Desempenho da filtração lenta com diferentes períodos de amadurecimento no tratamento de águas contendo elevadas densidades de céluas tóxicas de Microcystis aeruginosa

Abstract

O florescimento de cianobactérias nos reservatórios de abastecimento público preocupa as autoridades de saúde, pois as cianotoxinas produzidas pelas cianobactérias podem acarretar em efeitos hepatotóxicos, neurotóxicos e dermatotóxicos sobre a saúde humana e animal. Há relatos sobre a presença de florações de células tóxicas, de cianobactérias, em vários ecossistemas aquáticos de todas as regiões do Brasil. A literatura especializada tem apresentado a filtração lenta como uma tecnologia de tratamento capaz de remover cianobactérias e cianotoxinas da água. Assim, o atual trabalho teve como objetivo avaliar a influência do período de amadurecimento dos filtros lentos sobre a eficiência de remoção de células de Microcystis aeruginosa e microcistinas liberadas no processo de tratamento. Para isso, foram realizados experimentos com filtros pilotos similares operados em paralelo, sem amadurecimento e submetidos a 15 e a 20 dias de amadurecimento, a uma taxa de filtração de 3 m3/m2.d. Foram realizadas simulações de floração de M. aeruginosa em densidades que variaram de 106 cél./mL e 107 cél./mL com concentração de microcistinas totais no afluente, em média, de 60 μg/L. Observou-se que filtros lentos submetidos a amadurecimento de 15 ou 20 dias produziram resultados similares com relação à remoção de células de cianobactérias. A ausência de amadurecimento não pareceu ser fator determinante para remoção de células de M. aeruginosa em filtros lentos, indicando que na situação em que a densidade de células de M. aeruginosa na água bruta é elevada, tendem a prevalecer os mecanismos físicos de remoção. Os filtros não amadurecidos foram mais eficientes para remoção de microcistinas extracelulares do que os filtros amadurecidos, provavelmente devido adsorção das toxinas na areia, que na condição experimental avaliada, se apresentava limpa e esterilizada. A baixa eficiência de remoção de microcistinas nos filtros amadurecidos, em relação aos relatos de literatura, indicam a ausência, ou baixa densidade, de bactérias especializadas na degradação dessa toxina na água bruta e, por conseqüência, no filtros lentos. Ficou claro, portanto, que períodos de amadurecimento de até 20 dias não garantem efluentes com qualidade satisfatória e sem risco para população em situações em que a água bruta seja oriunda de mananciais com floração tóxica de M. aeruginosa. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

The cyanobacteria bloom in public supply reservoirs is a matter of concern for health authorities because the cyanotoxins produced by cyanobacteria may lead to hepatotoxic, neurotoxic and dermatotoxic effects on human and animal health. There are reports about the presence of blooms of toxic cyanobacteria producing in many aquatic ecosystems in all regions of Brazil. The literature has shown that slow sand filtration as is capable of removing cyanobacteria and cyanotoxins from water. In this scenario, the present study aimed to evaluate the influence of the ripening period of slow sand filters on the removal efficiency Microcystis aeruginosa cells and microcystins released during the treatment process. For this, experiments were carried out with pilot filters operated in parallel, without and with 15 and 20 days of ripening period, using filtration rate of 3 m3/m2.d. To simulate cyanobacterial bloom, a natural water was spiked with cell of M. aeruginosa resulting in a filter affluent water with 106 cells/mL and 107 cells/mL and, in average, a total concentration of 60 μg/L microcystins. It was observed that slow sand filters undergoing ripening periods of 15 or 20 days produced similar results with respect to the removal of M. aeruginosa cells. The lack of ripening period did not appear to be a determining factor for removal of cells from M. aeruginosa in slow sand filters, suggesting that when the cell density of M. aeruginosa in raw water is high, the physical mechanisms of removal may be predominant. The filters without ripening period were more efficient in removal of extracellular microcystin than the “mature” filters, probably due to adsorption of the toxin on the sand that, under experimental conditions evaluated, was previously cleaned and sterilized. The low removal efficiency of microcystins in the mature filters in relation to literature reports, indicate the absence, or low density, of bacteria specialized in the degradation of the toxin in the raw water and, consequently, in slow filters. It was clear therefore that ripening periods of up to 20 days do not guarantee safe filtrated water, without risk for human consumption, when the raw water is withdrawn from reservoir with toxic bloom of M. aeruginosa.