CARACTERIZAÇÃO DA QUALIDADE DOS ESGOTOS

CARACTERIZAÇÃO DA QUALIDADE DOS ESGOTOS Prof. Robson Alves de Oliveira robson.aoliveira@gmail.com.br robson.oliveira@unir.br Ji-Paraná - 2014

ÁGUAS RESIDUÁRIAS Definição: - águas que contenham resíduos. - águas residuais x águas residuárias. 1. VARIÁVEIS QUANTITATIVAS vazão águas residuárias. ** obtenção indireta consumo de água. ** padrão de descarga e suas variabilidades. função: tipo e porte da fonte produtora, processo de produção etc. 2

2. VARIÁVEIS QUALITATIVAS Principais parâmetros de qualidade das águas residuárias: Sólidos; Indicadores de matéria orgânica; Nitrogênio; Fósforo; Indicadores de contaminação fecal. 2.1 Sólidos nos esgotos: todos os contaminantes da água, com exceção dos gases dissolvidos, contribuem para a carga de sólidos. 3

2.1 Sólidos nos esgotos 4

2.1 Sólidos nos esgotos a) Classificação por tamanho e estado (mais simples): é baseada na filtração. Sólidos em suspensão particulados (SS ou SST) sólidos orgânicos e inorgânicos retidos no papel filtro com porosidade entre 0,45 e 1,2 µm. Sólidos dissolvidos solúveis (SD ou SDT) sólidos orgânicos e inorgânicos não retidos por filtragem sólidos que passam no papel filtro. O material remanescente após a evaporação parcial da amostra passa por secagem em estufa à entre 103 e 105 C até massa constante. Por meio da pesagem do papel de filtro (antes e depois, excluindo-se a água do filtro por evaporação), tem-se a massa de sólidos em suspensão, que, dividida pelo volume da amostra, dá a concentração (mg/l). Os sólidos dissolvidos são determinados por meio da evaporação do 5 líquido filtrado (inclui a maioria das partículas coloidais).

2.1 Sólidos nos esgotos 6

2.1 Sólidos nos esgotos b) Classificação pelas características químicas (mais complexa): submete-se os sólidos a uma temperatura elevada (550 o C). Sólidos voláteis (resíduo volátil) é a porção do resíduo total, filtrável ou não filtrável, que se perde na calcinação da amostra a (550 ± 50) C. * A fração orgânica é oxidada (volatizada). * Representa uma estimativa da matéria orgânica nos sólidos. Sólidos fixos ou sólidos não voláteis (resíduo fixo ou inerte) porção do resíduo total, filtrável ou não filtrável, que resta após a calcinação da amostra. * Representam a matéria inorgânica ou mineral. 7

2.1 Sólidos nos esgotos Em suspensão (SS) Dissolvidos (SD) 8

2.1 Sólidos nos esgotos c) Classificação pela sedimentabilidade: Sólidos sedimentáveis SS (parcela suspensão): são aqueles capazes de sedimentar no período de 1 hora cone Imhoff. Sólidos não sedimentáveis: a fração que não sedimenta. Não é expressa na análise. 9 NBR 10664 - Águas - Determinação de resíduos (sólidos) - Método gravimétrico.

2.1 Sólidos nos esgotos 10

2.1 Sólidos nos esgotos Do balanço de sólidos temos outras relações: 11

2.1 Sólidos nos esgotos 12

2.1 Sólidos nos esgotos Relações importantes: Relações SFT/SVT, SSF/SSV, SDF/SDV elevadas indicam a predominância absoluta de material inerte na água residuária prévia. necessidade de separação A concentração de SSF indicação da necessidade de desarenador. Concentrações elevadas de sólidos dissolvidos fixos(sdf) em comparação com sólidos dissolvidos voláteis (SDV) indicação de alta salinidade tratamento físico-químico. Maneira quantificar a degradabilidade SVT/ST. 13

2.1 Sólidos nos esgotos 14

2.2 Matéria orgânica carbonácea nos esgotos (MO) Constituição: proteínas, carboidratos, gordura e óleos, uréia, surfactantes, fenóis, pesticidas etc. Material orgânico poluição das águas oxigênio dissolvido Divide-se nas seguintes frações: 15 Qual é o principal problema de poluição para os corpos d água?

