I REMOÇÃO DE ASCARIS LUMBRICOIDES E TRICHURIS TRICHIURA EM LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO

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1 I REMOÇÃO DE ASCARIS LUMBRICOIDES E TRICHURIS TRICHIURA EM LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO Salomão Anselmo Silva (1) Graduado e Mestre em Engenharia Civil pela Escola Politécnica da Universidade Federal da Paraíba. Ph.D. pela Universidade de Dundee, Escócia (1982). Professor Titular do Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal da Paraíba. Chefe de Pesquisas da EXTRABES-UFPB. Rui de Oliveira Graduado em engenharia civil pela Escola de Engenharia do Maranhão (1974). Mestre em Engenharia Civil pela Universidade Federal da Paraíba (1983). Ph.D. pela Universidade de Leeds, Inglaterra (1990). Professor Adjunto do Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal da Paraíba. Pesquisador da EXTRABES-UFPB. Gilson Barbosa Athayde Júnior Graduado em Engenharia Civil pela Universidade Federal da Paraíba (1995). Ph.D. pela Universidade de Leeds, Inglaterra (1999). Bolsista do CNPq categoria DCR na Universidade Estadual da Paraíba. Endereço (1) : Rua Monteiro Lobato, Alto Branco - Campina Grande - PB - CEP: Brasil - Tel: (83) Fax: (83) salomao@cgnet.com.br RESUMO Este trabalho descreve a remoção de ovos de Ascaris lumbriciodes e Trichuris trichiura numa série de 5 lagoas de estabilização tratando esgoto doméstico, compreendendo 5 experimentos com características físicas e/ou operacionais distintas. No esgoto bruto, as quantidades médias de ovos de Ascaris lumbriciodes variou de 205 a 447 ovos/l, enquanto que tais quantidades para Trichuris trichiura foram de 4 a 19 ovos/l. Os ovos de Trichuris trichiura estiveram ausentes dos efluentes das lagoas em todos os experimentos. Dada a sua maior velocidade de sedimentação com relação à dos de Ascaris lumbricoides, os ovos de Trichuris trichiura, são de mais fácil remoção que os daqueles. Quanto aos ovos de Ascaris lumbricoides, (detectados em maiores números que os de Trichuris trichiura) os mesmos sofreram redução bastante expressiva nas lagoas anaeróbias, mas apareceram em alguns poucos dias no efluente das demais lagoas em alguns dos experimentos. Os ovos de Ascaris lumbricoides e Trichuris trichiura são removidos em sua maioria (mais que 95%) nas lagoas anaeróbias, apresentando a eficiência de remoção tendência de queda com o aumento da velocidade longitudinal do esgoto. As lagoas facultativas e de maturação apresentaram na maioria do tempo um efluente ausente de ovos de helmintos, porém a quantidade de ovos que apareceram em raros dias não permitiu se estabelecer um tempo de detenção hidráulica preciso para o qual se garantisse a ausência de ovos de Ascaris lumbricoides e Trichuris trichiura no efluente final de uma série de lagoas de estabilização. PALAVRAS-CHAVE: Lagoas de Estabilização, Ascaris lumbriciodes, Trichuris trichiura, Irrigação, Reuso. INTRODUÇÃO O reuso de águas residuárias na agricultura é pratica milenar e comum em várias regiões do planeta (Shuval et al., 1986; Pescod & Arar, 1988; Mara & Carincross, 1989; Strauss & Blumenthal, 1989), proporcionando benefícios ao solo e á produtividade agrícola. No entanto, deve-se ter bastante cautela para se evitar a disseminação de doenças infecciosas de veiculação hídrica, o que se pode conseguir com o tratamento dos esgotos previamente à sua reutilização, com conseqüente redução do número de microorganismos patogênicos presentes no mesmo. A OMS divide as culturas agrícolas em três grupos (A, B e C) e recomenda padrões microbiológicos a serem atendidos quando do reuso de águas residuárias, para cada um dos três grupos. Para o grupo A, culturas a serem ingeridas cruas, campos esportivos e parques