Universidade Federal de Pernambuco
Centro de Ciências Biológicas
Curso de Bacharelado em Biomedicina
Avaliação de Sistemas Domésticos de Filtração
Utilizados como Purificadores de Água
Graduando: Carlos Roberto Weber Sobrinho
Orientadora: Drª. Glícia Maria Torres Calazans
Co-orientador: Ms. Ulrich Vasconcelos da Rocha Gomes
Recife/2007
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Universidade Federal de Pernambuco
Centro de Ciências Biológicas
Curso de Bacharelado em Biomedicina
Avaliação de Sistemas Domésticos de Filtração
Utilizados como Purificadores de Água
Monografia apresentada ao
curso de Biomedicina como
parte dos requisitos finais
para conclusão da graduação
pela Universidade Federal de
Pernambuco
Graduando: Carlos Roberto Weber Sobrinho
Orientadora: Drª. Glícia Maria Torres Calazans
Co-orientador: MSc. Ulrich Vasconcelos da Rocha Gomes
Recife, 2007
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Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Graduando:
________________________________________________________
Graduando: Carlos Roberto Weber Sobrinho
Graduando Biomedicina - UFPE
Banca examinadora:
__________________________________________________________
1.° Membro: Janete Magali de Araújo
Departamento de Antibiótico - UFPE
__________________________________________________________
2.° Membro: Irapuan Oliveira Pinheiro
Departamento de Ciências Fisiológicas do ICB - UPE
__________________________________________________________
Suplente: Kêsia Xisto da Fonseca Ribeiro de Sena
Departamento de Antibiótico - UFPE
Orientadores:
__________________________________________________________
Orientadora: Profa. Dr.ª Glícia Maria Torres Calazans
Departamento de Antibióticos – UFPE
_________________________________________________________
Co-orientador: MSc. Ulrich Vasconcelos da Rocha Gomes
Departamento de Engenhara Bioquímica - UFRJ
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Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
"Não peço riquezas, nem esperanças,
nem amor, nem um amigo que me
compreenda. Tudo o que eu peço é
um céu sobre mim e um caminho a
meus pés."
Adlai Ewing Stevenson II
Político Americano, conhecido por seu comportamento intelectual e apoio à causas
liberais do partido democrata. Embaixador das Nações Unidas (1961-1965).
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Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
DEDICATÓRIA
“Ao meu grande mestre: Meu Avô, José Fernandes dos Santos”
Já diziam que ser avô é ser pai duas vezes. Ser avô e estar presente em momentos
importantes ultrapassa as fronteiras da paternidade biológica. Um companheiro, que
auxiliou em decisões importantes, influenciou por toda uma vida como um exemplo.
Alguém que ensinou o verdadeiro significado e o real valor das coisas, desde pequenas
palavras até mesmo princípios, que carrego comigo até hoje. Ainda que, sendo um ser
humano, com qualidades, e, sobretudo, com defeitos, foi alguém de quem pude me
orgulhar de ter descendido e que agora deixou saudades.
Ao meu querido avô materno, José Fernandes dos Santos, cuja trajetória de vida me
enche de orgulho e inspiração. E onde estiver, sei que estará em presença próximo a
mim.
Saudades Vovô!
“IN MEMORIAN”
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Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
AGRADECIMENTOS
Primeiramente agradeço aos que de maneira superior sempre estiveram ao
meu lado;
Agradeço às quatro grandes mulheres da minha vida: minha mãe, Sônia Inês,
a quem devo toda a minha formação acadêmica e tudo o que sou hoje; minha avó
materna, Alaíde Inês, a quem devo toda a minha formação familiar, a minhas tias
maternas, Sueli Inês e Selma Inês, a quem devo minha formação moral.
Agradeço a minha Orientadora Drª. Glícia Calazans, por confiar no meu
esforço e no meu trabalho e por compreender não somente os problemas relacionados
ao ambiente acadêmico, demonstrando, por isso, ser uma grande e humana profissional;
Também ao meu co-orientador MSc. Ulrich Vasconcelos, pelo total e
incondicional apoio em todas as horas;
As minhas tias Sulamita Inês e Silvia Santos por toda a ajuda nos momentos
difíceis;
Aos meus tios Rosinaldo Canuto e Luiz Pereira;
A minha grande amiga Eliana Morais, por compartilhar comigo experiências
valiosas;
A Marli Fragoso, Claudia Lucas, Adeildo Anselmo e Ana Maria, pela ajuda
nesses anos de graduação;
Ao técnico do laboratório de processos fermentativos do Departamento de
Antibióticos, Salatiel, pela ajuda sempre que possível;
Ao meu pai, por me ensinar que o crescimento moral pode também vir pela
dor;
Enfim, agradeço a todos que de alguma forma, seja direta ou indireta,
colaboraram para o desenvolvimento e êxito do estudo.
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Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
SUMÁRIO
Lista de Figuras ....................................................................................................... 10
Lista de Quadros e Tabelas...................................................................................... 12
Lista de Abreviações ............................................................................................... 13
RESUMO ................................................................................................................ 15
1.0 INTRODUÇÃO.................................................................................................
16
2.0 OBJETIVO........................................................................................................
21
2.1 Geral...........................................................................................................
21
2.2 Específicos.................................................................................................. 21
3.0 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA..........................................................................
22
3. 1 Métodos de Purificação da água................................................................ 22
3.1.1 Destilação.......................................................................................
22
3.1.2 Adsorção por Carvão Ativado........................................................
23
3.1.3 Filtração..........................................................................................
24
3.1.4 Filtração Microporosa..................................................................... 24
3.1.5 Ultrafiltração................................................................................... 25
3.1.6 Foto-oxidação.................................................................................
26
3.1.7 Esterilização por contato ou por aumento de temperatura.............
26
3.1.8 Troca Iônica.................................................................................... 27
3.1.9 Osmose Inversa .............................................................................. 28
3.1.10 Eletrodeionização.........................................................................
30
3.2 Evolução do Sistema Doméstico de Purificação........................................
31
3.3 Principio de Funcionamento dos Filtros Modernos.................................... 36
3.3.1 Sistema HF - Hollow Fiber (Membranas de Fibra Oca)................
37
3.3.2 Sistema SNTA - (Sistema Natural de Tratamento de Água).......... 38
3.3.3 Sistema UVLS - (Ultra Violet Light System)................................
40
3.4 Indicadores de contaminação fecal e conceitos importantes......................
41
3.5 Bactérias utilizadas na análise e avaliação bacteriológica da água............
43
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Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
3.5.1 Grupo Coliforme............................................................................. 43
I - Coliformes Totais....................................................................... 44
II - Coliformes Termotolerantes.....................................................
44
II-A Escherichia coli................................................................
45
II-B Características bioquímicas da Escherichia coli............... 47
II-C Patogenicidade e Quadros Clínicos..................................
47
II-D Suscetibilidade e Resistência............................................ 49
3.6 Tratamento da Água contaminada por coliformes.....................................
49
3.7 Princípio dos métodos utilizados ............................................................... 49
3.7.1 Fermentação da Lactose por coliformes.........................................
49
3.7.2 Método da fermentação em Tubos Múltiplos ................................ 53
I - Ensaio Presuntivo...................................................................... 53
II - Ensaio Confirmativo................................................................. 54
3.7.3 Método da fermentação em P-A (Presença e Ausência)................
54
3.7.4 Contagem de Heterotróficos...........................................................
55
3.8 Justificativa................................................................................................. 55
3.9 Legislação................................................................................................... 56
4.0 MATERIAL E MÉTODOS...............................................................................
57
4.1 Procedimentos de coleta.............................................................................
58
4.2 Procedimento das análises:......................................................................... 61
4.2.1 Pesquisa de coliformes totais e E. coli...........................................
62
I- Técnica de Presença – Ausência (P-A)....................................... 62
II- Técnica de Tubos Múltiplos......................................................
64
4.2.2 Contagem de Bactérias Heterotróficas..........................................,
66
4.2.3 Medição do pH...............................................................................
68
4.3 Questionário de investigação...................................................................... 68
5.0 RESULTADOS E DISCUSSÃO ...................................................................... 72
5.1 Pesquisa de coliformes em aparelhos Modernos de Filtração.................... 72
5.2 Pesquisa de coliformes em Filtros de Barro...............................................
83
5.3 Determinação do pH...................................................................................
88
5.4 Resultados do questionário aplicado nas residências.................................
92
6.0 CONCLUSÃO...................................................................................................
96
7.0 REFERENCIAS BIBLIOGÁFICAS.................................................................
98
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Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
8.0 APÊNDICE.......................................................................................................
105
8.1 Modelo de questionário..............................................................................
105
9.0 ANEXO.............................................................................................................
106
9.1 Tabela de Hoskins (NMP)..........................................................................
106
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Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Lista de Figuras
Figura 3.1 - Processo de destilação...................................................................... 23
Figura 3.2 - Emissão de Radiação da Lâmpada Germicida vs Efeito Germicida 26
Figura 3.3 - Esquema de Troca Iônica.................................................................
28
Figura 3.4 - Esquema da Osmose Reversa........................................................... 29
Figura 3.5 - Esquema Eletrodeionização............................................................
30
Figuras 3.6 e 3.7 - Abastecimento de água por bicas em SP, no início do
século XX.............................................................................................................. 32
Figura 3.8 - Representação da Parte Interna do filtro Chambelard...................... 33
Figura 3.9 - Filtros de Pedra Original Cerâmica Stefani, SP...............................
33
Figura 3.10 - Talha de cerâmica com torneira de chumbo................................... 34
Figuras 3.11 e 3.12 - Réplica do 1° filtro São João; Replica dos anos 1940.......
35
Figura 3.13 - Evolução dos Aparelhos de Filtração em Residências................... 36
Figura 3.14 - Esquema do Sistema HF................................................................
37
Figura 3.15 - Válvula do Sistema HF..................................................................
37
Figura 3.16 - Esquema do Sistema SNTA...........................................................
38
Figura 3.17 - Esquema do Sistema UVLS...........................................................
40
Figura 3.18 - Foto de microscopia ótica de colônia de E.coli.............................. 45
Figura 3.19 - Fermentação Mista (Fórmica)........................................................
51
Figura 3.20 - Fermentação 2,3-butenodiol (acetoína).......................................... 52
Figura 4.1 - Filtro de barro estudado...................................................................
57
Figura 4.2 - Frasco plástico de coleta (estéril)..................................................... 59
Figuras 4.3 e 4.4 - Recipientes de Transporte de água........................................
60
Figuras 4.5 e 4.6 - Recipientes de vidro de Schott Duran e tubo de ensaio
invertido para realização do teste P-A.................................................................. 62
Figura 4.7 - Tubos de ensaio com Caldo Lactosado Verde-Brilhante Bile
(CLVBB)............................................................................................................... 63
Figura 4.8 - Tubos com caldo para pesquisa de Escherichia coli (EC)...............
63
Figura 4.9 - Tubos de ensaio com Caldo Lactosado Duplo e Caldo Lactosado
Simples.................................................................................................................. 64
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Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Figura 4.10 - Esquema de inoculação de amostra para o MTT...........................
65
Figura 4.11 - Banho-maria utilizado para incubação de amostras em meio EC.. 66
Figura 4.12 - Esquema de diluição de amostras de água.....................................
67
Figura 4.13 e 4.14 - Imagens do pHmetro usado.................................................
68
Figura 5.1 - Tipos de situações constatadas nos diferentes sistemas de
filtrações analisadas.............................................................................................. 72
Figura 5.2 - Organograma Geral dos Resultados dos filtros modernos............... 73
Figura 5.3 - Distribuição da contaminação: apenas coliformes totais e
coliformes totais e termotolerantes simultaneamente........................................... 75
Figura 5.4 - Resultado percentual da pesquisa de coliformes em amostras
efluentes aos aparelhos modernos de filtração...................................................... 76
Figura 5.5 - Contagem de heterotróficos na entrada e saída dos aparelhos
modernos de filtração............................................................................................ 81
Figura 5.6 - Evolução da contaminação por bactéria do grupo coliforme total,
coliforme termotolerante e heterotrófico total da saída do filtro de barro............ 86
Figura 5.7 - Redução da Contagem de heterotrófico da 6ª a 16ª filtração no
filtro de barro........................................................................................................ 86
Figura 5.8 – Percentual de Redução da Contagem de heterotrófico da 6ª a 16ª
filtração em percentual no filtro de barro.............................................................. 87
Figura 5.9 - Diferença entre o pH de entrada e saída da água dos 26 aparelhos
estudados............................................................................................................... 89
Figura 5.10 - Relação entre aumento e diminuição de pH................................... 90
Figura 5.11 - pH da água das 16 filtrações realizadas no filtro de barro.............
91
Figura 5.12 - Evolução do pH da água no filtro de barro....................................
91
11
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
LISTA DE QUADROS
Quadro 3.1 - Características bioquímicas da E. coli............................................ 47
Quadro 5.1 - Distribuição da contaminação pelos métodos analisados............... 76
Quadro 5.2 - Detalhamento dos Resultados Negativos para coliformes.............
77
Quadro 5.3 - Quantidade de Filtros com filtrações Deficientes e os parâmetros
que as classificam.................................................................................................. 82
Quadro 5.4 - Quantidade de Filtros com filtrações Eficientes e o parâmetro
que a classifica...................................................................................................... 83
Quadro 5.5 - pH das amostras de água dos aparelhos modernos de filtração...... 88
Quadro 5.6 - pH das amostras de água filtradas pelo filtro de barro tradicional. 90
Quadro 5.7 - Valores mínimo, máximo e media do tempo dos aparelhos
domésticos............................................................................................................. 92
Quadro 5.8 - Marcas dos aparelhos domésticos mantidas em sigilo e
identificada por .................................................................................................... 93
Quadro 5.9 - Valores mínimo, máximo e media do tempo da ultima
manutenção do ..................................................................................................... 93
Quadro 5.10 - Valores mínimo, máximo e media do tempo da ultima limpeza
do reservatório das residências............................................................................. 94
Quadro 5.11 - Finalidade da água da saída dos aparelhos................................... 95
Quadro 5.12 - Respostas dos usuários em relação à credibilidade...................... 95
LISTA DE TABELAS
Tabela 1.1 - Volume e percentual da distribuição de água no Planeta ................ 17
Tabela 5.1 - Detalhamento dos Resultados das amostras processadas pelos
aparelhos modernos de filtração........................................................................... 78
Tabela 5.2 - Detalhamento dos Resultados das amostras processadas pelos
aparelhos modernos de filtração........................................................................... 82
Tabela 5.3 - Contagem de heterotróficos da água de entrada e saída durante as
16 filtrações........................................................................................................... 84
Tabela 5.4 – Análise dos Resultado das filtrações em filtro de barro.................. 85
12
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
LISTA DE ABREVIATURAS
Caldo EC – Caldo para Escherichia coli.
CLD – Caldo Lactosado Duplo.
CLS – Caldo Lactosado Simples.
CLVBB – Caldo Lactosado Verde-Brilhante Bile.
DAEC – Escherichia coli de Adesão Difusa.
EAEC – Escherichia coli Enteroagregativa.
ED – Eletrodiálise
EDI – Eletrodesionização.
EHEC – Escherichia coli Enterohemorrágica.
EIEC – Escherichia coli Enteroinvasiva.
EPEC – Escherichia coli Enteropatógena.
EPI – Equipamentos de Proteção Individual.
ETA-UFPE – Estação de Tratamento da Universidade Federal de Pernambuco.
ETEC – Escherichia coli Enterotoxigênica.
FD – Filtração Deficiente por Produção de Contaminação
FE – Filtração Eficiente.
FI – Filtração Inconclusiva
PD (PC) - Filtração Deficiente por Produção de Contaminação
FUNASA – Fundação Nacional de Saúde.
HF – Hollow Fiber (Membranas de Fibra Oca).
I.A. – Instituto do Ambiente.
IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística.
M.M.A. – Ministério do Meio Ambiente.
M.S. – Ministério da Saúde.
Nm – Nanômetro.
OMS – Organização Mundial de Saúde.
P-A – Método para pesquisa de Presença e Ausência de Coliformes.
PCA – Plate Count Agar.
pH – Potencial Hidrogeniônico.
R.E.A. – Relatório do Estado do Ambiente.
SNTA – Sistema Natural de Tratamento de Água.
13
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
SUVLS – Sistema de Lâmpada Ultra Violeta (Ultra Violet Light System).
TTM – Técnica dos Tubos Múltiplos.
UFC – Unidade Formadora de Colônia.
UFC – Unidade Formadora de Colônia.
UFPE – Universidade Federal de Pernambuco.
UNICEF – Fundo das Nações Unidas para a Infância.
UPEC – E. coli Uropatogênica.
UTI – Urinary Tract Infections (Infecção do Trato Urinário).
.
14
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
RESUMO
A água é o constituinte mais característico da terra, é ingrediente essencial à
vida de todos os seres humanos e à manutenção de todos os ecossistemas. A água é
talvez o recurso mais precioso que a terra fornece à humanidade. De toda a água na
superfície da terra, menos de 0,02% está disponível em rios e lagos na forma de água
fresca pronta para consumo. O Brasil detém 12% a 15% de água doce do planeta e cerca
de 80% dessa reserva está concentrada na Amazônia. Os 20% restantes estão
distribuídas desigualmente pelo país, atendendo a 95% da população. Ao longo da
história da humanidade, a água foi sempre uma preocupação constante. Por isso, o
homem vem buscando, desde muito cedo, maneiras de tornar a água ao seu alcance
potável. Em toda a trajetória dessa busca, vários aperfeiçoamentos foram acontecendo.
O presente estudo faz uma pesquisa histórica sobre os métodos de filtração usados em
residências e esboça um mapa evolutivo da origem da água consumida. O objetivo foi
realizar uma comparação entre a qualidade bacteriológica da água afluente e da água
efluente aos aparelhos modernos de filtração, de acordo com a Portaria Nº. 518/2004 do
Ministério da Saúde e, dessa forma, avaliar a eficiência de diferentes sistemas, bem
como traçar um paralelo entre as águas processadas por esses aparelhos modernos de
filtração doméstica e as águas processadas pelo filtro de barro tradicional. A pesquisa
foi realizada entre usuários de aparelhos de filtração, residentes na Região
Metropolitana do Recife. Foram feitas coletas em 26 residências e foi realizada uma
série de 16 filtrações consecutivas em filtro de barro tradicional em ambiente
laboratorial. Em cada residência foi coletada água tanto na entrada quanto na saída ou
efluente ao aparelho. Do total de amostras analisadas, aproximadamente 40% foram
caracterizadas por terem o numero de heterotróficos acima do recomendado pela
legislação e 50% foram caracterizadas por apresentar amostras com contaminação por
bactérias do grupo coliforme. E, consequentemente, foram consideradas fora dos
padrões de qualidade. Aproximadamente 4% das filtrações foram consideradas
eficientes e 6% foram inconclusivas. O filtro de barro, ao qual foi submetido a água sem
qualquer tratamento prévio, precisou de apenas 5 filtrações consecutivas para começar a
reduzir microrganismos heterotróficos e após 13 filtrações iniciou a retenção de
coliformes, provavelmente correspondente ao tempo necessário para a formação do
“biofilme”. Assim, conclui-se que o desempenho do filtro de barro tradicional superou o
desempenho dos aparelhos modernos de filtração doméstica.
15
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
1.0 INTRODUÇÃO
“A água é o constituinte mais característico da terra. Ingrediente essencial da
vida, a água é talvez o recurso mais precioso que a terra fornece à humanidade”
(CITAÇÃO DE LA RIVIÈRE, 2007)
Todas as reações nos seres vivos necessitam de um veículo que as facilite e
que sirva para regular a temperatura em virtude do grande desprendimento de calorias
resultante da oxidação da matéria orgânica. A água que é fundamental à vida, satisfaz
completamente a estas exigências e se encontra presente em proporções elevadas na
constituição de todos os seres vivos, inclusive no homem, onde atinge cerca de 75% de
seu peso. Sua influência foi primordial na formação das aglomerações humanas
(FUNASA, 2006).
