Impact of pit-toilet leachate on groundwater chemistry and role of vadose zone in removal of nitrate and E-coli pollutants in Kolar District, Karnataka, India

Assessment of chemistry of groundwater infiltrated by pit-toilet leachate and contaminant removal by vadose zone form the focus of this study. The study area is Mulbagal Town in Karnataka State, India. Groundwater level measurements and estimation of unsaturated permeability indicated that the leachate recharged the groundwater inside the town at the rate of 1 m/day. The average nitrate concentration of groundwater inside the town (148 mg/L) was three times larger than the permissible limit (45 mg/L), while the average nitrate concentration of groundwater outside the town (30 mg/L) was below the permissible limit. The groundwater inside the town exhibited E. coli contamination, while groundwater outside the town was free of pathogen contamination. Infiltration of alkalis (Na+, K+) and strong acids (Cl-, SO4 (2-)) caused the mixed Ca-Mg-Cl type (60 %) and Na-Cl type (28 %) facies to predominate groundwater inside the town, while, Ca-HCO3 (35 %), mixed Ca-Mg-Cl type (35 %) and mixed Ca-Na-HCO3 type (28 %) facies predominated groundwater outside/periphery of town. Reductions in E. coli and nitrate concentrations with vadose zone thickness indicated its participation in contaminant removal. A 4-m thickness of unsaturated sand + soft, disintegrated weathered rock deposit facilitates the removal of 1 log of E. coli pathogen. The anoxic conditions prevailing in the deeper layers of the vadose zone (> 19 m thickness) favor denitrification resulting in lower nitrate concentrations (28-96 mg/L) in deeper water tables (located at depths of -29 to -39 m).

Approach for the use of MSW settlement predictions in the assessment of landfill capacity based on reliability analysis

In the analysis and design of municipal solid waste (MSW) landfills, there are many uncertainties associated with the properties of MSW during and after MSW placement. Several studies are performed involving different laboratory and field tests to understand the complex behavior and properties of MSW, and based on these studies, different models are proposed for the analysis of time dependent settlement response of MSW. For the analysis of MSW settlement, it is very important to account for the variability of model parameters that reflect different processes such as primary compression under loading, mechanical creep and biodegradation. In this paper, regression equations based on response surface method (RSM) are used to represent the complex behavior of MSW using a newly developed constitutive model. An approach to assess landfill capacities and develop landfill closure plans based on prediction of landfill settlements is proposed. The variability associated with model parameters relating to primary compression, mechanical creep and biodegradation are used to examine their influence on MSW settlement using reliability analysis framework and influence of various parameters on the settlement of MSW are estimated through sensitivity analysis. (C) 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Seismic characterization and dynamic site response of a municipal solid waste landfill in Bangalore, India

Seismic design of landfills requires an understanding of the dynamic properties of municipal solid waste (MSW) and the dynamic site response of landfill waste during seismic events. The dynamic response of the Mavallipura landfill situated in Bangalore, India, is investigated using field measurements, laboratory studies and recorded ground motions from the intraplate region. The dynamic shear modulus values for the MSW were established on the basis of field measurements of shear wave velocities. Cyclic triaxial testing was performed on reconstituted MSW samples and the shear modulus reduction and damping characteristics of MSW were studied. Ten ground motions were selected based on regional seismicity and site response parameters have been obtained considering one-dimensional non-linear analysis in the DEEPSOIL program. The surface spectral response varied from 0.6 to 2g and persisted only for a period of 1s for most of the ground motions. The maximum peak ground acceleration (PGA) obtained was 0.5g and the minimum and maximum amplifications are 1.35 and 4.05. Amplification of the base acceleration was observed at the top surface of the landfill underlined by a composite soil layer and bedrock for all ground motions. Dynamic seismic properties with amplification and site response parameters for MSW landfill in Bangalore, India, are presented in this paper. This study shows that MSW has less shear stiffness and more amplification due to loose filling and damping, which need to be accounted for seismic design of MSW landfills in India.

Seismic characterization and dynamic site response of a municipal solid waste landfill in Bangalore, India

Seismic design of landfills requires an understanding of the dynamic properties of municipal solid waste (MSW) and the dynamic site response of landfill waste during seismic events. The dynamic response of the Mavallipura landfill situated in Bangalore, India, is investigated using field measurements, laboratory studies and recorded ground motions from the intraplate region. The dynamic shear modulus values for the MSW were established on the basis of field measurements of shear wave velocities. Cyclic triaxial testing was performed on reconstituted MSW samples and the shear modulus reduction and damping characteristics of MSW were studied. Ten ground motions were selected based on regional seismicity and site response parameters have been obtained considering one-dimensional non-linear analysis in the DEEPSOIL program. The surface spectral response varied from 0.6 to 2g and persisted only for a period of 1s for most of the ground motions. The maximum peak ground acceleration (PGA) obtained was 0.5g and the minimum and maximum amplifications are 1.35 and 4.05. Amplification of the base acceleration was observed at the top surface of the landfill underlined by a composite soil layer and bedrock for all ground motions. Dynamic seismic properties with amplification and site response parameters for MSW landfill in Bangalore, India, are presented in this paper. This study shows that MSW has less shear stiffness and more amplification due to loose filling and damping, which need to be accounted for seismic design of MSW landfills in India.

