Aterro

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Um aterro sanitário local, também conhecido como um ponta , despejo , depósito de lixo , depósito de lixo ou lixeira , é um local para a eliminação de resíduos materiais. O aterro é a forma mais antiga e comum de disposição de resíduos , embora o soterramento sistemático dos resíduos com coberturas diárias, intermediárias e finais só tenha começado na década de 1940. No passado, o lixo era simplesmente deixado em pilhas ou jogado em fossas; em arqueologia, isso é conhecido como monturo .

Alguns aterros também são usados ​​para fins de gerenciamento de resíduos, como armazenamento temporário, consolidação e transferência, ou para vários estágios de processamento de resíduos, como classificação, tratamento ou reciclagem. A menos que sejam estabilizados, os aterros podem sofrer forte agitação ou liquefação do solo durante um terremoto .

Uma vez preenchida, a área sobre o aterro sanitário pode ser recuperada para outros usos.

Operações

Um dos vários aterros usados ​​por Dryden, Ontário , Canadá

Os operadores de aterros sanitários bem administrados para resíduos não perigosos atendem às especificações predefinidas aplicando técnicas para: [1]

  1. confinar os resíduos a uma área tão pequena quanto possível
  2. Resíduos compactos para reduzir o volume [2]

Eles também podem cobrir o lixo (geralmente diariamente) com camadas de solo ou outros tipos de material, como lascas de madeira e partículas finas.

Durante as operações do aterro, uma balança ou plataforma de pesagem pode pesar os veículos de coleta de resíduos na chegada e o pessoal pode inspecionar as cargas em busca de resíduos que não estejam de acordo com os critérios de aceitação de resíduos do aterro. [2] Posteriormente, os veículos de coleta de lixo utilizam a malha viária existente no trajeto até a face de tombamento ou frente de trabalho, onde descarregam seu conteúdo. Depois que as cargas são depositadas, compactadores ou escavadeiras podem espalhar e compactar os resíduosna face de trabalho. Antes de deixar os limites do aterro, os veículos de coleta de lixo podem passar por uma instalação de limpeza de rodas. Se necessário, eles retornam à plataforma de pesagem para repesagem sem sua carga. O processo de pesagem pode reunir estatísticas sobre a tonelagem de resíduos recebida diariamente, que os bancos de dados podem reter para manutenção de registros. Além de caminhões, alguns aterros sanitários podem ter equipamentos para movimentar contêineres ferroviários. O uso de "rail-haul" permite que os aterros sejam localizados em locais mais remotos, sem os problemas associados a muitas viagens de caminhão.

Normalmente, na face de trabalho, os resíduos compactados são cobertos com solo ou materiais alternativos diariamente. Materiais alternativos para cobertura de resíduos incluem madeira lascada ou outros "resíduos verdes", [3] vários produtos de espuma pulverizados, biossólidos quimicamente "fixados" e cobertores temporários. Os cobertores podem ser levantados à noite e removidos no dia seguinte, antes da colocação do lixo. O espaço que é ocupado diariamente pelos resíduos compactados e pelo material de cobertura é denominado célula diária. A compactação de resíduos é crítica para estender a vida útil do aterro. Fatores como compressibilidade dos resíduos, espessura da camada de resíduos e o número de passagens do compactador sobre os resíduos afetam as densidades dos resíduos.

Ciclo Sanitária vida aterro

O termo aterro geralmente é uma abreviação para aterro municipal ou aterro sanitário. Essas instalações foram introduzidas no início do século 20, mas ganharam amplo uso nas décadas de 1960 e 1970, em um esforço para eliminar lixões a céu aberto e outras práticas "não higiênicas" de eliminação de resíduos. O aterro sanitário é uma instalação projetada que separa e confina os resíduos. Os aterros sanitários são concebidos como reatores biológicos ( biorreatores ) nos quais os micróbios irão decompor resíduos orgânicos complexos em compostos mais simples e menos tóxicos ao longo do tempo. Esses reatores devem ser projetados e operados de acordo com as normas e diretrizes regulatórias (ver engenharia ambiental ).

Normalmente, a decomposição aeróbia é o primeiro estágio pelo qual os resíduos são decompostos em um aterro sanitário. Estes são seguidos por quatro estágios de degradação anaeróbia. Normalmente, o material orgânico sólido na fase sólida decai rapidamente à medida que moléculas orgânicas maiores se degradam em moléculas menores. Essas moléculas orgânicas menores começam a se dissolver e passar para a fase líquida, seguido pela hidrólise dessas moléculas orgânicas, e os compostos hidrolisados ​​então passam por transformação e volatilização como dióxido de carbono (CO 2 ) e metano (CH 4 ), com o restante dos resíduos permanecendo nas fases sólida e líquida.

