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PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM TECNOLOGIA AMBIENTAL -
MESTRADO
Vanessa Dalla Colletta
AVALIAÇÃO ECOTOXICOLÓGICA DA EFICIÊNCIA DA DETOXIFICAÇÃO DO
EFLUENTE TRATADO PELA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO DA
UNIVERSIDADE DE SANTA CRUZ DO SUL, RS, BRASIL.
Santa Cruz do Sul, fevereiro de 2008
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Vanessa Dalla Colletta
AVALIAÇÃO ECOTOXICOLÓGICA DA EFICIÊNCIA DA DETOXIFICAÇÃO DO
EFLUENTE TRATADO PELA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO DA
UNIVERSIDADE DE SANTA CRUZ DO SUL, RS, BRASIL.
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-
Graduação em Tecnologia Ambiental –
Mestrado, Área de Concentração em Gestão e
Tecnologia Ambiental, Universidade de Santa
Cruz do Sul – UNISC, como requisito parcial
para obtenção do título de Mestre em
Tecnologia Ambiental.
Orientador: Prof. Dr. Eduardo Lobo Alcayaga
Santa Cruz do Sul, fevereiro de 2008
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Vanessa Dalla Colletta
AVALIAÇÃO ECOTOXICOLÓGICA DA EFICIÊNCIA DA DETOXIFICAÇÃO DO
EFLUENTE TRATADO PELA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO DA
UNIVERSIDADE DE SANTA CRUZ DO SUL, RS, BRASIL.
Esta Dissertação foi submetida ao Programa
de Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental
– Mestrado, Área de Concentração Gestão e
Tecnologia Ambiental, Universidade de
Santa Cruz do Sul – UNISC, como requisito
parcial para obtenção do título de Mestre em
Tecnologia Ambiental.
Dr. Eduardo Lobo Alcayaga
Universidade de Santa Cruz do Sul - UNISC
Orientador
Dr. Adilson Ben da Costa
Universidade de Santa Cruz do Sul - UNISC
Dra. Rosane Maria Lanzer
Universidade de Caxias do Sul - UCS
4
Dedico esta dissertação aos meus pais e irmãs,
por todo carinho e compreensão durante minha
ausência, necessária para a realização deste
trabalho e, principalmente, ao meu amor Ronaldo
Verardo, pela força, incentivo, carinho e amor
fornecidos neste período.
5
AGRADECIMENTOS
Embora uma dissertação seja um trabalho individual; muitas pessoas fizeram
parte desta para sua concretização. Diante disto, quero expressar os meus sinceros
agradecimentos:
Ao Prof. Dr. Eduardo Lobo Alacayaga, pelas críticas e sugestões relevantes
feitas durante a orientação deste trabalho.
Aos Professores do Programa de Pós Graduação em Tecnologia Ambiental,
pela contribuição em minha formação acadêmica.
Aos colegas da segunda turma do Mestrado em Tecnologia Ambiental, pela
amizade e companheirismo durante os estudos.
A equipe do Laboratório de Limnologia da UNISC, pela ajuda e incentivo.
Ao Prof. Dr. Ênio Leandro Machado, pela amizade e dedicação prestadas
durante a execução deste trabalho.
Ao bolsista do curso de Química Industrial Cássio Leandro Henn, pela ajuda
no processo de tratamento terciário do efluente testado.
Aos amigos que conquistei no decorrer deste período, que revigoraram minha
perseverança, incentivando-me a cada minuto. Agradeço principalmente aos amigos
que guardarei sempre em meu coração Georgine Schimuneck, Nicole Sehnem,
Jocelene Soares, Ana Paula Wetzel, José Guilherme Voos, Adilson Ben da Costa,
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
6
Vagner Dambros, Anderson Fávero, Sandra de Oliveira, Mário Dummer, Cristiane
Bolzan e Rogério Pereira por estarem ao meu lado em todas as etapas deste
período grandioso de minha formação profissional.
A Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES,
pelo fomento à pesquisa, através da bolsa de mestrado.
Acima de tudo, agradeço pelo inestimável apoio de meu amor Ronaldo
Verardo (Bona), que preencheu as diversas falhas que fui tendo por força das
circunstâncias, e pela paciência e compreensão reveladas ao longo destes dois
anos.
7
Isso nós sabemos.
Todas as coisas são conectadas
como o sangue
que une uma família...
O que acontecer com a terra
Acontecerá com os filhos e filhas da terra.
O homem não teceu a teia da vida,
ele é dela apenas um fio.
O que fizer para a teia
estará fazendo a si mesmo.
Ted Perry
(Inspirado pelo Chefe Seattle)
8
RESUMO
Neste trabalho objetivou-se avaliar a eficiência da detoxificação do efluente tratado
pela estação de tratamento de esgotos (ETE) da Universidade de Santa Cruz do Sul
(UNISC), utilizando testes ecotoxicológicos. O efluente da UNISC é constituído por
águas negras advindos dos sanitários do Campus Universitário, sendo a urina o
principal resíduo. A planta de tratamento de esgoto da UNISC é constituída por um
Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente e Manta de Lodo (UASB) e Biofiltro Aerado.
Além das amostras advindas da ETE, também foram realizados testes com amostras
coletadas na ETE e tratadas por Processos Oxidativos Avançados (POA’s), a fim de
verificar se os mesmos reduziriam a toxicidade do efluente. As amostras foram
tratadas utilizando-se um reator de bancada, com radiação ultravioleta - UV
(lâmpada UV germicida, com comprimento de onda de 254 nm), ozônio - O
3
(gerador
Radast com capacidade de gerar 2 g h
-1
O
3
), dióxido de titânio - TiO
2
(P
25
, Degussa),
bem como seus conjugados UV/O
3
, UV/TiO
2
, O
3
/TiO
2
e UV/O
3
/TiO
2.
Os bioensaios
foram realizados com organismos de diferentes níveis tróficos, sendo a alga
Scenedesmus subspicatus representante dos produtores e o microcrustáceo
Daphnia magna dos consumidores primários. Seguindo a norma técnica ABNT
12713 (2004) jovens de D. magna foram expostos por 48 horas a diferentes
diluições das amostras advindas da ETE e dos POA’s, e uma densidade algácea
conhecida de S. subspicatus foi exposta por 72 horas às amostras da ETE, seguindo
a norma ABNT 12648 (2005). Para os testes realizados com o efluente bruto e
tratado pela ETE sobre D. magna, os resultados indicaram toxicidade mediana aos
organismos. Nos testes realizados com amostras tratadas pelos POA’s, os
tratamentos com O
3
, O
3
/TiO
2,
UV e UV/O
3
demonstraram-se medianamente tóxicas à
D. magna, sendo que os demais tratamentos foram altamente tóxicos para o
microcrustáceo. Os testes com amostras da ETE utilizando a alga S. subspicatus
indicaram toxicidade significativa para estes organismos. Realizaram-se, também,
análises físico-químicas do efluente bruto e tratado pela ETE, avaliando-se os
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
9
parâmetros nitrogênio amoniacal, fósforo total, oxigênio dissolvido, pH, DBO
5
e
DQO. O nitrogênio amoniacal demonstrou-se mais alto no efluente tratado pela ETE
em relação ao bruto em todas as amostras, passando do limite máximo de 20 mg L
-1
estabelecido pelo CONAMA 357/2005 e CONSEMA 128/2006 para a emissão de
efluentes nos corpos d’água. Os valores de pH, DBO
5
e DQO permaneceram dentro
do permitido pelo CONSEMA 128/2006 para a emissão de efluentes nos corpos
d’água. Neste contexto, verifica-se a necessidade de adequação dos processos
utilizados na ETE da UNISC, no sentido de adaptar os mesmos (UASB, biofiltro
aerado, POA’s) ao tipo particular de efluente gerado no Campus Universitário, pois
estes mostraram-se inadequados no processo de detoxificação do efluente em
questão, causando toxicidade aos organismos-teste representantes dos níveis
tróficos dos produtores e dos consumidores primários.
Palavras-chave: efluente de águas negras, estação de tratamento de esgotos, testes
ecotoxicológicos, Scenedesmus subspicatus, Daphnia magna.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
10
ABSTRACT
This study aimed to evaluate the efficiency of the detoxification of the treated effluent
from sewage treatment plant (STP) of the University of Santa Cruz do Sul (UNISC)
using ecotoxicological tests. The effluent of the UNISC consists sewage arising from
health to the University Campus, with the main urine residue. The sewage treatment
plant of the UNISC consists of a reactor Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor
(UASB) and Biofilter Aired System (BAS). In addition to stemming the STP samples,
tests with samples collected in the STP and addressed by Advanced Oxidation
Processes (AOP's) were also performed, in order to verify whether they reduce the
toxicity of the effluent. The samples were processed using a reactor of bench with
ultraviolet radiation - UV (UV germicidal lamp, with a wavelength of 254 nm), ozone -
O
3
(Radast generator with a capacity to generate 2 g h
-1
O
3
), dioxide titanium - TiO
2
(P
25
, Degussa), and their combined UV/O
3
, UV/TiO
2
, O
3
/TiO
2
and UV/O
3
/TiO
2
.
Bioassays were conducted with agencies of different trophic levels, and the algae
Scenedesmus subspicatus representative of the producers and the micro-crustacean
Daphnia magna, representative of the primary consumers. Following the technical
standard ABNT 12713 (2004), young D. Magna were exposed for 48 hours to
different dilutions of samples stemming from the STP and OAP's, and a known algae
density of S. Subspicatus was exposed for 72 hours to samples of STP, following the
standard ABNT 12648 (2005). For tests with D. magna, the results showed median
toxicity to the raw and treated effluent, not showing efficiency in the treatment. In
tests with samples treated by the OAP's, treatment with O
3
, O
3
/TiO
2
, UV and UV/O
3
showed up medium toxicity to D. magna, and the other treatments were highly toxic
to micro-crustacean. The tests with STP samples of the algae S. Subspicatus
indicated significant toxicity to these bodies. There were also physico-chemical
analysis of raw and treated effluent by STP, is evaluating the parameters
ammoniacal nitrogen, total phosphorus, dissolved oxygen, pH, BOD
5
and COD. The
ammoniacal nitrogen concentration was higher in the treated effluent than in the raw,
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
11
in all samples, above the limit allowed by the resolution 357/2005 of CONAMA and
resolution 128/2006 of CONSEMA (20 mg L
-1
). The values of pH, COD BOD
5
had
also remained inside of the allowed one for CONSEMA 128/2006 for the issue of
effluent water bodies. In this context, there is the need for adequacy of the
procedures used in the STP of UNISC, to bring them (UASB, Biofilter Aired System,
OAP's) to the particular type of effluent generated in the University Campus, as these
have proved inadequate in the process of detoxification of effluent in question,
causing toxicity to the bodies-test representatives of trophic levels of producers and
primary consumers.
Keywords: black-water effluent, sewage treatment plant, ecotoxicological tests,
Scenedesmus subspicatus, Daphnia magna.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
12
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Reator UASB mostrando suas etapas........................................................27
Figura 2. Imagem de um Biofiltro Aerado..................................................................29
Figura 3.. Abordagem ecotoxicológica......................................................................35
Figura 4. Organismo-teste Scenedesmus subspicatus .............................................40
Figura 5. Organismo-teste Daphnia magna com 24 h de idade (40X). .....................42
Figura 6. Mapa de localização do Município de Santa Cruz do Sul, RS, Brasil. .......44
Figura 7. Imagem da grade (1), do equalizador (2) e do reator UASB (3) da estação
de tratamento de esgoto da UNISC. .........................................................................45
Figura 8. Imagem da parte posterior da ETE, mostrando o reator UASB (1) ao fundo
e o biofiltro aerado (2) na parte frontal......................................................................45
Figura 9. Coleta de amostra tratada no equalizador da ETE da UNISC. ..................46
Figura 10. Amostra tratada coletada após o sistema de tratamento da ETE da
UNISC.......................................................................................................................47
Figura 11. Lote de cultivo composto de copo de Becker de 2 L com meio M4
contendo de 25 a 30 indivíduos.................................................................................48
Figura 12. Incubadora para cultivo de Daphnia magna.............................................49
Figura 13. Esquema do teste de toxicidade aguda com Daphnia magna. ................51
Figura 14. Realização de teste de toxicidade com Daphnia magna no laboratório de
Ecotoxicologia da Universidade de Santa Cruz do Sul. ............................................52
Figura 15. Reator de bancada utilizado no tratamento do efluente por POA’s..........53
Figura 16. Carta-controle elaborada pelo laboratório de Ecotoxicologia da UNISC
para sensibilidade de D. magna ao K
2
Cr
2
O
7.
............................................................59
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
13
Figura 17. Teste de toxicidade realizado nos meses de agosto e outubro de 2006
com o organismo D. magna. .....................................................................................60
Figura 18. Teste de toxicidade realizado no mês de junho de 2007 com o organismo
D. magna...................................................................................................................61
Figura 19. Teste de toxicidade realizado no mês de julho de 2007 com o organismo
D. magna...................................................................................................................61
Figura 20. Teste de toxicidade realizado no mês de agosto de 2007 com o
organismo D. magna.................................................................................................62
Figura 21. Teste de toxicidade realizado em 04 de setembro de 2007 com o
organismo D. magna.................................................................................................63
Figura 22. Teste de toxicidade realizado em 26 de setembro de 2007 com o
organismo D. magna.................................................................................................63
Figura 23. Média da CE(I)50 48h dos ensaios realizados com as amostras bruta,
tratada pela ETE e tratadas pelos POA’s..................................................................66
Figura 24. Teste de toxicidade realizado em 10 de dezembro de 2007 com o
organismo D. magna.................................................................................................67
Figura 25. Teste de toxicidade realizado em 13 de dezembro de 2007 com o
organismo D. magna.................................................................................................67
Figura 26. Teste de inibição de crescimento algal na bancada de incubação. .........71
Figura 27. Teste realizado com amostras bruta e tratada da ETE da UNISC no dia 08
de novembro de 2007. ..............................................................................................71
Figura 28. Teste realizado com amostras bruta e tratada pela ETE da UNISC dia 13
de novembro de 2007. ..............................................................................................72
Figura 29. Testes de toxicidade crônicos com amostras do efluente bruto e tratado
da ETE, utilizando S. subspicatus.............................................................................73
Figura 30. Resultados de nitrogênio amoniacal obtidos nas amostras do efluente
bruto e tratado pela ETE da UNISC no período de julho a novembro de 2007. A linha
horizontal representa o limite de emissão disponíveis na Resolução CONAMA
357/2005 e CONSEMA 128/2006. ............................................................................77
Figura 31. Resultados de fósforo total obtidos nas amostras do efluente bruto e
tratado pela ETE da UNISC no período de julho a novembro de 2007.....................79
Figura 32. Resultados de oxigênio dissolvido obtidos nas amostras do efluente
tratado pela ETE da UNISC no período de julho a novembro de 2007.....................80
Figura 33. Resultados de pH obtidos nas amostras do efluente bruto e tratado pela
ETE da UNISC no período de julho a novembro de 2007. A linha horizontal
representa o limite de emissão disponíveis na Resolução CONSEMA 128/2006.....80
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
14
Figura 34. Resultados de DBO
5
obtidos nas amostras do efluente tratado pela ETE
da UNISC no período de março a agosto de 2007. A linha horizontal representa o
limite de emissão disponíveis na Resolução CONSEMA 128/2006..........................81
Figura 35. Resultados de DQO obtidos nas amostras do efluente tratado pela ETE
da UNISC no período de março a agosto de 2007. A linha horizontal representa o
limite de emissão disponíveis na Resolução CONSEMA 128/2006..........................81
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
15
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Níveis de tratamento de esgoto.................................................................26
Tabela 2. Escala de toxicidade relativa para CE(I)50 48h (%) com Daphnia magna
..................................................................................................................................53
Tabela 3. Volume da amostra para preparo das soluções-teste com amostras de
águas e efluentes utilizando o meio DIN e amostra não-enriquecida para teste de
inibição de crescimento com a alga Scenedesmus subspicatus...............................55
Tabela 4.. Parâmetros e metodologias analíticas utilizadas......................................57
Tabela 5. Valores de CE(I)50 48h das amostras bruta e tratada pela ETE e das
amostras tratadas pelos POA’s nos diferentes dias de coleta, com suas respectivas
médias, desvio padrão e coeficiente de variação......................................................65
Tabela 6. Testes de toxicidade com S. subspicatus mostrando a densidade algal
inicial e final do controle, a taxa de crescimento e o coeficiente de variação no final
dos ensaios, realizados de junho a outubro de 2007................................................70
Tabela 7. Valores de CENO (%) obtidos a partir dos resultados dos ensaios de
toxicidade crônica realizados com as amostras do efluente bruto e tratado pela ETE
da UNISC nos dias 8 e 13 de novembro de 2007.....................................................73
Tabela 8. Resultado da caracterização física e química do efluente da ETE da
UNISC.......................................................................................................................75
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
16
LISTA DE ABREVIATURAS
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
ASTM American Society for Testing and Materials
BAS Biofiltro aerado submerso
BF’s Biofiltros
CE(I)50
Concentração Efetiva Inicial Mediana – concentração da amostra no início
do ensaio, que causa efeito agudo a 50% dos organismos em 48h)
CENO Concentração de efeito não observado
CETESB Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental
CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente
CONSEMA Conselho Estadual do Meio Ambiente
COT Carbono Orgânico Total
DBO
5
Demanda Bioquímica de Oxigênio, 5 dias a 20º C
DIN Deutsches Institut für Normung
DQO Demanda Química de Oxigênio
ETE Estação de tratamento de esgoto
IBAMA Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis
ISO International Organization for Standardization
OD Oxigênio dissolvido
OECD Organization for Economic Co-Operation and Development
POA’s Processos Oxidativos Avançados
PROSAB Programa de Pesquisa de Saneamento Básico
PVC Policloreto Cloreto de Vinila
UASB Reator anaeróbio de fluxo ascendente de manta de lodo
UNISC Universidade de Santa Cruz do Sul
UV Radiação ultravioleta
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
17
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO.....................................................................................................................18
1. OBJETIVOS.....................................................................................................................21
1.1 Objetivo geral:................................................................................................................21
1.2 Objetivos específicos:....................................................................................................21
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA.............................................................................................22
2.1 Utilização da água .........................................................................................................22
2.2 Tratamento de Efluentes................................................................................................25
2.2.1 Reatores Anaeróbios de Fluxo Ascendente e Manta de Lodo - UASB.......................26
2.2.2 Biofiltro Aerado ...........................................................................................................28
2.2.3 Processos Oxidativos Avançados (POA’s)..................................................................30
2.2.3.1 Aplicação da radiação ultravioleta (UV)....................................................................31
2.2.3.2 Aplicação de ozônio.................................................................................................32
2.2.3.3 Aplicação de dióxido de titânio.................................................................................32
2.3 Monitoramento da qualidade da água............................................................................33
2.3.1 Ecotoxicologia.............................................................................................................34
2.3.2 Monitoramento Ecotoxicológico ..................................................................................37
2.3.2.1 Testes ecotoxicológicos utilizando algas..................................................................40
2.3.2.2 Testes ecotoxicológicos utilizando microcrustáceos.................................................41
3. METODOLOGIA..............................................................................................................43
3.1 Estação de Tratamento de Esgotos - ETE.....................................................................43
3.2 Amostragem ..................................................................................................................46
3.3 Ensaios Ecotoxicológicos...............................................................................................47
3.3.1. Cultivo de Daphnia magna.........................................................................................47
3.3.1.1 Controle da sensibilidade do organismo-teste Daphnia magna................................50
3.3.1.2 Teste agudo com Daphnia magna ...........................................................................50
3.3.1.2.1 Teste utilizando amostras tratadas por Processos Oxidativos Avançados ............52
3.3.1.3 Processamento dos dados.......................................................................................53
3.3.2 Cultivo e ensaio com Scenedesmus subspicatus........................................................54
3.3.2.1 Validação do ensaio.................................................................................................56
3.3.2.2 Processamento dos dados.......................................................................................56
3.3.2.3 Controle da sensibilidade do organismo-teste Scenedesmus subspicatus...............56
3.4 Análises físico-químicas.................................................................................................57
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO .......................................................................................58
4.1 Ensaios Ecotoxicológicos...............................................................................................58
4.1.1 Testes de sensibilidade com Daphnia magna.............................................................58
4.1.1.2 Testes com Daphnia magna ....................................................................................59
4.1.2 Teste de sensibilidade com Scenedesmus subspicatus..............................................69
4.1.2.1 Testes com Scenedesmus subspicatus ...................................................................69
4.2 Análises físico-químicas.................................................................................................74
CONCLUSÃO......................................................................................................................82
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.....................................................................................84
ANEXOS..............................................................................................................................93
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
18
INTRODUÇÃO
A manutenção do equilíbrio de ecossistemas aquáticos e terrestres encontra-
se associada à qualidade de suas fontes de água. A sobrevivência de populações
pode ser seriamente comprometida em função do volume e da composição dos
resíduos líquidos que são lançados no ambiente sem tratamento adequado.
