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.

Estudos laboratoriais para avaliação do desempenho de camadas de cobertura de aterros sanitários em relação à redução de emissões de gases e infiltrações / Laboratory studies to evaluate the performance of landfill cover layers for the reduction of gases emissions and infiltrations

RESUMO As camadas de cobertura de aterros sanitários são construídas para impedir a saída de gases para a atmosfera e a entrada de líquidos no interior do aterro, minimizando os impactos no meio ambiente. Este trabalho avaliou, por meio de ensaios de colunas de solos em laboratório, o desempenho de duas camadas de cobertura, compreendendo o comportamento dos solos em função das emissões de metano (CH4) e da infiltração de água em seu interior. Foram utilizadas duas configurações de camada de solos: Coluna 1, camada convencional com solo com espessura 0,60 m e grau de compactação de 80%; e Coluna 2, camada oxidativa, com espessura de 0,30 m de solo com grau de compactação de 80%, sobreposta por uma camada de 0,30 m de solo misturado com produto compostado na proporção de 1:1 em volume com grau de compactação de 76%. Após a confecção das colunas (dimensões úteis de 0,60 m de altura e 0,15 m de diâmetro), foi injetado CH4 em sua parte inferior com concentração de 100% na vazão de 0,5 L/h (8,3 mL/min ou 486 g/m2.dia) para se avaliar a redução das emissões. Posteriormente, foi simulada chuva de 40 mm - sendo 30 mm em 1 dia e 10 mm 3 dias após a primeira simulação - e avaliada a infiltração da água e as emissões de CH4 nas colunas. Os resultados obtidos indicam que as duas configurações de camadas de cobertura apresentaram resultados satisfatórios, diminuindo o volume de líquidos para o interior do aterro e minimizando as emissões de CH4 para a atmosfera. Observou-se que a Coluna 2 (0,30 m de solo + 0,30 m de solo + produto compostado) se mostrou mais eficiente tanto na redução de emissões como na capacidade de retenção de água em relação à Coluna 1 (0,60 m de solo), sugerindo que camadas oxidativas podem se tornar uma alternativa tecnológica para regiões onde exista escassez de solos argilosos.

ABSTRACT Landfill cover layers are built to prevent the release of gases into the atmosphere and the inflow of liquids into the landfill, minimizing impacts on the environment. This study evaluated, through the testing of soil columns in the laboratory, the performance of two cover layers, comprehending the behavior of the soils as a function of methane emissions and liquid flows in its interior. Two configurations were used in the soil layer: Column 1, conventional layer with compacted soil of 0.60 m thickness and 80% degree of compaction; and Column 2, oxidative layer with 0.30 m thickness of soil and 80% degree of compaction, stuck by a layer of 0.30 m of mixed soil with composted product in the volume ratio of 1:1 with 76% degree of compaction. After the confection of the columns (0.60 m in height and 0.15 m in diameter), methane gas was injected into the inferior part of the columns with a concentration of 100% at a flow rate of 0.5 L/h (8.3 mL/min or 486 g/m2.day) to evaluate the emission reduction. Subsequently, a rain of 40 mm was simulated - being 30 mm in one day and 10 mm three days after the first simulation -, and both the methane emissions and the infiltration of water in the columns were evaluated. The obtained results indicate that the two column configurations of landfill cover layers presented satisfactory results, reducing the volume of liquids into the landfill and minimizing the methane emissions into the atmosphere. It is observed that Column 2 (0.30 m of soil + 0.30 m of soil + composted product) was more efficient in the reduction of emissions, as well as in the retention capacity of water in relation to Column 1 (0.60 m of soil), suggesting that oxidative layers can become a technological alternative for regions where there is scarcity of clay soils.

