contaminação lixão aurá

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INFLUNCIA DO DEPSITO SANITRIO METROPOLITANO DE BELM (AUR) SOBRE AS GUAS SUBTERRNEAS DA REA

Vnia Eunice Bahia1 Jos Gouva Luiz2 Norbert Fenzl3 RESUMO Medidas geofsicas com o sistema eletromagntico Slingram foram realizadas na rea localizada entre o Depsito de Resduos Slidos de Belm e o Lago gua Preta, cuja gua usada no abastecimento da cidade de Belm. O objetivo do trabalho foi verificar a possibilidade de contaminao do lago por migrao em subsuperfcie do chorume derivado do depsito de resduos. As medidas eletromagnticas permitiram construir imagens da distribuio da condutividade eltrica do subsolo. Os resultados indicam que as variaes de condutividade detectadas so melhor correlacionadas s variaes litolgicas do que ao chorume.

Palavras-chaves: Belm; Lago gua Preta; Aur; Resduos Slidos; Geofsica.

ABSTRACT

Slingram electromagnetic measurements were carried out in an area located between the Belem Solid Waste Deposit and Agua Preta Lake that supplies water for consumption in Belem. The objective of the work was to verify possible contamination of the lake by underground migration of leachate derived from the waste deposit.

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Curso de Ps-Graduao em Geologia & Geoqumica CPGG/UFPA [email protected] Prof. Dr. Departamento de Geofsica DGF/UFPA [email protected] 3 Prof. Dr. Curso de Ps-Graduao em Geologia & Geoqumica CPGG/UFPA [email protected]

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Electromagnetic measurements allowed to build images of the underground electrical conductivity distribution. The results show that the detected conductivity changes are better explained by lithological changes than by the leachate.

Key words: Belem; Agua Preta Lake; Aura; Solid Waste; Geophysics.

1 - INTRODUO

A rea de depsito de resduos slidos da Regio Metropolitana de Belm (Depsito do Aur) est localizada a cerca de 2 km do Lago gua Preta, cuja gua usada no abastecimento da regio. H, portanto, uma preocupao constante de que o chorume derivado do lixo depositado no Aur infiltre no subsolo e chegue aos mananciais de abastecimento, contaminando-os. Diversos tipos de estudos tm sido desenvolvidos na rea do depsito e na sua cercania com a finalidade de verificar essa possibilidade (Oliveira, 1997; Luiz et al, 1999; Menezes, 2000; Piratoba Morales & Fenzl, 2000; Piratoba Morales et al, 2001; Piratoba Morales, 2002). Este trabalho descreve o estudo realizado com metodologia geofsica em uma rea ainda no investigada, que se situa entre o Depsito do Aur e o Lago gua Preta. O estudo foi desenvolvido com a finalidade de verificar se alguma contaminao provocada pelo chorume est migrando em subsuperfcie, do depsito para o lago. O monitoramento da subsuperfcie foi realizado a partir de medidas eletromagnticas em 8 freqncias, que permitiram que se obtivessem imagens da distribuio da condutividade eltrica abaixo dos perfis de medidas. Essas imagens foram posteriormente correlacionadas aos tipos litolgicos observados em poos rasos da rea.

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2 - CARACTERIZAO DA REA DE ESTUDO

2.1 - LOCALIZAO E ACESSO

O estudo foi realizado em uma rea de 2,56 x 106 m2 que est situada na localidade de Santana de Aur, no municpio de Ananindeua, entre o Depsito do Aur e o Lago gua Preta (Figura 1). Na sua poro central encontram-se extensas reas pertencentes ao Ministrio da Defesa (Exrcito) e EMBRAPA. Ao Sul encontram-se reas de baixadas cobertas com densa vegetao que se estendem at o Rio Guam; a Leste a rea limita-se com o Depsito de Resduos Slidos do Aur e a Oeste est o Lago gua Preta. O acesso principal rea feito por estrada que a corta no sentido norte-sul. Figura 1 - Mapa de localizao da rea de estudo.

Fonte: Piratoba Morales (2002).