2.2 Matéria orgânica nos esgotos Normalmente não se caracterizara a MO em termos de proteínas, gorduras carboidratos, etc. Há uma grande dificuldade na determinação laboratorial dos diversos componentes da MO nas águas residuárias multiplicidade de formas e compostos em que pode se apresentar. A oxidação da MO corresponde ao principal fator de consumo de oxigênio. 16

2.2 Matéria orgânica nos esgotos O consumo de OD se deve à respiração dos microrganismos decompositores, principalmente as bactérias heterotróficas aeróbias. No tratamento de esgotos por processos aeróbios é fundamental o fornecimento de oxigênio para que os microrganismos possam realizar os processos metabólicos e assim estabilizar a MO. Com isso surgiu a ideia de se medir o potencial de poluição de um determinado despejo pelo consumo de OD (quantificação indireta) da potencialidade de geração de impacto. 17

2.2 Matéria orgânica nos esgotos A equação simplificada da estabilização da matéria orgânica é: MO + O 2 + bactérias CO 2 + H 2 O + bactérias + energia As bactérias, na presença de oxigênio, convertem a matéria orgânica a composto simples e inertes, como água e gás carbônico. Com isso elas tendem a crescer e reproduzir, gerando mais bactérias, enquanto houver disponibilidade de alimento (matéria orgânica) e oxigênio no meio. 18

Métodos para sua determinação: 2.2.1. Carbono Orgânico Total (COT) O carbono se apresenta na forma de: Carbono inorgânico (IC): se apresenta nas formas do dióxido de carbono, ácido carbônico e suas formas dissociadas. Carbono orgânico (OC): matéria orgânica presente nas águas 19 residuárias.

2.2.1. Carbono Orgânico Total (COT) A ideia é converter todas as diferentes formas de carbono na forma simples de dióxido de carbono detectando e quantificando o gás resultante dessa conversão. Para garantir que o carbono sendo medido seja realmente o carbono orgânico, a remoção e medida do carbono inorgânico é uma etapa prévia. O carbono inorgânico (IC) deve ser removido por meio de um tratamento ácido, (com HCl, H 3 PO 4, H 2 SO 3 ou H 2 SO 4 ), assumindo-se que todo IC está na forma de carbonatos e que esses reagem rápida e completamente com o meio ácido produzindo CO 2. O gás produzido é arrastado com um gás inerte sendo quantificado depois de captado em detectores. O teste de COT tem seu uso restrito devido aos custos elevados do equipamento. 20

2.2.2. Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) A DBO retrata a quantidade de oxigênio requerida para estabilizar, através de processos bioquímicos, a matéria orgânica carbonácea (microrganismos). Período de 5 dias: 60% 70% de oxidação. Período de 20 dias (esgotos domésticos): 95% 99% de oxidação. Possibilita as seguintes determinações: ** fração biodegradável do despejo; ** taxa de degradação do resíduo; ** taxa de consumo de oxigênio em função do tempo; ** quantidade de oxigênio requerido para a estabilização biológica. 21 NBR 12614 Águas. Determinação da Demanda bioquímica de oxigênio (DBO) Método de incubação (20ºC, cinco dias)

2.2.2. Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) Convencionou-se proceder à analise no 5º dia à temperatura de 20ºC (temperaturas diferentes interferem na velocidade do metabolismo, alterando as relações entre DBO de 5 dias e a DBO última). Assim, tem-se a DBO padrão (DBO 20 5 ) Simplificadamente: no dia da coleta, determina-se a concentração de oxigênio dissolvido (OD) da amostra. Cinco dias após, com a amostra mantida em um frasco fechado e incubada a 20ºC, determina-se a nova concentração, já reduzida, devido ao consumo durante o período. A diferença entre o teor de OD no dia zero e no dia 5 representa o oxigênio consumido para a oxidação da matéria orgânica, sendo, portanto, a DBO 5 20. 22