Mais do que um insumo indispensável à produção e um recurso estratégico
para o desenvolvimento econômico, a água é vital para a manutenção dos ciclos
biológicos, geológicos e químicos que mantêm em equilíbrio os ecossistemas.
O uso de recursos hídricos e sua conservação é um dos principais desafios
do desenvolvimento sustentável, devido ao aumento da população e à falta de
controle dos impactos das atividades humanas sobre o espaço natural.
Os ecossistemas aquáticos recebem uma grande variedade e quantidade de
poluentes, sejam esses lançados no ar, no solo ou diretamente nos corpos d’água,
provocando em muitos casos, impactos irreversíveis.
No Brasil, embora existam diversos sistemas individuais de tratamento e
disposição de esgotos implantados, a maioria deles apresenta problemas de
funcionamento e não cumprem as suas finalidades de tratabilidade e disposição
correta dos esgotos.
O tratamento de efluentes é usualmente classificado através dos seguintes
níveis: preliminar, primário, secundário e terciário. O tratamento preliminar objetiva
apenas a remoção dos sólidos grosseiros, enquanto o tratamento primário visa a
remoção de sólidos sedimentáveis e parte da matéria orgânica. Em ambos
predominam os mecanismos físicos de remoção de poluentes. Já no tratamento
secundário, no qual predominam mecanismos biológicos, o objetivo é principalmente
a remoção da matéria orgânica e eventualmente nutrientes (nitrogênio e fósforo).
Neste, são utilizados processos como Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente e
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
19
Manta de Lodo (UASB) e Biofiltros Aerados. O tratamento terciário objetiva a
remoção de poluentes específicos (usualmente tóxicos ou compostos não
biodegradáveis) ou ainda, a remoção complementar de poluentes não
suficientemente removidos no tratamento secundário. Neste tratamento, incluem-se
os Processos Oxidativos Avançados (POA’s).
Programas de monitoramento são importantes em avaliações de impacto
ambiental, pois fornecem informações relevantes a respeito da extensão da
poluição, do impacto ambiental provável e da deterioração ou da melhoria gerada
numa escala temporal e espacial; permitem avaliar a eficiência de ações mitigadoras
adotadas com o propósito de reduzir ou eliminar a origem da contaminação e podem
ser utilizados na avaliação de normas ou guias que estejam em vigor, elaborados
com fins de proteção ambiental.
A ecotoxicologia é a ciência que estuda o impacto potencialmente deletério de
substâncias ou compostos químicos que constituem poluentes ambientais sobre os
organismos vivos. Estão inseridos em seus objetivos: avaliar a toxicidade de
poluentes em laboratório e no meio ambiente; compreender os mecanismos de ação
de substâncias tóxicas e avaliar o risco que substâncias ou compostos químicos
tóxicos apresentam para o meio ambiente.
Nos estudos de ecotoxicidade avaliam-se os efeitos causados ao organismo-
teste, por meio da exposição de organismos representativos do ambiente às várias
concentrações do efluente ou da substância potencialmente tóxica a ser testada, por
período determinado. São avaliados os efeitos agudos, onde se observa letalidade e
imobilidade, e os efeitos crônicos, em que se observam alterações no crescimento,
reprodução e sobrevivência.
Os organismos utilizados em bioensaios são representativos da biota,
preferencialmente que sejam de fácil aplicação aos testes. Muitas vezes são
selecionados mais de um organismo, abrangendo mais posições dentro da cadeia
trófica. Diversos organismos são utilizados como bioindicadores, entre eles as algas,
representando os produtores, os microcrustáceos, representantes dos consumidores
primários e os peixes, como consumidores terciários.
O efluente do Campus Universitário de Santa Cruz do Sul é composto por
águas negras advindas dos sanitários, sendo a urina o principal resíduo, em função
da população flutuante média da universidade ser de 10000 alunos por semestre.
Neste contexto, ciente da problemática advinda da poluição aquática, a
Universidade de Santa Cruz do Sul (UNISC) instalou em suas dependências uma
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
20
planta de tratamento de esgoto a fim de remover nutrientes e matéria orgânica,
utilizando os processos UASB e biofiltro aerado. Desta forma, o presente trabalho
visa avaliar a eficiência da detoxificação do efluente tratado pela estação de
tratamento de esgoto (ETE) da UNISC, através de bioensaios, utilizando produtores
e consumidores primários.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
21
1. OBJETIVOS
1.1 Objetivo geral:
Avaliar a eficiência da detoxificação do efluente tratado pela Estação de
Tratamento de Esgoto da Universidade de Santa Cruz do Sul, através de bioensaios,
utilizando produtores e consumidores primários.
1.2 Objetivos específicos:
• Avaliar a sensibilidade dos organismos Daphnia magna e realizar testes de
toxicidade com os mesmos;
• Implementar testes ecotoxicológicos utilizando a alga Scenedesmus
subspicatus;
• Avaliar a eficiência da detoxificação do efluente bruto e tratado por
processos aeróbios e anaeróbios pela ETE da UNISC em escala real, utilizando
bioensaios;
• Avaliar a eficiência da detoxificação do efluente tratado por processos
oxidativos avançados em bancada, utilizando bioensaios;
• Realizar análises físico-químicas dos efluentes bruto e tratado pela ETE da
UNISC.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
22
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 Utilização da água
A água constitui um dos compostos de maior distribuição na crosta terrestre.
Sua importância para a vida está no fato de que nenhum processo metabólico ocorre
sem a sua ação direta ou indireta. Foram suas propriedades anômalas, comparando
com outros compostos, que possibilitaram o surgimento da vida na Terra
(ESTEVES, 1998).
A manutenção do equilíbrio de ecossistemas aquáticos e terrestres encontra-
se associada à qualidade de suas fontes de água. A sobrevivência de populações
pode ser seriamente comprometida em função do volume e da composição dos
resíduos líquidos que são lançados no ambiente sem tratamento adequado. Os
ecossistemas naturais exibem notável resistência e elasticidade para se adequar às
perturbações, porque estão naturalmente adaptados a gerar um rápido equilíbrio no
sistema; mas no caso de uma perturbação duradoura e com elevadas cargas de
produtos, os efeitos maléficos podem ser pronunciados e prolongados, uma vez que
os organismos não possuem um período evolutivo de adaptação (ODUM, 1983).
Mais do que um insumo indispensável à produção e um recurso estratégico
para o desenvolvimento econômico, a água é vital para a manutenção dos ciclos
biológicos, geológicos e químicos que mantém em equilíbrio os ecossistemas. É,
ainda, uma referência cultural e um bem social indispensável à adequada qualidade
de vida da população. Porém, cada vez mais a água é um recurso escasso em
nosso país (CAMARGO et al., 2002).
O uso dos recursos hídricos e sua conservação é um dos principais desafios
do desenvolvimento sustentável, devido ao aumento da população e à falta de
controle dos impactos das atividades humanas sobre o espaço natural. A legislação
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23
ambiental brasileira foi instituída na década de 1980. Os anos 1990 foram marcados
pelo desenvolvimento sustentável no plano mundial e no Brasil (Rio-92 e Agenda
21), pela legislação de recursos hídricos, aprovada em 1997, que mudou a visão dos
recursos hídricos de setorial para integrada. O início do novo milênio tem como
principal questão a crise da água, identificada pela redução da água, o aumento da
demanda e a deterioração por causa da poluição (TUCCI, 2002).
O uso abusivo e descontrolado da água levou à poluição preocupante dos
recursos hídricos, em escala mundial, resultando, em muitas regiões, na escassez
de água de boa qualidade para a dessedentação dos seres vivos, produção de
alimentos e outros usos indispensáveis para a vida (KNIE e LOPES, 2004). É
possível observar as inúmeras modificações que os ecossistemas aquáticos vêm
sofrendo, na maioria das vezes, decorrentes das atividades humanas em seus mais
diferentes aspectos. Os ecossistemas aquáticos recebem uma grande variedade e
quantidade de poluentes, sejam esses lançados no ar, no solo ou diretamente nos
corpos d’água, ocasionando em muitos casos, impactos irreversíveis.
Segundo Souza (2000), as principais fontes de poluição hídrica no Brasil são
as atividades produtivas (agrícolas, de serviço e industriais) e principalmente os
esgotos domésticos que despejam cerca de 10 bilhões de metros cúbicos
diariamente nos rios e córregos brasileiros, sendo que destes apenas 4% recebem
algum tipo de tratamento.
De acordo com Motta (2000) e Souza (2000), a poluição dos recursos hídricos
pode provocar muitos problemas, os quais tendem a se agravar, como resultado do
uso incorreto que o homem faz da mesma e das atividades que desenvolve em suas
margens e na bacia hidrográfica como um todo. As conseqüências da poluição da
água podem ser de caráter sanitário, ecológico, social ou econômico, gerando assim
o agravamento dos problemas de escassez de água de boa qualidade; elevação do
custo do tratamento da água; refletindo-se no preço a ser pago pela população;
assoreamento dos mananciais, resultando em problemas de diminuição da oferta de
água e de inundações; desvalorização das propriedades marginais; prejuízos aos
peixes e a outros organismos aquáticos; desequilíbrios ecológicos; proliferação
excessiva de algas e de vegetação aquática, com suas conseqüências negativas;
degradação da paisagem; impactos sobre a qualidade de vida da população, onde a
utilização da água poluída para o consumo doméstico provoca inúmeras doenças
infecciosas no mundo, perfazendo milhões de vítimas e acometendo mais de um
bilhão de pessoas a cada ano.
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Segundo o Ministério do Meio Ambiente (BRASIL, 2006), 4097 (42%) dos
9848 municípios possuem rede coletora, porém 1383 deles têm estações de
tratamento (14% do total). Contudo, apenas 118 realizam desinfecção dos esgotos.
Do total de volume coletado de esgotos, apenas 35% recebem algum tipo de
tratamento, resultando em cerca de 9.400.000 m
3
de esgotos brutos encaminhados
diariamente aos corpos de água do país, considerando-se somente aquele coletado
por rede. Cerca de 3288 distritos com rede (80%) não possuem qualquer extensão
de interceptor, potencialmente provocando a deterioração da qualidade das águas
dos corpos receptores situados nas malhas urbanas.
O aumento da urbanização, do uso de produtos químicos na agricultura e das
indústrias aumenta o retorno de água contaminada para os rios. A expansão do uso
da água sem uma visão ambiental produz deterioração dos mananciais (superficiais
e subterrâneos) e a redução da cobertura de água segura para a população (TUCCI,
2002).
Os esgotos domésticos ou domiciliares provêm principalmente de residências,
edifícios comerciais, instituições ou quaisquer edificações que contenham
instalações de banheiros, lavanderias, cozinhas, ou qualquer dispositivo de
utilização da água para fins domésticos (SPERLING, 1996).
O homem mudou as condições químicas, físicas e biológicas de muitos rios
que são severamente afetados, ocasionando reduções drásticas nas comunidades
aquáticas e até mesmo extinguindo espécies. O uso da água pela agricultura e
urbanização interfere muito nas características dos corpos d‘água, alterando a
hidrologia e morfologia dos rios. O descarte de efluentes altera o ciclo de minerais
dos rios, ocasionando depleção de oxigênio e outros problemas relacionados
(ADMIRAAL et al., 2000).
Técnicas avançadas de tratamento de efluentes líquidos exercem um papel
fundamental no tratamento e gerenciamento de efluentes domésticos e industriais,
com o objetivo de atingir padrões de qualidade sustentáveis para o ambiente
aquático, proteção da saúde pública e para reuso e recirculação da água. As
técnicas de tratamento convencionais e avançadas consistem de uma combinação
de processos físicos, físico-químicos e biológicos para remover sólidos
sedimentáveis, em suspensão e dissolvidos, matéria orgânica, metais, ânions,
nutrientes e organismos patogênicos. Na ótica do desenvolvimento sustentável, os
processos de tratamento de efluentes líquidos devem ser encarados como
fluxogramas para recuperação de insumos e energia, e não apenas adequação da
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qualidade da água. Esta visão favorece o investimento em tecnologias inovadoras,
pois a água adquire valor econômico como alternativa de suprimento de água e
diminuição de custos (TESSELE in www.lapes.ufrgs.br/ltm/pdf/Fabiana.pdf)
Segundo Chernicharo (1997), diante do enorme déficit sanitário, aliado ao
quadro epidemiológico e ao perfil sócio-econômico das comunidades brasileiras,
constata-se a necessidade por sistemas simplificados de coleta e tratamento de
esgotos. Como exemplo cita: sistemas individuais de tratamento e disposição de
excretante e esgotos (fossa séptica, tanque séptico, filtro anaeróbio), sistema
condominial de coleta de esgotos e sistemas coletivos de tratamento de esgotos
(lagoa de estabilização, aplicação no solo, tanque séptico com filtro anaeróbio,
reator anaeróbio de manta de lodo).
2.2 Tratamento de Efluentes
O tratamento dos esgotos é usualmente classificado através dos seguintes
níveis: preliminar, primário, secundário, terciário (Tabela 1). O tratamento preliminar
objetiva apenas a remoção dos sólidos grosseiros, enquanto o tratamento primário
visa a remoção de sólidos sedimentáveis e parte da matéria orgânica. Em ambos
predominam os mecanismos físicos de remoção de poluentes. Já no tratamento
secundário, no qual predominam mecanismos biológicos, o objetivo é principalmente
a remoção da matéria orgânica e eventualmente nutrientes (nitrogênio e fósforo). O
tratamento terciário objetiva a remoção de poluentes específicos (usualmente
tóxicos ou compostos não biodegradáveis) ou ainda, a remoção complementar de
poluentes não suficientemente removidos no tratamento secundário (SPERLING,
1996).
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Tabela 1. Níveis de tratamento de esgoto.
Nível Remoção
Preliminar - Sólidos em suspensão grosseiros (materiais de maiores dimensões e areia)
Primário - Sólidos em suspensão sedimentáveis
- DBO em suspensão (matéria orgânica componente dos sólidos em suspens
ão
sedimentáveis)
Secundário
-
DBO em suspensão (matéria orgânica em suspensão fina, não removida no
tratamento primário)
- DBO solúvel (matéria orgânica na forma de sólidos dissolvidos)
Terciário - Nutrientes
- Patogênicos
- Compostos não biodegradáveis
- Metais pesados
- Sólidos inorgânicos dissolvidos
- Sólidos em suspensão remanescentes
Fonte: Sperling (1996).
2.2.1 Reatores Anaeróbios de Fluxo Ascendente e Manta de Lodo - UASB
Nos últimos anos, diversas instituições têm se dedicado a trabalhos de
pesquisa fundamental e aplicada na área de tratamento anaeróbio, tendo contribuído
significativamente para a evolução e uma maior disseminação da tecnologia de
tratamento anaeróbio no Brasil. Em decorrência da ampliação de conhecimento na
área, os sistemas anaeróbios de tratamento de esgotos, notadamente os reatores de
manta de lodo (UASB), cresceram em maturidade, passando a ocupar uma posição
de destaque, não só em nível mundial, mas principalmente em nosso país, face às
favoráveis condições ambientais de temperatura (CHERNICHARO, 1997).
O reator de manta de lodo foi inicialmente desenvolvido e aplicado largamente
na Holanda. Essencialmente, o processo consiste de um fluxo ascendente de
esgotos através de um leito de lodo denso e de elevada atividade (Figura 1). A
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27
estabilização da matéria orgânica ocorre em todas as zonas de reação (leito e manta
de lodo), sendo a mistura do sistema promovida pelo fluxo ascensional do esgoto e
das bolhas de gás. O esgoto entra pelo fundo e o efluente deixa o reator através de
um decantador interno localizado na parte superior do reator. Um dispositivo de
separação de gases e sólidos, localizado abaixo do decantador, garante as
condições ótimas para a sedimentação das partículas que se degradam da manta de
lodo, permitindo que estas retornem à câmara de digestão, ao invés de serem
arrastados para fora do sistema. Embora parte das partículas mais leves sejam
perdidas juntamente com o efluente, o tempo médio de residência de sólidos no
reator é mantido suficientemente elevado para manter o crescimento de uma massa
densa de microrganismos formadores de metano, apesar do reduzido tempo de
detenção hidráulica (VAN HAANDEL e MARAIS, 1999; CHERNICHARO, 1997).
Figura 1.
Reator UASB mostrando suas etapas.
Fonte: Chernicharo (1997).
O Reator Anaeróbio de Manta de Lodo (UASB) é uma das formas utilizadas
para o tratamento de dejetos de suínos. Este apresenta um grande avanço
tecnológico e grande aceitação, além de possuir simplicidade construtiva e baixo
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
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custo operacional. É capaz de suportar altas cargas orgânicas e produzir como
subproduto o biogás, composto rico em metano – CH
4
(CAMPOS et al., 2005).
Segundo Koetz et al. (1996), o reator UASB foi utilizado para tratamento de
efluente de indústria de parboilização de arroz, o qual foi monitorado, avaliando-se a
melhor condição de operação e eficiência de remoção de DQO. A remoção média de
DQO total foi de 78,4% e de DQO solúvel foi de 83,4%, mostrando ser boa a
eficiência na remoção de sólidos orgânicos.
Muitas pesquisas são realizadas também utilizando sistemas UASB seguidos
de pós-tratamento a fim de atenuar o potencial poluidor de despejos industriais,
como o trabalho desenvolvido por Sampaio et al. (2004), o qual utilizou o reator
UASB seguido de reator biológico de leito fixo. Este trabalho demonstrou que o
sistema empregado teve excelente desempenho no tratamento do efluente da
indústria de beneficiamento de castanha de caju, removendo em média 95% de
compostos causadores de DQO e 93% de nitrato.
