Aspectos de Saúde e Padrões de Qualidade. Rafael K.X. Bastos Universidade Federal de Viçosa Departamento de Engenharia Civil

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1 Reúso Não Potável de Água Aspectos de Saúde e Padrões de Qualidade Rafael K.X. Bastos Universidade Federal de Viçosa Departamento de Engenharia Civil

2 Reúso - possibilidades Irrigação irrestrita - produtos ingeridos crus (frutas, hortaliças) as) Grupo de risco - consumidores, agricultores, público p em geral. restrita - produtos não ingeridos crús,, processados comercialmente / industrialmente (ex.: cereais, fibras, grãos), silvicultura. Grupos de risco - trabalhadores, agricultores, público p em geral. Forrageiras (pastagens) Grupo de risco - consumidores de produtos animais, agricultores, público em geral.

3 Reúso - possibilidades Reúso urbano urbano - campos de esportes, parques e jardins, limpeza de logradouros, reuso predial. Grupos de risco - público usuário, trabalhadores, público p em geral. Piscicultura Grupos de risco - consumidores, trabalhadores Reúso industrial Grupos de risco - trabalhadores Recarga de aqüí üíferos Grupos de risco - consumidores, trabalhadores

4 Reúso controlado utilização segura do ponto de vista sanitário, sustentável do ponto de vista ambiental e otimizado do ponto de vista econômico

5 Potencial e limitações Vantagens: - reciclagem de nutrientes - controle de poluição - economia de insumos - economia de água Limitações: - efeitos no solo e plantas (agrícola) - toxicidade (agrícola e piscícola cola) - contaminação lençol - parâmetros físicof sico-químicos (industrial) - aspectos sanitários

6 Potencial e limitações Microrganismo Escherichia coli Salmonellae spp. Cistos de Giardia sp. Oocistos de Cryptosporidium spp. Ovos de helmintos Vírus Densidade /100 ml /100 ml / L / L / L / L

7 Risco de transmissão de doenças Risco à saúde regulamentação Risco aceitável (ou não) padrão microbiológico grau de tratamento Avaliação de risco

8 Tratamento de esgotos Processo de tratamento Eficiência típica de remoção (log 10 ) Bactérias Vírus Protozoários Helmintos Processo secundários convencionais + decantação secundária Precipitação química Precipitação química + Filtração terciária Biofiltros Reatores anaeróbios Lagoas de estabilização Desinfecção Precipitação química + Filtração terciária + desinfecção

9 Risco à saúde aspectos conceituais Risco (real) probabilidade de ocorrência de um efeito exposição efeito (doença) (indesejável) Risco atribuível: proporção de um dano à saúde entre os indivíduos duos expostos devida a um determinado fator de risco (irrigação com esgotos) Perigo (Risco potencial) característica intrínseca nseca de uma substância ou de uma situação. algo (agente patogênico) que pode vir a causar efeitos adversos à saúde (risco)

10 Riscos Reais x Riscos Potenciais Águas residuárias rias Risco potencial Grau de exposição susceptibilidade imunidade Tratamento Uso Ambiente Hospedeiro (grupos de risco) Agente etiológico Resistência Sobrevivência Latência Dose infectante Patogenicidade Doença Risco Real

11 Avaliação de risco (metodologia) caracterização e estimativa, quantitativa ou qualitativa, de potenciais efeitos adversos à saúde devido à exposição de indivíduos duos e populações a fatores de risco (i) identificação do perigo; (ii) avaliação da dose-resposta ( potencial que tem o agente de causar reposta em diversos níveis n de exposição: estudos experimentais ou epidemiológicos ) (iii) avaliação da exposição ( caracterização da população exposta, definição da(s) rota(s), quantidade e duração da exposição ) (iv) caracterização do risco (modelos matemáticos ticos risco de determinado agravo resultante da ingestão de determinado volume de água contendo uma quantidade conhecida do agente por unidade de volume para uma ou mais exposições ões)

12 Estabelecimento de padrão de qualidade de efluentes (i) a ausência de riscos potenciais, caracterizada pela ausência a de organismos e, ou, indicadores e patogênicos no efluente; (ii)) a medida (da ausência) de riscos em excesso ou riscos atribuíveis à prática de reúso dentre uma população exposta; (iii)) a aplicação da metodologia de Avaliação de Risco e a definição de níveis de risco aceitáveis veis,, ou seja, a estimativa da concentração de patógenos no efluente correspondente ao nível n de risco aceitável (ex. 10-4, significando que considera-se se aceitável um caso anual de infecção em cada pessoas dentre uma população exposta ao fator de risco a utilização de esgotos).

