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Proposal for MSW contaminant classification applied to a tropical aquifer

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Abstract

Groundwater is a natural resource exploited worldwide causing danger due to the lixiviation of waste deposited, which presents high potential degradation. Internationally, regulation aims for the maintenance of the quality of this resource. But the local lithology, mainly in countries with tropical weather, was not considered. This paper has an objective to propose two methodologies of contaminant identification of municipal solid waste (MSW) considering the Brazilian regulation, the local lithology and the temporal aspect. The study site is located in the midwest of São Paulo, at the Marília Formation, Bauru Aquifer, which presents sandstone rich in calcite. At first, the historic monitoring data accumulated between 2002 and 2015 were statistically organized. Then, methodologies of classification of major constituents and contamination method were developed. After these analyses, the compounds that possibly cause anomaly in the local environment are Al, As, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, phosphatic, nitrogenous, and sulfated compounds, Fe, K, Mn, Ni, and Pb. Some of these have lithogenic genesis typical of tropical environment, and others come from the disposed waste. Despite different approaches, both methods demonstrate efficiency in identifying the pollutants presenting distinctions among themselves in conjunction with actual local regulation and the lithogenic source of certain compounds.

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References

  • ABRELPE, Associação Brasileira de Empresas de Limpeza Pública e Resíduos Especiais (2017) Panorama dos Resíduos Sólidos no Brasil—2016. http://www.abrelpe.org.br/panorama_apresentacao.cfm

  • Akinbile C, Yusoff MS (2011) Environmental impact of leachate pollution on groundwater supplies in Akure, Nigeria. Int J Environ Sci Dev 2(1):81–89

    Article  Google Scholar 

  • Alves CFC, Bertolo RA (2012) Geoquímica de águas subterrâneas impactadas por aterros de resíduos sólidos. Águas Subterrâneas 26(1):136

  • ANA, Agência Nacional de Águas do Brasil (2013) Conjuntura dos recursos hídricos no Brasil: 2013 / Agência Nacional de Águas – Brasília: ANA. http://www3.snirh.gov.br/portal/snirh/centrais-de-conteudos/conjuntura-dos-recursos-hidricos/conj2013_rel.pdf

  • Appelo CAJ, Postma D (2005) Geochemistry, groundwater and pollution. CRC Press. doi:https://doi.org/10.1201/9781439833544

  • Aris AZ, Praveena SM, Abdullah MH, Radojevic M (2012) Statistical approaches and hydrochemical modelling of groundwater system in a small tropical island. J Hydroinf 14(1):206–220. https://doi.org/10.2166/hydro.2011.072

    Article  Google Scholar 

  • Associação Brasileira de Normas Técnicas (1997) NBR13895 - NBR13895: Construção de poços de monitoramento e amostragem - Procedimento

  • Associação Brasileira de Normas Técnicas (2007) NBR15495-1: Poços de monitoramento de águas subterrâneas em aqüíferos granulares - Parte 1: Projeto e construção

  • Associação Brasileira de Normas Técnicas (2008) NBR15495-2: Poços de monitoramento de águas subterrâneas em aqüíferos granulares - Parte 2: Procedimento

  • Associação Brasileira de Normas Técnicas (2010) NBR15847: Amostragem de água subterrânea em poços de monitoramento - Métodos de purga

  • Barella CF, Bacellar LAP, Nalini HA (2013) Influence of the natural oxidation of the leachate organic fraction from a landfill on groundwater quality, Belo Horizonte: Minas Gerais, south-eastern Brazil. Environmental earth sciences 70(5):2283–2292. https://doi.org/10.1007/s12665-013-2284-4

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Barreto JCF (2011) Água mineral na região metropolitana do Recife: riscos de contaminação nos aquíferos. Dissertation, Universidade Federal do Pernambuco

  • Beck MH et al (2009) Monitoramento das águas subterrâneas e lixiviado do local de disposição dos resíduos sólidos urbanos do município de Passo Fundo. Rev Agrogeoambiental 1(3):43–48

  • Brasil (2009) Conselho Nacional do Meio Ambiente – CONAMA. Resolução n o 420, de 28 de dezembro de 2009. Dispõe sobre critérios e valores orientadores de qualidade do solo quanto à presença de substâncias químicas e estabelece diretrizes para o gerenciamento ambiental de áreas contaminadas por essas substâncias em decorrência de atividades antrópicas. Diário Oficial da República Federativa do Brasil, Poder Executivo, Brasília, DF, 30 dez. 2009. Seção 1, 20p

