Avaliação da presença de fármacos em lodo de estação de tratamento de esgotos, antes e após processo de biorremediação por compostagem / Evaluation of the presence of drugs in sewage treatment station sludge before and after the bioremediation process by composting

Resumo A presença de fármacos residuais no ambiente é um problema crescente e de abrangência global, com ampla quantidade de pesquisas visando sua quantificação. Porém, seu comportamento e efeitos, tanto no ambiente quanto para o ser humano, ainda não são bem conhecidos. Neste trabalho foram avaliados sete fármacos: Atenolol, Carbamazepina, Clonazepan, Ibuprofeno, Paracetamol, Sinvastatina e Fluoxetina, em amostras de lodo proveniente de uma estação de tratamento de esgotos do sistema público. A extração dos compostos na matriz foi baseada na sua lixiviação em água e a quantificação analítica foi determinada por um sistema de cromatógrafo líquido de ultra performance, acoplado ao espectrômetro de massas. Os resultados indicam a possível movimentação de alguns fármacos da fase aquosa para a sólida. Observou-se que a compostagem do lodo pode favorecer a biodegradação ou mobilização dos compostos, pois houve redução significativa nas concentrações, quando comparados os valores obtidos antes e após o processo de compostagem. A não detecção de um composto não significa necessariamente que ele tenha sido degradado por microrganismos, entretanto, estudos pretéritos chegaram a resultados semelhantes, o que corrobora para a adequação da proposta metodológica e dos procedimentos adotados, contribuindo para a produção de resultados confiáveis.

Abstract The presence of residual drugs in the environment is a growing global issue, with many studies seeking to quantify it. However, its behavior and effects, both on the environment and on humans are still mostly unknown. In this study, seven drugs were evaluated: Atenolol, Carbamazepine, Clonazepam, Ibuprofen, Paracetamol, Simvastatin, and Fluoxetine, from samples of sludge from a sewage treatment plant of the public system. The extraction of the compounds from the matrix was based on the leaching of the compounds in water and the analytical quantification was determined by an ultra-performance liquid chromatograph system, coupled to the mass spectrometer. The data indicate the possible movement of some drugs from aqueous to solid phase. We observed that the composting of the sludge could favor the biodegradation or mobilization of the compounds since there was a significant reduction in the concentrations, when comparing the values obtained before and after the composting process. The non-detection of a compound does not necessarily mean that it has been fully degraded by microorganisms; however, past studies reached similar results, which corroborates the adequacy of the methodological proposal and the adopted procedures, contributing to the production of reliable results.

Tertiary hospital sewage as reservoir of bacteria expressing MDR phenotype in Brazil / Esgoto de hospital terciário como reservatório de bactérias expressando o fenótipo MDR no Brasil

High doses of antibiotics used in hospitals can affect the microbial composition of sewers, selecting resistant bacteria. In this sense, we evaluated the antibiotic resistance profile and the multiresistant phenotype of bacteria isolated in sewage from a tertiary hospital in the interior São Paulo state, Brazil. For bacteria isolation, 10 µL of sewage samples were sown in selective culture media and the isolates were identified using VITEK-2 automatized system. The antibiotic sensitivity test was performed by disk diffusion. High percentages of resistance were found for amoxicillin, ampicillin, ceftazidime, clindamycin, vancomycin and the multidrug-resistant phenotype (MDR) was attributed to 60.7% of the isolates. Our results show bacteria classified as critical/high priority by WHO List of Priority Pathogens (Enterococcus and Staphylococcus aureus resistant to vancomycin and Enterobacteriaceae resistant to carbapenems) in hospital sewage. Therefore, the implementation of disinfection technologies for hospital sewage would reduce the bacterial load in the sewage that will reach urban wastewater treatment plants, minimizing superficial water contamination and bacterial resistance spread in the environment.

Altas doses de antibióticos utilizados em hospitais podem afetar a composição microbiana dos esgotos, selecionando bactérias resistentes. Nesse sentido, avaliamos o perfil de resistência a antibióticos e o fenótipo multirresistente de bactérias isoladas em esgoto de um hospital terciário no interior do estado de São Paulo, Brasil. Para o isolamento de bactérias, foram semeados 10 µL das amostras de esgoto em meios de cultura seletivos e os isolados foram identificados usando o sistema automatizado VITEK-2. O teste de sensibilidade aos antibióticos foi realizado por disco-difusão em ágar. Elevadas porcentagens de resistência foram encontradas para amoxicilina, ampicilina, ceftazidima, clindamicina, vancomicina e o fenótipo multirresistente (MDR) foi atribuído a 60,7% dos isolados. Nossos resultados mostram bactérias classificadas como prioridade crítica/alta pela Lista de Patógenos Prioritários da OMS (Enterococcus e Staphylococcus aureus resistentes à vancomicina e Enterobacteriaceae resistentes aos carbapenêmicos) no esgoto hospitalar. Sendo assim, implementação de tecnologias de desinfecção do esgoto hospitalar reduziriam a carga bacteriana no esgoto que chegará às estações de tratamento de esgoto urbanas, minimizando a contaminação dos ecossistemas hídricos receptores e a disseminação da resistência bacteriana no ambiente.

