Modelagem da dispersão de poluentes em meios porosos: caso do aterro de resíduos solidos urbanos de Jacarezinho (PR)
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
Texto Completo: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4825 |
Resumo: | Os sistemas de disposição final em solo de resíduos sólidos urbanos (RSU) continuam sendo problema sanitário e ambiental. A alta concentração de substâncias recalcitrantes e tóxicas presentes em líquidos originados da decomposição dos resíduos, misturados ou não às águas pluviais, pressupõe risco para a saúde humana e para o meio ambiente. Os sistemas de impermeabilização nem sempre estão disponíveis ou funcionam adequadamente de modo que os lixiviados podem infiltrar no solo e chegar às águas subterrâneas, contaminando-as. É necessário estabelecer mecanismos que permitam prever a dispersão do lixiviado a fim de determinar possíveis cenários e sistemas de controle. O presente trabalho teve por objetivo modelar a dispersão de lixiviados de resíduos sólidos urbanos através de solo saturado em um estudo de caso. O método de pesquisa incluiu a definição dos modelos conceitual e numérico, realização de simulação numérica e validação. Como estudo de caso utilizou-se o aterro municipal de Jacarezinho, no Estado de Paraná. O modelo conceitual baseou-se em dados existentes da geologia, hidrologia, hidrogeologia e de caracterização do lixiviado. Foram consideradas duas fontes geradoras de poluição: área de despejo do RSU e área de tratamento de efluentes líquidos. Foram utilizados os códigos MODFLOW e MT3DMS, tendo-se simulado a dispersão dos poluentes Cr, Pb, Cu e Zn. Os campos das concentrações mássicas de poluentes foram calculados em diferentes tempos: 1, 5, 10, 25 e 50 anos. Os resultados indicaram que os poluentes podem atingir o corpo hídrico mais próximo do aterro, o rio do Ouro Grande, em um período de 5 anos, e seu afluente em um período de 1 ano da geração inicial de chorume. Os poluentes no rio de Ouro Grande (P2) atingiram 0,006% do valor inicial da concentração da fonte geradora e se dispersaram em maiores concentrações na segunda camada teórica do solo que compreendeu 2 a 10 metros de profundidade. O fluxo de massa do Zn, foi calculado em sete vezes maior que o dos demais poluentes. Para o período final da simulação, o afluente do rio de Ouro Grande recebeu concentrações de Cu e Pb que ultrapassaram os valores máximos permitidos na legislação brasileira para atendimento ao padrão de qualidade do curso d’água. Em relação ao padrão de potabilidade, o Pb foi único poluente analisado que ultrapassou os valores de referência. As concentrações de poluentes calculadas não ultrapassaram os limites do padrão de lançamento de efluentes líquidos estabelecidos pela legislação brasileira. Da simulação realizada, concluiu-se que o aterro de RSU de Jacarezinho tem potencial para poluição de solos e águas subterrâneas do entorno. |
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2020-04-01T21:06:33Z2020-04-01T21:06:33Z2020-02-18FANDINO, Jonathan Steven Murcia. Modelagem da dispersão de poluentes em meios porosos: caso do aterro de resíduos solidos urbanos de Jacarezinho (PR). 2020. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia Ambiental) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4825Os sistemas de disposição final em solo de resíduos sólidos urbanos (RSU) continuam sendo problema sanitário e ambiental. A alta concentração de substâncias recalcitrantes e tóxicas presentes em líquidos originados da decomposição dos resíduos, misturados ou não às águas pluviais, pressupõe risco para a saúde humana e para o meio ambiente. Os sistemas de impermeabilização nem sempre estão disponíveis ou funcionam adequadamente de modo que os lixiviados podem infiltrar no solo e chegar às águas subterrâneas, contaminando-as. É necessário estabelecer mecanismos que permitam prever a dispersão do lixiviado a fim de determinar possíveis cenários e sistemas de controle. O presente trabalho teve por objetivo modelar a dispersão de lixiviados de resíduos sólidos urbanos através de solo saturado em um estudo de caso. O método de pesquisa incluiu a definição dos modelos conceitual e numérico, realização de simulação numérica e validação. Como estudo de caso utilizou-se o aterro municipal de Jacarezinho, no Estado de Paraná. O modelo conceitual baseou-se em dados existentes da geologia, hidrologia, hidrogeologia e de caracterização do lixiviado. Foram consideradas duas fontes geradoras de poluição: área de despejo do RSU e área de tratamento de efluentes líquidos. Foram utilizados os códigos MODFLOW e MT3DMS, tendo-se simulado a dispersão dos poluentes Cr, Pb, Cu e Zn. Os campos das concentrações mássicas de poluentes foram calculados em diferentes tempos: 1, 5, 10, 25 e 50 anos. Os resultados indicaram que os poluentes podem atingir o corpo hídrico mais próximo do aterro, o rio do Ouro Grande, em um período de 5 anos, e seu afluente em um período de 1 ano da geração inicial de chorume. Os poluentes no rio de Ouro Grande (P2) atingiram 0,006% do valor inicial da concentração da fonte geradora e se dispersaram em maiores concentrações na segunda camada teórica do solo que compreendeu 2 a 10 metros de profundidade. O fluxo de massa do Zn, foi calculado em sete vezes maior que o dos demais poluentes. Para o período final da simulação, o afluente do rio de Ouro Grande recebeu concentrações de Cu e Pb que ultrapassaram os valores máximos permitidos na legislação brasileira para atendimento ao padrão de qualidade do curso d’água. Em relação ao padrão