públicos (irrigação irrestrita), tal padrão consiste de menos que 1 ovo/l de nematóide intestinal (espécies de Ascaris, Trichuris, Ancilostoms e Necatur), além de menos que 10 3 ufc/100 ml em termos de coliformes fecais. No entanto para irrigação de culturas cerealíferas, a serem industrializadas, forrageiras, pastoris e arbóreas (irrigação restrita), apenas o padrão parasitológico (nematóides intestinais) é considerado. Para o grupo C, o qual é constituído das mesmas culturas do grupo B, porém considerado ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1

2 em se tratando de irrigação localizada, não se faz menção de padrões microbiológicos a serem atendidos, sendo no entanto recomendado tratamento não inferior a sedimentação primária (WHO, 1989). Este trabalho descreve a remoção de ovos de Ascaris lumbriciodes e Trichuris trichiura em séries de lagoas de estabilização. Mecanismo de remoção de ovos de helmintos em lagoas de estabilização Desde que existam condições mínimas de turbulência e tempo suficiente, grandes quantidades de ovos de helmintos são removidas por sedimentação. De acordo com Shephard (1977), 2 3 h de sedimentação é suficiente para uma remoção de 70 95% de tais ovos. A Tabela 1 mostra as velocidades teóricas de sedimentação de ovos de Ascaris lumbriciodes e Trichuris trichiura de acordo com a Lei de Stokes (Feachem et al., 1983). Tabela 1: Velocidades teóricas de sedimentação de ovos de Ascaris lumbriciodes e Trichuris trichiura de acordo com a Lei de Stokes. Características do ovo Forma assumida Tamanho (μm) Densidade (g/cm 3 ) Velocidade de sedimentação (m/h) Ascaris lumbriciodes elipsoidal 55x40 1,11 0,65 Trichuris trichiura cilíndrica 50x22 1,15 1,53 Em lagoas de estabilização, onde a turbulência não permite tais velocidades, dependendo da configuração das lagoas em série, dias é um tempo de detenção hidráulica (TDH) total geralmente suficiente para que o efluente contenha menos que 1 ovo/l, enquanto que cerca de dias é TDH apontado como suficiente para a completa remoção dos ovos de helmintos (Ayres et al., 1993; Grimasson et al., 1996). No entanto, é necessário que fique bem claro que a sedimentação é um mecanismo apenas de retenção dos ovos na lagoa, não estando necessariamente relacionada com a morte do ovo em si. Segundo Veerannan (1977), a taxa de fertilidade 1 de ovos de Ascaris lumbriciodes retidos em lodos de ETEs é de 50, 25 e 12% após decorridos 1, 1,5 e 2 anos, respectivamente, e após decorridos três anos a taxa de fertilidade é praticamente zero. Portanto, quando o lodo do fundo das lagoas for ser reutilizado na agricultura, outro mecanismo capaz de matar os ovos de helmintos, tais como armazanamento prolongado (Veerannan, 1977) e digestão termofílica (Feachem et al., 1983; Carrington et al., 1991) devem ser utilizados. MATERIAIS E MÉTODOS Cinco experimentos com diferentes características físicas e/ou operacionais de série de lagoas de estabilização foram realizados na Estação Experimental de Tratamentos Biológicos de Esgotos Sanitários EXTRABES (Universidade Federal da Paraíba), no período de setembro de 1978 a novembro de A duração de cada experimento foi de aproximadamente 1 ano, sendo a série de lagoas, em escala piloto, formada por uma anaeróbia (LA), uma facultativa (LF) e três de maturação (LM 1, LM 2 e LM 3 ). A Tabela 2 apresenta as características físicas das lagoas enquanto que as operacionais em cada experimento são apresentadas na Tabela 3. Todas as lagoas receberam o afluente numa altura de 50 cm acima do fundo, enquanto que o efluente foi drenado a 5 cm abaixo da superfície da massa líquida. Tabela 2: Características físicas doa lagoas nos vários experimentos. Exp 1, 2 e 3 Exp 4 e 5 LA LF LM 1 LM 2 LM 3 Largura (m) 3,35 3,35 3,35 3,35 3,35 Comprimento (m) 10,00 10,00 10,00 10,00 10,70 Profundidade (m) 1,25 1,00 1,00 1,00 1,00 Largura (m) 3,35 3,35 3,35 3,35 3,35 Comprimento (m) 10,00 10,00 10,00 10,00 10,00 Profundidade (m) 2,20 2,20 2,20 2,20 2,20 1 Também conhecida como viabilidade (traduzido do termo inglês viability) ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 2

