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Universidade Federal do Espírito Santo
Centro Tecnológico
Programa de Pós-Graduação de Engenharia Ambiental
AVALIAÇÃO DA HIGIENIZAÇÃO DO RESÍDUO DE CAIXA DE
AREIA DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ESGOTO
Luciana Harue Yamane
_____________________________________
Prof. Dr. Florindo dos Santos Braga
Orientador – UFES
_____________________________________
Profª Drª Regina de Pinho Keller
Co-orientadora – UFES
_____________________________________
Prof. Dr. Sérvio Túlio Alves Cassini
Examinador Interno – UFES
_____________________________________
Prof. Dr. Fernando Avancini Tristão
Examinador Interno – UFES
_____________________________________
Prof. Dra. Jacqueline Rogéria Bringhenti
Examinadora Externa - CEFETES
Coordenador do PPGEA: Prof. Dr. Sérvio Túlio Alves Cassini
Vitória, 06 de junho de 2007
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LUCIANA HARUE YAMANE
AVALIAÇÃO DA HIGIENIZAÇÃO DO RESÍDUO DE CAIXA DE
AREIA DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ESGOTO
Dissertação apresentada ao Programa de Mestrado
em Engenharia Ambiental da Universidade Federal
do Espírito Santo, como requisito parcial par
obtenção o grau de mestre em Engenharia
Ambiental.
Orientador: Prof. Dr. Florindo dos Santos Braga
Co-orientadora: Profª. Drª. Regina de Pinho Keller
Vitória
2007
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Dados Internacionais de Catalogação-na-publicação (CIP)
(Biblioteca Central da Universidade Federal do Espírito Santo, ES, Brasil)
Yamane, Luciana Harue, 1981-
Y19a Avaliação da higienização do resíduo de caixa de areia de estações de
tratamento de esgoto / Luciana Harue Yamane. – 2007.
148 f. : il.
Orientador: Florindo dos Santos Braga.
Co-Orientadora: Regina de Pinho Keller.
Dissertação (mestrado) – Universidade Federal do Espírito Santo,
Centro Tecnológico.
1. Desinfecção e desinfectante. 2. Areia. 3. Cal. I. Braga, Florindo dos
Santos. II. Keller, Regina de Pinho. III. Universidade Federal do Espírito
Santo. Centro Tecnológico. IV. Título.
CDU: 628
DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho a minha família, em especial:
Aos meus pais, Noboru e Irani, por todo amor, dedicação,
investimento, apoio, compreensão, incentivo, presença e
todas as palavras que aqui não caberão, a minha eterna
gratidão.
A minha irmã Fabiana, que depois de conhecer a
maternidade, passou a cuidar de mim e deixou um pouco
de ser irmã para ser um pouco minha mãe também.
Ao meu afilhado Fábio por ter iluminado minhas horas de
desânimo com seu sorriso maravilhoso.
A Windy, minha eterna companheira de estudos.
"Eu pedi forças... e Deus me deu dificuldades para fazer-me forte.
Eu pedi sabedoria... e Deus me deu problemas para resolver.
Eu pedi prosperidade... e Deus me deu cérebro e músculos para trabalhar.
Eu pedi coragem... e Deus me deu perigos para superar.
Eu pedi amor... e Deus me deu pessoas com dificuldades para ajudar.
Eu pedi dádivas... e Deus me deu oportunidades.
Eu não recebi nada do que pedi,
mas eu recebi tudo que precisava”
(Howard Hendricks)
AGRADECIMENTOS
A minha tia e madrinha Cristina, por ser uma pessoa maravilhosa que sempre me
espelho e por estar presente nos momentos mais importantes da minha vida.
Ao meu orientador, Florindo dos Santos Braga, que durante cinco anos, não apenas
me orientou, mas confiou em mim. Obrigado pelo apoio, pelas broncas e pelos elogios.
A minha co-orientadora Regina de Pinho Keller, que além de me orientar, sempre
esteve presente e do meu lado. Obrigado pelas lições de vida, pelo apoio, pela
sensibilidade e pelas palavras de incentivo nos momentos que mais precisei.
A bolsista Patrícia Lee Wigner por todo apoio, amizade, compreensão, esforço, enfim,
por ter sido muito mais do que uma colega de projeto.
Ao bolsista Saulo Alves Aduan pela amizade e colaboração.
À Profª Eliana Zandonade pelo apoio nas análises estatísticas que mesmo tão
atarefada não deixou de me ajudar.
Ao Prof. Fernando Avancini pela colaboração e apoio nas análises granulométricas e
de determinação de matéria orgânica, e por sido sempre tão atencioso.
Ao Prof. Sérvio Túlio, pelas contribuições feitas ao trabalho.
A Profª Jacqueline, por ter aceito o convite para participar da minha banca e pelas
valiosas contribuições.
Aos funcionários do LEMAC, em especial ao Márcio, pelo apoio na realização das
análises granulométricas
À eterna turma do GEARSOL, em especial à Denise Izoton, Daniella Buzzi e Fábio
Uliana (membro honorário).
As minhas grandes amigas por toda compreensão, apoio e amizade.
À CESAN, pelo apoio financeiro e operacional, em especial ao Fernando Baptista,
Amâncio, Miguel e operadores das ETEs Marcílio de Noronha e Bandeirantes.
Ao PPGEA e a CAPES pela concessão da bolsa de estudo.
Resumo
O processo de tratamento de esgoto doméstico gera resíduos sólidos que precisam
ser constantemente removidos afim de se manter a eficiência do tratamento, dentre
eles, o resíduo depositado no fundo das caixas de areia. A caixa de areia tem como
objetivo remover do esgoto areia e outras partículas, incluindo as orgânicas, presentes
no esgoto in natura, que através do processo de sedimentação são arrastadas para o
fundo. Apesar de não receber a devida importância, uma vez que a prática é enterrar
este resíduo em valas ou dispor no solo sem tratamento, atualmente, este resíduo
passou a ser considerado um problema no gerenciamento de estações no que se
refere ao manuseio, tratamento e destinação final, devido a exigências por parte das
empresas de saneamento. Visto a necessidade de buscar novas fontes de obtenção
de areia, o resíduo de caixa de areia poderia ser uma opção a ser utilizada na
construção civil desde que seja realizada a higienização prévia do material. O objetivo
deste trabalho foi avaliar a eficiência da caleagem e da insolação natural na
higienização do resíduo de caixa de areia através da avaliação da redução de
bactérias do grupo coliforme e de ovos de helmintos. A metodologia adotada neste
trabalho possui 2 etapas. Na primeira etapa, Estudos Preliminares, buscou-se
conhecer as características físicas e microbiológicas da areia, desenvolver
procedimentos de coleta e montagem dos experimentos e testar processos de
higienização através da caleagem, cloração e insolação natural. Na segunda etapa,
Estudo Piloto, avaliou-se a eficiência da caleagem na higienização através da
repetição de experimentos. Os resultados obtidos permitiram constatar a eficiência da
caleagem na higienização do resíduo de caixa de areia a partir da dosagem de 10%
pode ser considerada eficiente na remoção de bactérias e ovos de helmintos após
uma semana de tratamento e a dosagem a partir de 15% eficiente após 48 horas de
tratamento e as análises preliminares visando utilizar a areia higienizada demonstram
ser viável sua aplicação na construção civil sob o ponto de vista sanitário, e garantem
a segurança do manuseio, transporte e destinação final.
Abstract
The process of treatment for wastewater produces solid waste that need to be
constantly removed for to keep the treatment’s efficiency, amongst it, the waste
deposited in the deep of the grit removal. The grit removal has the objective of to
remove from wastewater the grit and others particulas, including the organics, presents
in the wastewater in nature, that to be dragged to the deep by sedimentation process.
Although not to be to receive had importance, a time that is to embed this waste in
ditches or to make use in the ground without treatment, currently, this waste it is
starting to be a problem in management of stations in what it is mentioned to handle,
treatment and final destination, had requirements by sanitation’s companies. Had
necessity of to search new sources of attainment of grit, the grit removal waste it could
be an option to be use in the civil construction since either carried through the
disinfection of the material. The objective this work it was to evaluate the efficiency of
the lime stabilization and the natural insolation in the disinfection of the grit removal
waste through evaluation in the reduction of the bacteria to coliform group and
helmintos eggs. The methodology used in this work has 2 stages. In the first stage,
Preliminary Study, search to know the physics and microbiological characteristic’s of
the grit, to develop procedures to collect and mount of the experiments and to test
process of disinfection through to lime stabilization, chlorination and natural insolation.
In the second stage, Pilot Study, evaluated the efficiency to lime stabilization in the
disinfection through of the repetition to experiments. As results, the lime stabilization to
leave of the dosage to 10% it can be considered efficient in removal to bacterial and
helmintos eggs after one week of the treatment and the dosage to leave to 15%
efficient after 48 hours of the treatment and the preliminary analysis searching to use
the disinfection grit demonstrate to be viable your application in the civil construction
and guarantee the security in the handle, transport and final destination.
SUMÁRIO
1. Introdução..........................................................................................................
18
2. Objetivos.............................................................................................................
20
2.1 Objetivo Geral.................................................................................................... 21
2.2 Objetivos Específicos......................................................................................... 21
3. Revisão Bibliográfica........................................................................................
22
3.1 – A problemática do resíduo de caixa de areia de ETE..................................... 23
3.2 –Tratamento preliminar de esgoto doméstico.................................................... 24
3.2.1 – Caixa de Areia de ETEs.................................................................... 24
3.2.1.1 – Tipos de caixa de areia de ETEs......................................... 25
3.3 – Resíduo de caixa de areia de ETEs............................................................... 26
3.3.1– Características físico-químicas do resíduo de caixa de areia............ 26
3.3.2 - Características microbiológicas do resíduo de caixa de areia........... 27
3.3.3 – Geração de resíduo de caixa de areia de ETEs............................... 27
3.3.4 – Legislação sobre resíduos sólidos.................................................... 29
3.3.4.1 – Areias de contato primário................................................... 30
3.3.4.2 – Areia para construção civil................................................... 33
3.4 – A problemática da areia na construção civil................................................... 34
3.5 – Microorganismos patogênicos presentes no resíduo de caixa de areia......... 35
3.5.1 – Ovos de Helmintos............................................................................ 36
3.5.2 – Grupo Coliformes.............................................................................. 39
3.5.2.1 – Escherichia coli.................................................................... 41
3.6 – Métodos de detecção de bactérias do grupo coliforme.................................. 42
3.6.1 – Tubos Múltiplos................................................................................. 42
3.6.2 – Membrana filtrante............................................................................ 44
3.6.3 – Substrato Cromo-fluorogênico.......................................................... 45
3.7 – Higienização................................................................................................... 46
3.7.1 - Cloração............................................................................................. 48
3.7.1.1 – Concentração de cloro......................................................... 49
3.7.1.2 – Principais compostos de cloro utilizados na cloração......... 50
3.7.1.3 – Mecanismo de ação da cloração......................................... 51
3.7.1.4 – Desvantagens da cloração.................................................. 52
3.7.1.5 – Pesquisas utilizando a cloração para higienização............. 52
3.7.2 – Caleagem.......................................................................................... 53
3.7.2.1 – Tipos de cal utilizados na caleagem.................................... 54
3.7.2.2 – O uso da cal hidratada na construção civil.......................... 54
3.7.2.3 – Mecanismo de ação da caleagem....................................... 55
3.7.2.4 – Desvantagens da caleagem................................................ 57
3.7.2.5 - Pesquisas utilizando a caleagem para higienização............ 57
3.7.3 – Insolação Natural.............................................................................. 59
4. Materiais e Métodos...........................................................................................
62
4.1 – Etapa 1 - Estudos Preliminares....................................................................... 64
4.1.1 - Fase 1 - Caracterização preliminar do resíduo de caixa de areia...... 65
4.1.1.1 – Visitas técnicas às ETEs Bandeirantes e Marcílio de
Noronha..............................................................................................
65
4.1.1.2 – Caracterização preliminar do resíduo de caixa de areia..... 67
4.1.1.3 – Definição dos procedimentos de lavagem da areia para
realização das análises microbiológicas............................................. 68
4.1.1.4 - Definição dos parâmetros microbiológicos de
monitoramento....................................................................................
69
4.1.1.4.1 – Determinação de Coliformes Totais e E. coli......... 69
4.1.1.4.2 – Técnica de detecção de ovos de helmintos........... 72
4.1.1.5 - Definição dos parâmetros físico-químicos de
monitoramento....................................................................................
72
4.1.2 - Fase 2 - Teste de métodos de higienização do resíduo de caixa de
areia.............................................................................................................. 73
73
4.1.2.1 – Procedimentos de coleta e amostragem de areia nas
ETEs...................................................................................................
4.1.2.2 – Procedimentos de montagem e monitoramento das pilhas,
e, de coleta de amostras para ensaios laboratoriais.......................... 74
4.1.2.3 – Testes preliminares de higienização do resíduo de caixa
de areia...............................................................................................
75
4.1.3 - Fase 3 - Avaliação do método de higienização selecionado para o
resíduo de caixa de areia..............................................................................
76
4.1.4 - Fase 4 – Ajuste de procedimentos na caleagem do resíduo de
caixa de areia................................................................................................
77
4.2 – Etapa 2 - Estudo Piloto................................................................................... 78
4.2.1 – Análise Estatística............................................................................. 81
5. Resultados e Discussões..................................................................................
82
5.1 - Etapa 1 - Estudos Preliminares....................................................................... 83
5.1.1 - Fase 1 - Caracterização preliminar do resíduo de caixa de areia...... 83
5.1.2 - Fase 2 – Teste de métodos de higienização do resíduo de caixa de
areia..............................................................................................................
84
5.1.3 - Fase 3 – Caleagem do resíduo de caixa de areia............................. 86
5.1.4 - Fase 4 – Avaliação da caleagem do resíduo de caixa de areia da
Fase 3 através da repetição do experimento................................................
87
5.2 - Etapa 2 – Estudo Ajustado.............................................................................. 88
5.2.1 - Remoção de Coliformes Totais e E. coli............................................ 88
5.2.2 - Remoção de ovos de helmintos......................................................... 94
5.2.3 - Variação de pH.................................................................................. 97
5.2.4 – Umidade............................................................................................ 99
5.2.5 - Remoção de Matéria Orgânica.......................................................... 101
5.2.6 – Granulometria.................................................................................... 101
6. Conclusão...........................................................................................................
105
7. Recomendações................................................................................................
109
8. Referências.........................................................................................................
9. Apêndices...........................................................................................................
111
123
Apêndice A............................................................................................................... 124
10. Anexos..............................................................................................................
139
Anexo A - Técnica adaptada de detecção e identificação de ovos de helmintos
segundo Meyer (1978)............................................................................................. 140
Anexo B - Monitoramento Metereológico dos Estudos Preliminares....................... 141
Anexo C - Monitoramento Metereológico do Estudo Piloto.....................................
Anexo D – Análise Estatística..................................................................................
Anexo E - Resultados obtidos nas análises de determinação do teor de matéria
orgânica....................................................................................................................
Anexo F - Resultados do Estudo Piloto – Variação de pH.......................................
Anexo G - Resultados do Estudo Piloto – Ovos de Helmintos................................
Anexo H - Resultados do Estudo Piloto – Coliformes totais e E. coli......................
143
144
145
146
147
148
Lista de Figuras
3 – Revisão Bibliográfica
Figura 3.1 – Fluxograma do tratamento preliminar de esgoto doméstico.......... 24
Figura 3.2 – Caixa de areia em canal – vista em planta e foto ilustrativa.......... 25
Figura 3.3 - Diagrama representativo do grupo coliforme.................................. 40
4 – Material e Métodos
Figura 4.1 – Caixas de Areia da ETE Bandeirantes........................................... 66
Figura 4.2 – Coleta de amostra na caixa de areia da ETE Marcílio de
Noronha.............................................................................................................. 67
Figura 4.3 – Pilhas da Fase 1 – Estudos Preliminares....................................... 68
Figura 4.4 – Procedimentos de “lavagem” da areia........................................... 69
Figura 4.5 – Seqüência das etapas da análise de CT e E.coli........................... 71
Figura 4.6 – Cartelas Quanti-tray utilizadas nas análises de CT e E.coli........... 71
Figura 4.7 – Coleta de amostras nas ETEs Bandeirantes (a) e Marcílio de
Noronha (b)........................................................................................................
73
Figura 4.8 – Pontos de coleta de amostra em cada pilha.................................. 74
Figura 4.9 – Pilhas da Fase 2 - Estudos Preliminares....................................... 75
Figura 4.10 – Pilhas da Fase 3 – Estudos Preliminares..................................... 77
Figura 4.11 – Fluxograma do protocolo experimental das campanhas.............. 79
5 – Resultados e Discussão
Figura 5.1 – Densidades médias de Coliformes Totais na areia controle e na
areia higienizada com cal hidratada nas dosagens 10%, 15%, 20%, 25% e
30% das campanhas do Estudo Piloto...............................................................
89
Figura 5.2 – Densidades médias de E.coli na areia controle e na areia
higienizada com cal hidratada nas dosagens 10%, 15%, 20%, 25% e 30%
das campanhas do Estudo Piloto.......................................................................
90
Figura 5.3 – Densidade média de coliformes totais e E.coli na areia controle
das campanhas do Estudo Piloto.......................................................................
91
Figura 5.4 – Pátio de estocagem a céu aberto dos resíduos (lodo, resíduo de
gradeamento e resíduo de caixa de areia) da ETE Marcílio de Noronha.......... 92
Figura 5.5 – Densidade média de coliformes totais e E.coli na areia
higienizada com cal hidratada na dosagem 10% das campanhas do Estudo
Piloto..................................................................................................................
93
Figura 5.6 – Densidade média de ovos de helmintos (ovo/gMS) na areia
controle e na areia higienizada com cal das campanhas do Estudo Piloto........ 95
Figura 5.7 – Foto obtida em dia de coleta mostrando Helmintos retidos no
gradeamento da ETE Marcílio de Noronha........................................................ 97
Figura 5.8 – Variação média de pH das campanhas do Estudo Piloto.............. 97
Figuras 5.9 – Médias da variável Umidade das campanhas do Estudo Piloto... 100
Figura 5.10 – Gráfico da análise granulométrica das amostras de areia
controle e areia higienizada com cal nas proporções 10% e 15% do Estudo
Piloto.................................................................................................................. 103
9 – Apêndices
Figura 9.1 – Caçamba com resíduo de caixa de areia da ETE Bandeirantes.... 122
Figura 9.2 – Coloração da areia úmida (A) e seca após 20 dias (B).................. 123
Lista de Tabelas
3 – Revisão Bibliográfica
Tabela 3.1 – Características do esgoto bruto e lodo primário.................................... 27
Tabela 3.2 – Concentrações médias de alguns microorganismos encontrados nas
fezes humanas, esgoto bruto e lodo primário bruto................................................... 27
Tabela 3.3 – Concentração máxima de microorganismos proposta em areia seca
de contato primário.....................................................................................................
31
Tabela 3.4 – Limites máximos de colimetria para classificação da areia utilizada
em recreações de contato primário no Rio de Janeiro............................................... 32
Tabela 3.5 – Limites granulométricos de agregado miúdo........................................ 33
Tabela 3.6 - Doenças Helmínticas do Sistema Digestivo Humano........................... 38
Tabela 3.7 – Vantagens e desvantagens dos métodos de detecção de bactérias do
grupo coliforme........................................................................................................... 46
Tabela 3.8 – Tipo de esgoto e dosagem de cloro...................................................... 50
4 – Material e Métodos
Tabela 4.1 – Análises físico-químicas........................................................................ 72
5 – Resultados e Discussão
Tabela 5.1 – Porcentagem média retida acumulada na análise granulométrica das
amostras de areia controle e areia higienizada com cal nas proporções 10% e
15%............................................................................................................................. 102
9 - Apêndices
Tabela 9.1 – Características físico-químicas e microbiológicas do resíduo de caixa
de areia na Fase 1...................................................................................................... 124
Tabela 9.2 – Resultados obtidos nas análises de CT e E.coli da Fase 2 dos
Estudos Preliminares..................................................................................................
125
Tabela 9.3 - Resultados obtidos nas análises de Ovos de helmintos da Fase 2 dos
Estudos Preliminares..................................................................................................
126
Tabela 9.4 – Resultados das análises de umidade na Fase 2 dos Estudos
Preliminares...............................................................................................................
127
Tabela 9.5 – Resultados obtidos nas análises de CT e E.coli da Fase 3 dos
Estudos Preliminares..................................................................................................
129
Tabela 9.6 – Resultados obtidos nas análises de ovos de helmintos da Fase 3 dos
Estudos Preliminares................................................................................................. 130
Tabela 9.7 – Resultados das análises de umidade na Fase 3 dos Estudos
Preliminares................................................................................................................. 130
Tabela 9.8 - Resultados das análises de pH na Fase 3 dos Estudos
Preliminares................................................................................................................
131
Tabela 9.9 – Resultados obtidos nas análises de CT e E.coli da Fase 4 dos
Estudos Preliminares................................................................................................. 132
Tabela 9.10 – Resultados obtidos nas análises de ovos de helmintos da Fase 4
dos Estudos Preliminares...........................................................................................
133
Tabela 9.11 – Resultados das análises de umidade na Fase 4 dos EP.................... 134
Tabela 9.12 - Resultados das análises de pH na Fase 4 dos Estudos Preliminares. 135
Lista de Siglas
ETE – Estação de Tratamento de Esgoto
CESAN – Companhia Espírito Santense de Saneamento
CONAMA - Conselho Nacional de Meio Ambiente
CETESB - Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental
LABERSOL - Laboratório de Estudos em Resíduos Sólidos
DQO – Demanda Química de Oxigênio
ST – Sólidos Totais
EP – Estudos Preliminares
L – litros
CT – Coliformes Totais
NMP – Número Mais Provável
gMS – grama de Massa Seca
UNICEF – Fundo das Nações Unidas para a Infância
UV – Ultra Violeta
Capítulo 1
INTRODUÇÃO
O esgoto doméstico é um efluente líquido originado do uso doméstico da água
(banheiros, cozinha, etc) e contêm aproximadamente 99,9% de água. A fração
restante, 0,1% inclui sólidos orgânicos e inorgânicos, em suspensão e dissolvidos,
bem como microorganismos (SANTOS, 2003).
O tratamento do esgoto doméstico tem como objetivo remover os sólidos grosseiros,
dissolvidos e em suspensão, algumas impurezas orgânicas e microorganismos
patogênicos do esgoto. Ao final do processo é gerada uma grande quantidade de
resíduos. Os sólidos grosseiros ficam retidos nas grades, o lodo nos decantadores ou
fundo de lagoas e a areia no fundo dos decantadores específicos para este material
denominado caixa de areia.
