The geophysical methods are effective tools for determining changes in physical parameters of the geological environment, as soil or groundwater in the presence of contamination. This work consisted on analyzing the natural electric potential obtained over domestic solid waste ditches with controlled closure dates. The interpretation data suggest the generation of electric potential predominantly through the redox phenomenon, as opposed to the flow potential phenomenon. The statistical data analysis indicates a correlation between residence time of the waste and growing variations of voltage. In addition highlights that eight years are required to achieve the reported values for the area with absence of waste, time estimated for decomposition of most organic matter contained in the buried waste.

Los métodos geofísicos constituyen una herramienta efectiva para determinar alteraciones en las propiedades físicas de los ambientes geológicos, como son los suelos y aguas subterraneas influenciados por contaminantes. Este trabajo consistió en el análisis del potencial eléctrico natural obtenido en zanjas que contienedesechos sólidos con tiempo de confinamiento controlado. La interpretación de los resultados indica una correlación entre el tiempo de confinamiento de los residuos y el aumento de las variaciones de voltaje. Los datos sugieren que el potencial eléctrico resulta predominantemente de el fenómeno de potencial de oxidación/reducción, siendo el potencial del flujo insignificante. A través del análisis estadístico de los datos se estimó ocho años para volver a las características de una zona ausente de residuo, tiempo estimado para la descomposición de la mayor parte de la materia orgánica contenida en los residuos enterrados.

Resumo: Aterro é uma obra de engenharia que objetiva acomodar resíduos no menor es paço possível no solo, com danos mínimos ao ambiente e à saúde pública. Uma das formas construtivas de um aterro controlado é a escavação de valas com dimensões apropriadas, para disposição de resíduos sólidos sem compactação ou impermeabilização. Efluentes líquidos gerados por volumes de resíduos semelhantes, dispostos em valas com idades distintas de fechamento, devem resultar em alterações físicas e químicas correlacionáveis ao tempo de residência dos materiais. Com base nesta hipótese, foram realizadas medidas de resistividade elétrica por meio do método geofísico da Eletrorresistividade, sobre valas de resíduos fechadas anualmente entre 12/2001 e 12/2007, localizadas no aterro controlado do município de Cordeirópolis (SP). O chorume é um efluente líquido gerado pela decomposição de matéria orgânica e caracterizado pelo elevado conteúdo de sais dissolvidos, cuja interação com ambiente geológico resulta em alterações em termos de resistividade elétrica passíveis de detecção pelo instrumental geofísico. Os resultados sugerem uma redução da resistividade por percolação de chorume produzido em valas recentes e aumento progressivo da resistividade para valas mais antigas. A análise estatística comparativa com valores de referência para a área sugere idades de término da produção e percolação de chorume para solo e rocha abaixo das valas.

Abstratc: Landfill is an engineering work that aims at to accommodate residues in the smallest possible space in the soil, with minimum damages to the environment and the public health. One in the constructive forms of a controlled landfill is the excavation of ditches with appropriate dimensions, for disposition of solid residues without compactation or impermeabilization. Liquid effluents generated for similar volumes of residues, disposed in ditches with ages different from closing, it should result in physical and chemical alterations you correlated at the time of residence materials. With base in this hypothesis, measures of electric resistivity were accomplished through the of Eletrical Resistivity geophysical method, on residues ditches closed annually between 12/2001 and 12/2007, localized in control landfill of the Cordeirópolis city (SP). The leachate is a liquid effluent generated by the decomposition of organic matter and characterized by high content in total dissolved solids, whose interaction with geological environment results in alterations in terms of electrical resistivity susceptible to detection for the geophysical instrumental. The results suggest a resistivity reduction for leachate percolation produced for ditches recently and increase progressive of the resistivity for older ditches. The statistical comparative analysis with reference values for the area suggests ages of the finish production and percolation leachate for soil and rock below the ditches.