Durante as fases iniciais, pouco volume de material chega ao lixiviado , pois a matéria orgânica biodegradável dos resíduos sofre uma rápida diminuição de volume. Enquanto isso, a demanda química de oxigênio do lixiviado aumenta com o aumento das concentrações dos compostos mais recalcitrantes em comparação com os compostos mais reativos do lixiviado. A conversão e estabilização bem-sucedidas dos resíduos dependem de quão bem as populações microbianas funcionam na sintrofia , ou seja, uma interação de diferentes populações para suprir as necessidades nutricionais umas das outras .: [4]

O ciclo de vida de um aterro municipal passa por cinco fases distintas: [5] [4]

Ajuste inicial (Fase I)

Conforme os resíduos são colocados no aterro, os espaços vazios contêm grandes volumes de oxigênio molecular (O 2 ). Com os resíduos adicionados e compactados, o conteúdo de O 2 nos estratos do biorreator do aterro diminui gradualmente. As populações microbianas crescem, a densidade aumenta. A biodegradação aeróbica domina, ou seja, o aceptor primário de elétrons é o O 2 .

Transição (Fase II)

O O 2 é rapidamente degradado pelas populações microbianas existentes. A diminuição do O 2 leva a condições menos aeróbias e mais anaeróbias nas camadas. Os receptores de elétrons primários durante a transição são nitratos e sulfatos, uma vez que o O 2 é rapidamente deslocado pelo CO 2 no gás efluente.

A formação de ácido (Fase III)

A hidrólise da fração biodegradável dos resíduos sólidos começa na fase de formação de ácido, o que leva ao rápido acúmulo de ácidos graxos voláteis (AGVs) no lixiviado. O aumento do conteúdo de ácido orgânico diminui o pH do lixiviado de aproximadamente 7,5 para 5,6. Durante esta fase, os compostos intermediários de decomposição como os AGV contribuem com muita demanda química de oxigênio (DQO). Os ácidos orgânicos voláteis de cadeia longa (VOAs) são convertidos em ácido acético (C 2 H 4 O 2 ), CO 2 e gás hidrogênio (H 2 ). Altas concentrações de AGV aumentam tanto a demanda bioquímica de oxigênio(BOD) e VOA, que inicia a produção de H 2 por bactérias fermentativas, que estimula o crescimento de bactérias oxidantes de H 2 . O H 2 fase de geração é relativamente curto porque é completo até ao final da fase de formação de ácido. O aumento da biomassa de bactérias acidogênicas aumenta a quantidade de degradação do material residual e de nutrientes que consomem. Os metais, que geralmente são mais solúveis em água em pH mais baixo, podem se tornar mais móveis durante esta fase, levando ao aumento das concentrações de metal no lixiviado.

Fermentação de metano (Fase IV)

Os produtos intermediários da fase de formação de ácido (por exemplo, ácidos acético, propiônico e butírico) são convertidos em CH 4 e CO 2 por microrganismos metanogênicos. Como os VFAs são metabolizados pelos metanógenos, o pH da água do aterro retorna à neutralidade. A força orgânica do lixiviado, expressa como demanda de oxigênio, diminui rapidamente com o aumento da produção de gás CH 4 e CO 2 . Esta é a fase de decomposição mais longa.

A maturação final e estabilização (Fase V)

A taxa de atividade microbiológica diminui durante a última fase de decomposição de resíduos, pois o fornecimento de nutrientes limita as reações químicas, por exemplo, à medida que o fósforo biodisponível se torna cada vez mais escasso. A produção de CH 4 desaparece quase completamente, com O 2 e as espécies oxidadas reaparecendo gradualmente nos poços de gás à medida que o O 2 penetra para baixo da troposfera. Isso transforma o potencial de oxidação-redução (ORP) no lixiviado em processos oxidativos. Os materiais orgânicos residuais podem ser gradualmente convertidos na fase gasosa, e como matéria orgânica é compostada; isto é, a matéria orgânica é convertida em compostos semelhantes aos húmicos . [6]

Impacto social e ambiental

Operação de aterro sanitário no Havaí. Observe que a área a ser preenchida é uma "célula" única e bem definida e que um revestimento protetor do aterro sanitário está instalado (exposto à esquerda) para evitar a contaminação por lixiviados que migram para baixo através da formação geológica subjacente.

