II ESTUDO DA TERMORESISTÊNCIA DE OVOS DE HELMINTOS, COLIFORMES TERMOTOLERANTES E Escherichia coli.

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1 II ESTUDO DA TERMORESISTÊNCIA DE OVOS DE HELMINTOS, COLIFORMES TERMOTOLERANTES E Escherichia coli. Eduardo Pedroza da Cunha Lima (1) Químico Industrial pela Universidade Estadual da Paraíba. Mestre em Desenvolvimento e Meio Ambiente pela Universidade Federal da Paraíba. Pesquisador bolsista DTI do Programa de Saneamento Básico (PROSAB). Adrianus C. van Haandel Professor do Departamento de Engenharia Civil do Centro de Ciências e Tecnologia da Universidade Federal de Campina Grande. Paula Frassinetti Cavalcanti Catunda Professora do Departamento de Engenharia Civil do Centro de Ciências e Tecnologia da Universidade Federal de Campina Grande. Yanna Maia Derks Engenheira Civil, mestranda em Engenharia Sanitária Ambiental pela Universidade Federal de Campina Grande. Rafaela Elaine da Costa Lima Araújo Graduando de Engenharia Civil da Universidade Federal de Campina Grande. Endereço (1) : Rua José Maria Tavares de Melo, 43 Jardim Luna João Pessoa - PB - CEP: Tel: (83) eduardopcl@uol.com.br RESUMO O lodo estabilizado proveniente das estações de tratamento de esgoto apresenta-se como uma boa alternativa de fertilizante do solo por possuir concentrações consideráveis de nutrientes. No entanto é necessária uma higienização de modo a reduzir os riscos de proliferação de doenças. Os riscos potenciais quando se utiliza lodo de estações de tratamento de esgoto se agrava pela existência considerável de ovos de helmintos. Geralmente os ovos de helmintos provenientes dos esgotos passam a fazer parte do lodo. Uma das alternativas para a higienização do lodo consiste no tratamento térmico, principalmente para a remoção de helmintos que são resistentes a dessecação do lodo e desinfetantes químicos. A relação do tempo de exposição do lodo a uma determina temperatura é fundamental para garantir a sua higienização, sendo necessário conhecer a relação desses dois parâmetros na destruição e inativação dos parasitos e microrganismos patogênicos mais termoresistentes. Conhecendo-se a termoresistência dos organismos patogênicos torna-se possível avaliar a eficiência do processo térmico de higienização a partir do acompanhamento da distribuição de temperatura no lodo. Neste sentido na presente pesquisa se realizou um estudo da termoresistência de coliformes termotolerantes e Escherichia coli, considerando ambos como indicadores de contaminação fecal adequados para avaliar a eficiência do tratamento térmico na destruição de bactérias patogênicas. Realizou-se também, um estudo da termoresistência de ovos de helmintos devido ao fato desses parasitas, mesmo quando presentes em pequenos números no lodo, proporcionarem altos riscos reais de proliferação de doenças. PALAVRAS-CHAVE: Higienização, Tratamento térmico, PROSAB. INTRODUÇÃO Para que um organismo se desenvolva e se multiplique em um determinado ambiente, é necessário encontrar condições indispensáveis a sua fisiologia. Dentre os fatores ambientais físicos mais importantes deve-se destacar a temperatura. A temperatura excessiva pode promover a desnaturação protéica e/ou a inativação de enzimas fundamentais ao desenvolvimento do organismo (ANDREOLLI, et al., 2001). Dessa forma seja através do calor úmido ou seco, o tratamento térmico tem sido uma alternativa para a destruição e/ou inativação de organismos patogênicos. A umidade, associada à temperatura, constitui importante fator limitante ao desenvolvimento de organismos patogênicos. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1

2 Tabela 1: Relação entre o tempo de exposição e a temperatura para a destruição de alguns organismos geralmente presente em lodo sanitário. Organismos Tempo (mim) Temperatura ( C) Salmonella typhosa Instantâneo 30 a 46 Salmonella spp. 15 a 30 Shigela Escherichia coli 5 15 a Entamoeba hystolytyca (cistos) Instantâneo 68 Taenia saginata 5 71 Trichinella spiralis Instantâneo Necator americanus Brucella abortus Estreptococos fecais 70 Coliformes fecais 70 Ascaris spp. (ovos) 7 Fonte: EPA (1995) 62 a No tratamento térmico do lodo o processo de secagem ocorre concomitante; consequentemente influenciando a eficiência da higienização. Diversos outros fatores influenciam o processo de higienização por tratamento térmico, dentre eles: a distribuição de calor pelo material. Entretanto antes de considerar qualquer outro fator o primordial é conhecer a relação entre a destruição de patogênicos a determinadas condições de temperatura e tempo de exposição. Na Tabela 1 são apresentados a temperatura e o tempo de exposição necessários para a destruição de alguns organismos, segundo a EPA (1995) De acordo com as exigências da EPA a temperatura para promover a destruição de coliformes fecais (termotolerantes) somente ocorrerá em 70 C após 30 minutos de exposição. Considera-se muito exigente esse valor, onerando bastante o processo de higienização. Neste sentido a presente pesquisa investiga se é possível promover a higienização do lodo sob outras relações de tempo e temperatura, coliformes fecais, E. Coli e ovos de helmintos. MATERIAIS E MÉTODOS A curva de sobrevivência térmica que representa o decaimento exponencial da população de bactérias no decorrer do tempo em uma determinada temperatura foi obtida a partir de exames microbiológicos realizados em amostras previamente condicionadas a diferentes situações de temperatura e tempo de exposição. Para o estudo da termoresistência de coliformes termotolerantes e E. Coli utilizou-se esgoto doméstico como amostra. A utilização de esgoto doméstico como amostra ocorreu devido à dificuldade de distribuição de calor quando se usa um (semi) sólido como lodo. Consideramos que sabendo a relação de tempo e temperatura para a destruição dos organismos patogênicos mais termoresistêntes é possível estimar quais deverão ser as condições para higienização do lodo, após o conhecimento das propriedades de distribuição de calor pelo material. As amostras de esgoto eram distribuídas em tubos de ensaios e dispostas em Banho Maria com temperatura homogênea e controlada. Quando as amostras alcançavam a temperatura do Banho Maria retirava-se o primeiro tubo para exame e iniciava-se a cronometragem do tempo. Após intervalos determinados outros tubos eram retirados para exame. As técnicas utilizadas nos exames microbiológicas estão referenciadas na Tabela 2. As temperaturas e os intervalos de tempos utilizados no experimento estão presentes na Tabela 3. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 2