  • Campos MCC (2011) Atributos dos solos e riscos de lixiviação de metais pesados em solos tropicais (Soil attributes and risk of leaching of heavy metals in tropical soils). Ambiência 6(3):547–565

    Google Scholar 

  • Carvalho JC et al (2012) Tópicos sobre infiltração: teoria e prática aplicadas a solos tropicais. Faculdade de Tecnologia, Brasília

    Google Scholar 

  • Casarini DCP et al (2002) Critérios de qualidade de solos e águas subterrâneas no estado de São Paulo – valores orientadores. In CONGRESSO BRASILEIRO DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS (Vol. 12)

  • Cavassan O and Weiser VL (2015) Vascular flora of the cerrado of Bauru-SP. Biota Neotropica 15(3):1–14

  • Cerna CEL (2008) Degradação da Amônia em Efluentes com Ácido de Caro. 2008. Thesis, PUC-Rio

  • CETESB, Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (2013) Qualidade das águas subterrâneas do estado de São Paulo 2010–2012 [recurso eletrônico]/CETESB, São Paulo. http://cetesb.sp.gov.br/wp-content/uploads/sites/42/2013/11/aguas_sub_2012.pdf

  • CETESB, Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (2016) Inventário estadual de resíduos sólidos urbanos 2015 [recurso eletrônico]/CETESB, São Paulo. http://www.cetesb.sp.gov.br/solo/publicações-e-Relatórios/1-Publicações-/Relatórios

  • Christensen TH, Kjeldsen P, Bjerg PL, Jensen DL, Christensen JB, Baun A, Albrechtsen HJ, Heron G (2001) Biogeochemistry of landfill leachate plumes. Appl Geochem 16(7):659–718. https://doi.org/10.1016/S0883-2927(00)00082-2

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Conde TT et al (2015) Aterro sanitário como alternativa para a preservação ambiental. Rev Bra Ciências Amazôn 3(1):69–80

    Google Scholar 

  • Danielopol DL, Griebler C, Gunatilaka A, Notenboom J (2003) Present state and future prospects for groundwater ecosystems. Environ Conserv 30(02):104–130. https://doi.org/10.1017/S0376892903000109

    Article  CAS  Google Scholar 

  • DOPESP, Diário Oficial Poder Executivo de São Paulo (2014) DD n° 045/2014/e/c/i, February 20th, 2014 – Valores Orientadores para Solo e Água Subterrânea no Estado de São Paulo – 2014. https://www.imprensaoficial.com.br/DO/BuscaDO2001Documento_11_4.aspx?link=/2014/executivo%2520secao%2520i/fevereiro/21/pag_0053_AQ9448JS4VBDIe1KOELIC1L4BSV.pdf&pagina=53&data=21/02/2014&caderno=Executivo%20I&paginaordenacao=100053

  • EMDURB, Empresa Municipal de Desenvolvimento Urbano e Rural de Bauru (2010) Projeto Básico e Executivo de Ampliação – Aterro Sanitário de Bauru Área Contígua

  • EMDURB, Empresa Municipal de Desenvolvimento Urbano e Rural de Bauru (2015) Histórico do Aterro. http://www.emdurb.com.br/ambiental/index_ambiental.php. Acessed 15 de Junho de 2015

  • EMDURB, Empresa Municipal de Desenvolvimento Urbano e Rural de Bauru (2016) Relatórios de caracterização do chorume do Aterro de Resíduos Sólidos de Bauru de 2003-2015

  • Fatta D, Papadopoulos A, Loizidou M (1999) A study on the landfill leachate and its impact on the groundwater quality of the greater area. Environ Geochem Health 21(2):175–190. https://doi.org/10.1023/A:1006613530137

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Figueiredo JC, Paz RS (2010) Nova classificação climática e o aspecto climatológico da cidade de Bauru/São Paulo. http://www.ipmet.unesp.br/4estacoes/#