A caixa de areia tem como objetivo remover do esgoto areia e outras partículas, que
através do processo de sedimentação são arrastadas para o fundo. Segundo a
SABESP (2005), as finalidades básicas da remoção da areia em uma ETE são:
- Evitar abrasão nos equipamentos e tubulações;
- Eliminar ou reduzir a possibilidade de obstrução em tubulações, tanques, orifícios,
sifões, etc;
- Facilitar o transporte líquido, principalmente à transferência de lodo, em suas
diversas fases.
Os resíduos gerados nas ETEs precisam ser constantemente removidos, seja de
forma manual ou mecanizada, afim de se manter a eficiência do processo de
tratamento.
O resíduo gerado nas caixas de areia é uma mistura de areia com outras partículas,
incluindo as orgânicas, presentes no esgoto in natura, além de microorganismos
patogênicos. Na verdade, quando da remoção dos sólidos tem-se um sedimento
constituído de areia contaminada por microorganismos existentes no esgoto.
Apesar de não receber a devida importância, uma vez que a prática é enterrar este
resíduo em valas ou dispor no solo sem nenhum tratamento, atualmente, a areia
removida das caixas de areia de ETEs passou a ser considerado um problema no
gerenciamento de estações no que se refere ao manuseio, tratamento e destinação
final, devido a necessidade de atender requisitos legais por parte das empresas de
saneamento.
Como pouco se conhece sobre este resíduo, os operadores da ETE e também do
aterro sanitário, que o manuseiam podem estar expostos a doenças devido à presença
de microorganismos patogênicos oriundos do esgoto.
Por outro lado, no cenário atual, a construção civil encontra-se carente de novas
alternativas para obtenção de areia, visto que a exploração de areia natural em leitos
de rios, cavas e áreas de restinga, tem grande potencial de degradação ambiental e
tem sido cada vez mais restrita pelos órgãos de fiscalização ambiental.
O resíduo de caixa de areia poderia ser uma opção a ser utilizada na construção civil
desde que seja realizada a higienização com o objetivo de eliminar ou reduzir
significativamente a densidade de microorganismos patogênicos, tornando-a segura
do ponto de vista microbiológico para as possíveis aplicações desejadas.
Dentre os processos de higienização existentes, a caleagem e a cloração, já são
bastante conhecidas por sua utilização em lodo de ETE´s e ETA´s, higienização de
água e esgoto e por serem econômicas e de fácil aplicação.
Capítulo 2
OBJETIVOS
2.1 – Objetivo Geral
Avaliar a eficiência da higienização do resíduo de caixa de areia através da avaliação
da remoção de bactérias do grupo coliforme e de ovos de helmintos.
2.2 – Objetivos Específicos
· Determinar as características físicas, físico-químicas e microbiológicas do
resíduo de caixa de areia;
· Testar métodos de higienização através da avaliação da remoção de coliformes
totais, E. coli e ovos de helmintos no resíduo de caixa de areia submetido à
caleagem, cloração e insolação natural.
· Avaliar a eficiência do método selecionado na remoção de coliformes totais, E.
coli e ovos de helmintos no resíduo de caixa de areia.
· Avaliar o resíduo de caixa de areia higienizado como material alternativo na
construção civil sob aspectos sanitários.
Capítulo 3
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1 – A problemática do resíduo de caixa de areia de ETE
Uma das finalidades do tratamento de esgoto doméstico é a remoção dos sólidos em
suspensão, que é realizada por meio de processos físicos no tratamento preliminar.
Nesta etapa, a remoção dos resíduos grosseiros ocorre através das grades e a
remoção da areia é feita por sedimentação nas caixas de areia.
A destinação final adequada dos resíduos sólidos de uma estação de tratamento de
esgoto é atualmente uma necessidade de grande relevância para a preservação do
meio ambiente, haja visto que dia a dia vem absorvendo cada vez mais a atenção de
especialistas da área ambiental, que ao desenvolverem projetos de ETEs, não devem
visar apenas o tratamento do esgoto, mas também atender às normas e legislações
ambientais vigentes sobre a destinação final dos resíduos sólidos gerados no
processo (SILVEIRA et al, 2005).
No entanto, muitas vezes, ao se projetar uma ETE não se prevê mecanismos para o
adequado manuseio e destinação dos resíduos de caixa de areia, sendo estes na
maioria das vezes, removidos e estocados temporariamente em algum local de
armazenamento, e depois enterrados ou dispostos no solo, sem tratamento, devido à
falta de prioridade por parte das empresas de saneamento, além de cobrança e
fiscalização do órgão ambiental.
Assim, os resíduos de ETEs dispostos no meio ambiente, são também contaminados
por microorganismos patogênicos, colocando em risco os operadores da ETE e a
população, e causando poluição dos cursos d’água e do solo.
3.2 – Tratamento preliminar de esgoto doméstico
Uma estação de tratamento de esgoto (ETE) convencional em geral, pode ter até três
níveis de tratamento, denominados tratamento preliminar, tratamento secundário e
tratamento terciário, sendo que o tratamento preliminar consiste basicamente em duas
etapas, o gradeamento e a caixa de areia (Figura 3.1).
grades caixa de areia
Esgoto tratamento tratamento
bruto secundário terciário
Tratamento preliminar
Figura 3.1 – Fluxograma do tratamento preliminar de esgoto doméstico
Fonte: adaptado de Andreoli (2001)
No gradeamento ocorre a retenção de sólidos grosseiros, tais como: garrafas
plásticas, sacos plásticos, restos de plantas, trapos, pedaços de madeira, cabelos,
camisinhas, copos plásticos. O material de dimensões maiores do que o espaçamento
entre as barras é retido e removido. Na caixa de areia ou desarenador ocorre a
retenção da areia através do processo de sedimentação.
3.2.1 – Caixa de Areia de ETEs
A caixa de areia disposta serialmente logo após as grades, conforme Figura 3.1,
destina-se a remover do esgoto partículas de areia com diâmetro via de regra igual ou
superior a 0,20 mm e peso específico de aproximadamente 2,65g/cm
3
.
A areia sedimentada deve ser retirada periodicamente por processos manuais ou
mecânicos. Segundo Dacach (1991), a limpeza manual normalmente limita-se a
estações atendendo populações inferiores a 50 mil habitantes.
3.2.1.1 - Tipos de caixa de areia de ETEs
Os três principais tipos de caixa de areia usuais são: caixa de areia em canal, com
raspador e aerada (DACACH, 1991).
Na caixa de areia em canal, o esgoto desloca-se horizontalmente na caixa de areia
com velocidade de 0,30 m/s e as partículas de areia depositam-se no fundo. O
controle de velocidade é realizado, através de um vertedor instalado a jusante da caixa
de areia (vide Figura 3.2).
Figura 3.2 – Caixa de areia em canal – vista em planta (a) e foto ilustrativa (b)
Fonte: Adaptada de ZATTONI, 2006
A caixa de areia com raspador mecânico é um tanque via de regra de seção horizontal
quadrada. No fundo do tanque existe um rebaixamento de forma circular, onde se
desloca com movimento giratório lento um raspador destinado a lançar num poço o
material depositado.
A caixa de areia aerada consiste na injeção de ar difuso, de baixo para cima, na
massa de esgoto em movimento. A injeção de ar propicia a flutuação da matéria
orgânica que seria arrastada para baixo pelas partículas minerais pesadas.
a)
b)
3.3 – Resíduo de caixa de areia de ETEs
A seguir são apresentadas as características físico-químicas e microbiológicas, dados
de geração e a legislação referente ao resíduo de caixa de areia, objeto do presente
estudo.
Dada a escassez de estudos publicados sobre as características físico-químicas e
microbiológicas do resíduo de caixa de areia buscou-se neste trabalho a exploração
de informações sobre esgoto bruto e lodo, já que a areia removida é a parte sólida
pesada retirada do esgoto bruto no inicio do tratamento de esgoto.
3.3.1– Características físico-químicas do resíduo de caixa de areia
Segundo Dacach (1991), a composição do resíduo de caixa de areia é basicamente
uma mistura de areia com outras partículas, tais como sementes, pó de café, cinza,
argila, pedrisco e até mesmo partículas orgânicas declaradamente leves, indesejáveis
pelo mau odor provocado por sua decomposição, que encontram-se junto à areia
porque são arrastadas para baixo pelas partículas minerais pesadas.
Segundo Silva (1977), baseado em dados ingleses, o teor de matéria orgânica na
areia removida é próximo de 25% e a umidade em torno de 40%.
Na Tabela 3.1 são apresentadas algumas características físico-químicas do esgoto
bruto e do lodo primário já que não foram encontrados na literatura valores de pH e
sólidos para o resíduo de caixa de areia.
Tabela 3.1 – Características do esgoto bruto e lodo primário
Esgoto Bruto Lodo Bruto
Sólidos Totais 945 - 1336 mg/l 2 a 6 %
pH 7,35 - 8,06 5,5 a 6,5
Fonte: Adaptado de Fernandes (1997) e Santos (2003)
3.3.2– Características microbiológicas do resíduo de caixa de areia
Segundo Santos (2003), podem estar presentes tanto no esgoto quanto no lodo cinco
grupos de microorganismos patogênicos que são: helmintos, protozoários, fungos,
vírus e bactérias.
Na Tabela 3.2 são apresentadas as concentrações médias de alguns microorganismos
observados no esgoto bruto e no lodo primário bruto nos Estados Unidos.
Tabela 3.2 – Concentrações médias de alguns microorganismos encontrados no
esgoto bruto e lodo primário bruto
Esgoto Bruto Lodo primário bruto Tipo de
microorganismo
(número/ml de esgoto) (número/g de peso seco)
Coliformes Totais 10
5
a 10
6
1,2 x 10
8
Coliformes Fecais 10
4
a 10
5
2,0 x 10
7
Ovos de Helmintos 10
-2
a 10 20 a 700
Fonte: Metcalf & Eddy (1991) e EPA (1985) apud Andreoli, 2001.
3.3.3 – Geração de resíduo de caixa de areia de ETEs
Segundo Antonini et al (2002), em uma ETE são gerados resíduos como o biogás, o
lodo estabilizado, areia, sólidos grosseiros e o próprio efluente tratado. O registro das
quantidades geradas de cada resíduo é uma importante ferramenta no gerenciamento
da estação.
A quantidade de resíduo de caixa de areia em relação ao total de resíduos sólidos
gerados em uma ETE representa em geral um pequeno percentual, sendo o maior
percentual representado pelo lodo.
Segundo a empresa responsável pela destinação final do resíduo de caixa de areia de
ETEs operadas pela CESAN (Companhia Espírito-Santense de Saneamento) nos
municípios de Vitória, Guarapari, Vila Velha e Cariacica, entre os meses de setembro
a outubro de 2006, foram aterradas um total de 105,88 toneladas. O custo de
disposição destes resíduos foi de R$ 41,53 por tonelada, sendo considerados resíduos
Classe IIA.
Alguns estudos realizados nas cidades de São Paulo e Porto Alegre apresentam
dados de geração do resíduo de caixa de areia das ETEs.
Segundo Santos (2003), em cinco ETEs da região metropolitana de São Paulo em
funcionamento na época da publicação, eram gerados relatórios mensais com
informações como material removido (grade e areia) e geração de subprodutos (lodo e
gás). Todos os resíduos sólidos gerados eram transportados por caminhões aos
aterros Bandeirantes e São João. O resíduo de caixa de areia representa apenas
2,14% do total de resíduos sólidos gerados no sistema de esgotos da região
metropolitana de São Paulo por dia, porém ressalta-se que a geração média era de
aproximadamente 7 t/dia.
O Sistema Navegantes trata aproximadamente 13% dos esgotos da cidade de Porto
Alegre, gerando em média 8 t/dia de material retirado das caixas de areia (ANTONINI
et al, 2002).
3.3.4 – Legislação sobre resíduos sólidos
Segundo a legislação de diversos países, e mesmo a brasileira, a responsabilidade
pelos problemas que podem ser causados pelo destino inadequado dos resíduos
sólidos é sempre dos produtores do resíduo, que podem ser enquadrados na lei de
crimes ambientais (Lei nº 9.605 de 12/02/98). Neste sentido, alguns órgãos ambientais
estão exigindo o detalhamento da alternativa de disposição final no processo de
licenciamento das ETEs, o que representa um grande avanço na gestão ambiental do
nosso país (ANDREOLI, 2001).
Segundo a NBR 10.004/1987, os resíduos gerados em estações de tratamento de
esgotos domésticos não são caracterizados como patogênicos. Em 2004, a NBR
10.004 foi atualizada, porém manteve os resíduos gerados em ETEs como não sendo
classificados segundo critérios de patogenicidade.
Em relação aos resíduos gerados em ETEs, os limites da normatização brasileira são
referentes apenas à aplicação do lodo na agricultura e à qualidade do efluente final,
não contemplando critérios e procedimentos seja para disposição final ou para o
reaproveitamento da areia.
A Instrução Normativa Paranaense, que regula os indicadores ambientais e sanitários
para reciclagem do lodo proveniente do tratamento de esgotos, admite um valor
máximo de 0,25 ovos de helmintos por grama de massa seca, valor também adotado
nos Estados Unidos e na Comunidade Européia (ANDREOLI et al., 2003).
Em relação a areia gerada em estações de tratamento de esgoto, a legislação
brasileira não determina parâmetros ou limites para a caracterização e a aplicação do
resíduo, porém a Resolução Conama Nº 375, de 29 de agosto de 2006, define critérios
e procedimentos, para o uso agrícola de lodos de esgoto gerados em estações de
tratamento de esgoto sanitário e seus produtos derivados.
Considerando que não há uma legislação referente à areia gerada em ETEs no Brasil,
a normatização de areia utilizada na construção civil e areias de contato primário
podem ser utilizadas para fins de análise do material deste estudo.
3.3.4.1 – Areias de contato primário
As areias de contato primário são aquelas utilizadas em recreação em praias, creches
e parques, que podem se tornar veículo de transmissão de doenças quando
contaminadas por excretas de animais e a secreções do corpo com microorganismos
patogênicos. A presença desses microorganismos nas areias têm sido responsável
por um número significativo de doenças por contato direto, como por exemplo:
micoses, verminoses, gastroenterites e outras doenças, que comprometem o bem
estar, principalmente de crianças, que são os principais usuários de areia de contato
primário (SILVA, 2005).
Um estudo epidemiológico realizado em São Paulo pela CETESB - Companhia de
Tecnologia de Saneamento Ambiental, em 5 praias da região de Santos, mostrou que
somente o contato com a areia já constitui fator de risco para a manifestação de
gastroenterites (SATO et al, 1999).
Devido a incidência de micoses e infecções bacterianas contraídas por crianças que
freqüentam locais de recreação, tem surgido uma preocupação das autoridades
públicas com a contaminação das areias (MAIER et al, 2003).
Em relação às areias de contato direto, a legislação brasileira não determina um limite
de contaminação, mas a resolução CONAMA 274/2000 em seu Art.8º, recomenda aos
órgãos ambientais a avaliação das condições parasitológicas e microbiológicas da
areia, para futuras padronizações. Como não são disponíveis padrões ou valores
limites estabelecidos pela legislação brasileira para areias, o que se tem usado
atualmente são valores propostos por pesquisadores portugueses, Mendes et al
(1993), no “Guideline for Microbiological Quality of Sands” (DEMONER, 2003), cujos
valores são mostrados na tabela 3.3.
Tabela 3.3 - Concentração máxima de microorganismos proposta em areia seca de
contato primário
Parâmetros
Valor Proposto pelo “Guideline for
Microbiological Quality of Sand”
(NMP/100g de areia seca)
Coliformes Totais 10
6
Coliformes
Termotolerantes
10
5
Streptococos Fecais 10
5
Candida sp 10
5
Em março de 2005 a resolução CONAMA 274/2000 que dispõe sobre balneabilidade
foi atualizada pela resolução CONAMA 357/2005, esta porém não faz nenhum
acréscimo com relação à qualidade das areias de contato primário.
Considerando a lacuna existente na legislação Federal, notadamente nas Resoluções
do CONAMA, sobre os padrões para classificação da qualidade das areias das praias
e considerando que a Constituição Federal determina em seu artigo 30, inciso I, que
compete aos Municípios legislar sobre assuntos de interesse local, a SMAC -
Secretaria Municipal de Meio Ambiente, do Rio de Janeiro estabelece os limites
máximos de colimetria para classificação da areia para recreações de contato
primário, apresentados na Tabela 3.4.
Tabela 3.4 - Limites máximos de colimetria para classificação da areia utilizada em
recreações de contato primário no Rio de Janeiro
Classificação
Coliformes Totais
(NMP/100g de areia seca)
Coliformes Fecais
(NMP/100g de areia seca)
****
até 10
4
até 10
***
> 10
4
a 2 x 10
4
> 10 a 2 x 10
2
**
> 2 x 10
4
a 3 x 10
4
> 2 x 10
2
a 4 x 10
2
*
acima de 3 x 10
4
acima de 4 x 10
2
Obs: Não serão recomendados contatos com areias que possuam classificação igual a *
Fonte: Resolução SMAC nº 081 de 28/12/2000.
Ribeiro (2002), em monitoramento microbiológico realizado nas areias da Praia de
Camburi – Vitória (E.S.), encontrou valores de contaminação de 10
5
NMP/100g areia
seca para E. coli, 10
5
NMP/100g areia seca para coliformes totais e 10
5
NMP/100g
areia seca de Estreptococus fecais e nos pontos de areia seca nenhuma das amostras
ultrapassou o limite proposto por Mendes et al (1993), porém em relação ao
recomendado pela Resolução SMAC nº 081, os valores encontrados por Ribeiro
(2002) enquadram-se acima do limite.
Silva (2005), realizou estudo para avaliar a qualidade sanitária das areias de contato
primário em escolas e logradouros públicos de Vitória – ES e constatou que os valores
de coliformes totais observados situaram-se em torno de 10
5
NMP/100g areia seca e
para E. coli o valor de contaminação mais alto situou-se em torno de 10
4
NMP/100g de
areia seca estando abaixo do limite proposto pela legislação portuguesa.
Vaz et al (2005), em seu estudo sobre qualidade sanitária de areia proveniente de
escolas públicas do município de Vitória – ES, concluiu que as amostras analisadas
apresentaram um elevado nível de contaminação por Coliformes Totais e Candida,
estando as areias dos parques das praças e escolas analisadas impróprias para
utilização, segundo limite proposto por Mendes et al (1993).
3.3.4.2 – Areia para construção civil
A areia é um elemento fundamental em qualquer construção. É usada em várias
partes, desde as fundações até as coberturas passando pela estrutura, vedações e
acabamentos. Para cada finalidade deve ser escolhido um tipo, variando a
granulometria e a pureza do material (CAMPOS, 2007) porém não há normatização e
legislação quanto a patogenicidade em relação a areia utilizada na construção civil. As
normas da ABNT estabelecem limites do teor máximo de matéria orgânica e de
composição granulométrica, dentre outras propriedades.
Segundo a NBR NM 49/2001 – Determinação de impurezas orgânicas em agregado
miúdo, o método colorimétrico indica a quantidade de matéria orgânica comparando a
cor da solução obtida com a solução padrão limite (300 ppm). Se a cor for mais clara
está abaixo do limite e se a cor for mais escura está acima do limite.
A composição granulométrica é determinada pela NBR 7217/1987, e a classificação
do agregado é realizada conforme NBR 7211 /1983, que estabelece os limites
granulométricos para agregado miúdo, conforme Tabela 3.5.
Tabela 3.5 – Limites granulométricos de agregado miúdo
Porcentagem, em peso, retida acumulada na
peneira ABNT, para a
Peneira
ABNT
Zona 1
(muito fina)
Zona 2
(fina)
Zona 3
(média)
Zona 4
(grossa)
9,5 mm 0 0 0 0
6,3 mm 0 a 3 0 a 7 0 a 7 0 a 7
4,76 mm 0 a 5 0 a 10 0 a 11 0 a 12
2,38 mm 0 a 5 0 a 15 0 a 25 5 a 40
1,18 mm 0 a 10 0 a 25 10 a 45 30 a 70
0,6 mm 0 a 20 21 a 40 41 a 65 66 a 85
0,3 mm 50 a 85 60 a 88 70 a 92 80 a95
0,15 mm 85 a 100 90 a 100 90 a 100 90 a 100
Fonte: NBR 7211/1983.
Segundo Campos (2007), na construção civil, a classificação granulométrica da areia
(fina, média ou grossa), determina a sua finalidade. Em geral, o concreto utiliza areia
grossa ou média e as argamassas utilizam areia média e fina.
3.4 – A problemática da areia na construção civil
Segundo Almeida & Lima (2005), estima-se que 90% da produção nacional de areia
natural têm como origem os leitos dos rios. A exploração de areia natural proveniente
dos leitos dos rios tem grande potencial de degradação ambiental, além de causar
problemas sanitários à população local. Nas cavas, a retirada de areia natural, causam
gigantescas “poças” de água parada, criando então um ambiente ideal para
proliferação de mosquitos que transmitem doenças, entre eles o aëdes aegypti
causador da dengue e da febre amarela. Por isso a exploração de areia natural tem
sido uma prática cada vez mais coibida pelos órgãos ambientais responsáveis pela
fiscalização do meio ambiente.
Os impactos decorrentes da exploração de areia, muitas vezes feita de forma
desordenada, causam graves problemas ambientais, pois agridem as calhas naturais
dos rios, levando a um aumento da vazão de água e acelerando o processo de erosão
das margens. A erosão acaba retirando a cobertura vegetal dessas áreas e tornando o
solo estéril, sem crescimento de vegetação e sem possibilidade de recomposição do
ambiente explorado (BUEST, 2006).
Nos últimos anos, o esgotamento das jazidas de agregado miúdo natural nas
proximidades dos grandes centros consumidores, o aumento dos custos de transporte,
o acirramento da competição comercial entre os produtores de concreto e a
conscientização da sociedade, que demanda leis de proteção ambiental, vieram a
contribuir para um melhor entendimento sobre a importância dos agregados (SBRIGHI
NETO, 1995).
Segundo Buest (2006), nos portos de areia em leito de rio e cava submersa,
praticamente todo o material extraído é comercializado, e os resíduos
(predominantemente silicosos e de granulação menor que 0,074 mm) retornam ao
local em lavra, para preenchimento da cava.
Na construção civil, o principal uso da areia é como agregado para concreto,
argamassa, filtros, abrasivos, bases de pavimentos de concreto e asfalto, dentre
outros. O principal segmento consumidor de areia costuma ser dos pequenos
construtores, que responde por cerca de 80 % do consumo total, ficando o dos
empreiteiros em segundo lugar. O outro segmento que mais utiliza areia é o de
pavimentação de ruas e rodovias (FRAZÃO, 2002).
A exaustão de áreas próximas aos grandes centros consumidores e a restrição desta
atividade extrativa pelos órgãos de fiscalização ambiental conduz o mercado
consumidor dos grandes centros urbanos a buscarem agregados (areia e britas) em
lavras cada vez mais distantes. Como conseqüência disso, tem-se a elevação do
custo final do produto (cerca de 70%) e degradação em outras áreas (BUEST, 2006).