O homem sempre se preocupou com o problema da obtenção da água com
qualidade e com quantidade suficiente para o seu consumo e desde muito cedo, embora
sem grandes conhecimentos, soube distinguir uma água limpa, sem cor e odor, de outra
que não possuísse estas propriedades atrativas (FUNASA, 2006).
A quantidade de água livre sobre a terra atinge 1.370 milhões km3,
correspondente a uma camada imaginária de 2.700m de espessura sobre toda a
superfície terrestre (510 milhões de km2) ou a profundidade de 3.700m se
considerarmos as superfícies dos mares e oceanos somados, que corresponde a 274
milhões de km2 (FUNASA, 2006).
Cerca de 2/3 da superfície do planeta Terra são dominados pelos vastos
oceanos. Os dados que são reconhecidos no âmbito mundial indicam que: de toda a
água disponível na terra, 97,6% está concentrada nos oceanos A água fresca
corresponde aos 2,4% restantes. Destes 2,4%, somente 0,31% não estão concentrados
nos pólos na forma de gelo. Então, de toda a água na superfície da terra menos de 0,02%
está disponível em rios e lagos na forma de água fresca pronta para consumo (Tabela
1.1). No entanto, atualmente boa parte desses 0,02% pode estar imprópria para o
consumo. Por isso, existe uma grande necessidade de tratamento e preservação da água
potável já existente. O Brasil detém 12% a 15% de água doce do planeta e cerca de 80%
dessa reserva está concentrada na Amazônia. Os 20% restantes estão distribuídas
desigualmente pelo país, atendendo 95% da população (REIS, 2005; BAPTISTA
NETO et al, 2004).
16
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Tabela 1.1 – Volume e percentual da distribuição de água no Planeta
Fonte: R.G. Wetzel, 1983
Local
Oceanos
Calotas polares e geleiras
Água subterrânea
Água doce de lagos
Água salgada de lagos
Água misturada no solo
Rios
Vapor d’água na atmosfera
Volume (km3)
1.370.000.000
29.000
4.000
125
104
67
1,2
14
Percentual do Total (%)
97,61
2,08
0,29
0,009
0,008
0,005
0,00009
0,0009
A primeira vista, o abastecimento de água parece realmente inesgotável, mas
considerando que 97% é água salgada, não utilizável para a agricultura, uso industrial
ou consumo humano, será fácil perceber a gravidade da questão e a preocupação com
qualidade da água potável será inevitável. Em resumo, a água utilizável corresponde a
um total de 98.400km3 sob a forma de rios e lagos e 4.050.800km3 sob a forma de águas
subterrâneas, equivalentes a uma camada de 70,3cm, distribuída ao longo da superfície
terrestre que corresponde a 136 milhões de km2 (FUNASA, 2006).
A demanda de água potável vem aumentando assustadoramente com o
crescimento populacional. De 1950 a 2001, a população mundial duplicou, passando de
2,3 bilhões para 5,3 bilhões de habitantes, com o consumo de água aumentando de
1.000 km3 para 4.000 km3 anuais. Ou seja, nesse período o consumo de água per capita
quadruplicou. O crescimento demográfico e econômico acelerado do Brasil nos últimos
anos fez com que os recursos hídricos fossem demandados, em algumas regiões, além
das disponibilidades. Além da escassez das reservas hídricas, têm sido intensificada a
contaminação dos recursos d’água potável existentes, afetando assim, gravemente, a
saúde humana (MMA, 2002).
O principal uso de água é, sem dúvida nenhuma, na agricultura. As águas
públicas, que precisam de tratamento e transporte têm uma distribuição diferente.
Aproximadamente 60% desta água são usados para fins domésticos, 15% para fins
comerciais e 13% em indústrias. O restante para fins públicos e outras necessidades.
(ATLAS DO SANEAMENTO IBGE, 2004).
Na atualidade, essa explosão demográfica e o crescente processo de
industrialização em muitos países, vieram constituir um dos principais problemas
relativos ao abastecimento e consumo de água para os seus diversos usos. A este
17
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
respeito, segundo a Organização Mundial de Saúde - OMS (1963), "todo o país muito
industrializado e densamente povoado tem sofrido nos últimos anos um grau excessivo
de contaminação das águas de superfície e subterrâneas".
Assim sendo, nada mais justo do que dar a devida atenção a este grave
problema através da adoção de medidas que assegurem as características físicas,
químicas e microbiológicas da água, de modo que as condições sanitárias adequadas da
água de consumo sejam alcançadas (OMS, 1963).
Desse modo, pode-se assegurar que o abastecimento de água às populações,
em quantidade e qualidade, assim como o seu posterior tratamento, prévio à devolução
ao meio, são indicadores significativos da qualidade de vida de uma população
(I.A.,2003).
Então, é impossível pensar na elevação dos padrões de vida de uma
população sem se vincular a isto o fornecimento de água em quantidade suficiente e de
boa qualidade, a fim de atender às necessidades básicas da existência e da sobrevivência
humana.
Segundo Mageed (1978), a escassez de água e a sua má qualidade são a
origem de muitas doenças às quais a humanidade ainda está exposta. Sabe-se que as
doenças de veiculação hídrica são causadas principalmente por microrganismos
patogênicos de origem entérica, animal ou humana.
As doenças hídricas são transmitidas basicamente pela rota fecal-oral. Os
microrganismos são excretados nas fezes de indivíduos infectados e ingeridos na forma
de água ou alimento contaminado por água poluída com essas fezes e, em decorrência
desse fato, foi necessário criar métodos e mecanismos de tratamento para evitar tais
doenças (GRABOW, 1996).
A água destinada ao consumo humano deve ser isenta de contaminantes
químicos e biológicos, além de apresentar certos requisitos sobre sua aparência. Quanto
aos contaminantes biológicos, em particular, são citados organismos patogênicos, tais
como vírus, bactérias, protozoários e helmintos que uma vez veiculados pela água
podem, através de sua ingestão, afetar o organismo humano (BRANCO, 1977;
OLIVEIRA, 1976).
As águas de abastecimento, do ponto de vista microbiológico, são de grande
importância na veiculação desses microrganismos patogênicos. Entretanto, as técnicas
18
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
de isolamento e identificação, de todos os microrganismos patogênicos a partir da água,
são muitas vezes complicadas e onerosas e a obtenção dos resultados demandaria muito
tempo (REINHARDT, 1978; GELDREICH, 1974). Por esta razão, na verificação das
condições sanitárias das águas, são pesquisados certos grupos de bactérias,
denominados "indicadores de poluição fecal". A presença destes microrganismos, que
são habitantes normais do intestino de animais de sangue quente, indica a presença de
poluição de origem fecal e a possibilidade da existência contaminação por germes
patogênicos de origem intestinal (AMERICAN WATER WORKS ASSOCIATION,
1970; CRISTÓVÃO, 1958; CRISTÓVÃO, 1974; GELDREICH, 1974; GELDREICH,
1976; KABLER, 1964; ORGANIZAÇÃO MUNDIAL DA SAÚDE, 1972).
Outras bactérias de origem fecal, como por exemplo, as do gênero
Streptoccoccus, têm sido investigadas como possíveis auxiliares de comprovação da
poluição de águas (BRANCO E ROCHA, 1977; GELDREICH, 1976). A este respeito,
Slanetz e Bartley (1964) afirmam: "presença de estreptococos fecais em água é uma
evidência definitiva de contaminação fecal de origem humana ou animal".
Desde muito cedo, o homem vêm se preocupando com a qualidade da água
que é ingerida. Em todos os lugares do mundo e, independentemente da existência de
serviços públicos de abastecimento de água (bicas, chafarizes, ou redes de
encanamento), as populações sempre possuíram costumes, técnicas ou equipamentos
para tentar, domesticamente, tornar mais limpa a água que consumiam. Segundo Hoyos
(2003) desde épocas pré-colombianas na América, alguns índios do continente usavam
“filtros” primitivos feitos de pedra porosa e de material originado de lava vulcânica,
para separar os elementos sólidos da água que retiravam de poços, rios ou lagos.
Com o passar do tempo, foram descobrindo maneiras de tornar a água
aparentemente mais limpa para o consumo doméstico. Primeiramente de maneira mais
rudimentar, utilizando plantas e até processos físicos como decantação, sedimentação e
posteriormente, usando processos mais elaborados, com materiais mais desenvolvidos
(HOYOS, 2003).
Observando a evolução dos métodos de purificação de água, o
desenvolvimento das técnicas e a utilização de algumas delas no âmbito doméstico nos
dias atuais, levando em conta ainda o problema da distribuição ineficaz de água potável,
este estudo teve como objetivo a avaliação dos diversos equipamentos para purificação
doméstica da água encontrada em residências na Região Metropolitana do Recife e
19
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
compará-los ao método mais antigo conhecido, o filtro composto pela talha de cerâmica
e vela.
Para isso, necessariamente, a avaliação da potabilidade da água esteve de
acordo com os parâmetros bacteriológicos, segundo a Portaria N°518 de 25 de março de
2004 do Ministério da Saúde.
20
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
2.0 OBJETIVO
2.1 Geral
Verificar a eficiência dos sistemas domésticos de filtração usados para
purificação de água, utilizando como parâmetros técnicos de avaliação da qualidade
bacteriológica da água a Portaria N° 518, de 25 de março de 2004, do Ministério da
Saúde.
2.2 Específicos
Pesquisar a presença de coliformes totais e coliformes termotolerantes nas águas
de consumo doméstico, processadas em aparelhos de filtração em residências na Região
Metropolitana do Recife:
•
Realizar pesquisa sobre conhecimento de aparelhos de filtração bem
como processos de purificação entre os moradores da região citada;
•
Realizar um estudo comparativo sobre a qualidade de água antes e depois
de passar pelo aparelho de filtração e, dessa forma, avaliar a eficiência do
sistema em uso;
•
Comparar os resultados das águas processadas pelo aparelho de
purificação de filtração modernos com aqueles obtidos com o uso do
filtro de barro tradicional.
21
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
3.0 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1 Métodos de Purificação da água
Alguns métodos são utilizados para a purificação da água. Cada um visa
preparar a água pra uma finalidade específica. Assim, alguns métodos são realizados
apenas em laboratório, outros, mais populares, são realizados no âmbito doméstico. (DI
BERNARDI, 1993)
Alguns deles são:
•
Filtração, Adsorção por carvão ativado, Ultrafiltragem, Esterilização – métodos
para purificação principalmente microbiológica.
•
Destilação, Troca Iônica, Adsorção por carvão ativado, Osmose reversa,
Eletrodesionização – métodos de purificação química.
É importante ressaltar que a filtração é um método de fácil acesso pela
população, sendo encontrado em aparelhos para uso doméstico. Os outros métodos, por
necessitarem de um conhecimento técnico mais avançado, são usados apenas em
laboratórios ou em ambiente clinico - hospitalar ou industrial (DI BERNARDI, 1993).
3.1.1 Destilação
Sendo o mais simples, a destilação é um processo há muito estabelecido para
a purificação da água, no qual é aquecida até evaporar e o vapor é condensado e
recolhido. Desse modo, apenas H2O é recuperada, e assim, é possível conseguir apenas
água livre de contaminantes microbiológicos. No entanto, impurezas voláteis como
dióxido de carbono, amoníaco e uma variedade de compostos orgânicos passam para a
água destilada, já que fazem o mesmo caminho da água (Figura 3.1) (DI BERNARDI,
1993).
Aristóteles descreve o modo como se pode obter água doce a partir de água
salgada por destilação (ebulição e subseqüente condensação). No entanto, passaram
mais de 1400 anos até que os Mouros trouxessem essa idéia para a Europa Ocidental
(REVISTA SUPER INTERESSANTE, 2000).
22
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Figura 3.1 - Processo de destilação
Fonte: Disponível em
http://www.emarp.pt/ambiente/livroagua/historiacronologia/350ac/350ac.php
A destilação produz água purificada lentamente. Por este motivo, é
necessário destilar uma determinada quantidade de água e armazená-la para utilizar
mais tarde. Este armazenamento da água destilada pode constituir um problema se o
reservatório em que a água é armazenada não for fabricado num material inerte. Os íons
ou plastificantes serão lixiviados do reservatório e irão recontaminar a água. Além de
possíveis contaminações microbiológicas. Para manter a esterilidade, são usadas
garrafas de armazenamento estéreis e a água recolhida é colocada numa autoclave para
posterior esterilização. Este processo é realizado para uso de purificação apenas em
laboratório, já que requer aparelhos específicos, fazendo com que os custos para a sua
realização aumentem, apesar de ser um método simples (DI BERNARDI, 1993).
3.1.2 Adsorção por Carvão Ativado
Adsorção é a adesão de moléculas de um fluido (o adsorvido) a uma
superfície sólida (o adsorvente). Esse grau de adesão depende de fatores como:
temperatura, pressão e a área da superfície do adsorvente (DI BERNARDI, 1993).
23
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
O carvão ativado é uma forma de carbono puro de grande porosidade, que
contém micro-poros que adsorvem moléculas, contudo, sem modificar a composição
química do produto tratado (adsorvido). Ele tem a capacidade de coletar seletivamente
gases, líquidos ou impurezas no interior dos seus poros, apresentando, portanto. um
excelente poder de clarificação, desodorização e purificação de líquidos ou gases (DI
BERNARDI, 1993).
Este tipo de carvão é preparado por pirólise de cascas de coco, carvão ou
grânulos de resina, controlada com baixo teor de oxigênio de certas madeiras, a uma
temperatura de 800°C a 1000°C, tomando-se o cuidado de evitar que ocorra a queima
total do material de forma a manter sua porosidade (DI BERNARDI, 1993).
Os usos mais comuns para o carvão ativado são os adsorções de gases (na
forma de filtros) e no tratamento de águas, onde o carvão se destaca por, além de reter
nos seus poros impurezas e elementos poluentes, remover o cloro através de um
mecanismo catalisador. Frequentemente encontra-se em dois locais num sistema de
purificação de água. O carvão pode ser usado sob a forma de grânulos ou, mais
convenientemente, sob a forma de bloco (DI BERNARDI, 1993).
3.1.3 Filtração
Filtração é o nome atribuído à operação de separação de um sólido de um
líquido ou fluido no qual está suspenso, pela passagem do líquido ou fluido através de
um meio poroso capaz de reter as partículas sólidas. A filtração retira a matéria
insolúvel suspensa na água, qualquer que seja sua origem (DI BERNARDI, 1993).
Uma operação de filtração consiste essencialmente em fazer passar um
fluido (líquido ou gás), por um dispositivo (filtro) formado por uma ou mais camadas de
materiais diversos, conhecidos conjuntamente como o “meio filtrante”. Essa operação
visa obter como produto, o fluido introduzido em estado de maior “pureza”, ou seja,
mais livre de eventuais agentes “poluentes” (DI BERNARDI, 1993).
3.1.4 Filtração Microporosa
As membranas de filtragem microporosa compõem uma barreira física à
passagem de partículas e microrganismos e têm classificações nominais absolutas até
24
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
0,1 mícron; alguns sistemas incorporam também “filtros ultramicro” com uma
classificação nominal de 0,05 mícron (DI BERNARDI, 1993).
A maior parte das águas não tratadas contém colóide. O desempenho dos
filtros pode ser melhorado utilizando microfiltros que incorporam uma superfície
modificada que atrai e retém esses colóides que ocorrem naturalmente, que são
geralmente de dimensões muito inferiores às dos poros da membrana. São muito usados
em sistemas de tratamento de água microfiltros com um diâmetro absoluto dos poros de
0,2 mícron (sub-mícron). Estes filtros recolhem contaminantes, incluindo pequenas
partículas de carvão provenientes de cartuchos de adsorção de orgânicos, partículas de
resina de cartuchos de troca iônica e bactérias (DI BERNARDI, 1993).
O filtro sub-mícron pode ser instalado na torneira de forma que o último
filtro, que a água atravesse antes de ser usada, seja o filtro sub-mícron. Uma alternativa
consiste em incluir o filtro sub-mícron no circuito de recirculação para remover
continuamente as bactérias da água purificada. Os filtros sub-mícron devem também ser
colocados em pontos de utilização críticos para uma proteção absoluta e para impedir a
recontaminação do sistema por bactérias que entrem por essa via (DI BERNARDI,
1993).
As membranas microporosas são geralmente consideradas indispensáveis
num sistema de purificação de água, a não ser que sejam substituídas por um ultrafiltro
(DI BERNARDI, 1993).
3.1.5 Ultrafiltração
A ultrafiltração utiliza uma membrana muito semelhante na sua concepção à
da osmose reversa, excetuando que os poros do ultrafiltro são ligeiramente maiores, de
0,001 a 0,02 mícron. Para a remoção de pirogênios, os poros de um ultrafiltro devem ter
um diâmetro de aproximadamente 0,002 mícron ou inferior e devem excluir todas as
moléculas com um peso molecular de 5.000 ou mais (DI BERNARDI, 1993).
Os ultrafiltros podem ser usados de forma semelhante às membranas
microporosas, podem ser instalados de forma a permitirem que uma pequena porção da
água de alimentação passe tangencialmente pela membrana para minimizar a
acumulação de contaminantes e o desenvolvimento de bactérias. A ultrafiltração é uma
25
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
tecnologia excelente para assegurar a qualidade contínua da água ultrapura no que toca
a partículas, bactérias e pirogênios (DI BERNARDI, 1993).
3.1.6 Foto-oxidação
A foto-oxidação usa radiação ultravioleta de grande intensidade para destruir
bactérias e outros microrganismos e para separar e ionizar quaisquer compostos
orgânicos para posterior remoção por cartuchos de troca iônica. A radiação com um
comprimento de onda de 254 nm é a que tem uma maior ação bactericida, enquanto a
radiação com comprimento de onda mais curto (185 nm) é mais eficiente para a
oxidação de compostos orgânicos (Figura 3.2) (HENEINE, 1995)
Figura 3.2 – Emissão de Radiação da Lâmpada Germicida vs Efeito Germicida.
Fonte: Disponível em http://www.elgalabwater.com/?id=501
3.1.7 Esterilização por contato ou por aumento de temperatura
Para eliminação desses agentes microbiológicos, o processo mais usado em
grande e pequena escala é a cloração, que consiste na adição de hipoclorito de sódio na
água, promovendo assim a oxidação de toda e qualquer matéria orgânica existente, viva
26
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
ou não. No âmbito doméstico, pode se efetuar também com bons resultados a fervura da
água (DI BERNARDI, 1993).
Alguns equipamentos utilizam da propriedade germicida de certos metais
como o ouro e a prata. Este conhecimento é antigo, e nele se baseia a finalidade de
alguns copos terem uma fímbria de ouro, assim como o uso do talher de prata. Hoje,
com finalidade de esterilização, esses aparelhos usam esses metais na forma de sais ou
óxidos ou mesmo a prata metálica na forma coloidal. Entretanto para que a eficiência
deste processo seja total, é necessário que toda a água que passe pelo aparelho fique em
contato com o metal durante algum tempo, o que nem sempre pode ser assegurado (DI
BERNARDI, 1993).
3.1.8 Troca Iônica
A troca iônica é basicamente usada em laboratórios para fornecer água
purificada. Os deionizadores de laboratório incorporam invariavelmente cartuchos de
leitos mistos de resinas de troca iônica que, ou são devolvidos a uma estação de
regeneração para recarregar quando ficam exaustos ou então são descartados (DI
BERNARDI, 1993).
