HELMINTOS EM LODOS BRUTOS E DIGERIDOS DE UMA ETE CONVENCIONAL

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1 HELMINTOS EM LODOS BRUTOS E DIGERIDOS DE UMA ETE CONVENCIONAL Annemarie König (1) Graduada em Ciências Biológicas pela Universidade Federal de São Carlos (1977). PHD em Botânica pela Universidade de Liverpool - Inglaterra (1984). Professora Adjunta e Coordenadora da Área de Engenharia Sanitária e Ambiental do Departamento de Engenharia Civil do Centro de Ciências e Tecnologia da Universidade Federal da Paraíba - UFPB - Campus II - Campina Grande - PB. Rita de Cássia Avelino Suassuna Graduada em Engenharia Química pela Universidade Federal da Paraíba (1991). Mestre em Engenharia Civil pela Universidade Federal da Paraíba (1995). Bolsista do Programa de Desenvolvimento Científico Regional (CNPq) no Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal de Sergipe - SE. Rui de Oliveira Graduado em Engenharia Civil pela Escola de Engenharia do Maranhão (1974). Mestre em Engenharia Civil pela Universidade Federal da Paraíba (1983). PhD pela Universidade de Leeds, Leeds - Inglaterra (1990). Professor Adjunto do Departamento de Engenharia Civil do Centro de Ciências e Tecnologia da Universidade Federal da Paraíba - UFPB - Campus II - Campina Grande - PB. Beatriz Susana Ovruski de Ceballos Graduada em Bioquímica pela Universidade Nacional de Tucuman Argentina (1974). Mestre em Microbiologia e Imunologia pela Escola Paulista de Medicina (1984). Doutora em Microbiologia Ambiental pela Universidade de São Paulo (1995). Professora Adjunta do Departamento de Engenharia Civil e Chefe do Laboratório de Saneamento da Área de Engenharia Sanitária e Ambiental do Centro de Ciências e Tecnologia da Universidade Federal da Paraíba - UFPB - Campus II - Campina Grande - PB. Endereço (1) : Rua Manoel Alves de Oliveira, Catolé - Campina Grande - PB - CEP: Brasil. RESUMO São mostrados resultados da quantificação de ovos de helmintos (Ascaris lumbricoides e Trichuris trichiura) em lodos cru, originado nos decantadores primários, do efluente digerido do digestor secundário e do lodo seco após diversos períodos de secagem provenientes de uma ETE convencional tratando esgotos domésticos da cidade do Recife (PE). Também são mostrados resultados da salinidade desses lodos. O período experimental foi de março a outrubro de As concentrações de ovos de helmintos foram elevadas em todas as amostras de lodo e atribuídos ao tipo de tratamento a que o esgoto foi submetido. O movimento das marés (preamar e baixa mar) provocou variações nas concentrações de sódio e cloreto. A elevada salinidade e a considerável quantidade de ovos de helmintos presentes no lodo seco inviabilizaram o seu uso agrícola por causar danos ao solo, prejudicar o desenvolvimento das plantas e contaminar o meio ambiente. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 605

2 PALAVRAS-CHAVE: Helmintos, Lodos, Esgoto Doméstico, ETE Convencional. INTRODUÇÃO Lodos oriundos de ETE s são os resíduos semi-sólidos orgânicos e inorgânicos provenientes do tratamento dos esgotos de origem doméstica e industrial. No caso do esgoto doméstico, todos os processo de tratamento convencional geram elevadas quantidades de lodo, cerca de 0,08% do volume total dos esgotos (Jordão & Pessoa, 1995).. Esse material é formado pelos biofilmes que recobrem o material inerte dos filtros biológicos, pelos flocos biológicos decantados, compostos por microrganismos vivos (bactérias, protozoários e fungos) típicos do processo de lodo ativado e pelo material sedimentado nos decantadores primários e secundários. O lodo cru recém produzido não está estabilizado, química e biologicamente para ser lançado no meio ambiente, necessitando de um pós-tratamento. Este