3 Tabela 2: Metodologias adotadas nos exames microbiológicos e parasitológicos. Exame biológico Método Referência Coliformes Técnica de Tubos Múltiplos, Enriquecimento em (ALPHA, et al., 1989) Termotolerantes. caldo lactosado e teste presuntivo em caldo ECmedium. (SOCCOL, et al., 200) Escherichia coli Técnica de Tubos Múltiplos, Enriquecimento em (ALPHA, et al., 1989) caldo lactosado e teste presuntivo em caldo EC- MUG. Ovos Helmintos Método de Yanko. (YANKO, 1992) Tabela 3: Temperaturas e os respectivos intervalos de exposição utilizados nos exames microbiológicos. Temperatura ( 0 C) Intervalos (min) e O estudo da termoresistência de ovos de helmintos foi realizado a partir de amostras de lodo primário. O lodo era lavado com tween 0,1% e solução tampão, filtrado em gaze cirúrgica, sedimentado por 12 horas e submetido à técnica de YANKO (1992). Durante o processo de YANKO, antes do acréscimo de álcool ácido e éter, as amostras eram submetidas, ao Banho Maria, com temperatura e tempos de exposição controlados. RESULTADOS A partir das curvas de sobrevivência térmica, obtidas nos testes de termoresistência dos organismos indicadores estudados, foi possível determinar os tempos de decaimento decimal (D), o que representa o tempo necessário para que ocorra a destruição de 90% desta população (uma escala logarítmica). Na Figura 1 observa-se a curva de sobrevivência térmica para 5% C Na Tabela 4 estão presentes os valores experimentais de (D) obtidos nas temperaturas de C, C, 65 C e 70 C. # Coliformes Fecais. # E. Coli Figura 1: Curva de sobrevivência térmica de Coliformes Fecais e E.coli para temperatura de C. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 3

4 Tabela 4: Valores dos tempos de redução decimal (D) para coliformes termotolerantes e Escherichia.coli. Temperatura Coliformes termotolerantes Escherichia. Coli C 12,07 min 12,00 min C 3,11 min 3,07 min 65 C 0,87 min 0,80 min 70 C 0,22 min 0,21 min Os testes preliminares com ovos de helmintos permitiram até o momento determinar qual é a resistência destes nas temperaturas de 50 C, C e 70 C em um tempo exposição de 10 minutos. Na Tabela 5 esses resultados são apresentados. Tabela 5: Resistência dos ovos de helmintos submetidos à exposição de 10 minutos nas temperaturas de 50, e70 C. Temperatura Redução após 10 minutos 50 C 80% C 90% 70 C 100% Pode-se observar nas fotos da Figura 1 mudanças nas estruturas dos ovos de Ascaris após serem submetidos ao tratamento térmico. Figura 1: Foto de ovos de Ascaris antes e após tratamento térmico. Estrutura bem delineada. Estrutura deformada. Antes do tratamento térmico Após tratamento térmico CONCLUSÕES Observando os dados experimentais verifica-se que a termoresistência de Escherichia coli é um pouco menor que a do grupo que mesma pertence, coliformes termotolerantes. Fato que questiona a recomendação da EPA em adotar um tempo de min a 70 C para coliformes termotolerantes e 5 min a 70 C para Escherichia coli.. Importante destacar que as considerações a respeito da higienização térmica do lodo deve considerar as propriedades de distribuição de calor pelo material. Mesmo que se adote uma postura conservadora, a pesquisa mostra que o tratamento térmico do lodo com temperaturas acima de C é uma alternativa eficiente no processo de higienização, incluindo a destruição de ovos de helmintos. AGRADECIMENTOS A investigação experimental foi possível graças ao apoio financeiro da FINEP e do CNPq no âmbito do PROSAB (Edital 4, tema 4). ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 4

5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. ANDREOLI, C. V.; FERREIRA, A. C.; CHERUBINI, C.; TELES, C. R.; CARNEIRO, C.; FERNANDES, F. Resíduos sólidos do saneamento: processamento reciclagem e disposição final. IN: Higienização de Lodo. PROSAB. ABES. Curitiba, PR. (2001). 2. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY. Health effects of land application of municipal sludge. (EPA,n.1-85/015). Washington, DC. (1985). ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 5