Tertiary hospital sewage as reservoir of bacteria expressing MDR phenotype in Brazil / Esgoto de hospital terciário como reservatório de bactérias expressando o fenótipo MDR no Brasil

High doses of antibiotics used in hospitals can affect the microbial composition of sewers, selecting resistant bacteria. In this sense, we evaluated the antibiotic resistance profile and the multiresistant phenotype of bacteria isolated in sewage from a tertiary hospital in the interior São Paulo state, Brazil. For bacteria isolation, 10 µL of sewage samples were sown in selective culture media and the isolates were identified using VITEK-2 automatized system. The antibiotic sensitivity test was performed by disk diffusion. High percentages of resistance were found for amoxicillin, ampicillin, ceftazidime, clindamycin, vancomycin and the multidrug-resistant phenotype (MDR) was attributed to 60.7% of the isolates. Our results show bacteria classified as critical/high priority by WHO List of Priority Pathogens (Enterococcus and Staphylococcus aureus resistant to vancomycin and Enterobacteriaceae resistant to carbapenems) in hospital sewage. Therefore, the implementation of disinfection technologies for hospital sewage would reduce the bacterial load in the sewage that will reach urban wastewater treatment plants, minimizing superficial water contamination and bacterial resistance spread in the environment.

Altas doses de antibióticos utilizados em hospitais podem afetar a composição microbiana dos esgotos, selecionando bactérias resistentes. Nesse sentido, avaliamos o perfil de resistência a antibióticos e o fenótipo multirresistente de bactérias isoladas em esgoto de um hospital terciário no interior do estado de São Paulo, Brasil. Para o isolamento de bactérias, foram semeados 10 µL das amostras de esgoto em meios de cultura seletivos e os isolados foram identificados usando o sistema automatizado VITEK-2. O teste de sensibilidade aos antibióticos foi realizado por disco-difusão em ágar. Elevadas porcentagens de resistência foram encontradas para amoxicilina, ampicilina, ceftazidima, clindamicina, vancomicina e o fenótipo multirresistente (MDR) foi atribuído a 60,7% dos isolados. Nossos resultados mostram bactérias classificadas como prioridade crítica/alta pela Lista de Patógenos Prioritários da OMS (Enterococcus e Staphylococcus aureus resistentes à vancomicina e Enterobacteriaceae resistentes aos carbapenêmicos) no esgoto hospitalar. Sendo assim, implementação de tecnologias de desinfecção do esgoto hospitalar reduziriam a carga bacteriana no esgoto que chegará às estações de tratamento de esgoto urbanas, minimizando a contaminação dos ecossistemas hídricos receptores e a disseminação da resistência bacteriana no ambiente.

Tertiary hospital sewage as reservoir of bacteria expressing MDR phenotype in Brazil

Abstract High doses of antibiotics used in hospitals can affect the microbial composition of sewers, selecting resistant bacteria. In this sense, we evaluated the antibiotic resistance profile and the multiresistant phenotype of bacteria isolated in sewage from a tertiary hospital in the interior São Paulo state, Brazil. For bacteria isolation, 10 µL of sewage samples were sown in selective culture media and the isolates were identified using VITEK-2 automatized system. The antibiotic sensitivity test was performed by disk diffusion. High percentages of resistance were found for amoxicillin, ampicillin, ceftazidime, clindamycin, vancomycin and the multidrug-resistant phenotype (MDR) was attributed to 60.7% of the isolates. Our results show bacteria classified as critical/high priority by WHO List of Priority Pathogens (Enterococcus and Staphylococcus aureus resistant to vancomycin and Enterobacteriaceae resistant to carbapenems) in hospital sewage. Therefore, the implementation of disinfection technologies for hospital sewage would reduce the bacterial load in the sewage that will reach urban wastewater treatment plants, minimizing superficial water contamination and bacterial resistance spread in the environment.

Resumo Altas doses de antibióticos utilizados em hospitais podem afetar a composição microbiana dos esgotos, selecionando bactérias resistentes. Nesse sentido, avaliamos o perfil de resistência a antibióticos e o fenótipo multirresistente de bactérias isoladas em esgoto de um hospital terciário no interior do estado de São Paulo, Brasil. Para o isolamento de bactérias, foram semeados 10 µL das amostras de esgoto em meios de cultura seletivos e os isolados foram identificados usando o sistema automatizado VITEK-2. O teste de sensibilidade aos antibióticos foi realizado por disco-difusão em ágar. Elevadas porcentagens de resistência foram encontradas para amoxicilina, ampicilina, ceftazidima, clindamicina, vancomicina e o fenótipo multirresistente (MDR) foi atribuído a 60,7% dos isolados. Nossos resultados mostram bactérias classificadas como prioridade crítica/alta pela Lista de Patógenos Prioritários da OMS (Enterococcus e Staphylococcus aureus resistentes à vancomicina e Enterobacteriaceae resistentes aos carbapenêmicos) no esgoto hospitalar. Sendo assim, implementação de tecnologias de desinfecção do esgoto hospitalar reduziriam a carga bacteriana no esgoto que chegará às estações de tratamento de esgoto urbanas, minimizando a contaminação dos ecossistemas hídricos receptores e a disseminação da resistência bacteriana no ambiente.

