final dos resíduos sólidos urbanos (RSU). Essa problemática contempla todo o processo de produção do resíduo, seu descarte, acondicionamento, coleta, transporte, tratamento e disposição final, bem como o padrão de consumo contemporâneo. Os estudos previstos no âmbito desta pesquisa têm como objetivos fortalecer os consórcios, ampliando a sua importância, representatividade e abrangência, favorecer a integração com as entidades e instituições relacionadas ao tema, aumentando as discussões no âmbito regional, e avaliar as rotas tecnológicas aplicadas ao tratamento dos resíduos dos municípios integrantes dos consórcios. Este artigo apresenta uma metodologia para avaliação dos consórcios de RSU em Minas Gerais como uma alternativa no campo da gestão de RSU, para fins de otimização de recursos e gestão de serviços que fazem a gestão de RSU viável para todos. Nesse sentido, é realizada uma análise das rotas tecnológicas de RSU, avaliando-se a eficácia da tecnologia utilizada nos municípios com base nos consórcios já formados e nas propostas dos Arranjos Territoriais Ótimos (ATOs) de Minas Gerais.
ABSTRACT One of the major problems currently faced in urbanized areas is the final disposal of the municipal solid waste (MSW) generated. The problem, however, is not restricted only to its final disposal, but instead encompasses the whole process of the production of waste, its discarding, storage, collection, transportation, treatment, and final disposal, as well as current consumption patterns. The studies planned under this research aim to strengthen consortia, increasing their importance, representativeness, and scope, and also encourage the integration with entities and institutions involved in the field, fostering discussions at the regional level and evaluate technological routes applied by the consortia. This article presents the methodology for assessment of Consortia of municipal solid waste in the state of Minas Gerais as an alternative in the field of MSW management, for the purposes of scale increase, resource optimization, and operation of services making MSW management viable for everyone. Then, it does an analysis of the MSW technological routes, evaluating the effectiveness of the technology used in the municipalities taking into account of already formed consortia and proposals in Minas Gerais Optimal Territorial Arrangements (ATOs).
ABSTRACT
Objetivo: Realizar la comparación de las metodologías mexicano, EPA e IPCC para la estimación de biogás en un horizonte de predicción de 20 años, aplicado en un caso de estudio, en el relleno sanitario doña Juana, Bogotá, Colombia. Materiales y métodos: Estudio descriptivo para el desarrollo de la predicción de las metodologías, examinando la información secundaria obtenida de los datos iniciales de producción de Biogás en el relleno sanitario, dentro de un fenómeno homogéneo. Resultados: La producción promedio de biogás (m3/año) para los métodos de mexicano, EPA e IPCC, es de 2.48E+05, 2.14E+05 y 6.71E+05, respectivamente. El método con menor desviación estándar y error cuadrático medio es el mexicano. Conclusiones: La aplicación de los modelos de la EPA, Mexicano e IPCC en la estimación del biogás en un relleno sanitario, considera que la tendencia de los dos primeros métodos expuestos, es exponencial decreciente, mientras que el IPPC presenta tendencia exponencial creciente, evaluados en un periodo de predicción de 20 años. Con la determinación de la cantidad de biogás por las diferentes metodologías, se reduce la posibilidad de exposición del riesgo de largo plazo de efectos adversos en la salud pública de la comunidad adyacente a los rellenos sanitarios.
Objective: Compare the Mexican, EPA and IPCC methodologies for estimating biogas in a prediction horizon of 20 years applied in a case study in the landfill Doña Juana in Bogotá, Colombia. Materials and methods: A descriptive study for the development of prediction methodologies was carried out by examining the secondary information obtained from the initial data biogas production in the landfill, within a homogeneous phenomenon. Results: The average production of biogas (m3 / year) for Mexican, EPA and IPCC methods is 2.48E + 05, 2.14e + 05 and 6.71E + 05, respectively. The method with lower standard deviation and root mean square error is the Mexican. Conclusions: The application of the EPA, Mexican and IPCC models in the estimation of biogas in a landfill, believes that the trend of the first two exposed methods exhibit is decreasing exponentially, while the IPPC has exponentially growing trend, evaluated for a prediction period of 20 years. With the determination of the amount of biogas by different methodologies, the possibility of exposure of risk in the long term with adverse effects on public health of the adjacent community landfills is reduced.
Subject(s)
Sanitary Landfill , Solid Waste , Public HealthABSTRACT
RESUMO: Considerando as diretrizes de gestão e gerenciamento da Política Nacional dos Resíduos Sólidos e a necessidade de uma visão ampla da problemática dos resíduos sólidos urbanos, este artigo propôs uma metodologia qualitativa de análise regional dos resíduos sólidos urbanos, baseada em um índice aplicado como ferramenta de planejamento. Apresentou-se, também, um panorama dos resíduos sólidos urbanos gerados no estado de São Paulo. Para o desenvolvimento do método, foram usados dados de geração de resíduos, população e desenvolvimento humano. Planilhas de cálculo e sistema de informações geográficas foram empregadas como ferramentas. Um índice de adequação do gerenciamento dos resíduos sólidos urbanos foi gerado a partir da atribuição de pesos para variáveis de população, geração de resíduos sólidos urbanos, coleta seletiva e dos resíduos de serviço de saúde e participação em consórcios intermunicipais. Foi obtida uma equação para estimativa da geração de resíduos sólidos urbanos em função da população do estado de São Paulo, com R²=0,9977. O índice de adequação do gerenciamento dos resíduos sólidos urbanos não apresentou tendência espacial, mas possibilitou identificar municípios com maiores problemas na gestão de resíduos sólidos urbanos. Uma análise dos aterros regionais foi realizada, os quais, em sua maioria, estão localizados próximos aos municípios de maior porte do estado de São Paulo. Existe necessidade de aumentar a quantidade de aterros regionais próximos aos municípios de menor porte da parte Oeste do estado. A metodologia do índice de adequação do gerenciamento dos resíduos sólidos urbanos se mostrou adequada para uma análise regional da problemática de resíduos, podendo ser adaptada para outras áreas de estudo, em regiões administrativas diversificadas. Não foi encontrada correlação entre os dados de geração e de desenvolvimento humano.
ABSTRACT: Given the guidelines for management and administration of the Brazilian Policy for Solid Waste, as well as the need for a broad view of the problematics regarding municipal solid waste, this article proposed a qualitative methodology of regional analysis of municipal solid waste, based on an index used as a planning tool. An overview of the municipal solid waste generated in the state of São Paulo was presented, since it was the area under study. Data for waste generation, population and human development were used for the method development. Measurement spreadsheets and geographic information system were used as tools. An adequacy index of municipal solid waste management (IMSWM) was generated based on weight attribution for variables of population, municipal solid waste generation, selective collection, collection of waste from healthcare services, and participation in municipal consortia. An equation for estimating the generation of municipal solid waste based on the population of the state of São Paulo was obtained, with R²=0.9977. The adequacy index of municipal solid waste management did not show a spatial trend, though it was possible to identify municipalities with greater problems regarding the municipal solid waste management. An analysis of regional landfills was carried out. Most of those from the state of São Paulo are located close to larger municipalities. There is a need of increasing the amount of regional landfills closer to smaller municipalities in the Western part of the state. The methodology of adequacy index of municipal solid waste management seemed adequate for a regional analysis of the waste problematics. It can be adapted to other study areas, in different regions, in several administrative divisions. No correlation between data generation and human development was found.