II ESTUDO PARA IMPLANTAÇÃO DE REÚSO E PROPOSIÇÃO DE PARÂMETROS DE QUALIDADE PARA USOS URBANOS NÃO POTÁVEIS A PARTIR DAS ETES DA RMSP

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1 II ESTUDO PARA IMPLANTAÇÃO DE REÚSO E PROPOSIÇÃO DE PARÂMETROS DE QUALIDADE PARA USOS URBANOS NÃO POTÁVEIS A PARTIR DAS ETES DA RMSP Keiko Arlete Semura (1) Engenheira Química, diplomada pela Universidade de Mogi das Cruzes, com Especialização em Engenharia de Saneamento Básico, pela Faculdade de Saúde Pública da USP. Engenheira do Departamento de Planejamento, Controladoria e Desenvolvimento Operacional da Unidade de Negócios de Tratamento de Esgotos da Metropolitana, da Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo - SABESP. Monica Riccitelli Engenheira Civil diplomada pela Universidade Paulista, com Especialização em Engenharia de Saneamento Básico, pela Faculdade de Saúde Pública da USP. Engenheira do Departamento de Planejamento, Controladoria e Desenvolvimento Operacional da Unidade de Negócios de Tratamento de Esgotos da Metropolitana, da Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo - SABESP. Maria Carolina Gonçalves Engenheira Civil diplomada pela Universidade Estadual de Campinas, Mestre em Hidráulica e Saneamento pela Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo. Gerente do Departamento de Planejamento, Controladoria e Desenvolvimento Operacional da Unidade de Negócios de Tratamento de Esgotos da Metropolitana, da Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo - SABESP. Endereço (1) : Rua Shiguetoschi Suzuki, 337- Vila Paulista Mogi das Cruzes - São Paulo - Cep: Brasil - tel: 55(11) ou 55(11) ksemura@sabesp.com.br RESUMO A bacia do Alto Tietê abriga uma população em torno de 18 milhões de habitantes e um dos maiores complexos industriais do mundo. Dispõe pela sua condição característica de manancial de cabeceira, vazões insuficientes para a demanda da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) e municípios circunvizinhos. Diante desse cenário, a utilização planejada de água de reúso vem cada vez mais se apresentando como fundamental, em decorrência da escassa disponibilidade hídrica de toda a região e do potencial de demanda existente. No caso específico da RMSP, a utilização de água produzida em suas estações de tratamento de esgotos, além de preservar os mananciais para atendimento das necessidades da população urbana e usos industriais mais nobres, incentiva à ocupação de áreas industriais próximas às estações de tratamento de esgotos. Estas, por sua vez, localizam-se em regiões com nítida vocação industrial, próximas às margens do rio Tietê, no caso das estações de tratamento de esgotos (ETEs) São Miguel e Parque Novo Mundo, ou de rodovias importantes como as ETEs Barueri e Suzano, ou ainda no centro mais industrializado da RMSP, no caso da ETE ABC. A falta de uma legislação específica para nortear as ações no setor, dificulta a utilização segura da água de reúso a partir do efluente final das ETEs. Face aos riscos potenciais associados à reutilização do esgoto tratado principalmente quanto à proteção da saúde, aliado às questões técnica e financeira, o reúso direto urbano não potável, com uso restrito, apresentase como a alternativa mais viável dentro da RMSP. PALAVRAS-CHAVE: Reúso, tratamento de esgotos, efluente final, parâmetros de qualidade. INTRODUÇÃO A utilização planejada de reúso em todo o mundo tem sido bastante incrementada nas últimas décadas, principalmente nos países desenvolvidos ou em desenvolvimento, como resposta à crescente escassez dos recursos hídricos disponíveis. Inúmeras cidades e regiões metropolitanas têm recorrido ao aproveitamento da água de reúso, obtida a partir da utilização dos efluentes das estações de tratamento de esgoto, complementando as demandas para fins urbanos, industriais e atendimento do setor de serviços. Além de preservar a água potável para atendimento das necessidades da população urbana e usos industriais mais nobres, o reúso permite uma maior otimização dos recursos hídricos disponíveis, ampliando a oferta de um produto cada vez mais escasso, notadamente em áreas como limitações de oferta de água com a Região Metropolitana de São Paulo. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1