Emissão de gases do efeito estufa de um aterro sanitário no Rio de Janeiro / Greenhouse gases emissions from a landfill in Rio de Janeiro

RESUMO A emissão de metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2) em aterros sanitários representa uma das mais importantes fontes de gases de efeito estufa em regiões metropolitanas. O presente trabalho quantificou a taxa de emissão de gases do efeito estufa (GEEs) pela camada de cobertura intermediária do aterro sanitário de Seropédica, Rio de Janeiro, Brasil, assim como a concentração desses gases na atmosfera acima das células do aterro. Um total de 21 amostras na camada de cobertura e 31 na atmosfera acima do aterro foi coletado. Foram utilizadas duas câmaras de fluxo de 0,66 m2 de área e 33,2 L de volume, e amostras foram retiradas com seringas de polipropileno de 60 mL em intervalos de 5 minutos, durante 15 minutos. As amostras foram coletadas em locais com e sem fissura na camada de cobertura intermediária. A análise das amostras foi feita por cromatografia de fase gasosa, por múltiplos detectores. As taxas de emissão dos GEEs observadas variaram entre 0,1 e 575,0 g m-2 dia-1 para CH4 e entre 0,1 e 316,0 g m-2 dia-1 para CO2. As concentrações no ar ambiente variaram entre 3,5 e 150,0 ppm e entre 333 e 655 ppm, para CH4 e CO2, respectivamente. As maiores emissões foram constatadas nos pontos que continham as maiores fissuras no momento da coleta.

ABSTRACT The emission of methane (CH4) and carbon dioxide (CO2) from landfills is one of the most important sources of greenhouse gases in metropolitan areas. This study quantified the emission rate of greenhouse gases (GHGs) by the intermediate cover layer of Seropédica landfill, in Rio de Janeiro, Brazil, as well as the concentration of these gases in the atmosphere above the landfill cells. A total of 21 samples from the cover layer and 31 samples from the atmosphere above the landfill was collected. Two flow chambers with 0.66 m2 and 33.2 L were used, and the samples were collected with 60 mL polypropylene syringes at five-minute intervals, for 15 minutes. The samples were collected in areas with and without cracks in the intermediate cover layer. Sample analysis was performed by gas chromatography, by multiple detectors. GHGs emission rates varied from 0.1 to 575.0 g m-2 day-1 for CH4 and 0.1 to 316.0 g m-2 day-1 for CO2. The ambient air concentrations ranged from 3.5 to 150.0 ppm and 333 to 655 ppm for CH4 and CO2, respectively. Higher emissions were found in areas containing the larger cracks at the time of collection.

Mushroom cultivation in Brazil: challenges and potential for growth / Cultivo de cogumelos no Brasil: desafios e potencialidades

Mushroom cultivation is rapidly expanding in Brazil because Brazilians have discovered the medicinal and culinary value of mushrooms and their economic situation has improved. However, the horticultural technology for cultivating mushrooms under Brazilian conditions is lacking. For many years, the mushroom cultivation technology used in Brazil was adapted from developed countries whose materials and climate were different from those of Brazil. In order to exploit the Brazilian potential for mushroom cultivation it is essential to develop cultivation technology for family owned and operated rustic farms as well as for modern large scale industrial operations. Mushroom species cultivated in Brazil are discussed and some approaches for future research are suggested.

O cultivo de cogumelos está em franca expansão no Brasil, graças à descoberta de suas propriedades medicinais e culinárias pelo povo brasileiro e também em função da melhoria das condições econômicas. Entretanto, há ainda uma necessidade de desenvolvimento de uma tecnologia de cultivo apropriada para as condições brasileiras. Durante muitos anos, a tecnologia de cultivo de cogumelos utilizada no Brasil foi uma adaptação daquela utilizada nos países desenvolvidos, cujas condições climáticas e disponibilidade de matéria-prima são diferentes do Brasil. Portanto, para que se possa desenvolver todo o potencial brasileiro para o cultivo de cogumelos, é essencial o desenvolvimento de tecnologias de cultivo mais apropriadas para a agricultura familiar, mas também é importante o desenvolvimento tecnológico voltado para o cultivo de cogumelos em escala industrial. As principais espécies de cogumelos cultivados no Brasil são discutidas neste trabalho, além da indicação das principais necessidades de pesquisa para o futuro.