3 Tabela 3: Tempo de detenção hidráulica (dias) e velocidade longitudinal média (m/dia) nas lagoas. LA LF LM 1 LM 2 LM 3 Exp 1 6,8 5,5 5,5 5,5 5,8 Exp 2 2,0 1,6 1,6 1,6 1,7 Exp 3 4,0 3,2 3,2 3,2 3,4 Exp 4 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 Exp 5 8,0 8,0 8,0 8,0 8,0 As amostras foram coletadas às 8 horas da manhã do esgoto bruto (EB) e do efluente de cada lagoa, com freqüência diária ou a cada dois dias para o EB e semanal ou quinzenal para o efluente das lagoas. Os ovos de nematóides foram quantificados pelo método descrito em Silva (1982). RESULTADOS As Tabelas 4 e 5 apresentam a média aritmética do número de ovos de Ascaris lumbricoides e Trichuris trichiura respectivamente, em cada lagoa ao longo da série, nos vários experimentos, enquanto que a Figura 1 mostra o comportamento das lagoas anaeróbias quanto á remoção de ovos de Ascaris lumbricoides. Tabela 4: Remoção de ovos de Ascaris lumbricoides ao longo das lagoas. EB LA LF LM 1 LM 2 LM 3 Exp ,6 0,0 0,0 0,0 0,0 Exp ,2 1,1 0,0 0,5 3,0 Exp ,7 4,1 2,5 6,6 2,6 Exp ,3 1,0 0,3 0,6 0,1 Exp ,5 1,0 0,7 0,3 0,5 Tabela 5: Remoção de ovos de Trichuris trichiura ao longo das séries de lagoas. EB LA LF LM 1 LM 2 LM 3 Exp 1 9 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Exp ,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Exp ,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Exp 4 4 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Exp 5 8 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Eficiencia de remocao de ovos de Ascaris lumbricoides (%) 100,0 99,5 99,0 98,5 98,0 97,5 97,0 96,5 96,0 95,5 95, Velocidade longitudinal do esgoto (m/dia) Figura 1: Eficiência de remoção de Ascaris lumbricoides nas lagoas anaeróbias. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 3

4 Os ovos de Trichuris trichiura estiveram ausentes já dos efluentes das lagoas anaeróbias em todos os experimentos. É valido salientar, no entanto, que os mesmos se apresentaram em números reduzidos já no EB. Quanto aos ovos de Ascaris lumbricoides, (detectados em maiores números que os de Trichuris trichiura) os mesmos sofreram redução bastante expressiva (mais que 95%) nas lagoas anaeróbias. No entanto, apenas nos experimentos 1, 4 e 5 é que o efluente final se mostrou ausente de ovos de Ascaris lumbricoides. Não foi possível estabelecer um TDH preciso para o qual o número de ovos de Trichuris trichiura ou Ascaris lumbricoides atingisse o padrão de menos que 1 ovo/l. Nos 5 experimentos, este tempo foi de 6,8, 8,5, 17,0, 10,0 e 16,0 dias para os experimentos de 1 a 5 respectivamente. Quanto à eficiência de remoção de ovos de Ascaris lumbricoides nas lagoas anaeróbias e a velocidade longitudinal do esgoto nas mesmas, apesar da tendência decrescente da primeira grandeza com relação à segunda, a curva mostrada na Figura 1 não apresentou significância ao nível de 5%. É importante salientar que os ovos de Ascaris lumbricoides (média aritmética) que apareceram na lagoa facultativa e nas de maturação foram resultantes de um elevado número de ovos que apareceram em pouquíssimos dias. Tivesse sido usada a mediana em substituição à média aritimética (recomendada pela OMS) ou apenas 80% das determinações consideradas (como adotado na resolução CONAMA No. 20 com relação a coliformes fecais) as conclusões teriam sido bastante diferentes. Todas as lagoas a partir da facultativa teriam apresentado concentração zero de ovos