2 Por outro lado, o reúso planejado insere-se nos modernos conceitos de desenvolvimento sustentável preconizado em encontros mundiais e seminários, realizados em diversas partes do mundo, fazendo parte da estratégia global proposta para o meio ambiente, pela Organização Mundial da Saúde. Com Sua implementação pretende-se alcançar simultaneamente três importantes objetivos: a manutenção da integridade dos ecossistemas, o uso sustentável da água e a universalização dos serviços de saneamento e como resultado final, a promoção da melhoria da qualidade de vida e da saúde da população. Assim, o reúso planejado da água é hoje prática obrigatória da gestão competente dos recursos hídricos e acima de tudo, imprescindível para a preservação da sua qualidade e quantidade, necessárias à sobrevivência das futuras gerações. OBJETIVOS Os objetivos deste trabalho são: Propor padrões de qualidade para água de reúso direto urbano não potável, para usos restritos como: irrigação de áreas verde com restrições de acesso ao público, do tipo canteiros de praças e vias públicas, lavagem e desobstrução de dutos, construção civil (compactação do solo e controle de poeiras), lavagem de vias públicas; Propor padrões de qualidade para a água de reúso direto urbano não potável, tendo em vista a não existência de legislação federal ou estadual para utilização de água de reúso, considerando os cuidados sanitários e ambientais de água de reúso e apresentar justificativas para utilização destes parâmetros; Apresentar parâmetros adotados em outros países, que já possuem legislação específica para água de reúso urbano não potável, comparar com os padrões propostos; Estabelecer freqüência de monitoramento para os parâmetros microbiológicos, químicos e físicoquímicos; Apresentar estudo desenvolvido para RMSP, para estabelecimento de diretrizes técnicas, econômicas, para implementação de sistemas de água de reuso para utilização industrial de sistemas de resfriamento semi-abertos e usos irrestritos. ANÁLISE DO PROBLEMA A última crise no abastecimento de água vivida na Região Metropolitana de São Paulo nos remete ao velho jargão: a água é um bem finito. O Brasil concentra 16% da água potável do planeta, número nada desprezível. Porém, a situação no estado de São Paulo não é nada confortável, pois aí concentram-se 20% da população total do Brasil, além de um grande número de indústrias, e apenas 1,6% da água superficial para abastecimento. Historicamente, nos últimos 30 anos, a população do Brasil dobrou e houve uma inversão da ocupação. Na década de 70, quase 50% das pessoas viviam na zona rural e, hoje, 80% estão na área urbana. Esta ocupação além de rápida foi totalmente desordenada, a falta de integração entre governos estadual e as prefeituras, além da falta de chuva, problemas de poluição, aliado ao desperdício são alguns dos fatores que articulados fazem que, no fim do gargalo, o cidadão comum pague a maior parte da conta. A solução em curto prazo não é outra senão economizar nas casas e, no caso das indústrias e do governo montarem esquemas especiais para a utilização da água. A médio e longo prazo, porém, a situação é ainda pior, pois as medidas a serem tomadas, como a busca de mananciais mais distantes para abastecer as capitais, custam caro e exigem planejamento e obras que ultrapassam os governos. Porém uma solução de médio a longo prazo que vem se afirmando cada vez mais nas últimas décadas em todo o mundo, principalmente nos países desenvolvidos e em desenvolvimento, é a utilização planejada de água de reúso. O reúso planejado insere-se nos modernos conceitos de desenvolvimento sustentável, além de fazer parte da estratégia global proposta para o meio ambiente, pela OMS (Organização Mundial de Saúde) e pela ONU (Organização das Nações Unidas). Esta prática permite alcançar três importantes objetivos: a manutenção da ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 2