Produção de agaricus blazei ss. Heinemann (a. Brasiliensis) em função de diferentes camadas de cobertura e substratos de cultivo / Production of agaricus blazei ss. Heinemann (a. Brasiliensis) in function of different casing layers and composts / Producción de agaricus blazei ss. Heinemann (a. Brasiliensis) en funcción de diferentes camadas de cobertura y sustratos de cultivo

Avaliou-se o efeito de duas formulações de composto, com palha de tifton (Cynodon sp.) e com palha de aveia (Avena sativa) e três camadas de cobertura (testemunha, testemunha + gel de acrilamida e testemunha + farelo de soja) na produção, eficiência biológica, massa e número de basidiomas de A. blazei. O delineamento experimental foi em esquema fatorial 3´2 inteiramente casualizado, com quatro 4 repetições. A unidade experimental constou de 12-12,5kg de composto úmido. A presença de gel de acrilamida como camada de cobertura tendeu a apresentar maior produtividade e eficiência biológica. O composto à base de tifton apresentou uma tendência de menor produção e eficiência biológica em relação ao composto à base de aveia.

The aim of this study was to evaluate yield, biological efficiency, fresh weight and number of mushrooms of Agaricus blazei grown in two kinds of compost, prepared with Tifton (Cynodon sp.) grass and with oat (Avena sativa) straw, and three casing layers (control, control + acrilamyde gel and soil and control + soybean meal). The experiment consisted of four replicates (each with 12-12,5kg of fresh weight compost) arranged in a factorial scheme 3´2. The results showed a tendency for higher yield and biological efficiency when adding acrilamyde gel to the casing soil. The composts made with oat straw presented a tendency for higher yield and biological efficiency compared to the Tyfton.

Se evaluó el efecto de dos formulaciones de composta, con paja de césped Tifton (Cynodon sp.) y con paja de avena (Avena sativa) y tres camadas de cobertura (control, control + gel de acrilamida y control + salvado de soya) en la producción, eficiencia biológica, masa y número de basidiomas de A. blazei. El diseño experimental fue un esquema factorial 3´2 enteramente aleatorio con cuatro repeticiones. La unidad experimental consistió de 12-12,5kg de composta húmeda. La presencia de gel de acrilamida como camada de cobertura resultó en una tendencia a presentar mayor productividad y eficiencia biológica. La composta a base de Tifton presentó una tendencia a menor producción y eficiencia biológica en relación a la composta en base a avena.

Isolamento e identificação de bactérias presentes nos solos de cobertura utilizados no cultivo do cogumelo Agaricus blazei Murril / Isolation and identification of bacteria present in the casing layer utilized to the cultivation of the mushroom Agaricus blazei Murril

Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de isolar e identificar bactérias presentes nos solos utilizados como camada de cobertura do cultivo de Agaricus blazei Murril. Foi avaliada a eficiência da desinfestação com vapor d'água e formol nos solos de cobertura. O tratamento com formol apresentou maior redução no número de bactérias na terra de barranco (Latossolo Vermelho distroférrico) e solo de pastagens (Latossolo Amarelo distrófico), enquanto que no solo hidromórfico, oriundo de várzea (Gleissolo Melânico), nenhum dos tratamentos foi eficiente para reduzir a comunidade microbiana. Foram identificadas bactérias do gênero Pseudomonas, Salmonella, Enterobacter e Shigella, dentre outras, denotando que os tratamentos de desinfestação não eliminam bactérias potencialmente benéficas, mas também não eliminam bactérias potencialmente patogênicas. Além disso, os tratamentos de desinfestação também não afetaram a produtividade do cogumelo A. blazei nas condições testadas.

The objective of this work was to quantify and to isolate the bacteria present in casing layer used for the cultivation of the Agaricus blazei Murril. It was evaluated the efficiency of the steam and formaldehyde disinfestation in the casing layer. The formaldehyde disinfestation showed a reduction of the bacteria population on the ravine soils (distroferric Red Latosol) and grazing land soil (distrofic Yellow Latosol), while in the hydromorphic soil coming from lowland (Melanic G]/leysol) none of the treatments used were efficient to reduce the bacteria population. Bacteria of the genera Pseudomonas, Salmonella, Enterobacter, Shigella, among others, were identified in all treatments analysed. It was observed that the disinfestation treatments did not eliminate neither potentially beneficial bacteria nor pathogenic bacteria. There was no significant effect of the disinfestation treatments on productivity of A. blazei mushroom. Moreover, the disinfestation treatments did not affect the productivity of the A. blazei in the studied conditions.