Como os biossólidos provenientes de estações de tratamento de águas residuais servem como uma via significativa para a disseminação de microplásticos em ambientes urbanos.
Os biossólidos provenientes de estações de tratamento de águas residuais são um importante vetor de microplásticos, especialmente quando aplicados no solo, levando a uma potencial redistribuição ambiental.
Os processos de tratamento convencionais e avançados podem remover mais de 90% dos microplásticos do efluente bruto, mas concentrações significativas geralmente permanecem no lodo e nos biossólidos.
Os microplásticos presentes em biossólidos podem fragmentar-se ainda mais durante o processo de estabilização, aumentando sua persistência e mobilidade no solo, na água de escoamento superficial e nas águas subterrâneas.
Os biossólidos produzidos em Estações de Recuperação de Recursos Hídricos (ERRHs) são considerados um vetor chave para microplásticos no ciclo urbano da água. Os Estados Unidos produzem de 6 a 7 milhões de toneladas métricas secas de sólidos de esgoto anualmente, gerados por mais de 14.000 estações de tratamento de esgoto públicas que atendem a mais de 230 milhões de pessoas. Os biossólidos — lodo de esgoto tratado para atender aos requisitos das Normas da EPA dos EUA para o Uso ou Descarte de Lodo de Esgoto (40 CFR Parte 503) — podem ser utilizados de forma benéfica ou descartados.
Nos Estados Unidos, os biossólidos são gerenciados por meio de diversas práticas , sendo a aplicação no solo a mais comum, com outros métodos desempenhando papéis importantes. A aplicação em terras agrícolas e outros terrenos representa 60% da prática de manejo predominante de biossólidos, e aproximadamente 25% dos biossólidos nos EUA são descartados em aterros sanitários (EPA, 2024). A incineração representa 14% do manejo de biossólidos em nível nacional e continua sendo importante em regiões densamente povoadas ou com disponibilidade limitada de terras. Os incineradores de lodo de esgoto reduzem substancialmente o volume de biossólidos e destroem patógenos e matéria orgânica, deixando cinzas que geralmente são depositadas em aterros sanitários. Os 2% restantes incluem outras formas de uso e descarte, como injeção em poços profundos e uso como combustível auxiliar, entre outras.
Para as estações de tratamento de águas residuais , essa dinâmica coloca o gerenciamento de biossólidos no centro das considerações sobre microplásticos. Embora os processos de tratamento removam a maior parte dos microplásticos das águas residuais, eles transferem grande parte dessas partículas para os biossólidos. Como resultado, as decisões operacionais do dia a dia — que abrangem a configuração do tratamento, a estabilização do lodo e a reutilização ou descarte dos biossólidos — influenciam diretamente a forma como os microplásticos são concentrados e redistribuídos para além da estação de tratamento.
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Plásticos como contaminantes ambientais emergentes
Os plásticos são polímeros sintéticos duráveis compostos por uma ampla gama de aditivos químicos. No meio ambiente, itens plásticos maiores se degradam ao longo do tempo por meio de processos físicos, químicos e biológicos, fragmentando-se em partículas menores e liberando substâncias químicas associadas (Barnes et al., 2009; Mammo et al., 2020). Essas partículas, conhecidas como microplásticos, são definidas como materiais plásticos menores que 5 milímetros e maiores que 1 micrômetro, enquanto partículas com menos de 1 micrômetro são classificadas como nanoplásticos.
Os microplásticos têm origem tanto em fontes manufaturadas quanto em fontes degradadas. Alguns são produzidos intencionalmente em tamanhos pequenos, como grânulos de resina industrial e microesferas utilizadas em produtos, enquanto outros resultam da decomposição de plásticos maiores em fibras, fragmentos, espumas e filmes (Wagner e Lambert, 2018).
Devido ao seu pequeno tamanho e grande área superficial, os microplásticos e nanoplásticos podem liberar aditivos químicos e adsorver poluentes e patógenos, aumentando sua capacidade de transportar contaminantes pelo meio ambiente (Alimi et al., 2018; Eerkes-Medrano & Thompson, 2018). Muitos dos aditivos associados aos plásticos, como bisfenóis e ftalatos, têm sido relacionados à disfunção endócrina e outros efeitos adversos à saúde (Cox, 2019). Devido à sua crescente importância ambiental, os microplásticos foram adicionados à Lista de Contaminantes Candidatos (CCL6) da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA) em abril de 2026. Microplásticos e nanoplásticos são agora amplamente detectados em ecossistemas globais, incluindo alimentos, bebidas e água potável. Cada vez mais evidências mostram que essas partículas podem entrar no corpo humano por meio da ingestão, com estudos recentes identificando microplásticos em tecidos humanos como placenta, fígado, rins, cérebro e nas fezes de adultos e bebês (Zhang et al., 2021; Nihart et al., 2025).