2.2.2. Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) Considerações: Para os esgotos com grande concentração de matéria orgânica é necessário efetuar-se diluições para se reduzir a concentração de matéria orgânica. Pode ser necessária a introdução de um inóculo (semeadura), contendo microrganismos, para que seja dado início mais rapidamente ao processo de degradação. Inibidor de nitrificação para impedir a interferência da demanda nitrogenada associada à oxidação da amônia a 23 nitrato.

2.2.2. Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) As principais vantagens do teste da DBO: indicação aproximada da fração biodegradável do despejo; indicação da taxa de degradação do despejo; indicação da taxa de consumo de oxigênio em função do tempo; determinação aproximada da quantidade de oxigênio requerido 24 para a estabilização biológica da matéria orgânica presente.

2.2.2. Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) Principais limitações da DBO 5 são: pode-se encontrar baixos valores de DBO caso os microrganismos responsáveis pela decomposição não estejam adaptados ao despejo; metais ou outras substâncias tóxicas podem matar ou inibir os microrganismos;, 25 o teste demora 5 dias, não sendo útil para efeito de controle operacional de uma ETE;

2.2.2. Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) Principais limitações da DBO 5 são: há a necessidade da inibição dos organismos responsáveis pela oxidação da amônia, para evitar o consumo de oxigênio para a nitrificação (demanda nitrogenada); a relação DBO u /DBO 5 varia em função do despejo, e para um mesmo despejo, ao longo da linha de tratamento de uma ETE. condições ambientais de laboratórios não reproduzem aquelas encontradas nos corpos d água (temperatura, luz solar, população 26 biológica e movimentos da água).

2.2.2. Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) Apesar das limitações, o teste da DBO continua a ter extensiva utilização, porque para vários processos de tratamento de esgotos, os critérios de dimensionamento são expressos em termos da DBO. E, principalmente, porque a legislação para lançamento de efluentes e a consequente avaliação aos padrões de lançamento, é baseada na DBO. É a Resolução CONAMA 430, que dispõe sobre as condições e padrões de lançamento de efluentes, complementa e altera a 27 Resolução CONAMA 357.

2.2.2. Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) Segundo a Resolução CONAMA 430, os efluentes de qualquer fonte poluidora somente poderão ser lançados diretamente no corpo receptor desde que obedeçam, entre outras condições, a exigência de remoção mínima de 60% de DBO 20 5 (este limite só poderá ser reduzido no caso de existência de estudo de autodepuração do corpo hídrico que comprove atendimento às metas do 28 enquadramento do corpo receptor).

2.2.2. Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) Das condições e padrões para efluentes de sistemas de Tratamento de Esgotos Sanitários, é estipulado o valor máximo de DBO 20 5 de 120 mg/l, sendo que este limite somente poderá ser ultrapassado: no caso de efluente de sistema de tratamento com eficiência de remoção mínima de 60% de DBO; 29 mediante estudo de autodepuração do corpo hídrico que comprove atendimento às metas do enquadramento do corpo receptor.