A troca iônica permuta íons de hidrogênio por contaminantes catiônicos e
íons de hidroxila por contaminantes aniônicos presentes na água de alimentação. Os
leitos de resinas de troca iônica são constituídos por pequenos grânulos esféricos através
dos quais passa a água de alimentação. Ao final de algum tempo, os cátions e ânions
terão substituído a maior parte dos pontos de hidrogênio e de hidroxila ativos nas
resinas e os cartuchos necessitarão ser substituídos ou regenerados (Figura 3.3) (DI
BERNARDI, 1993).
A troca iônica remove apenas compostos orgânicos polares da água e os
orgânicos dissolvidos podem sujar os grânulos de troca iônica, reduzindo a sua
capacidade. Quando é necessária água pura em termos orgânicos e inorgânicos, a
combinação de osmose reversa seguida de troca iônica é especialmente efetiva (DI
BERNARDI, 1993).
27
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Figura 3.3 – Esquema de Troca Iônica
Fonte: Disponível em http://www.elgalabwater.com/?id=501
3.1.9 Osmose Reversa
A osmose reversa (OR) é um processo que resolve muitos dos problemas da
destilação e da troca iônica. Para explicar a osmose reversa, vejamos primeiro a osmose.
Este é um processo natural que ocorre sempre que uma solução diluída é separada de
uma solução concentrada por uma membrana semi-permeável. A água, levada por uma
força causada pela diferença na concentração – a pressão osmótica – passa através da
membrana para a solução concentrada. O fluxo de água continua até a solução
concentrada ficar diluída e a contra-pressão impedir a continuação do fluxo através da
membrana, ou seja, atingir o equilíbrio osmótico (HENEINE, 1995).
Quando é aplicada uma pressão superior à pressão osmótica no lado da
membrana onde se encontra a maior concentração, o sentido normal do fluxo osmótico é
invertido, a água pura passa da solução concentrada através da membrana e é assim
separada dos seus contaminantes. Este é o princípio básico da osmose reversa, também
chamada de hiperfiltração, como mostra a Figura 3.4 (HENEINE, 1995).
28
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Figura 3.4 – Esquema da Osmose Reversa
Fonte: Disponível em http://www.elgalabwater.com/?id=501
Na prática, a água de alimentação é bombeada para um recipiente sob
pressão que contém uma espiral ou um conjunto de fibras ocas de membranas semipermeáveis. A água purificada passa através da membrana para formar o “permeato”.
Os contaminantes ficam acumulados na água residual, chamada “concentrado”, que é
escoada continuamente para a conduta de drenagem (DI BERNARDI, 1993).
A geração mais recente de membranas de osmose reversa é constituída por
uma fina película de poliamida que substituíram as membranas celulósicas mais antigas
remove 95-98% de íons inorgânicos, contaminantes não iônicos e moléculas orgânicas
grandes com um peso molecular superior a 100. Os gases dissolvidos não são
removidos (DI BERNARDI, 1993).
Devido a esta excepcional eficiência purificadora, a osmose reversa é uma
tecnologia muito eficiente em termos de custo para um sistema de purificação de água.
É, no entanto, limitada pela velocidade de produção relativamente lenta e é, portanto,
normalmente usada para encher um reservatório antes da utilização ou de mais
purificação. A osmose reversa tende a proteger o sistema de bactérias e de pirogênios. É
muitas vezes combinada com a troca iônica para melhorar consideravelmente a
qualidade da água produzida (DI BERNARDI, 1993).
29
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
3.1.10 Eletrodeionização
A eletrodeionização (EDI) é um processo de purificação conduzido
eletricamente que oferece uma combinação de resina de troca iônica e membranas
seletoras de íons. A EDI, que está geralmente associada à osmose reversa, oferece uma
alternativa útil a outros métodos de purificação (HENEINE, 1995).
A EDI desenvolveu-se a partir da eletrodiálise (ED). O princípio da ED é
que a água é purificada numa célula que contém dois tipos de membranas seletoras de
íons – permeáveis a cátions e permeáveis a ânions – colocadas entre um par de
eletrodos. Quando é aplicado um potencial elétrico direto através da célula, os cátions
presentes na água são atraídos para o cátodo com carga negativa e os ânions são atraídos
para o ânodo com carga positiva. Os cátions podem atravessar a membrana permeável a
cátions, mas não a membrana aniônica. Da mesma forma, os ânions podem atravessar a
membrana permeável a ânions, mas não a membrana catiônica. O resultado é a
movimentação de íons entre as câmaras e a água numa secção pode ficar deionizada
enquanto
a
água
que
se
encontra
em
outra
seção
fica
concentrada.
Assim, conclui-se que esse método apenas retira íons da água, ou seja, purifica água
apenas nos parâmetros químicos (Figura 3.5) (HENEINE, 1995).
Figura 3.5 – Esquema Eletrodeionização
Fonte: Disponível em http://www.elgalabwater.com/?id=501
30
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
3.2 Evolução do Sistema Doméstico de Purificação
A obtenção de água limpa para beber sempre foi um problema para as
populações de todo o mundo. Sérgio Buarque de Holanda, em Caminhos e Fronteiras,
descreve as maneiras de se obter água potável, nos primórdios da ocupação do território
paulista pelos bandeirantes.
Desde o principio da colonização portuguesa no Brasil, eram os índios que
forneciam aos brancos os utensílios domésticos para guardar água, tais como potes,
cuias, moringas feitos de argila. Então, a talha de cerâmica foi o primeiro
“equipamento” utilizado para purificar a água em âmbito doméstico, embora o processo
fosse o mais rudimentar possível: a decantação. (HOLANDA, 1994)
A análise da potabilidade da água que se bebia era feita empiricamente por
meio da simples observação dos indivíduos, que separavam as consideradas “boas
águas” das “águas pestilentas”. A observação limitava-se ao aspecto visível e ao gosto
da água. Se não pudesse ver impurezas na água, se ela tivesse aparência cristalina e não
tivesse gosto ruim, então deveria ser própria para o consumo (HOLANDA, 1994).
Ainda segundo Holanda, no final do século XVIII nos “lugares mais
adiantados”, se tinha costume de quinar às águas. Essa foi, talvez, a primeira tentativa
de dar tratamento a água consumida nos sertões. Quinina era um alcalóide de gosto
amargo extraído da quina, planta originária do Peru com propriedades antitérmicas,
antimaláricas e analgésicas. É capaz de reduzir o pH da água , tornando "águas poluidas
(com pH elevado) mais próprias para o consumo” (FERNANDES, 1993).
Mesmo quando a população passou a se estabelecer em núcleos urbanos
mais estáveis, não eliminaram o problema da escassez de água potável, da dificuldade
de obtê-la e da sua qualidade precária. Nas cidades, inclusive nas capitais, as águas
utilizadas pelas populações provinham de rios, ribeirões e também de poços artificiais e
cisternas (Figuras 3.6 e 3.7) (BELLINGIERI, 2004).
O abastecimento de água à população, mesmo que de maneira arcaica e
rudimentar, passou a ser através de chafarizes, caixas d’água, e a precariedade ao longo
do tempo, gerou um sistema alternativo de abastecimento, os chamados “aguadeiros”,
que com carroças e pipas d’água, se serviam de água nos chafarizes e vendiam em
domicilio. Além disso, a precária qualidade da água, depois de algum tempo, agravava
31
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
ainda mais o problema da obtenção dela, uma vez que não existia qualquer tipo de
tratamento mais elaborado (BELLINGIERI, 2004).
Figuras 3.6 e 3.7 – Abastecimento de água por bicas em SP, no início do século XX
Fonte: Arquivo pessoal da Dra. Maria Alice Ribeiro, 2003
As primeiras análises químicas, de cunho cientifico, no Brasil foram
realizadas em São Paulo, em 1791, pelo astrônomo Bento Sanches d’Orta, que analisou
12 fontes cujas águas apresentavam “gás mefítico” (com cheiro podre e fétido)
(BELLINGIERI, 2004).
Em São Paulo, a partir dos últimos anos do século XIX e princípio do século
XX, começaram a surgir vários aparelhos e equipamentos de filtração e purificação de
água para o consumo doméstico (BELLINGIERI, 2004).
No começo do século XX, muitas residências brasileiras possuíam esses
tipos de filtro instalado no ponto de entrada de água da casa. O elemento filtrante era
chamado de vela de porcelana, por possuir na sua composição materia prima igual a
matéria prima usada na fabricação de porcelana de mesa (caulim, filito etc.), embora
fabricada por um processo diferente (Figura 3.8) (BELLINGIERI, 2004).
32
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Figura 3.8 - Representação da Parte Interna do filtro Chambelard
Fonte: Grande Enciclopédia, 1953, p.394.
Outro mecanismo de filtração domestica era uma espécie de “pedra filtrante”
como mostram as Figuras 3.9. Jogava-se água sobre a pedra, que depois de absorvida,
pingava dentro de uma talha localizada na parte de baixo da armação de ferro
(BELLINGIERI, 2004).
Figura 3.9 – Filtro de Pedra Original sob dois ângulos diferentes. A talha situada
abaixo do filtro é uma réplica, fabricada pela Cerâmica Stefani, SP.
Fonte: Anais do Museu Paulista, v12 – jan. de 2004
33
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
A “invenção” do filtro de barro que se conhece hoje se deu através da junção
do elemento filtrante às talhas já existentes. Embora a talha tivesse a vantagem de
manter a água fresca para o consumo, não tinha a função de filtrá-la. A partir da junção
dos dois, alterou-se a função da talha, que incorporou uma nova utilidade,
presumidamente, a capacidade de tornar “potável” a água “não potável” (Figura 3.10)
(BELLINGIERI, 2004).
Figura 3.10 – Talha de cerâmica com torneira de chumbo fabricado no início do
século XX. Fonte: Acervo pessoal de Márcio Augelli, São Paulo – SP, 2003
O elemento filtrante fabricado nas primeiras décadas do século XX pode ser
dividido em dois grupos. O primeiro, mais rudimentar, poroso, em forma de bolacha
feita de uma massa de argila, areia e carvão. Produzia uma filtração muito lenta e
gotejante. O segundo elemento filtrante era a vela propriamente dita. Em geral, era uma
mistura composta de caulim e filito. Com o tempo as velas foram aperfeiçoadas,
tornando-as de melhor qualidade e mais baratas, de forma que passaram a ser acessíveis
a população em geral (Figuras 3.11 e 3.12) (BELLINGIERI, 2004).
34
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Figuras 3.11 e 3.12 – À esquerda, uma réplica do primeiro filtro São João; à
direita, uma replica dos anos 1940, com reservatório superior seccionado para
visualização da vela filtrante.
Fonte: Acervo da Cerâmica Stefani – SP, 2003.
Desse período até os dias atuais, a necessidade de um aparelho que
“purifique” a água não potável está cada vez maior, já que os níveis de poluição
aumentam em cada ano e, muitas vezes, as condições de saneamento não acompanham
tal desenvolvimento. O serviço de abastecimento público de água é precário em relação
a manutenção do seu sistema de ductos, e isso faz com que a água que chega a
residência dos brasileiros precise ser tratada (BELLINGIERI, 2004).
Em suma, a crescente urbanização de algumas cidades, a precariedade dos
serviços de abastecimento, as inúmeras doenças e patologias que não perdoam quem
consumissem águas tidas na época como “impuras” e uma maior preocupação com a
questão da higiene abriram caminho para o crescimento do uso do filtro doméstico a
vela (BELLINGIERI, 2004).
A década de 1930 pode ser considerada como inicio da generalização do
consumo do filtro a vela e, a partir desse período, a evolução desse equipamento foi
iniciada. Foram desenvolvidos novos processos de purificação, o mais importante deles,
chamado de Salus, que consistia em revestir com prata coloidal as partes internas dos
recipientes de cerâmica, o que eliminaria bactérias presentes na água. Assim, o
35
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
equipamento acumulava mais uma função, além de eliminar partículas, também
esterilizava (BELLINGIERI, 2004).
Durante as décadas seguintes: 1940, 1950, 1960 e 1970 apesar da água que
chegava a população pelo sistema público de abastecimento ser de qualidade bastante
superior à fornecida no inicio do século (melhor tratamento, cloração, etc.), o filtro foi
sendo incorporado ao rol das utilidades que as residências e outros estabelecimentos
possuíam, e em todas as regiões do país. (BELLINGIERI, 2004)
Na década de 1980, o uso do filtro de barro entrou num processo de declínio
com o surgimentos de produtos substitutos, com uma tecnologia mais avançada como os
purificadores que usavam o mecanismo de retro-lavagem, ou que possuem uma vazão
maior. Na década de 1990, aumentou o declínio (Figura 3.13) com a água mineral
engarrafada, apoiada numa ampla e eficaz rede de distribuição. (BELLINGIERI, 2004)
Evolução de Aparelhos de Filtração em Residências
70%
58%
60%
52%
51%
Valor (%)
50%
47%
45%
40%
30%
29%
30%
20%
11%
10%
6%
10%
0%
1972
Filtro Qualquer
1980
Filtro de Barro
1990
2002
2004
2005
Anos
Figura 3.13 - Evolução dos Aparelhos de Filtração em Residências
Fonte: IBGE, 2000
Atualmente, existe uma tendência à utilização dos aparelhos de filtração
modernos. Isso se deve basicamente ao preço da água engarrafada (PROGRAMA SEM
SENSURA, 2005).
3.3 Principio de Funcionamento dos Filtros Modernos
A maioria dos purificadores domésticos mais modernos possui três
tecnologias: HF - Hollow Fiber ou membrana de fibra oca (utiliza processo muito
36
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
parecido com a osmose reversa), SNTA – Sistema Natural de Tratamento de Água e
UVLS – Sistema com Luz Ultravioleta. Todos para serem utilizados em águas prétratadas, ou seja, para águas que tenham sido previamente clorada e acompanhada
microbiologicamente. A maioria possui uma vazão que varia entre 40 e 60 litros de água
filtrada por hora (MANUAL EUROPA, 2007).
3.3.1 Sistema HF - Hollow Fiber (Membranas de Fibra Oca):
De acordo com alguns fabricantes, esse sistema é constituído por câmara
com membranas de fibra oca sobrepostas, com aproximadamente 400 bilhões de
microporos. A fibra oca, confeccionada em material sintético de polisulfone com
porosidade aproximadamente 0,3 mícron, vem sendo utilizada em grande escala no
campo médico. Devido à alta segurança e eficiência na retenção de partículas e
bactérias, é aplicada também no tratamento de água. Esse filtro supostamente seria
responsável pela retenção de coliformes totais, coliformes fecais e bactérias patogênicas
como Vibrio cholerae, além de outras impurezas que possam estar presentes na água
com dimensões superiores a 0,3 mícron. Os protozoários, por possuírem dimensões
maiores que as bactérias, também são retidas (MANUAL EUROPA, 2007)
Figura 3.14 – Esquema do Sistema HF
Fonte: Manual Europa, 2003.
Figura 3.15 – Válvula do Sistema HF
Fonte: Disponível em http://www.europa.com.br/tecnologia/sistema_hf.asp
37
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
.
O Sistema HF através do Módulo Retentor de Bactérias completa o Sistema
Natural de Tratamento de Água (SNTA), ou seja, é recomendado usa-lo em conjunto
com o SNTA. (MANUAL EUROPA, 2007)
3.3.2 Sistema SNTA - (Sistema Natural de Tratamento de Água):
Consultando o manual do fabricante disponível em site na internet
(www.europa.com.br) é possível obter informações sobre O SNTA - Sistema Natural de
Tratamento de Água. Afirmam que o SNTA é um processo que filtra e purifica a água
também previamente tratada por estação concessionária de tratamento de água.
Na constituição dos filtros modernos, a maioria dos fabricantes utiliza
somente elementos naturais como dolomita e quartzo, que filtram impurezas sólidas;
carvão ativado, que comprovadamente adsorve o cloro, reduz a turbidez, retira odores e
sabores desagradáveis causados pelo cloro, além de reduzir substâncias químicas e
orgânicas; e carvão ativado, impregnado com prata coloidal, inibe a reprodução de
microorganismos. Assim, a água passa pelas diversas camadas das substancias citadas
até sair teoricamente livre do cloro, de microrganismos, entre outros (MANUAL
EUROPA/ HOKEN).
Figura 3.16 – Esquema do Sistema SNTA
Fonte: Disponível em http://www.europa.com.br/tecnologia/sistema_snta.asp
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Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
A Figura 3.16 apresenta as etapas da filtração pelo sistema SNTA,
especificadas pelos fabricantes. O esquema desse sistema está disponível na internet, no
site www.europa.com.br.
1 - Pré-Filtragem - Camadas de Dolomita II e I
A Água passa por milimétricos orifícios de um disco e por duas camadas de
dolomita, que além de auxiliar na retenção das impurezas sólidas, libera cálcio e
magnésio (combinados ou separados).
2 - Filtragem - Camadas de Quartzo II e I
A filtragem é feita através de cristais de quartzo, que retêm o limo, lodo e
outras impurezas em suspensão na água.
3 - Pré-Purificação - Camada de Carvão Ativado III
Nesta fase, que contém carvão ativado granulometria III, inicia-se a adsorção
do cloro e redução de substâncias orgânicas e químicas.
4 - Camadas de Carvão Ativado II e I
O carvão ativado encontra-se também aí em granulometrias menores, II e I, e
por isso torna-se ainda mais atuante na adsorção do cloro, e seus efeitos como odor e
sabor desagradável são atenuados. Aumenta a eficácia na redução das substâncias
químicas, orgânicas e turbidez.
5 - Carvão Ativado Impregnado com Prata Coloidal
Nesse estágio, o carvão ativado impregnado com prata coloidal encarrega-se
de inibir a reprodução de microrganismos.
6 - Tela Microtexturizada
A tela microtexturizada age como um retentor de eventuais resíduos.
Retrolavagem
Sistema de limpeza interna dos dutos e câmaras por inversão do fluxo de
água. A limpeza dos elementos filtrantes deve ser feita a cada 7 dias (vale salientar que
nem todos possuem retrolavagem).
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Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
3.3.3 Sistema UVLS - (Ultra Violet Light System):
A tecnologia utilizada nos modelos purificadores UVLS se baseia na
passagem água passa por três câmaras nos estágios de filtração, purificação e
desinfecção. (MANUAL EUROPA, 2007)
Figura 3.17 – Esquema do Sistema UVLS
Fonte: Disponível em http://www.europa.com.br/tecnologia/sistema_uvls.asp
Segundo o esquema da Figura 3.17, apresentado pelo fabricante no manual
de instruções disponível na internet, as etapas desse processo são:
1 - Pré-Filtragem - Camadas de Dolomita II e I
A Água passa por milimétricos orifícios de um disco e por duas camadas de
dolomita, que além de auxiliar na retenção das impurezas sólidas, libera cálcio e
magnésio (combinados ou separados).
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Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
2 - Filtragem - Camadas de Quartzo II e I
A filtragem é feita através de cristais de quartzo, que retêm o limo, lodo e
outras impurezas em suspensão na água.
3 - Pré-Purificação - Camada de Carvão Ativado III
Nesta fase, que contém carvão ativado granulometria III, inicia-se a adsorção
do cloro e redução de substâncias orgânicas e químicas.
4 - Camadas de Carvão Ativado II e I
O carvão ativado encontra-se também aí em granulometrias menores, II e I, e
por isso torna-se ainda mais atuante na adsorção do cloro, e seus efeitos como odor e
sabor desagradável. Aumenta a eficácia na redução das substâncias químicas, orgânicas
e turbidez.
5 - Carvão Ativado Impregnado com Prata Coloidal
Nesse estágio, o carvão ativado impregnado com prata coloidal encarrega-se de inibir a
reprodução de microorganismos.
