Análise de fluxo de carbono, nitrogênio e fósforo e avaliação de impactos ambientais em aterro sanitário e na compostagem de resíduos sólidos urbanos

Abstract

No Brasil, quase 60% dos resíduos sólidos urbanos (RSU) são destinados a aterros sanitários. No estado do Rio Grande do Sul este número é de aproximadamente 70%. Em Porto Alegre, o Aterro Sanitário da Extrema (ASE) foi o primeiro a operar de 1997 a 2002. Desde o início da sua operação, em 1997, até hoje, a geração de lixiviado no ASE continua a ser monitorada. Após 12 anos do seu encerramento o aterro ainda apresentava elevado potencial poluidor devido, especialmente, às suas concentrações remanescentes de matéria carbonácea biodegradável representada pelas médias de 459,25 mg DBO5/L e 1187,5 mg DQO/L, e nitrogênio com uma média de 1103 mg N/L. Os resíduos e, consequentemente os gases e o lixiviado do aterro são compostos por substâncias, destacando-se o nitrogênio (N), o fósforo (P) e o carbono (C). A fim de avaliar a recuperação e reutilização destes nutrientes, é necessário um estudo mais detalhado dos sistemas de gerenciamento de resíduos e das diferentes rotas de determinadas substâncias em um aterro sanitário. A Análise de Fluxo de Substâncias (AFS) é uma ferramenta útil para determinar os fluxos destes nutrientes em um aterro sanitário. Este trabalho teve por objetivo aplicar a ferramenta de AFS no ASE no período de 1997 a 2002 e na compostagem destes resíduos para avaliar os fluxos de carbono, nitrogênio e fósforo. Além disso, estimou-se a geração de gases e os potenciais impactos ambientais nos dois sistemas. Para a AFS utilizou-se o programa STAN 2.6 e para a avaliação de impactos ambientais a metodologia CML-IA. De 1997 a 2002 o ASE recebeu 231.417 toneladas de carbono, das quais aproximadamente 98.982,8 toneladas foram perdidas através de emissões atmosféricas e do lixiviado, permanecendo 132.434,2 toneladas aterradas. O ASE recebeu 5.531,8 toneladas de nitrogênio, perdeu 4.290 toneladas e acumulou 1.061,5 toneladas. Quanto ao fósforo das 696,15 toneladas aterradas, apenas 6,47 toneladas foram perdidas em 20 anos. O potencial de aquecimento global do ASE foi de 2.090.628 t CO2 eq., de acidificação 6.761,5 t SO4 eq. e o potencial de eutrofização 1.479 t PO4 eq. Na compostagem as perdas de carbono variaram de 35.806 a 78.546 toneladas e as de nitrogênio de 759,96 a 2.004 toneladas. Quanto aos potenciais impactos ambientais na compostagem o potencial de aquecimento global variou de 171.066,87 a 392.959,51 t CO2 eq., de acidificação variou de 0,06 a 0,16 t SO4 eq. e o potencial de eutrofização de 339,70 a 895,99 t PO4 eq. A destinação da matéria orgânica ou mesmo da fração rapidamente degradável (RD) para um sistema de compostagem vai de encontro à Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS) a qual determina que aterros sanitários recebam apenas rejeitos e não mais matéria orgânica. Tal prática evitaria o desperdício de substâncias já que estas deixam de ser apenas aterradas para encontrarem um novo uso como composto orgânico.

In Brazil, almost 60% of the urban solid wastes (USW) are sent to sanitary landfills. In the state of Rio Grande do Sul (RS) this number is approximately 70%. In Porto Alegre, the Extrema Sanitary Landfill (ASE- Aterro Sanitário da Extrema) was the first to operate from 1997 to 2002. Leachate generation at ASE has been monitored from the beginning of its operation in 1997 until today. Twelve years after it was closed down the landfill still presented a high polluting potential due, mainly, to its remaining concentrations of biodegradable carbon material represented by the averages of 459.25 mg BOD5/L and 1187.5 mg COD/L, and nitrogen with an average of 1103 mgN / L. The wastes, and consequently the gases and the landfill leachate, are composed by substances, mainly nitrogen (N), phosphorus (PH) and carbon ( C ). In order to evaluate the recovery and reuse of these nutrients, it is necessary to perform a more detailed study of the waste management systems and the different routes taken by certain substances in a sanitary landfill. Substance Flow Analysis (SFA) is a useful tool to determine the flows of these nutrients there. The objective of this study was to apply the SFA tool at ASE during the period from 1997 to 2002, and on composting these wastes to evaluate the carbon, nitrogen and phosphorus flows. In addition, the generation of gases and potential environmental impacts on both systems were estimated. Program STAN 2.6 was used for SFA, and the CML-IA methodology was used to evaluate environmental impacts. From 1997 to 2002, ASE received 231,417 tons of carbon, of which approximately 98,982.8 tons were lost through atmospheric emissions and leachate, and 132,434.2 tons remained in the landfill. ASE received 5,531.8 tons of nitrogen, lost 4,290 tons and accumulated 1,061.5 tons. As to phosphorus, of the 696.15 tons landfilled only 6.47 tons were lost in 20 years. The global warming potential of ASE was 2,090,628 t CO2 eq, of acidification 6,761.5 t SO4 eq and the potential for eutrophication was 1,479 t PO4 eq. In composting, the carbon losses varied from 35,806 to 78,546 tons and those of nitrogen from 759.96 to 2,004 tons. As to the potential environmental impacts in composting, the potential for global warming varied 171,066.87 to 392,959.51 t CO2 eq, of acidification which varied from 0.06 to 0.16 t SO4 eq and the potential for eutrophication from 339.70 to 895.99 t PO4 eq. The disposal of the organic matter or even of the rapidly degradable fraction (RD) to a composting system is in accordance with the National Policy for Solid Wastes (PNRS-Política Nacional de Resíduos Sólidos) which determines that sanitary landfills should receive only rejects but no longer organic matter. This practice would avoid wasting substances, since they no longer will be landfilled but find a new use as organic compost.