Reúso Não Potável de Água
Aspectos de Saúde e Padrões de
Qualidade
Rafael K.X. Bastos
Universidade Federal de Viçosa
Departamento de Engenharia Civil
Reúso - possibilidades
Irrigação
irrestrita - produtos ingeridos crus (frutas, hortaliças)
Grupo de risco - consumidores, agricultores, público em geral.
restrita - produtos não ingeridos crús, processados comercialmente /
industrialmente (ex.: cereais, fibras, grãos), silvicultura.
Grupos de risco - trabalhadores, agricultores, público em geral.
Forrageiras (pastagens)
Grupo de risco - consumidores de produtos animais , agricultores,
público em geral.
Reúso - possibilidades
Reúso urbano - campos de esportes, parques e jardins, limpeza de
logradouros, reuso predial.
Grupos de risco - público usuário, trabalhadores, público em geral.
Piscicultura
Grupos de risco - consumidores, trabalhadores
Reúso industrial
Grupos de risco - trabalhadores
Recarga de aqüíferos
Grupos de risco - consumidores, trabalhadores
Reúso controlado
utilização segura do ponto de vista sanitário,
sustentável do ponto de vista ambiental e otimizado
do ponto de vista econômico
Potencial e limitações
Vantagens:
- reciclagem de nutrientes
- controle de poluição
- economia de insumos
- economia de água
Limitações:
- efeitos no solo e plantas (agrícola)
- toxicidade (agrícola e piscícola)
- contaminação lençol
- parâmetros físico-químicos (industrial)
- aspectos sanitários
Potencial e limitações
Microrganismo
Densidade
Escherichia coli
106-108 /100 mL
Salmonellae spp.
102-103 /100 mL
Cistos de Giardia sp.
102-104 / L
Oocistos de Cryptosporidium spp.
101-102 / L
Ovos de helmintos
101-103 / L
Vírus
102-105 / L
Risco de transmissão de doenças
Risco à saúde ⇔ regulamentação
Risco aceitável (ou não) ⇔ padrão microbiológico ⇔
grau de tratamento
Avaliação de risco
Tratamento de esgotos
Processo de tratamento
Processo secundários convencionais
+ decantação secundária
Precipitação química
Precipitação química + Filtração
terciária
Biofiltros
Reatores anaeróbios
Lagoas de estabilização
Desinfecção
Precipitação química + Filtração
terciária + desinfecção
Bactérias
Eficiência típica de remoção (log 10)
Vírus
Protozoários
Helmintos
0-2
0-1
0-1
0-2
1-2
0-1
0-1
1-3
1-2
1-2
1-3
1-3
0-2
0-1
1-6
2-6
0-1
0-1
1-4
1-4
0-1
0-1
1-4
0-3
0-2
0-1
1-3
0-1
2-6
1-4
1-4
1-3
Risco à saúde – aspectos conceituais
Risco (real)
¾ probabilidade de ocorrência de um efeito (indesejável)
¾ exposição ⇔ efeito (doença)
Risco atribuível: proporção de um dano à saúde entre os indivíduos
expostos devida a um determinado fator de risco (irrigação com esgotos)
Perigo (Risco potencial)
¾ característica intrínseca de uma substância ou de uma situação.
¾ algo (agente patogênico) que pode vir a causar efeitos adversos à
saúde (risco)
Riscos Reais x Riscos Potenciais
Águas residuárias
Tratamento
Uso
Grau de
exposição
susceptibilidade
imunidade
Risco potencial
Agente
etiológico
Resistência
Ambiente
Sobrevivência
Latência
Hospedeiro
Dose infectante
Patogenicidade
(grupos de risco)
Doença ⇒ Risco Real
Avaliação de risco (metodologia)
caracterização e estimativa, quantitativa ou qualitativa, de
potenciais efeitos adversos à saúde devido à exposição
de indivíduos e populações a fatores de risco
(i) identificação do perigo;
(ii) avaliação da dose-resposta ( potencial que tem o agente de
causar
reposta
em
diversos
níveis
de
exposição:
estudos
experimentais ou epidemiológicos )
(iii) avaliação da exposição ( caracterização da população exposta,
definição da(s) rota(s), quantidade e duração da exposição )
(iv) caracterização do risco (modelos matemáticos ⇒ risco de
determinado agravo resultante da ingestão de determinado volume
de água contendo uma quantidade conhecida do agente por unidade
de volume para uma ou mais exposições)
Estabelecimento de padrão de qualidade de efluentes
(i) a ausência de riscos potenciais, caracterizada pela ausência de
organismos e, ou, indicadores e patogênicos no efluente;
(ii) a medida (da ausência) de riscos em excesso ou riscos
atribuíveis à prática de reúso dentre uma população exposta;
(iii) a aplicação da metodologia de Avaliação de Risco e a definição
de níveis de risco aceitáveis, ou seja, a estimativa da concentração
de patógenos no efluente correspondente ao nível de risco
aceitável (ex. 10-4, significando que considera-se aceitável um caso
anual de infecção em cada 10.000 pessoas dentre uma população
exposta ao fator de risco – a utilização de esgotos).