Microplásticos em sistemas de água urbanos
Os sistemas de água urbanos são um canal central para o transporte, transformação, acumulação e redistribuição de microplásticos no ambiente. Os microplásticos entram nesses sistemas por múltiplas vias, incluindo escoamento de águas pluviais, transbordamentos de esgoto combinado e efluentes de estações de tratamento de águas residuais (ETARs) provenientes de fontes domésticas, comerciais e industriais. A partir daí, os microplásticos são armazenados temporariamente e redistribuídos entre o efluente tratado, os biossólidos (lodo) e os ambientes receptores a jusante.
Microplásticos e instalações de recuperação de recursos hídricos
As águas residuais contêm grandes quantidades de microplásticos, e as estações de tratamento de águas residuais públicas dos EUA processam coletivamente cerca de 34 bilhões de galões de águas residuais por dia (US EPA, 2025). Dependendo das fontes receptoras de águas residuais, os efluentes podem conter uma combinação de fibras domésticas, bem como fragmentos de descargas industriais e comerciais, especialmente da indústria de plásticos, e outras origens diversas dos sistemas de água urbanos (Sun et al., 2019).
A eficiência e a via de remoção de microplásticos em estações de tratamento de águas residuais (ETARs) variam bastante de acordo com os processos de tratamento. As ETARs convencionais geralmente removem mais de 90% dos microplásticos do efluente bruto, principalmente por meio de processos físicos de sedimentação, flotação e filtração (Talvitie et al., 2017; Carr et al., 2016). Os diversos processos de tratamento de águas residuais acumulam e degradam temporariamente os microplásticos, e sua presença pode interferir no desempenho e na eficiência (Nandakumar et al., 2022). Em uma ETAR convencional com lodo ativado (LAC), a remoção de até 70% dos microplásticos foi alcançada no tratamento primário, e a remoção atingiu 80-90% e 99% nos tratamentos secundário e terciário, respectivamente (Tang, 2021).
Tecnologias avançadas baseadas em filtros, incluindo biofiltros, ultrafiltração (UF) e filtros rápidos de areia (RSFs), apresentam alta eficiência na remoção de microplásticos (Liu et al., 2021). Os microplásticos se acumulam no lodo, onde as concentrações são várias ordens de magnitude maiores do que aquelas no efluente tratado (Li et al., 2018). Devido aos grandes volumes contínuos de águas residuais processadas e descartadas, e ao potencial escoamento superficial associado à aplicação de biossólidos no solo, as Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs) são consideradas importantes vias de microplásticos no ciclo urbano da água (Murphy et al., 2016, Beni, 2023).
Com base em dados de Tang e Haribarata (2021), 69-80% dos microplásticos presentes no efluente bruto são retidos no lodo. Durante os processos de estabilização de lodo (por exemplo, digestão, espessamento, desidratação), os microplásticos persistem devido à sua resistência à degradação biológica e, em alguns casos, podem fragmentar-se ainda mais em partículas menores. Mahon et al. (2017) mediram microplásticos em lodo de sete estações de tratamento de águas residuais em escala real que utilizam processos de digestão anaeróbia (DA), secagem térmica (ST) ou estabilização com cal (EC). Eles detectaram de milhares a mais de 10.000 partículas por quilograma e observaram que o tipo de tratamento influenciava a distribuição do tamanho das partículas.
Os microplásticos no lodo são predominantemente fibras e fragmentos com diversos tipos e tamanhos de polímeros (Li et al., 2018; Mahon et al., 2017). Um estudo realizado em várias instalações no sul da Califórnia relatou concentrações muito baixas no efluente tratado (1 partícula de MP por ~1.100 litros) e 1 partícula de MP por grama em biossólidos (Carr et al., 2016). Harley-Nyang et al. (2023) analisaram dados globais sobre microplásticos em lodo e biossólidos; as concentrações variaram amplamente (0,193 a 1,69 × 10⁵ partículas por grama).