6 - Tela Microtexturizada
A tela microtexturizada age como um retentor de eventuais resíduos.
7 - Desinfecção
A água chega até a terceira câmara, onde é submetida, de baixo para cima, a uma
trajetória em espiral, gerando turbilhonamento, o qual permite uma exposição uniforme
das bactérias à luz ultravioleta de uma lâmpada cilíndrica de última geração - Sistema
de Luz Ultravioleta. Esta exposição quebra a estrutura molecular destes microrganismos
e é responsável pela eliminação de Coliformes totais, Coliformes fecais e de bactérias
patogênicas como o Vibrio cholerae que possam estar presentes na água. (MANUAL
EUROPA, 2007)
3.4 Indicadores de contaminação fecal e conceitos importantes.
Primeiramente serão apresentados alguns conceitos utilizados no trabalho
referentes a potabilidade e higiene da água. Pelczar (1996) conceitua água potável
como sendo a água livre de germes causadores de doenças e de substancias químicas
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Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
prejudiciais à saúde. A portaria N° 518/2004 do MS acrescenta a esse conceito
parâmetros físicos e radioativos.
Outro conceito que vale a pena salientar é o referente às condições de
higiene da água, que não está diretamente relacionada à análise qualitativa para pesquisa
de determinado tipo bacteriano, e sim a análise quantitativa de bactérias totais presentes
na água. Ou seja, a quantidade de bactérias heterotróficas será considerada não
higiênica, mesmo que não possua bactérias indicadoras de contaminação fecal
(GRABOW, 1996).
A determinação da potabilidade, não é, e não deve ser baseada no isolamento
e identificação de microrganismos patogênicos, por diversas razões, dentre elas: o
esporádico acesso dos agentes patógenos ao ambiente aquático (o que aumenta a
probabilidade de um falso-negativo se fossem utilizadas técnicas para o isolamento e a
identificação desses grupos), além do tempo gasto para chegar a um resultado
conclusivo. Neste ultimo caso, numa amostra de água, até que fosse confirmada a
presença de microrganismos patógenos, muitas pessoas estariam expostas ao risco de
contaminação, antes de uma ação que corrigisse o problema (BRANCO, 1977;
OLIVEIRA, 1976).
Por essas razões apresentadas, desenvolveram-se métodos para analise de
água baseados em indicadores de contaminação, que fossem rápidos e fáceis de serem
isolados e identificados.
Os testes desenvolvidos e utilizados até hoje são baseados na detecção de
microrganismos cuja presença na água indica a possibilidade da presença de
microrganismos patogênicos. Assim, o termo microrganismos indicadores refere-se a
um tipo cuja presença na água é evidência de que ela está poluída com matéria fecal de
origem humana ou de outros animais de sangue quente. Esse tipo de poluição indica que
qualquer microrganismo patogênico que ocorre no trato intestinal desses animais pode,
em princípio, também estar presente (PELCZAR, 1996).
Em resumo, as características dos microrganismos indicadores são:
•
População relacionada ao índice de poluição;
• Melhor e maior tempo de sobrevivência na água que os microrganismos
patogênicos;
• Apresentação de propriedades uniformes e estáveis;
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Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
• Em geral, serem inofensivos ao homem e a outros animais;
• Presença em maior número que os patogênicos;
• Serem facilmente evidenciados por técnicas laboratoriais simples, padronizadas.
As principais bactérias usadas como indicadores de poluição fecal nas águas
são as coliformes totais, coliformes termotolerantes e os estreptococos fecais
(CHRISTOVÃO, 1974; KOTT, GELDREICH, 1967; GELDREICH, 1974; GALVANI,
1974; LEITÃO, 1971/1972; ORGANIZAÇÃO MUNDIAL DA SAÚDE, 1972;
AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION, 1975), e o Clostridium perfringens
(CHRISTOVÃO, 1974). Cumpre salientar, porém, que na análise de águas, as bactérias
indicadoras de poluição fecal mais utilizadas são as pertencentes aos grupos dos
coliformes totais e termotolerantes. (CHRISTOVÃO, 1958; GELDREICH, 1974;
ORGANIZAÇÃO MUNDIAL DA SAÚDE, 1972).
A determinação da concentração de coliformes assume muita importância
por constituir não somente um parâmetro indicador da possibilidade de existência de
microrganismos entéricos patogênicos, mas também da presença de qualquer outro
componente normal de esgotos de origem doméstica (BRANCO E ROCHA, 1977).
Em suma, pode-se dizer que a Portaria N º 518/2004 do Ministério da Saúde
estabelece que sejam determinados, na água, para aferição de sua potabilidade, no
âmbito microbiológico, a presença de coliformes totais e termotolerantes de preferência
Escherichia coli e a para aferição de sua condição higiênica a contagem de bactérias
heterotróficas. A mesma portaria estabelece que, para ser higiênica, a contagem padrão
de bactérias de uma amostra não deve exceder a 500 Unidades Formadoras de Colônias
por 1 mililitro de amostra - 500 UFC/mL (FUNASA).
3.5 Bactérias utilizadas na análise e avaliação bacteriológica da água.
3.5.1 Grupo Coliforme
Denominam-se bactérias do grupo coliforme bacilos Gram-negativos,
aeróbios ou anaeróbios facultativos, não formadores de esporos, em forma de
bastonetes, oxidase-negativos, capazes de desenvolver na presença de sais biliares ou
agentes tensoativos que fermentam a lactose com produção de ácido, gás e aldeído a
35,0 ± 0,5ºC em 24-48 horas, e que podem apresentar atividade da enzima ß43
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
galactosidase. A maioria das bactérias do grupo coliforme pertence aos gêneros
Escherichia, Citrobacter, Klebsiella e Enterobacter, embora vários outros gêneros e
espécies pertençam ao grupo. (MS, PORTARIA N° 518/2004)
Todos esses gêneros pertencem a família Enterobacteriaceae. O principal
gênero dessa família é a Escherichia. Um dos motivos pelo qual se destaca é ser o único
componente do grupo coliforme de origem exclusivamente fecal. Os demais podem ser
encontrados também no solo e na vegetação (SANCHEZ, 1996; PELCZAR, 2006).
O grupo coliforme pode ser dividido em dois subgrupos: totais e
termotolerantes. Este último antes era denominado de coliforme fecal por pensar que os
termotolerantes fosse um grupo de microrganismos de origem exclusivamente fecal.
Atualmente sabe-se além de E. coli, outros gêneros como exemplo Klebsiella, pode
apresentar espécies termotolerantes, portanto, são constituídos pela E. coli e também por
Klebsiella, que pode ser encontrada nas fezes e também no solo e em vegetações.
(SANCHES, 1996).
I - Coliformes Totais
O grupo dos coliformes totais inclui gêneros que não são de origem
exclusivamente fecal. Em laboratório, confirmação da contaminação pela presença deles
é feita através de meios de cultura diferenciais, encubados sob determinada temperatura
(PELCZAR, 1996).
Uma desvantagem do uso desse grupo como indicador de patógenos
entéricos é que ele possui um menor tempo de sobrevivência no solo e em águas
subterrâneas que alguns patógenos. Contudo, a maior vantagem é que os coliformes
totais têm demonstrado melhores condições de desenvolvimento no meio aquático que
os demais grupos, sobrevivendo tempo suficiente para ser um indicador útil
(BARROW, 1977)
II - Coliformes Termotolerantes
Os coliformes termotolerantes têm como seu principal representante a
Escherichia coli, de origem exclusivamente fecal. Cerca de 95% dos coliformes
existentes nas fezes humanas e de outros animais é Escherichia coli. Os coliformes
termotolerantes continuam ativos do ponto de vista metabólico, mesmo a 44,5 ± 0,2°C,
pois apresentam a capacidade de fermentar a lactose a essa temperatura, enquanto que
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Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
os coliformes totais têm crescimento a 35,0 ± 0,5°C. (SANCHES, 1996; FUNASA,
2006).
II.A - Escherichia coli
E. coli (Figura 19) é uma bactéria do grupo coliforme que fermenta a lactose
e manitol, com produção de ácido e gás a 44,5 ± 0,2ºC em 24 horas, produz indol a
partir do triptofano, é oxidase negativa, não hidrolisa a uréia e apresenta atividade das
enzimas ß-galactosidase e ß-glucoronidase, sendo considerada o mais específico
indicador de contaminação fecal recente e de eventual presença de organismos
patogênicos (MS, PORTARIA N° 518/2004).
Figura 3.18 - Foto de microscopia ótica de colônia de E.coli.
Fonte: Disponível em www.biology.clc.uc.edu/Fankhauser/Labs/Microbiology/
Gram_Stain/Gram_stain_images/thmb/
Pertencentes à família Enterobacteriaceae, de modo geral, as enterobactérias
são os microrganismos mais freqüentemente isolados de processos infecciosos,
representando em torno de 70% a 80% das bactérias gram-negativas isoladas na rotina
laboratorial (TRABULSI & ALTERTHUM, 2005).
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Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Enscerichia coli é a espécie predominante entre os diversos microrganismos
anaeróbios facultativos que fazem parte da microbiota intestinal de animais de sangue
quente. O significado da sua presença na água e nos alimentos deve ser avaliado sob
dois ângulos: indica contaminação microbiana de origem fecal e, portanto, condições
higiênicas também insatisfatórias; e outro aspecto a ser observado é que diversas
linhagens são comprovadamente patogenicas para o Homem e para os animais. A
enumeração laboratórial da E. Coli além de fornecer informação sobre a higiêne da água
auxilia na detecção do perigo de uma toxinfecção alimentar através da água fornecido
ao consumo (HOBBS, 1992; FRANCO, 1996)
A espécie Escherichia coli, foi assim batizada em homenagem a quem
primeiro a descreveu com nome inicial de Bacterium coli commune devido ao fato de
ser encontrada no cólon e extremamente comum nos animais e no Homem. Theodor
von Escherich, na tentativa de isolar o agente etiológico da cólera em 1885, a descreveu
como sendo uma bactéria que não fermentava a sacarose. Posteriormente, em 1890,
Durham isolou de fezes, uma variante da Escherichia coli fermentadora de sacarose,
que por ser mais comum que a primeira, foi denominada de Bacterium coli communior
(BEIR, 1992).
Atualmente, o gênero Escherichia compreende as espécies da E. coli, E.
blattar, E. fergusonii, E. hermanii e E. vulneris. Entretanto, a única espécie de maior
importância prática é a Escherichia coli (TRABULSI & ALTERTHUM, 2005;
MANUAL BERGEY, 1994).
Além de ser um patógeno de grande importância clínica, por ser agente
causador de vários tipos de infecções, inclusive intestinais, urinárias, septicemias e
meningites, a E. coli é um membro da microbiota normal transitória do intestino do
homem, sendo encontrada nas fezes de todos os indivíduos normais. Segundo
RODRIGUEZ, 2002, as bactérias do grupo Escherichia colonizam o intestino do
homem poucas horas após seu nascimento. Esta estreita associação com as fezes do
homem (e também de animais) reflete a base do teste para verificar contaminação fecal
da água e dos alimentos. Por todos esses fatores, é provável que a E. coli seja um dos
patógenos humanos em potencial mais importante em estudo (TRABULSI &
ALTERTHUM, 2005).
Provavelmente, nenhuma outra espécie bacteriana é tão versátil em
patogenicidade como a E. coli. As infecções intestinais provocadas por esta bactéria são
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Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
transmitidas pela ingestão da água e alimentos contaminados e também pelo contato
pessoal (TRABULSI & ALTERTHUM, 2005).
II-B Características bioquímicas da Escherichia coli
Aspectos
Positivo (+) / Negativo (-)
Gram
-
Oxidase
-
Indol
+
Voges-Proskauer
-
Citrato
-
Motilidade
+
Formação de Gás
+
Utilização de Acetato
+
Produção de Catalase
+
Fermentação de Sorbitol
+
Atividade de β-glucoronidase
+
Quadro 3.1 - Características bioquímicas da E. coli.
Fonte: Manual Bergey
II-C Patogenicidade e Quadros Clínicos
Baseados em alguns critérios de patogenicidade, as linhagens de E. coli que
causam diarréias e possuem veiculação hídrica se classificam em seis grupos:
enteropatógena
(EPEC),
enterotoxigênica
(ETEC),
enteroinvasiva
(EIEC),
enterohemorrágica (EHEC), enteroagregativa (EAEC) e de adesão difusa (DAEC) (A.
AMMON, et al, 1997)
A Escherichia coli enteropatogênica clássica (EPEC), causa diarréia em
crianças com menos de 1 ano de idade. A razão da grande prevalência dessas EPEC nas
crianças ainda permanece desconhecida, entretanto, a infecção é mais freqüente e mais
grave naquelas que não se alimentam de leite materno. Essas bactérias têm a
característica de adesão íntima localizada formando micro colônias na superfície das
células epiteliais intestinais provocando lesão nas microvilosidades (DIVISÃO DE
DOENÇAS DE TRANSMISSÃO HÍDRICA E ALIMENTAR, ANO 2002).
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Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
A Escherichia coli enterotoxigênica (ETEC) produz uma ou mais toxinas,
que vão agir no intestino delgado induzindo a libertação de fluido. Não ocorre invasão
nem dano à camada epitelial do intestino delgado, apenas ocorrem colonização e
produção de toxinas.
Os sintomas de ETEC são similares aos da cólera: diarréia
aquosa, desidratação, possivelmente choque, e algumas vezes vômito. A dose infectante
é muito alta, estando entre 10-8 e 10-10 microrganismos. O período de incubação varia de
8 a 44 horas, a duração da doença é curta, aproximadamente 24 a 30 horas. (DOYLE, et
al, 1990; TRABULSI, 2005).
A contaminação por E. coli enteroinvasiva (EIEC) é mais freqüentes em
crianças maiores de dois anos de idade e em adultos. A transmissão se faz, além da
ingestão de água e alimentos contaminados e pelo contato pessoal. Atualmente são
conhecidos 14 sorotipos de EIEC, estritamente relacionadas à Shigella, apresentando
muitas características bioquímicas, antigênicas, genéticas e de patogenicidade em
comum. (PADHYE, et al, 1992; TRABULSI, 2005)
E. coli enterohemorrágica (EHEC), produz a citotoxina SLT-I e STLII, que
estão associadas a casos de colite hemorrágica. Existem atualmente mais de 50 tipos de
sorotipos de EHEC. A transmissão pessoa-pessoa também pode ocorrer. Podem causar
uma diarréia branda, sanguinolenta (colite hemorrágica) e síndrome hemolítica urêmica
(HUS) em crianças e adultos. A HUS é a maior complicação das infecções caracterizada
por anemia hemolítica, trombocitopenia e falha renal aguda que pode se estender a
outros órgãos. A taxa de mortalidade é de 3-10%. O papel das citotoxinas na indução da
diarréia ainda não está comprovado (PADHYE, et al, 1992; TRABULSI, 2005)
E. coli enteroagregativa (EAEC), forma um padrão agregativo de adesão,
quando se associam às células intestinais. São bastante freqüentes nas fezes de crianças
sadias e com diarréia aguda, no entanto trabalhos têm mostrado uma associação das
EAEC com diarréia de duração de 7 a 14 dias (DOYLE et al, 1990; TRABULSI, 2005)
E. coli que adere difusamente tem seu papel na diarréia controvertido.
Mesmo nos dias atuais, os estudiosos sobre o assunto não conseguiram chegar a uma
resposta conclusiva (TRABULSI, 2005).
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Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
II-D Suscetibilidade e Resistência
Acredita-se que qualquer pessoa seja suscetível à colite hemorrágica. Uma
única cepa da E. coli pode produzir o espectro completo da doença, incluindo diarréia
sem sangue, diarréia com sangue, Síndrome Hemolítica Urêmica (SHU). Entretanto a
probabilidade de complicações pode ser determinada por fatores do hospedeiro, por
características da linhagem ou da dose infectante. Crianças menores de 5 anos e idosos
têm maiores chances de desenvolver a forma aguda da doença e a SHU. (DIVISÃO DE
DOENÇAS DE TRANSMISSÃO HÍDRICA E ALIMENTAR – CENTRO DE
VIGILÂNCIA EPIDEMIOLÓGICA/CVE/SES-SP)
3.6 Tratamento da Água contaminada por coliformes.
A melhor maneira recomendada pelo M.S para o tratamento da água
contaminada pelo grupo coliforme totais e termotolerantes é a utilização de hipoclorito
de sódio (NaClO). O hipoclorito de sódio tem sido usado na desinfecção de água
potável na concentração de 1L de alvejante doméstico para cada 4000L de água. A
quantia exata necessária para a desinfecção depende da química da água, da
temperatura, do tempo de contato com o microrganismo e da presença ou ausência de
sedimentos. Para desinfecções de emergência, o EPA – U.S. Evironmental Protection
Agency, órgão americano responsável pela qualidade da água naquele país, e o M. S.
brasileiro recomendam o uso de 2 gotas de alvejante doméstico com 5% de hipoclorito
de sódio por litro de água. É preciso observar bem as dosagens, pois o manuseio errado
dessas substâncias pode causar diarréias e outras complicações.
3.7 Princípio dos métodos utilizados nos testes
3.7.1 Fermentação da Lactose por coliformes
A fermentação da lactose é mais complexa que a da glicose. A lactose é um
dissacarídeo composto por glicose e galactose (ligação galactosídica). Ao ser
hidrolisada, ocorre a liberação da glicose e da galactose. Para metabolizar a galactose,
duas enzimas devem estar presentes: (1) β-galactosídeo permease e (2) β-galactosídase
enzima necessária para hidrolisar a ligação β-galactosídica após a lactose ter entrado na
célula. Como a fermentação da lactose ocorre por degradação da glicose,
49
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
microrganismos que não podem fermentar a glicose não podem formar ácidos a partir
da lactose (JAWETZ, 1989).
Pasteur definiu a fermentação como “Vida sem Ar”, e admitia que a energia
metabólica neste notável processo era derivada da capacidade “de executar sua função
respiratória
aproveitando, de uma maneira ou de outra, o oxigênio que existe
combinado ao açúcar”. No entanto, fez-se necessário elaborar uma definição mais
completa de fermentação, em virtude da descoberta da respiração anaeróbia, anos
depois, fundamentada em um mecanismo respiratório no qual o O2 é substituído por
outro receptor orgânico de elétrons tal como nitrito ou sulfato. A fermentação é,
portanto, melhor definida como um metabolismo no qual os compostos orgânicos
servem de doadores e receptores de elétrons (DAVIS, 1980).
Por definição, fermentação é um processo metabólico de óxido-redução que
ocorre em meio anaeróbio. Nesse ensaio, esse processo é detectado pela observação da
formação de bolhas nos Tubos de Durham devido a liberação de gás, além da mudança
de cor por indicadores de pH como conseqüência da formação de produtos ácidos,
formação de precipitado (JAWETZ, 1989).
A acidificação do meio pode ocorrer através da degradação de carboidratos
por vias diferentes que não a fermentação, ou pode haver em alguns meios componentes
diferentes de carboidratos que resultem em produtos finais ácidos. Embora a maioria
das bactérias que metaboliza carboidratos seja anaeróbia facultativa, a utilização pode
nem sempre ocorrer em condições estritamente anaeróbias. Todas as enterobactérias
fermentam a glicose formando ácido pirúvico (SILVA, 1997).
Uma das chaves taxonômicas de características para bactérias entéricas é o
tipo de fermentação e a proporção dos produtos da fermentação anaeróbica da glicose,
ou seja, as bactérias são diferenciadas pelo carboidrato que metabolizam e pelos tipos e
quantidade de ácidos produzidos (BROCK, 1997).
Para bactérias entéricas dois padrões são reconhecidos: fermentação ácida
mista e fermentação do 2,3-butenodiol (BROCK, 1997).