Avaliação de ultrafiltração como alternativa à flotação por ar dissolvido no pós-tratamento do efluente de lodos ativados — estudo em escala piloto na estação de tratamento de esgoto Brasília norte / Evaluation of ultrafiltration as an alternative to dissolved air flotation for the post-treatment of activated sludge effluent — pilot study in the Brasília norte wastewater treatment plant

RESUMO A melhoria da qualidade dos efluentes das estações de tratamento de esgotos Brasília Norte e Sul tornou-se premente após o corpo receptor dos seus efluentes, o lago Paranoá, passar a ser utilizado como manancial de abastecimento. Este trabalho apresenta estudo comparativo entre o tratamento terciário por ultrafiltração precedido por coagulação em escala piloto e a flotação por ar dissolvido existente na estação de tratamento de esgotos Brasília Norte. A instalação piloto de ultrafiltração e a flotação por ar dissolvido foram alimentadas pela mesma matriz, o efluente da etapa de lodos ativados das estações de tratamento de esgotos Brasília Norte, após coagulação. Foram avaliadas sete condições operacionais da instalação piloto de ultrafiltração variando-se a vazão, o tempo de operação entre limpezas e a duração da limpeza física. O comportamento operacional e a qualidade do efluente produzido foram monitorados. O aumento do fluxo do permeado (de 40,2 para 50,6 e 61,0 L.m−2.h−1) e do tempo de operação entre as limpezas (de 25 para 38 e 50 min), bem como a redução da duração da retrolavagem (de 80 para 60 e 30 s) resultaram em evolução mais intensa da pressão transmembrana. A ultrafiltração foi mais eficiente do que a flotação por ar dissolvido na remoção de turbidez, sólidos suspensos totais, demanda química de oxigênio e fósforo total, com ganho médio de remoção de 9,4, 13,0, 8,5 e 12,8%, respectivamente. Destaca-se a remoção de coliformes na ultrafiltração, 3,4 log superior à da flotação por ar dissolvido. A utilização da ultrafiltração como alternativa à flotação por ar dissolvido apresenta a vantagem de produzir efluente de melhor qualidade, particularmente no aspecto microbiológico, com menor flutuação da qualidade, porém o tratamento e a destinação do lodo produzido pela ultrafiltração devem ser equacionados.

ABSTRACT Improvement in the effluent quality of the Brasília Norte and Brasília Sul wastewater treatment plants became necessary after their effluent receiving body, Paranoá Lake, started being used as source of drinking water for the population of Brasília (Federal District, Brazil). This is a comparative study between the tertiary treatment with ultrafiltration membrane (pilot scale) and the existing dissolved air flotation of Brasília Norte wastewater treatment plant. Both ultrafiltration pilot plant and dissolved air flotation were fed with the same matrix, the effluent of the activated sludge stage of Brasília Norte wastewater treatment plants, after coagulation. Seven operational conditions were evaluated at ultrafiltration pilot plant, with variations in flow rate, time of operation between cleaning processes, and the duration of backwashing. The operational behavior and the quality of the produced effluent were monitored. The increase in permeate flux (from 40.2 to 50.6 and 61.0 L.m−2.h−1) and in the time of operation between cleaning processes (from 25 to 38 and 50 min), as well as the reduction of backwashing duration (from 80 to 60 and 30s), resulted in a more intense evolution of transmembrane pressure. Ultrafiltration was more efficient than dissolved air flotation in the removal of turbidity, total suspended solids, chemical oxygen demand, and total phosphorous, with average gain in removal of 9.4, 13.0, 8.5, and 12.8%, respectively. It is worth mentioning the removal of coliforms by ultrafiltration, which was, on average, 3.4 log higher than that by dissolved air flotation. The use of ultrafiltration as an alternative to dissolved air flotation has the advantage of producing better quality effluent, particularly regarding microbiological aspects, providing lower quality fluctuation; however, treatment and destination of the ultrafiltration waste must be considered.

Cidade do Rio de Janeiro (RJ) sustentável? Análise da evolução do planejamento para o Esgotamento Sanitário / Sustainable city of Rio de Janeiro (RJ)? Analysis of the evolution of planning for Sanitary Sewage

RESUMO Este artigo teve por objetivo analisar o panorama do Esgotamento Sanitário, de 1992 a 2016, frente à evolução dos planos estratégicos e diretores da cidade do Rio de Janeiro (RJ), propondo medidas sustentáveis. Desenvolveu-se a partir de pesquisa exploratória e descritiva, com fontes primárias e secundárias. Após a análise dos planos urbanísticos, encontrou-se uma série de metas descritas que não se aplicaram na cidade, por questões orçamentárias e políticas, que contribuíram para a insustentabilidade da localidade em termos de Esgotamento Sanitário.

ABSTRACT This article aimed to analyze the panorama of Sanitary Sewage, from 1992 to 2016, against the evolution of the strategic and directors plans of the city of Rio de Janeiro (RJ), proposing sustainable measures. It was developed from exploratory and descriptive research, with primary and secondary sources. After analyzing the urban plans, a series of goals that were not applied in the city was found, due to budgetary and political issues, that contributed to the unsustainability of the city in terms of Sanitary Sewage.