é feito geralmente em digestores anaeróbios seguido de desidratação em leitos de secagem. Uma outra forma de disposição deste material tem sido seu descarte no mar, em aterros sanitários ou em aterros exclusivos para lodos, a pirólise e a incineração. Estas práticas geram fortes impactos ambientais, comprometendo a qualidade do solo, da água, da fauna e da flora. O lodo digerido é um material com conteúdo médio de nutrientes inorgânicos de 3, 2,5 e 1% dos sólidos totais de nitrogênio, fósforo (como P 2 O 5 ) e potássio como (K 2 O) (Metcalf & Eddy, 1991). Seu aproveitamento nas áreas de produção agrícola tem sido apontado como a melhor alternativa de destino final. Porém, o seu elevado conteúdo em organismos patogênicos (vírus, bactérias, protozoários, fungos e ovos de helmintos) torna seu manuseio e uso agrícola perigoso para a saúde sendo inadequado para uso em hortas e culturas em geral que serão ingeridas cruas. Sua disposição adequada no meio ambiente e sua utilização correta na agricultura são grandes desafios da engenharia sanitária, pois não existem dados, destes lodos, sobre a concentração de microrganismos patogênicos, particularmente de helmintos. Este trabalho avalia a concentração de ovos de helmintos em lodos crus, digeridos e secos, de uma ETE com tratamento primário além de caracterizá-los sob alguns de seus aspectos químicos, com vistas a sua utilização agrícola. MATERIAIS E MÉTODOS A pesquisa foi realizada na ETE de Cabanga, Recife - PE (8 o 10 S; 34 o 54 O) localizada às margens do Rio Jiquiá, próximo a um estuário e trata um volume médio mensal de m 3 de esgotos domésticos Através da decantação primária são gerados m 3 /mes de lodo cru que, são tratados por digestão anaeróbia e desidratados em leitos de secagem. (Pinho, 1993). Foram realizados 6 experimentos entre março e outubro de As amostras de lodo foram coletadas nas diferentes fases do tratamento: (1) lodo cru (formado pelo lodo decantado e a escuma superficial dos decantadores) que era coletado no tanque de reunião da estação ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 606

3 elevatória, (2) o lodo digerido, que era coletado durante uma das descargas de lodo junto à tubulação da entrada de lodo no leito de secagem, (3) o lodo digerido, coletado após três horas da descarga (t 0 ) no leito de secagem e (4) lodos nos diferentes estágios de secagem, entre 9 e 18 dias. Cada leito de secagem foi dividido em 3 seções transversais, distantes respectivamente 5,5, 11 e 17 metros da tubulação de entrada de lodo no leito e, em cada uma deles coletavam-se três sub-amostras, distantes aproximadamente 2,3, 4,6 e 6,9 metros da parede lateral do leito, para formar uma amostra composta daquela seção. Após um período médio de 14 dias nos leitos, o lodo seco era disposto no meio ambiente A quantificação dos ovos de helmintos foi feita pela técnica de Meyer et al. (1978) em 75g de lodo cru, digerido, e seco e convertido para ovos por litro de lodo. Dos parâmetros físicoquímicos analisados e mais relevantes ao objetivo do trabalho citam-se a salinidade (com a determinação dos íons cloreto, sódio, bicarbonato, magnésio, cálcio, potássio e carbonato), amônia e nitrogênio total. A metodologia seguiu a recomendação APHA (1989), com exceção da salinidade (EMBRAPA, 1979). Também foi avaliada a qualidade do líquido drenado no leito de secagem (coletado junto a tubulação de saída do leito). A caracterização do líquido percolado dependia do leito em que o lodo era descarregado, pois não havia acesso à tubulação que coletava o líquido drenado. As coletas eram feitas três horas após a descarga (t o ) e nas amostragens subsequentes, caso houvesse escoamento líquido. RESULTADOS O lodo cru proveniente dos decantadores