2.2 - GEOLOGIA

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Predominam na rea do estudo, solos do tipo Latossolo Amarelo, seguido do Concrecionrio Latertico, Glay pouco hmico, Podzol Hidromrfico e Areias Quartzosas (Vieira & Santos, 1987) (Figura 2). A anlise dos sedimentos retirados de 5 poos de monitoramento instalados na rea do estudo mostra que a subsuperfcie local, at a profundidade mdia de 20m, essencialmente argilosa (Bahia, 2003). Nos poos encontraram-se argilas de colorao marrom esverdeada, argilas variegadas com concrees ferruginosas (mais abundantes) e cinza esbranquiadas com tons avermelhados. Intercaladas nas argilas ocorrem pacotes de areia mdia a fina, quase sempre de espessuras inferiores a 2 metros (Bahia, 2003). Figura 2 - Mapa dos tipos de solo da Regio Metropolitana de Belm.

Fonte: Matta (2002).

2.3 - HIDROGEOLOGIA

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Os principais aqferos da Regio Metropolitana de Belm so constitudos pelos sedimentos clsticos arenosos do Quaternrio e do Grupo Barreiras, que se estendem em geral at profundidades inferiores a 50m. Abaixo de 50m encontram-se aqferos importantes representados por sedimentos arenosos e calcferos da Formao Pirabas. A Figura 3 mostra o mapa hidrogeolgico da Regio Metropolitana de Belm e uma descrio das caractersticas fsicas dos aqferos presentes, conforme apresentado por Matta (2002).

Figura 3 - Mapa hidrogeolgico da Regio Metropolitana de Belm.

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Fonte: Matta (2002).

3 - METODOLOGIA GEOFSICA

Uma das metodologias mais utilizadas para detectar e monitorar fluxos de contaminantes a aplicao dos mtodos geofsicos, sendo os mais indicados na deteco de plumas condutivas, os mtodos eltricos e eletromagnticos (Costa et al.4 apud Piratoba Morales, 2002). Neste trabalho optou-se pelos mtodos eletromagnticos devido a rapidez e facilidade com que as medidas so realizadas no campo. Alm disso, os mtodos eletromagnticos requerem pouco espao no terreno para a execuo de uma sondagem eltrica, contornando assim um dos problemas logsticos impostos pelo mtodo eltrico da eletrorresistividade que consiste na expanso lateral dos eletrodos no terreno. Os mtodos eletromagnticos (EM) se utilizam do fenmeno da induo eletromagntica, cuja teoria desenvolvida nas equaes de Maxwell. Sua

operacionalidade se d com a utilizao de uma bobina transmissora onde um campo

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COSTA, A.L; ZANINI, L.F.; DIAS, N.L. & CORREA, O. 1992. Metodologia Geofsica para deteco de contaminao de guas subterrneas: caso do lixo da estrada da Palha. Cincia e Tecnologia. 24-37p.

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magntico primrio gerado. Este campo induz correntes em materiais condutivos do subsolo. As correntes geram campos magnticos secundrios, que so medidos atravs de induo em uma bobina receptora. Os mtodos EM possuem diversos tipos de sistemas associados aos parmetros medidos (inclinao do campo, componentes real e imaginria, impedncia) e s configuraes de arranjos entre o transmissor e o receptor. No presente trabalho foi empregado o sistema Slingram. Os sistemas EM podem ser usados tanto para investigar a variao lateral de resistividade na subsuperfcie (caminhamento ou perfilagem horizontal), como para investigar as variaes de resistividade com a profundidade (sondagens eletromagnticas). As perfilagens horizontais so realizadas deslocando-se lateralmente o transmissor e o receptor, mantidos a uma separao constante. As sondagens EM (SEM) consistem em medidas com diversas freqncias ou durante um intervalo de tempo usando fonte e receptor fixos. As sondagens tambm podem ser realizadas, medindo-se a resposta em vrias separaes de fonte-receptor em uma nica freqncia ou tempo. A distribuio de corrente induzida na subsuperfcie depende da condutividade eltrica e da permeabilidade magntica do subsolo e da freqncia da corrente no transmissor (correntes de baixa freqncia alcanam maiores profundidades que correntes de alta freqncia). Medidas de resposta EM em vrias freqncias ou para vrios valores de tempo, contm, portanto informaes da variao da condutividade com a profundidade.