3.5 – Microorganismos patogênicos presentes no resíduo de caixa de areia
Não existem estudos específicos sobre microorganismos patogênicos presentes no
resíduo de caixa de areia, porém podem-se associar as características microbiológicas
do lodo e do esgoto que são bastante exploradas, e a qualidade microbiológica de
areias de contato primário às características microbiológicas do resíduo de caixa de
areia.
No esgoto são encontrados vírus, fungos, bactérias e parasitas (protozoários e
helmintos), e, embora a grande maioria desses organismos seja inofensiva, alguns
grupos de patógenos são considerados perigosos pelo risco que representam para a
saúde humana e animal (ANDREOLI, 2001).
Em relação às areias de praia, os microorganismos a serem monitorados ainda não
estão tão bem definidos e correlacionados com doenças como já estão os indicadores
de qualidade sanitária das águas recreacionais, mostrando que mais pesquisas
precisam ser realizadas para indicadores de qualidade das areias (RIBEIRO, 2002).
Segundo Demoner (2003), os mais prováveis indicadores da qualidade da areia de
contato primário são: E. coli, coliformes totais, leveduras do gênero Cândida, helmintos
e larvas migrans.
Segundo Andreoli (2001), estudos epidemiológicos têm mostrado que ovos de
helmintos, cistos de protozoários e bactérias representam maiores riscos à saúde
humana e animal, pois esses organismos apresentam ampla distribuição geográfica,
grandes tempo de sobrevivência, além da alta freqüência de parasitismo na
população.
Dentre os patogênicos, os helmintos despertam grande interesse e preocupação, pois
o ambiente encontrado nos processos de tratamento de esgoto é propício ao
embrionamento de seus ovos (Hays, 1977 apud Andreoli, 2001). Essa é a classe que
apresenta maior resistência às condições do meio, portanto, uma vez realizado o
controle desses patógenos, os demais estarão automaticamente em níveis
admissíveis, compatíveis com o uso agrícola, não suscitando riscos ao ambiente e aos
usuários do produto (CASSINI coord. 2003).
3.5.1 – Ovos de Helmintos
Os helmintos patogênicos aos seres humanos pertencem a dois filos: Platyhelminthes
(platelmintos – vermes achatados) e Aschelminthes (asquelmintos – vermes cilíndricos
ou redondos). O filo Platyhelminthes inclui as classes Trematoda (trematóides) e
Cestoda (cestóides) e o filo Aschelminthes inclui a classe Nematoda (nematóides).
Os nematóides apresentam um dos mais bem sucedidos planos de organização
funcional desenvolvidos pela natureza. O número de espécies, variedade de meios em
que vivem e o tamanho de suas populações são provas disso. O tamanho varia entre
um milímetro a um metro de comprimento. A forma típica é fusiforme, alongada, não
segmentada e com sistema de simetria bilateral (REY, 1972). A grande maioria é de
vida livre e ocupam basicamente todos os habitats nos quais microorganismos
multicelulares conseguem sobreviver: terra, água salgada e água doce (JAWETZ et al,
1991).
Ainda segundo Jawetz et al (1991), os padrões de infecção variam bastante. Os
nematódeos intestinais humanos podem infectar o indivíduo através dos alimentos, da
água e do solo. As parasitoses encontram-se portanto, entre os grandes problemas
médico-sanitários dos países em desenvolvimento, exigindo consideráveis recursos
financeiros, organização e pessoal habilitado para combatê-los, pois sua presença no
esgoto reflete o nível de infecção nas respectivas populações, sendo um dos
determinantes de seu perfil sanitário (ANDREOLI et al., 2003).
Na Tabela 3.6 são apresentadas as doenças helmínticas do sistema digestivo
humano.
Tabela 3.6 – Doenças Helmínticas do Sistema Digestivo Humano
Doença Patógeno Comentários
Tênias
Taenia saginata (boi);
T. solium (porco)
Os helmintos vivem do conteúdo
intestinal não digerido. Geralmente são
transmitidos pela ingestão de carne.
Hidatidose
Echinococcus
granulosus
Larvas formam-se no corpo.
Transmitida pela ingestão de ovos da
tênia.
Verme
Oxiúro
Enterobius
vermicularis
Causa um prurido próximo ao ânus
Ancilóstomos
Necator americanus,
Ancyclostoma
duodenale
As larvas entram pela pele. Grandes
infestações podem resultar em
anemia.
Ascaridíase Ascaris lumbricoides
Transmitida pela ingestão de ovos das
fezes
Triquinose Trichinella spiralis
As larvas se encistam no músculo
estriado. Transmitida pela ingestão de
larvas na carne
Fonte: TORTORA et al, 2005
Alguns helmintos são endêmicos em vários países do mundo. Em 1989, cerca de 25%
da população mundial estava infectada com ovos de Ascaris, destacando-se na
contribuição desses números as populações dos países em desenvolvimento. Em
estudo epidemiológico realizado no Brasil, no final dos anos 1980, em amostra de 2,5
milhões de pessoas, foi identificada a contaminação por Ascaris lumbricoides em
59,5% desse total, havendo entre Estados taxas de contaminação que variaram de
26,7% a 97,7% (ANDREOLI et al, 2003). Os dados disponíveis sobre o Brasil mostram
taxas que oscilam entre 65% a 97% na Região Amazônica e em torno de 86% para
todo o Nordeste (REY, 1972).
Ascaris lumbricoides é um nematóide de grande interesse por apresentar ovos de
constituição particularmente resistente e capaz de sobreviver no solo por até sete
anos, sendo uma das infecções helmínticas mais disseminadas (ANDREOLI &
BONNET, 2000).
O ciclo de vida começa quando os ovos são disseminados nas fezes de uma pessoa
e, em más condições de saneamento, são ingeridos por outra pessoa. No intestino
superior, os ovos eclodem em pequenas larvas vermiformes que passam à corrente
sanguínea e então aos pulmões. A seguir, migram para a garganta e são deglutidas.
As larvas se desenvolvem em adultos que colocam ovos nos intestinos retornando ao
início do ciclo (TORTORA et al, 2005).
Uma fêmea de Ascaris pode conter 27 milhões de ovos e eliminar em média 200 mil
por dia (CHAGAS, 2000). A perda de umidade eventualmente destrói ovos de
helmintos e cistos de protozoários, mas algumas formas e particularmente Ascaris
spp, são notavelmente resistentes à dessecação. Processos de estabilização química
são parcialmente eficientes na eliminação de ovos de helmintos (ANDREOLI &
BONNET, 2000).
3.5.2 – Grupo Coliformes
As bactérias do grupo coliforme, por estarem presentes, em grande número, no trato
intestinal humano e de outros animais de sangue quente, sendo eliminadas em grande
número pelas fezes, constituem o indicador de contaminação fecal mais utilizado em
todo mundo, sendo empregadas como parâmetro bacteriológico básico (NUVOLARI
coord., 2003) pois, apesar de não serem patogênicas em sua maioria, indicam que o
ecossistema foi contaminado com esgoto e assim, outros patógenos podem estar
presentes, causando transmissão de doenças à comunidade (UFPA, 2007).
As bactérias do grupo coliforme são caracterizadas como bacilos Gram-negativos não-
esporulados, facultativos, que fermentam a lactose com produção de ácido e gás em
um período de 48h a 35ºC (PELCZAR et al, 1996). As enterobactérias incluídas no
grupo coliforme são Escherichia coli, Klebsiella, Enterobacter e vários gêneros
previamente classificados como microorganismo paracoli: Serratia, Edwardsiella e
Citrobacter (DAVIS et al, 1979).
As enterobactérias são bastonetes curtos que podem formar cadeias. A morfologia
típica é encontrada no crescimento in vitro em meios sólidos, mas a morfologia é
extremamente variável em amostras clínicas (JAWETZ, 1991).
Na Figura 3.3 é mostrado um diagrama representativo dos agrupamentos do grupo
coliforme.
Figura 3.3 - Diagrama representativo do grupo coliforme
Fonte: SILVA, 2005.
Os coliformes podem ser encontrados amplamente na natureza. Com relação ao
homem, estes patógenos estão entre os principais agentes de infecção hospitalar e,
sem dúvida, constituem a principal causa de infecção intestinal em muitos países. As
suas relações com os animais também interessam muito ao homem não só porque
E. coli
Coliformes
termotolerantes
Coliformes
Totais
Enterobactérias
causam perdas econômicas, mas também porque os animais representam um vasto
reservatório de patógenos humanos (TRABULSI et al, 2002).
As infecções causadas podem ser intestinais ou extra-intestinais, as últimas podem
ser localizadas ou sistêmicas. As infecções localizadas mais freqüentes são as das
vias urinárias, dos pulmões, do sistema nervoso central, da pele e do tecido celular
subcutâneo (feridas). As bacteremias também são bastante freqüentes e podem
ocorrer em conseqüência da translocação para a corrente sanguínea de
enterobacterias presentes nos intestinos (TRABULSI et al, 2005).
Segundo Pelczar et al (1996), a presença de coliformes na água é evidência que ela
está poluída com material fecal de origem humana ou de outros animais de sangue
quente. Este tipo de poluição indica que qualquer microorganismo patogênico que
ocorre no trato intestinal desses animais podem também estar presentes na água.
3.5.2.1 – Escherichia coli
O gênero Escherichia compreende as espécies Escherichia coli, Escherichia blattae,
Escherichia fergusonii, Escherichia hermannii e Escherichia vulneris. Entretanto, a
única espécie de maior importância prática é a Escherichia coli (TRABULSI, 2002).
A Escherichia coli, como a maioria das enterobactérias formam colônias lisas,
convexas, circulares e com bordas bem definidas (JAWETZ, 1991).
A espécie bacteriana Escherichia coli é membro da flora intestinal normal do homem,
sendo uma espécie facultativa predominante no intestino grosso (DAVIS et al, 1979).
Sua presença na água e nos alimentos é um indicador de contaminação fecal. A E.
coli não é normalmente patogênica. Entretanto, pode ser uma causa de infecções do
trato urinário, e certas linhagens produzem enterotoxinas que causam a diarréia do
viajante e ocasionalmente causam várias doenças graves de origem alimentar
(TORTORA et al, 2005).
A Escherichia coli é abundante em fezes humanas e de animais de sangue quente,
tendo somente sido encontrada em esgotos, efluentes, águas naturais e solos que
tenham recebido contaminação fecal recente (CONAMA nº 274/2000).
Com o objetivo de atenuar ou eliminar o odor e a presença dos patógenos descritos
acima, busca-se empregar processos de higienização, que devem ser econômicos,
seguros e de fácil aplicação prática, como a cloração e a calagem.
3.6 – Métodos de detecção de bactérias do grupo coliforme
Os métodos convencionais para determinação de coliformes fecais em amostras de
água são baseados na temperatura elevada (44,5 +/- 0,2 ºC), seja pela técnica de
fermentação de tubos ou da filtração em membrana (CERQUEIRA et al, 1998), porém
atualmente vem sendo questionados por serem baseados apenas em temperatura
como critério de definição e quantificação em uma amostra (KELLER, 2000).
Ainda segundo Keller (2000), as pesquisas sobre a prevalência de bactérias,
protozoários, fungos e helmintos têm sido focalizadas principalmente para o uso de
técnicas de detecção rápida que utilizam substratos cromogênicos, amplificação do
material genético e sondas moleculares para a detecção de organismos indicadores
tradicionais e outros organismos emergentes.
De acordo com APHA (1995), as técnicas utilizadas para detecção de bactérias do
grupo coliformes em amostras de água e esgoto são: tubos múltiplos, membrana
filtrante e substrato cromo-fluorogênico.
3.6.1 – Tubos Múltiplos
Segundo Bettega et al (2006), a técnica de tubos múltiplos é empregada como padrão
no controle microbiológico de água para consumo humano, por ser amplamente
preconizada pela vigilância sanitária e outros órgãos regulamentadores.
Esta técnica é baseada no princípio de que as bactérias presentes em uma amostra
podem ser separadas por agitação, resultando em uma suspensão de células
bacterianas, uniformemente distribuídas na amostra. A determinação do NMP (número
mais provável) de coliformes é feita através de diluições decimais consecutivas na
qual volumes decrescentes da amostra são inoculados em meio de cultura adequado,
sendo que cada volume é inoculado em série de 5 ou 3 tubos. Através do decréscimo
dos volumes inoculados obtém-se uma determinada diluição em que todos os tubos,
ou a maioria, fornecem resultados negativos. A combinação dos resultados positivos e
negativos permite a obtenção de uma estimativa da densidade das bactérias, através
da aplicação de cálculos de probabilidade (UFPA, 2007).
Esta técnica, além de apresentar sensibilidade e especificidade inferiores (maior
ocorrência de falso-positivos e negativos), são bem mais trabalhosas: requerem duas
temperaturas de incubação (35,5 ± 0,2ºC para CT e 44,5 ± 0,2ºC para coliformes
termotolerantes) e sucessivas repicagens, podendo totalizar 72 h para leitura
conclusiva (APHA, 1995).
Muitos outros fatores podem afetar significativamente a detecção por tubos múltiplos,
especialmente durante a fase presuntiva. Esta técnica carece precisamente de termos
qualitativos e quantitativos. O tempo requerido para obtenção de resultados é alto
quando comparado com a técnica de membrana filtrante. A técnica de tubos múltiplos
é um utensílio fácil e pode ser realizado por um técnico com treinamento básico de
microbiologia, mas o método pode tornar-se muito maçante quando muitas diluições
devem ser processadas para cada amostra (ROMPRÉ, 2002 apud SILVA, 2005).
3.6.2 – Membrana filtrante
O método da membrana filtrante é adequado apenas para amostras líquidas
(CHAGAS, 2000).
Este método consiste na filtração de uma amostra de água por uma membrana estéril
com 0,45μm de porosidade que retêm bactérias, incubando este filtrado sob um meio
seletivo e enumerando colônias típicas sob o filtrado (ROMPRÉ, 2002 apud SILVA,
2005).
Para bactérias coliformes, o filtrado é incubado à 35ºC durante 18-24h. O sucesso da
metodologia depende da utilização efetiva de um meio seletivo que pode facilitar a
identificação de colônias bacterianas crescendo sobre a superfície da membrana
(MAIER et al, 2000).
Em relação as outras técnicas, comparações estatísticas obtidas entre os resultados
da técnica de tubos múltiplos e de membrana filtrante mostraram que esta é mais
precisa (APHA, 1995) e em relação ao sistema cromogênico, estudo realizado por
Cerqueira et al (1998) conclui que a técnica de detecção de E.coli pelo sistema
cromogênico apresenta sensibilidade similar ou superior ao teste convencional de
detecção de coliformes termotolerantes sendo adequadas para amostras ambientais
além de ser mais simples e agilizar a execução das análises.
Em seu trabalho, Vianna (2000) descreve a implementação do controle microbiológico
preconizado pela Portaria 36/90, do Ministério da Saúde, exercido em 1991 pela
COPASA MG em todos os sistemas operados pela companhia. A metodologia para
detecção de coliformes utilizada até então era a técnica das membranas filtrantes,
porém foram realizados testes utilizando águas de diversas procedências, sempre com
o objetivo de verificar se os resultados entre o método convencional e o método do
substrato cromogênico eram semelhantes. O uso do método do substrato cromogênico
obteve sucesso e apresentou as seguintes vantagens:
· Estaria eliminado o vaivém de frascos esterelizados pelas estradas, sujeitos a
extravios, perdas materiais e contaminações no transporte, além da perda de
validade das amostras devido a demoras excessivas em se trazerem essas
amostras ao laboratório
· Por suas características de mudança de cor, em caso de contaminação, o novo
método de controle ofereceria uma transparência notável ao processo de
controle
3.6.3 – Substrato Cromo-fluorogênico
A metodologia empregada na técnica do substrato cromogênico é baseada na
presença/ausência de enzimas específicas do metabolismo de bactérias dos grupos
coliformes e coliforme fecal, apresentando maior clareza na visualização dos
resultados e levando metade do tempo para obtenção dos mesmos porém apresenta
um custo mais elevado,o que é compensado, uma vez que os meios já vêm estéreis, o
que elimina o uso da autoclave (BETTEGA et al, 2006).
Segundo SILVA (2005 apud CERQUEIRA et al., 1999; APHA, 1995; BASTOS, 2000),
os métodos cromo-fluorogênicos são reconhecidamente superiores em sensibilidade e
especificidade na detecção de coliformes totais e E. coli por serem baseados na
hidrólise de substratos definidos por enzimas específicas das espécies.
Adicionalmente, apresentam as grandes vantagens de dispensarem o emprego de
temperatura elevada (44,5 ± 0,2ºC) e fornecer leitura em 24h, tanto para coliformes
totais quanto para E. coli.
Na Tabela 3.7 são apresentadas as vantagens e desvantagens dos métodos de
detecção de bactérias do grupo coliforme.
Tabela 3.7 - Vantagens e desvantagens dos métodos de detecção de bactérias do
grupo coliforme
Metodologia Vantagens Desvantagens
Tubos Múltiplos (NMP) Baixo custo
Tempo de detecção (48h)
Baixa precisão
Membrana Filtrante
Alta precisão
Tempo de detecção
Alto custo
Não aplicável a amostras
turvas
Substrato Cromogênico
Menor tempo de detecção
(16 a 24h)
Alta precisão
Elevado custo (123%
maior)
Fonte: RIBEIRO (2002)
Os estudos realizados por RIBEIRO (2002), VAZ (2005) e SILVA (2005), com areias
de contato primário, utilizaram o método do substrato cromo-fluorogênicos para
detecção de coliformes totais e E. coli, tendo sido adotados os mesmos procedimentos
para análise laboratoriais.
3.7 – Higienização
A higienização refere-se à destruição seletiva de organismos causadores de doenças,
sem que seja necessária a eliminação de todos os organismos. A higienização é
usualmente conseguida através do uso dos seguintes agentes e meios: agentes
químicos; agentes físicos; meios mecânicos; radiação (CHERNICHARO, 2001).
Os agentes e meios devem destruir os organismos patogênicos, e não devem ser
tóxicos aos seres humanos e animais domésticos e também não devem causar odor
ou sabor nas águas. Além disso, devem ser disponíveis a baixo custo e oferecer
condições seguras de transporte, aplicação, manuseio e armazenamento (BORGES &
GUIMARÃES, 2000).
Segundo Nuvolari (2003), os três mecanismos primários de inativação de patogênicos
são:
· Destruição ou danificação estrutural da organização celular, pelo ataque aos
principais componentes das células, tais como paredes ou função
semipermeáveis das membranas;
· Interferência com o balanço energético do metabolismo através de substratos
enzimáticos em combinação com grupos de enzimas prostéticas, deste modo
produzindo enzimas não funcionais;
· Interferência com a biossíntese e crescimento, impedindo a síntese normal de
proteínas, ácidos nucléicos, coenzimas, ou a parede das células.
Os principais processos de higienização do lodo de esgoto são: a compostagem, que
elimina os agentes patogênicos pelo efeito da temperatura e tempo de exposição; a
caleagem, que associa a ação de altos níveis de pH ao calor gerado pelas reações
químicas de hidratação da cal (óxido de cálcio); a secagem, que reduz patógenos pela
exposição aos raios solares ou ao calor; o uso de radiação gama; e a pasteurização
(ANDREOLI et al., 2003).
Na prática não há um desinfetante ideal e que atenda a todos os requisitos
independentes da situação de uso. Cada agente desinfetante apresenta vantagens e
desvantagens em função de condições específicas de sua utilização, e depende, para
otimização de seus resultados, tanto da qualidade da água a ser desinfetada
(características físicas, químicas e grau de contaminação microbiológica), como das
condições de projeto, operação e manutenção das unidades. Dessa forma, a seleção
da tecnologia apropriada a cada realidade deve levar em conta esses aspectos e
outros fatores que influenciam na confiabilidade, continuidade e eficiência do sistema
(MONTEIRO et al, 1999).
A necessidade da higienização dos resíduos oriundos de ETEs está ligada
principalmente à redução dos microrganismos patogênicos contido no esgoto, redução
na produção de odores, visando a proteção da saúde do operador que lida com o
resíduo diariamente e a reciclagem destes resíduos para utilização na agricultura e/ou
na construção civil.
Dentre os processos de higienização atualmente utilizados no tratamento de águas,
esgoto e lodo são descritos a seguir a cloração, a caleagem e a insolação natural.
3.7.1 – Cloração
Segundo Pessôa (1982), a cloração é uma forma de higienização, onde o cloro, ou o
agente desinfetante, penetra nas células dos microorganismos e reage com suas
enzimas, destruindo-as.
A cloração (com cloro gasoso ou com hipoclorito de sódio) é o método mais utilizado
na higienização de águas para fins de abastecimento público no Brasil. A prática da
cloração em águas de abastecimento foi introduzida no início do século XX e vem
trazendo controvérsia desde o início de sua implantação, principalmente devido aos
problemas relacionados a odor e sabor, porém, é notório o beneficio que este
procedimento trouxe à saúde pública (BORGES & GUIMARÃES, 2000).
O reconhecimento formal da aplicabilidade do cloro para a higienização de esgotos
ocorreu pela primeira vez na Inglaterra, em 1854, embora a cloração naquele país só
tenha ocorrido, de fato, a partir de 1884. A utilização crescente do cloro ocorreu na
primeira década do séc. 20, quando foram iniciadas investigações mais sistemáticas
sobre a eficiência deste elemento (CHERNICHARO, 2001).
A cloração também pode ser praticada com outros fins, como:
- Controle de odor;
- Reduzir a carga orgânica inicial numa estação de tratamento de esgoto;
- Facilitar a remoção da escuma em decantadores;
- Aumentar a eficiência da decantação;
- Reduzir a carga orgânica de um efluente lançado in natura num corpo receptor, ou o
número de organismos;
- Reduzir o comprimento de emissários subaquáticos de esgoto;
- Elemento auxiliar ou corretivo nos processos de filtração biológica e/ou de lodos
ativados;
- Elemento auxiliar ou de controle no tratamento e disposição do lodo.
3.7.1.1 - Concentração de cloro
Segundo Gonçalves (2003), o cloro é o produto mais utilizado em todo mundo para
desinfecção de águas e esgotos.
Segundo Chernicharo (2001), na desinfecção de esgotos com compostos de cloro, a
concentração do desinfetante se altera com o tempo e, particularmente durante os
momentos iniciais da aplicação do cloro, este passa por transformações rápidas,
desde a forma livre até as formas combinadas. Dessa forma torna-se mais importante
a determinação da concentração de cloro residual do que a de cloro aplicado. Outros
aspectos relevantes e que interferem no processo de desinfecção são:
· Presença de sólidos no efluente, uma vez que estes podem proteger os
microorganismos da ação do desinfetante;
· pH do efluente, já que a inativação de microorganismos aumenta com o
decréscimo de pH, tanto para residuais de cloro livre como de cloro combinado;
· Temperatura, uma vez que o aumento desta também aumenta a taxa de
inativação dos microorganismos.
