AVALIAÇÃO DA TOXICIDADE DE PERCOLADOS DO ATERRO

0
UNIVERSIDADE DO EXTREMO SUL CATARINENSE - UNESC
CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL
THIAGO DO CANTO
AVALIAÇÃO DA TOXICIDADE DE PERCOLADOS DO ATERRO
SANITÁRIO DO MUNICÍPIO DE ARARANGUÁ/SC, UTILIZANDO-SE
Artemia sp. e Allium cepa L. COMO ORGANISMOS
BIOINDICADORES.
CRICIÚMA, JUNHO DE 2009.
1
THIAGO DO CANTO
AVALIAÇÃO DA TOXICIDADE DE PERCOLADOS DO ATERRO
SANITÁRIO DO MUNICÍPIO DE ARARANGUÁ/SC, UTILIZANDO-SE
Artemia sp. e Allium cepa L. COMO ORGANISMOS
BIOINDICADORES.
Trabalho de Conclusão de Curso, apresentado
para a obtenção do grau de Engenheiro
Ambiental no Curso de Engenharia Ambiental
da Universidade do Extremo Sul Catarinense,
UNESC.
Orientador: Prof. Dr. Reginaldo Geremias
CRICIÚMA, JUNHO DE 2009.
2
THIAGO DO CANTO
AVALIAÇÃO DA TOXICIDADE DE PERCOLADOS DO ATERRO
SANITÁRIO DO MUNICÍPIO DE ARARANGUÁ/SC, UTILIZANDO-SE
Artemia sp. e Allium cepa L. COMO ORGANISMOS
BIOINDICADORES
Trabalho de Conclusão de Curso aprovado pela
Banca Examinadora para obtenção do Grau de
Engenheiro Ambiental, no Curso de Engenharia
Ambiental da Universidade do Extremo Sul
Catarinense, UNESC, com linha de Pesquisa
em Ecotoxicologia.
Criciúma, junho de 2009.
BANCA EXAMINADORA
Prof. Dr. Reginaldo Geremias – UNESC
Profª MSc. Nadja Zim Alexandre - IPAT
Prof. MSc. Cláudio Ricken - UNESC
3
Dedico este trabalho de Conclusão de Curso em
primeiro lugar a DEUS, porque sem ele nada
alcançamos; a minha mãe e meu pai, já que sem
eles eu não iria conseguir, pois eles sempre se
empenharam para promover meus estudos e me
apoiaram nas horas mais difíceis e colherão a
partir da aprovação deste Trabalho de Conclusão
de Curso os frutos que plantaram.
A meu orientador, Reginaldo Geremias, por
exercer
com
competência
o
seu
trabalho,
transmitindo os seus conhecimentos de forma
clara, objetiva e dedicada.
Enfim, a todos os professores que passaram
seus
conhecimentos
sem
medir
esforços;
colegas e alguns amigos que vou levar comigo,
que de alguma forma contribuíram para a
realização desta conquista.
4
A mente que se abre a uma nova idéia jamais
voltará
ao
Einstein).
seu
tamanho
original
(Albert
5
RESUMO
O presente trabalho teve como objetivo geral avaliar a toxicidade de percolados de
aterro sanitário do município de Araranguá/SC, utilizando-se Artemia sp. e Allium
cepa L. como organismos bioindicadores. Para tanto, microcrustáceos Artemia sp (n
= 40) foram expostos por 24 horas a 2 mL de diluições seriadas de percolado (100;
50; 25; 12,5; 6,25; 3,12; 1,56; 0,78; 0,39; 0,19 e 0,09 %) em placas multipoços, à
temperatura ambiente e ao abrigo da luz, utilizando-se solução salina (3%) como
controle negativo. Ao final da exposição, foi avaliada a toxicidade aguda, por meio
da determinação da concentração letal (CL50). Allium cepa L. (n = 6) também foram
expostas a 50 mL de percolado, bem como, à água mineral comercial (controle
negativo), por 7 dias, à temperatura ambiente e ao abrigo da luz. Ao final da
exposição, a toxicidade subaguda foi avaliada através da determinação da inibição
do comprimento das raízes, número de raízes, peso médio das raízes e peso dos
bulbos. Os resultados obtidos permitem demonstrar que os microcrustáceos Artemia
sp. não se mostraram sensíveis ao teste, uma vez que o percolado não promoveu
toxicidade aguda sobre esses organismos bioindicadores. Por sua vez, o percolado
foi capaz de promover significativa (P<0,05) diminuição do número de raízes,
crescimento das raízes, peso médio das raízes e ganho de peso dos bulbos em
Allium cepa L. (8,7 ± 6,0; 0,9 ± 0,5 cm; 0,4 ± 0,2 µg; 2,1 ± 1,1 %, respectivamente),
quando comparado ao controle negativo (22,5 ± 11,1; 6,0 ± 1,6 cm; 1,9 ± 1,3 µg; 6,1
± 1,3 %, respectivamente). A partir dos resultados obtidos, pode-se concluir que o
percolado promoveu toxicidade subaguda em Allium cepa L., o que poderia estar
associada à presença de contaminantes em solução, os quais seriam capazes de
comprometer os mecanismos de proteção da planta. Também se pode sugerir o uso
de Allium cepa L. como organismo bioindicador de avaliação de toxicidade dos
percolados gerados no Aterro Sanitário do Município de Araranguá/SC.
Palavras-chave: Percolado. Toxicidade. Artemia sp. Allium cepa L.
6
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Vista aérea do Aterro Sanitário e de suas lagoas de estabilização.. 28
Figura 2. Percolado do Aterro Sanitário........................................................... 29
Figura 3. Presença de catadores no Aterro Sanitário......................................
29
Figura 4. Presença de bovinos (a) e aves (b) no Aterro Sanitário...................
30
Figura 5. Etapas do ensaio de toxicidade aguda em Artemia sp..................... 32
Figura 6. Etapas do ensaio de toxicidade subaguda em Allium cepa L........... 33
Figura 7. Número de raízes (a), comprimento das raízes (b), peso médio
das raízes (c) e ganho de peso dos bulbos (d) em Allium cepa L. (n=6)
expostas ao percolado (EP) e água mineral como controle negativo (CN).
Os resultados estão expressos em Média ± Desvio Padrão. Diferença
significativa em relação ao CN (**P<0,01 e *** P<0,001)................................ 37
7
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Toxicidade aguda em Artemia sp. exposta a diferentes
concentrações do percolado............................................................................. 34
8
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
CL50 - Concentração Letal para 50% dos organismos testes.
CE50 - Concentração Efetiva para 50% dos organismos testes.
CE10 - Concentração Efetiva para 10% dos organismos testes.
RC50 - Redução em 50% do crescimento das raízes.
OMS - Organização Mundial da Saúde.
IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas
DQO - Demanda Química de Oxigênio.
DBO - Demanda Bioquímica de Oxigênio.
CETESB - Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental.
9
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO .......................................................................................................10
2 OBJETIVOS...........................................................................................................11
2.1 Objetivo geral ....................................................................................................11
2.2 Objetivos específicos........................................................................................11
3 JUSTIFICATIVA.....................................................................................................12
4 REFERENCIAL TEÓRICO.....................................................................................13
4.1 Aterro Sanitário .................................................................................................13
4.2 Resíduos Sólidos de Aterro Sanitário .............................................................14
4.3 Operação do Aterro Sanitário ..........................................................................15
4.3.1 Estrutura do Aterro Sanitário ........................................................................16
4.3.2 Rotina operacional do Aterro Sanitário........................................................17
4.4 Aterro Sanitário e geração de percolado ........................................................19
4.5 Sistemas de tratamento de percolado.............................................................20
4.5.1 Tratamento por processos físicos ................................................................20
4.5.2 Tratamento biológico .....................................................................................21
4.5.3 Tratamento químico .......................................................................................22
4.5.4 Tratamentos alternativos...............................................................................22
4.6 Avaliação da toxicidade de percolados em organismos bioindicadores.....23
4.7 Aterro Sanitário de Araranguá e geração de percolado potencialmente
tóxico........................................................................................................................26
5 METODOLOGIA ....................................................................................................31
5.1 Coleta do percolado ..........................................................................................31
5.2 Toxicidade aguda em microcrustáceos e Artemia sp....................................31
5.3 Toxicidade subaguda em Allium cepa L. ........................................................32
5.4 Análise estatística .............................................................................................33
6 RESULTADOS E DISCUSSÃO .............................................................................34
6.1 Toxicidade aguda em microcrustáceos e Artemia sp....................................34
6.2 Toxicidade subaguda em Allium cepa L .........................................................36
7 CONCLUSÃO ........................................................................................................41
REFERÊNCIAS.........................................................................................................42
APÊNDICE................................................................................................................45
ANEXOS ...................................................................................................................47
10
1 INTRODUÇÃO
A urbanização feita sem avanços qualitativos de infraestrutura pode
acarretar uma série de alterações ambientais que prejudicam a qualidade de vida da
população. Neste contexto, tem-se observado que, por meio da urbanização e
consumismo desenfreados, a sociedade sofreu uma mudança de hábitos
considerados mais atraentes e confortáveis ao seu viver. Isso que pode ser
evidenciado
pelo
aumento
da
utilização
de
produtos
descartáveis
e,
conseqüentemente, uma grande produção de resíduos secos e orgânicos.