3.1 - Sistema Slingram

Este sistema, que um dos mais empregados na aplicao dos mtodos EM, consiste de um dipolo transmissor e um dipolo receptor, em que as componentes em-fase e quadratura do campo magntico secundrio so medidas para uma dada freqncia em percentagem do campo primrio. O sistema pode ser empregado com diversos arranjos de bobinas, dos quais um dos mais populares o arranjo denominado de HLEM (Horizontal

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Loop Eletromagnetic), que recebe este nome devido utilizar tanto a bobina transmissora como a receptora enrolada no plano horizontal. Conforme descrito anteriormente, durante a operao, uma corrente oscilante de freqncia conhecida e pr-determinada passa a circular na bobina transmissora. A mesma produzir um campo magntico primrio, que induzir fora eletromotriz e,

conseqentemente, corrente em corpos condutores existentes na subsuperfcie. O campo secundrio, por sua vez, induzir uma voltagem oscilante na bobina receptora que alcana o seu mximo num tempo diferente daquele em que o mximo do campo primrio alcanado. Por isso, os campos primrio e secundrio so ditos estarem fora de fase (Silva, 2002). A voltagem induzida pelo campo secundrio separada em duas componentes durante a sua medida na bobina receptora: uma que se encontra em fase com o campo primrio (componente em fase ou componente real) e uma segunda que se encontra um quarto de perodo fora de fase (componente fora de fase, componente em quadratura ou componente imaginria). As medidas do campo secundrio so tomadas como percentagem do campo primrio gerado no transmissor, o qual transmitido ao receptor via cabo ou por telemetria. A modificao do campo eletromagntico, medido no receptor em relao ao campo primrio, depende da distribuio das condutividades eltricas dos diferentes meios na subsuperfcie do terreno. A Figura 4 ilustra uma resposta HLEM considerada tpica, em que um corpo condutivo vertical se encontra em contato com uma rocha encaixante menos condutiva.

Figura 4 - Perfil HLEM sobre um corpo condutor (Hs = campo secundrio; Hp = campo primrio)

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Fonte: Silva (2002)

3.2 - COLETA DE DADOS (LEVANTAMENTO DE CAMPO)

No presente estudo, foram executados 5 perfis de medidas com o Sistema Slingram HLEM MAX MIN II fabricado pela Companhia APEX Parametrics Ltd., que permite amostragem nas freqncias 110, 220, 440, 880, 1760, 3520, 7040 e 14080 Hz. O uso das oito freqncias permite a investigao na vertical (SEM) e a sua combinao com a perfilagem horizontal (investigao lateral) permite a obteno de uma imagem da subsuperfcie abaixo dos perfis. A distncia entre as bobinas transmissora e receptora foi de 50m e de 25m o intervalo entre os pontos de medidas para todos os perfis, pois esses valores oferecem uma boa resoluo vertical para os objetivos deste estudo. As medidas foram efetuadas em agosto de 2002. A Figura 5 mostra a localizao dos 5 perfis de medidas. Eles foram realizados no sentido A-B mostrado na figura. Os locais dos perfis foram selecionados de modo que abrangessem a maior parte da rea do estudo. Os perfis tm os seguintes comprimentos: 575m, 525m, 450m, 650m, 250m.

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Figura 5 - Localizao dos perfis eletromagnticos na rea de estudo.

4 - RESULTADOS E DISCUSSO

Os valores medidos para as componentes em fase e quadratura foram representados na forma de perfis, com as posies de medida na horizontal e os valores das componentes no eixo vertical. Essa representao permite que se visualize variaes laterais e se identifiquem eixos de condutores localizados na subsuperfcie, similares ao mostrado na Figura 4. Alm disso, as componentes em-fase e quadratura foram combinados atravs da frmula:

Z = F 2 + Q2 ,sendo Z o mdulo do campo, F o valor da componente em fase e Q o valor da componente em quadratura. O valor de Z adquirido, foi ento representado de modo a se visualizar a sua variao com a freqncia. Para isso, em cada posio de medida, os valores de Z foram

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colocados em um eixo vertical e a seguir correlacionados lateralmente, traando-se contornos de isovalores. Esse tipo de representao permite visualizar o comportamento do ambiente geolgico na direo vertical, abaixo das posies de medida, uma vez que a profundidade de investigao depende da freqncia (freqncias mais altas esto relacionadas com uma menor profundidade e freqncias mais baixas com maiores profundidades). Essa representao equivale, portanto, a uma sondagem vertical da subsuperfcie e segundo Silva (2002), os valores maiores de Z so associados s zonas mais condutoras da subsuperfcie, por exemplo as zonas argilosas. Abaixo se apresenta uma descrio das medidas obtidas nos 5 perfis e a sua interpretao.

