O impacto das atividades antropogênicas tem aumentado a ocorrência de microcistinaLR (MIC-LR) em mananciais que compõem os Sistemas de Abastecimento de Água (SAA), resultando em riscos à saúde pública e inconvenientes ao processo de potabilização da água. No Brasil, o valor tolerável de referência (VR) é de 1,0 μg L^-1 de MIC-LR na água tratada, o mesmo adotado pela Organização Mundial da Saúde (OMS). Já o VR da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (USEPA) é de 0,3 ou 1,6 μg L^-1 dependendo da idade do indivíduo. Devido à menor eficiência de remoção de MIC-LR pelas Estações de Tratamento de Água (ETA) que empregam o ciclo completo, uma alternativa é agregar tecnologias avançadas, como biofiltros (BF). O objetivo da presente pesquisa foi avaliar a ocorrência de MIC-LR em mananciais de abastecimento do estado de São Paulo (SP) e analisar o risco de ingestão de água contaminada, além de investigar a eficiência de BF, em escala laboratorial, para sua remoção. Dados preexistentes de MIC-LR na água bruta nos anos de 2011 a 2018 foram compilados para diferentes manancias de SP. Foi desenvolvida análise de risco não-carcinogênico para os SAA Cascata e Guarapiranga, que empregam diferentes tecnologias de tratamento de água. Para cenários otimistas e pessimistas, considerando faixas teóricas de remoção de MIC-LR descritas em literatura, foram calculados quocientes de risco (QR), adotando-se os VR da OMS e USEPA. Os resultados indicaram que o SAA Cascata apresentou a situação mais crítica (máximo de 52,0 μg L^-1 de MIC-LR) na água bruta. Devido à menor eficiência esperada na ETA do SAA Cascata (que utiliza ciclo completo), além das concentrações de cianotoxina na água tratada possivelmente acima dos VR, os resultados indicaram a possível ocorrência de efeitos deletérios à saúde, especialmente em crianças (1), diferentemente do SAA Guarapiranga (que utiliza ultrafiltração) (QR ≤ 1). Em outra etapa da pesquisa, a remoção de MIC-LR (concentração inicial: 50,0 μg L^-1) por BF preenchidos com areia e antracito+areia foi avaliada em ensaios laboratoriais em batelada e contínuo. Esse último teve duração de 60 dias (28 dias de amadurecimento com inóculos provenientes de um filtro rápido de ETA e do próprio extrato bruto da cianotoxina, seguidos de 32 dias de tratamento). Em ambos os ensaios, remoções relativamente elevadas da cianotoxina (entre 50% e 99%) foram observadas nos BF com antracito e associadas aos mecanismos físico-químicos de filtração. A partir do sequenciamento do gene 16S rRNA realizado para o BF antracito+areia (inóculo da ETA), a análise taxonômica evidenciou maior diversidade de consórcios bacterianos no dia 60, predominando os filos Proteobacteria (~32%) e Bacteroidota (~24%), quando comparado ao início da operação. Contudo, não foram observados indícios claros de biodegradação, provavelmente porque o curto período de amadurecimento não permitiu a formação de um biofilme ativo, sendo necessário período maior para o estabelecimento de microrganismos. O presente estudo reforçou a importância das ETA em promover a segurança da água para consumo humano e saúde pública, além do desenvolvimento de BF como tecnologias de tratamento avançado de águas contaminadas com cianotoxinas e outros contaminantes.

Anthropogenic activities have led to increase the occurrence of microcystin-LR (MICLR) in water supply systems (WSS), resulting in risks to public health and impairing the drinking water treatment. Both Brazil and the World Health Organization (WHO) adopted the same threshold value of MC-LR in drinking water (1.0 μg L^-1). However, other Agencies, such as the United States Environmental Protection Agency, decided to use different threshold values for infants (< 5 years, 0.3 μg L^-1) and population (> 5 years, 1.6 μg L^-1). Conventional drinking water treatment plants (DWTP) present limited efficiency in removing MIC-LR, being necessary to use advanced processes, such as biofilters (BF). The objective of this work was to evaluate the occurrence of MIC-LR in WSS of the state of São Paulo and its consequent risk for the population supplied, in addition to assessing the use of biofilters to remove MIC-LR, on a laboratory scale, from the water. A screening of MIC-LR concentrations in raw water for the years 2011 to 2018 in two WSS (Cascata and Guarapiranga) was performed, and a risk assessment was developed once they employed different water treatment technologies. For optimistic and pessimistic scenarios, considering theoretical MC-LR removal described in the literature, hazard quotients (HQ) for non-carcinogenic effects were calculated using different threshold values (0.3 μg L^-1, 1.0 μg L^-1, and 1.6 μg L^-1). The results indicated that Cascata presented the most critical situation (maximum of 52.0 μg L^-1 of MC-LR) in raw water. Due to the lower efficiency expected in the DWTP of the SAA Cascata (which uses a conventional treatment) and, in addition to the concentrations of cyanotoxin in the treated water possibly above the HQ, the results indicated the possible occurrence of hazardous effects on public health, especially in children (1), unlike SAA Guarapiranga (which uses ultrafiltration) (HQ ≤ 1). In the second step, the MC-LR removal (initial concentration: 50.0 μg L^-1) by BF filled with sand and anthracite+sand was evaluated in batch and continuous assays. This one was carried out for 60 days (28 days of continuously acclimated with bacterial community isolated from a DWTP and the cyanotoxin extract itself, and 32 days of treatment). In both assays, relatively high cyanotoxin removals (between 50% and 99%) were observed in BF with anthracite and associated with physicochemical mechanisms of filtration. In addition, a taxonomic analysis (16S rRNA gene) comparing the microorganisms present on the biofilter (anthracite+sand media) acclimated with inoculum from a WTP of day 0 and day 60 indicated that there was a greater diversity of bacterial consortia on day 60, with a predominance of the phyla Proteobacteria (~32%) and Bacteroidota (~24%). However, no clear signs of biodegradation were observed, probably because the short acclimatation period did not allow the formation of an active biofilm, requiring a longer period for the establishment of microorganisms. This study evidenced the importance of DWTP in promoting water safety for human consumption and public health, in addition to the development of BF as advanced treatment technologies for water contaminated with cyanotoxins and other contaminants.