"A gente tem acesso de favores, né?". A percepção de pessoas em situação de rua sobre os direitos humanos à água e ao esgotamento sanitário / "Nos pueden hacer favores, ¿no?". La percepción de personas en situación de marginación (sin techo) sobre los derechos humanos al agua y al saneamiento público / "We only have access as a favor, don't we?" The perception of homeless population on the human rights to water and sanitation

Resumo: Os direitos humanos à água e ao esgotamento sanitário (DHAES) afirmam que todos os seres humanos têm direito ao acesso seguro à água e ao esgotamento sanitário de forma não discriminatória. No entanto, populações vulneráveis têm esses direitos frequentemente violados, repercutindo em sua saúde e qualidade de vida, e agravando a exclusão social, como é o caso das pessoas em situação de rua. Em Belo Horizonte, Minas Gerais, Brasil, existiam 1.827 pessoas nessa condição em 2013. Este artigo apresenta a avaliação das condições e da percepção dessa população sobre o acesso à água e ao esgotamento sanitário e seus direitos nessa área. Observou-se que o acesso, tanto à água quanto ao esgotamento sanitário, é precário e que os conteúdos normativos e os princípios dos direitos humanos são potencialmente violados. Como conclusão, observa-se que esse grupo sofre violações dos DHAES e que estas estão associadas com a violação de outros direitos, como o direito à cidade, à moradia e à saúde. Essas violações têm repercussões negativas na vida econômica e social desse grupo populacional, aumentando a discriminação e a exclusão. O estudo chama a atenção para a importância de estimular a participação social desse grupo nos processos de tomada de decisão sobre a gestão da água e do esgotamento sanitário, no marco dos DHAES, em sua capacidade de ser instrumento de transformação social, gerando empoderamento, promovendo saúde, dignidade e cidadania.

Resumen: Los derechos humanos al agua y al saneamiento público señalan que todos los seres humanos tienen derecho al acceso seguro al agua y saneamiento público de forma no discriminatoria. No obstante, a las poblaciones vulnerables se les violan frecuentemente estos derechos, repercutiendo en su salud y calidad de vida, y agravando su exclusión social, como es el caso de las personas en situación de marginación. En Belo Horizonte, Minas Gerais, Brasil, existían 1.827 personas en estas condiciones en 2013. Este artículo presenta la evaluación de las condiciones y la percepción de esta población sobre su acceso al agua y al saneamiento público y sus derechos en este ámbito. Se observó que el acceso tanto al agua, como al saneamiento, es precario y que las regulaciones normativas y estos principios de los Derechos Humanos se violan reiteradamente. Como conclusión, se observa que ese grupo sufre violaciones de los derechos humanos al agua y al saneamiento público y que estas últimas están asociadas con la violación de otros derechos, como el derecho a la ciudad, a la vivienda y a la salud. Estas violaciones tienen repercusiones negativas en la vida económica y social de este grupo poblacional, aumentando su discriminación y exclusión. El estudio llama la atención sobre la importancia de estimular la participación social de este grupo en los procesos de toma de decisión sobre la gestión del agua y saneamiento sanitario, en el marco de los derechos humanos al agua y saneamiento, al tratarse de un instrumento de transformación social, generando empoderamiento, promoviendo salud, dignidad y ciudadanía.

Abstract: The human rights to water and sanitation (HRWS) state that all human beings have the right to safe access to water and sanitation in a non-discriminatory manner. However, vulnerable populations frequently have these rights violated, which impacts their health and quality of life, exacerbating social exclusion as in the case of homeless people. In Belo Horizonte, Minas Gerais State, Brazil, 1,827 people were living on the streets in 2013. This study presents the evaluation of the conditions and perceptions of this population on their rights to water and sanitation access. It has been observed that access to both water and sanitation is precarious and that the normative content, as well as the human rights principles, are highly violated. In conclusion, we observed that this group suffers violations of HRWS and that these are associated with the violation of other rights such as the right to the city, dwelling and health. Such violations have negative impacts on the economic and social life of this group, increasing discrimination and exclusion. This study draws attention to the importance of encouraging the social participation of this group in the decision-making processes of water and sanitation management within the framework of HRWS, in its capacity to be a tool for social transformation, generating empowerment, promoting health, dignity and citizenship.