Os aterros sanitários têm o potencial de causar uma série de problemas. Podem ocorrer interrupções na infraestrutura , como danos às estradas de acesso por veículos pesados. A poluição das estradas locais e cursos de água pelas rodas dos veículos quando saem do aterro sanitário pode ser significativa e pode ser mitigada por sistemas de lavagem das rodas . Também pode ocorrer poluição do meio ambiente local , como contaminação de lençóis freáticos ou aquíferos ou contaminação do solo .

Leachate

Quando a precipitação cai em aterros a céu aberto, a água se infiltra no lixo e fica contaminada com material em suspensão e dissolvido, formando lixiviado. Se não for contido, pode contaminar as águas subterrâneas. Todos os aterros sanitários modernos usam uma combinação de revestimentos impermeáveis ​​com vários metros de espessura, locais geologicamente estáveis ​​e sistemas de coleta para conter e capturar esse lixiviado. Ele pode então ser tratado e evaporado. Quando um aterro sanitário está cheio, ele é vedado para evitar a entrada de precipitação e a formação de novo lixiviado. No entanto, os revestimentos devem ter uma vida útil de várias centenas de anos ou mais. Eventualmente, qualquer revestimento do aterro sanitário poderia vazar, [7] então o solo ao redor do aterro sanitário deve ser testado quanto a lixiviado para evitar que poluentes contaminem as águas subterrâneas.

Gases de decomposição

Alimentos apodrecidos e outros resíduos orgânicos em decomposição criam gases de decomposição , especialmente CO 2 e CH 4 da decomposição aeróbia e anaeróbica, respectivamente. Ambos os processos ocorrem simultaneamente em diferentes partes de um aterro. Além do O 2 disponível , a fração dos constituintes do gás irá variar, dependendo da idade do aterro, tipo de resíduo, teor de umidade e outros fatores. Por exemplo, a quantidade máxima de gás de aterro produzida pode ser ilustrada como uma reação líquida simplificada de oxalato de dietila que é responsável por essas reações simultâneas: [8]

4 C 6 H 10 O 4 + 6 H 2 O → 13 CH 4 + 11 CO 2

Em média, cerca de metade da concentração volumétrica do gás de aterro é CH 4 e pouco menos da metade é CO 2 . O gás também contém cerca de 5% de nitrogênio molecular (N 2 ), menos de 1% de sulfeto de hidrogênio (H 2 S) e uma baixa concentração de compostos orgânicos não metânicos (NMOC), cerca de 2700 ppmv [8]

Eliminação de resíduos em Atenas, Grécia

Os gases do aterro podem vazar do aterro para o ar e o solo ao redor. O metano é um gás de efeito estufa e é inflamável e potencialmente explosivo em certas concentrações, o que o torna perfeito para queimar para gerar eletricidade de maneira limpa. Uma vez que a decomposição de matéria vegetal e resíduos alimentares só libera carbono que foi capturado da atmosfera por meio da fotossíntese, nenhum novo carbono entra no ciclo do carbono e a concentração atmosférica de CO 2 não é afetada. O dióxido de carbono retém o calor da atmosfera, contribuindo para a mudança climática . [9] Em aterros sanitários adequadamente gerenciados, o gás é coletado e queimado ou recuperado parautilização de gás de aterro .

Vetores

Aterros sanitários mal administrados podem se tornar incômodos por causa de vetores como ratos e moscas, que podem espalhar doenças infecciosas . A ocorrência de tais vetores pode ser mitigada com o uso da cobertura diária .

Outras perturbações

Um grupo de elefantes selvagens interagindo com um depósito de lixo no Sri Lanka

Outros problemas potenciais incluem perturbação da vida selvagem devido à ocupação do habitat [10] e perturbação da saúde animal causada pelo consumo de resíduos de aterros, [11] poeira, odor, poluição sonora e valores reduzidos de propriedade local.

Gás de aterro

Os gases são produzidos em aterros sanitários devido à digestão anaeróbia por micróbios. Em um aterro bem administrado, esse gás é coletado e utilizado. Seus usos variam da simples queima à utilização de gás de aterro sanitário e geração de eletricidade . O monitoramento de gás de aterro alerta os trabalhadores sobre a presença de um acúmulo de gases a um nível prejudicial. Em alguns países, a recuperação de gás de aterro é extensa; nos Estados Unidos, por exemplo, mais de 850 aterros possuem sistemas ativos de recuperação de gás de aterro. [12]

Um flare de gás produzido por um aterro sanitário em Lake County, Ohio

Prática regional

Um aterro sanitário em Perth, Austrália Ocidental
Aterro de Novos Territórios do Sudeste, Hong Kong

Canadá

Os aterros no Canadá são regulamentados por agências ambientais provinciais e legislação de proteção ambiental. [13] Instalações mais antigas tendem a se enquadrar nos padrões atuais e são monitoradas para lixiviação . [14] Alguns locais anteriores foram convertidos em parques.

