REMOÇÃO DE Microcystis aeruginosa POR COAGULAÇÃO, FLOCULAÇÃO E SEDIMENTAÇÃO UTILIZANDO CLORETO FÉRRICO E SULFATO DE ALUMÍNIO

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1 REMOÇÃO DE Microcystis aeruginosa POR COAGULAÇÃO, FLOCULAÇÃO E SEDIMENTAÇÃO UTILIZANDO CLORETO FÉRRICO E SULFATO DE ALUMÍNIO Erivanna Karlene dos Santos Oliveira 1, Hindria Renally C. Guimarães 2 Aluízio Gonçalves 3, Beatriz Susana O. de Ceballos 4 1 Mestranda em Ciência e Tecnologia Ambiental - UEPB (erivannakarlene@gmail.com) 2 Mestre em Ciência e Tecnologia Ambiental - UEPB. Bolsista DTI (renally@gmail.com) 3 Graduando em Ciências Biológicas Lic.-UEP (aluizio_biologo@hotmail.com) 4 Professora Titular/UEPB. Dra em Ciências (Microbiologia Ambiental-USP) bia.cebalos@gmail.com Rua Baraúnas,351 Bairro Universitário Campina Grande-PB, CEP: , Fone/Fax:+55( 83) Resumo Florações de cianobactérias dificultam a potabilização da água, por produzir gosto e odor difíceis de remover e as células colmatam os filtros, diminuindo sua vida útil. De grande importância atual é a liberação de cianotoxinas pelas cianobactérias senescentes que causam intoxicações humanas e alteram teias alimentares. Há relatos de florações de M.aeruginosa em numerosos reservatórios do Estado da Paraíba. No método convencional de tratamento de água, coagulação, floculação e sedimentação são fundamentais na remoção de células e determinam a eficiência das operações seguintes. Objetivou-se avaliar a eficiência dos coagulantes sulfato de alumínio e cloreto férrico, na remoção de células inteiras de Microcystis aeruginosa sob condições ótimas de coagulação utilizando como referencia cor, turbidez, densidade celular. Foi empregada água de torneira desclorada inoculada com células de M.aeruginosa para atingir 5 cel.ml -1 simulando floração. Nos testes de bancada (Jar Test ) se usaram concentrações de coagulantes de ate mg.l -1, de 5,0 ate 8. Cloreto férrico teve melhor redução de células inteiras de M.aeruginosa (99%), de turbidez (93%), cor aparente (95%) na dosagem mg/l, 6. Maiores eficiências com cloreto férrico se obtiveram com relativamente altos, resultado interessante porque águas eutróficas possuem elevados. Palavras-chave: cianobactérias, qualidade da água, tratamento convencional

2 INTRODUÇÃO Florações de cianobactérias são proliferações massivas destes microrganismos em resposta ao processo de eutrofização dos corpos aquáticos, acelerado pelos impactos atroprogênicos das últimas décadas. Estimulam os florescimentos a alta incidência e longos períodos de luz, altas temperaturas e concentrações elevadas de macronutrienes (compostos de fósforo e de nitrogênio), superior a 7, águas paradas ou de lenta circulação e estabilidade da coluna de água, entre outros (BITTENCOURT OLIVERA, SANTOS, ). Essas características são típicas dos açudes do semiárido brasileiro. No estado da Paraíba há registros de cianobactárias e suas toxinas em mais de reservatórios de abastecimento, com florações de Microcystis aeruginosa, Cylindrospermopsis raciborskii e Planktothrix agardhii (MACEDO, 09; LINS, VASCONCELOS et al, 11). Florações de cianobatéria são motivo de preocupação na produção de água potável por causa dos metabolitos secundários que liberam durante a senescência e morte celular como as cianotoxinas de elevado poder tóxigênico (hepatotoxinas, neurotoxinas e dermato-toxinas), como evidenciado com as mortes de pacientes de uma clinica de hemodiálise em Caruaro, em 1996 (AZEVEDO, 02). Outros compostos secundários alteram o gosto e o odor da água (geosmina e MIB). A elevada densidade celular colmata rapidamente os filtros, diminui sua eficiência, consome mais água de lavagem e produtos químicos. Todavia, esses compostos não são facilmente removidos no tratamento convencional que inclui os processos de coagulação, floculação, sedimentação, filtração e cloração, utilizado na imensa maioria das estações de tratamento de água do país. A remoção de células inteiras de cianobactérias reduz significativamente a concentração de cianotoxinas e das substancias produtoras de gosto e odor (Di BERNARDO e DANTAS, 05; LIBÂNIO, ).Considerando que a remoção de células intactas de cianobactérias é de grande importância nas ETAs com tratamento convencional, o trabalho objetivou avaliar a eficiência de dois coagulante (sulfato de alumínio e o cloreto férrico) na remoção de células inteiras de M.aerugunosa sob condições operacionais ótimas. METODOLOGIA Experimentos em escala de bancada, utilizando Jar Test, reproduziram os processos e operações de mistura rápida, coagulação/floculação/sedimentação. Foram