O cloro tem se mostrado eficiente no controle de organismos patogênicos de
veiculação hídrica no esgoto doméstico, dependendo do estado do esgoto a ser
clorado. Na Tabela 3.8 são apresentadas as dosagens utilizadas para cada tipo de
esgoto doméstico.
Tabela 3.8 – Tipo de esgoto e dosagem de cloro
Tipo de esgoto doméstico Dosagem (ppm)
Esgoto bruto 6 a 12
Esgoto bruto séptico 12 a 25
Efluente decantado 5 a 10
Efluente de precipitação química 3 a 10
Efluente de filtração biológica 3 a 10
Efluentes do processo de lodos ativados 2 a 8
Efluentes de filtros após tratamento secundário 1 a 5
Fonte: PESSÔA, 1982.
3.7.1.2 – Principais compostos de cloro utilizados na cloração
Para desinfecção de esgotos, o cloro pode ser encontrado comercialmente nas formas
gasosa (Cl
2
), líquida (hipoclorito de sódio) e sólida (hipoclorito de cálcio).
Comercialmente, o hipoclorito de cálcio é encontrado na forma sólida, em diversas
marcas, sendo relativamente estável na forma seca, já o hipoclorito de sódio é
encontrado na forma líquida (solução), em concentrações que usualmente variam de
1% a 16%. A quantidade relativa de cloro presente nessas fontes alternativas de cloro
é expressa em termos de “cloro disponível” (CHERNICHARO, 2001).
O hipoclorito de sódio (NaOCl) é o produto mais adequado para cloração em sistemas
simples e de pequeno porte, em virtude da facilidade de aplicação em pequenas
vazões operacionais, de baixo risco de manuseio e armazenamento e do baixo custo
(GONÇALVES, 2003).
3.7.1.3 – Mecanismo de ação da cloração
A ação desinfetante do cloro deve-se principalmente ao mecanismo de oxidação do
material celular. Entretanto, trabalhos científicos relatam inibição enzimática e
danificação do material genético como outros mecanismos da higienização com cloro
(GONÇALVES, 2003).
Quando o cloro gasoso, ou uma das formas de hipoclorito, é adicionado a uma água
contendo quantidades desprezíveis de nitrogênio, matéria orgânica e outras
substâncias que demandam cloro, estabelece-se, rapidamente, um equilíbrio entre as
várias espécies químicas em solução. O termo “cloro livre disponível” é utilizado para
se referir à concentração total de cloro como HOCl (ácido hipocloroso) e íons de
hipoclorito (OCl
-
).
Formação de cloro livre
Cl
2
+ H
2
O Þ HOCl + H
+
+ Cl
-
equação (3.1)
HOCl Þ OCl
-
+ H
+
equação (3.2)
O cloro e seus derivados apresentam alto poder oxidante e reagem com a matéria
orgânica presente no esgoto, formando o “cloro combinado disponível”. De modo
simplificado, o cloro reage com a amônia para produzir uma série de compostos
chamados cloroaminas. A monocloroamina (NH
2
Cl) e a dicloroamina (NHCl
2
), têm
poder desinfetante.
Formação das cloroaminas:
NH
3
+ HOCl Þ NH
2
Cl + H
2
O + H (monocloroamina) equação (3.3)
NH
2
Cl + HOCl Þ NHCl
2
+ H
2
O (dicloroamina) equação (3.4)
NHCl
2
+ HOCl Þ NCl
3
+ H
2
O (tricloroamina) equação (3.5)
3.7.1.4 – Desvantagens da cloração
Um inconveniente da desinfecção com cloro e seus compostos é a produção de
subprodutos prejudiciais à saúde humana. As duas maiores classes de subprodutos
oriundos da cloração são os trihalometanos e os ácidos haloacéticos, ambos com
potencial carcinogênico reconhecido. Dentre os fatores que interferem na produção
desses subprodutos estão o pH, a temperatura, a concentração do desinfetante, o
brometo, o nitrato e a concentração de nitrogênio amoniacal e de carbono orgânico
(GONÇALVES, 2003).
Durante a desinfecção com cloro livre, o cloro molecular em meio aquoso forma o
ácido hipocloroso, HOCl. Uma parte deste ácido se dissocia para formar o ânion
hipoclorito (OCl-) e o íon hidrogênio (H+). Portanto a extensão desta reação depende
do pH do meio. Se o ânion brometo estiver presente durante o processo de
desinfecção, ele é oxidado a ácido hipobromoso (HBrO). Os ácidos hipocloroso e
hipobromoso reagem com material orgânico de ocorrência natural (MON) em água
para formar subprodutos dentre os quais os trihalometanos (THMs). As quatro
principais espécies de trihalometanos que são formadas são: clorofórmio (CHCl3),
bromodiclorometano (CHBrCl2), dibromoclorometano (CHBr2Cl) e o tribromometano
(CHBr3). A soma da concentração destes compostos é denominada TTHM –
trihalometanos totais (BORGES & GUIMARÃES, 2000).
Ainda segundo Borges & Guimarães (2000), uma variedade de compostos orgânicos
encontrados em águas naturais contribuem para a formação dos trihalometanos. Os
principais grupos de precursores são os ácidos húmicos e ácidos fúlvicos derivados de
solos e da decomposição de material vegetal.
3.7.1.5 – Pesquisas utilizando a cloração para higienização
As pesquisas do PROSAB – Programa de Pesquisas em Saneamento Básico, que
utilizaram o hipoclorito de sódio comercial como agente desinfetante até o ano de
2001 foram empregadas em efluentes brutos (UFRGS), efluentes sanitários (PUCPR),
efluentes de lagoas facultativas (USP/FSP), e efluentes de filtros anaeróbios (UFRN)
em dosagens que variaram entre 4 a 9 mg/L (GONÇALVES, 2003).
3.7.2 – Caleagem
Desde o final do século passado sabe-se que a adição de produtos alcalinos tem
efeito estabilizante no lodo de esgoto. Segundo Andreoli (2001), a caleagem consiste
na adição e mistura de cal, até atingir pH 12 ou superior.
A cal, por ser um produto alcalino forte e normalmente de preço reduzido, é utilizada
em diversas atividades relacionadas com a preservação das condições sanitárias e da
higiene nas grandes e pequenas comunidades (CHAGAS, 2000).
Ainda segundo Andreoli (2001), a caleagem é um método muito utilizado na
higienização e estabilização do lodo sendo utilizadas proporções que variam de 30% a
50% do peso seco do lodo, em geral com vistas para o uso agrícola, sendo uma
prática cada vez mais comum.
O processo de caleagem, quando adequadamente operado, deve ser capaz de:
· Eliminar ou destruir microorganismos patogênicos;
· Reduzir odores;
· Melhorar as características de desaguamento do lodo;
· Reduzir valores de nitrogênio, resultante da remoção de amônia;
· Aumentar a alcalinidade total;
· Elevar a temperatura da mistura;
· Degradar parte da matéria orgânica;
· Fixar metais pesados.
3.7.2.1 – Tipos de cal utilizados na caleagem
Existem dois tipos de cal que podem ser utilizadas no processo de caleagem: a cal
virgem e a cal hidratada. Segundo Andreoli (2001), a cal é um dos produtos alcalinos
mais baratos e mais utilizados no saneamento.
A cal virgem, CaO ou óxido de cálcio, é resultante do aquecimento do carbonato de
cálcio (calcinação), sendo mais utilizada a granel e para grandes quantidades.
A cal hidratada, Ca(OH)
2
, é originada da reação do óxido de cálcio com água, sendo
vendida em embalagens de até 20 Kg e manipulada com maior facilidade. No preparo
da cal hidratada, as pedras de cal virgem são moídas, misturadas com água e
deixadas a hidratação (CAMPOS,2007).
As reações de formação de cal virgem (equação 3.6) e cal hidratada (equação 3.7)
podem assim serem representadas:
CaCO
3
(s) ---> CaO + CO
2
(g) equação (3.6)
CaO(s) + H
2
O ---> Ca(OH)
2
(s) equação (3.7)
3.7.2.2 – O uso da cal hidratada na construção civil
Na construção civil, o uso da cal hidratada mais comum é na produção de
argamassas, que é uma mistura de areia, cimento e cal hidratada. As proporções
destes elementos variam de acordo com a finalidade da argamassa.
As argamassas à base de cal hidratada têm resistência suficiente quanto à
compressão e aderência e por ser um produto alcalino, impede a oxidação das
ferragens e, também por essa característica, atua como bactericida e fungicida. A cal
hidratada oferece vantagens em termos de poder aglomerante e plasticidade em
relação a cal virgem. Ao ser misturada com a água, suas partículas muito finas
funcionam como um tipo de lubrificante reduzindo o atrito entre os grãos de areia. A
cal hidratada tem enorme capacidade de reter água em torno de suas partículas
(CAMPOS, 2007).
3.7.2.3 – Mecanismo de ação da caleagem
A cal virgem, quando entra em contato com a água, resulta em uma reação
exotérmica, ou seja, que libera calor. Assim, a temperatura eleva-se até a mistura
estabilizar. Este efeito depende da quantidade e da proporção de cal utilizada.
Essencialmente, o pH é aumentado, porém, características químicas e físicas do lodo
também são alteradas por reações como hidrólises, saponificações e neutralização de
ácidos. Algumas dessas alterações são (ANDREOLI, 2001):
· Redução de sólidos voláteis (10% a 35%), devido a perda de orgânicos voláteis
para a atmosfera;
· Aumento de sólidos totais, resultantes da adição de sólidos da cal e da
precipitação de sólidos dissolvidos;
· Redução nos níveis de fósforo solúvel devido à reação com ortofosfato para
formar precipitado de fosfato de cálcio.
Além do pH acima de 12, outro fator importante é o tempo de contato, pois o efeito
higienizante da cal não é imediato. O período de contato tem reflexos sobre o
dimensionamento das instalações, pois após a mistura o material deve ser estocado
(FERNANDES, 2000).
As propriedades do hidróxido de cálcio (cal hidratada) derivam de sua dissociação
iônica em íons cálcio e íons hidroxila, sendo que a ação destes íons sobre as bactérias
explicam as propriedades biológicas e microbianas desta substância (ESTRELA &
PÉCORA, 2007). A reação de dissociação do hidróxido de cálcio é representada na
equação 3.8.
Ca(OH)
2
---> Ca
2+
+ 2OH
-
equação (3.8)
Quando a cal é adicionada, os microrganismos envolvidos na decomposição do lodo e
os patógenos são severamente inibidos, inativados ou destruídos, pelos altos níveis de
pH (CHAGAS, 2000).
Segundo Estrela & Pécora (2007), a partir do conhecimento das características da
citologia bacteriana e da dinâmica química do hidróxido de cálcio, pode-se discutir o
mecanismo de ação da cal hidratada sobre as bactérias. O efeito do pH reflete no
crescimento bacteriano, uma vez que influencia na atividade enzimática e no
metabolismo celular. Existem poucas espécies que, em pH menor que 2 ou maior que
10, podem crescer. A maioria das bactérias patogênicas cresce melhor em meio
neutro.
Segundo Kodukula et al (1988), em condições de pH elevado a atividade enzimática
das bactérias é inibida. Aliado a este fato, cada enzima possui um pH ótimo para sua
ação, segundo o qual reage com uma velocidade máxima. O pH interno das bactérias
é diferente do pH externo, sendo que, internamente, seu valor oscila em torno da
neutralidade. Acrescido a este fato, a diferença de pH interior e exterior da célula pode
determinar o mecanismos através do qual a atividade celular é influenciada pela
concentração de íons hidrogênio.
Considera-se, todavia, a existência de um gradiente de pH através da membrana
citoplasmática, que é responsável por produzir energia para o transporte de nutrientes
e componentes orgânicos para o interior da célula. Este gradiente pode ser afetado
pela mudança no pH do meio, influenciando o transporte químico através da
membrana (ESTRELA & PÉCORA, 1997).
ESTRELA et al. (1994) estudaram o efeito biológico do pH na atividade enzimática de
bactérias anaeróbias. Como a localização dos sítios enzimáticos é na membrana
citoplasmática, e por esta ser responsável por funções essenciais, como o
metabolismo, crescimento e divisão celular, e participar dos últimos estágios da
formação da parede celular, biossíntese de lipídios, transporte de elétrons, como
enzimas envolvidas no processo de fosforilação oxidativa, os autores acreditam que os
íons hidroxila do hidróxido de cálcio desenvolvem seu mecanismo de ação a nível da
membrana citoplasmática.
O efeito do elevado pH do hidróxido de cálcio, influenciado pela liberação de íons
hidroxila, é capaz de alterar a integridade da membrana citoplasmática através de
injúrias químicas aos componentes orgânicos e transporte de nutrientes, ou por meio
da destruição de fosfolipídios ou ácidos graxos insaturados da membrana
citoplasmática, observado pelo processo de peroxidação lipídica, sendo esta na
realidade, uma reação de saponificação (ESTRELA et al., 1995).
3.7.2.4 – Desvantagens da caleagem
A caleagem é um método com grande potencial de consolidação no processo de
higienização e condicionamento do lodo para uso agrícola, embora existam os
aspectos negativos de perda de nitrogênio e imobilização do fósforo durante a mistura
da cal, bem como a limitação de seu uso em solos pouco ácidos, porém a principal
desvantagem em relação a outros métodos de higienização é a agregação de volume
(ANDREOLI, 2001).
3.7.2.5 – Pesquisas utilizando a Caleagem para higienização
O PROSAB, em pesquisas sobre a eficiência da caleagem como método de
higienização de lodo, testou doses de 30%, 40% e 50% de cal hidratada em relação
ao peso seco de lodo e pode ser constatado que a higienização com cal é bastante
eficiente na eliminação de patógenos e indicadores (ANDREOLI, 2001).
A fim de verificar qual seria o melhor processo de eliminação de coliformes fecais e
ovos de helmintos no lodo descartado de um reator UASB, PASSAMANI (2001)
realizou um estudo utilizando a caleagem como processo químico e a pasteurização
como processo térmico. A autora concluiu que, na higienização com cal hidratada, é
necessária a utilização de dosagens elevadas (acima de 50% para prevenir o
recrescimento de coliformes fecais. Com relação aos ovos de helmintos, o estudo
mostrou que 24 horas de contato com cal hidratada ou virgem são suficientes para
inviabilizar 100% desses organismos.
FERNANDES et al (1996), em estudo sobre a eficiência dos processos de
higienização do lodo aeróbio da ETE Belém, em Curitiba - PR, com vista a seu uso
agrícola, através da caleagem do lodo nas proporções 30% e 50% em relação ao peso
seco, obteve os melhores percentuais de redução na proporção 50%. Houve redução
de 99,9% para coliformes totais, 100% para coliformes fecais e 77% para ovos de
helmintos.
Segundo Andreoli et al (2003), os agentes patogênicos constituem importante
elemento limitante ao uso do lodo na agricultura, porém, isso é facilmente controlado
por meio da adoção de técnicas de higienização, imprescindíveis na redução do perfil
poluidor do lodo de esgoto. Essas técnicas minimizam os riscos de poluição ambiental
e efeitos nocivos à saúde humana e animal, inserindo o lodo nos padrões normativos
para disposição final adequada.
CHAGAS (2000), realizou estudo de higienização de lodo digerido bruto das ETEs da
Ilha do Governador e da Penha no Estado do Rio de Janeiro através da caleagem
incorporando ao lodo dose de 50% de seu peso seco. Os resultados indicaram
redução de 100% de coliformes totais, coliformes fecais e salmonelas nas amostras
analisadas, portanto o lodo higienizado com cal utilizados nos experimentos poderia
ser aplicado em solos agrícolas, respeitando os critérios para a escolha de áreas aptas
a receberem o mesmo e monitoramento constante destes parâmetros.
MADER NETTO et al (2003), realizou um estudo das variações do pH no lodo caleado
em função de diferentes dosagens de óxido de cálcio e teores de umidade, e, concluiu
que a caleagem pode promover um aumento significativo do pH mesmo com teores de
umidade bastante reduzidos
3.7.3 – Insolação Natural
Uma vez que o sol é uma fonte natural, universalmente disponível e gratuita, tanto de
calor como de radiação UV, é de se imaginar que essa fonte pode ser a base de um
sistema de desinfecção efetivo e de baixo custo.
A radiação solar atinge a superfície terrestre de duas formas, ou seja, radiação direta e
difusa. O acúmulo desses dois componentes denomina-se radiação solar global. A
quantidade e intensidade da radiação difusa dependem, basicamente, da latitude,
altitude, declinação solar e da quantidade de nuvens (MOREIRA, J. A. A.; STONE, L.
F.; B., M., 2003).
A radiação é um agente físico de desinfecção, isto é, não deixa residual no efluente,
ao contrário da cloração que forma subprodutos indesejáveis com propriedades
cancerígenas (PIRES, M.R.; PATERNIANI, J. E. S.,2000).
O processo de higienização pela energia solar tem dois componentes principais,
sendo, a luz ultravioleta (UV), que altera o DNA das células, tornando o organismo
incapaz de se reproduzir, dessa forma, o organismo é inativado com relação a sua
capacidade de proliferação e transmissão da doença (BRYANT et al, 1992 apud
MONTEIRO et al, 1999) e induz a transformação do oxigênio dissolvido (0
2
) na água
em ozônio (O
3
), e, a radiação infra-vermelha que aquece a água (AMARAL et al,
2006).
A radiação natural de ultravioleta ocorre na luz solar além do espectro visível.
Entretanto, pequenas frações de radiação ultravioleta artificial podem ser emitidas por
lâmpada comuns, lâmpadas de halogênio, lâmpadas com alta eficiência, telas de
computadores, entre outras (SANT´ANA, 2001).
Segundo Monteiro et al (1999), os estudos relativos à desinfecção solar tiveram seu
início no final da década de 70, entretanto, só vieram a tomar corpo a partir de 1985.
Os estudos iniciais foram financiados por organizações internacionais como a UNICEF
e a Integrated Rural Energy Sistem Association (INRESA), da Universidade das
Nações Unidas. Os avanços mais significativos surgiram a partir dos estudos
realizados pelo Instituto Federal Suíço para Ciências Ambientais e Tecnologia
(EAWAG) em colaboração com instituições de pesquisas da Colômbia, Costa Rica,
Jordânia e Tailândia.
Diversos estudos têm sido realizados com objetivo de determinar o efeito da luz solar
sobre diferentes organismos indicadores de contaminação e organismos patogênicos
transmissores de doenças pela água.
Brandão et al (2000), realizou um estudo que consistiu na exposição à radiação solar,
em tempos determinados, de volumes de 3 a 6 litros de amostras de água com
características específicas. A higienização solar mostrou ser capaz de promover a
completa inativação de quantidades significativas de E. coli (10
5
NMP/100ml) e
coliformes totais (10
3
NMP/100ml) em recipientes com 5cm de lâmina de água em
tempos de exposição ao sol da ordem de 3 horas, mesmo quando o dia apresentava-
se parcialmente nublado.
Amaral et al (2006), realizaram estudo com objetivo de verificar a eficácia da utilização
da radiação solar na higienização de água de poços rasos contaminadas naturalmente
por microorganismos indicadores utilizando garrafas PET transparentes. Os resultados
obtidos evidenciaram que a radiação solar foi eficaz na higienização da água com
reduções, após 12 horas de exposição, de 99,9% e 100%, nos números de coliformes
totais e E.coli, respectivamente.
Fleury, et al (2005), também avaliou a higienização de água de abastecimento em
garrafas PET expostas a radiação solar durante certas horas do dia e a maioria dos
testes realizados demonstrou a eficiência da radiação solar combinada com a
temperatura na destruição ou inativação de agentes patogênicos.
Monteiro et al (1999), em ensaios realizados de exposição solar controlada em água
de abastecimento público, em testes de batelada, obteve resultados que indicam
ótimas condições de rendimento para o caso do Distrito Federal, confirmando os
dados e conclusões obtidas em outros estudos. E ainda ressalta que, de um modo
geral, a presença de turbidez afeta negativamente a higienização, uma vez que os
microorganismos podem proteger-se da ação dos desinfetantes ocluindo-se nas
partículas em suspensão.
Capítulo 4
MATERIAIS E MÉTODOS
O estudo consistiu na avaliação da eficiência da higienização do resíduo de caixa de
areia de ETE e foi desenvolvido no Pátio de Resíduos do Laboratório de Estudos em
Resíduos Sólidos (LABERSOl) da Universidade Federal do Espírito Santo localizado
no campus Universitário de Goiabeiras – Vitória (ES).
Ao longo deste capítulo serão descritos os procedimentos adotados para a realização
deste trabalho. O plano experimental compreendeu a realização de duas etapas, no
período de março a dezembro de 2006, a saber:
A primeira etapa, Estudos Preliminares, teve como objetivo principal determinar o
método de higienização a ser avaliado no resíduo de caixa de areia através de testes
preliminares e ajustes de procedimentos.
Na segunda etapa, Estudo Piloto, avaliou-se a eficiência do método selecionado em
diferentes dosagens na higienização do resíduo de caixa de areia em escala piloto
através da realização de 5 campanhas conforme protocolo experimental estabelecido
a partir dos resultados obtidos na etapa anterior. Também foram realizadas análises
preliminares visando a utilização da areia higienizada na construção civil.
Para a realização do plano experimental foi realizada previamente a revisão de
material bibliográfico que visou fornecer noções básicas de higienização utilizando
literatura sobre higienização de água, lodo e esgoto, como material de referência visto
que não foram encontrados estudos específicos sobre higienização de resíduo de
caixa de areia.
4.1 – Etapa 1 - Estudos Preliminares
Os Estudos Preliminares foram desenvolvidos no período de março a setembro de
2006 e foram divididos em 4 fases, conforme descrição a seguir:
Fase 1 – Caracterização preliminar do resíduo de caixa de areia
Fase 2 – Teste de métodos de higienização do resíduo de caixa de areia
Fase 3 – Avaliação do método de higienização selecionado para o resíduo de caixa de
areia
Fase 4 – Ajuste de procedimentos de higienização na caleagem do resíduo de caixa
de areia
O objetivo principal desta etapa do trabalho foi determinar qual o método de
higienização do resíduo de caixa de areia seria melhor investigado no Estudo Piloto
através de testes preliminares e ajuste de procedimentos.
Na Fase 1, buscou-se: conhecer preliminarmente as características físicas e
microbiológicas do resíduo de caixa de areia das ETEs em estudo. Para isso, realizou-
se visitas técnicas para identificação dos pontos amostrais; definiu-se os
procedimentos para a realização dos ensaios laboratoriais; e definiu-se os parâmetros
físico-químicos e microbiológicos de monitoramento.
A Fase 2 teve como objetivos realizar testes preliminares de higienização do resíduo
de caixa de areia submetidos à caleagem, cloração e insolação natural, visando
determinar qual o método seria investigado no Estudo Piloto, definir os procedimentos
de coleta e amostragem de areia nas ETEs e de montagem e monitoramento das
pilhas.