O etanol é utilizado de forma extensiva como combustível para veículos automotores no Brasil, devido tanto a características como ao clima favorável ao cultivo de cana-de-açúcar em uma cadeia produtiva bastante desenvolvida quanto à eficiência energética e ao teor quase inexistente de poluentes emitidos emsua combustão. A ampla rede de distribuição para atendimento ao consumidor final representa um risco constante de vazamentos e contaminação de rios, solo e água subterrânea. Este trabalho discute os resultados do monitoramento geofísico num experimento em escala de laboratório, resultante do vazamento controlado de etanol em sedimentos parcialmente saturados em água. A extensa aplicação de métodos elétricos em estudos ambientais e alterações significativas em termos de resistividade elétrica, provocada no ambiente geológico pela presença de compostos exógenos, justifica a seleção do método. Houve um aumento dos valores no início do experimento até o máximo em torno de 52h, seguido por queda acentuada até 342h e sucedido por crescimento lento e constante dos valores até 2.742h, quando comparados a valores prévios sem adição de etanol. Os dados sugerem uma relação temporal entre variações de resistividade elétrica e o comportamento geoquímico do etanolno ambiente geológico.

The ethanol is used an extensive form as fuel for vehicles in Brazil, due so much to characteristics as favorable climate for sugar cane cultivation alliance with a productive chain quite developed, as the energy efficiency and almost non-existent tenor of pollutant emitted in your combustion. The wide distribution net for attendance to the final consumer represents a constant risk of leaks and contamination of rivers, soil and groundwater. This paper discusses the results of the geophysical monitoring in laboratory scale experiment, resultant of the controlled leak of ethanol in sediments partially saturated in water. The extensive application of electrical methods in environmental studies and significant alterations of electric resistivity caused in the geological environment due the presence of exogenous compositions they justify the selection of this method. There was an increase of the values in the beginning of the experiment to the maximum around 52h, followed for fall accentuated up to 342h and happened by slow and constant growth of the values up to 2,742h, when compared to previous values without ethanol addition. The data suggest a temporary relationship among variations of electric resistivity to the geochemistry behavior of the ethanol in geological environment.

A geofísica aplicada em estudos ambientais é uma alternativa viável e promissora diante da demanda crescente por novas técnicas de investigação, essencialmente na caracterização e monitoramento de áreas contaminadas. Este trabalho apresenta os resultados de aplicação dos métodos de Eletrorresistividade e Polarização Induzida, na análise da área de percolação de chorume proveniente de aterro de resíduos sólidos dispostos em valas com datas de fechamento programado.Os resultados sugerem uma associação entre anomalias de alta cargabilidade em valas de resíduos fechadas recentemente, enquanto que as anomalias de baixa resistividade independem da idade de fechamento das valas. As áreas com alta cargabilidade provavelmente estão relacionadas à precipitação de Ferro, dissolvido por ataque do chorume no solo e nos materiais metálicos presentes nos resíduos.

The applied geophysics in environmental studies is a viable and promising alternative forward of the crescent demand for new techniques of investigation, essentially in the characterization and monitoring of contaminated areas. This paper presents the results of the application of the Electrical Resistivity and Induced Polarization methods, in analysis of the area of leachate percolation from municipal solid waste landfill, in ditches with dates of programmed closing. The results suggest an association among high chargeability anomalies and residues ditches closed recently, while the low resistivity anomalies they are independent of the age of closing. The areas with high chargeability are probably related to the precipitation of iron, dissolved for attack of the leachate in soil and metallic materials present in the residues.

Medidas de resistividade elétrica, combinadas com medidas pH e Eh em amostras de solo, foram utilizadas para avaliação do comportamento geoquímico de resíduos sólidos enterrados, durante o processo de degradação de matéria orgânica. A área estudada é um aterro controlado, caracterizado pela disposição de resíduos sólidos domiciliares em valas, das quais foram selecionadas valas fechadas entre 12/2001 a 12/2007. A presença de valores abaixo de 30Ω.m nas linhas realizadas sobre as valas e a ausência desta gama de valores na linha de referência, sugerem a presença de chorume. A correlação temporal entre pH e Eh pode indicar as condições geoquímicas predominantes, que governam a solubilidade ou precipitação de íons e, conseqüentemente, o padrão de resistividade elétrica. O padrão descrito para as valas fechadas entre 2005 e 2007 pode indicar produção crescente de chorume. Os dados obtidos para a vala de 2004 sugerem processos iniciais de instabilidade geoquímica, com aumento relativo da resistividade elétrica provavelmente associada à precipitação de íons, cuja evolução resulta no padrão descrito para a vala de 2003. A retomada do processo de decomposição de resíduos orgânicos é evidenciada pela presença de intervalos de alta e baixa resistividade e pelo aumento do pH e Eh, para as valas de 2001 e 2002.