2.2.2 Biofiltro Aerado
Os biofiltros aerados com leito filtrante (Figura 2) constituem-se, hoje em dia,
numa tecnologia madura, originando Estações de Tratamento de Esgotos (ETEs)
compactas que podem ser enterradas no sub-solo de estádios esportivos, parques e
edifícios em pleno ambiente urbano. Uma das principais vantagens da tecnologia é a
possibilidade de gerar estações com baixo impacto ambiental, passíveis de serem
cobertas e desodorizadas com relativa simplicidade. Outras vantagens são a
compacidade, o aspecto modular, a rápida entrada em regime, a resistência ao
choque de cargas, a ausência de clarificação secundária e a resistência à baixas
temperaturas do esgoto (GONÇALVES et al., 2001).
No Brasil, associados em série a reatores do tipo UASB, os biofiltros aerados
submersos vêm recentemente sendo utilizados como solução para o tratamento de
esgotos em pequenos e médios municípios. Com inúmeras simplificações com
relação aos processos similares da Europa, novos biofiltros surgidos no Brasil geram
ETEs compactas, com baixos custos de implantação, operação e manutenção, que
não demandam mão-de-obra qualificada e apresentam baixo consumo energético e
produção de lodos (BOF et al., 2001).
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
29
Um filtro biológico consiste, basicamente, de um tanque preenchido com
material de alta permeabilidade, tal como pedras, ripas ou material plástico, sobre o
qual os esgotos são aplicados sob a forma de gotas ou jatos. Após a aplicação, os
esgotos percolam em direção aos drenos de fundo. Esta percolação permite o
crescimento bacteriano na superfície da pedra ou do material de enchimento, na
forma de uma película fixa denominada biofilme. O esgoto passa sobre o biofilme,
promovendo o contato entre os microrganismos e o material orgânico. Os biofiltros
aerados podem operar com fluxo ascendente ou descendente e, como necessitam
de fornecimento de ar para aeração, este é feito através de difusores de bolhas
grossas, colocados na parte inferior do filtro e alimentados por sopradores
(GONÇALVES et al., 2001).
Figura 2
.
Imagem de um Biofiltro Aerado.
Fonte: Gonçalves et al. (2001).
O biofiltro aerado submerso (BAS) surge como uma promissora alternativa
para o tratamento complementar de efluente de reatores UASB. Trata-se de uma
modalidade de tratamento cujas principais características são a existência de um
leito suporte para a adesão de microorganismos, que pode ser estruturado ou
granulado, e de um sistema de aeração por ar difuso (HIRAKAWA et al., 2002;
CHERNICHARO et al., 2006).
Uma configuração de ETE associando em série reatores UASB e BFs foi
desenvolvida por Gonçalves et al. (1994), tendo sido objeto de pesquisa pela
Universidade Federal do Espírito Santo, no âmbito do edital 2 do Programa de
Pesquisa de Saneamento Básico (PROSAB), e tendo atingido a escala industrial a
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partir de 1997. A configuração proposta elimina a decantação primária, substituindo-
a por reatores UASB, que removem cerca de 70% da DBO presente no esgoto. O
pós-tratamento do efluente anaeróbio é realizado nos biofiltros aerados, objetivando
a remoção de matéria orgânica e de sólidos suspensos remanescentes
(GONÇALVES et al., 2001).
Segundo os mesmos autores, os biofiltros atingem diferentes objetivos como:
a oxidação de matéria orgânica, a nitrificação secundária ou terciária, a
desnitrificação e a desfosfatação físico-química. No Brasil, os biofiltros aerados vêm
sendo utilizados basicamente como unidade de pós-tratamento do efluente de
reatores UASB, com vistas à remoção de matéria orgânica.
2.2.3 Processos Oxidativos Avançados (POA’s)
A remoção de poluentes orgânicos no ambiente tem sido um grande desafio
tecnológico, pois, inúmeras vezes, tecnologias de tratamento convencionais não são
eficientes. Por esse motivo tem crescido a busca por tecnologias efetivas para
destruí-los. Nos últimos 20 anos os Processos Oxidativos Avançados (POA’s) têm
merecido destaque devido à sua alta eficiência na degradação de inúmeros
compostos orgânicos e custo operacional baixo. Têm se mostrado uma alternativa
no tratamento de águas superficiais e subterrâneas, bem como de águas residuárias
e solos contaminados (TEIXEIRA e JARDIM, 2004).
Segundo os mesmos autores, esses processos se caracterizam por
transformar a grande maioria dos contaminantes orgânicos em dióxido de carbono,
água e ânions inorgânicos, através de reações de degradação, que envolvem
espécies transitórias oxidantes, principalmente radicais hidroxila. São processos
limpos e não seletivos, podendo degradar inúmeros compostos.
Os radicais hidroxila podem ser gerados através de reações envolvendo
oxidantes fortes, como ozônio (O
3
) e peróxido de hidrogênio (H
2
O
2
), semicondutores,
como dióxido de titânio (TiO
2
) e óxido de zinco (ZnO), e radiação ultravioleta (UV).
Existe uma série de tecnologias de tratamento de efluentes disponíveis no
mercado. Entretanto, levando em consideração que as matrizes de interesse são
muitas vezes compostas de substâncias com alta toxicidade e que, destruir o
poluente é muito mais interessante do que simplesmente transferi-lo de fase, nos
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
31
últimos anos os Processos Oxidativos Avançados vêm se difundindo e crescendo
(TEIXEIRA e JARDIM, 2004).
Muitos estudos têm demonstrado que os POA’s são capazes de promover a
total mineralização de uma grande variedade de contaminantes orgânicos e a
inativação de amplo espectro de agentes patogênicos (EMMANUEL et al., 2005;
SPERLING, 2005; DANIEL, 2001).
2.2.3.1 Aplicação da radiação ultravioleta (UV)
A fração mais energética do espectro ultravioleta (UV) é comumente usada
como bactericida em tratamento de água e ar, permitindo um taxa de desinfecção
eficiente pelo emprego de lâmpadas germicidas (254 nm), sem, contudo, eliminar a
massa microbiana. A desinfecção com radiação ultravioleta é diferente dos métodos
que utilizam produtos químicos, como, por exemplo, o cloro. Sendo assim, não
adiciona produtos ao esgoto ou à água, não há residual desinfetante e a ação da
radiação só é efetiva enquanto a fonte estiver ligada ou o líquido estiver passando
pelo reator fotoquímico. Há dois modelos de fontes de radiação artificiais ultravioleta:
as lâmpadas de baixa pressão de vapor de mercúrio e as lâmpadas de média
pressão de vapor de mercúrio (CHERNICHARO, 2001; DANIEL, 2001).
A radiação UV pode ser usada individualmente e com muito sucesso na
inativação de algas e na inativação de microorganismos patogênicos, pois ela causa
um dano no seu DNA, impedindo sua reprodução. Além disso, a radiação UV pode
ser usada na destruição de compostos orgânicos em processos de degradação
fotoquímicos e fotocatalíticos. Os radicais hidroxila, que são as espécies oxidantes
nesses processos, pode ser gerados através da utilização de oxidantes, como
ozônio, peróxido de hidrogênio, Fenton, e outros, sem radiação UV. Entretanto, o
uso combinado desses oxidantes com UV apresenta uma série de vantagens,
aumentando a eficiência dos processos catalíticos (TEIXEIRA e JARDIM, 2004).
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
32
2.2.3.2 Aplicação de ozônio
O ozônio é um gás incolor de odor pungente e com alto poder oxidante.
Possui forma triatômica do oxigênio e, em fase aquosa, ele se decompõe
rapidamente a oxigênio e espécies radicalares. O ozônio também tem sido estudado
há muitos anos e a sua utilização tem sido citada em um número cada vez maior de
trabalhos, pois é eficiente na degradação de uma grande variedade de poluentes em
fase líquida, bem como na remoção de odores em fase gasosa (TEIXEIRA e
JARDIM, 2004).
Segundo os mesmos autores, existem dois tipos de reações envolvendo
ozônio: direta, onde a molécula de ozônio reage diretamente com outras moléculas
orgânicas ou inorgânicas, via adição eletrofílica, e indireta, através de reações
radicalares (principalmente
.
OH). Além disso, existem diversas formas do ozônio
gerar radicais hidroxila, dependendo dos coadjuvantes presentes no sistema
reacional.
Em se tratando de desinfecção de efluentes, o ozônio é apresentado como
excelente neste tipo de processo devido à sua rapidez de ação, ao seu elevado
potencial de oxidação-redução, à sua eficiência na inativação de microorganismos e
devido à baixa toxicidade encontrada nos efluentes tratados. Além de desinfetar, a
ozonização de efluentes secundários reduz a concentração de sólidos suspensos
totais pela flotação e pela solubilização. A ação oxidante do ozônio atua sobre as
moléculas orgânicas que causam cor. Assim, o efluente desinfetado normalmente
tem cor menor que o não desinfetado. Por conseqüência, ocorre redução de
demanda bioquímica de oxigênio (DBO
5
), demanda química de oxigênio (DQO) e
absorbância em comprimento de onda de 254 nm (CHERNICHARO, 2001).
2.2.3.3 Aplicação de dióxido de titânio
De acordo com Teixeira e Jardim (2004), de todos os fotocatalisadores
semicondutores mencionados na literatura, o dióxido de titânio (TiO
2
) é o
fotocatalisador mais ativo e o que mais tem sido utilizado na degradação de
compostos orgânicos presentes em águas e efluentes. Além disso, nas últimas
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33
décadas, o TiO
2
tem sido extensivamente estudado por suas propriedades elétricas,
magnéticas e eletroquímicas e, com isso, tem sido utilizado numa variedade enorme
de aplicações tecnológicas. Algumas das vantagens do dióxido de titânio são o baixo
custo, a não toxicidade, a insolubilidade em água, a fotoestabilidade, a estabilidade
química numa ampla faixa de pH, a possibilidade de imobilização sobre sólidos e a
possibilidade de ativação por luz solar.
O TiO
2
pode ser utilizado na forma de suspensão (lama) ou imobilizado, cada
qual com as suas vantagens e desvantagens. Muitos trabalhos têm sido realizados
com o intuito de melhor viabilizar o uso dos catalisadores, imobilizando-os em
diversas matrizes inertes, o que simplifica seu manuseio e possibilita sua
modificação catalítica, em particular pela deposição de pequenas quantidades de
metal em sua superfície, diminuindo a recombinação dos elétrons e das lacunas, um
dos problemas da fotocatálise heterogênea. No entanto, estando o catalisador
imobilizado, os volumes tratados não podem ser grandes, pois a superfície entre ele
e a fonte luminosa impede que os fótons emitidos consigam atingir a superfície
catalítica (FERREIRA e DANIEL, 2004; DANIEL, 2001).
2.3 Monitoramento da qualidade da água
O monitoramento da qualidade da água inclui tanto o monitoramento físico e
químico quanto o monitoramento biológico. Desses dois enfoques, o monitoramento
biológico destaca-se basicamente em função de dois importantes argumentos.
Primeiro, os organismos apresentam uma resposta integrada ao seu ambiente, e,
em segundo, se o que interessa é manter comunidades biológicas saudáveis é muito
mais apropriado monitorar as comunidades aquáticas que somente as variáveis
físicas e químicas (LOBO e CALLEGARO, 2000).
Nesse sentido, Fonseca (1997) afirma que a decisão por um programa de
biomonitoramento através de testes de toxicidade aquática vem corrigir as limitações
encontradas no monitoramento apenas físico e químico. Segundo Rebouças et al.
(2002), os testes biológicos de toxicidade, também denominados de bioensaios,
constituem a base do biomonitoramento da água, definido como determinação dos
efeitos de poluentes tóxicos lançados a um corpo d'água sobre a vida aquática,
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34
inclusive com possibilidade de controle sobre a bioacumulação desses poluentes
nos tecidos dos organismos vivos.
2.3.1 Ecotoxicologia
A ecotoxicologia focaliza a interação entre química ambiental e biota,
destinando efeitos adversos para diferentes níveis da organização biológica. Efeitos
tóxicos de compostos na biota e em ecossistemas são estimados em relação a sua
química e destinação no ambiente. A biodisposição de químicos, que é dependente
de processos biogeoquímicos e fisiológicos, é um importante fator muitas vezes
negligenciado em avaliações ecotoxicológicas e do risco ambiental (FENT, 2003).
Segundo Brentano e Lobo (2003), a ecotoxicologia é a moderna ciência que
estuda o impacto potencialmente deletério de substâncias ou compostos químicos
que constituem poluentes ambientais sobre os organismos vivos. Estão inseridos em
seus objetivos: avaliar a toxicidade de poluentes em laboratório e no meio ambiente;
compreender os mecanismos de ação de substâncias tóxicas e avaliar o risco que
substâncias ou compostos químicos tóxicos apresentam para o meio ambiente.
Bohrer (1995) cita informações que podem ser obtidas através dos testes de
toxicologia como: efeitos resultantes das interações de compostos químicos; pode-
se estabelecer diluições necessárias para reduzir ou prevenir efeitos tóxicos em
águas receptoras; avaliar o impacto dos corpos receptores; e, ainda, determina a
persistência da toxicidade.
Outra vantagem é justificada por Schäfer (1984), que identifica dois grupos de
fatores que provocam modificações nos sistemas vivos. O primeiro grupo apresenta
os efeitos que substâncias naturais (orgânicas e inorgânicas degradáveis)
promovem através de uma alteração quantitativa. O segundo grupo representa os
efeitos que substâncias tóxicas não degradáveis ou persistentes promovem, por sua
presença ou pelo grau de concentração, sendo que este grupo de poluentes é
detectado pelas análises ecotoxicológicas.
De acordo com Fernicola et al. (2003), o princípio fundamental da
Ecotoxicologia é baseado na análise dos processos de transferência de
contaminantes nos ecossistemas e nos efeitos sobre sua estrutura e funcionamento
(Figura 3). Os fatores bióticos e abióticos caracterizam os ecossistemas e definem a
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
35
base para qualquer abordagem ecotoxicológica. Os contaminantes incluem agentes
físicos, químicos e, em alguns casos, biológicos, que podem originar perturbações
nos ecossistemas e em seus compartimentos. Os fatores abióticos e bióticos, e os
contaminantes, caracterizam-se por diversidade extrema e por formas de inter-
relacionamento, resultando uma hipercomplexidade de mecanismos
ecotoxicológicos, onde contaminantes trazem, ainda, outra dimensão para a
dificuldade de caracterização dos estudos ecológicos.
Figura 3..
Abordagem ecotoxicológica.
Fonte: Fernicola et al. (2003).
Assim, a ecotoxicologia permite avaliar os danos ocorridos nos diversos
ecossistemas após contaminação e também prever impactos futuros, quando da
comercialização de produtos químicos e/ou lançamentos de despejos num
determinado ambiente (ZAGATTO, 2006).
Os primeiros estudos na área de ecotoxicologia incluíram pesquisas básicas
para definir e identificar a biologia e morfologia dos corpos d'água, incorporando
investigações sobre como os seres vivos interagem, tratando e reduzindo a poluição
orgânica. Forbes, em 1887, foi um dos primeiros pesquisadores a realizar um estudo
integrado, classificando os rios em zonas de poluição, baseado nas espécies
Atividades humanas
Processos naturais
Fontes de contaminação
Ecossistemas
Biótopo
Fatores
abióticos
Biótopo
Fatores
bióticos
Conseqüências ecotoxicológicas
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
36
tolerantes e sua presença ou ausência nos ecossistemas aquáticos (BRENTANO e
LOBO, 2003).
Os primeiros testes de toxicidade com despejos industriais foram realizados
entre 1863 e 1917 e somente na década de 1930 foram implementados alguns
testes de toxicidade aguda com organismos aquáticos, com o objetivo de
estabelecer a relação causa/efeito de substâncias químicas e despejos líquidos. Os
primeiros organismos a serem testados foram os peixes, a fim de avaliar a
toxicidade de despejos líquidos. Após constatado que algumas espécies de peixes
demonstraram maior resistência aos agentes químicos, foram testadas espécies
mais sensíveis, de importância econômica e representativos do ambiente aquático,
tornando evidente a diferença na sensibilidade das espécies e seu significado
ecológico (ZAGATTO, 2006).
Segundo o mesmo autor, na década de 1970, desenvolveram-se pesquisas
com ênfase na escolha de organismos sensíveis e representativos do ambiente
aquático e no cultivo de organismos em escala laboratorial, visando tornar os testes
práticos, confiáveis e reprodutíveis.
Nessa época, pesquisadores americanos observaram que os limites
estabelecidos para vários agentes tóxicos isoladamente não poderiam preservar a
qualidade da água necessária à manutenção da vida aquática. A partir dessas
observações, a Toxicologia Aquática teve seu desenvolvimento acelerado, em
função do conhecimento da toxicidade de efluentes líquidos complexos e das
interações entre os agentes tóxicos presentes em efluentes e seus efeitos à biota
aquática (BERTOLETTI, 1990).
Na década de 1980, foram desenvolvidos ensaios de toxicidade de curta
duração com fases mais sensíveis de microcrustáceos e peixes, os quais foram
padronizados e estão mundialmente em uso, e fazem parte das exigências legais
dos órgãos ambientais em diversos países. Nas décadas de 1980/1990, intesificou-
se a implementação dos testes ecotoxicológicos para o estabalecimento de padrões
de qualidade da água, e de lançamento de efluentes líquidos no monitoramento da
qualidade das águas e na avaliação de nível de periculosidade e de risco de
substâncias químicas no ambiente, visando ao controle da poluição hídrica
(ZAGATTO, 2006).
Atualmente, vários ensaios de toxicidade já estão padronizados nacional e
internacionalmente por associações ou organizações de normalização, como
Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), Deutsches Institut für Normung
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
37
(DIN), International Organization for Standardization (ISO) e Organization for
Economic Co-Operation and Development (OECD).
No Brasil, a Resolução CONAMA nº 357/2005 (BRASIL, 2005), dispõe sobre a
classificação e diretrizes ambientais para o enquadramento dos corpos de água
superficiais, bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de
efluentes. Em seu artigo 8º, § 3º, diz que a qualidade dos ambientes aquáticos
poderá ser avaliada por indicadores biológicos, quando apropriado, utilizando-se
organismos e/ou comunidades aquáticas. Ainda, no mesmo artigo, § 4º, cita que as
possíveis interações entre as substâncias e a presença de contaminantes não
listados na Resolução CONAMA 357/05, passíveis de causar danos aos seres vivos,
deverão ser investigadas utilizando-se ensaios ecotoxicológicos, toxicológicos ou
outros métodos cientificamente reconhecidos.
A Resolução CONSEMA nº 129/2006 (RS, 2006) dispõe sobre a definição de
critérios e padrões de emissão para toxicidade de efluentes líquidos lançados em
águas superficiais do Estado do Rio Grande do Sul. Esta descreve em seu artigo 9º
que os efluentes lançados não devem causar efeito tóxico agudo ou crônico a
organismos-teste pertencentes a, pelo menos, três níveis tróficos diferentes, de
acordo com a vazão de lançamento de cada empresa e tipo de efluente.
2.3.2 Monitoramento Ecotoxicológico
Monitoramento é, segundo a Resolução CONAMA nº 357, artigo 2º, inciso
XXV, a medição ou verificação de parâmetros de qualidade e quantidade de água,
que pode ser contínua ou periódica, utilizada para acompanhamento da condição e
controle da qualidade de água (BRASIL, 2005).
Programas de monitoramento são importantes em avaliações de impacto
ambiental, pois fornecem informações relevantes a respeito da extensão da
poluição, do impacto ambiental provável e da deterioração ou da melhoria gerada
numa escala temporal e espacial; permitem avaliar a eficiência de ações mitigadoras
adotadas com o propósito de reduzir ou eliminar a origem da contaminação e podem
ser utilizados na avaliação de normas ou guias que estejam em vigor, elaborados
com fins de proteção ambiental (RODRIGUES, 2002).