e conduzido aos digestores continha elevadas concentrações de ovos de helmintos: Ascaris lumbricoides: ovos/l e Trichuris trichiura: ovos/l (Tabela 1). Os valores máximos e mínimos do número de ovos desses helmintos dependiam do horário em que o lodo era bombeado para o digestor (9, 13 ou 17 horas), do dia da semana (mais elevados às segundas-feira) e do intervalo entre os bombeamentos, a maior concentração ocorria quando o intervalo entre os bombeamentos era mais longa. As concentrações de Ascaris lumbricoides foram elevadas nos 6 experimentos ( ovos/l) com lodo digerido das amostras de descarga (Tabela 2) e superiores às de Trichuris trichiura ( ovos/l). Estes valores correspondem a concentrações de até três vezes os valores encontrados no lodo cru, evidenciando o acúmulo de ovos de helmintos na fase inicial do tratamento. Observou-se que aproximadamente 50% dos ovos quantificados apresentavam morfologia de ovos viáveis. Tabela 1: Concentrações de ovos de helmintos em amostras de lodo cru da ETE de Cabanga Recife (PE), coletado às 9,13 e 17 horas. Hora da Coleta Ascaris lumbricoides Trichuris trichiura EXP DATA (ovos/l) (ovos/l) ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 607

4 16/08/93(Seg) /08/93(Qua) /08/93(Sex) /09/93(Seg) /09/93(Qua) /10/93(Sex) Tabela 2: Concentração de ovos de helmintos no lodo digerido líquido, em amostras coletadas durante a descarga do lodo no leito de secagem, em 6 experimentos no período de março a outubro de 1.993, na ETE de Cabanga - Recife (PE). EXPERIMENTO Ovos/L Ascaris lumbricoides Trichuris trichiura Após três horas da descarga do lodo no leito (Tabela 3), era feita a primeira coleta nas seções transversais (tempo t o ). Neste curto intervalo de tempo, houve um aumento médio de 7% no número de ovos de A. lumbricoides cujas concentrações variaram entre ovos/l. Ovos de T. trichiura aumentaram em 1,3%, com concentrações variando entre 222 e ovos/l. A concentração desses ovos ocorreu devido a percolação e evaporação da água do lodo, processos estes que fazem parte da secagem, desidratando o lodo e aumentando então o conteúdo em ovos de helmintos. Tabela 3: Concentração de ovos de helmintos no lodo digerido líquido em amostras coletas após três horas da descarga do lodo no leito (t 0 ) de secagem, em 6 experimentos no período de março a outubro de 1.993, na ETE de Cabanga - Recife (PE). EXPERIMENTO Ovos/L Ascaris lumbricoides Trichuris trichiura O lodo seco (Tabela 4), obtido após um período entre 9 e 18 dias, continha ovos/l de A. lumbricoides e ovos/l de T. trichiura. Desde a descarga do lodo no leito até sua desidratação, houve uma redução de 13% de A. lumbricoides e 30% T. trichiura nos números médios de ambos parasitos. No entanto concentrações remanescentes foram bastante elevadas e mesmo após serem submetidos à digestão anaeróbia, exposição ao sol e dessecação, uma fração significativa ainda continuava viável. A preocupação sanitária com a presença de ovos viáveis de parasitas intestinais em lodos de origem doméstica, advém das características deste grupo de microrganismos: (1) sua elevada persistência ambiental (até 1 ano para A. lumbricoides), (2) sua reduzida dose infectiva: de um ovo de A. lumbricoides e (3) seu alto poder infectivo no trabalhador rural, que entra em contato o material contaminado. Tabela 4: Concentração de ovos de helmintos em lodo seco, coletado de amostras compostas das seções 1, 2 e 3, em 6 experimentos no período de março a outubro de 1.993, na ETE de Cabanga - Recife (PE). ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 608

