Uso de argilas expansivas em camadas de impermeabilização de coberturas de aterros sanitários no Nordeste do Brasil / Use of expansive clays in waterproofing layers of landfill of the final cover in Northeastern Brazil

RESUMO Os aterros sanitários são obras construídas para o confinamento seguro dos resíduos sólidos e, entre seus elementos de projeto, destaca-se a camada de impermeabilização da cobertura final, frequentemente construída com solo argiloso, que deve, entre outras funções, minimizar ao máximo a infiltração de águas pluviais para o interior do aterro e o fluxo de gases com o meio ambiente. As características físicas, químicas e mineralógicas dos materiais dessa camada devem ser analisadas para a avaliar seu potencial de utilização. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de argilas expansivas, sujeitas à variação de umidade, como material impermeabilizante de cobertura de aterros sanitários, sendo caracterizadas duas amostras por meio de ensaios geotécnicos. As características foram compatíveis com os requisitos exigidos nas normas consultadas. A parte superior de uma camada de argila compactada foi reproduzida com uma das amostras em um modelo experimental, sujeita à secagem, com observação da formação de trincas e medições do teor de umidade ao longo do tempo e profundidade. A formação de trincas na superfície se iniciou para teores de umidade acima do limite de plasticidade. A aplicação de uma carga hidráulica na superfície após a etapa de secagem resultou em um fechamento das trincas em razão da expansão da argila, indicando eficiência na restrição de entrada de águas pluviais. No entanto, o uso de material expansivo para esse fim deve ser investigado quanto ao seu desempenho em campo, tanto na fase de construção, durante a compactação, quanto de operação, quando estará sujeito às variações climáticas.

ABSTRACT Solid waste landfills are works built to contain solid urban waste, being the most used final disposal method in Brazil. One of the most important components of the project is the final cover, the low hydraulic conductivity layer, with clayey materials, which has the function of minimizing the infiltration of rainwater into the landfill and the entry and exit of gases. The physical, chemical and mineralogical characteristics of clayey materials must be analyzed for potential use as a cover layer. The present work aimed to evaluate the use of clays, with expansive characteristics, subject to water content variations, as cover material in landfills, being characterized two clay samples through geotechnical tests. The characterization indicated samples with characteristics compatible with the requirements demanded by the consulted standards. One of them was used in a laboratory model and reproduced the upper part of a layer of compacted clay, subject to drying on the surface, with observation of the formation of cracks, and with measurements of the water content over time and depth. Cracks on the clay surface occurred during the drying process, starting for water contents above the limit of plasticity of the clay. The application of a hydraulic head on the surface, after the drying step, resulted in cracks closure, due to the expansion of the clay, indicating efficiency in the restriction of rainwater entry. However, the use of expansive material for this purpose should be investigated regarding its performance in the field, both in the construction phase, during compaction, and in operation, subject to climatic variations.

Respiratory diseases of children living near a dumpsite / Doenças respiratórias de população infantil residente próxima a lixão

Despite recognition of the socioenvironmental impacts of improper manangement and disposal of municipal solid waste (MSW), often involiving diseases, few studies have been carried out to investigate the association between this waste management and health. It is important to know the health status of people living near landfills and dumps, to make those responsible for managment aware of the need to establish more effective sanitation policies. For this purpose, we conducted a descriptive case study with primary data on repiratory diseases of children living near a trash dump. The field work was performed in two periods in 2005 and 2016. In the first, the dump was in operation, while in the second it had been shut down for about five years. The study was conducted in a city in the state of Rio de Janeiro with a population of about 47,000 people in 2006. The results indicate that the rates of respiratory diseases among children living in the area surrounding the dump were higher in 2005 than in 2016, a finding that might be related to the dump's closure. In ten cases the decline in the ailments reported by the respondents was significant, led by wheezing attacks after exercise (26.4 percengage points lower) and pneumonia (16 p.p.lower). In six cases, the rates were slightly higher, suggesting the need for a more thorough study to investigate this increase. The results are not definitive, but indicate the importance of the considering the negative health effects of trash dumps and the need to close them or improve the treatment and disposal of municipal solid waste.