  • FIPAI, Fundação para o Incremento da Pesquisa e do Aperfeiçoamento Industrial (1992) Aterro Sanitário da Cidade de Bauru-SP. EIARIMA (Relatório de Impacto Ambiental—Relatório de Impacto do Meio Ambiente, Vol. 1 ao 5. São Carlos-SP apud Mondelli G. et al. (2016) Avaliação da contaminação no entorno de um aterro de resíduos sólidos urbanos com base em resultados de poços de monitoramento. Eng Sanit Ambient 21(1):189–182 

  • Quevauviller P et al (2009) Groundwater monitoring. Wiley-Blackwell, Chichester

  • Fransson R et al (2006) A geochemical analysis of leachate plumes from two abandoned landfills. Present and long-term effects on groundwater. Vatten 62(3):265

    CAS  Google Scholar 

  • Freeze RA, Cherry JA (1979) Groundwater. Prentice-Hall, New Jersey

  • Freire O (2006) Solos das regiões tropicais. FEPAF, Botucatu

  • Gómez-Puentes FJ, Reyes-López JA, López DL, Carreón-Diazconti C, Belmonte-Jiménez S (2014) Geochemical processes controlling the groundwater transport of contaminants released by a dump in an arid region of México. Environmental earth sciences 71(2):609–621. https://doi.org/10.1007/s12665-013-2456-2

    Article  Google Scholar 

  • Gun J (2012) Groundwater and global change: trends, opportunities and challenges. United Nations World Water Assessment Programme, UNESCO, SIDE Publications Series, 1, pp 1–38

  • Health Canada (2016) Sulphide (as H2S). http://healthycanadians.gc.ca/publications/healthy-living-vie-saine/water-sulphide-sulfure-eau/alt/water-sulphide-sulfure-eau-eng.pdf. Accessed 21 June 2016

  • Hypolito R et al (2011) Geoquímica da Interação–Água/Rocha/Solo Estudos Preliminares. All Print, São Paulo

    Google Scholar 

  • IBGE, Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (2015) Estimativa de População 2014 de Bauru. http://cidades.ibge.gov.br/xtras/perfil.php?codmun=350600. Accessed 16 de Junho de 2015

  • Iritani MA, Ezaki S (2012) As águas subterrâneas do Estado de São Paulo. http://www.igeologico.sp.gov.br/downloads/livros/cart_AG_SB.pdf

  • Jesus LS et al (2013) Investigação da condutividade hidráulica dos solos de uma área de aterro de resíduos sólidos urbanos por meio de ensaios de campo e laboratório. Ciência & Engenharia 22(1):21–28

  • Lago et al (2006) Aplicação integrada de métodos geofísicos em uma área de disposição de resíduos sólidos urbanos em Bauru-SP. Rev Bras Geofís 24:357–374

    Google Scholar 

  • Lollar BS (2005) Environmental geochemistry. Elsevier, Amsterdam

  • Lousada V (2016) Empresa com aterro em Piratininga vence disputa por lixo de Bauru. JC NET, Bauru, 13 maio 2016 http://www.jcnet.com.br/Geral/2016/05/empresa-com-aterro-em-piratininga-vence-disputa-por-lixo-de-bauru.html. Acessed 24 May 2016

  • Mangimbulude JC, Breukelen BM, Krave AS, Straalen NM, Röling WFM (2009) Seasonal dynamics in leachate hydrochemistry and natural attenuation in surface run-off water from a tropical landfill. Waste Manag 29(2):829–838. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2008.06.020

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Maranho AS (2008) Potencial de geração de energia elétrica a partir de resíduos sólidos urbanos para Bauru e região. Dissertation, Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”

  • Mondelli G (2008) Integração de diferentes técnicas de investigação para avaliação da poluição e contaminação de uma área de disposição de resíduos sólidos urbanos. Thesis, Universidade de São Paulo

  • Mondelli G, Giacheti HL, Boscov MEG, Elis VR, Hamada J (2007) Geoenvironmental site investigation using different techniques in a municipal solid waste disposal site in Brazil. Environ Geol 52(5):871–887. https://doi.org/10.1007/s00254-006-0529-1

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Mondelli G et al (2016) Avaliação da contaminação no entorno de um aterro de resíduos sólidos urbanos com base em resultados de poços de monitoramento. Eng Sanit Ambient 21(1):189–182

    Article  Google Scholar 

  • Mor S, Ravindra K, Dahiya RP, Chandra A (2006) Leachate characterization and assessment of groundwater pollution near municipal solid waste landfill site. Environ Monit Assess 118(1–3):435–456. https://doi.org/10.1007/s10661-006-1505-7