5 Tempo de Secagem Ovos de helmintos /litro de lodo EXPERIMENTO (dias) Ascaris lumbricoides Trichuris trichiura A determinação da salinidade nas amostras de lodo cru e digerido mostrou elevadas concentrações para dois íons em particular: sódio e cloreto. No lodo cru, (Tabela 5) estes atingiram valores de até 8.318mg/L e mg/l respectivamente e ambos se mantiveram entre e mg/l no lodo digerido (Tabela 6). Tabela 5: Concentração de íons (mg/l) no lodo cru da ETE de Cabanga - Recife (PE) no período de março a outubro de Parâmetro EXPERIMENTO 1 EXPERIMENTO 2 (mg/l) 16/08/93 18/08/93 20/08/03 27/09/93 29/09/93 01/10/93 Cloreto Sódio Bicarbonato Magnésio 529,3 823,0 853,8 552,5 545,5 775,9 Cálcio 170,8 179,9 196,2 135,3 121,9 103,6 Potássio 40,3 49,7 51,6 28,9 36,4 51,6 Carbonato 0,0 10,0 11,0 4,5 5,1 0,0 Tabela 6: Concentração de íons (mg/l) no lodo digerido líquido da ETE de Cabanga - Recife (PE) no período de março a outubro de Parâmetro EXPERIMENTOS (mg/l) Cloreto Sódio Bicarbonato Magnésio Cálcio Potássio 113,4 51,6 23,3 23,5 37,4 40,3 Carbonato 25,8 29,4 42,9 40,0 40,4 24,0 Após a secagem a concentração de cloreto foi reduzida em 50%, com concentrações próximas à mg/l, em 4 dos 6 experimentos. Estes resultados podem ser decorrentes da percolação do líquido intersticial do lodo através do meio filtrante, que promoveu o carreamento dos sais. Com relação ao sódio, este se comportou de maneira semelhante ao cloreto em somente três experimentos (redução da concentração com a secagem); nos demais ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 609

6 houve um aumento que foi associado com a intensa insolação e evaporação, que contribuiram para o acúmulo desses sais na superfície do lodo seco. O conteúdo médio de nitrogênio total no lodo digerido foi de 913 mg/l, com valor mínimo de 719 mg/l no mês de julho quando se verificou a maior precipitação pluviométrica (84,8 mm). Em conseqüência, o decréscimo foi associado à diluição do esgoto afluente à estação. A fração amoniacal, resultante da mineralização do material orgânico contido no lodo cru representou 62 a 77% do nitrogênio total, superando a faixa de 25-50% citada por Andreoli et al.(1.994) como valores médios para lodo bem digerido. A percolação e evaporação que ocorreram nas três horas de permanência do lodo no leito de secagem, entre a descarga e a primeira coleta (t o ), promoveram uma redução de apenas 4% do valor do nitrogênio total inicial e não alterou a percentagem da fração amoniacal que permaneceu entre 62 e 70%. O líquido drenado continha elevada concentração de nitrogênio total (até 52mg/L) e após 6 dias de permanência no leito, atingiu um valor de 2,5 mg/l. Esse líquido, que retornava ao poço de bombeamento do lodo cru era rico em amônia (até 25 mg/l) e fósforo (até 17 mg/l). Com relação aos íons, novamente o cloreto e o sódio foram aqueles que mais se destacaram. Suas concentrações aumentaram com o tempo de secagem e foram influenciadas pela percolação do líquido intersticial que carreiou consigo esses íons. DISCUSSÃO Dentre os parâmetros que caracterizaram o lodo gerado nas diferentes fases do tratamento na ETE de Cabanga, as análises parasitológica e da salinidade foram aquelas que mais se destacaram pois permitiram avaliar a qualidade sanitária dos lodos e as prováveis conseqüências da utilização agrícola do lodo seco como fertilizante e condicionador do solo. Os ovos de helmintos por apresentarem uma densidade maior que a água, são removidos em até 80% do esgoto bruto (HANEL, 1988 apud IDE, 1994) e concentrados no lodo cru nos decantadores, fazendo parte do lodo digerido líquido de seco. A inativação completa pode ser atingida tanto na digestão anaeróbia como nos leitos de secagem através de uma combinação entre temperatura elevada e tempo de exposição. A elevada concentração de ovos de helmintos no lodo seco deve ser manuseado com cuidado pelos funcionários da ETE durante