13 Estabelecimento de padrão de qualidade de efluentes (iii)) aplicação da metodologia de AR IDA = NENO ou NICENO FI IDA: Ingestão diária aceitável NENO: nível n de efeito não observado NICENO: nível n inferior com efeitos negativos observados FI: fator de incerteza VMP = IDA x pc x P C VMP: valor máximo m permitido pc = peso corporal (60Kg para adulto) P = fração de IDA proveniente da água potável (0,1) C = consumo diário de água (2L para adultos)

14 Abastecimento de água Aplicação da metodologia de AR EUA: risco anual de infecção de 1: (10-4 ) para os diversos organismos patogênicos (uma infecção em cada habitantes). Reino Unido: Cryptosporidium 10 oocistos/100 L risco de infecção anual de 10-1 (uma infecção em cada 10 habitantes) Reúso irrigação com efluentes contendo 1 vírus/ v 40 L (ASANO e SAKAJI, 1990; ASANO et al, 1992) consumo de hortaliças as risco 10-4 a 10-9 (C= 10 ml/dia) irrigação de campos de golfe risco 10-2 a 10-5 (C=1 ml/dia; manuseio de bolas de golfe, 2 dias/semana) consumo de hortaliças as irrigadas com efluentes contendo 10 3 CF/100 ml risco de infecções virais de 10-5 a 10-7 e de cólera c de 10-9 (SHUVAL et al,, 1997).

15 Estabelecimento de padrão de qualidade de efluentes (ii) medida de risco real serviço o de vigilância epidemiológica bem estruturado desenvolvimento de complexos estudos epidemiológicos delimitação de populações expostas e não-expostas ao fator de risco identificação dos casos atribuíveis a utilização de esgotos. (i)ausência de riscos potenciais menos defensável do ponto de vista epidemiológico dificuldades das abordagens anteriores relevância,, com margem de segurança ( risco nulo )

16 Normas e critérios rios de qualidade de efluentes para irrigação (inclusive usos urbanos) Evolução histórica Califórnia (EUA): : proibição de vegetais consumidos crus : efluentes filtrados, oxidados e desinfetados. produtos comestíveis (crus): 2,2 CF/100 ml. OMS: : irrigação irrestrita: efluentes após s completa estabilização biológica, seguida de cloração rigorosa, 100 CF/100 ml : Engelberg - recomendações em bases epidemiológicas. Irrigação irrestrita: CF/100 ml 1 ovo helminto/litro

17 Diretrizes da OMS (1989) Categoria Tipo de Irrigação e Cultura Grupos de Risco Nematóides Intestinais (Ovos/L) Coliformes Fecais (org./100ml) Processo de Tratamento A Culturas a serem consumidas cruas, campos de esporte, parques e jardins * Agricultores, consumidores, público em geral < 1 < 10 3 Lagoas de estabilização em série, s ou tratamento equivalente em termos de remoção de patogênicos B Culturas processadas industrialmente, cereais, forragens, pastagens, árvores Agricultores < Lagoas de estabilização com dias de tempo de detenção ou remoção equivalente helmintos e coliformes fecais C Irrigação localizada de plantas da categoria B na ausência de riscos para os agricultores e público em geral Não aplicável Não aplicável Não aplicável Pré-tratamento de acordo com o método m de irrigação, no mínimo m sedimentação primária ria (*) Para parques e jardins onde o acesso de público p : 200 CF/100 ml.

18 Diretrizes da OMS Modelo teórico e evidências epidemiológicas Alto risco: helmintos Médio risco: bactérias e protozoários rios Baixo risco: vírusv Lagoas de estabilização 10 3 CF/100 ml: : indicador da remoção de bactérias e vírus v < 1 ovo helminto/l (nematóides intestinais humanos): indicador da remoção de organismos sedimentáveis (outros helmintos, protozoários) rios) (??)