a) Perfil 1 Os valores medidos ao longo deste perfil esto representados na Figura 6 (valores das componentes em fase e quadratura do campo magntico) e Figura 7 (contorno de isovalores do mdulo de campo). Ambas as formas de representao mostram a distncia percorrida de 600 metros no sentido oeste-leste para o perfil, que termina no Igarap Santo Antnio. A representao da Figura 6 permitiu a identificao de 5 eixos condutores cuja localizao mostrada por setas na figura. O eixo identificado na posio 100m da Figura 6 bem evidenciado na representao mostrada na Figura 7 pela zona condutora entre as posies 75m e 125m, que ocorre em todas as freqncias. possvel que tal condutividade esteja relacionada a mudanas litolgicas (material argiloso) em subsuperfcie ou presena de gua. Os outros eixos condutores evidenciados na Figura 6 (posies 225, 350, 400 e 525m) no parecem estender-se a grandes profundidades, conforme indica a representao mostrada na Figura 7. Os condutores a eles associados parecem ser essencialmente superficiais e podem ser devidos a solo mais mido e/ou argiloso. O condutor localizado na posio 525m pode tambm ser devido influncia antrpica, o que acarretou alteraes

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nos valores obtidos para esta estao. possvel que o contorno de isovalor 20 mostrado na Figura 7, possa ser correlacionado ao topo dos sedimentos laterticos menos condutivos do Grupo Barreiras. Nesse caso, os valores de contorno maiores que 20 estariam associados a sedimentos mais condutivos, provavelmente do Ps-Barreiras. A representao mostrada na Figura 7, ao ser correlacionada com os sedimentos da subsuperfcie, proporciona uma imagem geolgica aparente da

subsuperfcie. A imagem considerada aparente, devido no apresentar uma escala de profundidade definida.

Figura 6 - Valores dos componentes em-fase e quadratura do campo magntico secundrio para o Perfil 1.

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Figura 7 - Contorno de isovalores do mdulo do campo magntico (Z) contra a freqncia para o Perfil 1.

b) Perfil 2 O perfil 2 foi realizado no sentido S-N, cruza o perfil 1 e cobre uma distncia de 525m. Este perfil foi interrompido aos 525m devido a presena de uma torre de alta tenso, que influenciou nas medidas coletadas a partir desta posio. As observaes geolgicas de superfcie ao longo deste perfil permitiram identificar a presena de um terreno bastante argiloso e mido no decorrer de todo o seu percurso. As Figuras 8 e 9 mostram respectivamente as respostas obtidas para as componentes em-fase e quadratura e do mdulo do campo. Os valores das componentes em-fase e quadratura mostrados na Figura 8 permitiram a identificao de 3 eixos condutores. Esses eixos so bem evidentes em todas as freqncias embora as condutividades a eles associadas sejam maiores para as freqncias mais altas, conforme indica a representao da Figura 9. provvel que eles sejam devidos a presena de gua no solo, que neste perfil estava bem evidenciada superficialmente. O eixo condutor localizado na posio 350m parece ser o que se estende a maior profundidade, conforme sugere a representao da Figura 9. Considerando o contorno de isovalor 20 como o limite da zona latertica do Grupo Barreiras, o perfil pode ser usado como uma imagem aparente da subsuperfcie, conforme descrito anteriormente.

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Figura 8 - Valores das componentes em-fase e quadratura do campo magntico secundrio para o Perfil 2.

Figura 9 - Contorno de isovalores do mdulo do campo magntico (Z) contra a freqncia para o Perfil 2.