Na Fase 3, buscou-se avaliar a caleagem do resíduo de caixa de areia aplicando
dosagens intermediárias entre 10% e 35% de cal, visto que os testes preliminares
realizados na Fase 2 indicaram que a caleagem apresentou melhor eficiência do que a
cloração na higienização do resíduo de caixa de areia.
A Fase 4 teve como objetivos, repetir a caleagem do resíduo de caixa de areia para
avaliar os resultados obtidos na Fase 3 e ajustar os procedimentos de coleta e análise.
Em todas as fases dos Estudos Preliminares foi realizado o monitoramento
meteorológico durante o período do experimento dos parâmetros: precipitação
pluviométrica e insolação (Anexo B). Os dados são provenientes da Rede Automática
de monitoramento da qualidade do ar da região da Grande Vitória operada pelo
Instituto Estadual de Meio-Ambiente (IEMA).
4.1.1 - Fase 1 - Caracterização preliminar do resíduo de caixa de areia
A Fase 1 compreendeu a realização de diversas atividades para o inicio do plano
experimental, sendo elas (vide Apêndice A):
· Realização de visitas técnicas às ETEs do estudo para identificação dos pontos
amostrais;
· Caracterização preliminar do resíduo de caixa de areia;
· Definição dos procedimentos de lavagem da areia para realização das análises
microbiológicas
· Definição dos parâmetros microbiológicos e físico-químicos de monitoramento.
4.1.1.1 - Visitas técnicas às ETEs Bandeirantes e Marcílio de Noronha
O objetivo destas visitas técnicas foi levantar informações sobre as estações e
identificar os pontos amostrais de coleta de areia.
As ETEs Bandeirantes e Marcílio de Noronha atendem populações de baixa renda. As
informações levantadas sobre cada ETE são apresentadas a seguir.
ETE Bandeirantes
A ETE Bandeirantes está localizada no bairro Rio Marinho no município de
Cariacica/ES e atende a população de cerca de 48 bairros de classe média baixa.
A estação possui duas caixas de areia cobertas mecanizadas (Figura 4.1) e os sólidos
sedimentados são raspados continuamente e extraídos através de uma rosca
transportadora que descarrega o resíduo diretamente em uma caçamba. A água retida
no classificador transborda até a câmara de deságües. Antes de entrar no tratamento
biológico, o afluente passa pelo medidor de vazão.
Figura 4.1 – Caixas de Areia da ETE Bandeirantes
ETE Marcílio de Noronha
A ETE Marcílio de Noronha está localizada no bairro Marcílio de Noronha no município
de Viana/ES e atende a população dos bairros Industrial e Marcílio de Noronha.
Caixa de areia 1
Caixa de areia 2
A estação possui uma caixa de areia do tipo canal (Figura 4.2). A limpeza da caixa é
manual ou realizada por caminhões de sucção. O material retido na caixa de areia é
removido com auxílio de pás, enxadas, ou caminhão de vácuo, e, é temporariamente
estocado no próprio pátio da estação até que se acumule quantidade suficiente para
encaminhamento até aterro sanitário. Inicialmente está prevista 1 (uma) limpeza
semanal ou de acordo com a necessidade.
Figura 4.2 – Coleta de amostra na caixa de areia da ETE Marcílio de Noronha
4.1.1.2 – Caracterização preliminar do resíduo de caixa de areia
Para a caracterização preliminar do resíduo de caixa de areia foi realizada uma coleta
no dia 07/03/2006 na ETE Marcílio de Noronha. Para coleta da areia, interrompeu-se o
fluxo de esgoto na caixa de areia e com uso de enxada e balde, retirou-se
aproximadamente 48 L de areia em diversos pontos e acondicionou-se em bombona
de 60 L para transporte até o pátio de resíduos do LABERSOL/UFES.
Após chegada no pátio, o resíduo de caixa de areia foi homogeneizado através do
revolvimento com enxada e foram montadas pilhas de aproximadamente 8 L cada,
com 10 a 15 cm de altura totalizando 3 pilhas (Figura 4.3). O material de cada pilha foi
monitorado diariamente por 20 dias, sem receber reviramento ou qualquer tipo de
tratamento, para se observar aspectos físicos, como odor e cor.
Figura 4.3 – Pilhas da Fase 1 – Estudos Preliminares
Uma amostra de aproximadamente 400 gramas foi coletada após a homogeneização
do resíduo para realização de análises físico-químicas e microbiológicas no LabSan –
Laboratório de Saneamento da UFES.
4.1.1.3 – Definição dos procedimentos de lavagem da areia para realização das
análises microbiológicas
No laboratório foi realizada a “lavagem” da areia afim de se obter uma solução para as
análises microbiológicas e os procedimentos foram efetuados de acordo com Ribeiro
(2002 apud SILVA, 2005). Em condições de assepsia eram separados 30 g de areia
de cada amostra e colocados em um béquer de 500 ml, em seguida eram adicionados
ao recipiente 300 ml de água fosfatada e autoclavada. Este era levado a um agitador
automático e submetido à agitação por 10 minutos a 200rpm.
A Figura 4.4 ilustra um resumo dos procedimentos de “lavagem” da areia efetuados
em laboratório.
Figura 4.4 - Procedimentos de “lavagem” da areia. (a) amostra de areia, (b) Pesagem
de 30 g de areia, (c) Material autoclavado, (d) Adição de 300 ml água fosfatada e
autoclavada, (e) Solução obtida após agitação sendo colocada em frasco de diluição.
Fonte: Adaptado de SILVA (2005).
O “lavado” gerado neste processo físico serviu de base para a realização das análises
microbiológicas de coliformes totais e E.coli.
4.1.1.4 - Definição dos parâmetros microbiológicos de monitoramento
A caracterização microbiológica foi realizada através dos parâmetros: Coliformes
Totais, E. coli e Ovos de Helmintos.
4.1.1.4.1 - Determinação de Coliformes Totais e E. coli
A realização das análises de Coliformes Totais e E. coli foi feita conforme a
metodologia de substrato cromo-fluorogênico descrita no Standard Methods for the
Examination of Water and Wastewater, 19
th
Edition, (1995). Utilizou-se cartela quanti-
tray de 97 poços nos quais as amostras são incubadas.
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
O procedimento das análises recomendado pelo fabricante do meio, após os
procedimentos descritos para areia (Figura 4.5), é fazer as diluições decimais seriadas
do lavado escolhendo-se a diluição ideal a ser trabalhada em cada ponto. As diluições
tornam-se necessárias quando a densidade de microorganismos são superiores a 2,4
x 10
3
NMP/100ml. Em seguida foi adicionado o meio de cultura desidratado, em dose
unitária para 100 ml de amostra que, depois de homogeneizado era vertido para a
cartela com 97 poços, selada através de uma máquina seladora e colocada para
incubar por 18-24h em estufa a 35ºC (RIBEIRO, 2002).
Os resultados são considerados positivos para coliformes totais (CT) quando o
conteúdo dos poços tem coloração amarela forte à luz ambiente, as tonalidades mais
fracas alteradas de incolor para amarela também são lidas como positivas. Para E. coli
o resultado positivo é dado pela emissão de fluorescência em luz ultravioleta (365nm)
naqueles poços com resultado positivo para CT.
A Figura 4.5 mostra as etapas da análise de coliformes totais e E.coli. A contagem dos
poços é feita para ambos os microorganismos separadamente e o resultado final
expresso em NMP/100ml com auxílio de uma tabela estatística com 95% de confiança
fornecida pelo fabricante (RIBEIRO, 2002 apud SILVA 2005).
Figura 4.5 - Seqüência das etapas da análise de CT e E.coli.
(a) Diluição do lavado, (b) Adição de meio de cultura desidratado, (c) Despejo da
solução homogeneizada na cartela, (d) Cartela saindo da máquina seladora, (e)
Identificação dos resultados positivos para Coliformes totais e (f) Identificação dos
resultados positivos para E.coli.
Fonte: SILVA (2005)
Quando todos os poços apresentam coloração amarela (Figura 4.6), o resultado final
expresso é dado como > 2419,6 NMP/100ml, indicando que na diluição adotada não
se pode quantificar os coliformes totais pois os valores extrapolaram o limite de
detecção do método.
Figura 4.6 – Cartelas Quanti-tray utilizadas nas análises de CT e E.coli
(c)
(a)
(b)
(d)
(e)
(f)
(c)
4.1.1.4.2 – Técnica de detecção de ovos de helmintos
Para a realização da análise de detecção e identificação de ovos de helmintos utilizou-
se a técnica de filtração e flutuação por sulfato de zinco segundo Meyer et al (1978),
adaptando-se alguns passos, tais como:
· Filtrar a amostra com peneira e gase para a retirada de material de maiores
dimensões;
· Aumentar a concentração da solução de Tween de 1% para 10% devido a
grande quantidade de matéria orgânica presente nas amostras de resíduo de
caixa de areia, o que aumenta o número de centrifugações necessárias para
clarear a amostra.
A descrição resumida do procedimento encontra-se no Anexo A.
4.1.1.5 - Definição dos parâmetros físico-químicos de monitoramento
As análises físico-químicas definidas para este estudo tiverem como objetivo fornecer
dados complementares ao monitoramento dos tratamentos avaliados (pH e umidade),
muito embora, tenham sido inicialmente previstas a realização de mais análises físico-
químicas que por motivos operacionais e financeiros não puderam ser realizadas.
A caracterização físico-química foi realizada através das análises de umidade e pH e
encontram-se referenciadas na tabela 4.1.
Tabela 4.1 – Análises físico-químicas
Parâmetros Método Referência
pH Método eletrométrico EPA 9045C
Umidade Método gravimétrico
Standard Methods
2540 D, 1995
4.1.2 - Fase 2 – Teste de métodos de higienização do resíduo de caixa de areia
A Fase 2 teve como objetivos:
· Definir os procedimentos de coleta e amostragem de areia nas ETEs;
· Definir os procedimentos de montagem e monitoramento das pilhas, e, coleta
de amostras para ensaios laboratoriais
· Realizar testes preliminares de higienização do resíduo de caixa de areia
submetidos à caleagem e a cloração visando determinar o método a ser
aplicado no Estudo Piloto
4.1.2.1 – Procedimentos de coleta e amostragem de areia nas ETEs
Foi realizada uma coleta no dia 25/04/2006 nas caixas de areia das ETEs
Bandeirantes e Marcílio de Noronha (Figura 4.7). Para coleta da areia, interrompeu-se
o fluxo de esgoto na caixa de areia e com uso de enxada e balde, o operador da ETE
cedido pela CESAN retirou aproximadamente 25 L da areia depositada no fundo em
diversos pontos de cada caixa de areia e acondicionou-se em bombona de 60 L.
Figura 4.7 – Coleta de amostras nas ETEs Bandeirantes (a) e Marcílio de Noronha (b)
Em seguida, a bombona foi lacrada e transportada no carro disponibilizado pela
CESAN em temperatura ambiente até o Pátio de Resíduos do LABERSOL/UFES.
(a)
(b)
4.1.2.2 – Procedimentos de montagem e monitoramento das pilhas, e, de coleta
de amostras para ensaios laboratoriais
Após chegada no pátio, a bombona foi pesada e o resíduo de caixa de areia disposto
no pátio e homogeneizado através do revolvimento com enxada pelo estagiário do
projeto. Uma amostra (0h) foi coletada para caracterização físico-química e
microbiológica do resíduo afim de se avaliar o grau de contaminação inicial. Foram
montadas pilhas cônicas de peso variando entre 7 a 10 Kg, 10 a 15 cm de altura e 30
a 45 cm de diâmetro. O material de cada pilha recebeu revolvimento diário durante
uma semana.
Para os ensaios laboratoriais foram coletadas amostras de cada pilha após 24h, 48h e
1 semana de aproximadamente 400g retirando-se em 3 pontos (base, meio e topo)
segundo preconizado na norma NBR 10.007/2004, e foram acondicionadas em sacos
plásticos, vedados em condições assépticas, e encaminhadas ao Laboratório de
Saneamento (LABSAN) na UFES onde foram preservadas em refrigerador com
temperatura constante de 4ºC até a realização das análises físico-químicas e
microbiológicas.
Os parâmetros físico-químicos e microbiológicos avaliados foram: umidade, coliformes
totais, E.coli e ovos de helmintos.
4.1.2.3 – Testes preliminares de higienização do resíduo de caixa de areia
Os testes preliminares de higienização do resíduo de caixa de areia tiveram como
objetivo definir um método de higienização a ser melhor investigado no Estudo
Ajustado. Não foram encontrados na literatura estudos específicos de higienização do
resíduo de caixa de areia sendo portanto utilizados como material de referência,
estudos de higienização aplicados para água, lodo e esgoto.
Os testes preliminares definiram uma direção ao estudo de higienização, não sendo
conclusivos em relação à eficiência da cloração. Foram montadas 7 pilhas, conforme
ilustrado na Figura 4.9.
Figura 4.9 – Pilhas da Fase 2 - Estudos Preliminares
· Pilha 1 – Areia de ETE controle
· Pilha 2 – Areia de ETE + Cal 10% (em relação ao peso úmido)
· Pilha 3 – Areia de ETE + Cal 35% (em relação ao peso úmido)
· Pilha 4 – Areia de ETE + Cal 50% (em relação ao peso úmido)
· Pilha 5 – Areia de ETE + Cloro Granular T1
· Pilha 6 – Areia de ETE + Cloro Granular T2
· Pilha 7 – Areia de ETE + Água Sanitária
Cada uma das 7 pilhas recebeu tratamentos diferentes, sendo que a pilha 1 foi a
controle, recebendo apenas insolação natural.
As pilhas 2, 3 e 4 foram submetidas à caleagem. Foram determinadas 3 proporções,
sendo elas 10%, 35% e 50% respectivamente (em relação ao peso úmido) de cal
hidratada, usando como referência o trabalho desenvolvido por Passamani (2001) de
higienização de lodo por caleagem.
Pilha 1
Pilha 2
Pilha 3
Pilha 4
Pilha 5
Pilha 6
Pilha 7
As pilhas 5 e 6 foram submetidas à cloração utilizando o cloro granular (hipoclorito de
cálcio) comercializado geralmente para limpeza de piscinas. Foram estipulados dois
tipos de tratamento, T1 e T2, sendo:
T1 – Para cada 10 Kg de areia utilizou-se 5g de cloro granular 85%
T2 – Para cada 10 Kg de areia utilizou-se 20g do cloro granular 85%
A pilha 7 também foi submetida à cloração porém utilizando a água sanitária (solução
de hipoclorito de sódio a 2,5%) comercializada para limpeza em geral. Manteve-se o
resíduo imerso durante uma hora dentro de um balde envolto por uma tela para
facilitar a retirada da areia. Utilizou-se um prato plástico para coletar o percolado.
4.1.3 - Fase 3 – Avaliação do método de higienização selecionado para o resíduo
de caixa de areia
A Fase 2 indicou que a caleagem foi o método mais eficiente na higienização do
resíduo de caixa de areia (vide Apêndice A). As dosagens 35% e 50% apresentaram
redução do número de ovos de helmintos, coliformes totais e E. coli a níveis não
detectáveis após uma semana de higienização, e serviu para embasar a Fase 3 que
teve como objetivo testar proporções de cal hidratada intermediárias entre 10% e 35%
adotando-se os procedimentos de coleta, montagem e monitoramento das pilhas
definidas na Fase anterior.
Foi realizada uma coleta no dia 11/07/2006 nas caixas de areia das ETEs
Bandeirantes e Marcílio de Noronha. Os procedimentos de coleta de areia, montagem
e acompanhamento das pilhas e coleta de amostras foram realizados conforme
descrito na Fase 2. Foram montadas 5 pilhas (Figura 4.10) e a coleta de amostras
para análises laboratoriais foram realizadas após 24h, 48h e 1 semana.
Figura 4.10 – Pilhas da Fase 3 – Estudos Preliminares
· Pilha 1 - Controle
· Pilha 2 – Areia de ETE + Cal 15% (em relação ao peso úmido)
· Pilha 3 – Areia de ETE + Cal 20% (em relação ao peso úmido)
· Pilha 4 – Areia de ETE + Cal 25% (em relação ao peso úmido)
· Pilha 5 – Areia de ETE + Cal 30% (em relação ao peso úmido)
Cada uma das 5 pilhas recebeu reviramento diário durante uma semana, sendo que a
pilha 1 foi a controle, recebendo apenas insolação natural.
As pilhas 2, 3, 4 e 5 foram submetidas à caleagem. Foram determinadas 4 proporções,
sendo elas 15%, 20%, 25% e 30% respectivamente (em relação ao peso úmido) de cal
hidratada.
4.1.4 - Fase 4 – Ajuste de procedimentos na caleagem do resíduo de caixa de
areia
Na Fase 3 os resultados das análises de CT e E. coli indicaram que após 48h de
tratamento houve redução a níveis não detectáveis porém os resultados após uma
semana apresentaram valores acima de duas unidades logarítmicas, sendo que
apenas na dosagem 25% não foi detectada a presença de CT e E. coli. Estes
resultados indicam ter ocorrido recrescimento bacteriano tendo sido observado nas
pilhas a presença de torrões de cal.
Pilha 1
Pilha 2
Pilha 3
Pilha 4
Pilha 5
A Fase 4, portanto, teve como objetivo repetir a caleagem do resíduo de caixa de areia
nas mesmas dosagens avaliadas na Fase 3 visando ajustar alguns procedimentos,
tais como:
· A homogeneização da cal hidratada com o resíduo de caixa de areia passou a
ser feita com pá de plástico esterilizada ao invés de enxada e com mais
atenção, evitando a formação de torrões de cal.
· Antes de receber as pilhas, o pátio foi lavado com água sanitária para evitar
contaminação.
· Após a montagem das pilhas, o local foi sinalizado e demarcado.
Foi realizada uma coleta no dia 04/09/2006 nas caixas de areia das ETEs
Bandeirantes e Marcílio de Noronha. Os procedimentos de coleta de areia, montagem
e monitoramento das pilhas e coleta de amostras foram realizados conforme descrito
na Fase 2.
Foram montadas 5 pilhas utilizando as mesmas dosagens da Fase 3 e a coleta de
amostras para análises laboratoriais foram realizadas após 48h e 1 semana, pois
observou-se nas fases anteriores que os resultados das análises das coletas de 24h
não apresentavam diferenças consideráveis em relação as coletas de 48h diminuindo
assim os custos das análises.
4.2 – Etapa 2 – Estudo Piloto
O Estudo Piloto foi realizado no período de setembro a dezembro de 2006 e foram
realizadas 5 campanhas com o objetivo de avaliar a eficiência da caleagem na
higienização do resíduo de caixa de areia em diferentes proporções (10%, 15%, 20%,
25% e 30%) em relação ao peso úmido.
O esquema na Figura 4.11 ilustra o protocolo experimental das campanhas realizadas.
Figura 4.11 – Fluxograma do protocolo experimental das campanhas do Estudo Piloto
A partir dos resultados obtidos na Etapa 2 – Estudos Preliminares, foram definidos em
relação aos procedimentos de coleta de areia, montagem e acompanhamento das
pilhas e coleta de amostras que:
· A coleta de areia foram realizados nas ETEs Bandeirantes e Marcílio de
Noronha, e os procedimentos de coleta e amostragem da areia e de montagem
e monitoramento das pilhas seriam realizados conforme definido nos Estudos
Preliminares;
· As pilhas foram montadas com formato cônico, apresentando peso entre 7 a 10
Kg, 10 a 15 cm de altura e 30 a 45 cm de diâmetro. Estas dimensões foram
adotadas devido a pequena quantidade de resíduo que pode ser coletado nas
duas estações a cada campanha por motivos operacionais, avaliando-se
portanto a higienização em escala piloto.
1º Dia
Coleta de
amostra
6 Pilhas
Aplicação
de cal
Determinação dos
parâmetros físico-
químicos e
microbiológicos do
controle
2º Dia
Determinação dos
parâmetros físico-
químicos e
microbiológicos
7º Dia
Determinação dos
parâmetros físico-
químicos e
microbiológicos
Resultado:
Dosagem x Decaimento microbiológico
Determinação do
teor de matéria
orgânica e análise
granulométrica
· O reviramento realizado foi diário durante uma semana com auxílio de enxadas.
· As coletas de amostras para análises realizadas após 2 dias e 7 dias, sendo
uma amostra da pilha controle retirada no dia da montagem do experimento (1º
dia) para caracterização físico-química e microbiológica do resíduo.
· Os parâmetros microbiológicos analisados foram: coliformes totais, E.coli e
ovos de helmintos.
· Os parâmetros físico-químicos analisados foram: pH e umidade.
Foram realizadas análises granulométricas e de determinação do teor de matéria
orgânica nas amostras de areia controle e de areia com cal hidratada nas dosagens
10% e 15% após uma semana de tratamento com o objetivo de obter preliminarmente
dois requisitos básicos para o uso da areia na construção civil.
Para a realização do ensaio granulométrico foram utilizadas as metodologias descritas
na NBR 7217/87 – Análise Granulométrica de Agregado Miúdo e para a determinação
da matéria orgânica foi utilizado o método colorimétrico descrito na NBR NM49/2001 –
Determinação de impurezas orgânicas em agregado miúdo.
Em todas as Campanhas do Estudo Piloto foi realizado o monitoramento
meteorológico durante o período do experimento (uma semana) dos parâmetros:
precipitação pluviométrica e insolação (Anexo C), com o objetivo de analisar os efeitos
da insolação e da precipitação no processo de desinfecção que ocorreu em pátio a
céu aberto. Os dados são provenientes da Rede Automática de monitoramento da
qualidade do ar da região da Grande Vitória operada pelo Instituto Estadual de Meio-
Ambiente (IEMA).
4.2.1 – Análise Estatística
Foi realizada uma ANOVA (Análise de Variância) para medidas repetidas para
comparar as médias de Umidade, Sólidos Totais e pH nos 2 períodos de higienização
das amostras (48 horas e 1 semana, fator dependente) e no fator grupo (controle,
areia + cal variando de 10% a 30%, fator independente).
Capítulo 5
RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1 – Etapa 1 – Estudos Preliminares
A realização dos Estudos Preliminares foi a parte mais desafiadora do trabalho, visto
que não foram encontrados na literatura consultada estudos referentes ao tratamento
de resíduo de caixa de areia. Para tanto, do material bibliográfico disponível sobre
higienização de lodo de ETE e ETA, e desinfecção de águas e esgotos adaptou-se os
procedimentos utilizados nestes materiais.
No desenvolvimento dos Estudos Preliminares buscou-se: avaliar qual seria o melhor
processo de higienização, dentre a caleagem e a cloração, associadas a insolação
natural, através da remoção de coliformes totais, E.coli e ovos de helmintos na areia
removida das caixas de areia das ETEs e buscar um procedimento de higienização a
ser aplicado no Estudo Piloto.
O detalhamento dos resultados obtidos nos Estudos Preliminares é apresentado no
Apêndice A. Neste capítulo é apresentado um resumo dos resultados obtidos em cada
uma das quatro fases.