A disposição final desses resíduos é considerada como um dos principais
problemas ambientais, pois é capaz de provocar sérios impactos ao meio, gerando
diversos subprodutos poluentes, dentre eles, o percolado de aterro sanitário. O
Aterro Sanitário do Município de Araranguá/SC insere-se neste contexto, uma vez
que, atualmente, apresenta uma deposição inadequada do percolado gerado,
estando o mesmo exposto a céu aberto nas lagoas de estabilização. Desta forma,
há possibilidade de contaminação do solo e mananciais hídricos e consequente
toxicidade à biota exposta, sugerindo a necessidade de avaliação da qualidade
deste efluente.
Para a avaliação da qualidade de contaminantes ambientais, tem-se
sugerido o uso de organismos bioindicadores através de teste de toxicidade aguda
em microcrustáceos (ex: Artemias) e subaguda em plantas (ex: Allium cepa L.), além
de outros organismos.
Neste sentido, o presente trabalho propôs avaliar a toxicidade do
percolado do aterro sanitário do Município de Araranguá, utilizando-se de Artemia
sp. e Allium cepa L como organismos bioindicadores.
A expectativa é de que esta pesquisa possa contribuir para uma melhor
avaliação da qualidade do percolado em estudo, dos possíveis danos provocados ao
meio ambiente, bem como, para a elaboração de projetos que visem à melhoria da
disposição final dos resíduos do aterro e seu percolado.
11
2 OBJETIVOS
2.1 Objetivo geral
O objetivo geral deste trabalho foi avaliar a toxicidade de percolados do
Aterro Sanitário do Município de Araranguá/SC, utilizando-se Artemia sp. e Allium
cepa L. como organismos bioindicadores.
2.2 Objetivos específicos
Os objetivos específicos foram:
. Estudar os pressupostos teóricos básicos sobre aterros sanitários e seus
percolados;
. Determinar a toxicidade aguda em organismo bioindicador Artemia sp. expostos a
percolados do aterro sanitário, através da determinação da concentração letal
(CL50);
. Determinar a toxicidade subaguda em organismo bioindicador Allium cepa L.
expostos a percolados do aterro sanitário, através da determinação da inibição do
comprimento das raízes, número de raízes, peso médio das raízes e peso dos
bulbos;
. Sugerir o uso destes bioensaios para a avaliação da qualidade do percolado, com
vistas a um melhor entendimento dos seus impactos sobre o meio ambiente e à
saúde da população do seu entorno.
12
3 JUSTIFICATIVA
Dentre os principais problemas encontrados, visivelmente, no Aterro
Sanitário do Município de Araranguá/SC está a deposição inadequada do percolado
exposto a céu aberto nas lagoas de estabilização. Tem-se proposto que percolados
de aterro se caracterizam por uma elevada concentração de matéria orgânica e
metais pesados potencialmente tóxicos, podendo provocar riscos para o
ecossistema e comprometer a qualidade de vida das comunidades que vivem no seu
entorno. Neste sentido, faz-se necessária a avaliação dos possíveis impactos
provocados pelo percolado.
Em geral, para a avaliação da qualidade de contaminantes ambientais,
tem-se sugerido a determinação de parâmetros físico-químicos. Entretanto, estes
parâmetros são limitados em prever os impactos que uma solução complexa pode
causar no ecossistema. Neste contexto, pode-se sugerir testes ecotoxicológicos
sobre organismos bioindicadores como ferramenta complementar de avaliação.
Para este propósito, tem-se indicado teste de toxicidade aguda em
microcrustáceos como Artemia sp. e subaguda em plantas como Allium cepa L., uma
vez que oferecem benefícios como sensibilidade, reprodutibilidade, resposta em
breve período de tempo, necessidade de pouco volume de amostra de
contaminantes e baixo custo.
Portanto, a necessidade da avaliação da qualidade do percolado em
estudo e a indicação de testes ecotoxicológicos para esta finalidade justificaram a
implementação deste trabalho.
13
4 REFERENCIAL TEÓRICO
Para que se obtenha um melhor entendimento da temática estudada no
presente trabalho, faz-se necessário os estudos dos fundamentos teóricos básicos
acerca da caracterização de aterro sanitário e dos percolados, os quais serão
descritos a seguir.
4.1 Aterro Sanitário
A Organização Mundial da Saúde (OMS) define saneamento como o
controle de fatores que atuam sobre o meio ambiente e que exercem, ou podem
exercer, efeitos prejudiciais ao bem-estar físico, mental ou social do homem. Dentro
desta definição, encontra-se o conceito de limpeza urbana, que engloba serviços de
coleta, tratamento e destinação final dos resíduos sólidos. Com a intensificação do
processo industrial, aliada ao crescimento da população e à consequente demanda
por bens de consumo, o homem tem produzido quantidades significativas de
resíduos sólidos, que acabam sendo constituídos de uma mistura muito complexa e
de natureza diversa. (CÉLERE, 2007).
Segundo a pesquisa nacional de saneamento básico, o Brasil produz
diariamente cerca de 230.000 toneladas de resíduos sólidos, sendo que, quase
todos esses resíduos, são dispostos no solo em forma de aterros sanitários, aterros
controlados ou vazadouros a céu aberto. Atualmente, a disposição dos resíduos em
aterros sanitários é a forma mais viável dentro da realidade brasileira, tanto pelo
ponto de vista técnico quanto econômico. (IBGE, 2000).
A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) em sua norma NBR
8419/1984 define Aterro Sanitário como sendo a técnica de disposição de resíduos
sólidos urbanos no solo, sem causar danos à saúde pública e à sua segurança,
minimizando os impactos ambientais. Este método utiliza princípios de engenharia
para confinar os resíduos sólidos à menor área possível e reduzi-los ao menor
volume permissível, cobrindo-os com uma camada de terra na conclusão de cada
jornada de trabalho ou a intervalos menores, se necessário.
14
O aterro controlado é uma técnica de disposição de resíduos sólidos
urbanos no solo, com minimização de impactos ambientais. Nesse método utilizamse alguns princípios de engenharia para confinar os resíduos sólidos, cobrindo-os
com uma camada de material inerte na conclusão de cada jornada de trabalho.
(LANZA, 2005). O aterro controlado apresenta menores exigências para proteção
ambiental e cujas recomendações técnicas descritas na NBR 8849/1985/ ABNT são
mais simplificadas comparadas ao aterro sanitário. Nos aterros controlados não há a
impermeabilização do solo e não é prevista a implantação de sistema de drenagem
de gases. Este método não pode ser considerado como solução definitiva para o
correto equacionamento da disposição final de resíduos sólidos, uma vez que é
grande seu potencial de impacto ambiental, notadamente no que se refere à
poluição das águas superficiais e subterrâneas e do solo devido à falta de
impermeabilização do solo. (NBR 8849/1985).
Os vazadouros a céu aberto são uma forma inadequada de disposição
final de resíduos sólidos, sendo caracterizados pela sua descarga sobre o solo, sem
critérios técnicos e medidas de proteção ambiental ou à saúde pública. Os resíduos
assim lançados acarretam problemas à saúde pública, como a proliferação de
vetores de doenças (ex: moscas, mosquitos, baratas, ratos, entre outros), geração
de odores desagradáveis e, principalmente, poluição do solo e das águas
superficiais e subterrâneas pelo percolado. (LANZA, 2005).
4.2 Resíduos sólidos de Aterro Sanitário
A NBR 10004/2004 da ABNT define resíduos nos estados sólido e semisólidos os que resultam de atividades de origem industrial, doméstica, hospitalar,
comercial, agrícola, de serviços e de varrição. O mesmo dispositivo legal classifica
os resíduos sólidos em resíduos classe I – Perigosos, Classe II – Não perigosos,
sendo este último subdividido em Classe IIA e Classe IIB.
Resíduos Classe I são aqueles que apresentam periculosidade, a qual é
definida como sendo a característica apresentada por um resíduo que, em função de
suas propriedades físicas, químicas ou infecto-contagiosas, pode apresentar risco à
saúde pública, provocando mortalidade, incidência de doenças ou acentuando seus
índices, bem como, riscos ao meio ambiente, quando o resíduo for gerenciado de
15
forma inadequada. As principais características apresentadas por esta classe de
resíduos
são
inflamabilidade,
corrosividade,
reatividade,
toxicidade
e
patogenicidade.
Resíduos Classe II são aqueles caracterizados como não perigosos, os
quais incluem-se resíduos de restaurante, sucata de metais ferrosos e não ferrosos,
resíduo de papel e papelão, resíduos de plástico polimerizado, resíduos de
borracha, resíduo de materiais têxteis, resíduos de minerais não-metálicos, areias de
fundição, bagaço de cana entre outros.
Define-se Resíduos Classe II A como sendo aqueles não inertes, que não
se enquadram nas classificações de resíduos classe I - Perigosos ou de Resíduos
Classe
II
B
-
Inertes.
Estes
resíduos
podem
ter
propriedades
como
biodegradabilidade, combustibilidade ou solubilidade em água.
Resíduos Classe II B - Inertes são quaisquer resíduos que, quando
amostrados de uma forma representativa e submetidos a um contato dinâmico e
estático com água destilada ou desionizada, à temperatura ambiente, não tiverem
nenhum de seus constituintes solubilizados a concentrações superiores aos padrões
de potabilidade de água, excetuando-se aspecto, cor, turbidez, dureza e sabor.