DC resistivity combined with pH and Eh measured in soil samples, were used for evaluation of the geochemical behavior of buried solid waste, during the degradation process of organic matter. The studied area is a controlled landfill, characterized by the disposition of domestics waste in ditches, of which closed ditches were selected among 12/2001 to 12/2007. The presence of values below 30Ω.m in the lines obtained on the ditches and the absence of this value range in the reference line, suggest the leachate presence. The time correlation between pH and Eh can indicate the geochemical predominant conditions, which govern the solubility or precipitation of ions, consequently, the electric resistivity pattern. The pattern described for the closed ditches between 2005 and 2007 can indicate growing leachate production. The obtained data for the 2004 ditch suggest initial processes of geochemical instability, with relative increase of the electric resistivity probably associated to the ions precipitation, whose evolution results in the pattern described for the 2003 ditch. The retaking of the decomposition process of organic residues is evidenced by high and low resistivity value and pH and Eh increase, for the 2001 and 2002 ditches.

Estudos geofísicos em áreas impactadas por derivados de petróleo descrevem anomalias tanto de baixa quanto de elevada resistividade, confirmada como fase contaminante por meio de análises químicas. Esta aparente contradição pode refletir processos de degradação, associada ao tempo de residência de contaminantes no meio, por meio da geração de subprodutos que alteram as propriedades físicas do meio, principalmente pela dissolução mineral por ação de ácidos orgânicos e pela neoformação de minerais de óxidos e hidróxidos de ferro. Este trabalho apresenta resultados da aplicação do método de eletrorresistividade e polarização induzida em uma área industrial contaminada por benzeno, tolueno, xileno, 1,2 dicloroetano e sais inorgânicos, em processo de atenuação natural. Os resultados indicam a neoformação mineral no centro e nas adjacências da área contaminada, conforme sugerem as alterações apontadas nos parâmetros físicos medidos.

Geophysical studies in impacted areas by petroleum products may be described by anomalies of both low and high resistivity, confirmed as contaminant by chemical analyses. This apparent contradiction can reflect processes of contaminants degradation, directly associated with its residence time in the soil, through the generation of by-products that change the physical properties of the soil and groundwater, principally for the mineral dissolution by action of organic acids and by neoformation minerals of oxides and hydroxides minerals. This paper presents the application of electrical resistivity and induced polarization methods in a contaminated industrial area for benzene, toluene, xylene, 1,2 dichloroethene and inorganic salts, in natural attenuation process. The results indicated the mineral neoformation in the center and adjacencies of contaminated area, as it suggested the alterations in physical parameters measured.

A aplicação dos métodos geofísicos em estudos ambientais, essencialmente na caracterização e monitoramento de áreas impactadas por contaminantes, é crescente e promissora. Este trabalho apresenta os resultados da aplicação do método de Polarização Induzida (IP), por meio da técnica de caminhamento elétrico, na determinação da área de percolação de material lixiviado proveniente de resíduos sólidos domiciliares, dispostos em aterro do tipo vala. Na ausência de poços de monitoramento ou outras técnicas diretas de investigação na área do aterro, a caracterização geológica em conjunto com a aplicação de técnicas geofísicas constituem uma alternativa para caracterização preliminar e monitoramento de materiais lixiviados. Entretanto, é vital a compreensão adequada do comportamento do parâmetro físico diante de possíveis alterações no ambiente geológico resultantes da presença de compostos contaminantes. Os resultados apontam uma tendência de redução nos valores de cargabilidade no sentido de fluxo do chorume, possivelmente devido à dissolução por ataque ácido aos materiais metálicos presentes nos resíduos e óxidos e hidróxidos de ferro presentes em abundância no solo.

The application of geophysical methods in environmental studies, essentially in the characterization and monitoring of contaminated areas, is growing and promising. This paper presents the application of the Induced Polarization method (IP), through the electrical profiling technique, in the determination of the leachate plume originated in the type ditch landfill. In absence of monitoring wells or other direct techniques of investigation in landfill area, the geological characterization together with the application of geophysical techniques they constitute an alternative for preliminary characterization and monitoring leached materials. However, is vital the appropriate understanding of the physical parameter due to possible alterations in the geological environment resultants of the contaminants presents. The results suggest a reduction tendency in the chargeability values in the leachate sense flow, possibly due to the dissolution for attack acid to the metallic materials present in the residues and oxides and hydroxides of iron present abundantly in the soil.