3 integridade dos ecossistemas, o uso sustentável da água e a universalização dos serviços de saneamento e como resultado final, a promoção da melhoria da qualidade de vida e da saúde da população. CARACTERIZAÇÃO DAS ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ESGOTOS DO SISTEMA PRINCIPAL DA RMSP A RMSP foi dividida em duas grandes áreas para efeito de esgotamento sanitário. A área central e densamente urbanizada que comporta um sistema integrado, denominado Sistema Principal, e engloba as bacias drenantes aos rios Tietê, Pinheiros e Tamanduateí, e algumas sub-bacias drenantes aos reservatórios Guarapiranga e Billings. As demais áreas, situadas em regiões periféricas, com menor grau de urbanização, são ou serão servidas por sistemas próprios, denominados Sistemas Isolados. O Sistema Principal da RMSP foi concebido em cinco grandes sistemas, cujos municípios integrantes contribuem em termos de despejos, para as estações de tratamento de esgotos relacionadas na Tabela 1. O Sistema Principal compõe-se ainda de 139 kilômetros de interceptores, sifões, travessias e emissários com diâmetros variando de 0,60 m a 4,50 m. Tabela 1: Características das ETEs do sistema principal de esgotos da RMSP. VAZÃO NOMINAL VAZÃO MÉDIA (L/s) TRATADA CAPACIDADE ATUAL DAS ETAS DE REÚSO (L/s) (L/s) ABC Barueri São Miguel Suzano Pq. Novo Mundo Total Todas as estações acima foram concebidas com tratamento por lodos ativados convencional. Esse processo oferece boa flexibilidade operacional, além de ser bastante confiável e estável, sendo considerado o mais eficiente para estações de tratamento de grande porte. A fase líquida das estações é compostas por: Tratamento preliminar: gradeamento e desarenação; Tratamento primário, onde a ETE Pq. Novo Mundo adota peneiras rotativas, e, as demais decantadores primários, para remoção dos sólidos sedimentáveis; Tratamento secundário, compreendendo aeração, decantação e recirculação do lodo ativado. A fase sólida é composta de: Adensamento por gravidade dos lodos; Estabilização biológica em digestores de lodo. No caso da ETE Pq. Novo Mundo adota-se estabilização química com cal; Condicionamento do lodo, nas ETEs Barueri e São Miguel com polímero e cloreto férrico, e nas demais (ABC, Suzano e Pq. Novo Mundo) com cal e cloreto férrico; Desidratação mecânica em filtros prensa de placas. TIPOS DE REÚSO De maneira geral, o reúso de água pode ocorrer de forma direta ou indireta, por meio de ações planejadas ou não. Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS) 1973, podemos classificar segundo o tipo de utilização, as seguintes formas de reúso: ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 3

4 Reúso Indireto: Ocorre quando a água já usada, uma ou mais vezes para uso doméstico ou industrial é descarregada nas águas superficiais ou subterrâneas e utilizada novamente a jusante, de forma diluída; Reúso Direto: é o uso planejado e deliberado de esgotos tratados para certas finalidades como irrigação, uso industrial, recarga de aqüífero e água potável; Reciclagem Interna: é o reúso da água internamente às instalações industriais, tendo como objetivo a economia de água e o controle de poluição. UTILIZAÇÕES URBANAS ESTUDOS DESENVOLVIDOS Recentemente a SABESP contratou um estudo visando o estabelecimento de diretrizes técnicas, econômicas e institucionais e de programa de ação para a implementação de sistemas de água de reúso, onde foram levantados em função do uso potencial no entorno das ETEs, uma água de reúso com padrões mínimos de qualidades, conforme Tabela 2. A partir daí foram definidos os processos de tratamento a serem utilizados, visando garantir os padrões de qualidade de água, necessários para utilização em processos industriais, principalmente em resfriamento em sistemas semi-abertos e o uso não potável irrestrito. As características necessárias da água de reúso, visando os requeridos usos estão descritas na Tabela 2. Porém, tendo