(NBR 10004-2004).
4.3 Operação do Aterro Sanitário
A necessidade de se fazer manejo e gerenciamento adequado dos
resíduos sólidos é um grande desafio e, nesse contexto, os aterros sanitários
constituem-se em peças de fundamental importância. Segundo Tsuhako (2004), a
disponibilidade de áreas para a disposição de resíduos é cada vez mais escassa à
medida que cresce a urbanização e a taxa de geração de resíduos sólidos,
requerendo a seleção de locais cada vez mais precisa e criteriosa.
A disposição final de resíduos em áreas impróprias e executadas sem
estudo detalhado do local provoca sérios problemas ambientais e sociais. O local
ideal à implantação de um Aterro Sanitário deve reunir condições técnicas,
econômicas e ambientais com vistas a evitar ou minimizar impactos (TSUHAKO,
2004), sendo que tais condições serão descritas a seguir.
16
4.3.1 Estrutura do Aterro Sanitário
Para a operacionalização de um Aterro Sanitário é necessário seguir
métodos adequados de disposição final dos resíduos, devendo contar com todos os
elementos de proteção ambiental, que são: sistema de impermeabilização de base e
laterais, sistema de cobertura, sistema de coleta e drenagem de líquidos percolados,
sistema de tratamento de líquidos percolados, sistema de coleta e tratamentos dos
gases, sistema de drenagem superficial e sistema de monitoramento. Embora
consistindo em uma técnica simples, os Aterros Sanitários exigem cuidados
especiais e procedimentos específicos devem ser seguidos, desde a escolha da
área, até a sua operação e monitoramento. (LANZA, 2005).
Para uma melhor operação dos Aterros Sanitários, os mesmos devem
apresentar importantes componentes estruturais: guarita/portaria, isolamento,
sinalização, cinturão verde, iluminação e rede elétrica, comunicação, abastecimento
de água, instalações de apoio operacional, área de disposição de resíduos, sistema
de tratamento de percolados e instrumentos de monitoramento. (LANZA, 2005).
Na guarita ou portaria, são realizados os trabalhos de recepção, inspeção
e controle dos caminhões e veículos que chegam na área do aterro. A área dever
ser isolada com cerca e portão, construídos de forma a impedir o acesso de pessoas
estranhas e animais. A sinalização consiste na colocação de placas indicativas das
unidades e advertência nos locais de risco. No perímetro da instalação pode-se criar
um cinturão verde composto de uma cerca viva com espécies arbóreas. Os acessos
constituem-se de vias externas e internas, construídas e mantidas de maneira a
permitir sua utilização sob quaisquer condições climáticas. No aterro também é
indispensável iluminação e rede elétrica para uso dos equipamentos e ações de
emergência no período noturno, caso necessário. O sistema de comunicação deve
ser implementado por meio da instalação de rede de telefonia fixa, celular ou rádio,
para comunicação interna e externa. O aterro deve apresentar ligação à rede pública
de abastecimento de água tratada ou outra forma de abastecimento, para uso nas
instalações de apoio e para umedecimento das vias de acesso. Deve haver,
também, a instalações de apoio operacional, como prédio administrativo, contendo
no mínimo, escritório, refeitório, copa, instalações sanitárias e vestiários. O local
deve apresentar área de disposição destinado ao aterramento dos resíduos,
previamente preparado com sistemas de impermeabilização de base e das laterais e
17
de drenagens de percolado, de águas pluviais e de gases. Há necessidade, ainda,
da implantação do sistema para tratamento dos líquidos percolados do aterro,
visando ao atendimento dos padrões de lançamento de efluentes em cursos d’água.
Por fim, o Aterro Sanitário deve apresentar instrumentos de monitoramento que
consistem em equipamentos para o acompanhamento e controle ambiental do
empreendimento, tais como, poços de monitoramento de águas subterrâneas,
medidores de vazão, piezômetros e medidores de recalques horizontais e verticais.
(LANZA, 2005).
4.3.2 Rotina operacional do Aterro Sanitário
Os
procedimentos de
operação
do Aterro
Sanitário
devem
ser
sistematizados para que haja uma maior eficiência, assegurando seu funcionamento
como destinação final sanitária e ambientalmente adequada dos resíduos sólidos
urbanos gerados ao longo de toda a vida útil. Esses procedimentos devem ser
registrados em relatórios e arquivados de modo a propiciar a avaliação periódica do
empreendimento, assim como, o desenvolvimento de estudos e pesquisas
referentes ao desempenho das instalações que o compõem. (LANZA, 2005).
A recepção dos resíduos deve ser realizada na portaria/guarita do Aterro
Sanitário e consiste na operação de inspeção preliminar, durante a qual os veículos
coletores, previamente
cadastrados
e
identificados,
são
vistoriados
sendo
verificados a origem, a natureza e a classe dos resíduos que chegam ao
empreendimento. Deve-se efetuar a pesagem dos veículos para se ter controle dos
volumes diários e mensais dispostos no local. No caso dos Aterros Sanitários que
não possuam balança rodoviária, deve ser identificada alternativa para a pesagem
dos caminhões em outro local, de forma a possibilitar o controle dos quantitativos
dos resíduos recebidos no aterro. (LANZA, 2005).
A área de disposição dos resíduos deve ser previamente delimitada por
uma equipe técnica de topografia, sendo determinados os limites laterais, a altura
projetada e o avanço previsto da frente de operação ao longo do dia. A demarcação
da frente de operação diária permite uma melhor manipulação do lixo, tornando o
processo mais prático e eficiente. Em locais onde existe a possibilidade de
18
carreamento de materiais pelo vento, recomenda-se a utilização de telas de
proteção na frente de operação. (LANZA, 2005).
O resíduo deve ser depositado em “pilhas” imediatamente a jusante da
frente de operação demarcada. O desmonte dessas pilhas deverá ser feito com o
auxílio da lâmina do trator de esteira, seguido do seu espalhamento e compactação
até que todo o material disposto em cada camada esteja adequadamente adensado.
Periodicamente, deve ser feito um teste de densidade, de forma a verificar o controle
da compactação. Ao final de cada jornada de trabalho, o resíduo compactado deve
ser recoberto por uma camada de terra ou material inerte, com o objetivo de impedir
o arraste de materiais pela ação do vento e evitar a disseminação de odores
desagradáveis e a proliferação de vetores como moscas, ratos, baratas e aves.
(LANZA, 2005).
Uma vez esgotada a capacidade da plataforma do aterro, procede-se à
sua cobertura final com uma camada de argila compactada. Após o recobrimento,
deve-se proceder ao plantio de gramíneas nos taludes definitivos e platôs, de forma
a protegê-los contra a erosão. (LANZA, 2005).
Para que se garanta a segura separação da disposição de resíduos do
subsolo, impedindo a contaminação do lençol freático e do meio natural através de
infiltrações
de
percolados
e/ou
substâncias
tóxicas,
deve-se
proceder
a
impermeabilização da camada da base. Para desempenhar essa função de maneira
eficiente, a camada de impermeabilização deve compor-se de solo argiloso de baixa
permeabilidade ou geomembrana sintética com espessuras adequadas. (LANZA,
2005).
O projeto de Aterro Sanitário deve, necessariamente, contemplar a
instalação de rede de drenagem para o percolado e para os gases gerados nas
células. O percolado coletado deve ser tratado para que possa ser lançado em corpo
receptor, e os gases devem ser queimados ou aproveitados como fonte de energia,
para minimizar a contaminação atmosférica. (LANZA, 2005).
Por fim, deve-se promover monitoramento e a manutenção da unidade
através de sistemas de medições de campo e ensaios de laboratório a serem
realizados sistematicamente durante a fase de operação do aterro, e prolonga-se
por mais 10 anos, no mínimo, após o término de sua vida útil. O plano de
monitoramento deve contemplar a eficácia das medidas mitigadoras e a eficiência
sanitária e ambiental do sistema como um todo, possibilitando a verificação de
19
eventuais falhas e/ou deficiências e a implementação de medidas corretivas para
evitar o agravamento dos impactos ambientais. (LANZA, 2005).
4.4 Aterro sanitário e geração de percolado
Os resíduos depositados em Aterros Sanitários sofrem decomposição,
através de processos físicos, químicos e, principalmente, biológicos. Estes
processos ocorrem em diferentes etapas e, além da geração de gases, também são
formados percolados, através da infiltração de água nas pilhas de resíduos
depositados. Os percolados apresentam-se como um líquido escuro e turvo, com
odores desagradáveis devido à emissão de gases provenientes do processo de
decomposição dos resíduos orgânicos (ex: CH4 , CO2, NH3, H2S ) e, ainda, com altos
teores de compostos orgânicos e inorgânicos, na forma dissolvida e coloidal
(PACHECO, 2004).