Estabelecimento de padrão de qualidade de efluentes
(iii) aplicação da metodologia de AR
IDA = NENO ou NICENO
FI
IDA: Ingestão diária aceitável
NENO: nível de efeito não observado
NICENO: nível inferior com efeitos negativos observados
FI: fator de incerteza
VMP = IDA x pc x P
C
VMP: valor máximo permitido
pc = peso corporal (60Kg para adulto)
P = fração de IDA proveniente da água potável (0,1)
C = consumo diário de água (2L para adultos)
Aplicação da metodologia de AR
Abastecimento de água
• EUA: risco anual de infecção de 1:10.000 (10-4) para os diversos
organismos patogênicos (uma infecção em cada 10.000 habitantes).
• Reino Unido: Cryptosporidium ≤ 10 oocistos/100 L ⇒ risco de infecção
anual de 10-1 (uma infecção em cada 10 habitantes)
Reúso
• irrigação com efluentes contendo 1 vírus/ 40 L (ASANO e SAKAJI,
1990; ASANO et al, 1992)
™ consumo de hortaliças ⇒ risco 10-4 a 10 -9 (C= 10 mL/dia)
™ irrigação de campos de golfe ⇒ risco 10 -2 a 10 -5 (C=1 mL/dia;
manuseio de bolas de golfe, 2 dias/semana)
• consumo de hortaliças irrigadas com efluentes contendo ≤ 103 CF/100
mL ⇒ risco de infecções virais de 10-5 a 10 -7 e de cólera de 10 -9
(SHUVAL et al, 1997).
Estabelecimento de padrão de qualidade de efluentes
(ii) medida de risco real
¾serviço de vigilância epidemiológica bem estruturado
¾ desenvolvimento de complexos estudos epidemiológicos
⇒ delimitação de populações expostas e não-expostas ao
fator de risco
⇒ identificação dos casos atribuíveis a
utilização de esgotos.
(i)ausência de riscos potenciais
¾ menos defensável do ponto de vista epidemiológico
¾ dificuldades das abordagens anteriores ⇒ relevância, com
margem de segurança (“risco nulo”)
Normas e critérios de qualidade de efluentes para irrigação
(inclusive usos urbanos)
Evolução histórica
Califórnia (EUA):
- 1933: proibição de vegetais consumidos crus
- 1968: efluentes filtrados, oxidados e desinfetados.
produtos comestíveis (crus): 2,2 CF/100 ml.
OMS:
- 1971: irrigação irrestrita: efluentes após completa
estabilização biológica, seguida de cloração
rigorosa, 100 CF/100 ml.
- 1989: “Engelberg” - recomendações em bases
epidemiológicas.
Irrigação irrestrita: 1.000 CF/100 ml
1 ovo helminto/litro
Diretrizes da OMS (1989)
Categoria
Tipo de Irrigação e
Cultura
A
Culturas a serem
consumidas cruas,
campos de esporte,
parques e jardins*
B
Culturas processadas
industrialmente,
cereais, forragens,
pastagens, árvores
C
Irrigação localizada
de plantas da
categoria B na
ausência de riscos
para os agricultores e
público em geral
Grupos de
Risco
Agricultores,
consumidores,
público em
geral
Agricultores
Não aplicável
Nematóides
Intestinais
(Ovos/L)
<1
<1
Não
aplicável
(*) Para parques e jardins onde o acesso de público : 200 CF/100 ml.
Coliformes
Fecais
(org./100mL)
Processo de Tratamento
< 103
Lagoas de estabilização
em série, ou tratamento
equivalente em termos de
remoção de patogênicos
105
Lagoas de estabilização
com 8-10 dias de tempo de
detenção ou remoção
equivalente helmintos e
coliformes fecais
Não aplicável
Pré-tratamento de acordo
com o método de
irrigação, no mínimo
sedimentação primária
Diretrizes da OMS
Modelo teórico e evidências epidemiológicas
Alto risco: helmintos
Médio risco: bactérias e protozoários
Baixo risco: vírus
Lagoas de estabilização
≤ 103 CF/100 mL: indicador da remoção de bactérias e vírus
< 1 ovo helminto/L (nematóides intestinais humanos): indicador
da remoção de organismos sedimentáveis (outros helmintos,
protozoários) (??)