em vista que a utilização de água de reúso no Brasil em grande escala é inovadora, somando-se ao fato de não existir ainda no Brasil uma legislação especifica que norteie as ações no setor, vem se afirmando principalmente em regiões altamente industrializadas como a Região Metropolitana de São Paulo, a adoção do reúso direto urbano não potável com utilização restrita. Esta utilização é considerada para as implantações a curto e médio prazo. Tabela 2: Características necessárias da água de reúso para fornecimento para sistemas semi-abertos de resfriamento e usos não potáveis irrestritos. PARÂMETROS VALOR MÁXIMO (mg/l) Alcalinidade Total (CaCO 3 ) 100 Cloretos 100 DBO5 10 Nitrogênio Amoniacal 1 ph 6,0 9,0 Sílica Total (SiO 2 ) 50 Sólidos Dissolvidos Totais 500 Sólidos Suspensos Totais 5 Sulfatos (SO 4 ) 200 Turbidez (NTU) 2 Coliformes Fecais (NMP/ 100 ml) 0 Os sistemas concebidos para atendimentos dos padrões de qualidade descritos na Tabela 2, foram concebidos os seguintes sistemas de tratamento: Alternativa (1): nitrificação através de filtro biológico aerado, seguido de tratamento fisico-quimico convencional e desinfecção; Alternativa (2): ultrafiltração em tratamento secundário, com bio-reator de membranas para a remoção biológica de amônia, seguida de desinfecção complementar; Alternativa (3): nitrificação através de bio-reator com leito móvel, ultrafiltração terciária e desinfecção complementar. Tabela 3 Resumo dos custos de implantação das ETAs de reúso. ETE Capacidade da ETA de reúso (L/s) Custo de Implantação (R$ X 1000) Alternativa Adotada ABC (1) Barueri (2) Pq. Novo Mundo (2) São Miguel (2) Suzano (3) ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 4

5 DIRETRIZ PARA A UTILIZAÇÃO DA ÁGUA DE REÚSO USO URBANO NÃO POTÁVEL No trabalho são definidas as diretrizes para utilização de água de reúso, para usos urbanos mais restritos, adotados a partir de análise de práticas em outros países e suas aplicabilidades à situação específica na RMSP. No atendimento aos usos urbanos mais restritos, abrangendo áreas verdes com acesso limitado ao público, faixa decorativa ao longo das avenidas e lavagem de ruas e logradouros, deve ser utilizada água proveniente do tratamento secundário, seguido de filtração e desinfecção, resguardando-se, no entanto, os cuidados necessários, como o maior empenho no monitoramento e controle dos lançamentos de efluentes industriais no sistema de esgotos, tendo em vista a preservação do tratamento de esgotos e a garantia da qualidade final da água de reúso. Com relação à qualidade de águas das ETAs de reúso, é previsto um padrão básico, podendo eventualmente, em função de atendimento de clientes com demanda preponderante, ser exigida uma qualidade diferenciada. ASPECTOS LEGAIS Não existe ainda legislação federal ou estadual que defina um arcabouço legal para utilização de água de reúso, considerando os aspectos relacionados às atribuições dos órgãos e entidades envolvidas, bem como, aos cuidados sanitários e ambientais a serem assegurados. Assim, é apresentada, no presente trabalho, proposta normativa a ser seguida no sentido de implementação de medidas legais que dêem um aparato legal à utilização de água de reúso. APLICABILIDADE Visando garantir a utilização planejada de água de reúso na RMSP, considerando-se os usos potenciais passíveis de serem adotados nessa região, para fins não potáveis, são definidos padrões de qualidade da água adequados aos fins específicos a que se destinam. Assim, é definido o padrão básico para água de reúso para uso mais restrito a ser atendido. USOS URBANOS MAIS RESTRITIVOS Neste segmento, a água de reúso poderá ser utilizada para: 1. Irrigação de áreas verde com restrições de acesso ao público, do tipo canteiros de praças e vias públicas; 2. Lavagem e desobstrução de dutos; 3. Construção civil (compactação do solo e controle de poeiras); 4. Lavagem de vias públicas. Aqui as atividades antrópicas não incluem contatos primários, sendo ocasional a freqüência de interação homem-meio. Os aspectos condicionantes para aplicação incidem principalmente sobre saúde pública, vegetação e aspectos estéticos. PROPOSIÇÃO DE PARÂMETROS DE QUALIDADE A Tabela 4 apresenta os parâmetros propostos neste trabalho, bem como os parâmetros utilizados em outros países e pela OMS. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 5