A composição do percolado varia consideravelmente dependendo de
fatores clímato-ambientais, como o regime pluviométrico, a temperatura, a umidade
relativa, além das características do Aterro Sanitário, tais como, geologia, idade,
constituição dos resíduos e tecnologia de aterramento. Assim, não é possível
estabelecer uma composição fixa para o percolado. De maneira geral, o percolado
pode ser considerado como uma matriz de extrema complexidade, composta por
quatro frações principais: matéria orgânica dissolvida (formada principalmente por
metano, ácidos graxos voláteis, compostos húmicos e fúlvicos), compostos
orgânicos xenobióticos (representados por hidrocarbonetos aromáticos, compostos
de natureza fenólica e compostos organoclorados alifáticos), macrocomponentes
inorgânicos (ex: Ca, Mg, Na, K, NH4+, Fe, Mn, Cl, SO42- e HCO3-) e metais
potencialmente tóxicos (ex: Cd, Cr, Cu, Pb, Ni e Zn). Devido à alta concentração de
compostos
orgânicos
e
inorgânicos,
apresenta
viscosidade,
densidade
e
condutividade elétrica comparativamente superior a da água. O pH do percolado
pode variar entre a fase ácida e a alcalina, o que depende da sua composição, do
estágio de decomposição e ainda da solubilidade das espécies químicas presentes
e, em geral, situa-se entre pH 6,5 e 7,5. A Demanda Química de Oxigênio (DQO) do
percolado é variável o que depende da característica do aterro, da origem dos
20
resíduos sólidos depositados, das variações térmicas e pluviométricas. (PACHECO,
2004; TEIXEIRA, 2008).
O percolado de Aterro Sanitário pode apresentar toxicidade em virtude da
presença, em sua composição, de vários compostos potencialmente tóxicos. Os
impactos provocados por esse tipo de matriz são geralmente ocorrências de
interação sinérgica entre os poluentes presentes. Tem-se proposto que o percolado
pode causar doenças através do desenvolvimento de anomalias, baixo peso no
nascimento de crianças, incidências de leucemia e outros tipos de câncer. Os efeitos
da toxicidade dos compostos orgânicos dos percolados aos organismos aquáticos
incluem hepatotoxicidade, imunitoxicidade, carcinogenicidade e alteração no
metabolismo que podem levar a diminuições nas taxas de reprodução, predação e
decomposição e até a morte. (MORAIS, 2006).
Desta forma, faz-se necessário a implementação de sistemas de
tratamento dos percolados gerados em Aterro Sanitário como forma de evitar
impactos sobre o meio ambiente e conseqüente comprometimento de sua qualidade.
4.5 Sistemas de tratamento de percolado
Os principais métodos de tratamento para o percolado podem ser
divididos em físicos, biológicos, químicos e alternativos, os quais serão descritos a
seguir.
4.5.1 Tratamento por processos físicos
O tratamento físico está baseado em processos de separação de fases
(sedimentação, decantação, filtração, centrifugação e flotação), transição de fases
(destilação, evaporação e cristalização), transferência de fases (extração por
solventes e adsorção) e separação molecular baseados na utilização de membranas
seletivas (hiperfiltração, ultrafiltração, nanofiltração, osmose reversa e diálise). Esse
processo de tratamento pode promover uma completa depuração dos efluentes,
porém as substâncias não são efetivamente degradadas ou eliminadas, mas apenas
transferidas de uma fase para outra. Nessa nova fase, o volume é drasticamente
21
reduzido, sendo, porém, necessário um sistema para sua disposição final.
(PACHECO, 2004).
4.5.2 Tratamento biológico
São os processos mais utilizados para o tratamento de percolados, os
quais permitem tratar grandes volumes de efluente, transformando compostos
tóxicos em CO2 e H2O, com custos relativamente baixos. Esses processos de
tratamento são baseados na nutrição dos microrganismos com substrato poluente,
podendo ser divididos em aeróbios e anaeróbios, dependendo do aceptor de
elétrons utilizados. (PACHECO, 2004).
Os processo aeróbios são fundamentados na utilização do oxigênio
molecular como aceptor de elétrons, gerando como produto de degradação CO2 e
H2O, sendo que as formas mais comuns são lodos ativados e lagoas aeradas. Nas
lagoas aeradas, os percolados são submetidos à ação de microorganismos, onde a
toxicidade aguda é removida com facilidade, porém a cor e a toxicidade crônica não
são facilmente removidas. O tratamento por lodos ativados poderia ser considerado
o sistema de biorremediação mais versátil e eficiente, o qual opera com substrato
auxiliar, sendo capaz de remover a toxicidade crônica e aguda, com menor tempo de
permanência. No lodo existe grande variedade de espécies de bactérias, fungos,
protozoários, além de outros microrganismos, favorecendo a redução de um grande
número de compostos. (PACHECO, 2004).
Os processos anaeróbios ocorrem com microrganismos que se proliferam
na ausência de oxigênio e empregando-se algumas formas de carbono, nitrogênio e
enxofre (ex. NO3-, CO32-, SO42-) como aceptor de elétrons, levando à geração de
CH4 e CO2, além de NH3 e H2S. Uma das formas de tratamento biológico para o
percolado
é
o
sistema
combinado
anaeróbio-aeróbio,
o
qual
aumenta
significativamente a eficiência do processo de tratamento, permitindo a redução da
área ocupada pelas estações de tratamento e o tempo de residência. (PACHECO,
2004).
Os processos facultativos são sistemas baseados numa mistura de
microrganismos aeróbios e anaeróbios, o que pode ser conseguido em lagoas com
22
profundidade adequada para o tratamento. Nessas lagoas, a troca gasosa superficial
faz com que os processos sejam predominantemente aeróbios. Nas partes mais
profundas não há troca de gases, o que favorece a criação de bactérias e outros
microrganismos de natureza anaeróbia. (PACHECO, 2004).
4.5.3 Tratamento químico
São processos utilizados para o tratamento de percolados resistentes
(principalmente para o biológico) e geralmente estão associados a um outro tipo de
tratamento, seja ele físico ou biológico. Os principais tipos de tratamento químico
são cloração, incineração e processos oxidativos avançados. A cloração é baseada
na ação do cloro como desinfetante e oxidante. A incineração consiste na utilização
de substrato poluente como fonte de energia, o que leva à mineralização completa
dos poluentes. Os processos oxidativos avançados são aqueles em que a principal
via reacional é mediada por radical hidroxila (.OH), em função de seu elevado poder
oxidante, o que faz com que reaja rápida e indiscriminadamente com inúmeros
substratos orgânicos, promovendo a sua completa degradação. (PACHECO, 2004).
4.5.4 Tratamentos alternativos
Processos alternativos de tratamento de percolados também são
propostos e, dentre os mesmos, encontram-se a atenuação natural em Wetlands e
sistemas de recirculação de percolado para o interior do aterro. O processo
Wetlands é utilizado para caracterizar vários ecossistemas naturais que ficam
inundados. Os Wetlands naturais são conhecidos como várzeas de rios, igapós,
banhados, pântanos, formações lacustres de baixa profundidade, grandes ou
pequenas áreas com lençol freático muito alto, porém nem sempre com afloramento
superficial, os manguezais, entre outros. Pode-se construir Wetlands usando
ecossistemas artificiais com diferentes tecnologias, utilizando os princípios básicos
de modificação da qualidade de água das Wetlands naturais. (PACHECO, 2004).
Há vários tipos de Wetlands, podendo-se citar os que utilizam plantas
aquáticas flutuantes, sendo que a espécie mais estudada é a Eichornia crassipis,
23
popularmente conhecida no Brasil como “aguapé”. A sua utilização é devida à
capacidade de resistir às águas altamente poluídas com grandes variações de
nutrientes, pH, substâncias tóxicas, metais pesados e temperatura. A planta tem
uma ação depuradora decorrente da capacidade de adsorção de partículas pelo
sistema radicular; pela ação de microrganismos associados à rizosfera e pelo
transporte de oxigênio para a rizosfera. Outro tipo de Wetlands é aquele que utiliza
plantas aquáticas emergentes, cujo sistema de purificação hídrica é fundamentados
no uso de espécies vegetais que se desenvolvem tendo o sistema radicular preso ao
sedimento e o caule e as folhas parcialmente submersas. A espécie mais utilizada
tem sido a Typha latifólia, conhecida popularmente como “taboa”. Todas as espécies
utilizadas são morfologicamente adaptadas para se desenvolverem em sedimentos
inundados em decorrência de grandes volumes de espaços internos capazes de
transportar oxigênio para o sistema radicular. Parte do oxigênio pode ainda sair do
sistema radicular para a área em torno da rizosfera criando condições de oxidação
para os sedimentos e para decomposição da matéria orgânica. (PACHECO, 2004).
No processo Wetlands, além da adsorção de nutrientes pelas plantas e a
degradação de materiais orgânicos por microrganismos situados no solo e que se
aderem às raízes, alguns constituintes dos efluentes podem ser imobilizados pelas
plantas. (PACHECO, 2004).
A recirculação de percolado é um sistema que promove o retorno do
percolado para o interior do aterro, onde as bactérias que atuam na decomposição
do resíduo serão nutridas pelo mesmo, produzindo e aumentando a atividade
bacteriana. As principais vantagens desse tipo de tratamento são a diminuição da
carga orgânica do percolado e a redução do seu volume, a melhora na qualidade do
gás produzido, com maior pressão parcial de metano. A recirculação é indicada para
aterros onde o gás é usado como fonte de energia. (PACHECO, 2004).