Socioeconomic, hygienic, and sanitation factors in reducing diarrhea in the Amazon / Fatores socioeconômicos, higiênicos e de saneamento na redução de diarreia na Amazônia

ABSTRACT OBJECTIVE To analyze the contributions of the socioeconomic, hygienic, and sanitation improvements in reducing the prevalence of diarrhea in a city of the Amazon. METHODS In this population-based cross-sectional study, we analyzed data from surveys conducted in the city of Jordão, Acre. In 2005 and 2012, these surveys evaluated, respectively, 466 and 826 children under five years old. Questionnaires were applied on the socioeconomic conditions, construction of houses, food and hygienic habits, and environmental sanitation. We applied Pearson's Chi-squared test and Poisson regression to verify the relationship between origin of water, construction of homes, age of introduction of cow's milk in the diet, place of birth and the prevalence of diarrhea. RESULTS The prevalence of diarrhea was reduced from 45.1% to 35.4%. We identified higher probability of diarrhea in children who did not use water from the public network, in those receiving cow's milk in the first month after birth, and in those living in houses made of paxiúba. Children born at home presented lower risk of diarrhea when compared to those who were born in hospital, with this difference reversing for the 2012 survey. CONCLUSIONS Sanitation conditions improved with the increase of bathrooms with toilets, implementation of the Programa de Saúde da Família (PSF - Family Health Program), and water treatment in the city. The multivariate regression model identified a statistically significant association between use of water from the public network, construction of houses, late introduction of cow's milk, and access to health service with occurrence of diarrhea.

RESUMO OBJETIVO Analisar as contribuições das melhorias socioeconômicas, higiênicas e de saneamento na redução da prevalência de diarreia em uma cidade na Amazônia. MÉTODOS Neste estudo transversal de base populacional, foram analisados dados dos inquéritos realizados no município de Jordão, Acre. Em 2005 e 2012, foram avaliadas, respectivamente, 466 e 826 crianças menores de cinco anos. Foram aplicados questionários sobre as condições socioeconômicas, construção dos domicílios, hábitos higiênicos e alimentares e saneamento ambiental. Foi aplicado o teste Qui-quadrado de Pearson e a Regressão de Poisson para verificar a relação existente entre procedência da água, tipo de construção do domicílio, idade de introdução de leite de vaca na dieta e local de nascimento e a prevalência de diarreia. RESULTADOS A prevalência de diarreia foi reduzida de 45,1% para 35,4%. Foi identificada maior probabilidade de desenvolvimento de diarreia em crianças que não utilizaram água da rede pública, as que receberam leite de vaca no primeiro mês após o nascimento e as residentes em domicílios de paxiúba. As crianças que nasceram no domicílio apresentaram menor risco de diarreia quando comparadas às que nasceram em hospital, com essa diferença se invertendo para o inquérito de 2012. CONCLUSÕES Ocorreu melhora nas condições de saneamento com aumento no número de banheiro com vasos sanitários, implantação do Programa de Saúde da Família e tratamento de água na sede do município. O modelo de regressão multivariada identificou associação estatisticamente significativa entre utilização de água da rede pública, construção da moradia, introdução tardia de leite de vaca e acesso a serviço de saúde com ocorrência de diarreia.

Bioassessment using benthic macroinvertebrates of the water quality in the Tigreiro river, Jacuí Basin / Bioavaliação por macroinvertebrados bentônicos da qualidade da água no rio Tigreiro, Bacia do Jacuí

This study aimed to evaluate the water quality in the Tigreiro river, Jacuí river Basin, using different approaches. Benthic macroinvertebrates were sampled in July 2010 (winter) and February 2011 (summer) at five sites. In this study were analyzed: microbiological, physical and chemical variables, benthic macroinvertebrates richness and diversity, rapid ecological assessment protocol and benthic biotic indices (% EPT, BMWP'-IAP, ASPT, SOMI). A total of 5,852 individuals were collected belonging to 31 taxa of three Phyla: Annelida, Mollusca and Arthropoda. Chironomidae was the most abundant taxon (63.70%). A reduction in richness, diversity H' and evenness J' was observed from the initial stretches to the end stretches of Tigreiro river. The use of different approaches showed that sites in the rural area were less altered. The Tigreiro river was strongly impacted, mainly due to discharge of domestic effluents in the urban area, and the combination of different metrics was useful to detect impacted sites and the consequence for the water quality.

O objetivo deste estudo foi avaliar a qualidade de água do rio Tigreiro, bacia do rio Jacuí, pelo uso de diferentes abordagens. Macroinvertebrados bentônicos foram coletados em julho/2010 (inverno) e fevereiro/2011 (verão) em cinco pontos. Neste estudo foram analisados: variáveis microbiológicas, físicas e químicas, riqueza e diversidade de macroinvertebrados bentônicos, protocolo de avaliação ambiental rápida e índices bióticos de bentos (% EPT, BMWP'-IAP, ASPT, SOMI). Foram coletados 5.852 indivíduos pertencentes a 31 taxa de três Filos: Annelida, Mollusca e Arthropoda. Chironomidae foi o taxon dominante (63,70%). A redução de riqueza, diversidade H' e uniformidade J' ocorreram da porção inicial em direção à porção final do rio Tigreiro. O uso das diferentes abordagens mostrou que os pontos da área rural foram menos modificados. O rio Tigreiro apresentou-se fortemente impactado, principalmente pela descarga de esgotos domésticos na área urbana e o uso de diferentes métricas foi útil para detectar locais impactados e suas consequências para a qualidade de água.