6 Tabela 4: Proposição de Parâmetros / comparação com outros países. CRL (mg/l) DBO (mg/l) SST (mg/l) COL. FECAIS (NMP/100mL) TURBIDEZ (NTU) ph HELMINTOS (ovo/l) ÓLEOS E GRAXAS (mg/l) FLÓRIDA <20 <5 Nd em 75% das amostras < OMS - - < <1 - ESPANHA <25 < <20 6 a MÉXICO <30 <30 < <15 PROPOSTO 2 a 6 <25 <35 <200 <20 6 a 9 - Nd: não detectáveis. Frequência de Monitoramento Proposta: Visualmente ausente DBO: em 95% das amostras, com freqüência semanal; SST: em 95% das amostras, com freqüência semanal; CRL: monitoramento contínuo; Turbidez: monitoramento contínuo; ph: monitoramento contínuo; Coliformes Fecais: freqüência 3 vezes por semana, sendo que, 80% das amostras devem estar dentro do limite especificado. CONSIDERAÇÕES PARA A ADOÇÃO DOS PARÂMETROS E LIMITES Os parâmetros adotados neste trabalho basearam-se na norma espanhola, uma vez que a Espanha já opera seis plantas (ETEs) que fornecem água de reúso para aplicação direta urbana não potável em Madrid e Murcia. Além disso, podemos destacar as seguintes considerações: a) CRL - 2 a 6 mg/l: Considerou-se a faixa de 2 a 6 mg/l, pois existe maior probabilidade de inativação de vírus em concentrações superiores à 5 mg/l. Porém, para utilização em irrigação de áreas verdes deve-se efetuar a descloração da água de reúso, para valores inferiores à 5 mg/l. Segundo USEPA, 1999 e Crook, 1993, concentrações de Cloro Residual Livre inferiores a 1 mg/l, em geral, não causam problemas para a maioria das plantas. Água, com excesso de cloro, aplicado diretamente sobre a folhagem da planta têm um efeito de queima de folhas semelhante do causado por sódio e cloretos. Cloro em concentrações acima de 5 mg/l causa danos graves à maioria das plantas. b) DBO<25 mg/l: Tecnicamente, valores muito elevados de DBO devem ser controlados para evitar o desenvolvimento de microorganismos e maus odores, principalmente em dias muito quentes. c) SST<35 mg/l: A presença de concentrações elevadas de sólidos pode levar ao desenvolvimento de maus odores, devido à degradação, eventualmente anaeróbia, desses sólidos. Os sólidos podem também servir de substrato para o desenvolvimento de microorganismos e outros vetores associados à transmissão de doenças. d) Turbidez<20 UNT: Não só por questões estéticas, mas também como indicador da presença de sólidos e matéria orgânica, que servem de proteção aos microorganismos na desinfecção. e) Coliformes Fecais<200 NMP/100 ml: O critério da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (USEPA) exige para a irrigação irrestrita ou irrigação por aspersão em qualquer situação, padrão de potabilidade da água (ausência de coliformes e organismos patogênicos, turbidez - 2 NTU e cloro residual - 1mg/L). Deduz-se que o critério de ausência de coliformes asseguraria a ausência de bactérias patogênicas enquanto a inclusão da turbidez e de cloro ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 6

7 residual presta-se ao papel complementar da indicação de protozoários por filtração e da inativação de vírus (USEPA, 1998; Bastos et al, 2000). Obviamente, um padrão com tais níveis de exigência somente pode ser contemplado, aliás, como especificado na própria regulamentação, por processos rigorosos de tratamento de esgotos, incluindo filtração e a desinfecção. Já para a irrigação restrita (culturas alimentícias processadas comercialmente e culturas não alimentícia), a USEPA exige também a desinfecção e a garantia de cloro residual de 1mg/L, mas com padrão 200CF/100mL, o que pressupõe a tolerância da presença de patógenos em alguma densidade. No primeiro caso, pressupõe-se proteção dos consumidores, agricultores e público em geral e, no segundo, dos agricultores. Para os dois casos a USEPA recomenda para o