4.6 Avaliação da toxicidade de percolados em organismos bioindicadores
A introdução de bioensaios de toxicidade na rotina do controle de
percolados de Aterros Sanitários é muito importante para a preservação da
qualidade de corpos receptores, assegurando o equilíbrio químico do ambiente,
24
condição indispensável para preservá-lo (SILVA, 2002). Os testes de toxicidade são
bioensaios que consistem na exposição do organismo teste a diferentes
concentrações de uma ou mais substâncias ou fatores ambientais por um
determinado período de tempo, visando observar os efeitos sobre as funções
biológicas fundamentais como mudança de apetite, crescimento, metabolismo
reprodutivo, diminuição da taxa de natalidade, mutações e, até mesmo, a morte. Os
testes de toxicidade aquáticas têm sido cada vez mais utilizados para a
determinação de efeitos deletérios em virtude, principalmente, do potencial risco da
transferência de poluentes do ambiente para os organismos e da avaliação da
qualidade da água sobre os mesmo. Com conhecimento da toxicidade é possível
controlar a exposição do homem e outros seres a agentes químicos contaminantes,
protegendo-os dos riscos potenciais. Além disso, as informações obtidas através dos
testes de toxicidade podem ser aplicadas no controle da poluição de um efluente
(CETESB, 1986; FONSECA, 1991).
A toxicidade pode ser avaliada por meio do efeito que a dose ou
concentração de certa substância causará a determinado organismo num
determinado intervalo de tempo, sendo que esses efeitos podem ser classificados
em agudos, subagudos e crônicos. (SILVA, 2002).
A toxicidade aguda corresponde a uma resposta severa e rápida do
organismo a um estímulo, em geral, em um período de 24 a 48 horas. A mesma tem
sido utilizada para um rápido e relativamente simples monitoramento da resposta
biológica, onde existe apenas um parâmetro envolvido, qual seja, vida ou morte,
sendo que os resultados podem ser facilmente tratados estatisticamente. O ensaio
de letalidade permite a avaliação da toxicidade geral e, portanto, é considerado
essencial como bioensaio preliminar no estudo de compostos com potencial
atividade biológica. A toxicidade subaguda se caracteriza por um tempo de
exposição mais prolongado, em geral, com duração de semanas a meses, onde
podem ser observadas alguns parâmetros, tais como, aspectos biométricos (ex:
ganho
de
peso
e
crescimento),
alterações
comportamentais,
fisiológicas,
bioquímicas, entre outras. A toxicidade crônica, por sua vez, corresponde à resposta
a um estimulo prolongado ou contínuo, por um longo período de tempo, podendo
abranger parte ou todo o ciclo de vida do organismo. Por meio desses testes,
determina-se o potencial tóxico de um agente químico ou de uma mistura complexa,
sendo os efeitos desses poluentes mensurados através da resposta de organismos
25
vivos, que reagem de forma diferente para um mesmo composto. (CAVALCANTE,
1999; SILVA, 2002; FERREIRA, 2007).
A utilização de ensaios de toxicidade é muito importante para se obter
uma melhor avaliação da qualidade de efluentes, incluindo-se os percolados
gerados em Aterros Sanitários. Para tanto, tem-se sugerido uma grande variedade
de técnicas que utilizam organismos bioindicadores, células isoladas, organelas,
sistemas enzimáticos, entre outras, os quais são capazes de avaliar o grau de
toxicidade de diversas fontes de contaminação ambiental. Em geral, os organismos
bioindicadores são utilizados em metodologias cujo objetivo consiste em testar a sua
sobrevida e, para este propósito, tem-se indicado teste de toxicidade aguda em
microcrustáceos (ex: Artemias) e subaguda em plantas (ex: Allium cepa L.), além de
outros organismos como bactérias, fungos e animais (SVENSSON et al., 2005;
SAURABH et al., 2005).
O microcrustáceo Artemia sp. é considerado um consumidor primário ou
secundário, e constituem um importante elo entre os níveis inferiores e superiores da
cadeia alimentar de um ecossistema. Este organismo é característico de poços e
lagos de água salgada e apresenta uma grande adaptação às variações de
salinidade. Os nauplius da Artemia sp. são utilizados internacionalmente em testes
de toxicidade por apresentarem características significativas, tais como, grande
potencial reprodutivo, fácil aquisição no mercado e manutenção em laboratório,
cistos de fácil eclosão e boa reprodutividade dos testes. (SILVA, 2002).
Diversos trabalhos têm relatado com sucesso o uso de plantas superiores
como um bioensaio sensível e rápido de screening para a avaliação da
contaminação atmosférica, de solos, de águas superficiais e subterrâneas e
efluentes residenciais e industriais. Neste contexto, tem-se sugerido o uso de Allium
cepa L. (cebola) como organismo bioindicador de aplicação ecotoxicológica para a
avaliação de ambientes contaminados. Esta planta vem sendo utilizada como
organismos
bioindicador
para
a
avaliação
ecotoxicológica
de
ambientes
contaminados por vários poluentes, incluindo-se os percolados de aterros sanitários
(Teixeira, 2008). Nos ensaios com Allium cepa L. têm sido avaliados diversos
parâmetros fitotóxicos, tais como, bioacúmulo de contaminantes em diferentes
tecidos (raízes, folhas e bulbos), inibição de crescimento de raízes e folhas, efeitos
citogenéticos e mutagênicos, entre outros. O uso deste vegetal em testes
ecotoxicológicos tem sido sugerido, uma vez que oferece benefícios como
26
sensibilidade, reprodutibilidade, resposta em breve período de tempo, necessidade
de pouco volume de amostra de contaminantes, bem como, baixo custo. Allium cepa
L. também tem sido recomendada por agências internacionais de proteção
ambiental para avaliação da toxicidade de contaminantes ambiental (GEREMIAS,
2008).
Portanto, os organismos bioindicadores Artemia sp. e Allium cepa L
poderiam ser utilizados para avaliar a toxicidade do percolado do Aterro Sanitário a
ser utilizado em nossos estudos.
4.7 Aterro Sanitário de Araranguá e geração de percolado potencialmente
tóxico
Em 2003 foi implementado o projeto de construção do Aterro Sanitário do
Município de Araranguá/SC. As principais diretrizes previstas na sua implementação
estão descritas em seu Memorial Descritivo (Anexo A).
De acordo com o referido Memorial Descritivo, a aterro foi instalado na
localidade de Ranchinho – Fundo Grande, situado a 5 km da sede do município. O
seu terreno foi alugado pela prefeitura municipal e apresenta uma área total de
96.950 m2. O local foi escolhido por apresentar uma distância segura do centro da
cidade, sendo que os moradores que residem mais perto estão a 350 metros do
mesmo. Não existem nascentes e nem rios nas proximidades, sendo que o mais
próximo, Rio Sangradouro, encontra-se a 2.500 metros do aterro em meio a uma
extensa plantação de eucaliptos.
Conforme o Memorial, a previsão é de que aproximadamente 44.995
habitantes viriam a contribuir com o lixo a ser depositado no aterro, abrangendo com
isso 100% da população urbana. No aterro seriam dispostos todos os resíduos
coletados na cidade, tanto domésticos, como comerciais e industriais, com exceção
de material tóxico ou séptico. A produção per capita de lixo foi calculada em 0,89
Kg/hab/dia e a previsão seria de que o município produziria diariamente 57,14 m3 de
lixo. A quantidade de resíduos coletados no município prevista seria de
aproximadamente 40 ton/dia. Com a implementação de programas de coleta seletiva
e reciclagem prevista para o ano de 2002, a expectativa era de que haveria uma
redução de 25% do volume de resíduos a serem dispostos no aterro, com uma
27
previsão de disposição de somente 42,86 m3 de lixo por dia. Os equipamentos
utilizados para coleta seriam caminhões compactadores, e para a compactação e
cobertura do lixo seria utilizado trator de esteiras.
De acordo com o projeto de implementação previsto no Memorial, o
terreno destinado ao aterro deveria ser nivelado, utilizando-se o material arenoso do
próprio terreno e o restante permanecendo no estoque para ser usado na cobertura
das células diárias de resíduos. Com esta alternativa, não seria realizada tubulação
de coleta de gases, pois os mesmo drenariam pelo material de cobertura (areia),
uma vez que existiriam muitos espaços vazios entre os grãos. As células diárias e a
impermeabilização do talude e do terreno seriam feitos com argila (barro vermelho)
de baixa permeabilidade. A argila a ser utilizada deveria ter uma capacidade de
percolação adequada, sendo que a compactação seria isenta de blocos grandes ou
matações, para garantir a proteção do aqüífero no solo, bem como, com a
consistência e resistência ideal. Seria conveniente que o solo apresentasse
granulometria e índice de plasticidade adequados. No processo de deposição, o lixo
seria descarregado no solo por sobre a argila, sendo a compactação executada em
rampa com inclinações características e com diversas passadas com esteiras do
trator por sobre o lixo. A compactação e cobertura do lixo seria executada com areia
retirada do próprio terreno e realizada todos os dias, ao final do período de trabalho.
Com esta prática, evitar-se-ia a presença de insetos e roedores. A operação de
compactação, além de reduzir o volume do lixo, possibilitaria o tráfego de veículos e
equipamentos sobre o aterro. Toda a área seria protegida por valas de forma a
facilitar a drenagem pluvial. Para proteção da área contra catadores e animais,
estava prevista a construção de uma cerca ao redor do terreno nas suas
extremidades e as entradas contariam com portão e cadeado. Por fim, o acesso
deveria apresentar plenas condições para que caminhões e máquinas pudessem
transitar, mesmo em dias de chuva e, para tanto, deveria ser revestido com seixo
rolado ou pedra brita.