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
38
O monitoramento tradicionalmente realizado com a avaliação de parâmetros
físicos e químicos pode ser complementado com o biomonitoramento. Os
parâmetros biológicos fornecem informações sobre as respostas dos organismos
frente a modificações ambientais. Neste sentido, vários são os autores que têm
apontado para a necessidade da inclusão do monitoramento biológico para uma real
avaliação da qualidade ambiental (LOBO et al., 2006; BRENTANO e LOBO, 2004;
FENT, 2003).
Knie e Lopes (2004) afirmam que a análise química é muito limitada. Em
geral, os resultados destas análises não permitem uma avaliação dos efeitos das
substâncias sobre os seres vivos. Essa lacuna é preenchida pelos métodos
biológicos de medição. Além disso, especificamente com os testes ecotoxicológicos,
o controle da qualidade das águas ganha outra dimensão. Assim, os bioensaios
permitem, geralmente, uma avaliação bastante segura do potencial tóxico de
substâncias ou de meios contaminados, permitindo também deduções indiretas do
seu risco para o meio ambiente e, com muita cautela, do seu perigo para o homem.
Segundo Azevedo e Chasin (2003), nos estudos de ecotoxicidade avaliam-se
os efeitos causados ao organismo-teste, por meio da exposição de organismos
representativos do ambiente às várias concentrações do efluente ou da substância
potencialmente tóxica a ser testada, por período determinado. São avaliados os
efeitos agudos, onde se observa letalidade e imobilidade, e os efeitos crônicos, em
que se observam alterações no crescimento, reprodução e sobrevivência.
Os ensaios de toxicidade podem ser utilizados para diversos fins. Para
determinar a toxicidade de agentes químicos, efluentes líquidos, lixiviados de
resíduos sólidos; estabelecer limites máximos de lançamento de efluentes líquidos
em corpos hídricos; avaliar a necessidade de tratamento de efluentes líquidos
quanto às exigências de controle ambiental; avaliar a qualidade das águas; avaliar a
toxicidade relativa de diferentes substâncias; avaliar a sensibilidade relativa de
organismos aquáticos; subsidiar programas de monitoramento ambiental e estimar
os impactos provocados em acidentes ambientais (ARAGÃO e ARAÚJO, 2006).
Os organismos utilizados em bioensaios são representativos da biota,
preferencialmente que sejam de fácil aplicação aos testes. Muitas vezes são
selecionados mais de um organismo, abrangendo mais posições dentro da cadeia
trófica. Diversos organismos são utilizados como bioindicadores entre eles alguns
exemplos:
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39
Algas - Compondo o fitoplâncton como produtores, as algas transformam a
matéria inorgânica em matéria orgânica, e são capazes de responder a efeitos
tóxicos de várias substâncias. Pode-se destacar a Chorella vulgaris, Selenastrum
capricornutum, Scenedesmus subspicatus, Skeletonema costatum, como exemplos
destas algas. Devido a sua grande importância, as algas são muito utilizadas em
estudos de bioindicação e em ecotoxicologia aquática, onde têm sido empregadas
na avaliação da qualidade de corpos d’água e em testes com substâncias químicas
(LOBO et al., 2004; CETESB, 1992; IBAMA, 1990; ASTM, 1981).
Bactérias – Os ensaios com as bactérias marinhas Vibrio fischeri foram
utilizados desde os anos 70 para determinar a toxicidade de solos e sedimentos,
além de meios aquáticos (KNIE e LOPES, 2004).
Microcrustáceos (Daphnia magna e Daphnia pulex) – Compõem o
zooplâncton como consumidores primários e secundários, fazem a ligação entre
níveis inferiores e superiores da cadeia alimentar. São realizados testes de
toxicidade aguda e crônica (KNIE e LOPES, 2004).
Peixes – Fazem parte da comunidade nectônica. Como organismos
consumidores, constituem o nível superior da cadeia alimentar. São realizados
testes de toxicidade aguda e crônica. Destacam-se como exemplos o Poecilia
reticulada, Hemigrannus marginatus, Brachydanio rerio, e Cheirodon notomelas
(KNIE e LOPES, 2004).
O uso de invertebrados aquáticos (microcrustáceos e rotíferos), algas,
bactérias e peixes como bioindicadores juntamente com parâmetros físico-químicos
(DBO, DQO, OD, COT, pH e condutividade) são importantes para o
biomonitoramento da qualidade e toxicidade de efluentes gerados por indústrias.
Estes podem estabelecer um critério de qualidade que determine concentrações
permissíveis de poluentes na água e demonstrar a eficiência dos tratamentos
empregados pelas indústrias (BAPTISTA et al., 2000).
Segundo Gutiérrez et al. (2001), é importante a determinação da toxicidade
de contaminantes orgânicos ou inorgânicos em efluentes que são descarregados
nas estações de tratamento, pois assim previnem-se danos a microbiota do
tratamento. O impacto potencial dos efluentes é avaliado através de caracterização
química e complementado com bioensaios.
Segundo a sua composição, alguns efluentes podem ser tóxicos apenas a
alguns tipos de peixes, ou a microcrustáceos ou até mesmo a ambos os organismos.
Sendo assim, é recomendável sempre que possível a utilização de mais de uma
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
40
espécie para avaliação do efeito de um efluente sobre o ecossistema aquático, logo
o organismo mais sensível fornecerá uma maior segurança sobre o impacto que
este efluente possa causar no corpo receptor (CETESB, 1992).
2.3.2.1 Testes ecotoxicológicos utilizando algas
Por sua importância fundamental na cadeia trófica dos ecossistemas
aquáticos, pesquisas básicas com algas já ocorrem há muito tempo. Como
indicadores da poluição aquática, as algas são usadas aproximadamente há 100
anos para avaliar a qualidade hídrica, de efluentes, bem como a periculosidade de
substâncias químicas (KNIE e LOPES, 2004).
A comunidade fitoplantônica tem sido frequentemente utilizada como
indicadora da qualidade ambiental dos ecossistemas aquáticos, pois, além de ser a
base de toda a cadeia trófica, o que lhes confere uma grande importância em nível
ecológico, esses organismos figuram entre os mais sensíveis (LOBO et al., 2004;
ASSELBORN e DOMITROVIC, 2000; SILVA et al., 2000).
A alga Scenedesmus subspicatus Chodat, 1942 (Chlorophyta,
Chlorophyceae) (Figura 4) é uma alga verde planctônica, representante dos
produtores primários nos ecossistemas de água doce. Nesta função, as algas são a
base do ciclo de vida na água, servindo de alimento para outros organismos. Além
disso, destacam-se na manutenção do equilíbrio do ambiente aquático, pois
participam dos ciclos biogeoquímicos, especialmente nos de carbono, nitrogênio,
fósforo e silício (KNIE e LOPES, 2004).
Figura 4. Organismo-teste Scenedesmus subspicatus
Fonte: www.sccap.bot.ku.dk
.
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41
2.3.2.2 Testes ecotoxicológicos utilizando microcrustáceos
Daphnia magna e Ceriodaphnia dubia são microcrustáceos utilizados como
indicadores biológicos em estudos e controle da qualidade de água, e usados em
ensaios biológicos para a determinação de toxicidade de efluentes (BAPTISTA et al.,
2000), resíduos de metais (BRENTANO e LOBO, 2004) e pesticidas (FRELLO,
1998).
Dentre os organismos recomendados para realização de testes
ecotoxicológicos, a Daphnia magna tem sido amplamente utilizada nos testes de
toxicidade, por serem de fácil manutenção em laboratório e sensíveis a diferentes
grupos de agentes químicos (GOLDSTEIN e ZAGATTO, 1991).
O organismo-teste Daphnia magna Straus, 1820 (Figura 5), segundo Ruppert
e Barnes (1996), é classificado taxonomicamente no filo Arthropoda, subfilo
Crustacea, classe Branchiopoda, ordem Diplostraca, subordem Cladocera. Dentre
os microcrustáceos, Daphnia magna é comumente chamada de pulga d’água, e
como parte do zooplâncton, ocupa uma importante posição nas cadeias alimentares
aquáticas.
Utilizadas como organismos-teste, compõem o zooplâncton como
consumidores primários e secundários, fazendo a ligação entre os níveis inferiores e
superiores da cadeia alimentar. São facilmente encontradas em lagos e represas de
águas continentais (FRELLO, 1998).
Segundo Knie e Lopes (2004), possuem tamanho médio de 5 a 6 mm e se
alimentam através da filtração de material orgânico particulado, principalmente de
algas unicelulares.
A escolha por Daphnia magna como organismo teste fundamenta-se
principalmente por:
• os descendentes são geneticamente idênticos, assegurando uma
uniformidade de respostas nos ensaios;
• a cultura em laboratório sob condições controladas é fácil e sem grandes
dispêndios;
• manuseio simples;
• a espécie reage sensivelmente à ampla gama de agentes nocivos;
• o ciclo de vida e de reprodução é curto;
• Daphnia magna é reconhecido internacionalmente como organismo teste.
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42
Figura 5.
Organismo-teste Daphnia magna com 24 h de idade (40X).
Fonte: Brentano (2006).
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43
3. METODOLOGIA
3.1 Estação de Tratamento de Esgotos - ETE
A Estação de Tratamento de Esgotos (ETE) localiza-se na Universidade de
Santa Cruz do Sul (UNISC), Santa Cruz do Sul, RS, Brasil (Figura 6). Foi instalada
em 17 de julho de 2006, visando contribuir à minimização da poluição dos corpos
d'água da região.
A ETE (Figuras 7 e 8) é constituída das seguintes partes:
• Grade: visa reter os sólidos grosseiros do efluente;
• Equalizador: tem a função de homogeneizar os sólidos em suspensão no
esgoto;
• Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente e Manta de Lodo (UASB): através do
processo de digestão anaeróbia da matéria orgânica, promove a remoção desta em
torno de 70%;
• Biofiltro Aerado: visa a remoção de compostos orgânicos e nitrogênio na
forma solúvel, contribuindo para a remoção da DBO
5
.
A ETE da UNISC possui uma vazão diária de aproximadamente 670 m
3
dia
-1
,
com tempo de detenção do efluente no reator UASB de 16 h dia
-1
.
O efluente da ETE é constituído por águas negras do Campus Universitário,
composto basicamente de efluentes vindos dos sanitários da universidade, para uma
população flutuante média de 10000 alunos por semestre. Por esse motivo, suas
características físico-químicas apresentam particularidades, especialmente um alto
nível de nitrogênio amoniacal devido à presença de urina.
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44
Figura 6.
Mapa de localização do Município de Santa Cruz do Sul, RS, Brasil.
Fonte: Laboratório de Geoprocessamento da UNISC.
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45
Figura 7. Imagem da grade (1), do equalizador (2) e do reator UASB (3) da estação de tratamento de
esgoto da UNISC.
Fonte: acervo da autora.
F
igura 8. Imagem da parte posterior da ETE, mostrando o reator UASB (1) ao fundo e o biofiltro
aerado (2) na parte frontal.
Fonte: acervo da autora.
1
2
3
1
2
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46
3.2 Amostragem
Amostras do efluente bruto e tratado na ETE pelo processo anaeróbio com
reator UASB e sistema aeróbio com o biofiltro aerado foram coletadas nos meses de
agosto e outubro de 2006, para testes preliminares, e de junho a dezembro de 2007
para os testes definitivos.
O efluente bruto foi coletado com o auxílio de um balde no equalizador (Figura
9) e o efluente tratado foi coletado após o biofiltro aerado (Figura 10). Foram
armazenados em frascos de PVC e levadas ao laboratório de Ecotoxicologia da
UNISC, onde permaneceram sob refrigeração até o momento de realização dos
testes. As amostras que não puderam ser testadas no dia de coleta foram
congeladas por até 60 dias, a fim de preservar suas características, segundo a
norma ABNT 12713 (2004). Antes da realização dos testes ecotoxicológicos, foi
medido o pH das amostras, conforme a exigência da norma utilizada.
Figura 9. Coleta de amostra tratada no equalizador da ETE da UNISC.
Fonte: acervo da autora.
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47
Figura 10.
Amostra tratada coletada após o sistema de tratamento da ETE da UNISC.
Fonte: acervo da autora.
3.3 Ensaios Ecotoxicológicos
A presente pesquisa desenvolveu-se no Laboratório de Ecotoxicologia da
Universidade de Santa Cruz do Sul - UNISC. Os procedimentos metodológicos da
rotina de ecotoxicologia utilizados no mesmo seguem as normas da ABNT 12713
(2004) para Daphnia magna e ABNT 12648 (2005) para Scenedesmus subspicatus.
3.3.1. Cultivo de Daphnia magna
Os organismos-teste foram cultivados em água reconstituída, composta por
água destilada e desionizada e nutrientes (meio M4), com pH variando de 7,0 a 8,0
(ABNT 12713, 2004). A água reconstituída, depois de preparada, foi aerada para
solubilização total dos sais, saturação do oxigênio dissolvido e estabilização do pH
durante pelo menos 12 horas antes da sua utilização.
Os organismos foram mantidos em lotes compostos por copos de Becker com
capacidade para 2 L, contendo, cada um, o meio de cultura com 25 a 30 indivíduos
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
48
(Figura 11) e mantidos a temperatura de 20° ± 2 ºC e em fotoperíodo de 16 horas
luz. Estas condições foram obtidas através da utilização de uma incubadora de DBO
modificada (Figura 12).
Diariamente retiraram-se as mudas e os filhotes, e duas vezes por semana foi
realizada a manutenção dos lotes, ou seja, a troca do meio de cultura. Além disso,
uma vez por mês testaram-se os indivíduos em nível de sensibilidade com dicromato
de potássio, visando assegurar a qualificação dos testes de toxicidade, segundo a
norma ABNT 12713 (2004).
Figura 11.
Lote de cultivo composto de copo de Becker de 2 L com meio M4 contendo de 25 a 30
indivíduos.
Fonte: acervo da autora.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
49
Figura 12.
Incubadora para cultivo de Daphnia magna.
Fonte: acervo da autora.
Como alimento utilizou-se a alga verde Scenedesmus subspicatus,
fornecendo a quantia de aproximadamente 10
6
células mL
-1
por organismo adulto,
diariamente, ou com intervalo de, no máximo, dois dias consecutivos.
Para o cultivo da alga, manteve-se uma cultura-estoque que serviu como
inóculo. Ela foi mantida de 4°C a 10°C, em meio líq uido, por no máximo um mês,
para obtenção de células viáveis para semeadura.
Utilizou-se o meio de cultura algácea CHU, cujas soluções para preparo foram
estocadas de 4°C a 10°C, por no máximo seis meses. Após o preparo do meio de
cultura procedeu-se a agitação por 30 min e esterilização em autoclave por 15 min a
121°C.
A inoculação das algas foi realizada em meio asséptico de modo que se
obtivesse aproximadamente 10
7
células mL
-1
em um período de aproximadamente
sete dias. As culturas foram mantidas de 20°C a 30° C, sob iluminação constante e
aeração.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
50
Após atingir o crescimento adequado, as culturas foram centrifugadas para
retirar o excesso do meio de cultura algáceo. O sobrenadante foi descartado e a
alga ressuspendida com a água processada (destilada e desionizada). Este
procedimento evita a introdução de nutrientes presentes no meio de cultura algáceo,
que podem ser tóxicos aos organismos-teste.
3.3.1.1 Controle da sensibilidade do organismo-teste Daphnia magna
Os organismos-teste Daphnia magna foram testados em nível de
sensibilidade, mensalmente, visando assegurar a qualificação dos mesmos dentro
dos padrões internacionais (ISO, DIN, OECD), e garantir a validação dos testes
realizados. Para tal, realizaram-se testes de toxicidade aguda com a substância de
referência dicromato de potássio (K
2
Cr
2
O
7
). Para a validação dos mesmos, a
CE(I)50 24h (Concentração Efetiva Inicial Mediana – concentração da amostra no
início do ensaio que causa efeito agudo a 50% dos organismos teste em 24h nas
condições de ensaio) deve estabelecer-se entre 0,426 a 0,832 mg L
-1
de dicromato
de potássio, de acordo com o protocolo (carta controle) elaborado pelo Laboratório
de Ecotoxicologia da UNISC.
3.3.1.2 Teste agudo com Daphnia magna
A metodologia de teste agudo com o organismo-teste Daphnia magna seguiu
a norma ABNT 12713 (2004).
Para a realização dos testes de toxicidade, os neonatos com idade entre duas
e 26 horas de idade foram expostos a soluções contendo o efluente.
A partir da amostra são preparadas cinco diluições contendo meio de teste e
amostra, e um controle contendo apenas meio de teste, sendo as diluições
realizadas com precisão volumétrica utilizando-se progressão geométrica de razão
½. Exemplificando, um teste pode constituir-se das seguintes diluições: 100%, 50%,
25%, 12,5% e 6,25% da amostra, além do controle.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
51
Cada diluição foi colocada em dois copos de Becker de 50 mL, num volume
de aproximadamente 25 mL em cada, contendo dez organismos por copo de
Becker, totalizando 20 organismos por diluição. No controle foi utilizado o meio de
teste, sendo aceito, no máximo, 10% de imobilidade (uma morte em cada copo de
Becker). Este esquema pode ser observado na figura 13.
Figura 13.
Esquema do teste de toxicidade aguda com Daphnia magna.
Fonte: Brentano (2006).
Os organismos-teste foram acrescentados aos copos de Becker (Figura 14),
fazendo-se a distribuição sempre da menor para a maior concentração do agente
tóxico, iniciando pelo controle. Os frascos foram cobertos com filme PVC e levados
para incubadora de teste.
Durante o teste, os organismos não são alimentados nem ficam expostos à
luz. Após o tempo de prova se estabelece um número de indivíduos imóveis por
concentração. O resultado do teste aponta a menor quantidade de diluição que
causa efeito agudo sobre os organismos.
Após as 48 horas, observou-se o número de indivíduos imóveis por
concentração e a partir destes dados, calculou-se a porcentagem de imobilidade por
concentração. O resultado do teste é expresso em Concentração Efetiva Inicial
Mediana - CE(I)50 48h, que corresponde à concentração da amostra no início do
ensaio, que causa efeito agudo a 50% dos organismos expostos em 48 horas, nas
condições de teste. A CE(I)50 48h foi calculada utilizando-se o método estatístico
Trimmed Sperman-Karber Method (HAMILTON et al., 1979) para dados não
paramétricos.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
52
Figura 14.
Realização de teste de toxicidade com Daphnia magna no laboratório de Ecotoxicologia da
Universidade de Santa Cruz do Sul.
Fonte: acervo da autora.
3.3.1.2.1 Teste utilizando amostras tratadas por Processos Oxidativos
Avançados
Amostras coletadas após o tratamento biológico da ETE e tratadas pelos
Processos Oxidativos Avançados: UV, O
3
, TiO
2
e seus conjugados UV/O
3
, UV/TiO
2
,
O
3
/TiO
2
e UV/O
3
/TiO
2
foram testadas
.
Para o tratamento com UV, foi utilizada uma lâmpada UV germicida de 30
watts, com comprimento de onda de 254 nm. O gerador de ozônio utilizado foi
Radast, com capacidade de geração de 2 g h
-1
de ozônio. Já o TiO
2
utilizado foi TiO
2
P
25
Degussa, com área superficial de 50 cm
2
g
-1
.