Efeitos ambientais da disposição oceânica de esgotos por meio de emissários submarinos: uma revisão / Environmental effects of sewage oceanic disposal by submarine outfalls: a review

Os sistemas de disposição oceânica de esgotos domésticos, ou emissários submarinos, têm sido historicamente utilizados em todo o mundo como solução para destinação final de efluentes urbanos, principalmente devido aos aspectos econômicos.Porém, o descarte no oceano, seja em águas rasas ou mais profundas, pode induzir uma série de impactos ambientais negativos, dos quais se destacam a eutrofização, a floração de algas tóxicas, a introdução de microrganismos patogênicos e a contaminação por substâncias químicas capazes de produzir efeitos tóxicos sobre a biota e bioacumulação. Desse modo, o lançamento de esgoto não tratado no mar não constitui uma prática ambientalmente adequada, sendo necessário o tratamento dos efluentes de forma a remover nutrientes, contaminantes e organismos patogênicos e evitar a degradação ambiental.

Oceanic disposal systems of domestic sewage, or submarine sewage outfalls, have been historically used around the world as a solution for urban effluents, in special due to economic aspects. However, release into the ocean, in shallow or deepwaters, may induce a set of negative environmental impacts, as eutrophication, toxic algal blooms, pathogenic microorganisms introduction and contamination by chemical substances which are capable of causing toxic effects to the biota and bioaccumulation. Thus, the release of untreated sewage into the sea does not constitute an adequate environmental practice; then, urban effluents should be treated in order to remove nutrients, contaminants and pathogenic organisms and avoid environmental degradation.

Tratamento combinado de lixiviado de aterros de resíduos sólidos urbanos e esgoto doméstico como alternativa para a solução de um grave problema ambiental e de saúde pública - revisão bibliográfica. / Co-treatment of municipal solid waste landfill leachate and domestic wastewater as an alternative solution to a serious environmental and public health problem - a literature review.

A disposição de lixiviados de aterros de resíduos sólidos urbanos é um grande problema de saúde ambiental, com impactos sobre a saúde das populações que vivem em áreas circunvizinhas, devido às características poluentes deste lixiviado. Uma opção é coletar e direcionar o lixiviado para estações de tratamento de esgotos, nas quais podem ser tratados conjuntamente com o esgoto doméstico. A viabilidade dessa opção depende da existência de rede coletora de esgotos próxima ao aterro e da capacidade da estação de tratamento em assimilar as cargas, sobretudo orgânica e nitrogenada, advindas do lixiviado. Este trabalho apresenta uma revisão bibliográfica sobre o tratamento combinado de lixiviado e esgoto doméstico. Os estudos realizados mostram que a quantidade limite de lixiviado a ser recebida em estações de tratamento, sem comprometer a qualidade do efluente final, não é fixa, dada a grande variabilidade da composição dos lixiviados. Entretanto, a maioria dos estudos não apresenta variações significativas de qualidade para efluentes do tratamento combinado com até 2% de volume de lixiviado.

The disposal of municipal solid waste landfill leachates is a major environmental health problem, with impacts on the health of people living in surrounding areas due to the characteristics of leachate pollutants. One option is to collect and direct the leachate to sewage treatment plants, where it can be co-treated with domestic sewage. The viability of this option depends on the existence of sewerage near the landfill and the treatment plant capacity to absorb the loads, especially organic and nitrogen, stemming from leachate. This paper presents a literature review on combined treatment of leachate and domestic sewage. Studies show that the quantity limit of leachate to be received on treatment plants, without compromising the quality of the final effluent, is not fixed, given the great variability in the composition of leachate. However, most studies present no significant variations in quality for effluent treatment combined with up to 2% of the volume of leachate.

Minimização da produção de lodo no tratamento de águas de abastecimento mediante uso do cloreto de polialumínio e sua disposição em estações de tratamento de esgotos / Minimization of water treatment plant sludge production with polyaluminium chloride application and its disposal in wastewater treatment plants

Uma das possibilidades para a redução da produção de lodo em estações de tratamento de água (ETAs) é o uso do cloreto de polialumínio (CPA) como coagulante, que pode ser aplicado de forma isolada ou em conjunto com sais de ferro. Este trabalho objetivou estudar o uso do CPA no que diz respeito à produção de lodo, bem como avaliar o impacto do lançamento de lodos de ETAs em estações de tratamento de esgoto (ETEs) do tipo lodos ativados convencional. Observou-se que a produção de lodo do CPA apresentou valores próximos em comparação ao sulfato de alumínio, em torno de 4,75 mg de massa seca para cada 1 mg de Al, e o seu eventual lançamento para posterior processamento em ETEs deverá alterar a qualidade físico-química do lodo desidratado, sendo esta função do tipo e dosagem de coagulante e suas impurezas.

One possible strategy to reduce sludge production in water treatment plant (WTP) is the application of polyaluminium chloride (PAC) as the sole coagulant or together with iron salts. The purpose of this paper was to investigate PAC usage with regard to sludge production as well as to evaluate impacts of discharging WTP sludge in activated sludge wastewater treatment plants (WWTPs). It was observed that PAC-based sludge production presented values close to aluminum sulfate-based sludge production, which was around 4.75 mg of dry solids per mg of Al. Furthermore, eventual discharge of PAC-based sludge in a WWTP should change the physical and chemical quality of the dry sludge, which is a function of coagulant type, coagulant dosage and of the impurities present in the coagulan's formulation.