Apesar de todo o controle de implementação previsto no Memorial,
atualmente, a operação do Aterro Sanitário de Araranguá encontra-se desativado
em decorrência de embargo promovido pela autoridade judicial, a qual não renovou
a concessão de licença de sua operação (Anexo B). Esta decisão veio a ser tomada
em virtude de irregularidades presentes no aterro, como a presença de catadores
trabalhando na triagem de resíduos de forma desumana, ineficiência nos sistemas
28
de tratamentos de percolado e ausência de monitoramento das águas subterrâneas.
Além das irregularidades descritas no documento judicial, percebe-se também a
ausência de isolamento da área ao entorno do aterro e das lagoas de estabilização,
bem como, presença de moradores nas proximidades do local e de animais que
ingerem água destas lagoas, o que pode promover riscos à saúde em virtude do
potencial tóxico dos percolados. Nas figuras 1 e 2 estão apresentadas fotos atuais
do aterro em questão e nas figuras 3 e 4 pode-se observar alguns desses problemas
apontados.
Figura 1. Vista aérea do Aterro Sanitário e de suas lagoas de estabilização.
Fonte: dados da pesquisa
29
Figura 2. Percolado do Aterro Sanitário
Fonte: dados da pesquisa.
Figura 3. Presença de catadores no Aterro Sanitário
Fonte: dados da pesquisa.
30
a
b
Figura 4. Presença de bovinos (a) e aves (b) no Aterro Sanitário.
Fonte: dados da pesquisa.
A partir desta realidade constatada no aterro, é de suma importância que
se efetue estudos de toxicidade destes percolados como forma de melhor avaliar os
seus impactos sobre o meio ambiente e à saúde da população do seu entorno.
Neste sentido é que o presente trabalho se propôs a avaliar a toxicidade
do percolado gerado no Aterro Sanitário do Município de Araranguá/SC, utilizando
Artemia sp. e Allium cepa L como organismos bioindicadores para melhor
compreender estes impactos.
31
5 METODOLOGIA
5.1 Coleta do Percolado
Amostras de percolados (5 L) foram coletadas na lagoa de estabilização
do Aterro Sanitário do Município de Araranguá/SC, sendo a mesma armazenada em
frasco de polietileno, sob refrigeração (~4°C) até a execução dos ensaios.
5.2 Toxicidade aguda em microcrustáceos Artemia sp
Cistos de microcrustáceos Artemia sp. (5 mg) foram mantidos em 100 mL
de solução salina (3%) por 24h, ao abrigo da luz, a 37oC e sob aeração para
eclosão, sendo os náupilos posteriormente separados por fototropismo. Diferentes
concentrações do percolado (100; 50; 25; 12,5; 6,25; 3,12; 1,56; 0,78; 0,39; 0,19 e
0,09 %) foram preparadas em solução salina (3%). Náupilos de Artemia sp. (n=40)
foram expostos por 24 horas a 2mL das diferentes concentrações do percolado em
placas multipoços, à temperatura ambiente e ao abrigo da luz. Solução salina (3%)
foi utilizada como controle negativo. Ao final da exposição, foi determinada a
concentração letal (CL50), definida como a concentração na qual ocorre a
mortalidade em 50% dos organismos bioindicadores, quando expostos nas
condições do ensaio, sendo que para esta determinação foi empregado o método
matemático
Trimmed
Spearman-Karber,
utilizando-se
programa
Probitos
(BORTOLOTTO et al.,2008). As etapas do ensaio de toxicidade aguda em Artemia
sp. estão descritas na Figura 5.
32
3HVDJHPGHFLVWRVGH
$UWHPLDVS
(FORVmRGRVFLVWRV
1iXSLORVGH$UWHPLDVS
HFORGLGRV
'LVWULEXLomRGD
$UWHPLDVSHPSODFDV
PXOWLSRoRVFRQWHQGR
SHUFRODGRHP
GLIHUHQWHV
FRQFHQWUDo}HV
'HWHUPLQDomRGD&/
&RQWDJHPGRQ~PHUR
LQGLYtGXRVPRUWRV
([SRVLomR GD $UWHPLD
VSDRSHUFRODGR
Figura 5. Etapas do ensaio de toxicidade aguda em Artemia sp.
Fonte: dados da pesquisa.
5.3 Toxicidade subaguda em Allium cepa L.
Allium cepa L., obtidas comercialmente, tiveram suas raízes retiradas com
auxilio de lâmina, sendo também determinado o peso dos bulbos. Posteriormente,
os bulbos (n=6) foram expostos a 50 mL de percolado e à água mineral comercial
(controle negativo), em tubos Falcon, por 7 dias, à temperatura ambiente e ao abrigo
da luz. Ao final da exposição, a toxicidade foi avaliada através da determinação da
inibição do comprimento das raízes, número de raízes, peso úmido médio das raízes
e peso dos bulbos, conforme proposto por Bortolotto e colaboradores (2008), com
algumas modificações. As etapas do ensaio de toxicidade subaguda em Allium cepa
L. estão descritas na Figura 6.
33
5HWLUDGDGHUDt]HV
HQYHOKHFLGDVH
GHWHUPLQDomRGRSHVR
LQLFLDOGRVEXOERV
'HWHUPLQDomRGRSHVRILQDO
GRVEXOERV
([SRVLomRGRVEXOERV
'HWHUPLQDomRGRQ~PHUR
GHUDt]HV
'HWHUPLQDomRGRSHVRPpGLR
GDVUDt]HV
0HGLGDGRFRPSULPHQWRGDV
UDt]HV
Figura 6. Etapas do ensaio de toxicidade subaguda em Allium cepa L.
Fonte: dados da pesquisa.
5.4 Análise estatística
A análise estatística dos resultados obtidos na avaliação de toxicidade
subaguda sobre Allium cepa L. foi efetuada através de Análise de Variança
(ANOVA), completada pelos testes de Student-Newman-Keuse e Dunnet, quando se
fez necessário. Para tanto, foi utilizado o software INSTAT (GrahPad, San Diego,
CA, USA), admitindo-se um nível de significância de P<0,05.
34
6 RESULTADOS E DISCUSSÃO
A seguir serão descritos os resultados obtidos nos ensaios de avaliação
de toxicidade do percolado do Aterro Sanitário do Município de Araranguá/SC sobre
os organismos bioindicadores Artemia sp. e Allium cepa L.
6.1 Toxicidade aguda em microcrustáceos Artemia sp.
A Tabela 1 apresenta o resultado de toxicidade aguda, utilizando-se
Artemia sp. como organismo bioindicador frente à exposição ao percolado em
diferentes concentrações.
Tabela 1. Toxicidade aguda em Artemia sp. exposta a diferentes concentrações do
percolado.
Concentração do Percolado (%)
Mortalidade (%)
100
0
50
0
25
0
12,5
0
6,25
0
3,12
0
1,56
0
0,78
0
0,39
0
0,19
0
0,09
0
35
Os resultados obtidos permitem sugerir que o percolado não apresentou
toxicidade aguda para o organismo bioindicador em estudo nas diferentes
concentrações, uma vez que se obteve 100% de sobrevivência nas mesmas. Desta
forma, não foi possível a determinação da CL50 para o presente bioensaio.
Diferentes resultados têm sido descritos na literatura, onde foram
observados efeitos tóxicos sobre Artemia sp. quando expostos a percolados de
aterros sanitários.
Em trabalho descrito por Teixeira (2008), microcrustáceos Artemia sp.
foram expostos a diferentes diluições de percolado de Aterro Sanitário situado no
município de Içara/SC, tendo sido observada toxicidade aguda (CL50 67,77%). Foi
sugerido que a toxicidade seria decorrente da baixa degradabilidade do percolado
em virtude da elevada razão DQO/DBO, bem como, da presença de metais ferro,
manganês, chumbo e zinco.
Silva (2002) realizou testes de toxicidade aguda em amostras de
percolado do Aterro Metropolitano de Gramacho (RJ) em duas amostragens,
utilizando o organismo Artemia sp. Foi observada toxicidade aguda, tanto na
primeira, quanto na segunda amostragem (CL50 25,58 % e CL50 11,89 %),
respectivamente). O autor sugeriu que a alta concentração da amônia e a
alcalinidade seriam os fatores mais importantes que contribuíram para a toxicidade
do percolado, além da presença de compostos orgânicos e inorgânicos, metais
pesados, entre outros.
Em trabalho desenvolvido por Bortolotto e colaboradores (2008), foi
avaliada a toxicidade aguda em Artemia sp. expostos a percolado não tratado e
tratado em sistema anaeróbio facultativo, coletados em município situado na região
sul de Santa Catarina. Foi observado que o percolado não tratado foi capaz de
promover toxicidade aguda sobre o organismo bioindicador (CE50 = 71,63%), sendo
que após tratamento houve uma diminuição dessa toxicidade (CE50 = 97,99%). Os
autores sugeriram que a toxicidade do percolado não tratado seria decorrente do
elevado nível de DQO e DBO, da presença dos metais alumínio, ferro, manganês e
zinco, além da concentração elevada de sulfatos em solução, cujo tratamento
promoveu a redução desses parâmetros e conseqüente diminuição da toxicidade.