19 Normas da EPA (1992) Tipo de Irrigação e Cultura Processo de Tratamento Qualidade do efluente Culturas alimentícias não processadas comercialmente (1) Irrigação superficial ou por aspersão de qualquer cultura, incluindo culturas a serem consumidas cruas Secundário + filtração + desinfecção DB0 10 mg/l Turbidez 2 UNT (2) Cloro residual 1mg/L (3) Coliformes fecais ND Organismos patogênicos ND Culturas alimentícias processadas comercialmente (1) Irrigação superficial de pomares e vinhedos Culturas não alimentícias Pastagens para rebanhos de leite (5) forrageiras, cereais, fibras e grãos (5), Irrigação, campos de esporte, parques, jardins e cemitérios Secundário + desinfecção (4) Secundário + desinfecção Secundário + filtração + desinfecção DB0 30 mg/l SS 30 mg/l Cloro residual 1mg/L 3) Coliformes fecais 200/100 ml (4) DB0 30 mg/l SS 30 mg/l Cloro residual 1mg/L Coliformes fecais 200/100 ml DB0 10 mg/l Turbidez 2 UNT (2) Cloro residual 1mg/L Coliformes fecais ND Organismos patogênicos ND

20 EUA (Calif( Califórnia) Tipos de Uso Irrigação de forragens, fibras e culturas de sementes; pomares e vinhas (1) ; culturas alimentícias processadas, descarga em toaletes. Irrigação de pastos para animais produtores de leite, áreas verdes (2) ; viveiro de plantas ornamentais e fazendas de grama; lagos paisagísticos; sticos; sistemas de combate a incêndio; água de refrigeração industrial ou comercial, sem formação de aerossóis; alimentação de caldeiras; compactação de solos; lavagem de ruas, calçadas adas e áreas externas. Irrigação superficial de culturas alimentícias; acesso restrito a lagoa paisagísticos. sticos. Irrigação de culturas alimentícias (3) e áreas paisagísticas sticas (4) ; lagos recreacionais irrestritos; descarga em toaletes e mictórios rios; água de processo industrial; fontes decorativas; lavanderias comerciais; produtores de neve; sistema de combate a incêndio estrutural; sistemas de refrigeração industriais ou comerciais com formação de aerossóis. Nível de Tratamento secundário secundário + desinfecção secundário + desinfeção Secundário + coagulação + clarificação (5) + filtração + desinfecção Coliformes Totais Ausente <23 coliformes totais /100ml < 2,2 coliformes totais /100 ml < 2,2 coliformes totais /100 ml

21 Normas e critérios rios de qualidade de efluentes para irrigação México Irrigação Restrita Irrestrita CF /100 ml 10 3 ( ) 10 3 (10 3 ) Ovos helmintos/l 5 ( 0,1-1,0 ) 1 ( 0,1-1,0 ) Norma atual Proposta de revisão

22 África do Sul Uso Forragens, sementes, árvores, parques não recreacionais, viveiros (de acesso restrito) Culturas não ingeridas cruas, flores, pomares e vinhas, parques, campos esportivos, e gramados escolares (de acesso restrito) Nível de tratamento Primário rio e secundário Primário, rio, secundário e terciário, rio, sistema de lagoas de estabilização. CF/100 ml Pasto para animais de leite, campos esportivos, gramados escolares (de acesso irrestrito) Primário, rio, secundário e terciário rio ND Culturas ingeridas cruas, gramados, viveiros, gramados escolares, parques recreacionais (de acesso irrestrito) Avançado ado (padrão de qualidade de água potável)

23 Arábia Saudita (irrigação irrestrita) Parâmetro * DBO SST Coliformes/100mL Turbidez (ut) Alumínio Arsênico Berílio Boro Cádmio Cloreto Cromo Cobalto Cobre Cianeto VMP 10,0 10,0 2,2 1,0 5,0 0,1 0,1 0,5 O, ,1 0,05 0,4 O,05 Parâmetro Fluor Ferro Chumbo Lítio Manganês Mercúrio rio Molibdênio Níquel Nitrato Selênio Zinco Óleos e Graxas Fenol PH mg/l, exceto quando especificado em contrário rio VMP 2,0 5,0 0,1 0,07 0,2 0,001 0,01 0,02 10,0 0,02 4,0 Ausente 0,002 6,0 8,4