2.2.2. Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) A Resolução CONAMA 357/2005, que dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, estipula para as águas doces de classe 1 o valor limite de DBO 20 5 em até 3 mg/l O 2 (aplicam-se às águas doces de classe 2 as condições e padrões da classe 1). Paras as águas doces de classe 3 o valor limite de DBO 5 20 até 10 mg/l; 30

2.2.3. Demanda Última de Oxigênio (DBO u ): corresponde ao consumo de oxigênio exercido a partir do qual não há mais consumo representativo (95% 99% de oxidação). Vários autores adotam a relação DBO u /DBO 5 de 1,46. Isto quer dizer que, caso se tenha uma DBO 5 de 300 mg/l, a DBO u será igual a 1,46 x 300 = 438 mg/l 2.2.4. Demanda Química de Oxigênio (DQO) Enquanto a DBO relaciona-se a uma oxidação bioquímica da matéria orgânica, a DQO corresponde a uma oxidação química da matéria orgânica, obtida através de um forte oxidante (dicromato de potássio) em meio ácido. Determinação segundo a NBR 10357 - Águas - Determinação da demanda química e oxigênio (DQO) - Métodos de refluxo aberto, refluxo fechado titulométrico e refluxo fechado colorimétrico - Método de ensaio. As principais vantagens do teste da DQO são que o teste gasta apenas de 2 a 3 horas 31 para ser realizado e estabilização da matéria orgânica. o seu resultado da uma indicação do oxigênio dissolvido para

2.2.4. Demanda Química de Oxigênio (DQO) As principais limitações do teste da DQO são: no teste da DQO são oxidadas, tanto a fração biodegradável, quanto a fração inerte da matéria orgânica, o que superestima o oxigênio a ser consumido no tratamento biológico dos despejos; o teste não fornece informações sobre a taxa de consumo de matéria orgânica ao longo do tempo; certos constituintes inorgânicos reduzidos podem ser oxidados e interferir no resultado. O teste de DQO não é contemplado pela legislação de lançamento de efluentes (Resolução 430 do CONAMA). Relação DQO/DBO 5 : para esgotos domésticos brutos essa relação varia em 32 torno de 1,7 a 2,4.

2.2.5. Relação DQO/DBO 5 Dependendo da magnitude desta relação, pode-se tirar conclusões sobre a biodegradabilidade dos despejos e do método de tratamento a ser empregado: Relação DQO/DBO 5 baixa (< cerca de 2,5) -- a fração biodegradável é elevada; -- indicação para tratamento biológico. Relação DQO/DBO 5 intermediária (entre cerca de 2,5 e 3,5) -- a fração biodegradável não é elevada; -- estudos de tratabilidade para verificar viabilidade do tratamento biológico. Relação DQO/DBO 5 elevada (> cerca de 3,5 ou 4,0) -- a fração inerte (não biodegradável) é elevada; 33 -- indicação para tratamento físico-químico.

2.2.5. Relação DQO/DBO 5 A relação DQO/DBO 5 varia também à medida que o esgoto passa pelas diversas unidades da estação de tratamento. A tendência para a relação è de aumentar, devido à redução paulatina da fração biodegradável, ao passo que a fração inerte permanece aproximadamente inalterada. Assim, o efluente final do tratamento biológico possui valores da relação DQO/DBO 5 usualmente superiores a 2,5. 34, Quanto maior eficiência do tratamento na remoção de matéria orgânica biodegradável, maior esta relação, que pode chegar a 4 ou 5.

2.2.6. Cinética da desoxigenação Como já foi dito, o principal efeito ecológico da poluição orgânica em um curso d água é o decréscimo dos teores de oxigênio dissolvido. Este decréscimo está associado à DBO. O consumo de oxigênio na amostra varia ao longo do tempo. Analisar matematicamente o consumo de oxigênio progride ao longo do tempo. 35 O conceito da DBO, representando tanto a MO quanto o consumo de OD, pode ser entendido por estes dois ângulos distintos: DBO remanescente: concentração de matéria orgânica remanescente na massa líquida em um dado instante DBO exercida: oxigênio consumido para estabilizar a matéria orgânica até este instante.