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c) Perfil 3 (rea do Exrcito) Este perfil foi realizado no sentido S-N, paralelo ao perfil 2, e cobriu a extenso de 450m. O perfil, semelhana do perfil 2 foi interrompido na torre de alta tenso. As medidas obtidas neste perfil encontram-se representadas nas Figuras 10 e 11. Quatro eixos de condutores podem ser identificados na Figura 10. Desses, a comparao com a representao do mdulo de campo na Figura 11, indica que os eixos localizados nas posies 175m e 375m associam-se a corpos condutores que se estendem a maiores profundidades. Como anteriormente, a Figura 11 mostra uma imagem geolgica aparente onde o topo do Grupo Barreiras se delineia atravs do contorno de valor 20. Figura 10 - Valores dos componentes em-fase e quadratura do campo magntico secundrio para o Perfil 3.

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Figura 11 - Contornos de isovalores do mdulo do campo magntico (Z) contra a freqncia para o Perfil 3.

d) Perfil 4 (rea da EMBRAPA) Este o perfil mais a oeste na rea estudada e foi realizado em rea pertencente EMBRAPA. O perfil se inicia prximo estrada de acesso e tem 650m de extenso em direo ao Norte. Os valores medidos so apresentados na forma de perfis das componentes em-fase e quadratura do campo magntico (Figura 12) e mdulo do campo (Figura 13). Na Figura 12 possvel identificarem-se 5 eixos de condutores. A comparao com a Figura 13 indica que os condutores associados aos eixos localizados nas posies 125m e 375m estendem-se a profundidades maiores que os outros. Ainda na Figura 12, verifica-se que no intervalo entre as estaes 25m e 100m do perfil, as curvas apresentam um comportamento anmalo caracterizado por diversas oscilaes. Possivelmente, isto se deve presena nesta rea de vrias interferncias antrpicas, como uma linha de transmisso e cercas de arame que a delimitam. A representao da Figura 13 indica que as zonas mais condutoras estendem-se a profundidades menores do que nos outros perfis. Nas posies entre 550m e 650m, por exemplo, h um predomnio de material mais resistivo prximo superfcie do terreno.

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Figura 12 - Valores das componentes em-fase e quadratura do campo magntico secundrio para o Perfil 4.

Figura 13 - Contorno de isovalores do mdulo do campo magntico (Z) contra a freqncia para o Perfil 4.

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e) Perfil 5 (Depsito de Resduos Slidos) Este o perfil localizado mais a leste na rea do estudo, mais precisamente na rea de Depsito de Resduos Slidos de Belm. Os valores obtidos ao longo deste caminhamento esto representados na Figura 14 (componentes em fase e quadratura do campo magntico) e Figura 15 (mdulo do campo).

Figura 14 - Valores das componentes em-fase e quadratura do campo magntico secundrio para o Perfil 5.

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Figura 15 - Contorno de isovalores do mdulo do campo magntico (Z) contra a freqncia para o Perfil 5.

As observaes feitas ao longo deste perfil permitiram estabelecer apenas um eixo de condutor na estao 75m (Figura 14). O eixo bem evidente em todas as freqncias (Figura 15) e a anlise em conjunto com os litotipos e as condies do ambiente (depsito de resduos), sugere que ele pode estar associado provavelmente presena de gua e/ou chorume. A zona condutora evidenciada estende-se em profundidade, porm no se propaga em direo ao Lago gua Preta.

7 - CONCLUSES A representao das medidas eletromagnticas na forma de perfis das componentes em fase e quadratura evidenciou diversos eixos de condutores. Por outro lado, a representao das medidas na forma de sondagens eletromagnticas (mdulo de campo versus freqncia) permitiu que se visualizasse a extenso em profundidade desses eixos. A distribuio espacial da condutividade evidenciada na representao das sondagens eletromagnticas, quando correlacionada com os tipos litolgicos observados nos poos de monitoramento existentes na rea, permite que se tenha uma pseudo-seo geolgica ou imagem geolgica aparente abaixo dos perfis de medidas. Essa pseudo-seo sugere que as oscilaes de condutividade evidenciadas com as medidas eletromagnticas relacionam-se muito mais com a litologia do que com a contaminao provocada por chorume proveniente do Depsito de Resduos Slidos do Aur. Apenas no perfil 5,

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realizado a partir do depsito de resduos, a zona anmala de condutividade pode ser devida ao chorume, porm ela no se estende lateralmente em direo ao Lago gua Preta.

AGRADECIMENTOS Os autores agradecem ao CNPq Conselho Nacional de Pesquisa, pelo financiamento do referido projeto de estudo atravs do Processo No 476923/01-8.

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

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