Quando os biossólidos são aplicados no solo, os microplásticos são efetivamente transferidos da infraestrutura de esgoto urbana para o solo e ambientes terrestres (Corradini, 2019). Uma vez aplicados ao solo, os microplásticos presentes nos biossólidos podem ser mobilizados por meio de escoamento superficial, erosão, infiltração e transporte eólico. As partículas podem ser reintroduzidas nos sistemas de drenagem pluvial urbana durante eventos de chuva, transportadas para córregos e rios ou migrar pelo solo, com potenciais implicações para a qualidade das águas subterrâneas (Rillig et al., 2017).
Isso cria um ciclo de retroalimentação no qual os microplásticos capturados pelo tratamento de esgoto podem ser redistribuídos de volta ao ambiente aquático por meio de vias terrestres difusas. É necessário realizar pesquisas sobre o destino dos microplásticos para entender como as propriedades químicas e a estrutura dos microplásticos e nanoplásticos afetam sua liberação nas águas subterrâneas. Além disso, o papel das propriedades do solo deve ser investigado para compreender a fração de microplásticos e nanoplásticos que é sequestrada no solo versus a fração que é lixiviada para as águas subterrâneas ou transportada pelo escoamento superficial.
O impacto nos serviços públicos
Os microplásticos representam um desafio sistêmico para as empresas de tratamento de águas residuais, uma vez que os processos de tratamento removem a maioria das partículas do efluente líquido, mas as concentram nos biossólidos, onde as decisões de gestão subsequentes determinam seu destino ambiental final. A alta concentração de microplásticos nos biossólidos oferece uma oportunidade para uma gestão otimizada, em vez de permitir que o poluente retorne ao ciclo da água por meio de fontes difusas. Para solucionar esse problema, é necessário compreender claramente o comportamento dos microplásticos ao longo das etapas de tratamento, estabilização do lodo e reúso, bem como as vantagens e desvantagens operacionais, regulatórias e de ciclo de vida associadas a cada opção.
Para gerenciar eficazmente os microplásticos em águas residuais e biossólidos, as concessionárias de serviços públicos devem adotar uma abordagem mais proativa e sistêmica, priorizando o controle na fonte, em vez de depender exclusivamente de soluções no final do processo. É importante ressaltar que a responsabilidade pelo gerenciamento de microplásticos não pode recair apenas sobre as concessionárias; a colaboração com órgãos reguladores, fabricantes e contribuintes comerciais e industriais é essencial para reduzir a entrada desses microplásticos na fonte. Portanto, as concessionárias devem priorizar estratégias de controle na fonte — como o fortalecimento de programas de pré-tratamento industrial e o engajamento de empresas e indústrias que lançam efluentes no sistema — para reduzir o volume de microplásticos que entra no sistema. Nas estações de tratamento, a otimização da captura de sólidos por meio de tratamento primário e secundário aprimorado e filtração avançada pode melhorar a remoção de microplásticos de forma eficiente, minimizando também a fragmentação em partículas menores e mais persistentes, que são mais difíceis de gerenciar a jusante.
Para minimizar a presença de microplásticos em biossólidos e reduzir sua redistribuição para o meio ambiente, as concessionárias de serviços públicos devem avaliar os caminhos de tratamento e uso final sob a perspectiva do ciclo de vida. O aumento dos programas de amostragem e monitoramento para melhor compreender como as tecnologias e estratégias operacionais impactam o destino e o transporte dos microplásticos auxiliará o setor na tomada de decisões de gestão. Isso inclui entender como os processos de estabilização podem influenciar o tamanho e a mobilidade das partículas, bem como como as opções de gestão — como aplicação no solo, aterro sanitário ou tratamento térmico — afetam o destino e o transporte a longo prazo. Programas de monitoramento direcionados podem ajudar a quantificar os microplásticos em todas as etapas do tratamento e fundamentar decisões baseadas em dados, enquanto testes-piloto de tecnologias emergentes de remoção ou destruição podem apoiar futuras estratégias de implementação. Ao combinar a redução na fonte, a otimização de processos e a gestão consciente de biossólidos, as concessionárias podem começar a mitigar os riscos dos microplásticos de uma maneira que esteja alinhada com as expectativas regulatórias e a resiliência do sistema a longo prazo.
Com base em conhecimentos multidisciplinares em engenharia de processos de águas residuais, gestão de biossólidos e avaliação de contaminantes emergentes, a Black & Veatch apoia as empresas de serviços públicos na avaliação de estratégias práticas e baseadas em dados que alinhem o desempenho do tratamento com a resiliência ambiental e de infraestrutura a longo prazo.
Fonte: Water Water Digest
