Adsortion of toxic metals in compacted soil liners in sanitary lands.

Nos aterros sanitários, a camada de base usada para a impermeabilização deve garantir que não haja migração de poluentes para o meio ambiente, sendo denominada de liner. A avaliação dos mecanismos que regem o transporte de contaminantes nos materiais geológicos pode ser realizada em laboratório por meio de ensaios de equilíbrio em lote, que consiste em uma forma rápida de estimar a adsorção de cátions metálicos pelos solos. O objetivo desse trabalho foi avaliar a adsorção de metais tóxicos em dois liners de solos compactados, com composições diferentes, utilizando os ensaios de equilíbrio em lote. Os solos estudados compreendem ao liner da base de uma célula experimental, que simula um aterro sanitário, e um liner da base de um aterro em escala real, localizado no município de Campina Grande-PB. O liner usada na célula experimental é composta por solo natural compactado, enquanto que no aterro sanitário, foi realizada a adição de bentonita ao solo local, sendo essa mistura, posteriormente, compactada. As amostras de solos do liner da célula experimental foram coletadas em uma jazida localizada no município de Boa Vista-PB, a qual encontra-se situado a 50 km do município de Campina Grande-PB. O solo do liner usado no aterro sanitário, foi coletado na área do próprio aterro, que se localiza em Catolé de Boa Vista, distrito de Campina Grande-PB. As amostras dos respectivos liners foram coletadas, armazenadas no Laboratório de Geotecnia Ambiental, do Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal de Campina Grande, e preparadas para a caracterização geotécnica, físico-química e mineralógica. No ensaio de equilíbrio em lote foram utilizadas soluções com proporção solo-solução 1: 12,5 (4g de solo seco para 50 mL de solução). As isotermas experimentais obtidas foram ajustadas estatisticamente aos modelos físico-químicos de adsorção linear, de Langmuir e Freundlich. Os ajustes das curvas experimentais foram realizados pelo método interativo de Gauss-Newton. A ferramenta utilizada foi o software STATISTICA 8.0, utilizando modelos não-lineares e empregando o método dos mínimos quadrados, considerando como critério o maior coeficiente de determinação (R2). O modelo de Langmuir e de Freundlich se ajustaram melhor às isotermas do solo do liner da célula experimental, enquanto que a adsorção ocorrida no liner do aterro sanitário foi melhor ajustada ao modelo de Langmuir. Os diferentes solos estudados neste trabalho apresentaram propriedades adsortivas para todos os metais, o que o viabiliza para ser empregado em camadas de base de solo compactado para aterros sanitário, além de outras aplicações em geotecnia ambiental. Dentre os metais pesquisados, o chumbo se destacou por apresentar a maior adsorção em relação aos demais metais em ambos os solos. A caracterização geotécnica, físico-química e mineralógica, bem como o comportamento adsortivo dos solos, verificado por meio de ensaio de equilíbrio em lote, indica que os materiais estudados apresentam um relevante potencial para o uso em liners para aterros sanitários.In sanitary landfills, the base layer used for waterproofing should ensure that there is no migration of pollutants into the environment and is called a liner. The evaluation of the mechanisms governing the transport of contaminants in the geological materials can be carried out in the laboratory by means of equilibrium tests in lot, which consists of a quick way of estimating the adsorption of metallic cations by the soils. The objective of this work was to evaluate the adsorption of toxic metals in two liners of compacted soils, with different compositions, using the equilibrium assays in lot. The studied soils comprise the base liner of an experimental cell, which simulates a sanitary landfill, and a liner from the base of a real-scale landfill, located in the municipality of Campina Grande-PB. The liner used in the experimental cell is composed of compacted natural soil, while in the sanitary landfill, the addition of bentonite was carried out to the local soil, and this mixture was later compacted. Soil samples from the liner of the experimental cell were collected in a field located in the municipality of Boa Vista-PB, which is located at 50 km from the city of Campina Grande-PB. The soil of the liner used in the sanitary landfill was collected in the landfill site, which is located in Catolé de Boa Vista, a district in Campina Grande-PB. The samples of the respective liners were collected, stored in the Laboratory of Environmental Geotechnics, from the Department of Civil Engineering in the Federal University of Campina Grande, and prepared for the geotechnical, physical-chemical and mineralogical characterization. In the equilibrium assay in lot, solutions with 1: 12,5 soil-solution ratio (4g of dry soil for 50 ml solution) were used. The experimental isotherms obtained were statistically adjusted to the physical-chemical models of linear adsorption, Langmuir and Freundlich. The adjustments of the experimental curves to the models were performed using the STATISTICA 8.0 software, applying the nonlinear regression of the least squares method, using the Gauss-Newton algorithm. Considering the R2 ≥ 0.7 criterion, the Langmuir and Freundlich model were better fitted to the liner soil isotherms of the experimental cell, while the adsorption occurred in the liner of the sanitary landfill was better fitted to the Langmuir model. The different soils studied in this work presented adsorptive properties for all metals, which makes it feasible to be used in compacted soil base layers for sanitary landfills, as well as other applications in environmental geotechnics. Among the metals studied, the Pb was distinguished by the higher adsorption in relation to the other metals in both soils. The geotechnical, physical-chemical and mineralogical characterization, as well as the adsorptive behavior of the soils, verified by means of a balance test in lot, indicates that the studied materials present a relevant potential for the use in liners for sanitary landfills