União Europeia

Na União Europeia, os estados individuais são obrigados a promulgar legislação para cumprir os requisitos e obrigações da Diretiva Europeia de Aterros .

A maioria dos estados membros da UE possui leis que proíbem ou restringem severamente a eliminação de lixo doméstico em aterros sanitários. [15]

Índia

O aterro é atualmente o principal método de eliminação de resíduos urbanos na Índia. A Índia também possui o maior depósito de lixo da Ásia em Deonar, Mumbai. [16] No entanto, os problemas surgem frequentemente devido à alarmante taxa de crescimento dos aterros sanitários e à má gestão por parte das autoridades. [17] Incêndios na superfície e sob a superfície têm sido comumente vistos nos aterros sanitários indianos nos últimos anos. [18]

Reino Unido

As práticas de aterro no Reino Unido tiveram que mudar nos últimos anos para atender aos desafios da Diretiva Europeia de Aterros . O Reino Unido agora impõe uma taxa de aterro sobre os resíduos biodegradáveis que são colocados em aterros. Além disso, o Landfill Allowance Trading Scheme foi estabelecido para as autoridades locais negociarem cotas de aterros na Inglaterra. Um sistema diferente opera no País de Gales, onde as autoridades não podem 'negociar' entre si, mas têm licenças conhecidas como Landfill Allowance Scheme.

Estados Unidos

Os aterros nos EUA são regulamentados pela agência ambiental de cada estado, que estabelece diretrizes mínimas; entretanto, nenhum desses padrões pode ficar abaixo daqueles definidos pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA). [19]

Permitir um aterro geralmente leva entre cinco e sete anos, custa milhões de dólares e exige uma localização rigorosa, estudos e demonstrações ambientais e de engenharia para garantir que as preocupações ambientais e de segurança locais sejam atendidas. [20]

Tipos

Tópicos microbianas

O status da comunidade microbiana de um aterro sanitário pode determinar sua eficiência digestiva. [23]

Bactérias que digerem plástico foram encontradas em aterros sanitários. [24]

Materiais recuperando

Pode-se tratar os aterros sanitários como uma fonte viável e abundante de materiais e energia . Em países do terceiro mundo, os catadores muitas vezes procuram materiais ainda utilizáveis. Em contextos comerciais , as empresas também descobriram aterros sanitários e muitas [ quantificar ] começaram a coletar materiais e energia. [25] Exemplos bem conhecidos incluem instalações de recuperação de gás. [26] Outras instalações comerciais incluem incineradores de resíduos com recuperação de material incorporada. A recuperação deste material é possível através da utilização de filtros ( eletro filtro , carvão ativoe filtro de potássio, têmpera, HCl-louça, SO 2 -washer, cinzas de fundo -grating, etc).

Alternativas

Além das estratégias de redução e reciclagem de resíduos , existem várias alternativas aos aterros, incluindo a incineração de resíduos em energia , digestão anaeróbia , compostagem , tratamento mecânico biológico , pirólise e gaseificação por arco de plasma . Dependendo da economia local e dos incentivos, eles podem se tornar mais atraentes financeiramente do que os aterros.

Restrições

Países como Alemanha , Áustria , Suécia , [27] Dinamarca , Bélgica , Holanda e Suíça proibiram o descarte de resíduos não tratados em aterros. [ carece de fontes? ] Nestes países, apenas certos resíduos perigosos, cinzas volantes da incineração ou a produção estabilizada de estações de tratamento biológico mecânico ainda podem ser depositados. [ citação necessária ]