Para os tratamentos com POA’s foi utilizado um reator de bancada (Figura
15), com capacidade para 10 L de amostra, feito de acrílico com espessura de 5
mm, contendo dois plugs porosos (tipo aquário) na parte inferior, e na parte superior
foi acoplada uma bomba de vácuo para auxiliar a aeração da amostra.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
53
Figura 15.
Reator de bancada utilizado no tratamento do efluente por POA’s.
Fonte: acervo da autora.
3.3.1.3 Processamento dos dados
A partir dos resultados das determinações da CE(I)50 48h, utilizou-se uma
escala de toxicidade relativa tendo como critério de classificação os percentis 25°,
50º (mediana) e 75º, conforme mostra a tabela 2.
Tabela 2. Escala de toxicidade relativa para CE(I)50 48h (%) com Daphnia magna.
Percentil CE(I)50 Toxicidade
25º < 25% Extremamente tóxica
50º 25-50% Altamente tóxica
75º 50-75% Medianamente tóxica
>75% Pouco tóxica
Fonte: Lobo et al. (2006).
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54
No processamento da informação, empregou-se a estatística descritiva para a
tabulação dos dados e sua ilustração gráfica, como por exemplo, gráfico de barras
(histogramas) para a visualização e interpretação da distribuição percentual dos
resultados dos testes de toxicidade (JOHNSON e BHATTACHARYYA, 1986).
3.3.2 Cultivo e ensaio com Scenedesmus subspicatus
O princípio dos ensaios realizados com Scenedesmus subspicatus segue a
norma ABNT 12648 (2005), e consiste na exposição de uma suspensão com
densidade conhecida de algas, juntamente com um meio nutriente, a diversas
diluições da amostra, por um período de 72 horas sob condições definidas.
A partir de um inóculo conservado em meio CHU, preparou-se a pré-cultura
de S. subspicatus. Esta foi iniciada três dias antes do ensaio.
A pré-cultura foi inoculada com algas em fase exponencial de crescimento e
mantida sob as mesmas condições do ensaio: temperatura de 23°C a 27°C por 72
horas com iluminação contínua, acima de 4000 lux e agitação manual (KNIE e
LOPES, 2004).
No terceiro dia, retirou-se uma alíquota e determinou-se a biomassa algal por
contagem em câmara de Neubauer, em microscópio óptico. A pré-cultura deve ter
um densidade algal de 10
6
células mL
-1
.
Para se obter 10
5
células mL
-1
, densidade exigida pela norma seguida, no dia
do ensaio calculou-se o volume do inóculo utilizado, seguindo a fórmula:
Cpc
ViCi
Vi
×
=
Onde:
V
i
= volume do inóculo (mL)
C
i
= concentração do inóculo (10
5
células mL
-1
)
C
pc
= volume da pré-cultura
Como o objetivo do trabalho foi a implementação dos testes com algas, para
verificar o efeito que o efluente causa em diferentes níveis tróficos, foram realizados
testes com o efluente bruto e tratado pela ETE da UNISC, a fim de validar os
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
55
mesmos, conforme a norma ABNT 12648 (2005), no período de junho a novembro
de 2007.
Foram preparadas cinco soluções-teste com razão de diluição ½, mais um
controle constituído de água processada, meio de cultivo e inóculo em triplicata.
Para cada solução-teste foram preparadas três replicatas, cada uma contendo
amostra, água processada, meio de cultivo e inóculo (Tabela 3). O volume total em
cada Erlenmeyer foi de 100 mL e a densidade algal no início do teste foi de 10
4
células mL
-1
. Estes foram fechados com rolhas porosas de algodão e gaze e
distribuídos ao acaso na bancada de teste. Os frascos foram colocados em mesa
agitadora tipo shaker, trocando-os de lugar diariamente, de modo a minimizar
possíveis diferenças espaciais de luminosidade e temperatura no crescimento
algáceo.
Tabela 3. Volume da amostra para preparo das soluções-teste com amostras de águas e efluentes
utilizando o meio DIN e amostra não-enriquecida para teste de inibição de crescimento com a alga
Scenedesmus subspicatus.
Concentração
de solução-
teste
%
Fator de
diluição
Volume da
amostra
mL
Volume de
meio nutriente
mL
Volume de água
processada
mL
Volume de
inoculo (10
5
células mL
-1
)
mL
Volume
final
mL
100 1,25* 80 10 0 10 100
50 2 50 10 30 10 100
25 4 25 10 55 10 100
12,5 8 12,5 10 67,5 10 100
6,25 16 6,25 10 73,75 10 100
3,12 32 3,12 10 76,88 10 100
1,56 64 1,56 10 78,44 10 100
Controle Controle
0 10 80 10 100
*
Este valor é devido a adição do meio de cultura e do inoculo à amostra e, por convenção, cosidera-se o fator de diluição igual
a 1.
Fonte: ABNT 12648 (2005).
O ensaio foi mantido a temperatura de 26°C por 72h, com iluminação
contínua (lâmpada fluorescente) em torno de 9000 lux.
Após este período, determinou-se a biomassa algácea das soluções-teste e
do controle através de contagem celular ao microscópio óptico. As amostras foram
preservadas em lugol a fim de manter as características celulares e evitar possível
crescimento durante a contagem.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
56
3.3.2.1 Validação do ensaio
Seguindo a norma ABNT 12648 (2005), o ensaio deve ser considerado válido
quando, no término do período de incubação, o crescimento da biomassa algácea
média do controle, for pelo menos 16 vezes superior à biomassa inicial, para 72h de
exposição e o coeficiente de variação da biomassa algácea das replicatas do
controle, no término do ensaio, for ≤ 20%.
3.3.2.2 Processamento dos dados
O efeito de inibição do crescimento algáceo é determinado pela comparação
da reprodução das algas nas diluições-teste, em relação ao controle onde não foi
adicionada amostra.
Os resultados foram expressos por CENO (Concentração de efeito não
observado), que equivale a maior concentração do efluente analisado que não
causou efeito deletério estatisticamente significativo no crescimento populacional
das algas ao final do período de exposição. Quanto menor o valor do CENO, maior o
grau de toxicidade.
Os valores do CENO foram determinados com o auxílio do programa
computacional TOXSTAT 3.5 (GULLEY et al., 1991), através da utilização do teste
estatístico de Dunnet, tendo em vista que os dados obtidos foram normais e
homogêneos, com igual número de réplicas em todas as concentrações.
3.3.2.3 Controle da sensibilidade do organismo-teste Scenedesmus
subspicatus
Os organismos-teste S. subspicatus foram testados em nível de sensibilidade,
no mês de novembro de 2007, visando assegurar a qualificação dos mesmos dentro
dos padrões exigidos pela norma e garantir a validação dos testes realizados. Para
tal, realizaram-se testes de toxicidade crônica com a substância de referência
K
2
Cr
2
O
7
.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
57
Estes resultados correspondem à primeira avaliação para a elaboração do
protocolo de controle de sensibilidade da alga (carta-controle), exigida pela norma
ABNT 12648 (2005), onde, após 20 resultados de ensaio de toxicidade com a
substância de referência, calcular-se-á o valor médio, desvio-padrão e coeficiente de
variação. Com esses resultados, calcular-se-ão dois desvios-padrão, superior e
inferior à média obtida, que estabelecerão os limites para a sensibilidade da
substância de referência à alga.
3.4 Análises físico-químicas
Em conjunto com os testes ecotoxicológicos foram realizadas análises físico-
químicas das amostras bruta e tratada pela ETE da UNISC, e das amostras tratadas
pelos POA’s. Os parâmetros avaliados foram: nitrogênio amoniacal, fósforo total,
oxigênio dissolvido, pH, DBO
5
e DQO.
As metodologias analíticas utilizadas para as determinações físicas e
químicas encontram-se descritas em APHA (1998) e sumarizadas na tabela 4.
Tabela 4.. Parâmetros e metodologias analíticas utilizadas.
Parâmetros Unidade Metodologia analítica
Fósforo total mg L
-1
(P) Espectrometria no UV-visível, ácido ascórbico
pH - Potenciometria, eletrodo de vidro
Nitrogênio amoniacal
mg L
-1
(NH
3
-N)
UV-visível, nitrogênio amoniacal Kjeldahl, método de
Nessler
Oxigênio dissolvido mg L
-1
Método de Winkler, modificado pela azida de sódio
DQO mg L
-1
Colorimetria, método Hack
DBO
5
mg L
-1
DBO 5 dias, 20º C
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
58
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 Ensaios Ecotoxicológicos
4.1.1 Testes de sensibilidade com Daphnia magna
Desde o ano de 2005 a sensibilidade dos cultivos de Daphnia magna do
Laboratório de Ecotoxicologia da UNISC vem sendo avaliada utilizando dicromato de
potássio como referência. Na carta-controle, observou-se uma variação da
Concentração Efetiva Inicial Mediana – CE(I)50 24h (concentração da amostra que
causa efeito agudo a 50% dos organismos em 24h) de 0,426 a 0,832 mg L
-1
de
dicromato de potássio. Os neonatos testados no período deste projeto tiveram uma
CE(I)50 24h na faixa de 0,671 a 0,805 mg L
-1
de dicromato de potássio, ficando
dentro dos valores da carta-controle, o que torna os testes válidos (figura 16).
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
59
Carta Controle - Sensibilidade ao dicromato de potássio
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
01.06.05
1
3.
06.05
23.06.05
19.
0
7
.05
30
.
08.05
15.09.
05
2
2.
09.05
06.12.
05
15.
1
2.
05
11.01.06
18.04.
06
09.05.06
2
1.
06.06
18
.
07.06
24.
1
0.
06
0
6.
02.07
25.04.
07
28.
0
6.
07
24.10.
0
7
20.11.
07
20.12.07
Data
Sensibilidade, K
2
Cr
2
O
7
mg L
-1
Amplitude móvel Média +2xDesvio-padrão -2xDesvio-padrão
Figura 16. Carta-controle elaborada pelo laboratório de Ecotoxicologia da UNISC para
sensibilidade de D. magna ao K
2
Cr
2
O
7
.
4.1.1.2 Testes com Daphnia magna
De acordo com os resultados obtidos nos ensaios preliminares, o efluente
bruto teve uma CE(I)50 48h de 35% nos meses de agosto e outubro de 2006,
enquanto que o efluente tratado a CE(I)50 48h foi de 47% no mês de agosto de
2006, e de 38% no mês de outubro do mesmo ano (Figuras 17). Os resultados
mostram que as duas amostras apresentaram-se altamente tóxicas à D. magna, de
acordo com a escala de toxicidade relativa.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
60
0
25
50
75
100
Bruta Tratada
Amostras
CE (I) 50% 48h
Agosto Outubro
Pouco Tóxica
Medianamente Tóxica
Extremamente Tóxica
Altamente Tóxica
Escala de Toxicidade
Relativa
Sem Toxicidade
Figura 17. Teste de toxicidade realizado nos meses de agosto e outubro de 2006 com o organismo D.
magna
.
Após a realização dos testes preliminares, que constataram que o efluente foi
altamente tóxico à D. magna, no ano de 2007 foram realizados testes a partir do
mês de junho até dezembro, monitorando a toxicidade da ETE e a eficiência dos
seus processos.
No mês de junho de 2007 o efluente bruto apresentou-se altamente tóxico
(CE(I)50 48h de 42%), em relação ao tratado (Figura 18), que indicou uma
toxicidade mediana (CE(I)50 48h de 66%), comprovando, neste período, uma
melhora no tratamento empregado pela ETE em função da redução da toxicidade.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
61
66
42
0
25
50
75
100
Bruta Tratada
Amostras
CE (I) 50% 48h
Pouco Tóxica
Medianamente Tóxica
Extremamente Tóxica
Altamente Tóxica
Escala de Toxicidade
Relativa
Sem Toxicidade
Figura 18.
Teste de toxicidade realizado no mês de junho de 2007 com o organismo D. magna.
Em julho de 2007, os testes realizados indicaram uma estabilidade na
toxicidade, sendo que tanto o esgoto bruto quanto o tratado tiveram uma CE(I)50
48h de 71%, indicando toxicidade mediana conforme figura 19. Pode-se observar,
também, que na amostra bruta ocorreu uma redução na toxicidade em relação ao
mês de junho.
7171
0
25
50
75
100
Bruta Tratada
Amostras
CE (I) 50% 48h
Pouco Tóxica
Medianamente Tóxica
Extremamente Tóxica
Altamente Tóxica
Escala de Toxicidade
Relativa
Sem Toxicidade
Figura 19.
Teste de toxicidade realizado no mês de julho de 2007 com o organismo D. magna.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
62
Em agosto, a amostra bruta apresentou uma CE(I)50 48h de 70%, enquanto
que a amostra tratada demonstrou uma CE(I)50 48h de 54% (Figura 20), tendo,
aqui, uma diminuição nos valores, sem, entretanto, ter havido uma mudança
significativa na escala de toxicidade, uma vez que em ambos os casos os valores se
enquadraram como medianamente tóxicos Contudo, houve, neste período, um
decréscimo na toxicidade do efluente tratado em relação ao testes realizados em
junho e julho.
54
70
0
25
50
75
100
Bruta Tratada
Amostras
CE (I) 50% 48h
Pouco Tóxica
Medianamente Tóxica
Extremamente Tóxica
Altamente Tóxica
Escala de Toxicidade
Relativa
Sem Toxicidade
Figura 20.
Teste de toxicidade realizado no mês de agosto de 2007 com o organismo D. magna.
Em setembro, foram feitas duas coletas, no início e no final do mês. No dia 04
de setembro, houve um decréscimo na toxicidade do efluente bruto (CE(I)50 48h de
43,5%) em relação a agosto, passando de medianamente tóxico em agosto, a
altamente tóxico em setembro (Figura 21). O efluente coletado após o biofiltro
aerado demonstrou-se medianamente tóxico (CE(I)50 48h de 69%), tendo-se, neste
mês, uma melhora no tratamento aplicado pela ETE da UNISC.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
63
69
43,5
0
25
50
75
100
Bruta Tratada
Amostra
CE (I) 50% 48h
Pouco Tóxica
Medianamente Tóxica
Extremamente Tóxica
Altamente Tóxica
Escala de Toxicidade
Relativa
Sem Toxicidade
Figura 21.
Teste de toxicidade realizado em 04 de setembro de 2007 com o organismo D. magna.
No teste realizado no final de setembro (Figura 22), o efluente bruto teve uma
CE(I)50 48h de 57,4%, mais alta que a amostra coletada no início do mesmo mês,
enquanto a amostra tratada teve uma CE(I)50 48h de 70,7%, demonstrando-se
medianamente tóxica.
70,7
57,4
0
25
50
75
100
Bruta Tratada
Amostra
CE (I) 50% 48h
Pouco Tóxica
Medianamente Tóxica
Extremamente Tóxica
Altamente Tóxica
Escala de Toxicidade
Relativa
Sem Toxicidade
Figura 22.
Teste de toxicidade realizado em 26 de setembro de 2007 com o organismo D. magna.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
64
Partindo-se destes resultados, onde o tratamento aplicado na ETE da
universidade mostrou uma pequena melhoria, porém pouco eficiente quanto à
remoção de toxicidade, propôs-se, então, um tratamento terciário do efluente final.
Os tratamentos realizados utilizaram os Processos Oxidativos Avançados
(POA’s), devido a estes possuírem uma eficiência na desinfecção de efluentes.
Foram realizados tratamentos por um período de 30 minutos com os
seguintes métodos: radiação ultravioleta (UV), ozônio (O
3
), dióxido de titânio (TiO
2
) e
seus conjugados, UV/O
3
, UV/TiO
2
, O
3
/TiO
2
e UV/O
3
/TiO
2
. As amostras foram
coletadas na ETE após o tratamento UASB/biofiltro aerado e levadas ao Laboratório
de Efluentes da UNISC para a realização do tratamento com POA’s. Nos mesmos
dias de coleta, também se realizaram testes com a amostra bruta e tratada pela
ETE, para comparar os resultados da toxicidade.
Foram necessários 10 litros de amostra tratada pela ETE, para cada
tratamento, sendo que estes foram realizados de outubro a dezembro de 2007. As
amostras foram coletadas nos dias 10, 18, 23 e 25 de outubro, 08, 13 e 29 de
novembro, e 06, 07, 10 e 13 de dezembro de 2007.
O tratamento de cada amostra teve duração de 30 minutos e foram feitos em
triplicatas. Não havendo a possibilidade de realizar os sete tratamentos em um
mesmo dia, estes foram divididos por coletas.
Os testes de toxicidade foram feitos com a amostra bruta e tratada pela ETE
(coletada após o biofiltro aerado), juntamente com as amostras dos tratamentos com
POA’s realizados a cada coleta.
Após a realização dos testes em triplicata, calculou-se a média da CE(I)50
48h de cada tratamento, incluindo as amostras bruta e tratada pela ETE. Segundo
os resultados obtidos, houve uma variação na toxicidade, de acordo com cada
tratamento (Tabela 5). Observou-se que a CE(I)50 48h da amostra bruta e tratada
pela ETE ficou em 68,6% e 66,5%, respectivamente, correspondendo a níveis
medianamente tóxicos, o que demonstra que o tratamento realizado pela ETE não
reduziu a toxicidade do mesmo.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
65
Tabela 5. Valores de CE(I)50 48h das amostras bruta e tratada pela ETE e das amostras tratadas
pelos POA’s nos diferentes dias de coleta, com suas respectivas médias, desvio padrão e coeficiente
de variação.
CE(I)50 48h (%)
Coletas Bruta BAS UV O
3
TiO
2
UV/O
3
UV/TiO
2
O
3
/TiO
2
UV/O
3
/TiO
2
10/10/2007 70,7 70,7 50,0 - - - - - -
18/10/2007 70,7 70,7 66,0 73,5 - 50,0 - - -
23/10/2007 63,7 70,7 - 59,5 - 66,0 - - -
25/10/2007 73,8 70,7 43,5 66,0 - 39,2 - - -
31/10/2007 72,0 72,0 - - 70,7 - - - -
08/11/2007 66,0 70,7 - - - - 45,1 70,7 -
13/11/2007 70,7 73,5 - - - - - - 70,7
29/11/2007 70,7 46,7 - - 35,4 - 35,4 66,0 40,6
06/12/2007 59,5 63,7 - - - - - 68,3 35,4
07/12/2007 68,3 55,5 - - 36,6 - 35,4 - -
Média 68,6 66,5 53,2 66,3 47,6 51,7 38,6 68,3 48,9
Desvio Padrão
4,4 8,8 11,6 7,0 20,1 13,5 5,6 2,4 19,1
Coeficiente de
Variação (%)
6,3 13,2 21,8 10,6 42,2 26,0 14,5 3,5 39,0
As amostras tratadas com O
3
e O
3
/TiO
2
demonstraram-se também
medianamente tóxicas, com valores de CE(I)50 48h de 66,3% e 68,3%,
respectivamente. Já as amostras tratadas com UV e UV/O
3
mostraram toxicidade
mediana, porém com valores de CE(I)50 48h mais baixos que os tratamentos
anteriores (53,2% para UV e 51,7% para UV/O
3
). Os demais tratamentos
aumentaram a toxicidade em relação ao microcrustáceo, todos com valores de
toxicidade altos, entre 37% e 49%, conforme demonstra a figura 23.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
66
0
25
50
75
100
Br
ut
a
T
r
a
tad
a
E
T
E
UV
O
3
Ti
O
2
U
V/
O3
UV
/Ti
O2
O3/TiO
2
UV/O
3
/TiO2
Amostras
Média CE (I) 50% 48h
Pouco Tóxica
Medianamente Tóxica
Extremamente Tóxica
Altamente Tóxica
Escala de Toxicidade
Relativa
Sem Toxicidade
Figura 23.