3 avaliados preliminarmente as melhores dosagens de sulfato de alumínio[al 2 (SO 4 ) H 2 O, PA] e cloreto férrico(fecl 3.6 H 2 O, PA), de coagulação e densidade células remanescentes de M.aeruginosa na água sedimentada. Foi usada água potável de torneira proveniente do reservatório Epitácio Pessoa que abastece pessoas e apresenta esporadicamente floraçõese cianobacterias. A água base (AB, de torneira) foi desclorada por repouso durante 24 horas, se adicionou uma cultura de M.aeruginos (final de 1 5 cél/ml) e se fizeram testes de lise. Os jarros do Jar Test se encheram ate os 2L com a água de estudo AE (AE=A+M. aeruginosa) se adicionaram os coagulantes. Fizeram-se dois conjuntos de testes, um com cloreto férrico e outro com sulfato de alumínio. Foram caracterizas a água da torneira (AB), a agua de estudo (AE= AB+ inóculo de M.aeruginsa) e agua decantada (AD), obtidas após dos processo de coagulaçao/floculaçao/sedimentação. Os paranmetros avaliados foram, temperatura, cor aparente, turbidez (APHA, 05) e densidade de M.aeruginosa (UTHERMÖHL, 1958). Os parâmetros operacionais nos ensaios de bancada (Jar test) foram: Gradiente de velocidade médio de mistura rápida (Gmr) 800s -1, Tempo de mistura rápida (Tmr) s -1, Gradiente de velocidade médio de floculação (Gfl), Gradiente de velocidade médio de floculação (Gfl) s -1, Tempo de floculação (Tfl) 25 min, Velocidade de sedimentação (Vs) 0,35cm.min -1 (PROSAB, 06 apud Santiago (08). Os ensaios de coagulação foram realizados com 5,0; 5,5; 6,0; ; ;. ajustado com hidróxido de sódio e ácido clorídrico 1,0N. As doses dos coagulantes seiniciaram com mg.l -1 variando de em mg.l -1 até mg.l -1.Os diagramas de coagulação foram construídos para a leitura da densidade celular,, turbidez e cor aparente em função das dosagens dos coagulantes RESULTADOS E DISCUSSÃO Antes dos ensaios de coagulação foi realizado um teste de lise celular. Verificouse que as células de M.aeruginosa permaneceram inteiras após de 24 hrs de inoculadas em água da torneira desclorada com natural inicial de, indicando que possíveis rupturas nos ensaios de coagulação seriam conseqüência das condições experimentais e não da água base (AB). O diagrama de coagulação (figura 1) mostra o resultado do teste de lise com a água de estudo.

4 Log Densidade (cel/ml) 6,8 6,7 6,6 Teste de lise Nº de células < > 000 Dosagem de Cloreto férrico (mg/l) Cor aparente < > 6,4 9,0 9,2 9,4 9,6 9,8,0,2 9,0 9,5 Figura 1. Teste de lise de M.aeruginosa. Figura 2. Diagrama de coagulação com cloreto férrico e remanescentes de cor aparente. Na figura 2 verifica-se menor cor aparente (- uh) em diferentes concentrações de, e menor turbidez com 9 e mg/l FeCl 3. O aumento para mg/l reduziu a cor aparente e o, comportamento também verificado por Santiago (08) e De Julio et al. (09). O cloreto férrico teve melhor desempenho na redução da turbidez e cor aparente com o ótimo de coagulação de 7,7 próximo ao da água base, indicando não ser necessário adição de ácido ou base. Os flocos formados com as células de M. aeruginosa, foram também maiores com cloreto férrico do que com sulfato de alumínio. Santiago (08) obteve resultados semelhantes. A figura 3 mostra turbidez remanescente de 1,0 ut para dosagem ótima de mg/l de cloreto férrico e entre -. Dosagem de Cloreto férrico (mg/l) Turbidez < 0,5 0,5 1,0 1,0 1,5 1,5 2,0 2,0 2,5 2,5 3,0 3,0 3,5 > 3,5 Dosagem de Sulfato de Alumínio (mg/l) Cor aparente < > 45 9,0 9,5 6, 6,75 0 7,25 7, 7,75 0 8,25 Figura 3: Diagrama de coagulação com o coagulante cloreto férrico hexaidratado (FeCl 3.6 H 2 O), com as variáveis e turbidez (ut) Figura 4: Diagrama de coagulação com sulfato de alumínio com as variáveis e cor aparente (uh) Com mg/l sulfato de alumínio e 7,25 cor aparente atingiu <15 uh e para mg/l e 15 a cor aparente foi de uh ambos dentro dos valores aceitos para água potável (Portaria 2914/11-MS). Comparando as dosagens dos coagulantes para atingir os valores da legislação, a concentração necessária de cloreto férrico foi menor que a do sulfato de alumínio. Resultados semelhantes se obtiveram para turbidez.