Na fermentação da glicose pela E. coli, ocorre uma fermentação ácida mista
(Figura 3.19) o que resulta na produção de grandes quantidades de ácidos acético, lático
e fórmico ocasionando uma acentuada diminuição do pH. Por outro lado, o grupo
Klebsiella, Enterobacter, Hafnia, Serratia metabolizam o ácido pirúvico pela via do
50
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
2,3-butenodiol produzindo acetilmetilcarbinol, a acetoína (Figura 3.20) (JAWETZ,
1989)
Na primeira, três ácidos são formados em quantidades significativas: lático,
acético e succínico e ainda etanol, CO2 e H2 são formados exceto butenodiol (Figura
3.19) (BROCK, 1997).
Glicose
Via Glicolítica
Fermentação Lática
Piruvato
Ácido Lático
Fermentação Ácida
CO2
+4[H]
Ácido Succínico
Ácido Fórmico
pH baixo
H2
CO2
Acetil-CoA
ADP
ATP
Etanol
Ácido Acético
Figura 3.19 – Fermentação Mista (Fórmica)
Fonte: Microbiologia de Davis por B. D. Davis [et al.]. Vol. I: fisiologia e genética
bacterianas. 3ª edição – 1980 – pág. 47-52
51
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Na segunda fermentação, poucas quantidades de ácidos são formadas e
butenodiol, Etanol, CO2 e H2 (Figura 3.20) (BROCK, 1997).
Via Glicolítica
Glicose
Via Glicolítica
Piruvato
Piruvato
[2H]
Ácido Fórmico
TTP
Acetoaldeído ativo
[CH3-CHO].TTP
TTP
pH baixo
H2
Acetolactato
CO2
CO2
2,3-Butilenoglicol
(Butenodiol)
[2H]
Acetoína
(Acetilmetilcarbinol)
Figura 3.20 – Fermentação 2,3-butenodiol (acetoína)
Fonte: Microbiologia de Davis por B. D. Davis [et al.]. Vol. I: fisiologia e genética
bacterianas. 3ª edição – 1980 – pág. 47-52
Como resultado da fermentação ácida mista, iguais quantidades de CO2 e H2
são produzidos. Na fermentação com produção de butenodiol, mais CO2 é produzido
que H2, isto se deve ao fato de na fermentação ácida mista, os microrganismos
produzirem CO2 somente do ácido fórmico, enquanto na fermentação do butenodiol os
microrganismos produzirem CO2 e H2 não somente do ácido fórmico, mas também nas
reações adicionais. Reações estas que levam à formação do butenodiol (BROCK, 1997).
52
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
O gás resultante da fermentação bacteriana é formado da clivagem do ácido
fórmico. A produção de gás é melhor observada em meio líquido para fermentação de
carboidratos com a colocação de tubos de Durham invertidos, já que retêm o gás em seu
interior. As bactérias que não formam ácido fórmico são incapazes de formar gás (a
maioria das espécies do gênero Shigella). O contrario acontece com microrganismos
que utilizam a via butilenoglicol. Estes microrganismos produzem grandes quantidades
de CO2 e são, principalmente, do grupo Klebsiella, Enterobacter, Hafnia, Serratia que
como o grupo (JAWETZ, 1989).
3.7.2 Método da fermentação em Tubos Múltiplos (TTM)
Esse método detecta a presença e estima o número de coliformes através da
inoculação de uma série de alíquotas da amostra de água em tubos com meio de cultura
adequado. É processado através de três ensaios consecutivos: a) Ensaio presuntivo; b)
Ensaio confirmativo; c) Ensaio diferencial (CALAZANS et al, 2004).
É possível parar a análise de água após qualquer um destes ensaios, desde
que tenha sido atingida a finalidade da análise ou dá-se seqüência passando ao ensaio
seguinte, caso seja necessário. Esse método propõe 3 diferentes alíquotas de diluição da
amostra. Essas alíquotas são repetidas em series de tubos, como por exemplo, alíquotas
de 10mL, 1mL e 0,1mL da amostra inoculadas cada uma em 3 tubos contendo meio de
crescimento adequado. Neste caso, a técnica seria executada em série de 3 tubos para
cada alíquota. A técnica dos tubos múltiplos pode ser também executada em série de 5
ou 10. Na medida em que a quantidade de tubos é aumentada, a sensibilidade do
método também aumenta. Significa que quanto maior for a quantidade de tubo para uma
alíquota, maior são as chances de encontrar bactérias. Então, quando se trabalha com
uma serie de tubos maior, aumentam as chances de encontrar bactérias na amostra,
diminuindo assim a possibilidade de falso negativo e, em conseqüência disso, o método
se torna mais sensível (CALAZANS et al, 2004).
I - Ensaio Presuntivo
Como o próprio nome já diz, o Ensaio Presuntivo, é um ensaio onde se
presume a presença de coliformes. É apenas a primeira etapa do processo de pesquisa
desses microrganismos. O meio de cultura utilizado é o caldo lactosado, podendo ou
não conter um indicador como o caldo lauril triptose que contém o indicador de
53
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Andrade ou púrpura de bromocresol. O principio desse ensaio é a fermentação da
lactose pelo grupo coliforme (CALAZANS ET AL, 2004).
Em suma, o principio do meio Caldo Lactosado no Ensaio Presuntivo é
constatar a presença de bactérias fermentadoras de lactose através da turvação e
acidificação do meio, e a produção de gás, este retido pelo Tudo de Durham e
visualizado através do mesmo, eliminado assim todas as que não fermentam lactose.
II - Ensaio Confirmativo
O ensaio presuntivo, não indica necessariamente a presença de coliformes.
Alguns germes da flora normal do solo, principalmente bacilos esporulados Grampositivos anaeróbios do gênero Clostridium são capazes de fermentar a lactose com
produção de gases. Também a ação sinérgica de duas espécies diferentes pode resultar
no aparecimento de gases. Nesta hipótese, uma das espécies seria capaz de hidrolisar a
lactose, liberando glicose e galactose; e a glicose, por ser um açúcar facilmente
fermentescível, acabaria sendo atacada pela segunda espécie (CALAZANS et al, 2004).
Assim, o ensaio confirmativo tem a finalidade de afastar essas duas
possibilidades. Baseia-se no emprego de meios nos quais apenas as bactérias Grampositivas são inibidas. Podem ser usados meio líquidos (Caldo Lactosado adicionado ou
de verde brilhante ou de fucsina ou de cristal violeta, com ou sem sais biliares) ou
meios sólidos como EMB, Endo, MacConkey, entre outros (STANDART METHODS,
1998).
Para confirmação de coliformes termotolerantes, utiliza-se o meio EC a uma
temperatura de incubação de 44,5°C + 0,2. O meio utiliza a lactose como substrato da
fermentação. Os sais biliares inibem o crescimento de bactérias Gram-positivas ou
outros não adaptados ao ambiente intestinal e favorece o crescimento de E. coli. Outros
coliformes não fecais também podem crescer no meio mas a maioria não produz gás.
(MICROBIOLOGY MANUAL, 1996)
3.7.3 Método da fermentação em P-A (Presença e Ausência)
É uma modificação simplificada do ensaio presuntivo da técnica dos tubos
múltiplos onde se utiliza um maior volume da amostra e, por isso, o meio P-A deve
54
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
estar em concentração proporcionalmente maior de acordo com a relação: volume total
(amostra + meio) /volume do meio. (CALAZANS et al, 2004)
O teste P-A é um método apenas qualitativo, ou seja, ele se propõe apenas a
pesquisar a presença ou ausência de coliformes. Os componentes utilizados do meio e,
consequentemente, o princípio do método baseia-se no mesmo principio da TTM, a
diferença entre eles é a presença do indicador de pH púrpura de bromocresol, para
visualização da acidificação do meio, no caldo P-A. O caldo lactosado da TTM não
possui qualquer indicador de pH.
3.7.4 Justificativa
Reveste-se de importância, muitas vezes, a determinação do número de
colônias em placa, também chamada contagem padrão em placa (n° de colônias
desenvolvidas em placa de Petri contendo meio agar-nutritivo-glicosado). É um método
puramente quantitativo e não tem como objetivo restringir crescimento de qualquer
gênero de bactéria. Seu objetivo é avaliar a higiene da amostra, bem como ajudar,
quando associado aos demais resultados, a interpretar corretamente um análise.
(STANDART METHODS, 1998)
3.8 Pesquisas semelhantes
Brito et al, objetivando avançar na compreensão acerca dos mecanismos que
predominantemente atuam na remoção dos microrganismos, desenvolveram uma
investigação experimental em filtros lentos de areia com escoamento descendente e
ascendente. Como conclusão do estudo, conseguiram traçar justificativas para a
maturidade de filtros de areia, como o fluxo, vazão, formação de biofilme.
Não foi encontrado, no entanto, na literatura consultada, qualquer trabalho, na literatura
pesquisada, sobre eficiência de processos de filtração ou de aparelhos, seja moderno ou
tradicional, no âmbito doméstico. Os trabalhos encontrados não tinham muito em
comum com o estudo atual. A maioria dos estudos estava relacionado a controle de
qualidade da água potável em cidades do Sudeste e do sul do país.
Assim, o presente estudo assume uma grande importância, pois é pioneiro na
comparação de sistemas de filtração domésticos.
55
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
3.9 Legislação
A legislação que engloba a utilização de sistemas de filtração no Brasil é
portaria de N° 518 de 25 de março de 2004, do Ministério da Saúde. Ela não aborda
especificamente aparelhos de filtração. Ela determina alguns padrões de potabilidade
para fins de controle e vigilância da qualidade da água para consumo humano (MS,
PORTARIA N° 518/2004).
Entende-se por água para consumo humano a água utilizada em toda e
qualquer situação, incluindo fontes individuais como poços, minas, nascentes, dentre
outras (MS, PORTARIA N° 518/2004).
A Portaria define a água potável como aquela destinada para consumo
humano, cujos parâmetros microbiológicos, físicos, químicos e radioativos atendam ao
padrão de potabilidade e que não ofereça riscos a saúde (MS, PORTARIA N°
518/2004).
No seu capitulo IV, Art. 11, a Portaria determina que:
•
Água para consumo humano deve apresentar ausência de Escherichia coli ou
coliformes termotolerantes em 100mL de água.
•
Água na saída do tratamento deve apresentar ausência de coliformes totais em
100mL.
•
Deve ser efetuada a contagem de bactérias heterotróficas e, uma vez excedidas
500 unidades formadoras de colônia (UFC) por mL, haveria indício de
irregularidade ou falta de higiene.
Em síntese, a portaria de N° 518, de 25 de Março de 2004 determina que a
água é potável do ponto de vista bacteriológico quando 100 mL da mesma for
totalmente ausente de coliformes totais e termotolerantes. A portaria estabelece que a
contagem de heterotróficos, que preferencialmente deve ser inferior a 500 UFC/ mL, é
apenas um parâmetro para auxiliar na vigilância de sua qualidade e não um requisito
que a classifique como NÃO POTÁVEL
56
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
4.0 MATERIAL E MÉTODOS
Amostras de água potável foram coletadas em diversas residências,
localizada em bairros da região Metropolitana do Recife, entre os dias 02 de Fevereiro
de 2007 e 27 de setembro do mesmo ano, perfazendo um total de 26 pontos de coleta.
Sendo em apenas 3 deles, a amostra oriunda de poço artesiano, as demais foram
previamente tratadas por estação concessionária de tratamento de água do Estado de
Pernambuco.
Outras 16 filtrações foram realizadas entre os dias 05 de junho de 2007 e 21
de agosto do mesmo ano, desta vez em laboratório, para avaliar o filtro conhecido
popularmente como filtro de barro, de modelo comum, adquirido no comércio local.
O aparelho conhecido popularmente como filtro de barro é formado por um
bojo feito de barro cozido. No interior do bojo está o elemento filtrante, conhecido
como vela de cerâmica. Existe na parte inferior uma talha, também de barro cozido, que
tem a finalidade de armazenar a água filtrada e acoplada a ela uma torneira, que permite
que saída da água processada pelo elemento filtrante (Figura 4.1).
Figura 4.1 – Filtro de barro estudado.
57
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
A pesquisa avaliou água de consumo em 26 pontos residenciais diferentes
que possuíam aparelhos modernos de filtração. Houve uma abrangência de 6 diferentes
marcas.
Os aparelhos modernos de filtração são aqueles que possuem um trajeto mais
complexo da água em seu interior e são, geralmente, acoplados à torneira comum ou a
qualquer tubulação. Esses aparelhos fornecem água filtrada numa vazão compreendida
entre 40 e 60 litros por hora. Esses filtros geralmente usam métodos como: adsorção
com carvão ativado, associado ou não ao método de retrolavagem ou membrana de fibra
oca.
Em cada um dos 26 pontos que apresentavam filtros modernos foram
coletadas duas amostras (uma na entrada e outra na saída de cada aparelho), totalizando
assim 52 amostras. Paralelamente a essas coletas, foram realizadas 16 filtrações (32
amostras, sendo 16 delas da água afluente e 16 referentes à água efluente) realizadas
pelo filtro de barro tradicional. A justificativa de coletar duas amostras para cada
filtração está na necessidade de avaliar a eficiência dos sistemas de filtração, antes e
depois da suposta purificação da água. Para isso, foi necessário pesquisar qualitativa e
quantitativamente a contaminação por coliformes na água antes do processo de
purificação e em amostras de águas imediatamente após ser processada pelo aparelho.
Os resultados das filtrações realizadas pelos 26 aparelhos modernos foram comparados
aos resultados obtidos pelas 16 filtrações realizadas pelo filtro de barro em ambiente
laboratorial.
Em cada uma das 26 residências estudadas, foi aplicado um questionário que
tinha por objetivo levantar dados sobre a existência das condições higiênicas dos
reservatórios, assim como os cuidados com a água utilizada, incluindo perguntas sobre
o conhecimento do método e da tecnologia do aparelho, além de perguntas para avaliar
o seguimento das instruções fornecidas pelo fabricante do aparelho para o manuseio e
correta utilização do mesmo.
4.1 Procedimentos de coleta
É de conhecimento universal que a confiabilidade do resultado de qualquer
análise se deve em grande parte a um procedimento de coleta adequado. Isso não seria
diferente para amostras de água. Por isso, adotar um protocolo que impeça todo e
58
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
qualquer tipo de contaminação bacteriológica externa é indispensável, bem como a
adoção de procedimentos que minimizem erros por trocas de amostras.
O protocolo utilizado conta com diversos dados importante sobre a amostra a
ser analisada, como por exemplo: número da amostra, ponto de coleta, data, pH da
amostra, endereço completo do ponto de coleta e nome do dono(a) da residência em
pesquisa, e também todas as observações necessárias sobre o local. Para a análise do
filtro de barro, não houve necessidade de tantos detalhes e cuidados, já que a água que
alimentava o filtro provinha da Estação de Tratamento de Água da Universidade Federal
de Pernambuco (ETA-UFPE), antes de passar pelo tratamento na estação, que por sua
vez, é proveniente de um conjunto de poços.
As amostras de origem residencial para análise microbiológica foram
coletadas em frascos de plástico estéreis com tampa rosqueada com capacidade de
aproximadamente 250 mL (Figura 4.2). A preparação dos frascos para a coleta incluiu
lava-los, seca-los e, em seguida, adicionar a eles 0,2 mL de tiossulfato de sódio a 10%
para os 200mL de água a ser coletada (0,1 mL Na2S2O3 10% / 100 mL e amostra de
água), e posteriormente esterilizados em autoclave a 121ºC por 21 minutos . A previa
preparação dos francos com adição de tiossulfato, impede a ação de cloro residual que
possa existir na amostra, evitando resultados errôneos.
Figura 4.2 - Frasco plástico de coleta (estéril)
59
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
As coletas das amostras efluentes foram feitas com o filtro fornecendo água
na sua vazão máxima.
As amostras oriundas do filtro, no laboratório, foram também coletadas
pelos mesmos frascos de plástico, no entanto, o transporte da água bruta, vinda da ETAUFPE, para alimentar o filtro de barro foi transportada em recipientes de plástico com
capacidade para aproximadamente 10 litros. (Figuras 4.3 e 4.4). Esse tipo de recipiente
foi utilizado devido à necessidade de ser transportada uma quantidade maior de água.
Figuras 4.3 e 4.4 – Recipientes de transporte de água da ETA-UFPE para o
laboratório para ser processado pelo filtro de barro.
Nenhum cuidado maior foi tomado com esses recipientes, exceto a lavagem
normal e a utilização de álcool a 70% para uma melhor assepsia. A razão para a não
esterilização do recipiente de transporte está no objetivo da utilização água bruta como
amostra antes do processo de filtração, que serviria apenas como parâmetro pra avaliar a
eficiência da filtração pelo filtro de barro.
Após obter-se autorização dos proprietários das residências foi feita a coleta,
em geral, da torneira da cozinha (torneira que alimenta o aparelho) e da água processada
pelo sistema. No final da coleta, o frasco foi etiquetado com o número do ponto de
coleta e as iniciais A e D, que indicavam respectivamente, amostra antes do processo de
60
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
filtração (torneira) e depois do processo de filtração (filtro). A assepsia das torneiras nos
locais de coleta foi realizada com solução de álcool 70% , por meio de pulverização por
dentro e por fora. A seguir fazia-se a abertura das torneiras, tanto a que alimentava o
aparelho moderno quanto a do próprio aparelho que fornecia água filtrada. Obviamente,
cada torneira era aberta em momentos distintos. Após a abertura das torneiras, deixavase a água correr por aproximadamente 3 minutos. Ambas as amostras de águas foram
analisadas quanto à presença de bactérias dos grupos coliformes totais e fecais e quanto
à quantidade de heterotróficos (UFC/mL).
Todas as amostras foram levadas num prazo máximo de 2 horas para o
Laboratório de Processos Fermentativos, do Departamento de Antibióticos da
Universidade Federal de Pernambuco, e incubados nos respectivos meios.
Vale salientar que todo o processo, desde a coleta e até a análise
propriamente dita, foi realizado com o uso dos equipamentos de proteção individual
(EPI), como jaleco (bata) e luva. Além de atender as recomendações e normas de
biossegurança, outro objetivo seria alcançado, o de aumentar a confiabilidade dos
resultados.
4.2 Procedimento das análises:
Ao longo de toda a pesquisa, existiram vários ajustes. O primeiro ajuste foi
realizado exatamente após as duas primeiras filtrações realizadas pelo filtro de barro. A
contagem de heterotróficos foi realizada nessas primeiras filtrações com alíquotas de 1
mL e 10-1 mL. No entanto, foi observado que essas alíquotas forneciam resultados em
placa muito além das condições ideais para contagem de colônias. Por isso as filtrações
seguintes tiveram suas alíquota ajustadas para 10-2 mL e 10-3 mL. Assim, apesar da
diluição ter sido bastante alta, foi a melhor maneira encontrada pra obter resultados
possíveis de serem processados.
4.2.1 Pesquisa de coliformes totais e E. coli
I - Técnica de Presença – Ausência (P-A)
No recipiente de vidro de Schott Duran contendo 50 ml de meio P-A com
concentração tripla e com um tubo de ensaio pequeno invertido, foram adicionados 100
61
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
ml da amostra. Incubou-se a 35° por 24-48h dependendo do resultado. Após este
período, se positivo, havia produção de gás com modificação da cor e turvação do meio.
Se positivo, realizar-se-ia o teste de diferenciação de totais e de
termotolerantes utilizando os meios CLVBB (incubação a 35°C) e este, se positivo,
fazia-se o teste de termotolerante em meio EC (incubação a 44,5°C ± 0,2), o primeiro
com incubação entre 24 – 48 horas e o segundo com incubação de 24 horas. A presença
de gás em cada um destes meios indica positividade para coliformes totais e
termotolerantes (fecais), respectivamente.