Média da CE(I)50 48h dos ensaios realizados com as amostras bruta, tratada pela ETE e
tratadas pelos POA’s.
Como os resultados não foram satisfatórios em relação à detoxificação do
efluente tratado pela ETE e pelos POA’s, realizou-se o tratamento com O
3
e O
3
/TiO
2
por 120 minutos, a fim de verificar se haveria diminuição da toxicidade. Estes testes
foram realizados nos dias 10 e 13 de dezembro de 2007.
De acordo com os resultados, tanto o tratamento com O
3
/TiO
2
como o com O
3
não demonstraram melhora da detoxificação. A CE(I)50 da amostra bruta da coleta
do dia 10 de dezembro foi de 68,3%, enquanto que a tratada pela ETE foi de 63,7%,
mostrando-se medianamente tóxicas, enquanto que a amostra tratada com O
3
/TiO
2
por 120 min demonstrou uma CE(I) 50 48h de 35,4%, classificada como altamente
tóxica (Figura 24).
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
67
68,3
63,7
35,4
0
25
50
75
100
Bruta Tratada ETE O3/TiO2 120min
Amostra
CE (I) 50% 48h
Pouco Tóxica
Medianamente Tóxica
Extremamente Tóxica
Altamente Tóxica
Escala de Toxicidade
Relativa
Sem Toxicidade
Figura 24. Teste de toxicidade realizado em 10 de dezembro de 2007 com o organismo D. magna.
Já na coleta realizada dia 13 de dezembro, a CE(I)50 48h para a amostra
bruta foi de 63,7%, enquanto que a CE(I)50 48h da amostra tratada pela ETE foi de
70,7%, mostrando-se medianamente tóxicas. A amostra tratada pelo processo de O
3
por 120 min teve uma CE(I)50 48h de 45,1%, demonstrando uma toxicidade alta,
conforme mostra a figura 25.
45,1
70,763,7
0
25
50
75
100
Bruta Tratada ETE O3 120min
Amostra
CE (I) 50% 48h
Pouco Tóxica
Medianamente Tóxica
Extremamente Tóxica
Altamente Tóxica
Escala de Toxicidade
Relativa
Sem Toxicidade
Figura 25.
Teste de toxicidade realizado em 13 de dezembro de 2007 com o organismo D. magna.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
68
Após a obtenção dos valores de CE(I)50 48h de todas as coletas, foi
calculada a porcentagem de redução da toxicidade através da equação proposta por
Isidori et al (2003):
100
50)(
50)(
1Re% ×
−=
tratadoICE
brutoICE
dução
Nas coletas realizadas no dia 05 de junho e 04 de setembro, houve uma
redução na toxicidade de 37%, enquanto que no dia 29 de setembro de 2007 houve
uma redução de 33% na toxicidade. Porém, nos demais meses não houve redução,
e sim um aumento na toxicidade do efluente tratado em relação ao bruto. Resultados
análogos têm sido verificados na literatura científica, conforme breve discussão a
seguir:
Nos testes realizados por Alves (1998), com dejetos de suínos tratados por
reator UASB utilizando o peixe Poecilia reticulata e o microcrustáceo Daphnia
magna como organismos-teste, observou-se que o reator não apresentou eficiência
na remoção da toxicidade, onde o efluente apresentou-se mais tóxico do que o
afluente em dois testes. Assim, mesmo com a remoção de DQO, sob o ponto de
vista ecotoxicológico, o efluente do reator pode ser prejudicial ao ecossistema
aquático.
No Brasil, estudos sobre a redução de toxicidade em estações de tratamento
de despejos líquidos, domésticos e industriais foram iniciados recentemente e
poucas informações estão disponíveis. Embora existam dados físico-químicos que
avaliam a eficiência das estações de tratamento existentes, pouco se sabe sobre os
efeitos potenciais que a carga poluente remanescente pode causar ao corpo
receptor, em termos ecotoxicológicos (CARDOSO e LUCA, 2004).
Os mesmos autores relatam que testes realizados com efluentes
biologicamente tratados mostraram que as amostras de lodos ativados, de sistema
de lagoa de estabilização e de UASB apresentaram toxidez aguda ao peixe
Pimephales promelas. Os desinfetantes, hipoclorito e ferrrato (VI) de sódio, não
removeram a toxidez aguda, exceto para a amostra de lodos ativados pelo ferrato
(VI). A remoção de amônia, por denitrificação química, não reduziu a toxidez,
mostrando que, além da amônia, outras substâncias ou combinações estavam
contribuindo para a toxidez aos peixes.
A toxicidade de efluentes de esgoto de sete estações de tratamento foi
avaliada antes e após a desinfecção. Para efluentes não tóxicos, o que sofreu
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
69
desinfecção foi também não tóxico. Para efluentes tóxicos, a desinfecção
usualmente resultou em um aumento da toxicidade, com uma tendência geral de
cloração/decloração >ozonização > radiação ultravioleta (UV) (CARDOSO e LUCA,
2004).
4.1.2 Teste de sensibilidade com Scenedesmus subspicatus
Os testes foram implantados em junho de 2007, para iniciar a carta-controle
exigida pela norma ABNT 12648 (2005), sendo que o primeiro teste de sensibilidade
foi realizado em novembro do mesmo ano. O resultado demonstrou uma CE(I)50
72h de 0,18 mg L
-1
para a substância de referência (dicromato de potássio).
4.1.2.1 Testes com Scenedesmus subspicatus
No mês de junho de 2007 foram implantados os testes de inibição de
crescimento algal com a alga Scenedesmus subspicatus, no laboratório de
Ecotoxicologia da Universidade de Santa Cruz do Sul. Iniciaram-se os testes com
amostras bruta e tratada pela ETE da UNISC.
Os testes com algas exigem muitos cuidados e foram necessários ajustes à
rotina até que os mesmos se tornassem válidos, conforme exigência da norma
ABNT 12648 (2005).
Desde junho até outubro de 2007 foram realizados testes com amostras
coletadas no mesmo tempo de coleta dos testes com D. magna. Nesse período
verificou-se que houve uma variação em relação ao crescimento das algas nas
diferentes diluições.
O coeficiente de variação das réplicas dos controles foi superior a 20% no
final do ensaio, não condizendo com a indicação da norma ABNT 12648 (2005), que
exige uma variação das réplicas do controle no final do teste de menos de 20%, e
crescimento de, no mínimo, 16 vezes superior ao início do teste, o que não ocorreu
(Tabela 6).
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
70
Tabela 6. Testes de toxicidade com S. subspicatus mostrando a densidade algal inicial e final do
controle, a taxa de crescimento e o coeficiente de variação no final dos ensaios, realizados de junho a
outubro de 2007.
Amostra Data de coleta
Densidade
inicial (células
mL
-1
)
Densidade final
(células mL
-1
)
Taxa de
Crescimento
Coeficiente de
Variação (%)
Bruta 05/06/2007 10000 1,80x10
6
180,0 45,8
Tratada ETE 05/06/2007 10000 1,90x10
6
19,0 30,4
Bruta 02/07/2007 10000
3,25x10
5
32,5 72,7
Tratada ETE 02/07/2007 10000
2,83x10
5
28,3 46,6
Bruta 16/07/2007 10000
9,16x10
4
9,2 60,0
Tratada ETE 16/07/2007 10000
5,08x10
5
51,0 64,5
Bruta 30/07/2007 10000
1,16x10
6
116,0 46,8
Tratada ETE 30/07/2007 10000
3,08x10
5
31,0 43,7
Bruta 15/08/2007 10000
3,75x10
5
37,5 66,7
Tratada ETE 15/08/2007 10000
3,67x10
5
36,4 61,0
Bruta 10/10/2007 10000
1,43x10
6
143,0 40,0
Tratada ETE 10/10/2007 10000
1,43x10
6
143,0 40,0
Bruta 18/10/2007 10000
2,17x10
6
217,0 25,5
Tratada ETE 18/10/2007 10000
1,66x10
6
166,0 30,0
Foram realizados ajustes na elaboração dos testes de inibição do crescimento
algal, verificando a luminosidade, a temperatura e trocou-se o método de agitação
por shaker, pelo método manual, pois o mesmo estava propiciando uma aderência
das colônias algais nas paredes dos frascos, o que prejudicava a leitura das
amostras no final do teste.
Em novembro de 2007 foram realizados testes com amostras coletadas dia
08 e dia 13 do mesmo mês. Os testes foram preparados seguindo a norma ABNT
12648 (2005) e incubados em bancada de teste (Figura 26), com temperatura de 26º
C, luminosidade em torno de 9000 lux e agitação manual, de, no mínimo, duas
vezes por dia.
Os valores de CENO foram calculados a partir dos resultados dos ensaios de
toxicidade crônica realizados com a alga nas diferentes amostras. Os dados brutos
do crescimento populacional de S. subspicatus são apresentados nos anexos 1 a 4.
Observou-se um crescimento algáceo maior nas menores diluições das
amostras (6,25% e 12,5%) em relação ao crescimento algáceo do controle (Figuras
27 e 28). Isto poderia ser explicado devido à presença de matéria orgânica no
efluente, o que nas menores diluições pode propiciar uma estimulação do
crescimento das algas.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
71
Figura 26.
Teste de inibição de crescimento algal na bancada de incubação.
Fonte: acervo da autora.
0,00E+00
5,00E+05
1,00E+06
1,50E+06
2,00E+06
2,50E+06
3,00E+06
3,50E+06
4,00E+06
0 6,25 12,5 25 50 100
% de Diluição
N° de células mL
-1
Bruta Tratada
Figura 27.
Teste realizado com amostras bruta e tratada da ETE da UNISC no dia 08 de novembro de
2007.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
72
0,00E+00
5,00E+05
1,00E+06
1,50E+06
2,00E+06
2,50E+06
3,00E+06
3,50E+06
4,00E+06
4,50E+06
0 6,25 12,5 25 50 100
% de Diluição
N° células mL
-1
Bruta Tratada
Figura 28.
Teste realizado com amostras bruta e tratada pela ETE da UNISC dia 13 de novembro de
2007.
De fato, segundo estudos realizados por Walsh e Garnas (1983) e Asselborn
e Domitrovic (2000), há uma estimulação de crescimento das algas nas menores
diluições, devido à presença de matéria orgânica e nutrientes presentes no efluente,
que poderiam ser os causadores da estimulação do crescimento das algas.
Asselborn e Domitrovic (2000) citam que um maior crescimento algal foi
descrito por Olguín e Salibán (1994), em bioensaios com Chlorella pyrenoidosa
cultivada em água de uma estação do rio Reconquista o qual atravessa uma zona
muito industrializada. Estes autores atribuíram esta estimulação à alta carga de
matéria orgânica encontrada nas amostras de água, aumentando, assim, a
disponibilidade de nutrientes.
Paiva (2004) cita que em um estudo realizado no Laboratório de Avaliação
Ecotoxicológica da UFSC, onde avaliou-se o potencial da alga Scenedesmus
subspicatus como bioindicador da toxicidade de efluentes de papel e celulose, os
resultados obtidos demonstraram que o efluente potencializou o crescimento da alga
quando presente em concentrações até 25% (v/v), acima deste valor, a taxa de
crescimento foi inibida proporcionalmente ao aumento da concentração de efluente.
Os ensaios para S. subspicatus revelaram que as amostras avaliadas
apresentaram efeito tóxico estatisticamente significativo (p≤0,05) em relação à
inibição de crescimento em todos os testes (Figura 29), onde o CENO para a
amostra bruta coletada dia 08 de novembro foi de 25%, enquanto que na amostra
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
73
tratada foi de 12,5%, havendo um aumento na toxicidade do efluente para a alga,
neste período.
As amostras do efluente bruto e tratado coletadas dia 13 de novembro de
2007 tiveram um CENO de 12,5%, não havendo mudança na toxicidade do efluente
em relação à coleta realizada dia 08 de novembro.
0
25
50
75
100
Bruta Tratada Bruta Tratada
8/11/2007 8/11/2007 13/11/2007 13/11/2007
Amostragem
CENO (%)
Figura 29.
Testes de toxicidade crônicos com amostras do efluente bruto e tratado da ETE, utilizando
S. subspicatus.
A tabela 7 apresenta os valores de CENO (Concentração de Efeito não
Observado) dos ensaios de toxicidade realizados com a alga S. subspicatus. Os
cálculos estatísticos realizados para cada amostra são apresentados nos anexos 5 a
8.
Tabela 7. Valores de CENO (%) obtidos a partir dos resultados dos ensaios de toxicidade crônica
realizados com as amostras do efluente bruto e tratado pela ETE da UNISC nos dias 8 e 13 de
novembro de 2007.
Data Amostra CENO (%) CV (%)
08/11/2007 Bruta 25,0 9,1
08/11/2007 Tratada ETE 12,5 6,0
13/11/2007 Bruta 12,5 12,9
13/11/2007 Tratada ETE 12,5 11,4
Comparativamente aos resultados obtidos nesta pesquisa, em estudos
realizados por Asselborn e Domitrovic (2000) para avaliar efeitos tóxicos de efluente
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
74
têxtil em algas, todas as concentrações do efluente têxtil testadas exerceram forte
efeito inibitório de crescimento sobre as espécies de microalgas testadas,
Selenastrum capricornutum e Ankistrodesmus gracilis. A maior porcentagem de
inibição de crescimento (98%) foi registrado após 96 horas de exposição, com
concentrações de 75% a 100% do efluente, nas duas espécies de microalgas,
revelando a presença de células anormais, com pigmentação mais clara, geralmente
agrupadas e de menores dimensões.
Manusadžianas et al. (2003) citam que a alga Selenastrum capricornutum
apresentou maior sensibilidade ao efluente industrial com tratamento secundário
testado, em relação aos outros organismos-teste. Isto ocorreu, provavelmente, pela
presença de altas concentrações de zinco, níquel, manganês e cobre presentes nas
amostras.
Segundo Hernando et al. (2005), algumas amostras de efluentes tratados por
WWTP (tratamento de efluente utilizando plantas) foram tóxicas à D. magna e
Selenastrum capricornutum, conseqüentemente, os resultados das análises dos
efluentes indicam que os tratamentos executados por WWTP não foram suficientes
para remover os compostos tóxicos.
4.2 Análises físico-químicas
Em conjunto com os testes ecotoxicológicos, foram realizadas análises físico-
químicas das amostras coletadas durante os meses de julho a dezembro de 2007,
incluindo amostras tratadas pelos POA’s, particularmente nitrogênio amoniacal e
fósforo total, considerados como parâmetros essenciais pela legislação vigente
(CONAMA 357/2005 e CONSEMA 128/2006), para efluentes desta natureza (Tabela
8), além de oxigênio dissolvido, pH, DBO
5
e DQO, sendo que estas duas últimas
foram realizadas nos meses de março a agosto de 2007.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
75
Tabela 8. Resultado da caracterização física e química do efluente da ETE da UNISC.
Data Amostra OD
(mg L
-1
)
Fósforo total
(mg L
-1
)
Nitrogênio amoniacal
(mg L
-1
)
pH
02/07/2007 Bruta 2,4 6,0 43,6 8,9
02/07/2007 Tratada ETE 2,3 8,2 67,5 8,2
16/07/2007 Bruta 2,5 4,7 20,0 8,0
16/07/2007 Tratada ETE 9,1 5,0 31,6 8,0
30/07/2007 Bruta 1,1 5,6 31,4 7,9
30/07/2007 Tratada ETE 2,9 3,7 46,9 8,1
15/08/2007 Bruta < 1,0 1,7 51,1 8,6
15/08/2007 Tratada ETE 1,2 1,9 68,6 8,4
04/09/2007 Bruta < 1,0 5,4 41,4 8,3
04/09/2007 Tratada ETE 1,12 3,9 32,5 8,0
26/09/2007 Bruta < 1,0 6,6 20,5 8,8
26/09/2007 Tratada ETE 2,5 4,9 20,2 8,2
10/10/2007 Bruta n.d. 7,8 19,5 8,3
10/10/2007 Tratada ETE n.d. 7,4 21,4 8,3
18/10/2007 Bruta 1,12 5,6 12,8 8,4
18/10/2007 Tratada ETE 3,0 4,6 19,1 8,2
23/10/2007 Bruta < 1,0 4,5 20,2 8,3
23/10/2007 Tratada ETE 2,5 4,7 23,9 8,1
25/10/2007 Bruta < 1,0 5,3 45,9 8,2
25/10/2007 Tratada ETE 2,5 4,3 63,3 8,1
25/10/2007 O3 n.d. 4,2 62,6 8,1
25/10/2007 UV n.d. 4,5 63,8 8,6
25/10/2007 UV/O
3
n.d. 4,5 62,8 8,5
31/10/2007 Bruta < 1,0 4,2 35,9 8,4
31/10/2007 Tratada ETE 3,9 3,3 35,3 8,3
08/11/2007 Bruta < 1,0 5,7 39,0 8,0
08/11/2007 Tratada ETE 2,0 6,2 38,6 8,1
08/11/2007 O
3
/TiO
2
n.d. 4,7 50,9 8,6
08/11/2007 Uv/TiO
2
n.d. 4,8 60,0 8,1
13/11/2007 Bruta < 1,0 5,5 43,6 8,1
13/11/2007 Tratada ETE 3,0 5,5 44,7 8,0
13/11/2007 UV/O
3
/TiO
2
n.d. 3,8 44,0 8,4
29/11/2007 Bruta < 1,0 4,1 45,5 7,9
29/11/2007 Tratada ETE 1,1 3,5 46,6 8,2
29/11/2007 TiO
2
n.d. 2,3 49,0 8,6
n.d. Não determinado.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
76
Pode-se observar que o nitrogênio amoniacal demonstrou-se mais alto no
efluente tratado em todas as amostras, em relação ao efluente bruto, exceto nas
coletas feitas no dia 04 de setembro e 8 de outubro. Segundo Hartmann (2004), para
resíduos industriais, esta variação pode estar relacionada com diferenças na origem
da matéria-prima, a eficiência operacional, tipos de derivados produzidos, entre
outros parâmetros operacionais. Neste caso, o presente efluente possui estas
características devido ao mesmo ser composto por águas negras advindas dos
sanitários do Campus Universitário, que comporta cerca de 10000 alunos por
semestre, sendo que o principal resíduo deste efluente é a urina.
A Resolução CONAMA 357/2005, capítulo IV que provê das condições e
padrões de lançamento de efluentes, diz que, o máximo permitido de emissão de
nitrogênio amoniacal é de 20 mg L
-1
. Igualmente, a resolução CONSEMA nº
128/2006, que dispõe sobre a fixação de padrões de emissão de efluentes líquidos
por fontes de emissão que lancem seus efluentes em águas superficiais no Estado
do Rio Grande do Sul, em seu artigo 22, diz que, para qualquer vazão de efluente
deve ser atendido o padrão de 20 mg L
-1
para nitrogênio amoniacal.
Neste sentido, de acordo com análises realizadas no período de execução
dos testes ecotoxicológicos, o efluente que sai da estação de tratamento de esgoto
da UNISC para a rede de captação, não está de acordo com a legislação citada,
ultrapassando o limite de nitrogênio amoniacal em todas as coletas realizadas
(Figura 30).