Este trabalho descreve os resultados obtidos com o método da eletrorresistividade usando a técnica da sondagem elétrica vertical (arranjo Schlumberger) aplicada em estudos ambientais envolvendo as águas subterrâneas. A vulnerabilidade natural de aqüíferos, importante ferramenta em estudos ambientais, pode ser estimada a partir de métodos geoelétricos, cujos parâmetros resistividade e condutância longitudinal, aliados ao tipo de ocorrência dos aqüíferos (livre a confinado) e profundidade do nível d'água, permitiram obter um índice de vulnerabilidade natural correspondente ao normalmente utilizado. Os resultados, aplicados em uma fase preliminar de estudos, são bons, permitindo um melhor direcionamento e programação das fases posteriores.

This paper describes the results obtained with DC resistivity method using vertical electricalsoundings (Schlumberger array), applied to environmental studies involving the groundwater. Aquifers natural vulnerability, important tool in environmental studies, can be estimate starting from geoelectrical methods, whose parameters resistivity and longitudinal conductance, allied to the type of aquifers occurrence (unconfined and confined aquifer) and water table depth, they allowed to obtain an index of corresponding natural vulnerability to the usually used. The results, applied in a preliminary phase of studies, are good, allowing a better direction and programming of the posterior phases.

Ensaios pelo método da eletrorresistividade, técnica de campo da sondagem elétrica vertical (Schlumberger array) foram executados no município de Canoas/RS. Esses ensaios tiveram como objetivo principal obter um diagnóstico do lençol freático em áreas de Refinaria - REFAP/PETROBRAS. Este trabalho apresenta uma identificação geoelétrica da litologia e uma estimativa da relação entre a resistividade e parâmetros de Dar Zarrouk (resistência transversal unitária e condutância longitudinal unitária) com as propriedades transmissividade e proteção frente a contaminantes dos aqüíferos. Nos sedimentos saturados, os valores de resistividade definiram a seguinte litologia: camadas argilosas (resistividade < 40 ohm-m) e camadas arenosas (resistividade > 40 ohm-m). Foram identificadas duas camadas arenosas; uma correspondendo ao aqüífero livre e outra ao confinado, limitado entre duas camadas de argila. No mapa da resistência transversal do aqüífero livre, as tendências de valores altos foram associadas com as zonas de transmissividades altas; as quais são sugeridas para a instalação poços de monitoramento. O mapa de condutância longitudinal ilustra a impermeabilidade da camada argilosa sobreposta ao aqüífero confinado. Valores de S > 1,0 siemens indicariam zonas nas quais esse aqüífero estaria mais protegido frente a contaminantes; em compensação, valores de S < 1,0 siemens indicariam zonas de riscos prováveis de contaminação.

Resistivity (DC) method using vertical electrical soundings (Schlumberger array) are conducted in the vicinity of Canoas/RS, applied to environmental studies with the objective of investigating groundwater conditions. The present paper shows a geoelectrical identification of the lithology and an estimate of the relationship between the resistivity and Dar Zarrouk parameters (transverse unit resistance and longitudinal unit conductance) with the properties such as aquifer transmissivity and protection of ground water resources. In the saturated sediments, resistivity values defined the following sequence: clay layers (resistivity < 40 ohm-m) and sand layers (resistivity > 40 ohm-m). Two sand layers were identified; one corresponding to the unconfined aquifer and another to the confined aquifer between two clay layers. In the map of the transverse unit resistance of the unconfined aquifer, the tendencies of high values can be associated with the zones of high transmissivity; hence, these zones are suggested for the installation of monitoring wells. The map of longitudinal conductance illustrates the impermeability of the confining clay layer. Values of S > 1.0 siemens would indicate zones in which the confined aquifer would be protected; in comparison, values of S < 1.0 siemens would indicate zones of probable risks of contamination.