2.2.6. Cinética da desoxigenação A progressão da DBO ao longo do tempo, seguido estes dois conceitos: 36

2.2.6. Cinética da desoxigenação As duas curvas são simétricas. No tempo igual a zero, a matéria orgânica se apresenta em sua concentração total, enquanto o oxigênio consumido é zero. Com o passar do tempo, a matéria orgânica remanescente vai se reduzindo, implicando no aumento do consumo acumulado de oxigênio. Após um período de vários dias, a matéria orgânica está praticamente toda estabilizada (DBO remanescente igual a zero), ao passo que o consumo de oxigênio está praticamente todo exercido (DBO totalmente exercida). É importante a compreensão deste fenômeno, pois ambas as curvas são parte integrante do modelo de oxigênio dissolvido. 37 A cinética da reação da matéria orgânica remanescente (DBO remanescente) se processa segundo uma reação de primeira ordem.

2.2.6. Cinética da desoxigenação Uma reação de primeira ordem é aquela na qual a taxa de mudança da concentração de uma substância é proporcional à primeira potência da concentração. As reações de primeira ordem são de fundamental importância dentro da engenharia ambiental, já que várias reações são modeladas segundo esta cinética. A equação da progressão da DBO remanescente pode ser expressa de acordo com a seguinte equação diferencial: 38

2.2.6. Cinética da desoxigenação A interpretação desta equação: a taxa de oxidação da matéria orgânica dl / dt é proporcional à matéria orgânica ainda remanescente (L), em um tempo t qualquer. Assim, quanto maior a concentração de DBO, mais rapidamente se processará a desoxigenação. Após um certo tempo, em que a DBO estiver reduzida pela estabilização, a taxa de reação será menor, em virtude da menor concentração da MO. O coeficiente de desoxigenação K 1 é um parâmetro de grande importância na modelagem do oxigênio dissolvido (não confundir). A integração da equação de primeira ordem da DBO remanescente entre os 39 limites de L = L 0 e L = L t, e t = 0 e t = t, conduz a:

2.2.6. Cinética da desoxigenação O coeficiente K 1 depende das características da matéria orgânica, além da temperatura e da presença de substâncias inibidoras. Efluentes tratados possuem uma taxa de degradação mais lenta, pelo fato da maior parte da matéria orgânica mais facilmente assimilável já ter sido removida, restando apenas a parcela de estabilização mais vagarosa. 40

2.2.6. Cinética da desoxigenação Existem processos matemáticos e estatísticos que podem ser utilizados para a determinação do coeficiente de desoxigenação, caso se disponha de amostras da água a ser analisada. Os dados de entrada para tais métodos são os valores da DBO exercida a vários dias, tipicamente dias 1,2,3,4 e 5, ou 1,3,5,7, e 9. Desta forma, os testes de laboratório devem incluir, não apenas a DBO a 5 dias, mas também a DBO em outros dias, para que se possa estimar a taxa de desoxigenação (métodos mais conhecidos para a determinação de K 1 são): Método dos mínimos quadrados, de Reed-Theriault Método da inclinação, de Thomas Método dos momentos, de Moore, thomas e Snow Método de Thomas Método da diferença de logaritimos, de Fair 41

2.2.6. Cinética da desoxigenação A influência da temperatura: A temperatura tem uma grande influência no metabolismo microbiano (afeta as taxas de estabilização da matéria orgânica). A relação empírica entre a temperatura e a taxa de desoxigenação pode ser expressa da seguinte forma: 42

2.2.6. Cinética da desoxigenação A influência da DBO para um lançamento num corpo receptor: 43

Exemplo 01 A interpretação de análises de laboratório da água de um rio a jusante de um lançamento de efluentes de uma granja, conduziu aos seguintes valores. Temperatura média equivalente a 21 o C. K 120 = 0,25 d -1 e L o = 100 mg.l -1 Calcular a DBO 20 5 remanescente para 1, 5 e 20 dias. Adotar θ = 1,047. Exemplo 02 44

Exemplo 03 Uma determina agroindústria deseja instalar um sistema de tratamento de seus efluentes. a) Com base na tabela 1, você deve auxiliar o produtor a escolher uma forma de tratamento (biológico ou físicoquímico) com base na degradabilidade do efluente gerado? b) Por que o parâmetro DQO sempre apresenta um valor 45 maior que a DBO?