de Ascaris lumbricoides (além de Trichuris trichiura). De fato, isto aconteceria até para a lagoa anaeróbia em 3 dos 5 experimentos. CONCLUSÕES Os ovos de Ascaris lumbricoides e Trichuris trichiura são removidos em sua maioria (mais que 95%) nas lagoas anaeróbias, apresentando a eficiência de remoção tendência de queda com o aumento da velocidade longitudinal do esgoto. Os ovos de Trichuris trichiura, dada sua maior velocidade de sedimentação com relação à dos de Ascaris lumbricoides, são de mais fácil remoção que os destes últimos. As lagoas facultativas e de maturação apresentam na maioria do tempo um efluente ausente de ovos de helmintos, porém a quantidade de ovos que aparece em raros dias não permitiu se estabelecer um tempo de detenção hidráulica preciso para o qual se garantisse a ausência ou o padrão de menos que 1 ovo/l de ovos de Ascaris lumbricoides e Trichuris trichiura no efluente final de uma série de lagoas de estabilização. Lagoas de estabilização apresentam elevada eficiência de remoção de ovos de helmintos. AGRADECIMENTOS Os autores expressam seus agradecimentos às seguintes organizações que apóiam a EXTRABES: Universidade Federal da Paraíba (UFPB), Companhia de Água e Esgotos da Paraíba (CAGEPA), Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), Programa RHAE Meio-ambiente e Overseas Development Administration (ODA, UK). REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. AYRES, R.M., MARA, D.D., LEE, D.L., THITAI, W.N. Monitoring Full Scale Waste Stabilization Ponds in Kenya for Nematode Egg Removal. Environmental Technology. v.14, p CARRINGTON, E.G., PIKE, E.B., AUTY, D., MORRIS, R. Destruction of Faecal Bacteria, Enteroviruses and ova of Parasites in Wastewater Sludge by Anaerobic Thermophilic and Anaerobic Mesophilic Digestion. Water Science and Technology. v.24, n.2, p FEACHEM, R.G., BRADLEY, D.J., GARELICK, H., MARA, D.D. Sanitation and Disease: Health Aspects of Excreta and Wastewater Management. World Bank Studies in Water Supply and Sanitation No 3. John Wiley and Sons, Chichester, UK ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 4

5 4. GRIMASON, A.M.; SMITH, H.U.; YOUNG, G., THITAC, W.N. Occurrence and removal of Ascaris sp ova by waste stabilization ponds in Kenya. Water Science and Technology. v.33, n.7, p MARA, D.D., CAIRNCROSS, S. Guidelines for the Safe Use of Wastewater and Excreta in Agriculture and Aquaculture. World Health Organization/ United Nations Environment Programme PESCOD, M.B., ARAR, A. Treatment and Use of Sewage Effluents for Irrigation. Proceedings of the FAO Regional Seminar on the treatment and Use of Sewage Effluents for Irrigation, Nicosia, 7-9 October Butterworths, London, UK SHEPHARD, M.R.N. Helminthological Aspects of Sewage Treatment in Hot Climates. In: Water, Wastes and Health in Hot Climates (ed. R.G. Feachem, M. McGarry, D.D. Mara). John Willey & Sons, Chichester, U.K SHUVAL, H.I., ADIN, A., FATTAL, B., RAWITZ, E., YEKUTIEL, P. Wastewater Irrigation in Developing Countries: Health Effects and Technological Solutions. World Bank Technical Paper Number 51. The World Bank, Washington, DC STRAUSS, M., BLUMENTHAL, U.J. Human Wastes Use in Agriculture and Aquaculture - Utilisation Practises and Health Perspectives. IRCWR Report N o 1/ SILVA, S.A. On the treatment of domestic sewage in waste stabilization ponds in Northeast Brazil. Dundee, Tese de Doutorado. University of Dundee, Scotland VEERANNAN, K.M. Some experimental evidence on the viability of Ascaris lumbricoides ova. Current Science. 46, WHO. Health Guidelines for the Use of Wastewater in Agriculture and Aquaculture. World Health Organisation Technical Report Series, No 778. World Health Organisation, Geneva ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 5