Produção de lodo e comportamento químico de sais de ferro empregados no pós-tratamento de esgoto sanitário por precipitação química / Sludge production and chemical behavior of iron salts employed in the post-treatment of sanitary wastewater by chemical precipitation

A combinação de processos físico-químicos e biológicos no tratamento de esgotos sanitários tem se apresentado como uma alternativa na remoção de fósforo. No entanto, uma das limitações é a sua maior produção de lodo. Desse modo, este trabalho teve por objetivo avaliar a produção de lodo resultante da aplicação de sais de ferro para diferentes tipos de efluentes, bem como estudar o impacto de sua aplicação nas características físico-químicas dos efluentes estudados. Concluiu-se que os valores médios de produção de lodo resultante da formação do hidróxido férrico situaram-se em torno de 1,80; 1,95 e 1,34 mg lodo/mg Fe+3 para esgoto bruto, efluente aeróbio e anaeróbio tratado, respectivamente, indicando que as características da fase líquida não influenciaram os mecanismos de precipitação dos íons férricos.

The combination of physical-chemical and biological processes in sanitary wastewater treatment has been employed as an alternative for phosphorus removal; however, one of its limitations is its large sludge production. This work aimed at evaluating the sludge production which resulted from iron salt application to different types of effluents, as well as studying the impacts of iron salt application on the physical-chemical characteristics of the studied effluents. It was concluded that the average sludge production values which resulted from ferric hydroxide formation were around 1.80, 1.95 and 1.34 mg sludge per mg of Fe+3 ion, with regard to raw wastewater, aerobic treated effluent and anaerobic treated effluent, respectively, thus indicating that the liquid phase characteristics did not influence the ferric ion precipitation mechanisms.

Otimização de processos físico-químicos na remoção de fósforo de esgotos sanitários por processos de precipitação química com cloreto férrico / Physical-chemical process optimization for phosphorus removal from domestic wastewater by chemical precipitation with ferric chloride

Tendo em vista a potencialidade do emprego de processos de coagulação química no tratamento de esgotos, este trabalho teve por objetivo estudar a remoção de fósforo em efluentes de sistemas anaeróbios e aeróbios de tratamento de esgotos. Observou-se que foi possível atingir valores de remoção de fósforo da ordem de 90%, sendo que as dosagens de coagulante se situaram em torno de 60 a 100 mg FeCl3/L. Concomitantemente com a remoção de fósforo, foi também observada uma remoção de carbono orgânico dissolvido (COD) para os efluentes investigados, sendo que as dosagens de coagulanteque permitiram a otimização da remoção de fósforo também possibilitaram a otimização da remoção de COD. Justifi ca-se a remoção de fósforo na forma orgânica e de polifosfatos pelo fato destes estarem associados ao COD removido.

Since chemical coagulation processes are very promising for wastewater treatment, this work looked into phosphorus removal from aerobic and anaerobic systems treating domestic wastewater. It was possible to reach phosphorus removal effi ciencies in theorder of 90 % for coagulant dosages in the range 60 to 100 mg of ferric chloride per liter. Dissolved organic carbon (DOC) removal in parallel with phosphorus removal was observed for the previously mentioned treatment system effl uents. The coagulant dosages for optimized phosphorus removal also led to optimum DOC removal. The removal of organic phosphorus fractions as polyphosphates was justifi ed due its association with the DOC removal by chemical precipitation.

Caracterização e biodegradabilidade aeróbia e anaeróbia dos esgotos produzidos em campus universitário / Characterization and biodegradability of wastewater produced in university campus

O presente trabalho caracterizou e avaliou a tratabilidade dos efluentes líquidos produzidos no campus da Universidade Federal de Ouro Preto. Os parâmetros físico-químicos mostraram que o efluente do campus possui uma característica típica a dos esgotos domésticos, com valores médios de DBO5 total, DQO total, NTK e P total de 300 mg.L-1, 670 mg.L-1, 56 mg.L-1 e 6 mg.L-1 respectivamente. Dos metais monitorados somente o Fe (0,847 mg/L), Al (0,355 mg/L) e Zn (0,389 mg/L) estavam presentes em maiores concentrações, mais ainda assim, tais concentrações eram inferiores aos va-lores considerados tóxicos para microrganismos. Os testes de biodegradabilidade mostraram que, a despeito da potencial presença de compostos orgânicos tóxicos, o efluente final pode ser biodegradado aerobiamente (97 por cento de eficiência, K1app = 1,73 d-1) e anaerobiamente (50 por cento de eficiência, AME = 0,0579 gDQO CH4/gSSV.d).

The aim of this study was to characterize and evaluate the tratability of wastewater produced in the campus of the Federal University of Ouro Preto (UFOP). The physical-chemical parameters showed the wastewater from the campus had characteristics of typical domestic wastewater, with average values of total BOD, total COD, Kjeldahl Nitrogen and total phosphorus of 300 mg.L-1, 670 mg.L-1, 56 mg.L-1 e 6 mg.L-1 respectively. Only the metals Fe (0,847 mg/L), Al (0,355 mg/L) and Zn (0,389 mg/L) were present in higher concentration, nonetheless, such concentrations were below the thresholds limits for microbial toxicity. The biodegradability tests showed that despite the potential presence of toxic organic compounds, the wastewater could be degraded aerobically (97 percent efficiency, K1app = 1,73 d-1) and anaerobically (50 percent efficiency, AME = 0,0579 gDQO CH4/gSSV.d).