Os métodos geofísicos são ferramentas consagradas de investigação do meio físico, amplamente empregadas no diagnóstico e monitoramento de áreas contaminadas, sempre em conjunto com técnicas diretas de investigação, como análises químicas. Dentre estes, a eletrorresistividade é uma das ferramentas mais comumente utilizadas em estudos de contaminantes em solo e água subterrânea, devido ao elevado contraste de propriedades elétricas entre o meio geológico e os tipos contaminantes freqüentemente encontrados neste meio, essencialmente constituídos por compostos orgânicos e inorgânicos. Estudos geofísicos em áreas impactadas por derivados de petróleo descrevem anomalias tanto de baixa resistividade quanto de elevada resistividade, confirmadas como fase contaminante por meio de análises químicas. Este aparente contradição pode refletir processos de degradação, associado ao tempo de residência de contaminantes no meio, por meio da geração de subprodutos que alteram as propriedades físicas do meio, principalmente pela dissolução mineral por ação de ácidos orgânicos e pela neoformação de minerais de óxidos e hidróxidos de ferro. Atenuação Natural define uma série de processos físicos, químicos e biológicos que permitem a degradação, dispersão e diluição de contaminantes de forma natural, ou seja, livre da intervenção humana. Este trabalho apresenta a aplicação da técnica de caminhamento elétrico em uma área industrial contaminada por benzeno, tolueno, xileno, 1,2 dicloroetano e sais inorgânicos e discute as alterações físicas do meio contaminado por meio dos resultados obtidos, sob a ótica dos processos de atenuação natural em curso na área de estudos.

Geophysical methods are useful technics of geological investigation, thoroughly employed to diagnosis and monitoring contaminated areas, in conjunction with direct techniques of investigation such as chemical analyses. Among these, electric resistivity is more usually used in studies of contaminants in soil and groundwater, due to the high contrast of electric properties between the soil and the pollutant types frequently found, essentially constituted of composed organic and inorganic. Geophysical studies in impacted areas by petroleum products may be describe by anomalies of both low resistivity and high resistivities, confirmed as contaminant by chemical analyses. This apparent contradiction can reflect processes of degradation of the contaminants, directly associated with its residence time in the soil, through the generation of by-products that change the physical properties of the soil and groundwater, principally for the mineral dissolution by action of organic acids and by formation of minerals of oxides and hydroxides minerals. Natural attenuation defines a series of physical, chemical and biological processes that allow the degradation, dispersion and dilution of contaminants in a natural form, in other words, free from human intervention. This paper presents the application of electrical profiling technique in a contaminated industrial area for benzene, toluene, xylene, 1,2 dichloroethene and inorganic salts and it discusses the physical alterations of the contaminated soil through the obtained results, under the optics of the Natural Attenuation in course in the area of study.

Esse trabalho descreve os resultados obtidos com os métodos da eletrorresistividade e polarização induzida, usando as técnicas de campo da sondagem elétrica vertical (arranjo Schlumberger) e caminhamento elétrico (arranjos dipolo-dipolo e gradiente). Os estudos foram efetuados em modelos reduzidos, em tanques contendo sedimentos areno-argilosos e arenosos da Formação Rio Claro, contaminados por derivados de hidrocarbonetos (gasolina). Os ensaios demonstraram que a resistividade dos sedimentos aumentou significativamente, imediatamente após a contaminação, enquanto que a cargabilidade diminuiu sensivelmente. As contaminações foram monitoradas durante dez meses, sendo observado que após seis meses, a resistividade dos materiais superficiais tornou-se menor, em relação às leituras sem contaminação, enquanto que as cargabilidades mantiveram-se baixas. Os dados obtidos foram interpretados qualitativamente e quantitativamente (1-D e 2-D).

This paper describes the results obtained with DC resistivity and time domain induced polarization (IP) electrical methods, through the vertical electrical sounding (Schlumberger array) and profiling (dipole-dipole and gradient arrays) techniques. This study was conducted in reduced models, with in tanks containing clay-sand layer and sand layer sediments of the Rio Claro Formation, contaminated with gasoline. Our results demonstrated that the resistivity of the sediments increased significantly, immediately after the contamination, but their chargeability decreased sensibly. The contaminated soils were monitored for ten months, being observed that after six months, the resistivity of the superficial materials became lower, in relation to the readings without contamination, while the chargeability stayed drops. The obtained data were interpreted in a qualitative and quantitative by using 1-D and 2-D models.