cloro, um tempo de contato mínimo de 30 minutos, sendo que, um tempo de contato mais elevado pode ser necessário para garantia de inativação de vírus e parasitas. Em 1985, com o documento conhecido como Informe Engelberg, a OMS utilizando como referência estudos e modelos epidemiológicos, reconhece que havia sido muito restritivo nas suas considerações anteriores. O documento enfatiza que os riscos com a saúde proveniente de irrigação com águas residuárias bem tratadas são mínimos, e que os limites da qualidade microbiológica então vigentes são injustamente restritivos, e que na maioria dos países em desenvolvimento, os principais riscos são com doenças associadas a helmintos. Assim, os critérios de Engelberg passam a recomendar um padrão de CF/100mL, para irrigação sem restrição, com o argumento de que este índice é aplicado para as águas superficiais utilizadas para irrigação e também é utilizado como critério de balneabilidade em países distintos (Mara e Caimcross, 1990; IRCWD, 1985). Por outro lado, estabelece também um limite máximo de 1 ovo de nemátodo/l no efluente, baseado em fundamentos epidemiológicos. O padrão para 1 ovo de nemátodo constitui um indicador de microrganismos patógenos sedimentáveis (Bastos e Mara, 1993). Determina também que, um valor diretriz mais restritivo (200 CF/100mL) é apropriado para gramados públicos, tais como os de hotéis, com os quais o público tenha contato direto. Na Resolução Conama n o 20, no que se refere à classificação das águas, considera: Classificação das águas considera-se água de classe 2 águas destinadas: a) ao abastecimento doméstico, após o tratamento convencional; b) à proteção de comunidade aquática; c) à recreação de contato primário (esqui aquático, natação e mergulho); d) irrigação de hortaliças e plantas frutíferas; e) à recreação natural e/ou intensiva (aquicultura) de espécie destinadas à alimentação humana. Os padrões adotados para estes fins são: Cor: até 75 mg/l; Turbidez: até 100 UNT; DBO5,20 : até 5 mg/l O2; OD em qualquer amostra não inferior a 5 mg/l. Quanto a Balneabilidade: As águas doces, salobras e salinas destinadas a balneabilidade (recreação de contato primário) são avaliadas nas categorias excelente, muito boa, satisfatória e imprópria. Excelente Quando 80% ou mais de um conjunto de amostras obtidas em cada uma das 5 semanas anteriores, colhidas no mesmo local houver, no máximo, 250 CF/100mL ou CT/100mL; Muito Boa Quando 80% ou mais de um conjunto de amostras obtidas em cada uma das 5 semanas anteriores, colhidas no mesmo local houver, no máximo, 500 CF/100mL ou CT/100mL; ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 7

8 Satisfatória Quando 80% ou mais de um conjunto de amostras obtidas em cada uma das 5 semanas anteriores, colhidas no mesmo local houver, no máximo, CF/100mL ou CT/100mL; CONCLUSÃO A proposta deste trabalho aplica-se o reúso somente para utilizações urbanas não potáveis, para os usos restritos descritos neste trabalho; É essencial o estabelecimento de critérios legais para direcionar as futuras ações para fornecimento de água de reúso; Se os critérios adotados forem muito restritivos podem inviabilizar a prática de reúso na RMSP; Necessidade de promoção de um programa de recuperação nas fontes, principalmente junto às industrias, visando evitar descartes indevidos na rede pública de esgotos. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS 1. MANCUSO, P.C.S., SANTOS, H.F. Reúso de Água - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental, BRITO, L.P. Reutilización de Água Residual Depurada. Universidade Federal do Rio Grande do Norte, RESOLUÇÃO CONAMA 20/86. Artigo 5º. 4. BASTOS, R.K.X., Utilização de Esgotos Tratados em Fertirrigação, Hidroponia e Psicultura PROSAB 3, Relatório Síntese dos Estudos Desenvolvidos - Relatório Final, Contrato SABESP/CH2MHILL Estabelecimento de Diretrizes Técnicas, Econômicas e Institucionais e de programa de Ação para Implementação de Sistema de Reúso de Esgotos na RMSP, ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 8