sua retirada após a secagem além de restringir o seu uso na agricultura devido ao elevado risco de contaminação ambiental e risco à saúde das pessoas que porventura entrem em contato com este material. A elevada salinidade dos lodos cru, digerido e seco foi associada à infiltração da água do mar na rede coletora de esgotos e influenciada pelo movimento das marés e pelo tipo de tratamento. No tratamento convencional, a decantação favoreceu a incorporação dos sais no lodo cru conferindo-lhe elevada salinidade a qual não foi removida na digestão anaeróbia do lodo, sendo repassada ao lodo digerido. A pequena redução obtida durante a secagem foi resultante da drenagem do líquido intersticial que carreou parte dos sais transferindo-os para o líquido drenado, porém a evaporação favoreceu o acúmulo de sais na superfície do lodo. Um material com estas características de alta salinidade, expressa pelo conteúdo elevado de cloreto e sódio, não é adequado para uso ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 610

7 agrícola pois reduz a produtividade do solo, promovendo modificações estruturais, tornando-o impermeável e dificultando a disponibilidade de água para as plantas, além de danos às próprias plantas, como toxidez, necroses e queimaduras das folhas (Daker, 1984). CONCLUSÕES Os lodos analisados neste trabalho mostraram-se impróprios para uso agrícola devido às elevadas concentrações de ovos de helmintos viáveis e a alta salinidade (devido a influência das marés). Os resultados evidenciaram a importância de trabalhos desta natureza, sempre que se deseje usar o lodo produzido ou dar-lhe um destino final sob condições sanitárias. O problema destes parasitas nos lodos gerados numa ETE poderia ser avaliado através da quantificação de helmintos encontrados no esgoto bruto, que pode ser magnificado dependendo do tipo de tratamento adotado, como é o caso particular de uma ETE convencional. Para garantir uma utilização segura na agricultura é necessário que haja um pós-tratamento adequado para reduzir o número de ovos viáveis de helmintos. Além dos helmintos também é importante o monitoramento físico-químico do lodo produzido, principalmente naqueles locais onde interferências externas (como neste caso a existência de marés, que invadem a rede coletora) comprometam a qualidade do lodo e seu funcionamento como bom condicionador agrícola. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. ANDREOLI, C.; SOUZA, M.L.P.; COMIN, J.J.; GIOPPO, P.J.; CASTILHO, D.S.B. (1.994). Bases para o uso agrícola do lodo de esgoto da ETE de Belém. Anais do 16 o Seminário Luso Brasileiro de Engenharia Sanitária (SILUBESA). Florianópolis (SC), tomo VI, vol.8 pp APHA (1989). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 17 th ed. Washington D.C. Americam Public Health Association 1.477p. 3. DAKER, A. (1984). Irrigação e Drenagem: a Água na Agricultura. 3º vol. 6. ed. rev. e ampl. Rio de Janeiro, Freitas Bastos. 543 p. 4. IDE, C. N. (1994). Eficiência da estabilização de lodo de ETE s com cal e ferrato (VI) de potássio. Tese de doutorado IPH UFRS Porto Alegre (RS), 140p. 5. JORDÃO, E.P. & PESSOA, C.A. (1995). Tratmento de esgotos domésticos. 3 ed. ABES Rio de Janeiro, 720p. 6. METCALF & EDDY (1991). Wastewater Engineering: Treatment, Disposal and Reuse. 3 th edition. McGraw Hill, New York, 1334p. 7. MEYER, K.B.; MILLER, K.D.; KANESHIRO, E.S. (1.978). Recovery of Ascaris eggs from sludge. Journal of Parasitology 64 (2), EMBRAPA (1979). Manual de Métodos de Análise de Solos. Rio de Janeiro (RJ), 120p PINHO, J.H. (1993). Desempenho Operacional da ETE de Cabanga Recife (PE). Dissertação de Mestrado UFPB Campus II Campina Grande (PB), 154p. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 611