Normas da EPA (1992)
Tipo de Irrigação e Cultura
Culturas alimentícias não processadas
comercialmente (1)
Irrigação superficial ou por aspersão de
qualquer cultura, incluindo culturas a
serem consumidas cruas
Culturas alimentícias processadas
comercialmente (1)
Irrigação superficial de pomares e
vinhedos
Culturas não alimentícias
Pastagens para rebanhos de leite (5) ,
forrageiras, cereais, fibras e grãos
Irrigação , campos de esporte, parques,
jardins e cemitérios
Processo de Tratamento
Qualidade do efluente
Secundário + filtração + desinfecção
DB0 ≤ 10 mg/L
Turbidez ≤ 2 UNT (2)
Cloro residual ≥ 1mg/L (3)
Coliformes fecais ND
Organismos patogênicos ND
Secundário + desinfecção (4)
DB0 ≤ 30 mg/L
SS ≤ 30 mg/L
Cloro residual ≥ 1mg/L3)
Coliformes fecais ≤ 200/100
mL (4)
Secundário + desinfecção
DB0 ≤ 30 mg/L
SS ≤ 30 mg/L
Cloro residual ≥ 1mg/L
Coliformes fecais ≤ 200/100
mL
Secundário + filtração + desinfecção
DB0 ≤ 10 mg/L
Turbidez ≤ 2 UNT (2)
Cloro residual ≥ 1mg/L
Coliformes fecais ND
Organismos patogênicos ND
EUA (Califórnia)
Tipos de Uso
Nível de Tratamento
Coliformes Totais
secundário
Ausente
Irrigação de pastos para animais produtores
de leite, áreas verdes(2); viveiro de plantas
ornamentais e fazendas de grama; lagos
paisagísticos; sistemas de combate a
incêndio; água de refrigeração industrial ou
comercial, sem formação de aerossóis;
alimentação de caldeiras; compactação de
solos; lavagem de ruas, calçadas e áreas
externas.
secundário + desinfecção
<23 coliformes totais
/100ml
Irrigação superficial de culturas alimentícias;
acesso restrito a lagoa paisagísticos.
secundário + desinfeção
< 2,2 coliformes totais
/100 ml
Irrigação de culturas alimentícias (3) e áreas
paisagísticas(4); lagos recreacionais
irrestritos; descarga em toaletes e mictórios;
água de processo industrial; fontes
decorativas; lavanderias comerciais;
produtores de neve; sistema de combate a
incêndio estrutural; sistemas de refrigeração
industriais ou comerciais com formação de
aerossóis.
Secundário + coagulação
+ clarificação (5) + filtração
+ desinfecção
< 2,2 coliformes totais
/100 ml
Irrigação de forragens, fibras e culturas de
sementes; pomares e vinhas (1) ; culturas
alimentícias processadas, descarga em
toaletes.
Normas e critérios de qualidade de efluentes para irrigação
México
Irrigação
CF /100 mL
Restrita
103 ( 103 – 104 )
≤ 5 ( ≤ 0,1 -1,0 )
Irrestrita
103 (103 )
≤ 1 ( ≤ 0,1 -1,0 )
Norma atual
Proposta de revisão
Ovos
helmintos/L
África do Sul
Uso
Nível de tratamento
CF/100 mL
Forragens, sementes, árvores,
parques não recreacionais,
viveiros (de acesso restrito)
Primário e secundário
1000
Culturas não ingeridas cruas,
flores, pomares e vinhas,
parques, campos esportivos, e
gramados escolares (de
acesso restrito)
Primário, secundário e
terciário, sistema de lagoas de
estabilização.
1000
Pasto para animais de leite,
campos esportivos, gramados
escolares (de acesso irrestrito)
Primário, secundário e
terciário
Culturas ingeridas cruas,
gramados, viveiros, gramados
escolares, parques
recreacionais (de acesso
irrestrito)
Avançado (padrão de qualidade de água
potável)
ND
Arábia Saudita (irrigação irrestrita)
Parâmetro *
VMP
Parâmetro
VMP
DBO
10,0
Fluor
2,0
SST
10,0
Ferro
5,0
Coliformes/100mL
2,2
Chumbo
0,1
Turbidez (uT)
1,0
Lítio
0,07
Alumínio
5,0
Manganês
0,2
Arsênico
0,1
Mercúrio
0,001
Berílio
0,1
Molibdênio
0,01
Boro
0,5
Níquel
0,02
Cádmio
O,01
Nitrato
10,0
Cloreto
280
Selênio
0,02
Cromo
0,1
Zinco
4,0
Cobalto
0,05
Óleos e Graxas
Ausente
Cobre
0,4
Fenol
0,002
Cianeto
O,05
PH
6,0 – 8,4
mg/L , exceto quando especificado em contrário
Usos urbanos
Japão
Parâmetro
Descarga
toaletes
Irrigação
áreas verdes
Lagos e
Fontes
Ornamentais
Meio Ambiente
(características
estéticas)
Meio Ambiente
(contato
público
limitado)
E.coli/100mL
≤ 10
ND
ND
-
-
Cloro residual
combinado
(mg/L)
Mantido
>0,4
-
-
-
Aparência
NO
NO
NO
-
-
Coliformes
totais/100mL
-
-
-
< 1000
< 50
Turbidez (uT)
-
-
< 10
< 10
<5
DBO (mg/L)
-
-
< 10
< 10
<3
Odor
NO
NO
NO
NO
NO
pH
5,8 – 8,6
5,8 – 8,6
5,8 – 8,6
5,8 – 8,6
5,8 – 8,6
Cor (mgPt/L)
-
-
-
< 40
< 10
Irrigação e Usos urbanos
Aplicação
Critérios de
qualidade
EUA (Flórida)
Nível de
Tratamento
Áreasb de acesso
restrito e usos
industriais
200 CF/100mL ml
SST - 20 mg/L
DBO - 20 mg/L
Secundário +
desinfeção
Áreas com acesso
ao públicoc;
culturas
alimentíciasd;
descarga em
toaletese;
represamentos
recreacionaisf;
sistema de
combate a
incêndio;
propósitos
estéticos; controle
de lixo.