Análise da confiabilidade de estações de tratamento de esgotos / Reliability analysis of wastewater treatment plants

Este artigo apresenta uma análise da confiabilidade de 166 estações de tratamento de esgotos em operação no Brasil, considerando seis processos de tratamento mais usualmente adotados. Foi utilizada uma metodologia desenvolvida por Niku et al (1979) para determinação de coeficientes de confiabilidade (CDC), considerando o alcance a metas de lançamento para concentrações efluentes de DBO, DQO, SST, NT, PT e CF. A partir dos CDC obtidos, foram calculadas as concentrações de projeto necessárias para o cumprimento das metas de lançamento e os percentuais de atendimento esperados. Os resultados mostraram que poucas ETEs, nas condições de operação observadas, conseguiriam apresentar desempenhos confiáveis, em termos de cumprimento dos padrões. Para todos os constituintes e sistemas de tratamento, a variabilidade da qualidade do efluente foi muito grande.

This article presents a reliability analysis of 166 full-scale wastewater treatment plants operating in Brazil, comprising six different treatment processes usually adopted. A methodology developed by Niku et al (1979) is used for the determination of the coefficients of reliability (COR), in terms of the compliance of effluent BOD, COD, TSS, TN, TP and FC to discharge standards. The design concentrations necessary to meet the prevailing discharge standards and the expected compliance percentages have been calculated from the coefficients of reliability obtained. The results showed that few plants, under the observed operating conditions, would be able to present reliable performances in terms of compliance with the analyzed standards. For all constituents and systems, the variability of the effluent quality was very large.

Estudo cinético do processo de Valo Cynamon-Roque: caracterização e obtenção de parâmetros de projeto / Cynamon-Roque ditch process kinetics study: characterization and design criteria establisment

O processo de valo Cynamon-Roque, de tratamento de esgotos, constituído de um reator anaeróbio e outro aeróbio, vem sendo testado desde 1986, através de uma unidade piloto, construída no Campus da FIOCRUZ, que recebe uma mistura de esgotos domésticos e industriais, oriundos de unidades de ensino, pesquisa, manutenção e fábricas de vacinas. A validade do processo foi amplamente demonstrada, o que resultou na patente obtida em 1996. As características funcionais vantajosas do processo, em relação aos tradicionais são: requer pouca área, sua operação é simples, a remoção de matéria orgânica é elevada, fruto de uma operação semelhante à do processo dos lodos ativados, permite considerável remoção de nutrientes, não libera aerossóis no meio ambiente, pois a unidade aeróbia é fechada, apresenta boa remoção de patogênicos e economia energética. Neste trabalho, avaliamos as características operacionais do valo Cynamon-Roque, quando sujeito a vazões superiores às do projeto original. Devido às grandes variações horárias de vazão, concentração, do afluente da unidade piloto, e a perda de sólidos, foi empregado um modelo cinético transiente, de pouca complexidade, mas adequado para modelagem matemática do processo de degradação. As perdas de sólidos foram ocasionadas em virtude dos decantadores terem sido dimensionados para vazões muito inferiores às utilizadas. Através deste modelo, testamos a validade de duas equações cinéticas, a de Monod e a de Eckenfelder, para degradação de substrato, obtendo-se ajustes semelhantes. Uma metodologia para obtenção de parâmetros para um projeto racional é apresentada e discutida ao longo deste trabalho. O comportamento do processo, noutras condições operacionais, foi previsto, utilizando-se o modelo cinético, com os parâmetros determinados através do ajuste deste, aos dados experimentais...

Cynamon-Roque ditch process, a sewage treatment process, given by an anaerobic reactor followed by an aerobic reactor, has been tested since 1986, throw a pilot plant, build in FIOCRUZ Campus, which receive domestic and industrial sewage from teaching, research, repairing units and vaccines industries. The process validity has been quite demonstrated, so it was patented in 1996. The advantageous functional features of the process, taking into account the traditional process are: it needs small areas, its operation is simple, organic matter removal is high, because it works in a similar way to the activated sludge process, nutrients removal is remarkable, it does not release aerosols in the environment, because the aerobic unit is closed, exhibits good removal of pathogenic organism and saves energy.In this work, Cynamon-Roque ditch operational features has been evaluated, when subject to flows bigger than the original project ones. Due to the great hour variations of flow, concentration, of the influent from the pilot plant, and the loss of solids, it was used a transient kinetic model, of little complexity, but appropriate for the bio-degradation process mathematical modeling. The loss of solids was caused by the fact that the settling tanks were designed to operate at much lower flows than those used. Taking into account the model, the validity of two kinetic equations was tested - Monod and Eckenfelder - for the bio-degradation of substrate, and similar fit resulted.A methodology for determining the coefficients necessary for establishing rational design criteria is presented and discussed throughout this work.The process behavior, under other operational conditions, was previewed, through the kinetic model, which coefficients were determined by adjusting it to the experimental data...