de potabilidade, o Pb foi único poluente analisado que ultrapassou os valores de referência. As concentrações de poluentes calculadas não ultrapassaram os limites do padrão de lançamento de efluentes líquidos estabelecidos pela legislação brasileira. Da simulação realizada, concluiu-se que o aterro de RSU de Jacarezinho tem potencial para poluição de solos e águas subterrâneas do entorno.Municipal solid waste (MSW) disposal systems are still a sanitary and environmental problem. The high concentration of recalcitrant and toxic substances present in liquids arising from the decomposition of waste, mixed or not with rainwater, presents a risk to human health and the environment. Waterproofing systems are not always available or working properly so that leachate can seep into the ground and reach groundwater, contaminating it. It is necessary to establish mechanisms to predict leachate dispersion in order to determine possible scenarios and control systems. The present work aimed to model the dispersion of leachate from urban solid waste through saturated soil in a case study. The research method included the definition of conceptual and numerical models, numerical simulation and validation. As a case study, we used the municipal landfill of Jacarezinho in southern Brazil. The conceptual model was based on existing data from geology, hydrology, hydrogeology and leachate characterization. Two sources of pollution were considered: waste disposal area and wastewater treatment area. The codes MODFLOW and MT3DMS were used and the dispersion of pollutants Cr, Pb, Cu, and Zn was simulated. Pollutant mass concentration fields were calculated at different times: 1, 5, 10, 25 and 50 years. The results indicated that the pollutants can reach the nearest water body of the landfill, the Ouro Grande river, in a period of 5 years, and a respective tributary in a period of 1 year of the initial generation of leachate. The pollutants in the Ouro Grande River (P2) reached 0.006% of the initial value of the source concentration and dispersed in higher concentrations in the second theoretical soil layer that comprised 2 to 10 meters deep. The mass flow of Zn was calculated seven times higher than the other pollutants. For the final period of the simulation, the tributary of the Ouro Grande River received Cu and Pb concentrations that exceeded the maximum values allowed in Brazilian legislation to meet the watercourse quality standard. Regarding the potability standard, Pb was the only pollutant analyzed that exceeded the reference values. The calculated pollutant concentrations did not exceed the limits of the liquid effluent release standard established by Brazilian legislation. From the simulation performed, it was concluded that the Jacarezinho landfill has the potential for pollution of the surrounding soil and groundwater.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia AmbientalUTFPRBrasilCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::MATEMATICA DA COMPUTACAO::MODELOS ANALITICOS E DE SIMULACAOCiências AmbientaisÁguas subterrâneas - PoluiçãoÁguas subterrâneas - QualidadeAterros - Jacarezinho (PR)Aterro sanitário - LixiviaçãoTecnologia ambientalGroundwater - PollutionGroundwater - QualityEmbankments - Jacarezinho (Paraná, Brazil)Sanitary landfills - LeachingGreen technologyModelagem da dispersão de poluentes em meios porosos: caso do aterro de resíduos solidos urbanos de Jacarezinho (PR)Modeling of the dispersion of pollutants in porous media: Case of the Jacarezinho landfilinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisCuritibaNagalli, Andréhttps://orcid.org/0000-0002-3985-755Xhttp://lattes.cnpq.br/2654028156219694Moro Filho, Roberto Carloshttp://lattes.cnpq.br/6076098907212119Nagalli, Andréhttps://orcid.org/0000-0002-3985-755Xhttp://lattes.cnpq.br/2654028156219694Andrade, Fernando Oliveira dehttp://lattes.cnpq.br/5175699449525205Männich, Michaelhttps://orcid.org/0000-0002-5727-2563http://lattes.cnpq.br/0160328557166941http://lattes.cnpq.br/9593127874151978Fandino, Jonathan Steven Murciainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRORIGINALCT_PPGCTA_M_ Fandino, Jonathan Steven Murcia_2020.pdfCT_PPGCTA_M_ Fandino, Jonathan Steven Murcia_2020.pdfapplication/pdf5576344http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/4825/3/CT_PPGCTA_M_%20Fandino%2c%20Jonathan%20Steven%20Murcia_2020.pdf2d689d0af334c82eedf019b1a2de72a6MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81290http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/4825/4/license.txtb9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95bMD54TEXTCT_PPGCTA_M_ Fandino, Jonathan Steven Murcia_2020.pdf.txtCT_PPGCTA_M_ Fandino, Jonathan Steven Murcia_2020.pdf.txtExtracted texttext/plain165587http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/4825/5/CT_PPGCTA_M_%20Fandino%2c%20Jonathan%20Steven%20Murcia_2020.pdf.txt078b77d7a353945af75290022fdb1bedMD55THUMBNAILCT_PPGCTA_M_ Fandino, Jonathan Steven Murcia_2020.pdf.jpgCT_PPGCTA_M_ Fandino, Jonathan Steven Murcia_2020.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1211http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/4825/6/CT_PPGCTA_M_%20Fandino%2c%20Jonathan%20Steven%20Murcia_2020.pdf.jpg21651045aff396569ff49fec13487171MD561/48252020-04-02 03:01:07.206oai:repositorio.utfpr.edu.br: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ório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2020-04-02T06:01:07Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false |
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