4.5
4.6
Figuras 4.5 e 4.6 - Recipientes de vidro de Schott Duran e tubo de ensaio
invertido para realização do teste P-A. Na figura 4.5 apenas o meio P-A, já na
Figura 4.6 o teste positivo para meio P-A.
As amostras positivas no meio P-A eram passadas para o meio CLVBB e
deste, quando positivo, para o meio EC através de uma alça de platina flambada. Em
geral, retiravam-se 3 alçadas da amostra inoculada no meio P-A e colocavam-se no
62
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
CLVBB. Do mesmo modo foi feito quando se precisou inocular no EC amostras vindas
do CLVBB.
Figura 4.7 – Tubos de ensaio com Caldo Lactosado Verde-Brilhante Bile (CLVBB)
Figura 4.8 – Tubos de ensaio com caldo para pesquisa de Escherichia coli (EC)
63
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Esta técnica é mais simples que as demais, além de ter um baixo custo em
relação a Técnica Tubos Múltiplos (TTM) e de membrana filtrante. E, no entanto,
apresenta também resultados fidedignos.
II- Técnica de Tubos Múltiplos (TTM)
No momento em que se desejou fazer a quantificação dos coliformes
presentes nas amostras, utilizou-se a Técnica Tubos Múltiplos usando-se a serie de 3
tubos para cada alíquota (10, 1 e 0,1 mL) . Perfazendo um total de 9 tubos contendo
caldo lactosado para cada amostra.
Figura 4.9 – Tubos de ensaio com Caldo Lactosado Duplo e Caldo Lactosado Simples
Como mostra a figura 4.10, dos 9 tubos totais 3 deles são tubos grandes
contendo 10 mL de caldo lactosado duplo, e os outros 6 tubos contendo 10 mL de caldo
lactosado simples. Com o auxilio de uma pipeta estéril com capacidade para 10 ml,
foram inoculadas em cada um dos 3 tubos grandes (com caldo lactosado duplo) 10 ml
da amostra; com uma outra pipeta estéril com capacidade para 1 ml, foi inoculado 1,0
ml da amostra em cada um de 3 tubos com caldo lactosado (concentração simples).
64
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Antes da ultima série de 3 tubos ser inoculada, foi acrescentado 1 mL da amostra a um
tubo contendo 9 mL de água destilada estéril, com finalidade de diluir a amostra 1/10.
Desta diluição de 1/10, foi inoculado 1 ml em cada um dos 3 tubos de caldo lactosado
simples.
Agitou-se cuidadosamente os tubos e foram incubados a 35°C.
1mL
9mL
Água estéril
10mL
10mL 10mL
1mL 1mL 1mL
10mL
CLD
1mL
1mL
10mL
CLS
1mL
10mL
CLS
Figura 4.10 – Esquema de inoculação de amostra para o Método dos Tubos Múltiplos.
Após 24 h de incubação, havendo formação de gás em qualquer quantidade,
em qualquer tubo, o ensaio presuntivo era considerado positivo. Se não houvesse gás,
prolongava-se a incubação por mais 24 h.
Após 48 h de incubação, não havendo formação de gás em qualquer tubo, o
ensaio é negativo e a análise está encerrada quanto a coliformes. Havendo formação de
gás, anota-se o número de tubos positivos e negativos. Dos positivos, transfere-se com a
ajuda de uma alça de platina flambada 3 alçadas para tubos com CLVBB e incuba-se os
tubos durante 24-48 horas a 35°C , anota-se os tubos positivos e negativos. Dos tubos
positivos, transfere-se novamente 3 alçadas para o meio EC, desta vez incuba-se em
65
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
banho-maria (Figura 4.11) por 24 horas a 44,5°C + 0,2 e novamente anota-se os
resultados positivos e negativos.
Figura 4.11 – Banho-maria (44,5°C) utilizado para incubação de amostras em meio EC
Os resultados positivos e negativos obtidos na TTM são processados através
da Tabela de Hoskins. O arranjo do número de tubos positivos das 3 diluições é
transposto para tabela estatística que informa o NMP para as diferentes combinações de
tubos positivos fornecendo o número mais provável de microrganismos do grupo
coliforme total e coliforme termotolerante.
4.2.2 Contagem de Bactérias Heterotróficas
Para assegurar-se a realização da contagem em placas efetuaram-se, além da
inoculação da amostra original, diluições decimais. Para os aparelhos modernos
residenciais, as alíquotas foram de 1mL de cada amostra e a diluição decimal de 1/10
dessa amostra, ambas em triplicata, para uma melhor obtenção dos resultados através da
média aritmética das unidades formadoras de colônias nas 3 placas. Já as análises das
66
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
filtrações utilizando o filtro de barro, as alíquotas foram 1/102 e 1/103, ambas também
em triplicata e pelo mesmo motivo já citado.
Esta diluição foi feita com tubos contendo água destilada estéril. As
amostras foram agitadas vigorosamente antes de se iniciar a diluição. Foram realizadas
três diluições como esquematizada na Figura 4.12.
1mL
1mL
9mL
9mL
1°: 10-1
1mL
2°: 10-2
3°: 10-3
Figura 4.12 – Esquema de diluição de amostras de água.
As devidas diluições, em alíquotas de 1 mL foram transferidas para placa de
Petri estéril (em triplicata como já antes mencionado) e, logo em seguida, foram
adicionados aproximadamente 10 a 15 ml de meio Ágar para Contagem Padrão (PCA)
fundido e resfriado a 42-45°C. Cada placa foi agitada por movimentos circulares nos
dois sentidos e, também, segundo dois diâmetros perpendiculares evitando sujar a
tampa. Elas foram deixadas solidificar e foram levadas a estufa a 35°C durante 72 h.
Após a incubação, as placas foram examinadas com auxiliar do aparelho contador de
colônias munido de lupa e as colônias foram quantificadas.
É importante mencionar que, após a obtenção do valor da contagem de
colônias de cada placa, houve uma correção desse resultado multiplicando n° de
colônias obtido em cada placa pela sua diluição correspondente. A unidade expressa
nessa análise é unidade formadora de colônia por mL (UFC/mL).
67
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
4.2.3 Medição do pH
Para medidas do pH foi utilizado pHmetro eletrônico DIGIMED – DM21.
Imediatamente após a retirada das alíquotas necessárias para a realização dos testes P-A,
tubos múltiplos e contagem de heterotróficos, foi medido o pH.
Esse procedimento foi o ultimo a ser realizado usando o que restou das
amostras para não alterar resultados.
Figura 4.13 e 3.14 – Imagens do pHmetro usado na medição do pH das amostras.
4.3 Questionário de investigação
Paralelamente a análise de água processada pelos aparelhos modernos de
filtração em residências da Região Metropolitana do Recife, foi aplicado um
questionário com 13 perguntas com o intuito de mapear as condições higiênicas da água
antes de ser processada pelo aparelho, bem como nos fornecer informações sobre
manutenção e cuidados que os usuários têm com o aparelho utilizado.
Questão 01. Tempo de uso do aparelho?
A primeira pergunta teve como objetivo saber o tempo de uso do aparelho, o que
justificaria resultados desfavoráveis nas análises de suas filtrações. Essa pergunta foi
importante já que forneceu também informação sobre o tempo em que possivelmente
essa residência estaria se beneficiando de uma água de credibilidade duvidosa até o
momento da aplicação deste questionário.
68
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
.
Questão 02. Marca e modelo do aparelho?
Essa pergunta teve um caráter confidencial, uma vez que a atual pesquisa não visou
identificar fabricante ou avaliar eficiência de modelos ou marcas. Houve a necessidade
de perguntar a marca e o modelo dos aparelhos para buscar mais informações sobre a
tecnologia e o processo utilizado na filtração, bem como matérias primas usadas,
instruções de uso. Outro objetivo para a pergunta foi a busca das recomendações do
fabricante para posterior confronto com a realidade do aparelho, sendo este, um
parâmetro para validar o aparelho na pesquisa.
Questão 03. Você conhece o método utilizado pelo aparelho?
Usuários adquirem os aparelhos muitas vezes sem o conhecimento mais aprofundado
sobre a marca ou que processo e que matérias primas aquela determinada marca utiliza.
Essa questão teve como objetivo identificar quais usuários tinham conhecimento do
aparelho. Assim, usuários que são conhecedores do método obtiveram informações
provavelmente na hora da compra, ou procuraram ler as instruções e recomendações do
fabricante e, portanto, estes usuários teriam conhecimento para manuseá-lo
corretamente.
Questão 04. Qual a data da ultima limpeza ou troca de filtro?
Essa questão vai avaliar o tempo da ultima troca de filtro e verificar junto ao fabricante
se este período está dentro do prazo recomendado por ele. Funcionou como mais um
item para a validação dos aparelhos a serem estudados.
Questão 05. Qual o tipo de moradia (casa ou apartamento)?
Tem como objetivo esboçar um perfil para os usuários dos aparelhos. Esta pergunta não
foi conclusiva para traçar qualquer perfil, mas dá indícios.
Questão 06. Qual a fonte de abastecimento de sua casa?
Para avaliar se a água utilizada no processo de filtração possuía algum tipo de
tratamento prévio. Caso a origem fosse a estação de tratamento local, possivelmente,
69
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
esta água teria sido clorada de acordo com as recomendações do ministério da saúde e
teoricamente sem excesso de contaminantes.
Questão 07. Quando foi a última lavagem do reservatório de água?
Esta pergunta visa unicamente avaliar as condições higiênicas da água antes de passar
pelo filtro e confrontar essa realidade com os resultados obtidos em laboratório com a
contagem de microrganismos heterotróficos.
Questão 08. O manuseio do aparelho está de acordo com a recomendação do
fabricante?
Esta questão apesar de ter sido mascarada nas perguntas anteriores, não poderia deixar
de ter sido feita aos usuários.
Questão 09. Você sempre respeita os prazos para limpeza ou troca dos filtros?
Mesmo tendo sido feita a pergunta sobre a ultima troca do filtro, esta questão procura se
certificar que não apenas o cartucho atual está dentro do prazo, mas que todos os
cartuchos já usados no aparelho tenham tido seus prazos de validade respeitados.
Questão 10. Você notou alguma diferença na qualidade da água (cor, odor, sabor)
após a instalação do filtro? Se sim, qual?
O objetivo da pergunta foi observar se a possível contaminação da água poderia ter sido
notada pelos usuários dos filtros e, além de perceber, até que ponto a água fornecida
pelos filtros é agradável aos seus usuários.
Questão 11. Para que finalidade você utiliza o sistema doméstico de purificação?
A finalidade de tal questão é tentar traçar um mapa de objetivos do uso dos aparelhos.
Sabendo para qual fim os usuários utilizam à água processadas por estes aparelhos é
possível prever os danos ou benefícios causados.
70
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Questão 12. Você confia no seu sistema de filtração?
Apesar de aparentemente desnecessária, esta que estão seria uma maneira de confirmar
a resposta da questão 13. Assim, por exemplo, a causa de não confiar no método e usalo seria simplesmente pela vantagem econômica que ele oferece aos usuários.
Essa pergunta é objetiva e as alternativas são: completamente, muito, razoavelmente,
pouco e não. Para facilitar o processamento das respostas, para cada uma delas foi
atribuído um valor. Os valores são respectivamente 10, 8, 5, 3 e 0.
Questão 13. Qual a vantagem de ter esse aparelho em casa?
Esta questão visa obter informações sobre a prioridade das pessoas e a importância que
elas dão a água, principalmente quando utilizadas para fins tão nobres como beber,
cozinhar e lavar alimentos.
71
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
5.0 RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1 Pesquisa de coliformes em aparelhos Modernos de Filtração
Para atender o objetivo do trabalho, que foi avaliar a eficiência dos processos
de filtração dos aparelhos domésticos, para fins de purificação de água, foram
pesquisados coliformes totais, coliformes termotolerantes e foi realizada contagem de
organismos heterotróficos. Obviamente, dois tipos de amostras foram utilizadas:
amostras de água afluente ao filtro (antes de processada pelo aparelho) e efluente ao
filtro (depois de processada pelo mesmo aparelho). Isto é, amostras da entrada e da
saída dos sistemas.
É importante salientar que quando se fala em aparelhos modernos de
filtração está subentendido aparelhos que forneçam água filtrada numa vazão
compreendida entre 40 e 60 litros por hora. Esses aparelhos são, geralmente, acoplados
à torneira comum ou a qualquer tubulação.
O primeiro parâmetro a ser discutido é referente à remoção de bactérias do
grupo coliforme pelo filtro (Figura 5.1). Desse modo, os possíveis resultados referente a
filtração foram:
A)
Entrada Sem
Contaminação
Saída Sem
Contaminação
FI
B)
Entrada
Contaminada
Saída Sem
Contaminação
FE
C)
Entrada Sem
Contaminação
Saída
Contaminada
FD
D)
Entrada
Contaminada
Saída
Contaminada
FD(PC)
Figura 5.1 – Tipos de situações constatadas nos diferentes sistemas de filtrações
analisadas. FI = Filtração Inconclusiva; FD = Filtração Deficiente; FD(PC) = Filtração
Deficiente por contaminação; FE = Filtração Eficiente.
72
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Em A, a filtração é considerada inconclusiva, já que não foi possível
concluir se o aparelho, através de sua filtração, conseguiria eliminar a contaminação,
caso existisse, na água da sua entrada. Em B, a filtração foi considerada eficiente, uma
vez que o sistema conseguiu reter a passagem da contaminação da água afluente para a
água efluente ao aparelho. Já em C e D, as filtrações foram consideradas deficientes.
Em D, a filtração realizada pelo aparelho não conseguiu impedir a passagem de
microrganismos do grupo coliformes da água de entrada para água da saída. Enquanto
em C seria o mais grave, uma vez que, a água sem contaminação, ao ser processada, foi
contaminada pelo aparelho. Isso demonstra que o sistema além de não realizar o que
seria sua função (tornar potável águas contaminadas), ainda contamina com bactérias do
grupo coliformes a água que estava isenta de contaminação antes do processo realizado
por ele. O que leva a supor que existiu retenção e proliferação de bactérias coliformes
no interior do filtro
A partir do resultado geral do parâmetro retenção de coliformes surgem
várias considerações (Figura 5.2).
Total de 26 Amostras
Entrada
Contaminada:
10 amostras
Sem contaminação:
16 amostras
Saída
Saída
Contaminada:
8 amostras
Sem
Contaminação:
2 Amostras
Sem
Contaminação:
11 Amostras
FD
FE
FI
Contaminada:
5 Amostras
FD (PC)
Figura 5.2 – Organograma Geral dos Resultados das Amostras Procedentes dos
Aparelhos Modernos de Filtração.
73
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Como devidamente exposto na Figura 5.2, em um total de 26 amostras
analisadas na entrada do aparelho, 10 (38%) estavam contaminadas por bactérias do
grupo coliforme e 16 (64%) estavam sem contaminação. É possível observar que os
aparelhos que apresentaram, em sua entrada, água contaminada pelo grupo coliforme
forneceram dois tipos de amostras na sua saída: amostra ainda contaminada por
coliformes e amostra já sem contaminação. Do mesmo modo, os aparelhos que tinham
água isenta de coliformes em sua entrada também forneceram os mesmos dois tipos de
amostras na sua saída.
É interessante observar que os aparelhos modernos, mesmo não tendo, no
momento da coleta, contaminação na sua água afluente, podem fornecer além de
amostras com ausência de contaminação, amostras contaminadas pelo grupo coliforme.
Aparelhos desse tipo podem ser considerados como “bioreatores”, ou seja, que
favorecem o crescimento ou cultivo de contaminante, pois o seu interior proporciona
condições para proliferação de coliformes. É provável que esses filtros, ao processarem
a água com pequena concentração de bactérias do grupo coliforme, retivessem essas
bactérias e favorecessem seu crescimento devido ao acúmulo de material orgânico.
É possível observar nos resultados da Figura 5.2 que as filtrações de 8
aparelhos foram consideradas deficientes pois não conseguiram reter a contaminação
por coliforme.
Apenas 2 aparelhos tiveram suas filtrações consideradas eficientes
devido a retenção de coliformes. No entanto, 11 aparelhos tiveram suas filtrações
inconclusiva, já que as amostras da entrada e da saída dos aparelhos não apresentavam
contaminação. E 5 das 16 amostras sem contaminação inicial passaram a ter a presença
do grupo coliformes, ou seja, 5 aparelhos tiveram suas filtrações classificadas de
deficientes devido a produção de contaminação ( FD(PC)).
A análise dos resultados apresentados na Figura 5.3 e Quadro 5.1 mostra que
a maior parte da contaminação por coliformes totais é acompanhada também por
contaminação de coliformes termotolerantes. Nove aparelhos apresentaram amostras da
água da sua saída com contaminação pelo grupo coliforme total e termotolerante.
Também é notório que em metade dos aparelhos estudados (13 unidades) a água de
saída teve ausência de contaminação por coliformes, mas esse fato não garante
necessariamente que esses aparelhos com ausência de contaminação na saída tenham
tido filtrações eficientes, haja vista que, em muitas situações, as águas se encontravam
potáveis na entrada.
74
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Total de 26 Amostras
Entrada
Contaminada:
10 amostras
Sem contaminação:
16 amostras
Saída
Somente
Coliformes totais
Col. Totais e
Termotolerantes
2 amostras
8 amostras
Saída
Contaminada:
8 amostras
Sem
Contaminação:
2 Amostras
Somente
Coliformes totais
Col. Totais e
Termotolerantes
1 amostras
7 amostras
Sem
Contaminação:
11 Amostras
Contaminada:
5 Amostras
Somente
Coliformes totais
Col. Totais e
Termotolerantes
3 amostras
2 amostras
Figura 5.3 – Distribuição da contaminação: apenas coliformes totais e
coliformes totais e termotolerantes simultaneamente.
Ainda Quadro 5.1, é possível observar a distribuição da contaminação da
água efluente em cada um dos sistemas analisados. De um total de 20 aparelhos que
utilizam a filtração com adsorção por carvão ativado 10 apresentavam ausência de
contaminação na saída, 8 apresentavam contaminação por coliformes totais e
termotolerantes e 2 somente por coliformes totais. A filtração com adsorção por carvão
ativado com mecanismo de retrolavagem foi encontrada apenas em 3 aparelhos e em
todos eles houve contaminação. Já a filtração que possuía membrana de fibra oca
forneceu em todos os casos amostras da saída livres de contaminação.
75
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Quadro 5.1 – Distribuição da contaminação pelos métodos analisados.
Contaminação por coliformes em águas de Saída
Sistema dos aparelhos
Modernos de
Coliformes totais e
Somente
Ausência de
Total
Filtração
Termotolerantes coliformes totais contaminação
Geral
Carvão ativado
8
2
10
20
Carvão Ativado com
retrolavagem
1
2
0
3
Carvão Ativado com
Membrana de fibra oca
0
0
2
2
Carvão ativado com
retrolavagem e
membrana de fibra oca
0
0
1
1
TOTAL
9
4
13
26
A Figura 5.4 mostra de maneira clara o percentual geral das contaminações
nas amostras efluentes aos aparelhos modernos. Esse percentual refere-se a
contaminação por microrganismos apenas do grupo coliforme total,
contaminação
pelos grupos coliformes totais e termotolerantes simultaneamente.
Contaminação por coliformes em amostras de
águas de Saída
100%
80%
50%
60%
15,4%
40%
20%
0%
34,6%
Situações observadas na saída
dos aparelhos modernos
Ausência de contaminação
Somente coliformes totais
Coliformes totais e E.coli
Figura 5.4 - Resultado Percentual de contaminação em amostras efluentes aos
aparelhos modernos de filtração.