24 Usos urbanos Japão Parâmetro Descarga toaletes Irrigação áreas verdes Lagos e Fontes Ornamentais Meio Ambiente (características estéticas) ticas) Meio Ambiente (contato público limitado) E.coli/100mL 10 ND ND - - Cloro residual combinado (mg/l) Mantido >0, Aparência NO NO NO - - Coliformes totais/100ml < 1000 < 50 Turbidez (ut) - - < 10 < 10 < 5 DBO (mg/l( mg/l) - - < 10 < 10 < 3 Odor NO NO NO NO NO ph 5,8 8,6 5,8 8,6 5,8 8,6 5,8 8,6 5,8 8,6 Cor (mgpt/l( mgpt/l) < 40 < 10

25 Irrigação e Usos urbanos EUA (Flórida) Aplicação Critérios rios de qualidade Nível de Tratamento Observação Áreas b de acesso restrito e usos industriais 200 CF/100mL ml SST - 20 mg/l DBO - 20 mg/l Secundário + desinfeção b Fazendas de grama, florestas, pastos, bosques, culturas forrageiras, fibras e grãos, e áreas similares. Áreas com acesso ao público c ; culturas alimentícias d ; descarga em toaletes e ; represamentos recreacionais f ; sistema de combate a incêndio; propósitos estéticos; ticos; controle de lixo. CF ND SST - 5 mg/l DBO - 20 mg/l Secundário + filtração + desinfeção c Áreas verdes residenciais, campos de golfe, cemitérios, parques, áreas paisagísticas, sticas, passeios, e áreas similares. d Permitido para culturas a serem cozidas, descascadas, ou processadas térmicamente antes do consumo. e Permitido em áreas residenciais sem acesso a sistema de abastecimento por poço, o, proibido em residências familiares. f Para contato primário rio com mais de 50% de imersão, em represas por exemplo, o critério rio de qualidade da água deve atender aos padrão microbiológico de potabilidade.

26 Usos urbanos EUA (Texas) Uso Compactação de Solos, controle de póp em estradas, lavagem de ruas Playground e gramados de hotéis e áreas de acesso amplo Padrão de qualidade DBO< 20mg/l < 800 CF/100 ml DBO < 5mg/l < 75 CF/100 ml 3 ut Cloro residual 1mg/l Irrigação de parques públicos, p campos de golfe, futebol, cemitérios Irrigação de florestas e áreas de acesso restritivo DBO< 20 mg/l <75 CF/100 ml DBO < 20 mg/l < 800 CF/100 ml Cloro residual 1mg/l nitrato < 10mg/l

27 Piscicultura (OMS, 1989) 10 3 CF/100 ml no tanque de piscicultura ou 10 4 CF/100 ml no afluente ao tanque de piscicultura e ausência de ovos de helmintos (tremat( trematóides).

28 Comentários finais Utilização de esgotos sanitários no Brasil Necessidade, oportunidade ou realidade? Quase ausência de tratamento de esgotos Qualidade das águas de irrigação. Qualidade de produtos agrícolas comercializados. Padrão epidemiológico gico-sanitário do país Disponibilidade e custo da água

29 Necessidade, oportunidade ou realidade Vácuo político tico, institucional e legal Parâmetros e critérios rios de qualidade Critérios rios de projeto, código c de boas práticas Procedimentos de licenciamento, monitoramento e fiscalização importação de parâmetros de qualidade Reúso não controlado [ Iniciativas estaduais e municipais ]

30 Necessidade, oportunidade ou realidade Continuidade pesquisas Demonstração viabilidade Subsídio regulamentação PROSAB importante etapa demonstrativa Regulamentação PR reúso so: : GT consulta pública p Padrões de qualidade Riscos aceitáveis grau de tratamento Riscos reais x Riscos potenciais ( risco( nulo ) Factibilidade técnico-econômica Regulamentação reuso controlado x indiscriminado

31 Edital 3 Tema 2 PUC-PR; PR; UFBA; UFCE; UFES; UFMG; UFPE; UFRJ; UFRN; UFRS; UFSC; UFT; UFV; UNB; UNICAMP; USP.

32 Edital 3 Tema 2 PUC-PR; PR; UFBA; UFCE; UFES; UFMG; UFPE; UFRJ; UFRN; UFRS; UFSC; UFT; UFV; UNB; UNICAMP; USP.

33 Edital 3 Tema 2 Irrigação de hortaliças as

34 Edital 3 Tema 2 Piscicultura (Til( Tilápia do Nilo)

35 Edital 3 Tema 2 Irrigação de forrageiras e alimentação animal