Estudo preliminar da determinação de amônio por cromatografia de íons e sua remoção em lixiviados de resíduos sólidos utilizando argilas

A quantidade de resíduos gerados tem crescido rapidamente, sendo maior que a taxa de crescimento populacional, indicando um aumento na geração per capita. Este fato torna preocupante a maneira como é realizada a disposição final de resíduos e o impacto ambiental gerado com isso. Dentre os impactos está a produção de chorume, um poluente de elevada carga orgânica com altas concentrações de amônio e forte coloração, produzido pela decomposição química e microbiológica dos resíduos sólidos depositados em um aterro. Em locais de destino como aterros sanitários, este chorume é drenado para tratamento a fim de não impactar o local onde foi implantado o aterro. Porém, no Brasil, em grande parte dos casos, este tratamento não acontece, deixando o ambiente mais suscetível à contaminação. Este trabalho teve como finalidade determinar a quantidade de amônio presente em amostras de chorume do aterro de Gramacho no Rio de Janeiro, utilizando a cromatografia de íons para a sua quantificação, além de estudar a remoção de amônio por processos de adsorção em materiais como argilominerais. As amostras de chorume in natura apresentaram valores de pH em torno de 8,0 e concentrações de amônio entre 1665,0 e 2788,8 mg.L-1. Nas amostras analisadas após a destilação do chorume foram encontrados valores de pH entre 8,6 e 9,7 e concentrações de amônio de até 6362,3 mg.L-1, verificando que a maior concentração deste íon é arrastada nos primeiros 50 mL da destilação. Os testes de adsorção obtiveram um potencial de remoção de até 47 % do total de amônio. A metodologia aplicada se mostrou eficiente para determinação de amônio, uma vez que o tratamento prévio minimiza a ação de interferentes. Os baixos valores de remoção de amônio reforçam a necessidade de maior aprofundamento deste estudo, o que seria uma alternativa interessante para minimizar a ação deste poluente no meio ambiente

Avaliação do processo de tratamento de chorume do aterro sanitário de Jardim Gramacho utilizando a técnica de Eletro-Fenton

Este trabalho compara a utilização do tratamento eletrolítico e do tratamento Eletro-Fenton, em corrente alternada (CA), no chorume proveniente do aterro de Gramacho, no estado do Rio de Janeiro. O tratamento eletrolítico consiste em utilizar eletrodos de Fe em contato com a eletricidade, que em pH adequado, sofrem dissolução formando o agente coagulante in situ. O tratamento Eletro-Fenton consiste na geração de um dos componentes do reagente de Fenton pelo método eletrolítico. Nesse trabalho o reagente de Fenton é formado pelos íons ferro gerados pelo tratamento eletrolítico unindo-se ao peróxido de hidrogênio 30% adicionado exteriormente. Amostras do chorume foram caracterizadas pelos parâmetros pH, condutividade, salinidade, temperatura, turbidez, sólidos totais dissolvidos (STD) e Demanda Química de Oxigênio (DQO). O uso do tratamento eletrolítico só mostrou resultados de remoção para DQO e cor. Para garantir um melhor desempenho na remoção de DQO e cor e encontrar valores de remoção para a turbidez foi necessário o uso do tratamento Eletro-Fenton. Alguns parâmetros são importantes no uso dessa técnica, tais como pH, dosagem de peróxido, intensidade de corrente e tempo reacional. Os resultados obtidos para a remoção de DQO, cor e turbidez, foram respectivamente, 74%, 95% e 95%, nas condições operacionais: pH 4, dosagem de 5 mL de peróxido de hidrogênio a 30 %, intensidade de corrente de 2A e tempo reacional de 30 minutos. O tratamento Eletro-Fenton se mostrou mais favorável, pois o tratamento eletrolítico nas mesmas condições operacionais, só apresentou resultado de remoção de DQO que foi de 56%, mesmo sendo o consumo energético idêntico para ambos os processos (0,6 k W h m-3)

Análise das estimativas de emissão de metano por aterros sanitários em projetos de MDL no Brasil.

Para a maioria dos municípios brasileiros, a instalação de um aterro sanitário é um desafio, sendo uma das dificuldades o custo elevado. Existem algumas formas de mitigar estes custos e uma delas é através do mercado de emissões. Com planejamento prévio suficiente, é possível queimar o metano gerado através da degradação do resíduo, podendo resultar em benefícios para o aterro tanto através do aproveitamento (geração de energia ou venda direta) quanto recebimento de algum tipo de certificado de emissões negociável. Incluído neste planejamento prévio suficiente está a realização da estimativa ex-ante de emissão de metano para saber previamente qual será o aproveitamento mais indicado e a eventual receita oriunda da queima. Quando analisados os projetos de MDL feitos em aterros sanitários, pode ser notado que estas estimativas são muitas vezes mal feitas, gerando valores estimados muito acima do realmente observado durante a operação. Este erro acarreta uma perda de credibilidade deste tipo de projeto, já que o número esperado é raramente alcançado. Existem alguns fatores que contribuem para esta discrepância de valores, sendo problemas operacionais (como exemplo podem ser citados deficiência no sistema de captura do biogás e problemas na captação e recirculação de lixiviado) e de modelagem (utilização de valores de entrada experimentais obtidos sob situações muito diferentes das encontradas nos aterros brasileiros, por exemplo) os possíveis principais vilões. Este trabalho visa apresentar e discutir os principais problemas na realização de estimativas prévias de emissão de metano em aterros sanitários utilizando projetos brasileiros de MDL registrados e que estejam atualmente emitindo créditos de carbono como base para analisar a qualidade das estimativas feitas atualmente. Além disto, busca-se também entrevistar profissionais da área para tentar obter diferentes pontos de vista sobre esta questão. Fica claro que os valores estimados, de um modo geral, são entre 40 e 50% superiores aos observados. Metade dos especialistas aponta problemas operacionais diversos como os principais contribuintes desta diferença, mas problemas na modelagem parecem influenciar decisivamente na realização das estimativas. A utilização de valores de entrada no modelo precisa ser criteriosamente analisada e devem ser utilizados números obtidos através de pesquisas que representem a realidade do aterro em questão.