Modeling environmental susceptibility of municipal solid waste disposal sites in regional scale

• Main Author: Victor Fernandez Nascimento
• Other Authors: Jean Pierre Henry Balbaud Ometto
• Language: English
• Published: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) 2017
• Online Access: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2017/04.10.17.59

The world population is increasing and since the last decade is considered predominantly urban. The enormous population growth is causing changes in the Earth System that can have serious and lasting consequences. Anthropogenic activities in urban areas are always associated with municipal solid waste (MSW) production. Currently, the MSW generation in the world does not favor an appropriate use of natural resources and the large amount of MSW generated exceeds the capacity of the environment to decompose and recycle these wastes through natural processes. Properly managing this MSW is a global environmental challenge. The improper Municipal solid waste disposal (MSWD) locally cause environmental impacts, such as contamination of soil and water sources, and also globally cause environmental impacts, such as increase of Greenhouse gases (GHG) due to methane emissions. The main objective of this thesis is to contribute to Municipal solid waste management (MSWM) through the environmental susceptibility analysis of Municipal solid waste disposal sites (MSWDS) in regional scale from an interdisciplinary overview. This thesis explored an innovative modeling approach using Multi-criteria decision analysis (MCDA) and Analytic hierarchy processes (AHP) coupled with Geographic information system (GIS) to develop an environmental impact susceptibility model (EISM) for MSWDS. The model was applied for the two most populous states and largest MSW generators in South and North America, São Paulo state and California state, respectively. The EISM considers factors such as geology, pedology, geomorphology, water resources, and climate represented by several sub-factors that vary according to the geographical characteristics of the area and data availability. The results of this thesis demonstrate that approximately half of MSW generated in California and São Paulo state is disposed in environmentally susceptible areas and can cause several impacts on the lithosphere, atmosphere, hydrosphere and biosphere. In summary, the EISM findings can help decision makers, landfill managers, and local governments develop control and mitigation measures against the occurrence of negative environmental impacts caused by MSWDS. === O aumento da população, que desde a última década é considerada predominantemente urbana, vem causando diversas mudanças no sistema terrestre. Atividades antropogênicas em áreas urbanas estão sempre associadas com a geração de resíduos sólidos urbanos (RSU). Atualmente, a taxa de geração dos RSU vem crescendo e gerenciar adequadamente estes resíduos é um desafio ambiental global. A disposição inadequada dos RSU causa diversos impactos ambientais locais como a contaminação dos solos e recursos hídricos, e globais como a geração do gás metano, que contribui para o efeito estufa. Este trabalho objetivou contribuir no gerenciamento dos resíduos sólidos urbanos através da análise de suscetibilidade de impacto ambiental em locais de disposição final de RSU em escala regional, a partir de uma abordagem interdisciplinar. Esta tese tratou de forma inovadora a elaboração de um modelo espacial, que utiliza análise multi critério de decisão e análise hierárquica de processos, acoplado a um sistema de informação geográfica para desenvolver uma ferramenta de avaliação da suscetibilidade a impactos ambientais em locais de disposição final de RSU. Este modelo foi aplicado para os dois estados mais populosos e maiores geradores de RSU da América do Sul e do Norte, respectivamente o estado de São Paulo, no Brasil, e o estado da Califórnia, nos EUA. O modelo leva em consideração fatores como geologia, pedologia, geomorfologia, recursos hídricos e clima e é representado por diversos subfatores que variam de acordo com as características geográficas da área e da disponibilidade de dados espaciais. Os resultados desta tese demonstram que aproximadamente metade dos RSU em São Paulo e na Califórnia é disposto em áreas suscetíveis a sofrer impactos ambientais, podendo causar diversos impactos ao sistema terrestre. Em conclusão, os resultados do modelo permitem que tomadores de decisão, gestores municipais e órgãos fiscalizadores, desenvolvam medidas de controle e mitigação contra a ocorrência de impactos ambientais causados pelos locais de disposição de RSU.