Olivero–Verbel e colaboradores (2008) procuraram estabelecer uma
correlação entre a composição físico-química (Cd, Ni, Hg, Mn, Cu, Pb,
Condutividade, pH, DQO e Dureza) e a toxicidade aguda em Artemia franciscana de
36
percolados coletados em aterro municipal da cidade de Cartagena na Colômbia. Foi
observado que o percolado foi capaz de provocar toxicidade aguda sobre os
microcrustáceos, assumindo valores de CL50 de 3,20% e 39,33% em 24 e 48 horas
de exposição, respectivamente. Constatou-se também que a toxicidade se mostrou
dependente da concentração de cádmio e dos níveis de DQO do percolado.
Portanto, muito embora se tem descrito na literatura que percolados são
capazes de provocar toxicidade em Artemia sp., em nossos estudos não foi
observado letalidade sobre estes microcrustáceos, o que sugere que estes
organismos bioindicadores não se mostraram sensíveis frente à exposição aos
percolados coletados no Aterro Sanitário do Município de Araranguá/SC. Estes
resultados vêm reforçar a necessidade da utilização de outros organismos
bioindicadores para uma avaliação mais efetiva da toxicidade destes percolados.
6.2 Toxicidade subaguda em Allium cepa L
Os resultados obtidos nos ensaios de toxicidade subaguda de percolado
do Aterro Sanitário do Município de Araranguá/SC em Allium cepa L estão descritos
na Figura 7 e os dados completos dos parâmetros avaliados encontram-se no
Apêndice A.
37
10
Número de raízes
30
20
**
10
Comprimento das raízes (cm)
40
8
6
4
***
2
0
0
CN
CN
EP
EP
(b)
(a)
8
3
2
1
0
CN
EP
(c)
Ganho de peso (%)
Peso médio (µg)
4
6
4
2
0
CN
EP
(d)
Figura 7. Número de raízes (a), comprimento das raízes (b), peso médio das raízes
(c) e ganho de peso dos bulbos (d) em Allium cepa L. (n=6) expostas ao percolado
(EP) e água mineral como controle negativo (CN). Os resultados estão expressos
em Média ± Desvio Padrão. Diferença significativa em relação ao CN (**P<0,01 e
*** P<0,001).
Fonte: Dados do autor.
38
Estes resultados permitem demonstrar que houve uma significativa
diminuição no número de raízes em Allium cepa L. expostas ao percolado, cujos
valores se mostraram 62,9 % menores quando comparado ao controle negativo
(Figura 7a). Em relação ao comprimento de raízes (Figura 7b), pode-se observar
uma diferença significativa no grupo exposto ao percolado, sendo que os valores
estiveram 85% inferiores ao grupo controle. Quanto à determinação do peso médio
das raízes, observa-se uma diminuição significativa no grupo exposto ao percolado
(84,41%), quando comparado ao controle negativo (Figura 7c). Por fim, os dados
obtidos na percentagem de ganho de peso do bulbo permitem indicar que houve
uma diferença significativa deste parâmetro no grupo exposto ao percolado, onde os
valores se mostraram aproximadamente 3 vezes menores do que o grupo controle
(Figura 7d).
Trabalhos na literatura também têm descrito toxicidade sobre Allium cepa
L. quando expostas a percolado de Aterro Sanitário.
Bortolotto e colaboradores (2008) avaliaram a inibição do crescimento de
raízes de Allium cepa L. (n=5) expostas a percolado não tratado e após o tratamento
em sistema anaeróbio facultativo nas diluições de 0, 20, 40, 60, 80 e 100% , por 5
dias, à temperatura ambiente e ao abrigo da luz, tendo-se utilizado água mineral
comercial como controle negativo. Ao final da exposição, foi determinado a CE50 e
CE10, a qual representa a concentração da amostra que provoca, respectivamente,
50% e 10% de inibição no crescimento das raízes quando comparado ao grupo
controle. Constatou-se que o percolado não tratado foi capaz de promover
toxicidade subaguda na planta (CE50=30,66% e CE10=22,36%). Após o tratamento,
observou-se a diminuição da toxicidade do percolado, obtendo-se o valor de
CE10=24,41%, não sendo possível a determinação da CE50, uma vez que não
apresentou toxicidade para este parâmetro. Foi sugerido que a toxicidade observada
seria decorrente do elevado valor de DQO e DBO, da presença dos metais alumínio,
ferro, manganês e zinco, bem como, da elevada concentração de sulfatos presentes
no percolado. Também foi sugerido que o tratamento foi capaz de promover a
redução da toxicidade, em virtude do mesmo ter sido capaz de promover a redução
desses parâmetros físico-químicos.
Em pesquisa realizada por Srivastava e colaboradores (2005), Allium cepa
L. (n=20) foram expostas a percolados preparados através de processo de lixiviação
de resíduos sólidos coletados em Aterro Sanitário Municipal de Uttar Pradesh na
39
Índia em 3 diferentes concentrações (2,5; 5,0 e 10%) em um período de 15 dias à
temperatura de 25°C. Foi observado que houve diminuição no peso das raízes nos
grupos expostos a diferentes concentrações de percolados (17,10 ± 1,05 g; 14,41 ±
2,15 g e 10,82 ± 1,94 g, nas concentrações de 2,5%, 5,0% e 10%, respectivamente)
quando comparados ao grupo controle negativo (20,31 ± 1,32 g). Além disso,
constatou-se uma maior inibição do comprimento das raízes no grupo exposto a
percolado a 10% (4,1 cm), quando comparado ao controle negativo (11,2 cm).
Sugeriu-se que a toxicidade do percolado sobre a planta poderia ser decorrente da
presença de metais e compostos orgânicos potencialmente tóxicos no percolado.
Teixeira (2008) realizou ensaios de toxicidade subaguda em Allium cepa
L. expostas a duas amostras de percolados, ambas coletadas em aterro sanitário
situado no município de Içara/SC. Para tanto, Allium cepa L. (n=3), foram expostas
por 7 dias a 50 mL de concentrações seriadas dos percolados, a 25oC e ao abrigo
da luz.
Ao final da exposição, foi avaliada a toxicidade subaguda através da
determinação da RC50, definida como a concentração na qual ocorre 50% de
inibição do crescimento das raízes. Foi observado que em ambas as amostras
houve expressiva toxicidade sobre a planta, obtendo valores de RC50= 1,17% e
RC50=1,61%. Foi proposto que a toxicidade promovida pelos percolados seria
decorrente da sua baixa degradabilidade em virtude da elevada razão DQO/DBO,
bem como, da presença de metais ferro, manganês, chumbo e zinco em solução.
Tem-se proposto que percolados se caracterizam pela presença de
diversos contaminantes e, dentre os mesmos, encontram-se os metais e
hidrocarbonetos aromáticos, os quais podem provocar toxicidade na biota exposta.
Em plantas, a exposição a estes contaminantes pode provocar o seu
bioacúmulo em diferentes tecidos (ex: raízes, bulbos e folhas) e promover diversos
eventos metabólicos, interação com biomoléculas e estruturas celulares. Estes
eventos podem provocar efeitos fitotóxicos, tais como: alteração estrutural,
fisiológica e bioquímica de membranas, com conseqüente distúrbios na sua
composição, rigidez, fluidez, fluxo de água e de nutrientes; redução de crescimento
de tecidos e da biomassa; distúrbios do ciclo celular e da divisão celular, redução do
conteúdo de clorofila e distúrbio do processo de fotossíntese (GEREMIAS, 2008).
Contudo, as plantas apresentam mecanismos de proteção frente à
exposição a metais, tais como, redução da absorção de fluídos, acúmulo do metal
em constituintes extracelulares, extração dos metais por exudatos, secreção de
40
metais nos meristemas na forma de ânions orgânicos (ex: malato, oxalato, citrato e
succinato), compartimentalização dos metais em vacúolos, complexação dos metais
com
biomoléculas
(ex:
ácidos
orgânicos,
aminoácidos,
fitoquelatinas
e
metalotioneínas), modificação da composição de lipídeos de membrana para
restaurar suas propriedade físico-química e ativação de vias metabólicas envolvidas
no reparo de dano e destoxificação de xenobióticos, incluindo-se os hidrocarbonetos
aromáticos (GEREMIAS, 2008).
Em nossos estudos foi observado que a exposição a percolado promoveu
significativa inibição do crescimento das raízes, diminuição do número e do peso
médio das raízes, além da diminuição do ganho de peso dos bulbos. Pode sugerir
que estes efeitos tóxicos poderiam estar associados ao comprometimento dos
mecanismos de proteção da planta frente à exposição a contaminantes, tais como
metais e hidrocarbonetos aromáticos, possivelmente presentes no percolado.
Entretanto, faz-se necessário a realização de bioensaios complementares
e de caracterização dos parâmetros físico-químicos, o que contribuirá para uma
melhor avaliação da toxicidade promovida pelos percolados do Aterro Sanitário de
Araranguá/SC.