Apesar de reconhecidos os impactos socioambientais causados pelo manejo e disposição irregulares dos resíduos sólidos urbanos (RSU), muitas vezes relacionados à incidência de doenças, poucos estudos têm sido realizados com o intuito de verificar a associação entre os efeitos do seu gerenciamento inadequado e a saúde. É importante conhecer o estado de saúde da população residente nas proximidades de aterros de RSU visando conscientizar os responsáveis pelo seu gerenciamento sobre a necessidade de estabelecer políticas mais efetivas nos programas de saneamento dos Estados. Para isso, foi feito um estudo de caso descritivo e quantitativo com dados primários sobre doenças respiratórias de crianças residentes no entorno de um lixão. As pesquisas de campo foram feitas em duas épocas distintas: em 2005 e 2016. Na primeira pesquisa o lixão se encontrava em operação, enquanto que na segunda pesquisa, estava desativado há cerca de cinco anos. O estudo foi desenvolvido numa cidade do Estado do Rio de Janeiro com população aproximada de 47.000 habitantes em 2006. Os resultados dão conta de que as doenças do trato respiratório em crianças residentes próximas ao aterro estudado apresentam índices mais elavados, na primeira, com declínio, na segunda pesquisa, e que este fato pode estar relacionado com o fechamento do lixão. Em dez casos o declinio das doenças relatadas pelos sujeitos da pesquisa é significativo, como por exemplo, assovio ou chiado no peito (de 26.4% menor) e pneumonia (16% menor). Em outros 6 casos os índices são levemente mais elevados, sugerindo a necessida de realização de um estudo mais profundo de modo a investigar este aumento. Os resultados não são definitivos, mas indicam a importância de fechamento dos lixões, seus possíveis efeitos negativos à saúde e melhores tratamentos e disposições de residuos solidos urbanos.

Avaliação da contaminação no entorno de um aterro de resíduos sólidos urbanos com base em resultados de poços de monitoramento / Assessment of the contamination on the surrounding of a municipal solid waste landfill based on monitoring wells data

RESUMO Este artigo apresenta o monitoramento ambiental das águas subterrâneas do entorno do aterro de resíduos sólidos urbanos (RSU) de Bauru, São Paulo, Brasil. Paralelamente às diversas pesquisas realizadas na área durante o período de janeiro de 2003 a abril de 2008, foram construídos 14 poços de monitoramento em diferentes fases da investigação geoambiental, seguindo as normas vigentes na época e as necessidades observadas durante a interpretação dos resultados desta investigação, para confirmação da contaminação da área. As amostras foram coletadas com bailer , após o período de chuvas e de estiagem de cada ano. São apresentados os resultados obtidos ao longo do tempo para os seguintes parâmetros: nível d'água, pH, condutividade elétrica (CE), Ca2+, Cl, Fe total, DQO, NH4 +, Zn2+, Na+, K+, além da relação demanda biológica de oxigênio/demanda química de oxigênio (DBO/DQO). Os resultados do longo período de monitoramento permitiram a análise de cada parâmetro em função do que ocorria superficialmente ao aterro, assim como com características naturais do aquífero. Conclui-se que a pluma de contaminação varia conforme o ponto de disposição e as características dos resíduos depositados, cuja recuperação e atenuação deverão ocorrer com o encerramento das atividades do aterro.

ABSTRACT This paper presents the environmental monitoring of the groundwater surrounding the municipal solid waste disposal site from Bauru, São Paulo, Brazil. In parallel with the several surveys carried out at this site, between January 2003 and April 2008, fourteen monitoring wells were installed at different periods of the geoenvironmental site investigation, following the Brazilian standards valid at that time and the demands observed with the interpretation of the site investigation data, to confirm the local contamination. The samples were collected using bailer, after rains and drought periods each year. The results obtained over time are presented, for the following parameters: groundwater table, pH, electrical conductivity, Ca2+, Cl, total Fe, DQO, NH4 +, Zn2+, Na+, K+, and the ratio BOD/COD. The results of the long period of monitoring allowed the analysis of each parameter compared with what was happening superficially on the landfill, as well as natural characteristics of the aquifer. It is concluded that the contamination plume varies according to the layout and characteristics of the disposed waste, which recovery and mitigation should occur with the closure of the landfill.

