O presente trabalho teve como objetivo o levantamento de dados da composição elementar de sedimentos e de solos em diferentes pontos na microbacia do Rio Boi Piguá, no entorno do aterro sanitário da cidade de Cascavel, PR, utilizando a técnica TXRF, além de atribuir o grau de contaminação/poluição segundo a legislação ambiental e investigar suas possíveis fontes por análises estatísticas multivariadas. Os sedimentos foram coletados mensalmente em pontos localizados dentro e fora da zona de influência direta do aterro sanitário, pelo período de um ano (junho de 2016 a maio de 2017). As amostras foram preparadas usando o método do padrão interno e analisadas por espectrometria de fluorescência de raios X por reflexão total. Os dados foram analisados estatisticamente por clusters e componentes principais e correlacionados por matriz de Pearson. Foram calculados ainda índices de poluição, e taxas de acúmulo. Foram identificados e quantificados Al, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Hg e Pb. Altas concentrações médias de Ti (3,5 ± 0,7 %), Fe (21,2 ± 2,3 %), V (1.070 ± 215 mg.kg-1), Cr (242 ± 61 mg.kg-1), Mn (1.573 ± 250 mg.kg-1), Ni (52 ± 9 mg.kg-1) e Pb (289 ± 58 mg.kg-1), foram encontradas na zona de influência direta. Do ponto de vista da análise de Pearson Ti, V e Fe apresentaram correlações acima de 0,8. Análises de clusters e de componentes principais apontaram que a alta concentração de Ti, V, Fe, Cr e Cu nos sedimentos a jusante na área impactada é devida de uma única fonte externa. Ti, V, Cr, Fe, Pb e Mn apresentaram concentrações acima do valor natural esperado para os sedimentos no curso d’água e junto de Cu e Zn apresentaram taxas de acúmulo positivas evidenciando o aumento da concentração ao longo do tempo. O monitoramento ambiental proposto foi adequado para o levantamento de dados da composição elementar, sugerindo que a alta concentração de Ti, V, Fe e Cr nos sedimentos da zona impactada pode ser devido a presença do aterro sanitário, apontando ainda alto nível de poluição por Cr, Fe, Cu, Mn e Pb.