Veja também

Referências

  1. ^ https://sustainabledevelopment.un.org/content/documents/dsd/dsd_aofw_ni/ni_pdfs/NationalReports/finland/WASTE.pdf
  2. ^ a b "Como funciona um aterro sanitário" . www.co.cumberland.nc.us . Recuperado em 22 de fevereiro de 2020 .
  3. ^ "Cobertura Diária Alternativa (ADC)" . Recuperado em 14 de setembro de 2012 .
  4. ^ a b Letcher, TM; Vallero, DA, eds. (2019). Aterro municipal, D. Vallero e G. Blight, pp. 235–249 em Waste: A Handbook for Management . Amsterdam, Netherlands and Boston MA, Print Book: Elsevier Academic Press. ISBN 9780128150603. 804 páginas.
  5. ^ US Environmental Protection Agency (2007) Desempenho do biorreator de aterro: segundo relatório provisório: instalação de reciclagem e descarte de loop externo - Louisville, Kentucky, EPA / 600 / R-07/060
  6. ^ Weitz, Keith; Barlaz, Morton; Ranjithan, Ranji; Brill, Downey; Thorneloe, Susan; Ham, Robert (julho de 1999). “Gestão do Ciclo de Vida de Resíduos Sólidos Municipais”. The International Journal of Life Cycle Assessment . 4 (4): 195–201. doi : 10.1007 / BF02979496 . ISSN 0948-3349 . S2CID 108698198 .  
  7. ^ US EPA, "Solid Waste Disposal Facility Criteria; Proposta de Regra", Federal Register 53 (168): 33314–33422, 40 CFR Parts 257 e 258, US EPA, Washington, DC, 30 de agosto (1988a).
  8. ^ a b Themelis, Nickolas J., e Priscilla A. Ulloa. "Geração de metano em aterros sanitários." Energia renovável 32,7 (2007), 1243-1257
  9. ^ "CO2 101: Por que o dióxido de carbono é ruim?" . Rede Mãe Natureza . Recuperado em 30 de novembro de 2016 .
  10. ^ "Como o aterro e o lixo afetam nossa vida selvagem?" . MEU RESÍDUO ZERO . 30 de janeiro de 2009 . Recuperado em 22 de fevereiro de 2020 .
  11. ^ "Aterros sanitários estão arruinando vidas" . www.cdenviro.com . Recuperado em 22 de fevereiro de 2020 .
  12. ^ Powell, Jon T .; Townsend, Timothy G .; Zimmerman, Julie B. (21 de setembro de 2015). “Estimativas das taxas de disposição de resíduos sólidos e metas de redução das emissões de gases de aterro”. Nature Climate Change . 6 (2): 162–165. doi : 10.1038 / nclimate2804 .
  13. ^ Gestão de estoque de aterros sanitários Ontário - Como Ontário regula aterros sanitários - Ministério do Meio Ambiente
  14. ^ Aterros sanitários de envelhecimento: Os poluidores esquecidos de Ontário - questões ecológicas
  15. ^ https://www.cewep.eu/landfill-taxes-and-bans/
  16. ^ "Combatendo montanhas de lixo: é assim que as cidades indianas lidaram com a crise dos aterros sanitários em 2018 | Fim do ano de Swachh" . NDTV . 31 de dezembro de 2018 . Recuperado em 21 de fevereiro de 2020 .
  17. ^ Cassella, Carly. "O 'Monte Everest' de lixo da Índia está crescendo tão rápido que precisa de luzes de advertência de aeronaves" . ScienceAlert . Recuperado em 21 de fevereiro de 2020 .
  18. ^ "Combatendo montanhas de lixo: é assim que as cidades indianas lidaram com a crise dos aterros sanitários em 2018 | Fim do ano de Swachh" . NDTV . 31 de dezembro de 2018 . Recuperado em 21 de fevereiro de 2020 .
  19. ^ Horinko, Marianne, Cathryn Courtin. "Gerenciamento de resíduos: meio século de progresso." Associação de Ex-alunos da EPA. Março de 2016.
  20. ^ "Aterros modernos" . Arquivado do original em 22 de fevereiro de 2015 . Recuperado em 21 de fevereiro de 2015 .
  21. ^ EPA, OSWER, ORCR, US. "Informações básicas sobre aterros sanitários" . www.epa.gov . Recuperado em 14 de março de 2017 .CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  22. ^ "Eliminação e armazenamento de resíduos de bifenil policlorado (PCB)" . Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos . Recuperado em 10 de maio de 2017 .
  23. ^ Gomez, AM; = Yannarell, AC; Sims, GK; Cadavid-Resterpoa, G .; Herrera, CXM (2011). "Caracterização da diversidade bacteriana em diferentes profundidades no aterro Moravia Hill em Medellín, Colômbia". Biologia e Bioquímica do Solo . 43 (6): 1275–1284. doi : 10.1016 / j.soilbio.2011.02.018 .
  24. ^ Gwyneth Dickey Zaikab (março de 2011). "Micróbios marinhos digerem plástico" .
  25. ^ Indústrias de propósito múltiplo que usam aterros para energia Arquivado em 8 de dezembro de 2009, na Wayback Machine
  26. ^ Exploração comercial de gás de aterros sanitários
  27. ^ "Regeringskansliets rättsdatabaser" . rkrattsbaser.gov.se (em sueco) . Recuperado em 9 de maio de 2019 .

Outras leituras

Ligações externas

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