2.3. Nitrogênio Importância ambiental (poluição das águas): O nitrogênio é um elemento indispensável para o crescimento de algas, podendo conduzir a fenômenos de eutrofização de lagos e represas; O nitrogênio, nos processos de conversão da amônia nitrito e deste a nitrato (nitrificação), implica no consumo de oxigênio dissolvido no corpo d água receptor; O nitrogênio na forma de amônia livre é diretamente tóxico aos peixes; 46 O nitrogênio na forma de nitrato está associado a doenças como metahemoglobinemia.

2.3. Nitrogênio Importância ambiental (Tratamento de esgotos): O nitrogênio é um elemento indispensável para o crescimento de microrganismos responsáveis pelo tratamento; 47 O nitrogênio, nos processos de conversão de amônia a nitrito e este a nitrato (nitrificação), que eventualmente possa ocorrer numa estação de tratamento de esgoto, implica no consumo de oxigênio e alcalinidade;

2.3. Nitrogênio Importância ambiental (Tratamento de esgotos): O nitrogênio, no processo de conversão de nitrato a nitrogênio gasoso (desnitrificação), que eventualmente possa ocorrer numa estação de tratamento de esgoto, implica em: (a) economia de oxigênio e alcalinidade (quando realizado de forma controlada); (b) deterioração da sedimentabilidade do lodo (quando não controlado), devido a aderência das bolhas de 48 N 2 aos flocos em sedimentação.

2.3. Nitrogênio O reservatório natural de nitrogênio é o ar atmosférico (78,08% de N 2 ). A remoção do nitrogênio da atmosfera é feita basicamente por: Descargas elétricas atmosféricas; Microrganismos fixadores de nitrogênio (rizóbios); As plantas (dentre os chamados nutrientes essenciais, o nitrogênio é o mais importante, pois é absorvido em maior quantidade pelas plantas); Os animais (absorvem as proteínas vegetais ou animais, onde o 49 nitrogênio já esta na forma orgânica).

2.3. Nitrogênio Formas de nitrogênio ocorrentes na água: Nitrogênio orgânico: faz parte das moléculas de proteínas (vegetais ou animais). A sua presença nas águas é característico de poluição recente por esgoto bruto. Nitrogênio amoniacal: é aquele que já sofreu decomposição pelos microrganismos heterotróficos. O nitrogênio amoniacal total é a soma do gás amônia (NH 3 ) e do íon amônia (NH 4 ). Também é 50 característico de poluição relativamente recente.

2.3. Nitrogênio Nitrito: forma intermediária (NO2 ), de curtíssima duração após a oxidação da amônia NH 3 pelas bactérias nitrosomonas. Nitrato: forma oxidada (NO3 - ) a partir dos nitritos pelas bactérias nitrobacter. É característico de poluição mais antiga. A Resolução CONAMA 357 fixa para as águas classes 1, 2, e 3 o valor máximo de 10,0 mg/l Nitrato e mg/l 51 para Nitrito.

2.3. Nitrogênio * nitrificação amônio é oxidado a nitrito e este a nitrato. * desnitrificação nitrato é reduzido a nitrogênio gasoso. Esgotos domésticos brutos: as formas predominante são nitrogênio orgânico e amônia. Estes dois, conjuntamente, são determinados em laboratório pelo método Kjeldahl, constituindo o assim denominado Nitrogênio Total Kjeldahl (NTK). 52

2.3. Nitrogênio A maior parte do NTK nos esgotos domésticos tem origem fisiológica. As demais formas de nitrogênio são usualmente de menor importância nos esgotos afluentes a uma estação de tratamento. Em resumo, tem-se: NTK = amônia + nitrogênio orgânico (nitrogênio Kjeldahl, forma predominante nos esgotos doméstico) NT = NTK + NO 2- + NO 3 - (nitrogênio total) O NTK pode ser ainda dividido em uma fração solúvel (dominada pela amônia) e uma fração particulada (associada aos sólidos em suspensão orgânicos) 53