76
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Quadro 5.2 – Detalhamento dos Resultados Negativos para coliformes.
Sistema dos
aparelhos Modernos
de Filtração
FE
Amostras Efluentes ao filtro
Total da ausência
FI
de contaminação
Carvão ativado
0
10
10
Carvão Ativado com
retrolavagem
0
0
0
1
1
2
1
0
1
2
11
13
Carvão Ativado com
Membrana de fibra
oca
Carvão ativado com
retrolavagem e
membrana de fibra
oca
TOTAL
O Quadro 5.2 (também possível visualizar na Figura 5.2) mostra que dos 13
aparelhos que apresentaram ausência de contaminação do grupo coliformes nas
amostras da saída, apenas 2 aparelhos realizaram Filtração Eficiente (FE), ou seja, como
previamente citado, existia contaminação na entrada do aparelho mas não existia
contaminação na saída, indicando que esses filtros conseguiram reter bactérias do grupo
coliforme. Um número bastante pequeno em relação à quantidade de aparelhos
analisados. Os outros 11 aparelhos tiveram suas filtrações não conclusivas, baseado na
presença ou ausência de coliformes, considerando que a água da entrada já era potável.
O Quadro 5.2 ainda relaciona a ocorrência ou não de contaminação nas amostras
efluentes com os diferentes tipos de filtros, apresentando o sistema utilizado por cada
aparelho.
Apesar da impossibilidade da avaliação da eficiência da filtração, em alguns
casos, pode-se fazer uma estimativa aproximada da eficiência desses, usando como
parâmetro a contagem de bactérias heterotróficas totais (Tabela 5.1). Esse parâmetro foi
escolhido para avaliar a eficiência nos casos das águas afluentes com ausência de
contaminação por coliformes. Para usá-lo como parâmetro partiu-se do pressuposto que,
estando o aparelho em condições de reter microrganismos heterotróficos, teria
obviamente condições de reter microrganismos do grupo coliformes totais e coliformes
termotolerantes se existissem na água.
77
Weber, C.R
Aparelho
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Tabela 5.1 – Detalhamento dos Resultados das análises bacteriológicas das amostras
processadas pelos aparelhos modernos de filtração.
AD = Antes da Filtração; FD = Depois da Filtração.
Coliformes
Coliformes
Tempo
Valores de
Heterotróficos UFC/mL
Totais
Termotolerantes
Método
do
aumento ou
Purific.
diminuição
AF
DF
AF
DF
AF
DF
01
1A
CA
N
N
N
N
1,0 x 101
2,0 x 103
Aumentou 200 x
02
2A
CA
N
N
N
N
8,3 x 101
Incontáveis
Aumento
Indeterminado
03
4A
CA+MFO+RL
P
N
P
N
Incontáveis Incontáveis
Indeterminado
04
1A 8M
CA
N
P
N
N
5,3 x 101
1,3 x 102
Aumento de 60%
05
1A
CA
P
N
N
N
4,2 x 102
Incontáveis
Aumento
Indeterminado
06
2 A 6M
CA
N
N
N
N
1,3 x 103
3,5 x 102
Diminuiu 3,7 x
07
2A
CA+RL
P
P
P
P
3,2 x 103
5,0 x 103
Aumento de 30%
08
2A
CA
P
P
P
P
1,0 x 103
3,0 x 103
Aumento de 66%
09
5A
CA+RL
N
N
N
N
3,6 x 103
5,0 x 103
Aumento de 28%
10
4A
CA
N
P
N
P
Incontáveis Incontáveis
1
2,5 x 10
2
1,5 x 10
Indeterminado
11
3A
CA
N
N
N
N
12
3A
CA
P
P
P
P
13
3A
CA
N
P
N
N
2,3 x 101
4,0 x 103
Aumento de 173 x
14
3A
CA
N
N
N
N
1,0 x 101
7,0 x 101
Aumento de 85%
15
5A
CA+RL
P
P
P
P
3,4 x 102
1,0 x 102
Diminuição 3,4 x
16
11 M
CA
P
P
P
P
Incontáveis
7,3 x 103
Diminuição
Indeterminada
17
2A
CA
N
N
N
N
6,3 x 102
8,2 x 102
Aumento de 23%
18
4A
CA
N
N
N
N
2,5 x 102
8,2 x 102
Aumento de 69%
2
3
19
3A
20
3M
CA+MFO
CA+MFO
P
N
P
N
P
N
P
N
Incontáveis Incontáveis
3,5 x 10
1
2,3 x 10
2
2,5 x 10
3
6,5 x 10
3
Aumento 6 x
Indeterminado
Aumento de 7 x
Aumentou 278 x
21
3A
CA
P
P
P
P
3,5 x 10
2,1 x 10
Aumento de 6 x
22
8M
CA
N
P
N
P
1,8 x 102
Incontáveis
Aumento
Indeterminado
23
6M
CA
N
N
N
N
1,3 x 101
3,6 x 103
Aumentou 276 x
24
6M
CA
P
P
N
N
3,0 x 101
3,5 x 103
Aumento de 116 x
25
1A
CA
N
P
N
N
7,3 x 101
2,2 x 102
Aumento de 3x
26
3A
CA
N
N
N
N
1,0 x 103
Incontáveis
Aumento
Indeterminado
- Aparelhos que aumentaram a quantidade UFC/mL da
saída
Fonte Vermelha
- Aparelhos com filtração Inconclusiva, sem
contaminação na entrada e na saída.
Carvão Ativado – CA
Carvão ativado e Retrolavagem – CA+RL
Carvão ativado e Mem. Fibra oca – CA+MFO
C. Ativ. M. fibra oca e Retrolavagem –
CA+MFO+RL
P – Positivo; N – Negativo; A – ano; M – mês; d - Dia
78
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Vale salientar que os valores, denominados de incontáveis na Tabela 5.1,
tiveram como objetivo expressar a impossibilidade de contagem, uma vez que a
quantidade de UFC/mL foi muito elevada. Ainda que seja impossível informar a
quantidade exata de UFC/mL, quando incontáveis, sabe-se que esse valor é maior que o
valor máximo quantificado na Tabela (7370 UFC/mL).
Na Tabela 5.1 é possível perceber o número de microrganismos
heterotróficos que aparecem antes (AF) e depois da filtração (DF). As linhas destacadas
em cor verde correspondem aos aparelhos que aumentaram a quantidade de
heterotróficos após o processamento da água. Já as linhas com caracteres destacados em
vermelho correspondem às filtrações inconclusivas pelo parâmetro presença de
bactérias do grupo coliforme, uma vez que a água afluente ao aparelho estava isenta de
contaminação e a água da saída permanecia sem contaminação pelo grupo.
É importante observar que dos 26 aparelhos, apenas 4 não foi possível
determinar aumento ou diminuição na contagem de heterotróficos das amostras na saída
(aparelhos 03, 05, 10, 12). No entanto, uma vez que apresentam valores da sua
contagem impossíveis de serem quantificados, significa que esses valores são maiores
que 500 UFC/mL, indicando assim, precariedade das condições higiênicas da água
fornecida por esses aparelhos. Em 3 aparelhos (02, 22, 26) foi possível determinar um
aumento, no entanto não foi possível determinar de quanto foi o aumento verificado. Já
a diminuição da contagem de heterotróficos na saídas foi verificada em apenas 3
aparelhos (06, 15 e 16), no entanto, apenas nos aparelhos 06 e 15 foi possível
determinar que essa diminuição foi, respectivamente 3,7 e 3,4 vezes menor que o valor
da contagem das amostras da entrada (Tabela 5.1).
Analisando-se de uma maneira geral os resultados dos aparelhos modernos, e
através do uso do os métodos Presença e Ausência e Contagem de heterotróficos como
parâmetros de avaliação, pode-se concluir que:
•
Dos 26 aparelhos analisados, 10 aparelhos tiveram suas filtrações classificadas
como Filtração Deficiente (FD) por fornecer água com numero maior de
heterotróficos que aquele recebido na entrada, ou seja, as amostras efluentes aos
aparelhos apresentaram aumento na quantidade de heterotrófico, mas não
apresentaram contaminação pelo grupo coliforme. No entanto, apenas 2
79
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
aparelhos desse grupo (denominado de aparelho 11, 14) apresentaram um
aumento inferior a 500 UFC/mL, que não seria segundo a Portaria 518/2004 do
MS motivo suficiente para reprovação da água.
•
Outro fator observado é que no aparelho 05 a retenção de coliformes existe, no
entanto, há um aumento de UFC/mL na saída. No aparelho 03 há “retenção” de
bactérias do grupo coliforme total, mas não há redução de heterotróficos na sua
saída. Nesses dois casos, não foi possível determinar qual o aumento já que na
sua saída as amostras apresentaram valores incontáveis de colônias
heterotróficas (Tabela 5.1);
•
Dois (2) aparelhos (15 e 16) reduziram na sua saída a quantidade de
heterotrófico e ainda apresentaram contaminação por coliformes totais e
termotolerantes, (Tabela 5.1). No entanto, o aparelho 16, não conseguiu reduzir
esse número na amostra da saída para valores menores que 500 UFC/mL ;
•
Quatro (4) aparelhos (04, 13, 24, 25) forneceram água após o processo de
filtração com contaminação por coliformes totais e com aumento da contagem
de heterotróficos, 60% maior para o aparelho 04 e 173, 116 e 3 vezes maior para
os aparelhos 13, 24 e 25, respectivamente (Tabela 5.1). Ainda que, mesmo com
o aumento, o valor da contagem na saída seja inferior a 500 UFC/mL, como
verificado nos aparelhos 04 e 25 (Tabela 5.1);
•
Cinco (5) aparelhos (07, 08, 19, 21, 22) que fornecem amostras com
contaminação por coliformes totais e termotolerantes ao mesmo tempo alem de
uma elevada contagem de heterotróficos na amostra da sua saída (Tabela 5.1);
•
Em 2 aparelhos (10, 12) que fornecem contaminação por coliformes totais e
termotolerantes, mas não foi possível avaliar o parâmetro da contagem de
heterotróficos devido ao elevado numero de UFC/mL nas placas, antes e
também depois do processo (Tabela 5.1).
80
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
A discrepância entre a quantidade de UFC/mL da entrada e da saída é
melhor visualizada na Figura 40.
Na Figura 5.5 pode ser observado que na maioria dos aparelhos, as filtrações
fornecem água aos usuários com quantidade maior de heterotróficos do que havia antes
do processo. Isso quer dizer que, a maioria dos aparelhos analisados aumentou a
quantidade de microrganismos heterotróficos após processar determinada amostra de
água.
Contagem de Heterotróficos (Entrada vs. Saída)
1,00E+04
7,50E+03
UFC/mL
5,00E+03
2,50E+03
0,00E+00
1
3
5
7
9
11
13
15
Aparelho analisado
17
19
21
23
AF
25
DF
Figura 5.5 – Contagem de heterotróficos na entrada e saída dos aparelhos
modernos de filtração
Se observarmos a Tabela 5.2, dos 11 aparelhos que forneceram Filtração
Inconclusiva (FI) pela ausência de contaminação antes e depois do processo de filtração,
apenas 1 obteve quantidade de heterotróficos em UFC/mL na amostra da saída inferior
a da entrada, ou seja, apenas um aparelho conseguiu reduzir efetivamente o numero de
bactérias heterotróficas após ser submetida ao processo de filtração. Apesar desse
parâmetro não ser suficiente para classificar a amostra como Não Potável, como
estabelece a portaria N° 518/2004 do MS, ele dá margem para indiciar as filtrações dos
aparelhos, classificando-as como: Filtração Eficiente (FE) ou Filtração Deficiente (FD).
Isto é, esse parâmetro permite classificar uma amostra de acordo com as condições
higiênico-sanitárias
81
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Tabela 5.2 – Fragmento da Tabela 5.1 (Detalhamento dos Resultados das amostras
processadas pelos aparelhos modernos de filtração).
Aparelhos
analisados
Heterotróficos UFC/mL
AF
DF
01
1,0 x 101
2,0 x 103
02
8,3 x 101
Incontáveis
06
1,3 x 103
3,5 x 102
09
3,6 x 103
5,0 x 103
11
2,5 x 101
14
1,0 x 100
1,5 x 102
7,0 x 100
17
6,3 x 102
8,2 x 102
18
2,5 x 102
8,2 x 102
20
2,3 x 101
6,5 x 103
23
1,3 x 101
3,6 x 103
26
1,0 x 103
Incontáveis
- Aparelhos que aumentaram a
quantidade UFC/mL da saída
Fonte
- Aparelhos com filtração
Inconclusiva, sem
contaminação na entrada
e na saída.
Então, observando os Quadros 5.3 e 5.4, que expõem de maneira sucinta e
clara o resultado final dos aparelhos modernos de filtração (elevada vazão) podemos
concluir de uma maneira geral, que a filtração foi considerada deficiente (FD) em 23
dos 26 aparelhos analisados. Desses 25 aparelhos, 13 realizaram filtração deficiente por
apresentar contaminação na saída, independente da presença de coliformes na sua
entrada e 12 aparelhos, apesar de não fornecerem amostras na sua saída com
contaminação pelo grupo coliforme, tiveram suas filtrações consideradas deficientes por
não diminuírem a quantidade de heterotróficos na sua saída.
Quadro 5.3 – Quantidade de Filtros com filtrações Deficientes e os parâmetros que
as classificam.
FILTRAÇÕES DEFICIENTES de um total de 26 Amostras
Parâmetros Utilizados
N° de Aparelhos
%
Presença de coliformes na saída
13
50,00%
Aumento do n° de coliformes na saída
12
46,15%
25
96,15%
TOTAL
82
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Quadro 5.4 – Quantidade de Filtros com filtrações Eficientes e o parâmetro que a
classifica.
FILTRAÇÕES EFICIENTES de um total de 26 Amostras
Parâmetro Utilizado
N° de Aparelhos
%
Ausência de coliformes na saída com
Diminuição do n° de coliformes
1
3,85%
TOTAL
1
3,85%
Somente em um aparelho teve sua filtração considerada eficiente (FE), ou
seja, o aparelho tanto conseguiu reter coliformes quanto reduziu o número de
heterotróficos na saída. Este aparelho foi o único que conseguiu tornar potável uma
água contaminada além de fornecer ao seu usuário uma água de qualidade higiênica
muito boa. Vale ressaltar ainda que dos 23 aparelhos que tiveram FD, 13 forneceram
amostras que seriam reprovadas pelo MS de acordo com a portaria 518/2004.
5.2 Pesquisa de coliformes em Filtros de Barro
Foram realizadas várias filtrações em filtro doméstico de barro, com vela de
cerâmica, novo, até se observar a tendência da água se tornar potável. As filtrações
iniciais (da 1ª a 6ª filtração) foram avaliadas apenas pelo método da contagem de
heterotróficos. A justificativa para essa medida está apoiada no fato de se desejar avaliar
as bactérias totais e, a partir da redução da população, se iniciaria a pesquisa de
coliformes. Assim, foi adotada a estratégia de realizar os ensaios para verificar a
presença de coliformes apenas quando o resultado da contagem de microrganismos
heterotróficos fosse reduzido pelo filtro, mostrando que o mesmo começou a funcionar
adequadamente. A redução da quantidade de heterotróficos da água processada só
aconteceu na 6ª filtração (3 dias), por isso só a partir de então foram realizados testes
pelo método P-A , como mostra o Tabela 5.3.
Ao terem sido realizados os testes P-A, foram observados que após muitas
filtrações consecutivas, as amostras da saída do filtro de barro ainda apresentavam
contaminação por coliforme. Esse fato justificou a necessidade de se saber a quantidade
de microrganismos do grupo coliforme que o filtro de barro não conseguia reter.
Na Tabela 5.4 observa-se que a partir da 14ª filtração, o filtro conseguiu reter
o grupo coliforme além de reduzir consideravelmente a quantidade de heterotróficos
96
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
presentes na água. Esse resultado foi comprovado tanto pelo método qualitativo quanto
pelo método quantitativo.
Tabela 5.3 – Contagem de heterotróficos da água de entrada e saída durante as 16
filtrações.
Filtrações
1ª
2ª
3ª
4ª
5ª
6ª
7ª
8ª
9ª
10ª
11ª
12ª
13ª
14ª
15ª
16ª
Entrada
Saída
Entrada
Saída
Entrada
Saída
Entrada
Saída
Entrada
Saída
Entrada
Saída
Entrada
Saída
Entrada
Saída
Entrada
Saída
Entrada
Saída
Entrada
Saída
Entrada
Saída
Entrada
Saída
Entrada
Saída
Entrada
Saída
Entrada
Saída
Contagem de
Heterotróficos
UFC/mL
Incontáveis
Incontáveis
Incontáveis
Incontáveis
13 300
173 300
4 130
27 600
4 500
54 600
46 260
18 367
56 800
21 600
81 260
48 500
205 300
61 300
74 000
40 700
239 600
124 600
190 000
60 300
134 500
13 000
170 300
4 500
206 000
3 200
68 500
1 400
Pesquisa de
coliformes
P-A
Pesquisa de
coliformes
Tubos Múltiplos
NÃO REALIZADO NÃO REALIZADO
NÃO REALIZADO NÃO REALIZADO
NÃO REALIZADO NÃO REALIZADO
NÃO REALIZADO NÃO REALIZADO
NÃO REALIZADO NÃO REALIZADO
NÃO
REALIZADO
NÃO
REALIZADO
REALIZADO
NÃO REALIZADO
REALIZADO
NÃO REALIZADO
REALIZADO
NÃO REALIZADO
REALIZADO
NÃO REALIZADO
REALIZADO
NÃO REALIZADO
REALIZADO
REALIZADO
REALIZADO
REALIZADO
REALIZADO
REALIZADO
REALIZADO
REALIZADO
REALIZADO
REALIZADO
84
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Tabela 5.4 – Análise das filtrações de amostras realizadas em filtro de barro
Filtrações
Contagem de Pesquisa de coliformes Pesquisa de coliformes
P-A
Tubos Múltiplos
Heterotróficos
(NMP/mL)
UFC/mL
Col. Totais
Col. Termot
Col. Totais
Col. Termot
Entrada
Saída
Entrada
Saída
Entrada
Saída
Entrada
Saída
Entrada
Saída
Entrada
Saída
Entrada
Saída
Entrada
Saída
46 260
18 367
56 800
21 600
81 260
48 500
205 300
61 300
74 000
40 700
239 600
124 600
190 000
60 300
134 500
13 000
Positivo
Positivo
Positivo
Positivo
Positivo
Positivo
Positivo
Positivo
Positivo
Positivo
Positivo
Positivo
Positivo
Positivo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Positivo
Positivo
Positivo
Positivo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
27
9,2
28
7,4
< 3,0
< 3,0
3,6
< 3,0
14ª
Entrada
Saída
170 300
4 500
Positivo
Negativo
Positivo
Negativo
35
< 3,0
11
< 3,0
15ª
Entrada
Saída
Positivo
Negativo
Negativo
Negativo
6,1
< 3,0
< 3,0
< 3,0
16ª
Entrada
Saída
206 000
3 200
68 500
1 400
Positivo
Negativo
Negativo
Negativo
9,2
< 3,0
< 3,0
< 3,0
6ª
7ª
8ª
9ª
10ª
11ª
12ª
13ª
Não Realizado
Não Realizado
Não Realizado
Não Realizado
Não Realizado
Não Realizado
Não Realizado
Podemos observar alguns pontos importantes (Figura 5.6):
•
A partir da 7ª filtração (a qual começou a ser realizado o teste P-A), é possível
perceber que em toda amostra da entrada do filtro foi encontrada contaminação
por coliformes totais. No entanto, apenas 3 filtrações tinham na água da entrada
também contaminação por coliformes termotolerantes;
•
Pode-se observar que apesar da diminuição dos heterotróficos em 11 filtrações
seguidas (da 6ª a 16ª) foram necessárias 9 filtrações (da 6ª a 14ª) para ser
registrada a primeira filtração eficiente pelo parâmetro coliformes totais;
85
Weber, C.R
•
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Depois de registrada a retenção de coliformes (14ª filtração), foram realizadas
mais 2 filtrações (15ª e 16ª ) e os resultados favoráveis persistiram.