Por fim, pode-se propor o uso de testes de toxicidade aguda em Artemia sp. e
subaguda em Allium cepa L., uma vez que se caracterizam, principalmente, pela
simplicidade de execução, baixo custo e resposta rápida, o que os tornam uma
importante ferramenta para o monitoramento de recursos naturais, a qual é um dos
campos de atuação profissional no âmbito da Engenharia Ambiental.
41
7 CONCLUSÃO
A partir dos resultados obtidos, pode-se chegar as seguintes conclusões:
. O percolado não apresentou toxicidade aguda para Artemia sp. nas diferentes
concentrações, sugerindo que este organismo bioindicador não se mostrou sensível
frente à exposição a este contaminantes;
. Nos ensaios de toxicidade subaguda em Allium cepa L., constatou-se que o
percolado promoveu significativa inibição do crescimento das raízes, diminuição do
número e do peso médio das raízes, bem como, diminuição do ganho de peso dos
bulbos;
. Os efeitos tóxicos observados em Allium cepa L. poderiam estar associados à
presença de contaminantes no percolado, os quais poderiam provocar o
comprometimento dos mecanismos de proteção da planta;
. Pode-se sugerir o uso de Allium cepa L. como organismo bioindicador de avaliação
de toxicidade dos percolados gerados no Aterro Sanitário do Município de
Araranguá/SC, uma vez que se mostrou sensível frente à exposição aos mesmos;
. Faz-se necessário a realização de ensaios biológicos complementares, podendo-se
propor toxicidade aguda em microcrustáceos de água doce (ex: Daphnia magna) e
outros organismos aquáticos (ex: peixes), bem como, a determinação de parâmetros
físico-químicos para melhor avaliar a toxicidade promovida pelos percolados em
estudo.
42
REFERÊNCIAS
ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas – NBR 10.004 resíduos sólidos –
Classificação. Rio de Janeiro, Brasil. 2004b.
ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas – NBR 8419 Apresentação de
projetos de aterros sanitários de resíduos sólidos urbanos - Procedimento. São
Paulo, Brasil. 1984.
ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas – NBR 8419 Apresentação de
projetos de aterros sanitários de resíduos sólidos urbanos. Rio de Janeiro, Brasil.
1992.
ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas – NBR 8849 Apresentação de
projetos de aterros controlados de resíduos sólidos urbanos. Rio de Janeiro, Brasil.
1985.
BORTOLLOTO, T. Avaliação da atividade tóxica e genotóxica de percolados do
aterro sanitário municipal de Sombrio, Santa Catarina, utilizando Artemia sp. e Allium
cepa L. Monografia (Bacharelado em Ciências Biológicas). Universidade do
Extremo Sul Catarinense – UNESC. Criciúma. 76p. 2007.
CAVALCANTE, M.F.; OLIVEIRA, M.C.C.; VELANDIA, J.R.; ECHEVARRIA, A.
Síntese de 1,3,5-triazinas substituídas e avaliação da toxicidade frente à
artemia salina leach. Relatório parcial. Departamento de Química, Instituto de
Ciências Exatas -Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, 1999.
Célere, Marina Smidt et al. Metais presentes no chorume coletado no aterro
sanitário de Ribeirão Preto, São Paulo, Brasil, e sua relevância para saúde
pública. Rio de Janeiro: Abr, 2007.
COMPANHIA DE TECNOLOGIA DE SANEAMENTO AMBIENTAL – CETESB.
Desenvolvimento de métodos para o estabelecimento de critérios
ecotoxicológicos: relatório final. São Paulo, 1986.
FERREIRA, C.M. Análises Complementares Obtidas a Partir de Testes de
Toxicidade Aquática. In: Instituto de Pesca – APTA/SAA. Disponível em:
http://www.aquicultura.br/analises _complementares.htm- Acesso em 15 de maio de
2009.
43
FONSECA, A.L. A biologia das espécies Daphnia laevis, Ceriodaphnia silvestre
e Cecília reticulada e o comportamento destes em testes de toxicidade
aquática com efluentes industriais. Tese de Doutorado. Escola de EngenhariaUSP. São Carlos, 1991.
GEREMIAS, Reginaldo. Utilização de rejeito de mineração de carvão como
adsorvente para redução da acidez e remoção de íons de metais em drenagem
ácida de mina de carvão. 2008. 121 f. Tese de Doutorado (Doutorado em Química
Analítica) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis.
IBGE – INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATISTICA. Pesquisa
nacional de saneamento básico. Apresentada em 2000. Disponível em:
<www.iupac.org/publications/compendium> Acesso em: 28 jun. 2009.
Lanza, Vera Christina Vaz; Carvalho, André Luciano de; Alvim, Riordan Vargas.
Orientações técnicas para operação de Aterro Sanitário. Belo Horizonte, 2005.
MORAIS, J. L. de. Estudo da potencialidade de processos oxidativos avançados,
isolados e integrados com processos biológicos tradiocionais, para tratamento de
chorume de aterro sanitário. Tese de Doutorado. Universidade Federal do Paraná.
Curitiba-PR. 201p. 2005.
PACHECO, Jailson Rodrigo. Estudo de certas potencialidades de processos
oxidativos avançado para o tratamento de percolado de aterro sanitário. 2004.
80 f. Dissertação (Mestrado em Química Analítica) - Universidade Federal do
Paraná, Curitiba.
SILVA, Alessandra Cristina. Tratamento do percolado de aterro sanitário e
Avaliação da toxicidade do efluente bruto e tratado. 2002. 111 f. Dissertação
(Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de
Janeiro.
SILVA, A. C. Tratamento do Percolado de Aterro Sanitário e Avaliação da
Toxicidade. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal do Rio de Janeiro,
UFRJ/COPPE. Rio de Janeiro, 79 p. 2002.
SVENSSON, B.M.; MATHIASSON, L.; MÅRTENSSON, L.; BERGSTRÖM, S.
Artemia salina as test organism for assessment of acute toxicity of leachate water
from landfills. Environ. Monit. Assess. v. 102, p. 309-21, 2005.
44
SVENSSON, B. M. et al. Artemia salina as test organism for assessment of acute
toxicity of leachate water from landfills. Environ Monit Assess. vol. 102, p. 309-21,
2005.
SAURABH, C.; CHAUHANA, L.K.S.; MURTHYB, R.C.; SAXENAA, P.N.; PANDEC,
P.N.; GUPTAA, S.K. Comparative biomonitoring of leachates from hazardous solid
waste of two industries using Allium test. Sci. Total Environ. v. 347, p. 46–52, 2005.
MORAIS, J. L. de. Estudo da potencialidade de processos oxidativos avançados,
isolados e integrados com processos biológicos tradiocionais, para tratamento de
chorume de aterro sanitário. Tese de Doutorado. Universidade Federal do Paraná.
Curitiba-PR. 201p. 2005.
TEIXEIRA, Geverson De Andrade. Avaliação físico-química e biológica do
biotratamento anaeróbio em percolados (chorume) de aterro sanitário da
santec/sc. 2008. 88 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Ambientais) Universidade do Extremo Sul Catarinense, Criciúma.
45
APÊNDICE
46
Apêndice A - Dados completos dos parâmetros de toxicidade subaguda em
Allium cepa L.
Cebola
Descrição
Peso inicial
Bulbos (g)
Peso Final do
Bulbo (g)
N° de Raízes
Comprimento
Raízes (cm)
01
02
03
04
05
06
01
02
03
04
05
06
Cebola
CN (água)
CN (água)
CN (água)
CN (água)
CN (água)
CN (água)
Percolado
Percolado
Percolado
Percolado
Percolado
Percolado
Descrição
101,56
89,73
93,63
102,99
86,70
76,49
86,96
93,32
93,04
91,03
91,58
84,99
Peso Raízes
(g)
30
18
24
26
29
35
17
06
10
13
04
11
Peso raízes/
N° raízes
7,8
7,1
6,0
4,9
3,5
6,7
1,4
0,2
1,0
1,1
0,4
1,3
01
02
03
04
05
06
01
02
03
04
05
06
CN (água)
CN (água)
CN (água)
CN (água)
CN (água)
CN (água)
Percolado
Percolado
Percolado
Percolado
Percolado
Percolado
1,083
0,444
0,400
0,385
0,374
1,317
0,084
0,001
0,051
0,043
0,013
0,079
107,31
94,49
98,02
110,43
91,35
82,62
89,15
95,55
96,06
93,49
92,97
82,62
Percentagem
ganho de peso
(%)
5,66
5,30
4,68
7,22
5,36
8,14
2,51
2,38
3,24
2,70
1,51
0,00
0,036
0,024
0,016
0,014
0,012
0,037
0,004
0,0001
0,005
0,003
0,003
0,007
Anexo B. Média ± Desvio Padrão dos parâmetros obtidos nos ensaios de toxicidade
subaguda em Allium Cepa L expostas ao percolado (EP) e água mineral (CN)como
controle negativo.
Parâmetro
Média ± Desvio Padrão
EP
CN
Número de raízes
8,7 ± 6,0
22,5 ± 11,1
Comprimento das raízes(cm)
0,9 ± 0,5
6,0 ± 1,6
Peso médio das raízes (µg)
0,4 ± 0,2
1,9 ± 1,3
Ganho de peso do bulbo(%)
2,1 ± 1,1
6,1 ± 1,3
47
ANEXOS
48
Anexo A – Memorial descritivo
49
50
Anexo B - Documento de embargo do Aterro Sanitário de Araranguá/SC