Barreira capilar construida com residuo pre-tratado mecanica e biologicamente / Capillary barrier constructed with mechanical biological treatment waste

O controle da entrada de água de chuva no interior do aterro de resíduos sólidos urbanos durante sua construção e após seu fechamento é crucial para manter o controle da geração de lixiviado. Este fator pode contribuir para a elevação de gastos com tratamento e monitoramento e para a instabilidade mecânica do aterro. Por esta razão, o sistema de cobertura final de um aterro de resíduos sólidos urbanos é decisivo ao controle da entrada de água no mesmo. Na maioria dos casos, o sistema de cobertura final é composto por solo compactado. Frequentemente, um solo adequado para a cobertura não é encontrado nos arredores do aterro; portanto, recursos têm que ser despendidos para o transporte do mesmo até o devido local. Uma alternativa seria a utilização de uma barreira capilar construída com resíduos pré-tratados mecânica e biologicamente. No entanto, o uso deste material para esta construção ainda não foi bem estudado, e as diversas variáveis envolvidas no funcionamento de uma barreira capilar construída com resíduos sólidos pré-tratados mecânica e biologicamente são desconhecidas. O objetivo deste trabalho foi analisar os parâmetros envolvidos no funcionamento de uma barreira capilar construída exclusivamente de resíduos sólidos urbanos pré-tratados mecânica e biologicamente. Observou-se que este utilizado como material de uma barreira capilar pode funcionar de maneira equivalente àquela construída com solo, sendo boa a sua capacidade de retenção da água de chuva.

The control of rainwater entry into the municipal solid waste landfill during its construction and after its closure is crucial to keep track of leachate generation. This is a factor that may contribute to the increase of costs on treatment and monitoring and to the mechanical instability of the landfill. For this reason, the final cover system of a municipal solid waste landfill is critical for controling the water entering into the landfill. In most cases, the final cover system is made of compacted soil. Often, suitable soil for landfilling is not found in its surroundings, and resources must be expended in transporting the soil to the landfill site. An alternative would be to use a capillary barrier constructed with mechanical and biologically pretreated waste. However, the use of this material to construct capillary barriers has not been studied and several variables involved in the operation of a capillary barrier constructed with municipal solid mechanical and biologically pretreated waste landfill are unknown. The objective of this study was to analyze the parameters involved in the operation of a capillary barrier built exclusively solid waste pre-treated mechanically and biologically. It was observed that the MSW MBT used as a capillary barrier material may function similarly to that constructed with soil, with a good capacity for rain water retention.

Ensaios de campo para determinação de emissões de biogás em camadas de cobertura de aterros de resíduos sólidos / Field tests for biogas emissions determination in cover layers of municipal solid waste landfills

Este trabalho apresenta uma metodologia de campo utilizada para determinar as emissões de biogás através das camadas de cobertura de aterros de resíduos sólidos urbanos, por meio de ensaios simples, diretos e de baixo custo. Os resultados obtidos nesses estudos indicaram que o fluxo de metano (CH4) pode atingir valores de até 150 kg/m². ano, o que representa 630 mil toneladas do CO2eq por ano em um simples aterro de 20 hectares. A espessura da camada de cobertura, que variou entre 0,2 e 0,7 m, não foi um fator relevante nas emissões medidas, enquanto que as pressões de biogás no contato camada-lixo, com valores acima de 500 Pa, favorecem a formação de microfissuras no solo da camada de cobertura, o que eleva as emissões de gases nesses pontos.

This paper presents a field methodology used to determine emissions of biogas through the cover layers of municipal solid waste landfills, by means of simple, straightforward and inexpensive tests. The results from these studies indicated that the flow of methane (CH4) can reach values up to 150 kg/m². year, representing 630,000 tons of CO2eq per year in a mere 20 hectares of landfill. The thickness of the cover layer, which ranged between 0.2 and 0.7 m, was not a relevant factor in the measured emissions, while the pressure of biogas in the contact layer-waste, with values above 500 Pa, favors the formation of microcracks on the soil of the cover layer, which increases the emissions of gases in these points.