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Título: Uso de métodos de análise exploratória de dados (AED) na caracterização da contaminação da água subterrânea na área do aterro sanitário de Belo Horizonte.
Autor(es): Santos, Vinicius Rodrigues dos
Orientador(es): Bacellar, Luis de Almeida Prado
Palavras-chave: Hidrogeologia
Águas subterrâneas - contaminação
Resíduos sólidos
Estatística
Rochas
Data do documento: 2022
Membros da banca: Bacellar, Luis de Almeida Prado
Brandt, Emanuel Manfred Freire
Abreu, Adriana Trópia de
Referência: SANTOS, Vinicius Rodrigues dos. Uso de métodos de análise exploratória de dados (AED) na caracterização da contaminação da água subterrânea na área do aterro sanitário de Belo Horizonte. 2022. 120 f. Dissertação (Mestrado em Evolução Crustal e Recursos Naturais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2022.
Resumo: A contaminação de aquíferos em aterros de resíduos sólidos urbanos se constitui num grave risco ambiental, pelo grande número de elementos e compostos químicos provenientes do lixiviado que são nocivos a saúde humana. A área de estudo é do aterro de Belo Horizonte (CTRS-BR 040), do Centro de Tratamento de Resíduos Sólidos (CTRS), operado pela Superintendência de Limpeza Urbana (SLU). Em estudos anteriores na área do aterro, alguns parâmetros químicos da água subterrânea foram identificados com concentrações superiores às permitidas pela legislação brasileira. Sendo assim, objetivou-se nesta pesquisa aplicar técnicas de Análise Exploratória de Dados (AED) com intuito de definir as fontes de contaminação. Porém, antes de aplicar tais técnicas, constatou-se nas séries históricas de dados químicos de água subterrânea uma proporção significativa de dados censurados, que nesse caso são os valores abaixo dos Limites de Quantificação (LQ). Dados censurados são comuns em hidrogeoquímica e normalmente recomenda-se a substituição destes por LQ/2, porém somente quando sua proporção é inferior a 25% do conjunto de dados. Contudo, muitos parâmetros analisados em água subterrânea contaminada, como na área de estudo, apresentam mais que este percentual de dados censurados, o que dificulta a aplicação da AED. Portanto, inicialmente decidiu-se por aplicar métodos cientificamente embasados de substituição de dados censurados, como o MLE (Máxima Verossimilhança), Kaplan-Meier e análise robusta (ROS), todos executados com o software R. Com os resultados desta análise foi possível incluir os parâmetros com mais de 25% de dados censurados na AED. Para diferenciar as fontes de contaminação na área foram combinadas as seguintes técnicas: análise hierárquica de cluster, gráficos de densidade gaussiana e correlação de Pearson. Assim, foi possível elaborar mapas diferenciando as fontes de contaminação da área, corroborando estudos prévios, que indicavam fontes de contaminação direta e de processos de atenuação.
Resumo em outra língua: The contamination of aquifers in urban solid waste landfills constitutes a serious environmental risk, due to the large number of elements and chemical compounds from the leachate that are harmful to human health. The study area is the Belo Horizonte landfill (CTRS-BR 040), the Solid Waste Treatment Center (CTRS), operated by the Superintendence of Urban Cleaning (SLU). In previous studies in the landfill area, some chemical parameters of groundwater were identified with concentrations higher than those allowed by Brazilian legislation. Therefore, the objective of this research was to apply Exploratory Data Analysis (AED) techniques in order to define the sources of contamination. However, before applying such techniques, a significant proportion of censored data was found in the historical series of groundwater chemical data, which in this case are the values below the Limits of Quantification (LQ). Censored data are common in hydrogeochemistry and it is usually recommended to replace them with LQ/2, but only when their proportion is less than 25% of the data set. However, many parameters analyzed in contaminated groundwater, as in the study area, present more than this percentage of censored data, which makes the application of AED difficult. Therefore, initially it was decided to apply scientifically based methods of replacing censored data, such as MLE (Maximum Likelihood), Kaplan- Meier and robust analysis (ROS), all performed with R software. With the results of this analysis, it was possible to include parameters with more than 25% of censored data in the AED. To differentiate the sources of contamination in the area, the following techniques were combined: hierarchical cluster analysis, Gaussian density plots and Pearson's correlation. Thus, it was possible to prepare maps differentiating the sources of contamination in the area, corroborating previous studies, which indicated sources of direct contamination and attenuation processes.
Descrição: Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/16087
Licença: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 26/01/2023 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.
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