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Remoção de microcystis aeruginosa e microcistina em água eutrofizada através do processo combinado de coagulação/floculação seguido de nanofiltração

Resumo: O processo de tratamento convencional é capaz de remover as células de cianobactérias, mas são pouco eficientes na remoção das cianotoxinas, necessitando de técnicas complementares para a remoção dessa fração dissolvida. Nesse contexto, a nanofiltração apresenta-secomo tecnologia eficaz na remoção de cianotoxinas. Assim,a associação dos processos de coagulação/floculação/sedimentação (C/F/S) e nanofiltração (NF), como uma sequência de tratamento para águas oriundas de ambientes eutrofizados, torna-se relevante e, desta forma, foiadotada como objeto do presente estudo. Para os testes, foi preparada uma “água sintética”, utilizando água deionizada e posterior contaminação com células de Microcystisaeruginosa, para obter concentração da ordem de 106–107céls/mL. A metodologia adotada neste trabalho foi realizada em duas etapas: 1) processo C/F/S usando os Tanfloc SG, SL e SS como coagulantes naturais para determinação da concentração ótima do coagulante 2) processo de NF utilizando as membranas NF-90 e NF-270, com características ligeiramente distintas, na pressão de 5 bar. O desempenhodo tratamento como um todo C/F/S+NF,avaliadoa partir dos parâmetros físico-químicos (turbidez, cor e pH) e microbiológicos (contagem de células de cianobactéria e concentração de microcistina-LR).

Introdução: As cianobactérias despertam grande interesse dos especialistas em tratamento de água para abastecimento humano não apenas pela sua capacidade de produzir sabor e odor na água, comotambém pela geração de toxinas, que causam riscos à saúde humana e animal. Esses compostos orgânicos produzidos pelas cianobactérias chamam-se cianotoxinas. Acredita-se que as cianobactérias produzem tais compostos para se proteger contra espécies zooplanctônicas. Outras teoriassugerem a competição por recursos ou as condições de crescimento (CALIJURI; ALVES; SANTOS,2006).No ambiente aquático, essas cianotoxinas geralmente permanecem contidas dentro das células das cianobactérias e são liberadas em quantidades substanciais durante alise celular que ocorre na fase de senescência (morte natural), estresse celular, uso de algicidas (como sulfato de cobre), ou cloração. De acordo com suas estruturas químicas, as cianotoxinas podem ser incluídas em três grandes grupos: os peptídeos cíclicos, os alcaloides e os lipopolissacarídeos. Atoxicidadedelaé diversa, variando de efeitos hepatotóxicos, neurotóxicos e dermatotóxicos (SIVONEN;JONES, 1999). A última é produzida por cianobactéria em geral (CARVALHOet al.,2006) e, ao contato, causamirritações na pele, transtornos gastrointestinais ou alergias(YUNES et al., 2000). A grande maioria dos estudos está concentrada nas duas primeiras classes, em virtude do número elevado de casos de intoxicações que as envolvem (CHORUS;BARTRAM, 1999; CARMICHAEL et al., 2001).As hepatotoxinas são responsáveis pela maioria das intoxicações causadaspor cianobactérias. Apresentam uma ação mais lenta que as neurotoxinas, mas podem causar a morte num intervalo de poucas horas a poucos dias. As espécies já identificadas como produtoras dessas hepatotoxinas pertencem aos gêneros Microcystissp, Anabaenasp, Nodulariasp, Oscillatoriasp,Nostocsp.,e Cylindrospermopsissp(CARMICHAEL et al., 2001). De acordo com Zagatto (1997), espécies do gênero Microcystistêm sidoresponsáveis por mais de 65% dos casos de intoxicação em seres humanos e animais. Esse gênero de cianobactéria é capaz de produzir a cianotoxinamicrocistina, que tem ação hepatotóxica, e a espécie Microcystisaeruginosaé a mais comumente associada a florações ao redor do mundo (SANT’ANNAet al., 2008). Neste estudo, foi utilizada como modelo de remoção essa espécie, visto que é a cianobactéria que mais ocorre no Brasil. Estudos mostram que o principal alvo desta toxina é o fígado, mas outros órgãos, como o timo, rins e coração também são afetados (FALCONER, 1996). As microcistinas já estiveram envolvidas em muitos casos de intoxicaçõesao redor do mundo, causadas porexposiçõesagudas ou sub-crônicas. Os dois casos conhecidos de intoxicação por microcistinas, causando mortes humanas, ocorreram no Brasil. Uma floração de Anabaenasp.eMicrocystissp. na represa de Itaparica (Bahia) foi a provável responsável por 2000 casos de gastroenterite, resultando em 88 mortes, a maioria crianças (TEIXEIRA et al., 1993). Outro caso trágico ocorreu em fevereiro de 1996, quando 52 pacientes de uma clínica de hemodiálise em Caruaru (Pernambuco) morreram com sintomas de hepatoxicose após receberem água contaminada com microcistina durante tratamento rotineiro de hemodiálise(CARMICHAEL et al.,2001). A primeira ação remediativa adotada pelas companhias de água diante de uma floração de cianobactérias tóxicas em um manancial é a interrupção do uso dessa água para tratamento. No entanto, devido às leis cada vez mais rígidas eaodespertar da sociedade para a necessidade de melhorias no que tange a saúde pública, outraalternativa que tem sido estudada é a utilização de sistemas avançados mais eficazes, capazes de impedir a contaminação da água e, consequentemente, de seus consumidores. Companhias de abastecimento de água de alguns países como Holanda, Inglaterra, Estados Unidos, Austrália, Japãoestão construindo várias instalações de filtração por membranas com a finalidade de obtenção de águapotável. Haja vistaque,desde os anos 60, com o desenvolvimento de vários tipos de membranas, descobriu-se o seu grande potencial no tratamento de água,como a remoção de matéria orgânica natural (MON), pesticidas, micropoluentes orgânicos e metálicos e,ainda,osnitratos.Dentre os diferentes processos de separação por membranas, classificados em função do tipo de membrana utilizada e demais princípios de separação, a microfiltração (MF) e a ultrafiltração (UF) têm sidoestudadas com o objetivo de remoção de células de cianobactérias. A nanofiltração (NF), por sua vez, tem sidopesquisadacomo um processo promissor na remoção de cianotoxinas, por apresentar baixa porosidade, entre 0,001 e 0,01 μm. A NFécapaz de reter compostos moleculares de 200 a 1.000 Da, valores em que se inclui grande parte das cianotoxinas, como a microcistina-LR e a saxitoxina-STX, que apresentam peso molecular médio de 980 Da e 258 Da, respectivamente.Portanto, a utilização de coagulantes naturais nos processos de coagulação e floculação e, também, o processo combinado de coagulação/floculação/filtração com membranas são uma opção ao tratamento convencional, pois a adição de coagulantes antes de unidades de filtração, com a sedimentação, pode aumentar a remoção de matéria orgânica natural, reduzindo os produtos formados pela desinfecção e diminuindo a adição de produtos químicos no processo de tratamento da água, além de melhorar a qualidade da água final.

Autores: Franciele Pereira Camacho; Livia de Oliveira Ruiz Moreti; Flávia Sayuri Arakawa; Quelen Letícia Shimabuku; Priscila Ferri Coldebella; Karina Cardoso Valverde; Fernando Alves da Silva; GleicielleTozzi Wurzler; Gabriela Nascimento da Silva e Rosangela Bergamasco.

Leia o estudo completo: remocao-de-microcystis-aeruginosa-e-microcistina-em-agua-eutrofizada-atraves-do-processo-combinado-de-coagulacaofloculacao-seguido-de-nanofiltracao