A amônia existe em solução tanto na forma de íon amônio (NH4 + ) como na forma livre, não ionizada (NH 3 ), segundo o equilíbrio dinâmico: Distribuição entre as formas do nitrogênio amoniacal ph < 8 na forma de NH 4 + ph = 9,5 50% NH 3 e 50% NH 4 + 54 ph > 11 na forma de NH 3

2.4. Fósforo No esgotos domésticos apresenta-se na formas de fosfatos: Inorgânica: origem principalmente nos detergentes e outros produtos químicos domésticos: *ortofosfatos (PO 4 3-, HPO 4 2-, H 2 PO 4-, H 3 PO 4 ) prontamente disponíveis; *polifosfatos moléculas mais complexas 55 disponibilizados lentamente por hidrólise; Orgânico (ligado a compostos orgânicos) : origem fisiológica.

56 2.4. Fósforo Outra forma de dividir o fósforo nos esgotos é quanto a sua forma como sólidos: Fósforo solúvel (predominantemente inorgânico): principalmente polifosfatos e ortofosfatos; Fósforo particulado (todos na forma orgânica): ligado à matéria orgânica particulada dos esgotos. Importância do fósforo: nutriente essencial para microrganismos decompositores; essencial para o crescimento de algas eutrofização.

2.5. Organismos patogênicos e indicadores de contaminação fecal Grande relevância da qualidade biológica da água é à possibilidade de transmissão de doenças (os principais grupos de organismos de interesse do ponto de vista de saúde pública, com associação com a água ou com fezes, são as bactérias, os vírus, os protozoários e os helmintos). A origem deste agentes patogênicos é predominantemente humana (reflexo do nível de saúde da população e das condições de saneamento básico de 57 cada região).

2.5. Organismos patogênicos e indicadores de contaminação fecal Pode ser também de procedência animal (fezes de cães e gatos), ou então pela presença de animais na rede de esgoto (roedores). A quantidade de patógenos presentes no esgoto de uma determinada localidade depende: das condições sócio-econômicas da população; das condições sanitárias; da região geográfica; da presença de indústrias agroalimentares; do tipo de tratamento a que o esgoto e o lodo foram submetidos (no caso de esgotos 58 tratados).

2.5. Organismos patogênicos e indicadores de contaminação fecal A detecção de agentes patogênicos é extremamente difícil, pois a concentração final de patogénos por unidade de volume em um corpo d água é bastante reduzida (sua detecção através de exames laboratoriais torna-se difícil e onerosa). Este obstáculo é superado através do estudo dos organismos indicadores de contaminação fecal: tais organismos são predominantemente não patogênicos, mas dão uma satisfatória indicação de quando uma água apresenta contaminação por fezes humanas ou de animais e 59 da sua potencialidade para transmitir doenças.

60 2.5. Organismos patogênicos e indicadores de contaminação fecal Os organismos mais comumente utilizados com tal finalidade são as bactérias do grupo coliforme, pelas seguintes razões: * Os coliformes apresentam-se em grande quantidade nas fezes humanas, com isto, a probabilidade de que sejam detectados após o lançamento é incomparavelmente superior à dos organismos patogênicos;

2.5. Organismos patogênicos e indicadores de contaminação fecal * Os coliformes apresentam resistência superior à maioria das bactérias intestinais. Essa característica é importante, pois não seriam bons indicadores de contaminação fecal se morressem mais rapidamente que o agente patogênico; * Os mecanismos de remoção de coliformes nas ETAs e nas ETEs são os mesmos mecanismos de remoção das bactérias patogênicas, assim, a remoção das bactérias patogênicas esta associada à remoção 61 dos coliformes;

2.5. Organismos patogênicos e indicadores de contaminação fecal * As técnicas bacteriológicas para a detecção dos coliformes são rápidas e econômicas. 62 Os principais indicadores de contaminação fecal comumente utilizados são os coliformes totais (CT); os coliformes termotolerantes e a Escherichia coli (E. coli).