5.1.1 - Fase 1 - Caracterização preliminar do resíduo de caixa de areia
Na Fase 1, observou-se que o resíduo de caixa de areia estudado apresentava
coloração escura e forte odor, assim como o esgoto em que estava imerso quando
coletado, e 25,5% de umidade. Após 20 dias recebendo insolação natural, as pilhas
que foram montadas com o resíduo apresentaram coloração amarronzada e o odor
diminuiu bastante, devido a perda de umidade e a degradação aeróbia que ocorreu
(vide Apêndice A). Durante o período de observação, a média de precipitação
pluviométrica foi de 8,26 mm tendo sido registrado apenas 7 dias chuvosos, a
insolação média 222,94 W/m
2
, a maior registrada em todo estudo, e o tempo de
insolação médio por dia igual 12,35 horas (Anexo B), sendo que após uma semana as
pilhas já apresentavam a coloração amarronzada e o odor reduzido, mantendo-se
assim até o 20º dia de observação.
Os resultados da caracterização microbiológica preliminar realizada nesta fase
indicaram que o resíduo de caixa de areia apresenta contaminação microbiológica,
baseada no resultado de E.coli, vide Capítulo 9, Apêndice A, semelhante aos valores
encontrados na literatura para esgoto in natura, indicando a necessidade de tratar este
resíduo.
5.1.2 - Fase 2 – Teste de métodos de higienização do resíduo de caixa de areia
Os resultados dos experimentos montados nesta fase dos Estudos Preliminares,
apresentados no Capítulo 9 - Apêndice A, indicaram que para higienização da areia
contaminada utilizando cloro granular, água sanitária e cal hidratada, a caleagem foi o
método de tratamento que apresentou os melhores resultados em relação a redução
de bactérias e ovos de helmintos nas condições analisadas. Este teste preliminar foi
realizado de forma pontual para determinar o processo de tratamento que seria melhor
investigado não sendo conclusivo em relação a cloração como método menos
indicado para a higienização do resíduo de caixa de areia.
Os resultados obtidos nas análises microbiológicas (CT, E. coli e ovos de helmintos)
demonstraram que nas pilhas submetidas à caleagem
nas proporções de 35% e 50%
houve 100% de eficiência na remoção de bactérias e ovos de helmintos porém na
proporção 10% observou decaimento de seis unidades logarítmicas de E. coli. No
entanto, a mistura da areia com a cal na dosagem 50% pelo fato de ter apresentado
muitos torrões de cal é difícil de ser realizada.
As amostras de areia submetidas à cloração com cloro granular e água sanitária não
obtiveram 100% de eficiência na redução dos coliformes totais e E.coli, apresentando
decaimento de 2 a 4 unidades logarítmicas para E.coli. As amostras de areia controle,
que receberam apenas reviramento diário e insolação natural apresentaram o menor
decaimento bacteriano.
A cloração é um processo aplicado na desinfecção de água e efluentes, ou seja em
resíduos no estado líquido, devido as reações químicas de formação de cloro livre e
cloro combinado com a água e a amônia ocorrerem em meio líquido, conforme
descrito no Capítulo 3. Como as amostras de areia apresentaram baixa umidade
(média de 2,79%) após uma semana, provavelmente isso contribuiu para que as pilhas
submetidas à cloração tenham apresentado decaimento menor em relação a
coliformes totais, E.coli e ovos de helmintos.
Durante o período de observação, choveu apenas no dia da montagem do
experimento (Anexo B), a média de precipitação pluviométrica foi de 1,1 mm, a
insolação média 194,35 W/m
2
, e o tempo de insolação médio por dia igual 11 horas.
Os valores de umidade ao final de uma semana variaram de 1,7% a 3%, com exceção
da areia com água sanitária (5%), sendo os menores encontrados em todo estudo,
pois foi a única fase que registrou apenas um dia de chuva.
Visto que a cloração quando aplicada na presença elevada de matéria orgânica, pode
gerar subprodutos como os trihalometanos com potencial carcinogênico reconhecido e
considerando melhor eficiência, a partir deste experimento, decidiu-se adotar a
caleagem como método a ser investigado no resíduo de caixa de areia por ter
apresentado melhores resultados que os demais dentro das condições experimentais
aplicadas.
5.1.3 - Fase 3 – Caleagem do resíduo de caixa de areia
Utilizando os procedimentos de coleta e amostragem de areia nas ETEs, e, os
procedimentos de montagem e monitoramento das pilhas, adotados na fase anterior,
avaliou-se proporções intermediárias entre 10% e 35% de cal hidratada em relação ao
peso úmido do resíduo de caixa de areia.
Os resultados obtidos nas análises de Coliformes Totais e E.coli durante uma semana
de tratamento demonstram que a proporção que obteve 100% de eficiência de
redução foi a de 20%.
Nas proporções 15% e 30% houve decaimento de 6 unidades logarítmicas, tanto para
coliformes totais quanto para E.coli. E na proporção 25% houve decaimento de 5
unidades logarítmicas para coliformes totais e de 6 unidades logarítmicas para E.coli.
Estes resultados indicam ter ocorrido recrescimento bacteriano tendo sido observado
nas pilhas a presença de alguns torrões de cal, indicando que a mistura de areia e cal
não ficou homogênea . Buscando melhorar a homogeneização da areia com a cal
ajustou-se o procedimento de mistura e para evitar contaminação foi realizada a
higienização do pátio.
A maior incidência de chuvas durante a semana do experimento também pode ter
influenciado, pois durante o período de observação registrou-se cinco dias de chuva, a
média de precipitação pluviométrica foi de 1,8 mm, a insolação média 142,66 W/m
2
, e
o tempo de insolação médio por dia igual 11,25 horas.
A umidade foi maior após uma semana na areia com cal 30% e menor na areia
controle, observando-se assim, que a medida que aumenta a proporção de cal,
aumenta também a umidade ao final do tratamento.
Pode-se observar também que em relação à Fase anterior, a umidade após uma
semana de tratamento na Fase 3 foi bem maior, isso ocorreu devido a insolação média
durante o período do experimento ter sido menor e a precipitação média ter sido
maior, pois na Fase 2 não choveu praticamente durante todo experimento.
Em relação aos resultados obtidos nas análises de ovos de helmintos durante uma
semana de tratamento nas amostras de areia higienizadas com cal hidratada
observou-se que em todas as proporções analisadas não foram detectados nenhum
ovo e na amostra controle submetida a insolação natural observou-se uma redução de
aproximadamente 76% no número de ovos de helmintos.
Em relação ao pH notou-se na amostra de areia controle que durante uma semana de
reviramento diário e insolação natural o valor de pH apresentou um pequeno
decaimento. Nas amostras com cal em todas as proporções estudadas houve um
aumento brusco de pH para valores superiores a 11,3 após 24h e após uma semana
observou-se um pequeno aumento de pH para valores superiores a 11,7.
5.1.4 - Fase 4 – Avaliação da caleagem do resíduo de caixa de areia da Fase 3
através da repetição do experimento
Os resultados obtidos em todas as pilhas submetidas à caleagem após uma semana
de tratamento demonstram que em todas as proporções avaliadas houve 100% de
eficiência na redução de Coliformes Totais, E.coli e ovos de helmintos e na amostra
controle submetida a insolação natural observou-se uma redução de
aproximadamente 60% no número de ovos de helmintos. Os ajustes de procedimento
em relação a homogeneização da cal e higienização do pátio corroboraram com os
resultados.
A umidade foi menor na amostra controle após uma semana de tratamento, e nas
amostras com cal, a umidade aumenta a medida que também aumenta a dosagem de
cal hidratada aplicada, assim como observado na fase anterior.
Durante o período de observação, choveu apenas no dia da montagem do
experimento (Anexo B), a média de precipitação pluviométrica foi de 3,57 mm, a
insolação média 141,51 W/m
2
, e o tempo de insolação médio por dia igual 13,43
horas.
Em relação ao pH em todas as proporções avaliadas houve um aumento brusco de
pH para valores superiores a 11,5 após uma semana, assim como observado na fase
anterior.
A partir da realização dos Estudos Preliminares, os resultados obtidos demonstraram
que a caleagem pode ser um processo de tratamento eficaz na higienização do
resíduo de caixa de areia nas condições avaliadas e merece ser melhor investigado
através da repetibilidade dos experimentos, adotando-se os procedimentos adaptados
e ajustados até a Fase 4.
5.2 - Etapa 2 – Estudo Piloto
Os resultados obtidos na higienização da areia submetida à caleagem nas proporções
10%, 15%, 20%, 25% e 30% durante uma semana em relação a coliformes totais,
E.coli, ovos de helmintos, pH, umidade, matéria orgânica e granulometria são
apresentados a seguir.
5.2.1 - Remoção de Coliformes Totais e E. coli
Em relação aos coliformes totais e E.coli, uma semana após a caleagem, não foi
observada a presença de bactérias em nenhuma das dosagens nas seis campanhas
realizadas, demonstrando 100% de eficiência na remoção destes microorganismos
(vide Anexo H).
As densidades médias de coliformes totais e E.coli na areia controle e na areia
higienizada com cal hidratada nas dosagens 10%, 15%, 20%, 25% e 30% são
apresentadas nas Figuras 5.1 e 5.2 respectivamente.
1,00E+00
1,00E+01
1,00E+02
1,00E+03
1,00E+04
1,00E+05
1,00E+06
1,00E+07
1,00E+08
Areia
controle
Areia +
cal 10%
Areia +
cal 15%
Areia +
cal 20%
Areia +
cal 25%
Areia +
cal 30%
CT (NMP/100g de areia seca)
T=0
T=2
T=7
Figura 5.1 – Densidades médias de Coliformes Totais na areia controle e na areia
higienizada com cal hidratada nas dosagens 10%, 15%, 20%, 25% e 30% das
campanhas do Estudo Piloto
Na Figura 5.1 pode-se observar que nas dosagens acima de 15% houve remoção total
de coliformes totais após 2 dias (T =2), e em todas as dosagens avaliadas (10%, 15%,
20%, 25% e 30%) houve remoção total de coliformes totais após uma semana de
tratamento (T =7).
1,00E+00
1,00E+01
1,00E+02
1,00E+03
1,00E+04
1,00E+05
1,00E+06
1,00E+07
1,00E+08
Areia
controle
Areia +
cal 10%
Areia +
cal 15%
Areia +
cal 20%
Areia +
cal 25%
Areia +
cal 30%
E. coli (NMP/100g de areia seca)
T=0
T=2
T=7
Figura 5.2 – Densidades médias de E.coli na areia controle e na areia higienizada com
cal hidratada nas dosagens 10%, 15%, 20%, 25% e 30% das campanhas do Estudo
Piloto
Na Figura 5.2 pode-se observar que em todas as dosagens avaliadas (10%, 15%,
20%, 25% e 30%) houve remoção total de E.coli após dois dias de tratamento (T =2).
A areia controle submetida apenas a insolação natural e reviramento diário, apresenta
pequeno decaimento bacteriano, e após uma semana a densidade média de
coliformes totais foi de 7 unidades logarítmicas e a densidade média de E.coli foi de 5
unidades logarítmicas (vide Figura 5.3) demonstrando que o tratamento por insolação
natural foi pouco eficiente na remoção de bactérias do grupo coliforme no período
avaliado.
1,00E+00
1,00E+01
1,00E+02
1,00E+03
1,00E+04
1,00E+05
1,00E+06
1,00E+07
1,00E+08
1,00E+09
0 2 4 6 8
Tempo (dias)
NMP/100g de areia seca
CT
(NMP/100g
de areia
seca)
E. coli
(NMP/100g
de areia
seca)
Figura 5.3 – Densidade média de coliformes totais e E.coli na areia controle das
campanhas do Estudo Piloto
Tal fato, provavelmente ocorreu devido a natureza do material a ser higienizado, pois a
incidência de radiação solar ocorria somente na superfície das pilhas. Apesar de
existirem estudos que demonstram a eficiência da radiação solar na higienização,
todos avaliam amostras de água, em geral de abastecimento público. Monteiro et al
(1999), em ensaios realizados de exposição solar controlada em água de
abastecimento público, ressalta que, de um modo geral, a presença de turbidez afeta
negativamente a higienização, uma vez que os microorganismos podem proteger-se
da ação dos desinfetantes ocluindo-se nas partículas em suspensão.
O mecanismo de inativação dos microorganismos se dá através do aquecimento
proporcionado pela radiação infra-vermelha e irradiação dos microorganismos pela luz
ultravioleta.
Ribeiro (2002), encontrou valores de contaminação de 10
5
NMP/100g areia seca para
E. coli e 10
5
NMP/100g areia seca para coliformes totais nas areias da Praia de
Camburi – Vitória. Silva (2005), constatou que os valores de coliformes totais
observados situaram-se em torno de 10
5
NMP/100g areia seca e para E. coli em torno
de 10
4
NMP/100g de areia seca nas areias de contato primário de escolas e
logradouros públicos de Vitória – ES.
Em relação aos limites propostos por pesquisadores portugueses no “Guideline for
Microbiological Quality of Sand”, os resultados obtidos por Ribeiro (2002) e Silva
(2005), encontram-se abaixo do limite proposto de 106 NMP/100g de Coliformes
Totais em areias de contato primário, já a densidade média de Coliformes Totais da
areia controle no Estudo Piloto após uma semana está acima do limite. Apesar da
areia gerada em ETEs não ser considerada de contato primário, fez-se esta
comparação para ressaltar a importância no manuseio e na segurança dos
operadores, mostrando que o resíduo em estudo nas condições que se encontra pode
conferir riscos à saúde do operador que manuseia diariamente esta areia
contaminada.
A areia controle representa o decaimento bacteriano que na prática poderia ocorrer
com o resíduo de caixa de areia que é removido e armazenado temporariamente a céu
aberto, porém na prática este resíduo não recebe reviramento diário e ainda fica
misturado ao outros resíduos gerados (lodo, escuma e resíduo de gradeamento),
como na ETE Marcílio de Noronha (Figura 5.4), mostrando assim, a importância
sanitária da higienização da areia na preservação do meio ambiente.
Figura 5.4 – Pátio de estocagem a céu aberto dos resíduos (lodo, resíduo de
gradeamento e resíduo de caixa de areia) da ETE Marcílio de Noronha
Segundo a NBR 10.004/1987, os resíduos gerados em estações de tratamento de
esgotos domésticos não são classificados segundo critérios de patogenicidade. Os
Resíduo de caixa de areia
resultados obtidos para coliformes totais e E.coli (Figuras 5.3) na areia controle
demonstram que o resíduo de caixa de areia apresenta mesmo após desidratado
densidades bacterianas elevadas, devendo portanto, ser observados critérios de
patogenicidade não apenas em sua classificação, como no manuseio e na destinação
final.
Na Figura 5.5, pode-se observar que na dosagem 10%, os resultados mostram que na
areia após 2 dias de tratamento não foram detectados E.coli, no entanto a redução da
densidade de coliformes totais a níveis não detectáveis só ocorre 7 dias após a
caleagem, sendo portanto necessário um período de contato maior.
1,00E+00
1,00E+01
1,00E+02
1,00E+03
1,00E+04
1,00E+05
1,00E+06
1,00E+07
1,00E+08
0 2 4 6 8
Tempo (dias)
NMP/100g de areia seca
CT
(NMP/100g
de areia
seca)
E. coli
(NMP/100g
de areia
seca)
Figura 5.5 – Densidade média de coliformes totais e E.coli na areia higienizada com
cal hidratada na dosagem 10% das campanhas do Estudo Piloto
Tendo em vista, que a melhor dosagem deve ser a que no tempo desejado eliminar
todos os microorganismos com o menor custo, verificou-se que a dosagem de 10%
demonstrou ser a mais eficiente na redução de bactérias no período avaliado (7 dias).
A remoção de coliformes totais e E. coli nas pilhas submetidas a caleagem ocorreu
devido as altos níveis de pH, onde os patógenos são severamente inibidos, inativados
ou destruídos, (CHAGAS, 2000).
Chagas (2000), realizou estudo de higienização de lodo digerido bruto das ETEs da
Ilha do Governador e da Penha no Estado do Rio de Janeiro através da caleagem
incorporando ao lodo dose de 50% de seu peso seco. Os resultados indicaram
redução de 100% de coliformes totais, coliformes fecais e salmonelas nas amostras
analisadas.
Fernandes et al (1997), em estudo sobre a eficiência dos processos de higienização
do lodo aeróbio da ETE Belém, em Curitiba, obteve os melhores percentuais de
redução na proporção 50%. Houve redução de 99,9% para coliformes totais, 100%
para coliformes fecais e 77% para ovos de helmintos.
Passamani (2001) realizou um estudo utilizando a caleagem como processo químico
de eliminação de coliformes fecais e ovos de helmintos no lodo descartado de um
reator UASB e apenas no lodo caleado nas dosagens 50% e 60% foi observada a
eliminação de 100% dos coliformes fecais.
A caleagem é um método muito utilizado na higienização e condicionamento do lodo
sendo utilizadas proporções que variam de 30% a 50% do peso seco do lodo
(ANDREOLI, 2001). Em relação a areia, o lodo requer dosagens mais elevadas de cal
provavelmente devido a quantidade de matéria orgânica ser mais elevada e a areia
por ser um material inerte não precisar passar por um processo de estabilização ou
biodegradação como o lodo.
5.2.2 - Remoção de ovos de helmintos
Os resultados obtidos em relação a densidade média de ovos de helmintos na areia
controle e na areia higienizada com cal hidratada (média de todas as dosagens) são
apresentados na Figura 5.6 e constam de forma detalhada no Anexo G.
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
0 2 4 6 8
Tempo (dias)
Ovos de helmintos
(ovos/gMS)
Areia controle
Areia com cal
Figura 5.6 – Densidade média de ovos de helmintos (ovo/gMS) na areia controle e na
areia higienizada com cal das campanhas do Estudo Piloto
Como pode ser observado na Figura 5.6, os resultados das análises de ovos de
helmintos, mostraram que 48 horas de contato com a cal hidratada foram suficientes
para tornar inviáveis os ovos de helmintos contidos nas amostras em todas as
dosagens utilizadas, estando em consonância com os resultados apresentados na
literatura para lodo caleado.
No trabalho de Passamani (2001), os resultados das análises parasitológicas do lodo
mostraram que 24 horas de contato com a cal hidratada foram suficientes para
inviabilizar 100% dos ovos de helmintos.
Segundo Andreoli (2001), a caleagem do lodo reduz a contagem de ovos de
helmintos, porém, desde que respeitados os períodos de carência, que são
inversamente proporcionais à dosagem de cal. Os ovos remanescentes não
apresentam viabilidade biológica, ou seja, são ovos mortos que não apresentam
potencial infectivo.
Na areia controle observou-se que a densidade média de ovos de helmintos após dois
dias de reviramento diário e insolação natural diminui, acompanhado pela perda de
umidade (Figura 5.9) e permanece praticamente constante, porém a média de ovos
encontrada foi de 1,73 ovos/gMS após sete dias.
A Instrução Normativa Paranaense, que regula os indicadores ambientais e sanitários
para reciclagem do lodo proveniente do tratamento de esgotos, admite um valor
máximo de 0,25 ovos de helmintos por grama de massa seca, valor também adotado
nos Estados Unidos e na Comunidade Européia.
Como não há normatização que determina limites do número de ovos de helmintos na
areia de estações de tratamento de esgoto, nas areias de contato primário e na areia
utilizada na construção civil, para fins de comparação, o limite estabelecido para
reciclagem de lodo de esgoto demonstra que a areia controle, mesmo apresentando
redução de ovos de helmintos, ainda apresenta uma quantidade significativa após uma
semana de insolação natural. Esse resultado corrobora para a importância da
higienização do resíduo de caixa de areia que fica armazenado a céu aberto.
O monitoramento da presença desses organismos no lodo de esgoto apresenta
resultados bastante contundentes sobre o nível de contaminação da população
atendida pelos sistemas de coleta e tratamento de esgotos, sendo especialmente
visíveis em regiões mais pobres (ANDREOLI et al., 2003). A quantidade de ovos de
helmintos encontrados na areia reflete o nível de contaminação da população de baixa
renda atendida pelas ETEs Bandeirantes e Marcílio de Noronha, tendo sido observado
durante as visitas técnicas a retenção de helmintos no gradeamento (Figura 5.7), que
faz parte do tratamento preliminar das estações e antecede a caixa de areia,
mostrando que além da presença dos ovos há também vermes adultos.
Figura 5.7 – Foto obtida em dia de coleta mostrando Helmintos retidos no
gradeamento da ETE Marcílio de Noronha
5.2.3 - Variação de pH
A média de pH na areia controle foi de 6,5 e nas amostras com cal foi de 12,29 (vide
Anexo F). A variação média de pH na areia tratada com cal hidratada é apresentada
na Figura 5.8.
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
0 2 4 6 8
Tempo (dias)
pH
Areia controle
Areia ETE + cal 10%
Areia ETE + cal 15%
Areia ETE + cal 20%
Areia ETE + cal 25%
Areia ETE + cal 30%
Figura 5.8 – Variação média de pH das campanhas do Estudo Piloto
Como pode ser observado na Figura 5.8, a partir do 2º dia após a caleagem da areia,
o pH elevou-se para valores acima de 11 em todas as dosagens e após uma semana,
nas dosagens acima de 15% o pH elevou-se para valores acima de 12.
Segundo Andreoli (2001), a elevação do pH para valores iguais ou superiores a 12 é o
principal objetivo da caleagem pois é através da alcalinização e da elevação de
temperatura que ocorre a eliminação dos microorganismos patogênicos.
O efeito do elevado pH do hidróxido de cálcio, influenciado pela liberação de íons
hidroxila, é capaz de alterar a integridade da membrana citoplasmática através de
injúrias químicas aos componentes orgânicos e transporte de nutrientes, ou por meio
da destruição de fosfolipídios ou ácidos graxos insaturados da membrana
citoplasmática, observado pelo processo de peroxidação lipídica, sendo esta na
realidade, uma reação de saponificação (ESTRELA et al., 1995).
No trabalho de Passamani (2001), no dia em que foi realizada a caleagem do lodo, o
pH elevou-se para valores acima de 12 em todas as dosagens. A partir do 3º dia foi
observado uma queda do pH para níveis abaixo de 12 somente na dosagem de 10%.
Nas outras (20%, 30%, 40%, 50% e 60%) o pH se manteve acima de 12.
Na higienização da areia, nas dosagens acima de 15% em relação ao peso úmido o
pH se manteve acima de 12 a partir do 2º dia, apenas a dosagem 10% não atingiu o
pH 12, em consonância com os resultados obtidos por Passamani (2001) na caleagem
do lodo.
Isso pode ter ocorrido, devido a umidade na dosagem de 10% ter sido a menor entre
as amostras de areia higienizadas, porém MADER NETTO et al (2003), concluiu em
seu estudo que a caleagem pode promover um aumento significativo nos níveis de pH
mesmo com teores de umidade bastante reduzidos. Portanto, o pH que a partir do 2º
dia permaneceu acima de 11 não inviabilizou a higienização da areia, sendo
necessário porém um tempo maior de contato (uma semana).