O nitrogênio ocorre na natureza em diversas formas: nitrogênio molecular
(N
2
), nitrato (NO
3
-
), nitrito (NO
2
-
), amônia (NH
3
), íon amônio (NH
4
+
), óxido nitroso
(N
2
O), nitrogênio orgânico (peptídeos, purinas, aminas, aminoácidos), e nitrogênio
orgânico particulado (bactérias, fitoplâncton, zooplâncton e detritos) (SOUZA, 1996).
Em esgotos, as formas comuns de nitrogênio são: nitrogênio orgânico,
amoniacal, e em menor quantidade, nitrato e nitrito, este último muito instável e logo
oxidado a nitrato. Fezes e urina têm concentrações aproximadas (peso seco) de
nitrogênio que variam de 5% a 7% e de 15 a 19%, respectivamente (JERÔNIMO,
1998). A decomposição bacteriana do material protéico e a hidrólise da uréia
transformam nitrogênio orgânico em amônia. Em esgotos domésticos frescos, cerca
de 60% do nitrogênio presente está na forma de nitrogênio orgânico e 40% na forma
de nitrogênio amoniacal (JENKINS e HERMANOWICZ, 1991). Cita-se que, para
esgotos sanitários, a concentração de nitrogênio total Kjeldahl (NTK) no afluente é
da ordem de 40 a 60 mgL
-1
de N e dessa concentração total, aproximadamente 75%
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
77
é nitrogênio amoniacal e 25% é nitrogênio orgânico (VAN HAANDEL e MARAIS,
1999).
A amônia (matéria nitrogenada inorgânica) pode apresentar-se tanto na forma
de íon (NH
4
+
), como na forma livre não ionizada (NH
3
), segundo um equilíbrio
dinâmico. O aumento do pH e da temperatura contribuem para o aumento da fração
não ionizada (NH
3
) e para a redução da fração ionizada (NH
4
+
), o que é muito
importante, visto que amônia livre (NH
3
) é extremamente tóxica (SPERLING, 1996).
Conforme Environment Canadá and Health Canadá (2001), a amônia
apresenta efeito letal para algumas espécies de peixes canadenses entre 0,28 e
1,86 mg L
-1
.
Já em pesquisas realizadas por Kallqvist e Svenson (2003), foi determinada a
toxicidade da amônia para alga unicelular Nephroselmis pyriformis, identificarando o
composto como sendo o tóxico dominante em um efluente industrial.
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20
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29/11/2007
Datas de amostragem
N amoniacal (mg L
-1
)
Bruta Tratada
Figura 30.
Resultados de nitrogênio amoniacal obtidos nas amostras do efluente bruto e tratado pela
ETE da UNISC no período de julho a novembro de 2007. A linha horizontal representa o limite de
emissão disponíveis na Resolução CONAMA 357/2005 e CONSEMA 128/2006.
Huddleston et al. (2000), também observaram que com o decréscimo da
concentração de NH
3
em 95% no efluente, a sobrevivência de Pimephales promelas
e Ceriodaphnia dubia aumentou 50% e 20%, respectivamente.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
78
Segundo Arenzon (2004), a variabilidade dos efeitos tóxicos pode estar
relacionada com as diferenças nas sensibilidades dos organismos, a complexidade
dos compostos presentes nas amostras, a biodisponibilidade de certas substâncias
ou pode ser decorrente da presença de substâncias que não foram analisadas.
Em trabalhos realizados por Adamson et al. (1998), foi verificado que a
amônia e o nitrito estavam presentes em concentrações altas o bastante para
causarem efeitos tóxicos a Daphnia magna em um sistema de tratamento de
aquacultura.
Emmanuel et al. (2005) detectaram níveis altos de nitrogênio amoniacal em
amostras de efluente hospitalar, sendo este tóxico aos organismos aquáticos que
são afetados adversamente pela amônia em níveis ≥1,0 mg L
-1
.
Lopes et al. (2007) salientam que um dos principais parâmetros a ser avaliado
em monitoramento de aterros é o nitrogênio amoniacal, pois entre os compostos
presentes no percolado, a amônia é encontrada em altas concentrações durante
longo período de tempo.
Desta forma, com base nas evidências citadas na literatura acima, pode-se
inferir que os altos valores obtidos de nitrogênio amoniacal nas amostras do efluente
tratado pela ETE, justificariam a presença de toxicidade aos organismos testados.
Para o parâmetro fósforo total avaliado, a legislação CONSEMA 128/2006
não cita um limite máximo para efluentes domésticos, pois a vazão da ETE é de 670
m³ dia
-1
e os padrões de lançamento de efluente devem ser atendidos em ETEs com
vazão acima de 1000 m³ dia
-1
.
Segundo Oliveira e Sperling (2005), em estudos comparando resultados de
concentrações de fósforo total observadas e esperadas, presentes em efluentes
tratados pelo sistema UASB+pós-tratamento, observaram uma concentração de
fósforo entre 1 a 8 mg L
-1
, enquanto que na literatura comparada, a faixa de
concentração de fósforo é de 4 mg L
-1
.
Valores aproximados foram encontrados por Souza et. al (2004), em efluentes
domésticos tratados com sistema UASB, onde a concentração de fósforo total variou
de 5,6 mg L
-1
a 7,0 mg L
-1
.
Pode-se observar que os valores para fósforo total encontrados no efluente
tratado pela ETE da UNISC ficaram próximos aos valores encontrados na literatura
citada: 1,7 mg L
-1
a 8,2 mg L
-1
(Figura 31).
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7
Data das análises
P total (mg L
-1
)
Bruta Tratada
Figura 31. Resultados de fósforo total obtidos nas amostras do efluente bruto e tratado pela ETE da
UNISC no período de julho a novembro de 2007.
Os resultados de oxigênio dissolvido encontrados nas amostras coletadas na
ETE da UNISC variaram desde a ausência de oxigênio dissolvido no efluente bruto
até o valor de 9,1 mg L
-1
(Figura 32). Valores estes, próximos aos encontrados na
literatura, onde, segundo Tonetti et. al (2005), em sistemas de tratamento de
esgotos domésticos utilizando filtros anaeróbios, a concentração média de oxigênio
dissolvido foi de 1,7 mg L
-1
. Em pesquisa realizada por Gaspar (2003), onde foi
operada uma unidade piloto de lodos ativados para o tratamento de esgotos
domésticos, com pré-tratamento anaeróbio em reator UASB, os resultados obtidos
no efluente para oxigênio dissolvido demonstraram valores acima de 2,0 mg L
-1
.
Em relação ao pH, a Resolução CONSEMA 128/2006 cita que os efluentes
lançados no corpo receptor devem ter o pH entre 6 e 9. Sendo assim, os valores
medidos nas amostras coletadas durante o período de julho a novembro de 2007
ficaram dentro da faixa permitida pela legislação citada (Figura 33).
Ainda, em relação à DBO
5
e DQO, obtiveram-se dados junto à Coordenação
do Campus da UNISC, a qual fez análises mensais destes parâmetros junto à
Central Analítica da UNISC, de março a agosto de 2007. Observou-se que os
valores de DBO
5
ficaram dentro do permitido pela Resolução CONSEMA 128/2006
nos meses de março, maio, junho e julho (Figura 34), sendo que o limite de
permitido para este parâmetro é de. 80 mg L
-1
.
O mesmo ocorre com os valores de
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
80
DQO, que ficaram dentro do limite permitido pela mesma resolução (260 mg L
-1
), nos
meses de março, maio, junho e julho (Figura 35).
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7
Data das análises
OD mg L
-1
Figura 32. Resultados de oxigênio dissolvido obtidos nas amostras do efluente tratado pela ETE da
UNISC no período de julho a novembro de 2007.
Figura 33. Resultados de pH obtidos nas amostras do efluente bruto e tratado pela ETE da UNISC no
período de julho a novembro de 2007. A linha horizontal representa o limite de emissão disponíveis
na Resolução CONSEMA 128/2006.
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Data das análises
pH
Bruta Tratada
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81
Figura 34. Resultados de DBO
5
obtidos nas amostras do efluente tratado pela ETE da UNISC no
período de março a agosto de 2007. A linha horizontal representa o limite de emissão disponíveis na
Resolução CONSEMA 128/2006.
Figura 35. Resultados de DQO obtidos nas amostras do efluente tratado pela ETE da UNISC no
período de março a agosto de 2007. A linha horizontal representa o limite de emissão disponíveis na
Resolução CONSEMA 128/2006.
DBO
50,2
35,9
59,8
90,6
69
143,4
0
20
40
60
80
100
120
140
160
mar-07 abr-07 mai-07 jun-07 jul-07 ago-07
Data das análises
mg L
-1
O
2
DQO
175
688
114
91
303
169
0
100
200
300
400
500
600
700
800
mar/07 abr/07 mai/07 jun/07 jul/07 ago/07
Data das análises
mg L
-1
O
2
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
82
CONCLUSÃO
Os ensaios de toxicidade realizados com Daphnia magna e Scenedesmus
subspicatus revelaram que todas as amostras avaliadas apresentaram efeito tóxico
para os dois organismos, devido, principalmente, aos altos níveis de nitrogênio
amoniacal detectados no efluente da estação de tratamento de esgoto da UNISC.
Esta condição resulta das características particulares do efluente, uma vez que o
mesmo é composto por águas negras advindas dos sanitários do Campus
Universitário, sendo a urina o principal resíduo.
Seguindo a Legislação CONAMA 357/2005 e CONSEMA 128/2006, pode-se
destacar que houve um aumento no valor de nitrogênio amoniacal no efluente
tratado pela ETE, passando do limite permitido pela legislação (20 mg L
-1
). Este
valor elevado é conseqüência das características do efluente, que recebe apenas
águas negras dos sanitários do Campus Universitário, resultando na toxicidade do
efluente testado aos organismos-teste.
Para o parâmetro fósforo total, os valores encontrados nas amostras ficaram
próximos aos valores citados na literatura para este tratamento. Esta relação é
corroborada pela concentração de oxigênio dissolvido, uma vez que os resultados
obtidos também ficaram próximos aos encontrados em outros trabalhos realizados
com efluentes domésticos.
Os dados de DBO
5
e DQO estão dentro do permitido pela resolução
CONSEMA 128/2006, sendo que o limite para DBO
5
é de 80 mg L
-1
e para DQO é de
260 mg L
-1
, para efluentes domésticos com vazão entre 500 e 1000 m³ dia
-1
, a qual
se enquadra a ETE da UNISC que possui vazão de 670 m
3
dia
-1
.
Neste contexto, verifica-se a necessidade de adequação dos processos
utilizados na ETE da UNISC, no sentido de adaptar os mesmos (UASB, biofiltro
aerado, POA’s) ao tipo particular de efluente gerado no Campus Universitário, pois
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
83
estes mostraram-se inadequados no processo de detoxificação do efluente em
questão, causando toxicidade aos organismos-teste representantes dos níveis
tróficos dos produtores e dos consumidores primários.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
84
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABNT NBR 12713: 2004. Ecotoxicologia aquática - Toxicidade aguda - Método de
ensaio com Daphnia spp (Cladocera, Crustacea). 21 p. Associação Brasileira de
Normas Técnicas. Segunda edição: 31.05.2004. Válida a partir de 30.06.2004.
__________12648: 2005. Algas: Ecotoxicologia aquática - Toxicidade crônica-
Método de ensaio com algas (Chlorophyceae). 24 p. Associação Brasileira de
Normas Técnicas. Segunda edição: 30.10.2005. Válida a partir de 30.11.2005.
ADAMSON, M. et al. Toxicity identificationevaluation of ammonia, nitrite and heavy
metals at the Stensund Wastewater Aquaculture plant, Sweden. Water Science and
Technology, v.38, n.3: p. 151-157. 1998.
ADMIRAAL, W. et al. Linking ecological and ecotoxicological techniques to support
river rehabilitation. Chemosphere, v. 41, p. 289-295, 2000.
ALVES, Edwin Fabiano Carreira. Avaliação da capacidade de redução de toxicidade
de um reator anaeróbio de fluxo ascendente com manta de lodo aplicado no
tratamento de dejetos de suínos. Trabalho de conclusão de curso (Engenharia
Sanitária e Ambiental) – Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis,
1998.
APHA - AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION. Standard Methods for the
Examination of Water and Wastewater. 20th
Washington, 1998. 1000p.
ARAGÃO, M. A.; ARAÚJO, R. P. A. Métodos de ensaios de toxicidade com
organismos aquáticos. p. 117-152. In: ZAGATTO, P. A.; BERTOLETTI, E. (Org.).
Ecotoxicologia aquática – princípios e aplicações. São Carlos : RiMa, 2006. 478p.
ARENZON, Alexandre. Ensaios ecotoxicológicos no monitoramento da qualidade de
agues subterrâneas potencialmente impactadas. Tese de doutorado (Ecologia) –
Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2004.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
85
ASTM - American Society for Testing and Materials. Standard practice for algal
growth potencial testing with Selenastrum capricornutum. Annual Book of ASTM
Standards, 32p., 1981. D 3978-80.
ASSELBORN, V. M.; DOMITROVIC, Y. Z. de. Aplicación de bioensaios algales
uniespecificos para evaluar los efectos de un efluente têxtil y la calidad del água de
una laguna receptora (Corrientes, Argentina). p. 353-364. In: ESPÍNDOLA, E. L. G.
et al (ed.). Ecotoxicologia: Perspectivas para o século XXI. São Carlos: RiMa, 2000.
AZEVEDO, F. A.; CHASIN, A. A. da M. (Org.). As bases toxicológicas da
ecotoxicologia. São Carlos: RiMa, 2003. 340p.
BAPTISTA, I. E.et al. Avaliação da toxicidade aguda de efluentes de uma indústria
têxtil utilizando Daphnia magna, Poecilia reticulata e Vibrio fischeri como
bioindicadores. p. 365-377. In: ESPÍNDOLA, E. L. G. et al. (ed.). Ecotoxicologia:
Perspectivas para o Século XXI. São Carlos: RiMa, 2000.
BERTOLETTI, Eduardo. Toxicidade e concentração de agentes tóxicos em efluentes
industriais na grande São Paulo. Ciência e Cultura, vol.42, p. 271-277. 1990.
BOF, V.S. et al. ETEs compactas associando reatores anaeróbios e aeróbios
ampliam a cobertura do saneamento no estado do Espírito Santo – Anais do XXVII
Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental – ABES, João Pessoa
(PB), 2001.
BOHRER, Maria Beariz. Biomonitoramento das lagoas de tratamento terciário do
Sistema de Tratamento dos Efluentes Líquidos Industriais (SITEL) do Pólo
Petroquímico do Sul, Triunfo, RS, através da comunidade zooplanctônica. 1995.
Tese de doutorado (Ciências) – Universidade Federal de São Carlos, São Paulo,
1995.
BRASIL. MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE. Caderno Setorial de Recursos
Hídricos: Saneamento. Secretaria de Recursos Hídricos - Brasília: MMA. 2006. 68p
______Resolução Conselho Nacional do Meio Ambiente nº 357, de 17 de março de
2005. Ministério do Desenvolvimento Urbano e Meio Ambiente. Diário Oficial da
União, Brasília, DF, 18 de março de 2005.
BRENTANO, Débora Monteiro. Desenvolvimento e aplicação do teste de toxicidade
crônica com Daphnia magna: avaliação de efluentes tratados de um aterro sanitário.
Dissertação de Mestrado (Engenharia Ambiental) – Universidade Federal de Santa
Catarina, Florianópolis, 2006.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
86
BRENTANO, D. M.; LOBO, E. A. Avaliação ecotoxicológica do processo produtivo
de um curtume, utilizando Daphnia magna Straus como organismo teste. Revista
Brasileira de Toxicologia. v. 17, n. 2, p. 13-18, 2004.
BRENTANO, D. M.; LOBO, E. A. Biomonitoramento de caráter ecotoxicológico no
Vale do Rio Pardo, RS, Brasil. Técno-lógica, v.7. n.2. jul./dez. 2003. Santa Cruz do
Sul: UNISC, 2003. p. 85-95.
CAMARGO, A.; CAPOBIANCO, J. P. R.; OLIVEIRA, J. A. P. Meio ambiente Brasil:
avanços e obstáculos pós Rio-92. São Paulo: Estação Liberdade: Instituto
Socioambiental: Rio de Janeiro: Fundação Getúlio Vargas, 2002. 460p.
CAMPOS, C. M. M. et al. Avaliação do Potencial de Produção de Biogás e da
Eficiência de Tratamento do Reator Anaeróbio de Manta de Lodo (UASB)
Alimentado com Dejetos de Suínos. Ciência Agrotécnica, Lavras, v.29, n.4, p. 848-
856, jul/ago., 2005.
CARDOSO, L.; LUCA, S. J. Toxidez de efluentes municipais biologicamente tratados
e desinfetados com hipoclorito e ferrato de sódio. Revista de Engenharia Sanitária e
Ambiental, v. 9, n. 1, p. 26-29. 2004.
CETESB. Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental. Métodos de
avaliação da toxicidade de poluentes a organismos aquáticos. São Paulo: CETESB,
1992. 312p.
CHERNICHARO, C. A. L. et al. Tratamento de Esgotos e Produção de Efluentes
Adequados a Diversas Modalidades de Reúso da Água. In: FLORENCIO, L.;
BASTOS, R. K. X.; AISSE, M. M. (Coord.). Tratamento e utilização de esgotos
sanitários. Rio de Janeiro: ABES. 2006. 427p
CHERNICHARO, Carlos Augusto de Lemos (Coord.). Pós-Tratamento de Efluentes
de Reatores Anaeróbios. 1. ed. Belo Horizonte: PROSAB, 554p. 2001.
CHERNICHARO, Carlos Augusto de Lemos. Reatores anaeróbios. Belo Horizonte:
Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental – UFMG, 1997. 246p.
.
DANIEL, Luiz Antônio (Coord.). Processos de desinfecção e desinfetantes
alternativos na produção de água potável. Rio de Janeiro: ABES-RiMa, 155p., 2001.
EMMANUEL, E. et al. Ecotoxicological risk assessment of hospital wastewater: a
proposed framework for raw affluents discharging into urban sewer network. Journal
of Hazardous Materials, v. 117, p. 1-11, 2005.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
87
ENVIRONMENT CANADA AND HEALTH CANADA. Canadian Environmental
Protection Act. Ammonia in the aquatic environment. Priority Substances List
Assessment Report. En40-215/55E. Ottawa, 2001.
ESTEVES, Francisco de Assis. Fundamentos de Limnologia. 2. ed. Rio de Janeiro:
Interciência, 1998. 602p.
FENT, Karl. Ecotoxicological Problems Associated with Contaminated Sites.
Toxicology Letters, v.140, p. 353-365. 2003
FERNICOLA, A. G. G. de; BOHRER-MOREL, M. B. C.; BAINY, A. C. D.
Ecotoxicologia. p. 221-243. In: AZEVEDO, F. A. de; CHASIN, A. A. da M (Coord.).
As Bases Toxicológicas da Ecotoxicologia. São Carlos: RiMa, 2003. São Paulo:
Intertox, 2003. 340p.
FERREIRA, I. V. L.; DANIEL, L. A. Fotocatálise Heterogênea com TiO
2
aplicada ao
tratamento de esgoto sanitário secundário. Engenharia Sanitária e Ambiental v.9,
n.4, p.335-342, out/dez, 2004.
FRELLO, Célia Perin. Avaliação da toxicidade aguda do agrotóxico carbofuran
utilizando reativos biológicos: Poecilia reticulata e Daphnia magna. 1998.