2.5. Organismos patogênicos e indicadores de contaminação fecal Coliformes totais (CT): as bactérias do grupo coliforme estão presentes no intestino humano e de animais de sangue quente. 63 O grupo dos coliformes inclui bactérias não exclusivamente de origem fecal, podendo ocorrer naturalmente no solo, água e plantas (principalmente em climas tropicais, os coliformes apresentam a capacidade de multiplicarem-se na água).

2.5. Organismos patogênicos e indicadores de contaminação fecal No caso de abastecimento de água potável, a água tratada não deve conter coliformes totais, os quais, casos encontrados, sugerem tratamento inadequado, contaminação posterior ou nutrientes em excesso na água tratada. Segundo a Portaria 2914/2011 os coliformes totais podem ser usados como indicadores da eficiência do tratamento da água e da integridade do sistema de distribuição. 64

2.5. Organismos patogênicos e indicadores de contaminação fecal Coliformes termotolerantes: até recentemente eram referenciados na literatura como coliformes fecais, entretanto o grupo inclui bactérias de origem não exclusivamente fecal, embora em proporção bem menor que a encontrada no grupo dos coliformes totais. Os coliformes termotolerantes são bactérias que resistem à elevada temperatura do teste de detecção. 65

66 2.5. Organismos patogênicos e indicadores de contaminação fecal Escherichia coli (E. coli): é a principal bactéria do grupo dos coliformes termotolerantes. A sua detecção laboratorial é bastante simples e diferentemente dos coliformes totais e termotolerantes, e segundo a Portaria 2914/2011 a E coli é a única que dá garantia de contaminação exclusivamente fecal. Entretanto, a sua detecção não dá garantia de que a contaminação seja humana, já que a E coli pode ser encontrada também nas fezes de outros animais.

2.5. Organismos patogênicos e indicadores de contaminação fecal O método Colilert para detecção da E. coli Facilidade de uso simplifica o treinamento; Embalagem de dose unitária elimina a necessidade de preparação; Aprovado pelas organizações norte-americanas EPA, AOAC, IBWA, EBWA, por outras organizações internacionais e aceito pelos Métodos Padrão para Exames de Água e Esgoto (Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater); Aprovado nos Estados Unidos, Canadá, Reino Unido, Japão, Argentina, Brasil, Chile, Colômbia, México, Malásia, Nova Zelândia, Taiwan (Formosa), Irlanda, Islândia, África do Sul e aceito devido à sua adequabilidade aos regulamentos de testes em vários outros países; Mais de 90% dos laboratórios nos Estados Unidos utilizam o Colilert; : Rápido (tempo de manuseio inferior a um minuto); Detecta coliformes totais e E. coli, simultaneamente, em 24 horas ou menos; 67 Não há necessidade de limpeza de utensílios nem de contagem de colônia.

2.5. Organismos patogênicos e indicadores de contaminação fecal O método Colilert para detecção da E. coli O meio Colilert contém os nutrientes ONPG (o-nitrofenil- Beta -Dgalactopiranosídeo) e MUG (4-metil-umbeliferil- Beta -D-glucoronídeo). As enzimas específicas características dos coliformes totais (Beta-Galactosidade) e da E. coli (Beta-Glucoronidase) ao metabolizarem os nutrientes, causam a liberação do radical orgânico cromogênico, e como conseqüência, a amostra passa a apresentar uma coloração específica amarela para coliformes totais e fluorescência (na presença de luz ultravioleta a 365 nm) para E. coli. 68

2.5. Organismos patogênicos e indicadores de contaminação fecal O método Colilert para detecção da E. coli 69