Em relação aos Estudos Preliminares (Etapa 1), a média de pH observada na areia
higienizada com cal no Estudo Ajustado é um pouco mais elevada, sendo superior a
12, enquanto que nas Fases 3 e 4 dos Estudos Preliminares tem-se uma média de pH
de aproximadamente 11,7.
Esta diferença não apresenta significância no que diz respeito a redução de
microorganismos patogênicos visto que a dosagem 10% não atingiu o pH 12, mas
obteve 100% de eficiência de redução após uma semana de tratamento. Segundo
Estrela & Pécora (2007), o efeito do pH reflete no crescimento bacteriano, uma vez
que influencia na atividade enzimática e no metabolismo celular. Existem poucas
espécies que, em pH menor que 2 ou maior que 10, podem crescer. A maioria das
bactérias patogênicas cresce melhor em meio neutro.
Os resultados obtidos para a ANOVA (Análise de Variância) para medidas repetidas
que comparou as médias de pH nos 2 tempos estudados (48 horas e 1 semana, fator
dependente) e no fator grupo (controle, areia + cal variando de 10% a 30%, fator
independente), indicam não existir diferença estatisticamente significante entre os
tempos e tempo*grupo. O teste estatístico de Duncan ao nível de 5% indica que o
grupo controle é diferente dos demais e todos os outros não têm diferença estatística
entre si (vide Anexo D).
5.2.4 - Umidade
As médias obtidas nas análises de umidade durante uma semana de tratamento das
pilhas submetidas à caleagem no Estudo Piloto, são apresentadas nas Figuras 5.9. Os
resultados obtidos nas campanhas do Estudo Piloto são apresentados no Anexo F.
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
16,00
18,00
20,00
0 2 4 6 8
Tempo (dias)
Umidade (%)
Areia controle
Areia ETE + cal 10%
Areia ETE + cal 15%
Areia ETE + cal 20%
Areia ETE + cal 25%
Areia ETE + cal 30%
Figuras 5.9 – Médias da variável Umidade das campanhas do Estudo Piloto
A Figura 5.9 mostra que a umidade foi menor na amostra controle após uma semana
de tratamento, nas amostras com cal, a umidade aumenta a medida que também
aumenta a dosagem de cal hidratada aplicada, isso ocorre pois segundo Campos
(2007), a cal hidratada tem enorme capacidade de reter água em torno de suas
partículas.
Em todas as campanhas, registrou-se no mínimo três dias de chuva durante a
realização do experimento. A média de precipitação pluviométrica foi de 6,56 mm, a
insolação média 184,05 W/m
2
, e o tempo de insolação médio por dia igual 12,3 horas
(Anexo C). As Campanhas 5 e 6 registraram os maiores índices de precipitação
pluviométrica e a Campanha 3 a maior insolação média.
Em relação aos Estudos Preliminares, o comportamento da umidade no Estudo Piloto
foi coerente com o observado nos Estudos Preliminares, onde as menores proporções
de cal apresentaram as menores umidades, porém a média de precipitação
pluviométrica foi quase 3 vezes maior, e por conseqüência, as pilhas apresentaram
8% a 10% de umidade após uma semana, o que não influenciou na redução de
bactérias e ovos de helmintos, porém mais estudos devem ser realizados no sentido
de avaliar se ocorre recrescimento bacteriano após uma semana de tratamento e a
influência da umidade.
Os resultados obtidos para a ANOVA (Análise de Variância) para medidas repetidas
que comparou as médias de umidade nos 2 tempos estudados (48 horas e 1 semana,
fator dependente) e no fator grupo (controle, areia + cal variando de 10% a 30%, fator
independente), indicam não existir diferença estatisticamente significante entre os
grupos, tempos e tempo*grupo.
5.2.5 - Remoção de Matéria Orgânica
Os resultados obtidos (vide Anexo E) demonstraram que todas as amostras de areia
controle apresentaram quantidade de matéria orgânica acima do limite de 300 ppm e
nas amostras de areia higienizada com cal hidratada nas dosagens 10% e 15%, houve
remoção da matéria orgânica a níveis abaixo do limite estabelecido pela norma NBR
NM49/2001.
Na construção civil, a presença de matéria orgânica na areia é indesejada pois impede
as reações de hidratação e aglutinação dos materiais cimentícios e se estiver acima
do limite, restringe sua utilização, como por exemplo, na fabricação de concretos e
argamassas.
5.2.6 - Granulometria
A classificação granulométrica das amostras de areia analisadas pode ser observada
na Figura 5.10 que mostra que a areia controle, areia + cal 10% e areia + cal 15%
estão dentro dos limites de classificação para areia média-fina. A porcentagem média
retida acumulada, em peso, nas peneiras estabelecidas pela norma NBR 7211/1983 é
apresentada na Tabela 5.1.
Tabela 5.1 – Porcentagem média retida acumulada na análise granulométrica das
amostras de areia controle e areia higienizada com cal nas proporções 10% e 15%
Porcentagem média retida acumulada
Peneiras
ABNT (mm)
Areia
controle
Areia + Cal
10%
Areia + cal
15%
76 100,0 100,0 100,0
64 100,0 100,0 100,0
50 100,0 100,0 100,0
38 100,0 100,0 100,0
32 100,0 100,0 100,0
25 100,0 100,0 100,0
19 100,0 100,0 100,0
12,5 100,0 100,0 100,0
9,5 100,0 100,0 100,0
6,3 100,0 100,0 99,9
4,8 100,0 100,0 99,8
2,4 96,93 98,81 97,24
1,2 86,01 89,14 84,83
0,600 58,28 59,34 52,59
0,300 21,37 24,57 20,58
0,150 2,76 5,78 6,46
Pode-se observar na Tabela 5.11 que a areia misturada com cal 15% foi a única que
reteve material nas peneiras 4,8 mm e 6,3 mm, isso porque foram encontrados alguns
torrões de cal, observados na dosagem de 15%.
Granulometria - Areia Controle
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,010,101,0010,00100,00
Diâmetro em milímetros
Porcentagem que passa
Areia controle
Areia + Cal 10%
Areia + cal 15%
Limite Mínímo
Limite Máximo
Figura 5.10 – Gráfico da análise granulométrica das amostras de areia controle e areia
higienizada com cal nas proporções 10% e 15% do Estudo Piloto
Na Figura 5.10 pode-se observar que tanto a areia controle quanto a areia higienizada
com cal hidratada nas dosagens 10% e 15% estão dentro dos limites de classificação
para areia média-fina, não apresentando diferenças significativas entre as amostras
analisadas.
Na construção civil a areia média-fina pode ser utilizada como agregado para
concreto, argamassa, bases de pavimentos de concreto, pavimentação de ruas, entre
outros.
Os resultados obtidos na remoção de matéria orgânica e análise granulométrica da
areia higienizada com cal hidratada, nas dosagens de 10% e 15%, indicam ser viável
sua aplicação na construção civil e na fabricação de argamassa pronta com adição de
cimento à areia higienizada com cal.
A possibilidade de utilizar um resíduo, como a areia removida das caixas de areia de
ETE´s, em aplicações na construção civil pode ser uma estratégia interessante sob os
pontos de vista ambiental, operacional e econômico, no sentido de buscar alternativas
de extração de areia, preservar o meio ambiente, aumentar a vida útil de aterros
sanitários e reduzir custos no gerenciamento da estação.
A investigação de um procedimento de higienização, adaptando-se procedimentos,
resultou em uma alternativa de tratamento para o resíduo de caixa de areia,
assegurando àqueles que o manuseiam e ao meio ambiente, uma areia segura do
ponto de vista microbiológico, e uma alternativa para o uso na construção civil.
Capítulo 6
CONCLUSÃO
Em consonância com os objetivos desta pesquisa, a conclusão geral e mais
importante foi que a caleagem de resíduos de caixa de areia nas condições do estudo
desenvolvido a partir da concentração de 10% foi considerada eficiente na remoção de
bactérias e ovos de helmintos após uma semana de tratamento resultando num
material higienizado podendo ser utilizado na construção civil em substituição às
areias convencionais.
De forma mais específica pode-se listar outras conclusões referentes as Etapas do
Estudo:
Estudos Preliminares
· Os Estudos Preliminares foram importantes pois permitiu adotar a caleagem
como método de higienização a ser investigado.
· O resíduo mesmo sem a caleagem, recebendo insolação natural e reviramento
diário apresentou decaimento bacteriano médio de 1 a 2 unidades logarítmicas.
· A composição da insolação natural, reviramento diário e caleagem resultaram
no processo de higienização que apresentou os melhores resultados na
remoção dos microorganismos patogênicos avaliados.
· O aprofundamento do estudo manteve os mesmos procedimentos de coleta de
areia, montagem e acompanhamento das pilhas e coleta de amostras no
Estudo Piloto.
Estudo Piloto
· Em relação aos coliformes totais, E.coli e ovos de helmintos, uma semana após
a caleagem, não foi observada a presença de bactérias em nenhuma das
dosagens estudadas no Estudo Piloto;
· As análises preliminares visando utilizar a areia higienizada em argamassas
demonstram ser viável sua aplicação na construção civil sob aspecto ambiental
e sanitário.
Capítulo 7
RECOMENDAÇÕES
A partir de observações ao longo da realização deste trabalho, algumas questões
foram surgindo e são listadas a seguir como recomendações para novos estudos:
· Estudo mais detalhado das características físicas, químicas e microbiológicas
do resíduo de caixa de areia;
· Maior investigação da caleagem no que diz respeito a períodos chuvosos e
secos, e eficiência do processo em dimensões semelhantes as utilizadas na
prática;
· Estudos de viabilidade do uso da areia na construção civil nas atividade de
manutenção da CESAN;
· Estudos de viabilidade de fabricação de argamassas pronta com adição de
cimento à areia higienizada com cal.
· Que as companhias de saneamento façam um monitoramento mais detalhado
quanto a geração e características físicas visando embasar estudos sobre a
reutilização destes resíduos.
Capítulo 8
REFERÊNCIAS
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Capítulo 9
APÊNDICES
Apêndice A
9 - Resultados da Etapa 1 – Estudos Preliminares
Os resultados obtidos nas quatro fases dos Estudos Preliminares são apresentados a
seguir.
9.1 - Fase 1 - Caracterização preliminar do resíduo de caixa de areia
As observações feitas nas visitas técnicas às ETEs do estudo para identificação dos
pontos amostrais e os resultados da caracterização preliminar do resíduo de caixa de
areia são descritos a seguir.
9.1.1 - Visitas técnicas às ETEs Bandeirantes e Marcílio de Noronha
Durante a realização das visitas técnicas observou-se o gerenciamento do resíduo de
caixa de areia em cada ETE e definiu-se os locais e procedimentos de coleta de
amostras de areia.
Em relação ao gerenciamento do resíduo de caixa de areia, na ETE Bandeirantes,
como a remoção da areia ocorre de forma mecanizada, uma caçamba acondiciona ao
longo do tempo o resíduo de caixa de areia de um dia até um mês de forma separada
até a empresa responsável pela destinação final transportar o resíduo até o aterro
sanitário, o que pode demorar em torno de um mês segundo informação levantada
com os operadores da ETE. A areia é removida constantemente e é conduzida
através de uma tubulação vertical que se encaixa a uma entrada da caçamba, como
pode ser observado na Figura 9.1.
Figura 9.1 – Caçamba com resíduo de caixa de areia da ETE Bandeirantes
Na ETE Marcílio de Noronha, observou-se que o pátio da estação é um local de
armazenamento a céu aberto de todos os resíduos gerados na ETE (lodo, resíduo de
gradeamento e resíduo de caixa de areia) ficando todos misturados até que a
empresa responsável pela destinação final faça a coleta e o transporte até aterro
sanitário.
Portanto, pode-se observar que a remoção e o acondicionamento do resíduo de caixa
de areia ao longo de um mês na ETE Bandeirantes é realizado adequadamente
porém na ETE Marcílio de Noronha o acondicionamento é inadequado pois conforme
observado na Figura 5.2 verifica-se que o resíduo de caixa de areia fica misturado ao
lodo e ao resíduo de gradeamento, não ocorrendo a segregação dos resíduos, o que
já representa um tratamento físico que poderia ser aplicado aos resíduos, facilitando
as etapas subseqüentes, como o transporte e a destinação final.
Os locais e procedimentos de coleta de amostras de areia para este estudo foram
definidas a partir das visitas técnicas e levantamento de informações através de
entrevistas realizadas com os operadores das estações e funcionários da Cesan.
A coleta de areia da caçamba na ETE Bandeirantes seria dificultada pois a
homogeneização de todo conteúdo operacionalmente seria difícil, além de se ter
misturado o resíduo gerado durante vários dias e a areia da ETE Marcílio de Noronha
da forma que estava disposta não estava em condições para ser coletada. Assim, a
coleta de amostras foi realizada na fonte de geração, ou seja, diretamente das caixas
de areia, com auxílio de enxada e balde.
9.1.1.2 – Caracterização preliminar do resíduo de caixa de areia
Quanto às características físicas, observou-se que as três pilhas do resíduo de caixa
de areia apresentam alta umidade, coloração escura e forte odor e a medida que são
desidratadas ao tempo, a coloração vai ficando amarronzada e o odor também diminui
após 20 dias recebendo insolação natural porém sem reviramento (Figura 9.2).
Figura 9.2 – Coloração da areia úmida (A) e seca após 20 dias (B)
Durante o período de observação, a média de precipitação pluviométrica foi de 8,26
mm, a insolação média 222,94 W/m
2
, a maior registrada em todo estudo, e o tempo de
insolação médio por dia igual 12,35 horas (Anexo B), sendo que após uma semana as
pilhas já apresentavam a coloração amarronzada e o odor reduzido, mantendo-se
assim até o 20º dia de observação.
(A)
(B)
Os primeiros resultados da caracterização físico-química e microbiológica do resíduo
de caixa de areia realizados neste estudo são apresentados na Tabela 9.1.
Tabela 9.1 – Características físico-químicas e microbiológicas do resíduo de caixa de
areia na Fase 1
Coliformes Totais
(NMP/100g)
E. Coli
(NMP/100g)
Ovos de Helmintos
(ovos/gMS)
Umidade (%)
> 2419,2 2,7 x 10
6
0,6 25,5
Obs: As análises de Coliformes Totais e E.coli foram realizadas na diluição (-4)
NMP/100g – Número Mais Provável por 100g de areia seca
Ovos/gMS – número de ovos por grama de massa seca
Na Tabela 9.1, observa-se que o parâmetro Coliformes Totais não pode ser
quantificado pois na diluição adotada os valores extrapolaram o limite de detecção do
método (> 2419,6). Como não existem dados de caracterização microbiológica do
resíduo de caixa de areia utilizou-se a diluição (-5) baseada em quantidades médias
de coliformes totais encontrados no esgoto segundo a literatura, já que a areia
analisada fica imersa no esgoto in natura.
9.2 - Fase 2 – Teste de métodos de higienização do resíduo de caixa de areia
A seguir são apresentados os resultados obtidos nos parâmetros analisados (CT,
E.coli, ovos de helmintos e umidade).
· Remoção de coliformes totais e E.coli
Os resultados obtidos nas análises de Coliformes Totais e E.coli durante uma semana
de tratamento das pilhas tratadas com cal hidratada, cloro granular e água sanitária
expostas ao tempo, são apresentados na Tabela 9.2.
Tabela 9.2 – Resultados obtidos nas análises de CT e E.coli da Fase 2 dos Estudos
Preliminares
Coliformes Totais
(NMP/100g de areia seca)
E. coli (NMP/100g de areia seca)
Pilhas Diluição
0h 24h 48h 1 semana 0h 24h 48h 1 semana
Areia Controle -5 > 2419,2 >2419,2 1,9 x 10
7
>2419,2 1,2 x 10
7
1,4 x 10
7
1,3 x 10
6
7,7 x 10
5
Areia + Cal 10% -1 - 5,6 x 10
3
>2419,2 >2419,2 - 4,1 x 10
2
7,4 x10
1
6,1 x10
1
Areia + Cal 35% -1 - 4,1 x 10
2
>2419,2 < 1 - 3,1 x 10
2
< 1 < 1
Areia + Cal 50% -1 - <1 - < 1 - <1 - < 1
Areia + Cloro T1* -4 - >2419,2 >2419,2 >2419,2 - >2419,2 8,6 x 10
5
9,3 x 10
4
Areia + Cloro T2** -4 - >2419,2 >2419,2 >2419,2 - >2419,2 >2419,2 1,9 x 10
5
Areia + água
sanitária -4 - >2419,2 >2419,2 >2419,2 - >2419,2 < 1 2,0 x 10
3
>2419,2 indica que na diluição adotada os valores extrapolaram o limite de detecção do método
< 1 indica que na diluição adotada os valores estão abaixo do limite de detecção do método
* Cloro T1 - tratamento com cloro granular na proporção 5g para cada 10kg de areia
** Cloro T2 – tratamento com cloro granular na proporção 20g para cada 10kg de areia
Como mostra a Tabela 9.2, em relação à densidade de coliformes totais e E. coli após
uma semana de tratamento, a caleagem apresentou melhores resultados, sendo que
nas proporções de 35% e 50% houve 100% de eficiência na redução tanto para
coliformes quanto para E.coli. Na proporção 10% observou decaimento de seis
unidades logarítmicas de E. coli. No entanto, a mistura da areia com a cal na dosagem
50% pelo fato de ter apresentado alguns torrões de cal é difícil de ser realizada.
Nas pilhas tratadas com cloro granular e água sanitária (Tabela 9.2), os resultados
para coliformes totais extrapolaram o limite de detecção do método em todas as
amostras analisadas, sendo possível apenas obter resultados para E.coli ao final de 1
semana de tratamento.
Nas pilhas com cloro granular após uma semana de tratamento, os resultados de
E.coli demonstraram uma redução de contaminação de 3 unidades logarítmicas para
Cloro T1 e de 2 unidades logarítmicas para Cloro T2, quase o mesmo decaimento da
pilha controle (2 unidades logarítmicas). Na pilha com água sanitária houve um
decaimento maior (4 unidades logarítmicas), demonstrando maior eficiência dentre as
pilhas misturadas com cloro granular, porém mostrou desvantagens operacionais, pois
necessita de um recipiente para a imersão, tela para envolver a areia e ainda gera um
percolado.
As amostras de areia controle (Tabela 9.2), que receberam apenas reviramento diário
e insolação natural apresentaram decaimento de 2 unidades logarítmicas.
· Remoção de ovos de helmintos
Os resultados obtidos nas análises de detecção de ovos de helmintos durante uma
semana de tratamento nas pilhas tratadas com cal hidratada, cloro granular e água
sanitária expostas ao tempo, são apresentados na Tabela 9.3.
Tabela 9.3 - Resultados obtidos nas análises de Ovos de helmintos da Fase 2 dos
Estudos Preliminares
Ovos de Helmintos (ovos/gMS)
Pilhas
0h 24h 48h 1 semana
Areia Controle 4,43 leitura inviável 1,10 0,68
Areia + Cal 10% - 0,76 0,37 0,00
Areia + Cal 35% - 0,00 0,00 0,00
Areia + Cal 50% - 0,00 0,00 0,00
Areia + Cloro T1 - 2,30 1,08 0,00
Areia + Cloro T2 - 2,29 1,69 0,34
Areia + água sanitária - 4,25 1,75 2,11
Como mostra a Tabela 9.3, nas amostras de areia tratadas com cal hidratada após
uma semana de tratamento observou-se que em todas as proporções avaliadas não
foram detectados nenhum ovo, sendo o tratamento mais eficiente.
Nas amostras de areia submetidas à cloração (Tabela 9.3) com cloro granular, apenas
em Cloro T2 foi encontrado ovos de helminto e na areia tratada com água sanitária
encontrou-se o valor mais alto de todas as amostras analisadas.
· Umidade
Os resultados obtidos nas análises de umidade durante uma semana de tratamento
das pilhas tratadas com cal hidratada, cloro granular e água sanitária expostas ao
tempo, são apresentados na Tabela 9.4.
Tabela 9.4 – Resultados das análises de umidade na Fase 2 dos Estudos Preliminares
Umidade (%)
Fase 2
24h 48h 1 semana
Areia Controle 12,71 8,89 2,55
Areia + Cal 10% 11,90 8,80 1,87
Areia + Cal 35% 9,54 6,73 3,01
Areia + Cal 50% 8,30 5,67 2,92
Areia + Cloro T1 12,94 7,79 1,75
Areia + Cloro T2 12,80 11,42 2,31
Areia + água sanitária 15,33 14,52 5,12
Durante o período de observação, choveu apenas no dia da montagem do
experimento (Anexo B), a média de precipitação pluviométrica foi de 1,1 mm, a
insolação média 194,35 W/m
2
, e o tempo de insolação médio por dia igual 11 horas.
Os valores de umidade ao final de uma semana variaram de 1,7% a 3%, com exceção
da areia com água sanitária (5%), sendo os menores encontrados em todo estudo,
pois foi a única fase que registrou apenas um dia de chuva.
9.3 - Fase 3 – Avaliação da caleagem do resíduo de caixa de areia
Da análise dos resultados obtidos na Fase 2, concluiu-se que a caleagem foi o método
de tratamento que demonstrou ser o mais eficiente na redução de coliformes totais,
E.coli e ovos de helmintos.
As amostras de areia submetidas à cloração com cloro granular e água sanitária não
obtiveram 100% de eficiência na redução dos coliformes totais e E.coli, apresentando
decaimento de 2 a 4 unidades logarítmicas para E.coli.
As amostras de areia controle, que receberam apenas reviramento diário e insolação
natural apresentaram o menor decaimento de unidades logarítmicas.
Portanto, na Fase 3, avaliou-se a higienização apenas com a caleagem nas
proporções 15%, 20%, 25% e 30%. Durante o período de observação (20 dias),
choveu apenas 6 dias, porém só na primeira semana do experimento choveram 5 dias.
A seguir são apresentados os resultados obtidos nos parâmetros analisados (CT,
E.coli, ovos de helmintos, ST e umidade).
· Remoção de coliformes totais e E.coli
Os resultados obtidos nas análises de Coliformes Totais e E.coli durante uma semana
de tratamento são apresentados na Tabela 9.5.
