Contamination of Soil and Groundwater with Toxic Heavy Metals near Lapite Dumpsite in Ibadan, Nigeria

Resumo Técnico: Contaminação do Solo e das Águas Subterrâneas com Metais Pesados Tóxicos Próximo ao Aterro Sanitário de Lapite em Ibadan, Nigéria

Definição do Problema
A gestão de resíduos sólidos urbanos (RSU) em nações em desenvolvimento, particularmente em Ibadan, Nigéria, apresenta desafios ambientais significativos devido a práticas de descarte não controladas. O aterro de Lapite, uma instalação aberta e não impermeabilizada que atende a uma população urbana em rápido crescimento, carece de medidas adequadas de contenção. Consequentemente, há um alto risco de lixiviados contendo metais pesados tóxicos percolando através da matriz do solo para os aquíferos subjacentes e para a água de poços residenciais próximos. Embora estudos anteriores tenham identificado a contaminação por metais pesados em tais ambientes, havia a necessidade de avaliar o impacto específico dos processos de combustão e da acumulação de longo prazo tanto nos perfis do solo (em várias profundidades) quanto na qualidade das águas subterrâneas ao longo de uma década.

Metodologia
O estudo empregou uma análise comparativa de amostras de solo e água coletadas no aterro de Lapite e em um site de controle (um jardim botânico com terra virgem).

• Cronograma de Amostragem: Os dados foram coletados em maio de 2010 e revisitados em julho de 2020 para avaliar as mudanças temporais nas concentrações de metais.
• Amostragem de Solo: Dez locais aleatórios no aterro foram amostrados em três profundidades (0–15 cm, 15–30 cm e 30–45 cm) utilizando uma trado de solo. As amostras de controle foram retiradas de dois locais no jardim botânico.
• Amostragem de Água: Amostras de água de poço foram coletadas de oito residências próximas ao aterro.
• Procedimentos Analíticos:
  • Fisicoquímicos: O pH do solo foi medido eletrometricamente e a distribuição do tamanho das partículas foi determinada via método do hidrômetro de Bouyoucos.
  • Digestão: As amostras de solo foram digeridas usando HNO3-HCl (1:3, v/v) seguindo o método US EPA 3050B. As amostras de água foram digeridas com ácido nítrico concentrado.
  • Quantificação: As concentrações de Cromo (Cr), Cádmio (Cd), Chumbo (Pb), Níquel (Ni), Zinco (Zn), Cobre (Cu) e Manganês (Mn) foram analisadas utilizando um espectrofotômetro de absorção atômica de chama Shimadsu AA-6200.
  • Análise Estatística: Estatísticas descritivas (média ± DP) e coeficientes de correlação de Pearson foram usados para estabelecer relações entre os níveis de metais no solo e na água. O Índice de Geoacumulação ($I_{geo}$) foi calculado para quantificar os níveis de poluição.

Principais Resultados

• Características do Solo: O solo no aterro de Lapite é predominantemente arenoso (73,2–87,2%), o que reduz sua capacidade de reter contaminantes dissolvidos em comparação com solos ricos em argila. O pH do solo variou de 6,0 a 6,5, indicando condições ácidas semelhantes ao site de controle.
• Concentrações de Metais Pesados no Solo (2020):
  • O estudo encontrou níveis elevados de metais pesados no solo do aterro em comparação com o site de controle. A tendência de concentração foi Mn > Zn > Cu > Pb > Cr > Ni > Cd.
  • Concentrações médias específicas para 2020 incluíram: Mn (1580 ± 21 µg/g), Zn (1520 ± 10 µg/g), Cu (710 ± 12 µg/g), Pb (120 ± 5 µg/g), Cr (30,1 ± 4,3 µg/g), Ni (28,4 ± 3,6 µg/g) e Cd (2,14 ± 1,1 µg/g).
  • Tendências Temporais: Ao longo do período de dez anos, os níveis de metais aumentaram em graus variáveis: Cr (19,4%), Cd (50,7%), Pb (7,5%), Ni (18,8%), Zn (1,33%) e Mn (3,0%).
  • Distribuição por Profundidade: Geralmente, as concentrações de metais foram mais altas no solo superficial (0–15 cm) e mostraram variações complexas com a profundidade, embora alguns metais (Cr, Pb, Ni) tenham apresentado concentrações mais altas a 15–30 cm em 2010, possivelmente devido à mistura biológica (atividade de lagartas) ou padrões de lixiviação.
• Contaminação de Águas Subterrâneas:
  • Amostras de água de poço próximas ao aterro continham concentrações elevadas de Cr, Pb, Ni, Zn, Cu e Mn, excedendo as diretrizes da Organização Mundial da Saúde (OMS).
  • O cádmio foi o único metal abaixo do limite de detecção (0,001 µg/mL) nas amostras de água.
  • Uma correlação positiva significativa foi observada entre os níveis de metais pesados no solo e os níveis correspondentes na água do poço para a maioria dos metais, exceto para o Chumbo (Pb).
• Indexação de Poluição: O Índice de Geoacumulação ($I_{geo}$) indicou que o solo estava "altamente contaminado" com Zinco e Cobre, "moderadamente contaminado" com Cádmio e Chumbo, e "não contaminado a moderadamente contaminado" com Manganês.

Significância e Alegações
O artigo afirma que o aterro de Lapite é uma fonte confirmada de poluição por metais pesados que afeta tanto o perfil do solo local quanto as águas subterrâneas utilizadas pelos residentes próximos. O estudo destaca que a combustão não controlada de resíduos e a falta de contenção no aterro levaram à lixiviação de metais tóxicos para os aquíferos.

Os autores concluem que o uso contínuo do aterro sem a devida gestão acarreta efeitos deletérios para a saúde humana e o meio ambiente. Especificamente, a contaminação das águas subterrâneas torna-as inhígidas para fins de consumo humano. A pesquisa ressalta a necessidade urgente de vigilância ao redor de aterros sanitários em países em desenvolvimento para prevenir a transferência de metais pesados do solo para a água e, subsequentemente, para o sistema humano através da ingestão. Os achados servem como uma linha de base crítica para compreender a degradação ambiental de longo prazo causada pelo manejo inadequado de resíduos sólidos em Ibadan.