CF ND
SST - 5 mg/L
DBO - 20 mg/L
Secundário +
filtração +
desinfeção
Observação
b
Fazendas de grama, florestas, pastos,
bosques, culturas forrageiras, fibras
e grãos, e áreas similares.
Áreas verdes residenciais, campos de
golfe, cemitérios, parques, áreas
paisagísticas, passeios, e áreas
similares.
d
Permitido para culturas a serem
cozidas,
descascadas,
ou
processadas térmicamente antes do
consumo.
e Permitido em áreas residenciais sem
acesso a sistema de abastecimento
por poço, proibido em residências
familiares.
f Para contato primário com mais de 50%
de imersão, em represas por
exemplo, o critério de qualidade da
água deve atender aos padrão
microbiológico de potabilidade.
c
Usos urbanos
EUA (Texas)
Uso
Compactação de Solos, controle
de pó em estradas, lavagem de
ruas
Padrão de qualidade
DBO< 20mg/l
< 800 CF/100 ml
Playground e gramados de hotéis
e áreas de acesso amplo
DBO < 5mg/l
< 75 CF/100 ml
3 uT
Cloro residual ≥ 1mg/l
Irrigação de parques públicos,
campos de golfe, futebol,
cemitérios
DBO< 20 mg/l
<75 CF/100 ml
Irrigação de florestas e áreas de
acesso restritivo
DBO < 20 mg/l
< 800 CF/100 ml
Cloro residual ≥ 1mg/l
nitrato < 10mg/l
Piscicultura (OMS, 1989)
≤ 103 CF/100 mL no tanque de piscicultura ou ∼104
CF/100 mL no afluente ao tanque de piscicultura e
ausência de ovos de helmintos (trematóides).
Comentários finais
Utilização de esgotos sanitários no Brasil
Necessidade, oportunidade ou realidade ?
¾ Quase ausência de tratamento de esgotos
™ Qualidade das águas de irrigação.
™ Qualidade de produtos agrícolas comercializados.
™ Padrão epidemiológico-sanitário do país
¾ Disponibilidade e custo da água
Necessidade, oportunidade ou realidade
Vácuo político, institucional e legal
• Parâmetros e critérios de qualidade
• Critérios de projeto, código de boas práticas
• Procedimentos de licenciamento, monitoramento e fiscalização
• “importação” de parâmetros de qualidade
• Reúso não controlado
[ Iniciativas estaduais e municipais ]
Necessidade, oportunidade ou realidade
• Continuidade pesquisas
¾ Demonstração viabilidade
¾ Subsídio regulamentação
PROSAB – importante etapa demonstrativa
• Regulamentação
¾ PR reúso: GT → consulta pública
¾ Padrões de qualidade
¾Riscos aceitáveis ⇒ grau de tratamento
¾Riscos reais x Riscos potenciais (“risco nulo”)
¾Factibilidade técnico-econômica
Regulamentação ⇒ reuso controlado x indiscriminado
Edital 3 Tema 2
PUC-PR; UFBA; UFCE; UFES; UFMG; UFPE; UFRJ; UFRN;
UFRS; UFSC; UFT; UFV; UNB; UNICAMP; USP.
Edital 3 Tema 2
PUC-PR; UFBA; UFCE; UFES; UFMG; UFPE; UFRJ; UFRN;
UFRS; UFSC; UFT; UFV; UNB; UNICAMP; USP.
Edital 3 Tema 2
Irrigação de hortaliças
Edital 3 Tema 2
Piscicultura (Tilápia do Nilo)
Edital 3 Tema 2
Irrigação de forrageiras
e alimentação animal