Situação da contaminação
(unidades arbitrátrias)
Evolução da Contaminação (filtro de barro)
1,5
1
0,5
0
1ª
2ª
3ª
4ª
5ª
6ª
7ª
8ª
9ª
10ª 11ª 12ª 13ª 14ª 15ª 16ª
Filtrações
Contagem de Heterotrófico
Coliformes Totais
Coliformes termotolerantes
0,5 – Diminuição ou retenção da contaminação
1 – Aumento ou persistência da contaminação
Figura 5.6 – Evolução da contaminação por bactéria do grupo coliforme total,
coliforme termotolerante e heterotrófico total da saída do filtro de barro.
É possível observar uma redução do número de UFC/mL na contagem de
heterotróficos da 6ª a 16ª filtração (Figuras 5.6 e 5.7) e, apesar disso, nota-se uma
persistência na presenças de bactérias do grupo coliformes da 7ª a 16ª filtração (Figura
5.6).
Redução
Cont
agem
Heter
oróficos
nas no
Filtra
ções
Contag
em de da
Heter
otróf
icosde(Ent
rada
vs. Saída)
filtro
de
2,50E+05
2,00E+05
Contagem de
He terotróficos
(UFC/mL)
1,50E+05
1,00E+05
5,00E+04
0,00E+00
6ª 7ª 8ª 9ª 10ª 11ª 12ª 13ª 14ª 15ª 16ª
Entrada
Saída
Filtrações
Figura 5.7 – Redução da Contagem de heterotrófico da 6ª a 16ª filtração no filtro
de barro
86
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Apesar da persistência do grupo coliforme em filtrações que reduziram a
quantidade de heterotróficos, é importante notar que a quantidade de contaminantes
heterotróficos nas primeiras filtrações foi muito grande e, em cada filtração realizada, a
redução desses contaminantes aumentava (Figura 5.8), ou seja, o filtro de barro foi
retendo um percentual maior de microrganismos heterotróficos.
Evolução da redução de Heterotróficos (filtro de barro)
Percentual de redução
120,0%
97,3%
98,4%
100,0%
97,7%
80,0%
90,3%
68,3%
60,0%
45,0%
40,2%
40,0%
48,1%
39,8%
20,0%
37,6%
38,1%
0,0%
6ª
7ª
8ª
9ª
Quantodade de heterotróficos
10ª
11ª
12ª
13ª
14ª
15ª
16ª
Filtrações
Figura 5.8 – Percentual de Redução da Contagem de heterotrófico da 6ª a 16ª
filtração em percentual no filtro de barro
Algumas teorias já são aceitas para esse fato, o mais defendido é que a
porosidade do elemento filtrante diminui com o passar do tempo e com o constante uso,
graças a formação de um “biofilme”, camada de bactérias e material orgânico que
diminui os poros da vela e dificulta a passagem de microrganismos (BRITO, 2005).
Outro fator a ser observado e mencionado é que o filtro da análise nunca foi
anteriormente usado. No entanto, ele foi submetido à realização de filtrações de
amostras altamente contaminadas oriundas da ETA-UFPE e, apesar disso, obteve, após
14 filtrações, resultados satisfatórios.
87
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
5.3 Determinação do pH
A Portaria N° 518 do Ministério da Saúde, recomenda que o pH da água seja
mantido na faixa de 6,0 a 9,5. Nesse trabalho, foi avaliado o pH de todas as amostras
usando pHmetro.
Nas residências, a média de pH antes de processada pelo aparelho de
filtração foi de 6,59; sendo o pH mais baixo igual a 4,7 e o mais alto igual a 7,4. Apenas
2 amostras ficaram fora da norma do Ministério da Saúde, com pH abaixo de 6,0. A
média das amostras, após o processamento dos respectivos aparelhos foi de 6,79 sendo
o pH mais baixo igual a 4,5 e o mais alto igual a 9,7. Na saída, 4 amostras ficaram fora
da faixa tolerada pelo Ministério da Saúde, uma delas com pH acima de 9,5 e 3 delas
com pH abaixo de 6,0.
Quadro 5.5 – pH das amostras de água dos aparelhos modernos de filtração
Aparelhos
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
pH
Entrada
Saída
7,3
7,2
7,2
6,6
6,8
6,3
7,1
6,7
6,4
7,3
7,1
7
7,4
5,8
6,9
7
7,2
6,9
7,1
6,7
7,1
5,9
4,7
6
4,8
5
7,2
7,3
6,4
7,1
7,1
6,2
7,2
6,7
9,7
7,4
6,9
6,8
7,2
6,1
6,9
6,8
7,1
6,5
6,9
6,9
7
8,4
4,5
6,3
4,7
5,4
88
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
O Quadro 5.5 e a Figura 5.9 mostram o pH da água antes e depois do
processo de filtração pelos aparelhos domésticos nos 26 pontos de coleta. É possível
observar que apenas em dois pontos há uma grande diferença entre o pH da entrada e o
pH da saída do aparelho (aparelhos 22 e 9).
pH da Entrada e da Saída dos Aparelhos Domésticos
10
9
8
7
6
pH
5
4
3
2
1
0
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
Entrada
Saída
Aparelhos
Figura 5.9 – Diferença entre o pH de entrada e saída de água dos 26 aparelhos
estudados.
Na Figura 5.10 os pontos acima do eixo x correspondem aos aparelhos que
aumentaram o pH da água, enquanto os pontos abaixo correspondem aos aparelhos que
diminuíram o pH. Os pontos no eixo x correspondem aos que não alteraram. É possível
observar que quanto maior a distancia entre o ponto e o eixo maior a diferença entre o
pH da entrada e da saída.
89
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Evolução do pH aparelhos domésticos
4
3,5
Diferença de pH (pH S -pHE)
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
-0,5
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
-1
-1,5
Aparelhos
Figura 5.10 – Relação entre aumento e diminuição de pH da água.
No filtro de barro observou-se uma média de pH nas amostras efluentes ao
aparelho em torno de 7,4, com mínima de 6,8 e máxima de 7,9. Todas filtrações do
filtro de barro forneceram amostras dentro da faixa recomendada, conforme descrito no
Quadro 5.6.
Quadro 5.6 – pH das amostras de água filtradas pelo filtro de barro tradicional.
Filtrações
1ª
2ª
3ª
4ª
5ª
6ª
7ª
8ª
9ª
10ª
11ª
12ª
13ª
14ª
15ª
16ª
pH
Entrada
Saída
7
6,5
6,7
7,6
7,2
7,3
7,2
6,9
6,4
6,6
7,2
7,4
7,5
7,8
7,5
7,2
7,3
6,8
7
7,7
7
7,6
7
7,4
6,8
7,2
7,6
7,8
7,8
7,9
7,9
7,9
90
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Nas 16 filtrações, as amostras da saída tiveram valores de pH muito
próximos como mostra a Figura 5.11. E a evolução do pH no filtro de barro (Figura
5.12) fornece um gráfico mais uniforme em relação ao gráfico do pH nos aparelhos
modernos. Em primeiro lugar no filtro de barro não existem grandes picos, ou seja,
grandes diferenças entre o pH da entrada e o pH da saída.
Outro fator importante é que no filtro de barro (Figura 5.12) são
contabilizados, dentro das 16 filtrações realizadas, 14 aumentos leves de pH e apenas 2
reduções discretas, e nenhuma das filtrações forneceu pH constante.
pH das amostras do filtro de barro
8
7
6
5
pH 4
3
2
1
0
1ª
2ª
3ª
4ª
5ª
6ª
8ª
9ª
10ª 11ª 12ª 13ª 14ª 15ª 16ª
Filtrações
Saída
Entrada
7ª
Figura 5.11 – pH da água das 16 filtrações realizadas no filtro de barro.
Evolução do pH no Filtro de Barro
Diferença de pH (pH S -pHE)
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
-0,5
-1
-1,5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11 12
13 14
15 16
Filtrações
Figura 5.12 – Evolução do pH da água no filtro de barro.
91
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
5.4 Resultados do questionário aplicado nas residências
O questionário aplicado forneceu informações valiosas para a conclusão da
pesquisa. As respostas as perguntas foram:
Questão 01. Tempo de uso do aparelho?
O tempo médio dos aparelhos analisados como mostra no Quadro 5.7 foi de
2 anos 4 meses. Sendo o aparelho mais antigo com tempo de aquisição superior a 5 anos
e o aparelho mais novo com tempo de aproximadamente 3 meses.
Quadro 5.7 – Valores mínimo, máximo e media do tempo dos aparelhos
domésticos.
26 Aparelhos
Tempo máximo
Mais de 5 anos
Média
2 anos e 4 meses
Tempo mínimo
3 meses
Questão 02. Marca e modelo do aparelho?
Essa questão tem como único e exclusivo objetivo o controle interno da
pesquisa, uma vez que em, a atual pesquisa não visa identificar fabricante ou avaliar
eficiência de modelos ou marcas. Fez-se necessário a informação sobre a marca e o
modelo dos aparelhos para buscar mais informações sobre a tecnologia e o processo
utilizado na filtração, bem como matérias primas usadas, instruções de uso e
recomendações do fabricante. Assim, foram avaliados esses parâmetros na hora de
validar os aparelhos para a pesquisa.
As análises englobaram, dentro dos 26 pontos de coleta, 6 marcas diferentes
de aparelhos. Foram denominados por letras maiúsculas do alfabeto, então chamadas de
marcas A, B, C , D, E e F. A amostragem dessas marcas foi aleatória e, por isso mesmo,
não favorece qualquer uma das marcas analisadas. Como mostra ao Quadro 5.8, a marca
A foi a mais encontrada com 6 unidades e as marcas E e F foram as menos encontradas,
cada uma com 3 exemplares.
92
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Quadro 5.8 – Marcas dos aparelhos domésticos mantidas em sigilo e identificada por
letras.
Marcas analisadas
Quantidade
aparelhos analisados
A
B
C
D
E
F
6
5
5
4
3
3
Questão 03. Você conhece o método utilizado pelo aparelho?
Todas as pessoas entrevistadas conheciam o método utilizado pelo filtro. E
100% das respostas registradas no questionário estavam de acordo com as instruções
fabricante, ou seja, os usuários forneceram respostas corretas.
Questão 04. Qual a data da ultima limpeza ou troca de filtro?
Todos os aparelhos estudados estavam sendo usados dentro do prazo de
validade do cartucho de carvão ativado, como sugere o fabricante, ou com a
retrolavagem sendo feita com uma freqüência também recomendada pelo manual de
instruções. De acordo com o Quadro 5.9, o menor tempo da manutenção até o dia da
coleta foi de 3 dias e o tempo máximo encontrado para o mesmo fato foi de 5 meses. Os
fabricantes recomendam a cada 6 meses. A média desse tempo de manutenção foi de 3
meses e 20 dias.
Quadro 5.9 – Valores mínimo, máximo e media do tempo da ultima manutenção do
aparelho.
Aparelhos
Maior Tempo
5 meses
Média
3 meses e 20 dias
Menor Tempo
3 dias
Tal fato demonstrou que os resultados encontrados, relativos ao aumento de
contaminação registrado na saída dos filtros, não se deve, portanto, ao uso incorreto por
parte dos usuários, mas provavelmente, devido a falhas do próprio sistema de filtração
proposto.
93
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
Questão 05. Qual o tipo de moradia?
Do total de 26 residências que fizeram parte desta pesquisa, 13 (50%) eram
casas e 13 (50%) eram apartamentos, todas localizadas na Região Metropolitana do
Recife.
Questão 06. Qual a fonte de abastecimento de sua casa?
Das 26 residências com aparelho, em 23 delas o aparelho era alimentado
com água oriunda da COMPESA, e em apenas 3 residências o aparelho era alimentado
com água de poço artesiano com cloração no próprio local.
Questão 07. Quando foi a última lavagem do reservatório de água?
De acordo com o Quadro 5.10, o menor tempo da ultima lavagem dos
reservatórios da residência até o dia da coleta foi de 7 dias e o tempo máximo
encontrado foi mais de 5 anos. A média encontrada o tempo da ultima manutenção foi
de 1 ano e 6 meses.
Quadro 5.10– Valores mínimo, máximo e media do tempo da ultima limpeza do
reservatório das residências.
Aparelhos
Maior Tempo
Mais de 5 anos meses
Média
1 ano e 6 meses
Menor Tempo
7 dias
Questão 08. O manuseio do aparelho está de acordo com a recomendação do
fabricante?
Em 26 residências coletadas, 100% dos entrevistados afirmam que seguem
rigorosamente as recomendações dos fabricantes.
Questão 09. Você sempre respeita os prazos para limpeza ou troca dos filtros?
O resultado foi que 100% das pessoas entrevistadas responderam que sim,
sempre respeita os prazos de troca e limpeza do aparelho.
Questão 10. Você notou alguma diferença na qualidade da água (cor, cheiro,
sabor) após a instalação do filtro? Se sim, qual?
94
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
As respostas foram distribuídas entre:
•
Não noto modificação: Resposta dada em 7 residências (26,9%);
•
O gosto melhorou: Resposta dada em 4 residências (15,5%)
•
O gosto piorou: Resposta dada em 13 residências (50%)
•
Noto cheiro forte: Resposta dada em 1 residência (3,8%)
•
Noto cor diferente: Resposta dada em 1 residência (3,8%).
Questão 11. Para que finalidade você utiliza o sistema doméstico de purificação?
De acordo com o a Quadro 5.11, as respostas foram divididas em:
Quadro 5.11– Finalidade da água da saída dos aparelhos.
N° de pontos
Apenas para beber
Para beber e
cozinhar
7 (26,9%)
11 (42,3%)
Para beber, cozinhar Apenas para lavar
e lavar alimentos
alimentos
5 (19,2%)
3 (11,6%)
Questão 12. Você confia no seu sistema de filtragem?
O resultado da confiança dos usuários em relação aos seus métodos foi
exposto em forma de média. Como mostra a Quadro 5.12, a média foi 7,2, significa que
de um modo geral , os usuários confiam razoavelmente-muito nos seus aparelhos
modernos de filtração.
Quadro 5.12 – Respostas dos usuários em relação a credibilidade.
Credibilidade do método
Quantidade
Nota Média
Completamente
Muito
Razoavelmente
Pouco
Não
7 (26,9%)
11 (42,4%)
4 (15,4%)
3 (11,5%)
1 (3,8%)
7,2
Questão 13. Qual a vantagem de ter esse aparelho em casa?
A resposta da maioria dos entrevistados foi que a principal vantagem do uso de
aparelhos de filtração é a economia (resposta dada em 23 residências – 88,5%),
enquanto a saúde foi respondida em apenas 3 residências.
95
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
6.0 CONCLUSÃO
As análises das filtrações demonstram, sem qualquer dúvida, que os
aparelhos modernos de filtração doméstica fornecem aos seus usuários processos de
filtração deficientes quanto a parâmetros bacteriológicos. Na maioria das vezes, não
apenas deixam de reter microrganismos do grupo coliforme e heterotrófico como
passam a se comportar de maneira semelhante a "bioreatores biológicos", já que
contaminam a água efluente com tais microrganismos que previamente não existiam.
As analises das filtrações realizadas pelo filtro de barro tradicional (filtro
novo) demonstra que no início, a taxa de remoção de bactérias pelo filtro é bastante
baixa. No entanto, na medida em que vão sendo realizadas as filtrações, essa taxa de
remoção vai aumentando progressivamente até atingir valores bastante altos. Isso se
deve ao fato da formação de um biofilme que diminui a porosidade do elemento filtrante
dificultando ainda mais a passagem de microrganismos, ou seja, formação de uma
camada biológica com o tempo de exposição da vela com a água contaminada.
Vale salientar que a dificuldade de achar residências que ainda utilizem
filtros tradicionais e pelo fato de todos os filtros de barro ser construídos pelo mesmo
material, tanto a talha quanto o elemento filtrante, tiveram como conseqüência algumas
diferenças em relação a amostragem para a comparação com os filtros industriais
modernos. A primeira diferença está apoiada no fato de terem sido realizados 26 testes
em diferentes filtros modernos, devido a pluralidade de marcas e modelos enquanto para
os filtros tradicionais foram feitos 16 testes em um único filtro, utilizando filtrações
consecutivas. A vazão é outro fator discordante entre os dois tipos de filtro analisados.
Ela está diretamente relacionada ao mecanismo da filtração. No filtro moderno a vazão
pode chegar a 60 litros por hora enquanto para o filtro tradicional a vazão fica registrada
em torno de 15 litros por hora. Outra diferença importante a ser citada é referente às
condições que foi submetido cada tipo de filtro estudado. O filtro de barro tradicional
foi submetido a filtração com água sem tratamento por cloração, vinda diretamente de
poços, e com uma quantidade alta de partículas em suspensão e, mesmo assim
conseguiu apresentar um bom desempenho fornecendo água potável. No entanto, os
filtros modernos, foram submetidos a filtração de água previamente tratada, algumas
vezes isentas de contaminação e forneceram água com contaminação ao final,
96
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
demonstrando que deveria estar ocorrendo acúmulo e proliferação de bactérias em seu
interior.
Ao final desta pesquisa, pode-se afirmar, em síntese, que a tradição se
sobrepôs à modernidade, já que o desempenho do filtro de barro foi melhor que dos
aparelhos modernos de filtração doméstica, mesmo com bons procedimentos de coleta,
tomando como parâmetro a retenção de bactérias do grupo coliforme e microrganismos
heterotróficos.
97
Weber, C.R
Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
7.0 REFERENCIAS BIBLIOGÁFICAS
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Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
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Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
8.0 APÊNDICE
8.1 Modelo de questionário
Questionário de Investigação
Amostra:___________
Parâmetros: ________
Entrevistado:____________________________________________________________
Endereço:______________________________________________________________
Data da Coleta: ___/___/___
1. Tempo de uso do aparelho: ______________
2. Marca e modelo do aparelho: ____________________________________________
3.Você conhece o método utilizado pelo aparelho:
Sim ( ) Não ( ). Se sim, qual? _____________________________________________
4. Qual a data da ultima limpeza ou troca de filtro? ___/___/___
5. Qual o tipo de moradia? __________________________
6. Qual a fonte de abastecimento de sua casa? ( ) COMPESA ( ) Poço artesiano
7. Quando foi a última lavagem do reservatório de água?_________________________
8. O uso do aparelho está de acordo com a recomendação do fabricante?( )Sim( ) Não
9. Você sempre respeita os prazos para limpeza ou troca dos filtros? ( ) Sim ( ) Não
10. Você notou alguma diferença na qualidade da água (cor, cheiro, sabor) após a
instalação do filtro? Se sim, qual?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
11. Para que finalidade você utiliza o sistema doméstico de purificação?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
12. Você confia no seu sistema de filtragem?
( ) Completamente
( ) Muito
( ) Razoavelmente
( ) Pouco
( ) Não
Por quê? _______________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
13. Qual a vantagem de ter esse aparelho em casa?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Observações Finais: ______________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
105
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Avaliação dos Sistemas Domésticos de Filtração
9.0 ANEXO
9.1 Tabela de Hoskins (NMP)
Número Mais Provável por grama ou mL, para séries de 3 tubos com
inóculos de 0,1, 0,01 e 0,001 g ou mL e respectivos intervalos de confiança 95%.
106