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Morgenthaler S (2009) Exploratory data analysis: Wiley Interdisciplinary Reviews Computational Statistics, 1(1), 33–44. https://doi.org/10.1002/wics.2

  • Mucelin CA, Bellini M (2008) Lixo e impactos ambientais perceptíveis no ecossistema urbano. Soc Nat 20(1):111–124. https://doi.org/10.1590/S1982-45132008000100008

    Article  Google Scholar 

  • Nascimento VF, Da Silva AM (2014) Identifying problems for choosing suitable areas for installation of a new landfill through GIS technology: a case study. J Air Waste Manage Assoc 64(1):80–88

    Article  Google Scholar 

  • Norman DI (2001) Arsenic geochemistry and remediation using natural materials. In: International Seminar on Nuclear War and Planetary Emergencies: 25th Session: “E. Majorana” Centre for Scientific Culture, Erice, Italy, 19–24 August, 2000. World Scientific, 2001. p 68

  • Oliveira S, Pasqual A (2004) Avaliação de parâmetros indicadores de poluição por efluente líquido de um aterro sanitário. Engenharia Sanitária Ambient 9(3):240–249. https://doi.org/10.1590/S1413-41522004000300010

    Article  Google Scholar 

  • Osman KT (2013) Soils: principles, properties and management. Springer Netherlands, Dordretch/Boston/London. https://doi.org/10.1007/978-94-007-5663-2

  • Rebouças AC (2002) A inserção da água subterrânea no sistema nacional de gerenciamento. Rev Bras Recur Hidr 7(4):39–50

  • Renou S, Givaudan JG, Poulain S, Dirassouyan F, Moulin P (2008) Landfill leachate treatment: review and opportunity. J Hazard Mater 150(3):468–493. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2007.09.077

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Rodrigues ASL, Júnior HAN (2009) Valores de background geoquímico e suas implicações em estudos ambientais. Rem: Revista Escola de Minas 62(2):155–165

    Google Scholar 

  • Rosenberger M et al (2013) Vulnerabilidade natural à contaminação do sistema aquífero bauru na área urbana do município de Bauru (SP). Rev Instit Geol 34:51–57

    Google Scholar 

  • Santos GO, Medeiros PA (2011) Estudo preliminar da qualidade das águas subterrâneas na área de influência do aterro sanitário de Caucaia. Conexões-Ciência Tecnol 5(3):61–70

  • Schwarzenbach RP et al (2010) Global water pollution and human health. Annu Rev Environ Resour 35:109–136

    Article  Google Scholar 

  • Van Breemen N, Buurman P (2002) Soil formation. Springer Netherlands, Dordretch/Boston/London. https://doi.org/10.1007/0-306-48163-4

  • Wernick E (2004) Rochas magmáticas conceitos fundamentais e classificação modal, química, termodinâmica e tectônica. UNESP, São Paulo

  • WHO, World Health Organization (2011) Guidelines for drinking-water quality: Fourth Edition. World Health Organization, Geneva

  • Yong RN (2000) Geoenvironmental engineering: contaminated soils, pollutant fate, and mitigation. CRC Press, USA. https://doi.org/10.1201/9781420036886

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Acknowledgments

The authors thank the interest, support, and provision of the data by the Bauru Municipal Urban and Rural Development Company (EMDURB) as well as the academic scholarship granted by the Federal University of ABC and the financial support of previous works by the State of São Paulo Research Foundation (FAPESP). We also thank MSc Mariana Hayashi Garcia for the assistance in translating this article.

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Authors and Affiliations

  1. Engineering, Modelling and Applied Social Sciences Centre, UFABC – Universidade Federal do ABC, Av. dos Estados, 5001, Bairro Santa Terezinha, Santo André, SP, CEP 09210-580, Brazil

    Gabriel Messias Moura de Faria & Giulliana Mondelli

Authors
  1. Gabriel Messias Moura de Faria
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  2. Giulliana Mondelli
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Correspondence to Gabriel Messias Moura de Faria.

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Responsible editor: Philippe Garrigues

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de Faria, G.M.M., Mondelli, G. Proposal for MSW contaminant classification applied to a tropical aquifer. Environ Sci Pollut Res 25, 9771–9796 (2018). https://doi.org/10.1007/s11356-017-1046-3

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