5 Dosagem de Cloreto Férrico (FeCl3) (mg/l) 5,5 6,0 Densidade (cél/ml) < > Dosagem de Sulfato de Alumínio (mg/l) 5,5 6,0 Densidade (cél/ml) < > Figura 5: Diagrama de coagulação com cloreto férrico com as variáveis e densidade celular. Figura 6: Diagrama de coagulação sulfato de alumínio com as variáveis e densidade celular. A remoção de células inteiras de Microcystis aeruginosa com cloreto férrico > ml/l (figura 5) foram mais eficientes em de 5,5 a.para o sulfato de alumínio o da solução parece ser a variável de maior importância, pois as dosagens precisam ser aumentadas à medida que a solução se torna mais básica.tal procedimento é realizado para uma melhor tratabilidade da água em função da densidade celular presente na amostra (figura 6). Algo muito semelhante pode ser verificado nos resultados de Santiago (08), onde as concentrações e dosagens se mostraram muito próximas aquelas utilizadas aqui. Confirma-se a remoção de células intactas de Microcystis aeruginosa por não haver presença de restos celulares na observação microscópica durante a quantificação de células. CONCLUSÃO O cloreto férrico foi mais eficiente que o sulfato de alumínio na remoção células íntegras de M.aeruginosa na dosagem de mg/l. Nessa mesma dosagem se obtiveram os melhores resultados para turbidez e cor aparente. Esse coagulante teve eficiências melhores para valores elevados de o qual é um resultado interessante considerando que a maioria das águas eutróficas tem faixas de de 7.5 a 9, que variam com a intensidade da atividade fotossintética do fitoplâncton. Estes resultados tem caráter preliminar e deverão ser confirmados com novos testes. Entretanto, deve destacar que houve remoção de células inteiras de M.aeugisnosa confirmadas pelas observações microscópicas.

6 Portanto, águas eutróficas podem ser tratadas pelo método convencional (ou de ciclo completo) sem que ocorra a lise celular e consequente liberação de toxinas. Estudos que incluíam a quantificação de toxinas na água bruta do manancial e após da decantaçao são úteis para confirmar (ou não) a eficiência de remoção de células sem liberação de toxinas. Ainda, as diretrizes da Portaria 2914/11-MS que determinam a freqüência de amostragem da água do manancial em função da densidade de células do fitoplâncton e obriga a detecção de cianotoxinas quando houver gêneros potencialmente produtores e/ou a densidade celular seja próxima ou igual a.000 cel.ml -1 devem ser seguidas cuidadosamente pelos gestores e técnicos. Esses dados fornecerem informações valiosas para adoção de medidas preventivas ou corretivas no tratamento, como cuidados específicos na coagulação em eventos de florações e podem ate prever esses eventos. REFERÊNCIAS AZEVEDO, S.M.F.O. et al. Human intoxication by microcystin during renal dialysis treatment in Caruaru. Brazil Toxicology. p , 02. BITTENCOURT-OLIVEIRA, M.C; SANTOS, D.M.S; MOURA, N.A. Toxic cyanobacteria in reservoirs in northeastern Brazil: detection using a molecular method. Braz. J. Biol., vol. 70, n. 4, p. 05-,. DE JULIO, M; FIORAVANTE,D. A; SELHORST FILHO, O; GRAHAM,, N.J.D. Remoçao de cianobactérias de água proveniente de manancial Brasileiro eutrofizado, utilizando os diagramas de coagulação para o sulfato de alumínio e PAC Nº 37, Revista Engenharia civil UM.. DI BERNARDO.L ; DANTAS. A.D. Métodos e técnicas de tratamento de água. Vol. 1 e 2. 2 ed. Editora Rima, São Carlos, 05. LIBÂNIO, M. Fundamentos de qualidade e tratamento da água. Campinas, Átomo.. LINS, R. P. Estrutura dinâmica da comunidade fitoplanctônica em um reservatório eutrófico do trópico semiárido brasileiro. 113 p. Tese (Doutorado em Recursos Naturais). CTRN. Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, PB, 11. MACEDO, Daniel. R.G. Microcistina na água e biomagnificação em peixes de reservatórios de abastecimento público do Estado da Paraíba. 3 f.

7 09. Dissertação (Mestrado em Desenvolvimento e Meio Ambiente) - PRODEMA, Universidade Federal da Paraíba- Universidade Estadual da Paraíba, João Pessoa- PB. SANT'ANNA, C. L; AZEVEDO, M. T. P. WERNER, V. R. DOGO, C. R.; RIOS, F. R.; CARVALHO, L. R. Review of toxic species of Cyanobacteria in Brazil. Algol Studies. v. 126, p , 08. SANTIAGO, L. M. Remoção de células de cianobactérias por processos de sedimentação e flotação por ar dissolvido: avaliação em escala de bancada. 125 f. 08. Dissertação de Mestrado em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos. Escola de Engenharia da UFMG. Belo Horizonte. 08. VASCONCELOS, J.F.; BARBOSA, J.E.L.; DINIZ, C.R.; CEBALLOS, B.S.O. Cianobactérias em reservatórios do Estado da Paraíba: ocorrência, toxicidade e fatores reguladores. Boletim Ablimno, nº 39, 11.