Dissertação de Mestrado (Engenharia Ambiental) - Universidade Federal de Santa
Catarina, Florianópolis, 1998.
FONSECA, Ana Lúcia. Avaliação da qualidade da água na Bacia do Rio Piracicaba
através de testes de toxicidade com invertebrados. 1997. Tese (Doutorado em
Hidráulica e Saneamento) – UFSCar, São Paulo. 1997.
GASPAR. Patrícia Martins Ferreira. Pós-tratamento de efluente de reator UASB em
sistema de lodos ativados visando à remoção biológica do nitrogênio associada à
remoção físico-química do fósforo. Mestrado (Engenharia) – Universidade de São
Paulo, São Paulo, 2003.
GOLDSTEIN, E. G.; ZAGATTO, P. A. Toxicidade em águas do estado de São Paulo.
Revista Ambiente, v. 5, n. 1, p. 13-20, 1991.
GONÇALVES et al. Pós-Tratamento de efluentes de Reatores Anaeróbios – 2001.
Programa de Saneamento Básico (PROSAB) in
<www.finep.gov.br/prosab/pos_tratamento.htm>, acesso em 20 de novembro de
2007.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
88
GONÇALVES, R.F; CHARLIER, A.C., SAMMUT, F. Primary fermentation of soluble
and particulate organic matte for wastewater treatment. Water. Science. &
Technology, v. 30, n. 6, p. 53 – 62, 1994.
GULLEY, D. D.; BOELTER, A. M.; BERGMAN, H. L. Toxstat Version 3.3. Fish
Physiology and Toxicology Laboratory. Laramie, Department of Zoology and
Physiology, University of Wyoming, 1991.
GUTIERREZ, M. ETXEBARRIA, J. FUENTES, L. Evaluation of wastewater toxicity:
comparative study between Microtox and activated sludge oxygen uptake inhibition.
Water Research, n. 36, Spain, p.919-924, 2001.
HAMILTON, M. A.; RUSSO, R. C.; THURSTON, R. V. Trimmed Spearmann-Karber
metod for calculation of EC50 and LC values in bioassays. Burlington Research, v. 7,
n. 11, p. 114-119. 1979.
HARTMANN, Cíntia. Avaliação de um efluente industrial através de ensaios
ecotoxicológicos e análises físicas e químicas. 2004. Dissertação de mestrado
(Ecologia) – Universidade do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2004.
HERNANDO, M. D. et al. Toxicity assays applied to wastewater treatment. Talanta
v.65, p. 358-366. 2005.
HIRAKAWA, C.; PIVELI, R. P. & SOBRINHO, P. A. Biofiltro Aerado Submerso
Aplicado ao Pós-tratamento de Efluente de Reator UASB – Estudo em Escala Piloto
com Esgoto Sanitário. Revista de Engenharia Sanitária e Ambiental, v. 7, n. 1, p. 82-
94, jan/mar 2002 e n. 2 – abr/ jun 2002.
HUDDLESTON, G. M.; GILLESPIE, W. B.; RODGERS, J. H. Using constructed
wetlands to treat biochemical oxygen demand and ammonia associated with a
refinery effluent. Ecotoxicological and Environmental Safety, v.45, n.2, 188-193,
2000. In: HARTMANN, Cíntia. Avaliação de um efluente industrial através de ensaios
ecotoxicológicos e análises físicas e químicas. Dissertação de mestrado (Ecologia) –
Universidade do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2004.
IBAMA. Manual de testes para avaliação da ecotoxicidade de agentes químicos.
Ministério do Interior. Secretaria Especial do Meio Ambiente. Secretaria de
Tecnologia e Controle Ambiental. Coordenadoria de Toxicologia Ambiental. Instituto
Brasileiro do Meio Ambiente e Recursos Renováveis. Brasília, 1990. p. 351.
ISIDORI, M. et al. Toxicity identification evaluation of leachates from municipal solid
waste landfills: a multispecies approach. Chemosphere, v.52, p. 85-94, 2003.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
89
JENKINS, D.; HERMANOWICZ, S. W. Principles of chemical phosphate removal. In:
Phosphorus and nitrogen removal from municipal wastewater – Principles and
Practice. 2
nd
ed. New York: Lewis Publishers, 1991.
JERÔNIMO, V. L. Uso de nitrato como receptor de elétrons no tratamento de esgoto
sanitário em reator anóxico. 1998. Dissertação de Mestrado (Engenharia) –
Universidade de São Paulo, São Paulo, 1998.
JOHSON, R., BHATTACHARYYA, G. Statistics: Principles and Methods. New York:
John Wiley & Sons, 1986. 578p.
KALLQVIST, T.; SVENSON, A. Assessment of ammonia toxicity in tests with the
microalga, Nephroselmis pyriformis , chlorophyta. Water Research, v.37, n.3, p. 477-
484, 2003. In: HARTMANN, Cíntia. Avaliação de um efluente industrial através de
ensaios ecotoxicológicos e análises físicas e químicas. Dissertação de mestrado
(Ecologia) – Universidade do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2004.
KNIE, J. L. W.; LOPES, E. W. B. Testes ecotoxicológicos: métodos, técnicas e
aplicações. Florianópolis: FATMA/GTZ, 2004. 289p.
KOETZ, P.R. et al. Tratamento de Efluentes na Indústria de Arroz Parboilizado por
Digestão Anaeróbia em Reatores de Fluxo Ascendente. Revista Brasileira de
Agrociência, v.2, n.2, p.117-120, mai/ago.,1996.
LOBO, E. A.; CALLEGARO, V. L. Avaliação da qualidade de aguas doces
continentais base em algas diatomáceas epilíticas: Enfoque metodológico. p.277-
300. In: TUCCI, C. E. M.; MARQUES, D. M. (Org.), Avaliação e controle da
drenagem urbana. Porto Alegre: Ed. Universidade/ UFRGS. 2000. 512p.
LOBO, E. A.; RATHKE, F.S.; BRENTANO, D. M. Ecotoxicologia aplicada: o caso dos
produtores de tabaco na bacia hidrográfica do Rio Pardinho, RS, Brasil. p. 41-68. In:
ETGES, V. E.; FERREIRA, M. A. F. A produção do tabaco: impacto no ecossistema
e na saúde humana na região de Santa Cruz do Sul/RS. Santa Cruz do Sul:
EDINISC, 2006. 248p.
LOBO, E. A. et al. Use of epilithic diatoms as bioindicators from lotic systems in
southern Brazil, with special emphasis on eutrophication. Acta Limnologica
Brasiliensis. v.16, p. 25-40, 2004.
LOPES, A. A.; BRIGANTE, J.; SCHALCH, V. Influência do aterro sanitário de São
Carlos (SP), Brasil, na qualidade das águas superficial e subterrânea. Journal of
Brazilian Society of Ecotoxicology, v. 2, n. 2, p. 115-127, 2007.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
90
MANUSADŽIANAS, L. et al. Ecotoxicological study of Lithuanian and Estonian
wastewaters: selection of the biotests, and correspondence between toxicity and
chemical-based índices. Aquatic Toxicology, n. 63, p. 27-41, 2003.
MOTA, Suetônio. Introdução à engenharia ambiental. Rio de Janeiro: ABES, 2000.
416p.
ODUM, Eugene Pleasants. Ecologia. Rio de Janeiro: Interamericana, 1983. 435p.
OLIVEIRA, S.M.; SPERLING, M. V. Avaliação de 166 ETEs em operação no país,
compreendendo diversas tecnologias. Parte I – análise de desempenho. Revista de
Engenharia Sanitária e Ambiental, v.10, n.4, p. 347-357, out-dez, 2005.
PAIVA, Anabelle Barroso de. Avaliação de risco ambiental utilizando parâmetros
físico-químicos e biológicos no Rio Canoas/SC. 2004. Dissertação de Mestrado
(Engenharia Ambiental) – Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis,
2004.
REBOUÇAS, A. C.; BRAGA, B.; TUNDISI, J. G. (Org.). Águas doces no Brasil:
Capital Ecológico, Uso e Conservação. 2. ed. São Paulo: Escrituras, 2002. 703p.
RIO GRANDE DO SUL. Resolução Conselho Estadual do Meio Ambiente nº 128, de
24 de novembro de 2006. Secretaria do Meio Ambiente.
RIO GRANDE DO SUL. Resolução Conselho Estadual do Meio Ambiente nº 129, de
24 de novembro de 2006. Secretaria do Meio Ambiente.
RODRIGUES, Lúcia. Avaliação da sensibilidade de Raphidocelis subcapitata
(Chlorococcales, Chlorophyta) ao sulfato de cobre e sulfato de zinco através de
testes de toxicidade crônica e determinação da densidade algal por
espectrofotometria. 2002. Dissertação de Mestrado (Ecologia) – Universidade
Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2002.
RUPPERT, E. E.; BARNES, R. D. Zoologia dos Invertebrados. 6a ed. Roca, São
Paulo, Brasil, 1029 p., 1996.
SAMPAIO, G. M. M. S. et al. Pós-tratamento de Efluente de um Reator UASB
Através de um Reator Biológico com Fungos. Engenharia Sanitária e Ambiental, v.9
n.1. p.73-81, jan/mar., 2004.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
91
SCHÄFER, Alois. Fundamentos de ecologia e biogeografia das águas continentais.
Porto Alegre: UFRGS, 1984. 532p.
SILVA, A. Z.; RÖRIGI, L. R.; RESGALLA Jr., C. Determinação do efeito do esgoto
bruto e efluente da estação de tratamento de esgotos do balneário de Camburiú
(SC) sobre o crescimento de Skeletonema costatum (Baccilariophycea). p. 427-439.
In: ESPÍNDOLA, E. L. G. et al (ed.). Ecotoxicologia: Perspectivas para o século XXI.
São Carlos: RiMa, 2000.
SOUZA, J. T. et. al. Utilização de wetland construído no pós-tratamento de esgotos
domésticos pré-tratados em reator UASB. Revista de Engenharia Sanitária e
Ambiental, v.9, n.4, p. 285-290, out-dez, 2004.
SOUZA, José Tavares. Pós-tratamento de efluente de reator anaeróbio de fluxo
ascendente em reator aeróbio seqüencial em batelada e coluna de lodo anaeróbio
para desnitrificação. 1996. Tese de Doutorado (Engenharia) – Universidade de São
Paulo, São Paulo, 1996.
SOUZA, Renato Santos. Entendendo a questão ambiental: temas econômicos e
gestão do meio ambiente. Santa Cruz do Sul: EDUNISC, 2000. 461p.
SPERLING, Marcos Von. Princípios do Tratamento Biológico de Águas Residuárias.
1, 3 ed., Belo Horizonte: UFMG, 2005. 211p.
SPERLING, Marcos Von. Introdução à Qualidade das Águas e ao Tratamento de
Esgotos. 2 ed. Belo Horizonte: DESA, UFMG, 1996. 243p
TESSELE, F. Tratamento Otimizado e Reúso de Águas Residuárias Visando a
Sustentabilidade do Ambiente. <www.lapes.ufrgs.br/ltm/pdf/Fabiana.pdf>, acesso em
09 de outubro de 2007.
TEIXEIRA, C. P. de A. B.; JARDIM, W. de F. Processos Oxidativos Avançados.
Caderno Temático.v. 3: UNICAMP. Campinas,2004.
TONETTI, A. L. et. al. Remoção da material orgânica, coliformes totais e nitrificação
no tratamento de esgotos domésticos pro filtros de areia. Revista de Engenharia
Sanitária e Ambiental, v.10, n.3, p. 209-218, jul-set, 2005
TUCCI, Carlos. E. M. Artigo-base sobre recursos hídricos. In: CAMARGO, A.;
CAPOBIANCO, J. P. R.; OLIVEIRA, J. A. P. Meio ambiente Brasil: avanços e
obstáculos pós Rio-92. São Paulo: Estação Liberdade: Instituto Socioambiental: Rio
de Janeiro: Fundação Getúlio Vargas, 2002. 460p.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
92
WALSH, G. E.; GARNAS, R. L. Determination of bioactivity of chemical fractions of
liquid wastes using freshwater and saltwater algae and crustaceans. Environmental
Science Technology, v. 17, n.3, p.180-182, 1983.
VAN HAANDEL, A.; MARAIS, G. O Comportamento do Sistema de Lodo Ativado.
Campina Grande, 1999. 488p.
ZAGATTO, Pedro Antônio. Ecotoxicologia. p.1-13. In: ZAGATTO, P. A.;
BERTOLETTI, E. (Org.). Ecotoxicologia aquática – princípios e aplicações. São
Carlos : RiMa, 2006. 478p.
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
93
ANEXOS
Anexo 1. Planilha de registro dos dados obtidos no ensaio de toxicidade crônica com
S. subspicatus realizado com a amostra bruta da ETE, no dia 08 de novembro de
2007.
Concentração da Amostra Réplica Concentração final (nº de
células)
Média
1 2000000
2 2150000
Controle
3 2200000
2116667
1 3950000
2 3200000
6,25%
3 3100000
3416667
1 2275000
2 2600000
12,5%
3 2150000
2341667
1 1625000
2 1500000
25%
3 1775000
1633333
1 575000
2 850000
50%
3 675000
700000
1 150000
2 225000
100%
3 200000
191667
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
94
Anexo 2. Planilha de registro dos dados obtidos no ensaio de toxicidade crônica com
S. subspicatus realizado com a amostra tratada da ETE, no dia 08 de novembro de
2007.
Concentração da Amostra Réplica Concentração final (nº de
células)
Média
1 2500000
2 2375000
Controle
3 2350000
2408333
1 2350000
2 3000000
6,25%
3 2350000
2566667
1 1500000
2 1475000
12,5%
3 1350000
1441667
1 450000
2 1150000
25%
3 650000
750000
1 125000
2 325000
50%
3 100000
183333
1 5000
2 4000 100%
3 4000
4333
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
95
Anexo 3. Planilha de registro dos dados obtidos no ensaio de toxicidade crônica com
S. subspicatus realizado com a amostra bruta da ETE, no dia 13 de novembro de
2007.
Concentração da Amostra Réplica Concentração final (nº de
células)
Média
1 2200000
2 2525000
Controle
3 2375000
2366667
1 3825000
2 3825000
6,25%
3 3975000
3875000
1 3550000
2 3150000
12,5%
3 2875000
3191667
1 1525000
2 1575000
25%
3 1200000
1433333
1 975000
2 425000
50%
3 625000
675000
1 275000
2 525000 100%
3 275000
358333
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
96
Anexo 4. Planilha de registro dos dados obtidos no ensaio de toxicidade crônica com
S. subspicatus realizado com a amostra tratada da ETE, no dia 13 de novembro de
2007.
Concentração da Amostra Réplica Concentração final (nº de
células)
Média
1 1100000
2 975000
Controle
3 1075000
1050000
1 1100000
2 1275000
6,25%
3 1175000
1183333
1 800000
2 800000
12,5%
3 700000
766667
1 575000
2 500000
25%
3 600000
558333
1 225000
2 275000
50%
3 475000
325000
1 200000
2 300000 100%
3 275000
258333
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
97
Anexo 5. Análise estatística dos resultados do ensaio de toxicidade crônica com S.
subspicatus, utilizando teste de Dunnet para bruta tratada da ETE, no dia 08 de
novembro de 2007.
Title: Bruta08/11/2007
File: Bruta0811 Transform: LOG BASE 10(Y)
Dunnett's Test - TABLE 1 OF 2 Ho:Control<Treatment
----------------------------------------------------------------------------
TRANSFORMED MEAN CALCULATED IN TRANS SIG
GROUP IDENTIFICATION MEAN ORIGINAL UNITS T STAT 0.05
----- -------------------- ----------- ------------------ ------ ---
1 Controle 6.3253 2116666.6667
2 6,25% 6.5310 3416666.6667 -4.1278
3 12,5% 6.3681 2341666.6667 -0.8594
4 25% 6.2120 1633333.3333 2.2722
5 50% 5.8395 700000.0000 9.7474 *
6 100% 5.2764 191666.6667 21.0436 *
----------------------------------------------------------------------------
Dunnett critical value = 2.5000 (1 Tailed, alpha = 0.05, df = 5,12)
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
98
Anexo 6. Análise estatística dos resultados do ensaio de toxicidade crônica com S.
subspicatus, utilizando teste de Dunnet para amostra tratada da ETE, no dia 08 de
novembro de 2007.
Title: BAS
File: BAS08112007 Transform: LOG BASE 10(Y)
Dunnett's Test - TABLE 1 OF 2 Ho:Control<Treatment
----------------------------------------------------------------------------
TRANSFORMED MEAN CALCULATED IN TRANS SIG
GROUP IDENTIFICATION MEAN ORIGINAL UNITS T STAT 0.05
----- -------------------- ----------- ------------------ ------ ---
1 Controle 6.3816 2408333.3333
2 6,25% 6.4064 2566666.6667 -0.2120
3 12,5% 6.1584 1441666.6667 1.9028
4 25% 5.8423 750000.0000 4.5984 *
5 50% 5.2029 183333.3333 10.0499 *
6 100% 3.6344 4333.3333 23.4249 *
----------------------------------------------------------------------------
Dunnett critical value = 2.5000 (1 Tailed, alpha = 0.05, df = 5,12)
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
99
Anexo 7. Análise estatística dos resultados do ensaio de toxicidade crônica com S.
subspicatus, utilizando teste de Dunnet para amostra bruta da ETE, no dia 13 de
novembro de 2007.
Title: Bruta13112007
File: bruta131107 Transform: LOG BASE 10(Y)
Dunnett's Test - TABLE 1 OF 2 Ho:Control<Treatment
----------------------------------------------------------------------------
TRANSFORMED MEAN CALCULATED IN TRANS SIG
GROUP IDENTIFICATION MEAN ORIGINAL UNITS T STAT 0.05
----- -------------------- ----------- ------------------ ------ ---
1 Controle 6.3734 2366666.6667
2 6,25% 6.5882 3875000.0000 -2.5055
3 12,5% 6.5024 3191666.6667 -1.5044
4 25% 6.1532 1433333.3333 2.5691 *
5 50% 5.8044 675000.0000 6.6388 *
6 100% 5.5329 358333.3333 9.8062 *
-------------------------------------------------------------------------
---
Dunnett critical value = 2.5000 (1 Tailed, alpha = 0.05, df = 5,12)
_____________________________________Dissertação de Mestrado Vanessa Dalla Colletta –UNISC - 2008
100
Anexo 8. Análise estatística dos resultados do ensaio de toxicidade crônica com S.
subspicatus, utilizando teste de Dunnet para amostra tratada da ETE, no dia 13 de
novembro de 2007.
Title: BAS13/11
File: BAS1311 Transform: LOG BASE 10(Y)
Dunnett's Test - TABLE 1 OF 2 Ho:Control<Treatment
----------------------------------------------------------------------------
TRANSFORMED MEAN CALCULATED IN TRANS SIG
GROUP IDENTIFICATION MEAN ORIGINAL UNITS T STAT 0.05
----- -------------------- ----------- ------------------ ------ ---
1 Controle 6.0206 1050000.0000
2 6,25% 6.0723 1183333.3333 -0.7620
3 12,5% 5.8838 766666.6667 2.0166
4 25% 5.7456 558333.3333 4.0526 *
5 50% 5.4894 325000.0000 7.8280 *
6 100% 5.4058 258333.3333 9.0596 *
----------------------------------------------------------------------------
Dunnett critical value = 2.5000 (1 Tailed, alpha = 0.05, df = 5,12)
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