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Title: Avaliação de indicadores geoquímicos no processo natural de atenuação da fração orgânica do percolado na região do aterro sanitário de Belo Horizonte - MG.
Authors: Barella, Cesar Falcão
metadata.dc.contributor.advisor: Bacellar, Luis de Almeida Prado
Nalini Júnior, Hermínio Arias
Keywords: Geotecnia
Aspectos ambientais
Issue Date: 2011
Citation: BARELLA, Cesar Falcão. Avaliação de indicadores geoquímicos no processo natural de atenuação da fração orgânica do percolado na região do aterro sanitário de Belo Horizonte - MG. 2011. 158f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Geotécnica) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2011.
Abstract: A Atenuação Natural Monitorada – MNA é uma técnica de remediação baseada na capacidade natural de atenuação ao longo do tempo, envolvendo processos físicos, químicos e biológicos que, sob condições favoráveis, vão influenciar o comportamento do poluente no solo. Para avaliar a sua viabilidade, os órgãos ambientais responsáveis têm exigido a realização de uma série de estudos que demonstrem a ocorrência desses processos, principalmente os capazes de degradar o contaminante, visto que esses são os únicos aptos a removê-lo do sistema. Com o objetivo de avaliar a eficácia do processo de atenuação da água subterrânea do aterro sanitário de Belo Horizonte, a metodologia foi baseada na quantificação e distribuição espacial de indicadores geoquímicos capazes de evidenciar a degradação da fração orgânica do contaminante, além da determinação indireta de processos como diluição e sorção, que, apesar de não removerem a contaminação, podem atenuar o efeito e retardar seu deslocamento. O processo de degradação do contaminante orgânico envolvido no mecanismo de atenuação natural se desenvolve através de reações de oxidação-redução catalisadas por microorganismos específicos na presença de Aceptores Terminais de Elétrons – TEAs, podendo ser identificado pela redução na concentração do oxigênio dissolvido, nitrato e sulfato, além do aumento na concentração de ferro dissolvido. A observação de outros fenômenos, como por exemplo, a perda do contaminante ao longo do tempo e a elevação da alcalinidade sob condições anaeróbicas também podem ser utilizados para evidenciar o fenômeno. A amostragem foi realizada pela adoção da metodologia de baixa vazão, com a coleta de água para determinação de O2, NO3-, NO2-, SO4-2, H2S, pH, Eh e turbidez em laboratório terceirizado (CTQ Análises Químicas e Ambientais) e de metais e metalóides no Laboratório de Geoquímica Ambiental – LGqA da Universidade Federal de Ouro Preto, contemplando as seguintes espécies químicas: Al, As, Ba, Be, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, S, Sc, Sr, Ti, V, Y e Zn. Além disso, foram utilizadas informações de análises históricas da água subterrânea fornecidas pela Superintendência de Limpeza Urbana de Belo Horizonte – SLU. Todos esses dados, quando utilizados em conjunto, permitiram verificar a ocorrência de processos como a degradação aeróbia do contaminante seguido da redução de ferro e sulfato na proximidade do aterro. A abertura de amostras por meio de ataques ácidos evidenciou a ocorrência de possíveis fenômenos de sorção e formação de complexos metálicos com substâncias orgânicas. Ainda, a modelagem por meio do PHREEQC deixou evidente a tendência de precipitação da pirita, gibbsita e minerais férricos e ferrosos como processos secundários a oxidação da matéria orgânica, além da dissolução da barita, caso a mesma faça parte do arcabouço mineralógico da região investigada, evidenciando a possibilidade da concentração de bário no sistema ser de origem geogênica. Também, a grande variabilidade encontrada na concentração do cloreto ao longo da distribuição espacial dos poços analisados revelou uma forte diluição agindo como mecanismo de atenuação do meio. ____________________________________________________________________________________________________________________________
ABSTRACT: The Monitored Natural Attenuation – MNA is a method for remediation based on the natural capability of attenuation over time, involving physical, chemical and biological processes that, under favorable conditions, influence the behavior of the pollutant in the soil. To assess its viability, environmental agencies have been demanding studies to prove the occurrence of these processes, mainly those that have the capability to degrade the contaminant, since these processes are the only ones that can remove it from the system. In order to evaluate the effectiveness of the groundwater attenuation in the landfill of Belo Horizonte, the methodology was based on the quantification and spatial distribution of geochemical indicators capable of showing the degradation of the organic fraction of the contaminant, beyond of indirect determination of processes such as dilution and sorption, which, although not remove contamination, can mitigate the effect and reduce its propagation. The process of organic contaminant degradation involved in the mechanism of natural attenuation is developed through the redox reaction catalyzed by specific microorganism in the presence of Terminal Acceptors of Electrons – TEAs, being identified by reducing the concentration of dissolved oxygen, nitrate e sulfate, along with the increase in the concentration of dissolved iron. The observation of other phenomena, such as, for example, contaminant loss overtime and the elevation of the alkalinity under anaerobic conditions can also be used to evidence the phenomenon. The sampling was carried out using the methodology of low-flow, with the collection of water for determination of O2, NO3-, NO2-, SO4-2, H2S, pH, Eh and turbidity by outsourced laboratory (CTQ Análises Químicas e Ambientais) and metals and metalloids by Laboratório de Geoquímica Ambiental – LGqA of the Universidade Federal de Ouro Preto, including the following chemical species: Al, As, Ba, Be, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, S, Sc, Sr, Ti, V, Y e Zn. Moreover, historical analysis of the groundwater was provided by Superintendência de Limpeza Urbana de Belo Horizonte – SLU. All such data, when analyzed together, allowed to check the occurrence of the processes such as the aerobic degradation of the contaminant followed by iron and sulfate reduction near the landfill. The acid digestion of waters for total metals showed the occurrence of possible sorption phenomena and formation of metallic complexes with organic substances. Moreover, the PHREEQC modeling substantiated the tendency of the pyrite, gibbsite and ferric and ferrous iron mineral precipitation as secondary processes of the organic matter oxidation, besides the barite dissolution if this mineral is part of the mineralogical framework of the investigated region, demonstrating the possibility of the barium concentration in the system to be of geogenic origin. Furthermore, the great variability in the chloride concentration along of the spatial distribution of the analyzed wells showed a high dilution acting as a mechanism of attenuation of the system.
Description: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/6406
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