Tabela 9.5 – Resultados obtidos nas análises de CT e E.coli da Fase 3 dos Estudos
Preliminares
Coliformes Totais
(NMP/100g de areia seca)
E. Coli
(NMP/100g de areia seca) Pilhas Diluição
0h 24h 48h 1 semana 0h 24h 48h 1 semana
Areia Controle -5 3,3 x 10
8
4,1 x 10
6
5,4 x 10
7
2,3 x 10
7
1,0 x 10
7
< 1 < 1 2,0 x 10
5
Areia + cal 15% -1 - 1,5 x 10
3
> 2419,6 6,2 x 10
2
- 5,1 x 10
2
< 1 6,2 x 10
2
Areia + cal 20% -1 - 8,3 x 10
2
> 2419,6 < 1 - 6,2 x 10
2
< 1 < 1
Areia + cal 25% -1 - 2,2 x 10
2
> 2419,6 1,0 x 10
3
- < 1 < 1 9,7 x 10
2
Areia + cal 30% -1 - < 1 > 2419,6 2,0 x 10
2
- < 1 < 1 1,0 x 10
2
Como mostra a Tabela 9.5 (linha destacada em cinza), em relação à densidade de
coliformes totais e E. coli após uma semana de tratamento, a proporção que obteve
100% de eficiência de redução foi a de 20%.
Nas proporções 15% e 30% houve decaimento de 6 unidades logarítmicas, tanto para
coliformes totais quanto para E.coli. E na proporção 25% houve decaimento de 5
unidades logarítmicas para coliformes totais e de 6 unidades logarítmicas para E.coli.
Após 48 h de tratamento não foram detectados E.coli em nenhuma das amostras
analisadas, no entanto, nas amostras controle e nas proporções 15%, 25% e 30%
após 1 semana de tratamento foram detectadas. Pode ter ocorrido recrescimento
bacteriano tendo sido observado nas pilhas a presença de torrões de cal, devido a
maior incidência de chuvas durante a semana do experimento.
· Remoção de ovos de helmintos
Os resultados obtidos nas análises de ovos de helmintos durante uma semana de
tratamento são apresentados na Tabela 9.6.
Tabela 9.6 – Resultados obtidos nas análises de ovos de helmintos da Fase 3 dos
Estudos Preliminares
Ovos de helmintos (ovos/gMS)
Pilhas
0h 24h 48h 1 semana
Areia controle 4,61 4,13 0,75 1,11
Areia + cal 15% - 0,00 0,00 0,00
Areia + cal 20% - 0,00 0,00 0,00
Areia + cal 25% - 0,00 0,00 0,00
Areia + cal 30% - 0,00 0,00 0,00
Nas amostras de areia higienizadas com cal hidratada observou-se que em todas as
proporções analisadas não foram detectados nenhum ovo e na amostra controle
submetida a insolação natural observou-se uma redução de aproximadamente 76% no
número de ovos de helmintos.
· Umidade
Os resultados obtidos nas análises de umidade durante uma semana de tratamento
das pilhas submetidas à caleagem na Fase 3, são apresentados na Tabela 9.7.
Tabela 9.7 – Resultados das análises de umidade na Fase 3 dos Estudos Preliminares
Umidade (%)
Fase 3
24h 48h 1 semana
Controle 19,34 11,28 9,78
Areia + Cal 15% 17,66 13,39 12,54
Areia + Cal 20% 17,84 14,11 14,63
Areia + Cal 25% 19,00 14,87 17,43
Areia + Cal 30% 20,88 16,01 19,04
Durante o período de observação, a média de precipitação pluviométrica foi de 1,8
mm, a insolação média 142,66 W/m
2
, e o tempo de insolação médio por dia igual
11,25 horas.
A umidade foi maior após uma semana na areia com cal 30% e menor na areia
controle, observando-se assim, que a medida que aumenta a proporção de cal,
aumenta também a umidade ao final do tratamento.
Pode-se observar também que em relação à Fase anterior, a umidade após uma
semana de tratamento na Fase 3 foi bem maior, isso ocorreu devido a insolação média
durante o período do experimento ter sido menor e a precipitação média ter sido
maior, pois na Fase 2 não choveu praticamente durante todo experimento.
· Variação de pH
Os resultados obtidos nas análises de pH durante uma semana de tratamento das
pilhas submetidas à caleagem na Fase 3, são apresentados nas Tabela 9.8
Tabela 9.8 - Resultados das análises de pH na Fase 3 dos Estudos Preliminares
pH
Pilhas
0h 24h 48h 1 semana
Areia controle 6,61 6,96 6,46 6,29
Areia ETE + cal 15% - 11,30 11,40 11,73
Areia ETE + cal 20% - 11,37 11,41 11,78
Areia ETE + cal 25% - 11,38 11,42 11,79
Areia ETE + cal 30% - 11,44 11,42 11,82
Como pode-se observar na Tabela 9.8, notou-se na amostra de areia controle que
durante uma semana de reviramento diário e insolação natural o valor de pH
apresentou um pequeno decaimento. Nas amostras com cal em todas as proporções
estudadas houve um aumento brusco de pH para valores superiores a 11,3 após 24h
e após uma semana observou-se um pequeno aumento de pH para valores superiores
a 11,7.
9.4 - Fase 4 – Ajuste de procedimentos na caleagem do resíduo de caixa de areia
A Fase 4, teve como objetivo repetir a caleagem do resíduo de caixa de areia nas
mesmas dosagens avaliadas na Fase 3 visando ajustar alguns procedimentos.
Durante a realização do experimento choveu apenas um dia.
A seguir são apresentados os resultados obtidos nos parâmetros analisados (CT,
E.coli, ovos de helmintos, pH e umidade).
· Remoção de Coliformes Totais e E.coli
Os resultados obtidos nas análises de Coliformes Totais e E.coli durante uma semana
de tratamento na Fase 4, são apresentados na Tabela 9.9.
Tabela 9.9 – Resultados obtidos nas análises de CT e E.coli da Fase 4 dos Estudos
Preliminares
Coliformes Totais
(NMP/100g de areia seca)
E. coli
(NMP/100g de areia seca)
Pilhas Diluição
0h 48h 1 semana 0h 48h 1 semana
Controle -6
3,6 x 10
7
1,9 x 10
7
1,2 x 10
8
5,2 x 10
6
< 1 8,5 x 10
5
Areia + Cal 15% -1 - < 1 < 1 - < 1 < 1
Areia + Cal 20% -1 - < 1 < 1 - < 1 < 1
Areia + Cal 25% -1 - < 1 < 1 - < 1 < 1
Areia + Cal 30% -1 - < 1 < 1 - < 1 < 1
Como pode-se observar na Tabela 5.8, em todas as pilhas submetidas à caleagem
após uma semana de tratamento não foram detectados coliformes totais e E. coli. Os
ajustes de procedimento em relação a homogeneização da cal e higienização do pátio
corroboraram com os resultados, obtendo-se 100% de eficiência na remoção das
bactérias.
· Remoção de ovos de helmintos
Os resultados obtidos nas análises de ovos de helmintos durante uma semana de
tratamento são apresentados na Tabela 9.10.
Tabela 9.10 – Resultados obtidos nas análises de ovos de helmintos da Fase 4 dos
Estudos Preliminares
Ovos de helmintos (ovos/gMS)
Pilhas
0h 48h 1 semana
Areia controle 2,40 - 2,18
Areia + cal 15% - 0,00 0,00
Areia + cal 20% - 0,00 0,00
Areia + cal 25% - 0,00 0,00
Areia + cal 30% - 0,00 0,00
Nas amostras de areia higienizadas com cal hidratada observou-se que em todas as
proporções analisadas não foram detectados nenhum ovo.
· Umidade
Os resultados obtidos nas análises de umidade durante uma semana de tratamento
das pilhas submetidas à caleagem na Fase 3, são apresentados na Figura 9.11.
Tabela 9.11 – Resultados das análises de umidade na Fase 4 dos EP
Umidade (%)
Campanha 1
0h 48h 1 semana
Controle 16,68 10,02 8,32
Areia + Cal 15% - 10,59 8,29
Areia + Cal 20% - 14,66 11,46
Areia + Cal 25% - 15,79 11,71
Areia + Cal 30% - 23,27 13,77
Durante o período de observação, choveu nos seis primeiros dias do experimento
(Anexo B), a média de precipitação pluviométrica foi de 3,57 mm, a insolação média
141,51 W/m
2
, a menor de todo o estudo, e o tempo de insolação médio por dia igual
13,43 horas.
Como pode-se observar na Figura 9.6, a umidade foi menor na amostra controle após
uma semana de tratamento, e nas amostras com cal, a umidade aumenta a medida
que também aumenta a dosagem de cal hidratada aplicada, assim como observado na
fase anterior.
· Variação de pH
Os resultados obtidos nas análises de pH durante uma semana de tratamento das
pilhas submetidas à caleagem na Fase 4, são apresentados nas Tabela 9.12.
Tabela 9.12 - Resultados das análises de pH na Fase 4 dos Estudos Preliminares
pH
Pilhas
0h 48h 1 semana
Controle
7,07 6,6 6,47
Areia + Cal 15%
- 11,48 11,50
Areia + Cal 20%
- 11,51 11,51
Areia + Cal 25%
- 11,52 11,54
Areia + Cal 30%
- 11,54 11,51
Como pode-se observar na Tabela 9.12, em todas as amostras com cal, o pH elevou-
se para valores superiores a 11,5 após uma semana de tratamento.
ANEXO A
Técnica adaptada de detecção e identificação de ovos de helmintos segundo
Meyer (1978).
1. Pesar 30 gramas do resíduo em um Becker (600 ml) e completar o volume até
300 ml com água destilada. Vedar com papel alumínio
2. Colocar no shake (agitador) por 10 min, a 200 rpm
3. Filtrar a amostra com peneira e gase, lavar o que ficou retido com Tween e
água
4. Dividir o filtrado em 4 cápsulas e adicionar um pouco de tween. Pesar os pares
1/3 e 2/4 para igualar. Completar, se necessário, com água.
5. Centrifugar durante 5 min à 2800 rpm, descartar o sobrenadante e acrescentar
tween e água destilada para centrifugar novamente. Repetir o processo até
clarificar a amostra
6. Após clarificação, descartar o sobrenadante e adicionar 75 ml de Sulfato de
Zinco (densidade 1,33) e centrifugar.
7. Deixar em repouso por 2 min
8. Filtrar em membrana 0,45 mm. Descartar o filtrado.
9. Colocar a membrana numa placa de petri com 10 ml de Ácido sulfúrico a 0,1N e
raspar a membrana com ajuda de uma placa.
10. Transferir 1 mL da amostra para a câmara de Sedwick-Rafter, cobrir com
lâmina, e contar os quadrados. Repetir o procedimento por mais duas vezes.
Tirar média das contagens.
Os resultados são expressos em n°ovos/gMS.
Cálculo do resultado final: Média de ovos x 3
(ST x 30 / 1000)
OBS: ST – Sólidos Totais
ANEXO B
Monitoramento Metereológico dos Estudos Preliminares
Fases Data
Precipitação (mm)
Insolação média
(W/m
2
)
Tempo de Insolação
(h)
7/3/2006 0,4 243,96 13
8/3/2006 28,4 147,39 12
9/3/2006 9 181,52 11
10/3/2006 68,2 162,04 12
11/3/2006 26 138,09 11
12/3/2006 0,6 257,43 12
13/3/2006 0 292,87 12
14/3/2006 3 270,52 12
15/3/2006 1 258,22 12
16/3/2006 0 189,87 12
17/3/2006 0,4 186,70 12
18/3/2006 8,6 98,74 11
19/3/2006 9 126,39 11
20/3/2006 0 201,48 11
21/3/2006 0 237,96 12
22/3/2006 0 231,78 12
23/3/2006 3 235,39 12
24/3/2006 0,4 261,48 12
25/3/2006 0 257,52 12
26/3/2006 7,2 230,78 12
27/3/2006 0 248,74 11
Fase 1
Média
8,26 222,94 12,35
25/4/2006 8,8 204,22 11
26/4/2006 0 217,74 11
27/4/2006 0 192,52 11
28/4/2006 0 132,96 11
29/4/2006 0 180,57 11
30/4/2006 0 190,26 11
1/5/2006 0 220,35 11
2/5/2006 0 216,22 11
Fase 2
Média
1,1 194,35 11
11/7/2006 0 174,57 11
12/7/2006 0,6 165,00 13
13/7/2006 0,4 97,96 11
14/7/2006 0,4 170,78 11
15/7/2006 0 140,83 11
16/7/2006 12,8 73,13 11
17/7/2006 0,2 144,57 11
Fase 3
18/7/2006 0 174,48 11
Média
1,80 142,66 11,25
4/9/2006 5,4 149,48 12
5/9/2006 8,6 53,13 11
6/9/2006 1 102,96 11
7/9/2006 5,2 55,52 12
8/9/2006 0,8 130,65 12
9/9/2006 4 166,74 12
10/9/2006 0 230,26 12
11/9/2006 0 243,35 12
Fase 4
Média
3,57 141,51 13,43
Fonte: Rede Automática de monitoramento da qualidade do ar da região da Grande Vitória
Obs: Não existem dados de insolaçãopara o período referente a Fase 4
Campanhas Data
Precipitação
(mm)
Insolação média
(W/m
2
)
Tempo de
Insolação (h)
Campanhas Data
Precipitação
(mm)
Insolação
média (W/m
2
)
Tempo de
Insolação (h)
26/9/2006 4,6 70,65 12 28/11/2006 1 205,61 13
27/9/2006 5,4 161,13 12 29/11/2006 0 229,17 13
28/9/2006 0,2 233,74 12 30/11/2006 4,4 109,65 12
29/9/2006 0 254,22 12 1/12/2006 79,6 48,13 12
30/9/2006 0,2 253,70 12 2/12/2006 0,2 214,65 12
1/10/2006 26,6 61,48 12 3/12/2006 0 187,87 12
2/10/2006 0 172,30 12 4/12/2006 0 269,43 12
3/10/2006 0,6 205,43 12 5/12/2006 0 277,17 12
Média
4,7 176,58 12
Média
10,65 192,71 12,25
3/10/2003 0,6 205,43 12 4/12/2006 0 269,43 12
4/10/2003 0 203,96 12 5/12/2006 0 277,17 12
5/10/2003 0 226,43 12 6/12/2006 0 277,78 12
6/10/2003 0 288,61 12 7/12/2006 10,6 112,52 12
7/10/2003 2,8 188,87 12 8/12/2006 7,8 91,96 13
8/10/2003 1,4 162,09 12 9/12/2006 8 123,22 12
9/10/2003 0 200,91 12 10/12/2006 90,6 75,09 12
10/10/2003 0 266,13 12 11/12/2006 13 96,43 12
Média
0,6 217,80 12
Média
16,25 165,45 12,13
23/10/2006 23,8 139,30 12
24/10/2006 2,2 180,04 12
6,56 184,05 12,3
25/10/2006 0,4 145,48 12 Fonte: Rede Automática de monitoramento da qualidade do ar
26/10/2006 0 318,70 12 da região da Grande Vitória
27/10/2006 0 269,48 12
28/10/2006 5,4 140,74 12
29/10/2006 0 172,43 12
30/10/2006 0,8 315,87 12
Média
4,08 210,26 12
Média das Campanhas
Campanha 5
Campanha 1
Campanha 3
Campanha 2
Campanha 4
Anexo C
Monitoramento Metereológico do Estudo Piloto
ANEXO D
Análise Estatística
A Tabela 1 abaixo apresenta os resultados do teste F e o respectivo p-valor para as
médias comparadas. Os resultados indicam não existir diferença estatisticamente
significante entre os grupos, tempos e tempo*grupo para as três variáveis estudadas,
exceto para a variável pH encontramos diferenças entre os grupos. O teste a posteriori
de Duncan ao nível de 5% para esta variável indica que o grupo controle é diferente
dos demais e todos os outros não têm diferença estatística entre si.
Tabela 1: Resultado da Anova para medidas repetidas
Umidade Sólidos Totais pH
Fator
F
p
F
P
F
p
grupo
1.4795
0.238547
1.48
0.238547
86.520
0.000000
TEMPO
0.9583
0.338763
0.96
0.338763
1.923
0.180113
TEMPO*grupo
0.1142
0.987882
0.11
0.987882
0.326
0.891760
ANEXO E
Resultados obtidos nas análises de determinação do teor de matéria orgânica
Determinação do teor de matéria orgânica segundo NBR NM49/2001
Amostras
Campanhas
Areia Controle Areia + cal 10% Areia + cal 15%
1 acima abaixo abaixo
2 acima abaixo abaixo
3 acima abaixo abaixo
4 acima abaixo abaixo
5 acima abaixo abaixo
OBS: Limite: 300ppm
ANEXO F
Resultados do Estudo Piloto – Variação de pH
Umidade (%) pH
Campanha 1
0h 48h
1
semana 0h 48h 1 semana
Controle
18,56 12,25
10,75 6,79 6,28 7,1
Areia + Cal 15% -
11,43
10,89 - 12,51 12,59
Areia + Cal 20% -
14,96
15,93 - 12,54 12,63
Areia + Cal 25% -
19,45
20,21 - 13,13 12,77
Areia + Cal 30% -
14,90
17,22 - 12,97 12,92
Umidade (%) pH
Campanha 2
0h 48h
1
semana
0h 48h 1 semana
Controle
15,88 10,28
6,27 6,39 6,3 6,04
Areia + Cal 15% -
8,05
9,52 - 12,14 11,75
Areia + Cal 20% -
8,10
5,04 - 12,06 11,74
Areia + Cal 25% -
9,07
4,98 - 12,03 11,76
Areia + Cal 30% -
7,32
6,69 - 12,05 11,67
Umidade (%) pH
Campanha 3
0h 48h
1
semana 0h 48h 1 semana
Controle
20,36 11,99
7,80 4,86 4,38 4,4
Areia + Cal 10% -
13,34
6,19 - 11,19 11,24
Areia + Cal 15% -
13,36
7,47 - 11,50 11,40
Areia + Cal 20% -
14,03
10,41 - 11,53 11,61
Umidade (%) pH
Campanha 4
0h 48h
1
semana
0h 48h 1 semana
Controle
18,90 12,99
2,92 6,66 5,75 4,06
Areia + Cal 10% -
12,09
1,95 - 10,88 11,74
Areia + Cal 15% -
12,18
2,88 - 12,00 12,13
Areia + Cal 20% -
13,18
3,35 - 12,06 12,25
Umidade (%) pH
Campanha 5
0h 48h
1
semana
0h 48h 1 semana
Controle
17,44 6,75
11,54 7,20 5,43 4,48
Areia + Cal 10% -
3,52
17,31 - 12,01 11,35
Areia + Cal 15% -
2,21
18,98 - 12,04 10,62
Areia + Cal 20% -
4,76
20,24 - 12,09 11,64
ANEXO G
Resultados do Estudo Piloto – Ovos de Helmintos
Ovos de helmintos (ovos/gMS)
Campanha 1
0h 24h 48h 1 semana
Areia controle 4,61 4,13 0,75 1,11
Areia + cal 15% - 0,00 0,00 0,00
Areia + cal 20% - 0,00 0,00 0,00
Areia + cal 25% - 0,00 0,00 0,00
Areia + cal 30% - 0,00 0,00 0,00
Ovos de helmintos (ovos/gMS)
Campanha 2
0h 24h 48h 1 semana
Areia controle 3,47
-
1,48 1,39
Areia + cal 15%
- -
0,00 0,00
Areia + cal 20%
- -
0,00 0,00
Areia + cal 25%
- -
0,00 0,00
Areia + cal 30%
- -
0,00 0,00
Ovos de helmintos (ovos/gMS)
Campanha 3
0h 24h 48h 1 semana
Areia controle 2,40
- -
2,18
Areia + cal 15%
- - -
0,00
Areia + cal 20%
- - -
0,00
Areia + cal 25%
- - -
0,00
Areia + cal 30%
- - -
0,00
Ovos de helmintos (ovos/gMS)
Campanha 4
0h 24h 48h 1 semana
Areia controle 2,46 - - 1,87
Areia + cal 15%
- - -
0,00
Areia + cal 20%
- - -
0,00
Areia + cal 25%
- - -
0,00
Areia + cal 30%
- - -
0,00
Ovos de helmintos (ovos/gMS)
Campanha 5
0h 24h 48h 1 semana
Areia controle 1,98 - - 1,42
Areia + cal 15%
- - -
0,00
Areia + cal 20%
- - -
0,00
Areia + cal 25%
- - -
0,00
Areia + cal 30%
- - -
0,00
ANEXO H
Resultados do Estudo Piloto – Coliformes totais e E. coli
Coliformes Totais (NMP/100ml) E. coli (NMP/100ml)
Campanha 1 Diluição
0h 48h 1 semana 0h 48h 1 semana
Controle -6 3,6 x 10
7
1,9 x 10
7
1,2 x 10
8
5,2 x 10
6
< 1 8,5 x 10
5
Areia + Cal 15% -1 - < 1 < 1 - < 1 < 1
Areia + Cal 20% -1 - < 1 < 1 - < 1 < 1
Areia + Cal 25% -1 - < 1 < 1 - < 1 < 1
Areia + Cal 30% -1 - < 1 < 1 - < 1 < 1
Coliformes Totais (NMP/100ml) E. coli (NMP/100ml)
Campanha 2 Diluição
0h 48h 1 semana 0h 48h 1 semana
Controle -6 2,4 x 10
7
1,9 x 10
7
> 2419,6 1,0 x 10
6
5,2 x 10
6
1,9 x 10
6
Areia + Cal 15% -1 - < 1 < 1 - < 1 < 1
Areia + Cal 20% -1 - < 1 < 1 - < 1 < 1
Areia + Cal 25% -1 - < 1 < 1 - < 1 < 1
Areia + Cal 30% -1 - < 1 < 1 - < 1 < 1
Coliformes Totais (NMP/100ml) E. coli (NMP/100ml)
Campanha 3 Diluição
0h 48h 1 semana 0h 48h 1 semana
Controle -6 2,8 x 10
7
2,6 x 10
8
1,1 x 10
7
2,0 x 10
6
2,0 x 10
6
< 1
Areia + Cal 15% -1 - < 1 < 1 - < 1 < 1
Areia + Cal 20% -1 - < 1 < 1 - < 1 < 1
Areia + Cal 25% -1 - < 1 < 1 - < 1 < 1
Areia + Cal 30% -1 - < 1 < 1 - < 1 < 1
Coliformes Totais (NMP/100ml) E. coli (NMP/100ml)
Campanha 4 Diluição
0h 48h 1 semana 0h 48h 1 semana
Controle -6 6,3 x 10
6
1,04 x 10
6
4,8 x 10
6
2,0 x 10
6
4,1 x 10
5
1,0 x 10
5
Areia + Cal 10% -1 - < 1 < 1 - < 1 < 1
Areia + Cal 15% -1 - < 1 < 1 - < 1 < 1
Areia + Cal 20% -1 - > 2419,6 < 1 - < 1 < 1
Coliformes Totais (NMP/100ml) E. coli (NMP/100ml)
Campanha 5 Diluição
0h 48h 1 semana 0h 48h 1 semana
Controle -6 4,1 x 10
6
> 2419,6 2,4 x 10
6
< 1 1,9 x 10
6
8,6 x 10
5
Areia + Cal 10% -1 - 2,4 x 10
6
< 1 - < 1 < 1
Areia + Cal 15% -1 - < 1 < 1 - < 1 < 1
Areia + Cal 20% -1 - < 1 < 1 - < 1 < 1
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