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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.6.2016.tde-05092016-143024
Document
Author
Full name
Jeferson Gaspar dos Santos
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2016
Supervisor
Committee
Cutolo, Silvana Audrá (President)
Mancuso, Pedro Caetano Sanches
Montes, Celia Regina
Spilki, Fernando Rosado
Sundefeld Junior, Gilberto Carlos
Title in Portuguese
Aplicação da metodologia de análise de perigo e pontos críticos de controle na disposição de efluentes tratados em solos tropicais e seu potencial uso agrícola
Keywords in Portuguese
APPCC
AQRM
Coliformes Totais
Escherichia coli
Helmintos
Lagoas de Estabilização
Reúso de Efluentes
Vírus Entéricos
Abstract in Portuguese
Introdução - A prática de reúso pela aplicação de esgotos tratados na agricultura atualmente é considerada parte integrante dos recursos hídricos por muitas nações. No entanto, oferece riscos à saúde da população pela presença de bactérias, cistos de protozoários, ovos de helmintos e vírus, capazes de sobreviver por longos períodos em ambientes desfavoráveis e apresentarem um curto tempo entre a infecção e o desenvolvimento da doença. Objetivo - Estabelecer medidas preventivas para o lançamento de efluentes nos ecossistemas aquáticos, controle sanitário na redução de patógenos transmitidos por águas contaminadas e a disposição de efluentes tratados em solos tropicais como ferramentas de auxílio do manejo integrado dos recursos hídricos em bacias hidrográficas, por meio do uso de metodologia de gerenciamento de risco com aplicação do Sistema APPCC, em um conjunto de tecnologias na produção de efluente tratado de esgoto de origem doméstica para avaliar o potencial de emprego em solos agrícolas. Métodos - A pesquisa foi desenvolvida na estação de tratamento de esgoto e no campo experimental para pesquisas de utilização de efluente na agricultura no município de Lins. Os indicadores biológicos estudados e os pontos de amostragem foram determinados através da utilização da metodologia de controle de qualidade Análise de Perigos e Pontos Críticos de Controle (APPCC). Foram coletadas amostras do solo irrigado e dos poços de monitoramento do lençol freático. As amostras foram submetidas a análises físico-químicas, microbiológicas e parasitológicas. Aos resultados obtidos foi aplicada a Avaliação Quantitativa do Risco Microbiológico, para a determinação do risco anual de infecção. Resultados - O efluente final apresentou concentrações médias de 8,13x105 NMP/100 mL de coliformes totais e 4,69x105 NMP/100 mL de Escherichia coli, não sendo observados ovos de helmintos. O solo apresentou maior concentração de coliformes totais e E. coli na camada superficial 1,01x106 e 8,70x103, diminuindo ao longo da profundidade. Os ovos de helmintos foram encontrados entre a superfície e os 15 cm de profundidade em concentrações entre 0,07 e 0,87 ovos/g de peso seco. Foi constatada a presença de adenovírus em concentração de 3,56x105 cópias genômicas/g entre os 5 e 10 cm de profundidade em 2015. Nos poços de monitoramento foram constatadas concentrações de coliformes totais variando entre < 1,00 e 1,01x103 NMP/100 mL e E. coli entre <1,00 e 1,00x100 NMP/100 mL. Não foi observada a presença de vírus entéricos. O risco anual de infecção estimado para E. coli no efluente final foi 1,02x10-2 pppa, no solo variou entre 2,68x10-3 e 7,59x10-3 pppa e nos poços de monitoramento variou entre 1,42x10-8e 4,38x10-9 pppa. Para os ovos de helmintos observados no efluente do tratamento primário o risco anual de infecção calculado foi 4,04x10-2 pppa e no solo variou entre 9,57x10-1 e 9,76x10-1 pppa. Conclusões No período da pesquisa, as amostras dos sistemas de tratamento de esgoto e de irrigação demonstraram atender as expectativas de remoção de patógenos condizentes aos seus parâmetros de projeto, havendo restrições para seu lançamento em corpos hídricos e aplicação na agricultura. O solo mostrou capacidade de retenção dos organismos patogênicos nos primeiros 60 cm de profundidade, reduzindo as suas concentrações a níveis inferiores a 1,00 NMP/100 mL nos aquíferos.
Title in English
Application of risk analysis methodology and critical control points at the disposal of treated effluent in tropical soils and their potential agricultural use.
Keywords in English
Effluent Reuse
Enteric viruses
Escherichia coli
HACCP
Helminths
QMRA
Stabilization Ponds
Total Coliforms
Abstract in English
Introduction - Currently, the practice of reuse through the application of treated sewage in agriculture considers an integral part of water resources for many nations. However, threatens the health of the population by the presence of bacteria, protozoan cysts, helminth eggs and viruses able to survive for long periods in harsh environments and present a short time between infection and development of disease. Objective - Establish preventive measures for the release of effluents on aquatic ecosystems, sanitary control in the reduction of pathogens transmitted by contaminated water and the disposal of treated effluent in tropical soils as aid tools in integrated management of water resources in river basins. For this purpose it was employed as risk management methodology the Hazard Analysis and Critical Control Points system (HACCP) in a set of technologies in the treated effluent production of domestic sewage to assess the employment potential in agricultural soils. Methods - The study was conducted in the sewage treatment plant and in an adjoining experimental field situated at Lins city. The biological indicators and the sampling points were determined by using the quality control methodology Hazard Analysis and Critical Control Points (HACCP). Samples of irrigated soil and groundwater monitoring wells were collected. The samples were subjected to analysis, physical-chemical, microbiological and parasitological. The results obtained was applied to Quantitative Microbial Risk Assessment (QRMA), for determining the annual risk of infection. Results - The final effluent presented average concentrations of 8.13x105 MPN / 100 mL of total coliforms and 4.69x105 MPN / 100 mL of Escherichia coli, not being observed helminth eggs. The soil showed the highest concentration of total coliforms and E. coli in the surface layer and 1.01x106 8.70x103, decreasing along the depth. Eggs from helminths were found between the surface and 15 cm depth in concentrations from 0.07 to 0.87 eggs / g dry weight. It was found the presence of adenovirus in concentration 3.56x105 genomic copies / g between 5 and 10 cm depth in 2015. In monitoring wells total coliform concentrations were found ranging from <1.00 and 1.01x103 NMP / 100 mL and E. coli between <1.00 and 1.00x100 MPN / 100 mL. It was not observed the presence of enteric viruses. The estimated annual risk of infection to E. coli in the final effluent was 1.02x10-2 pppy, soil ranged from 2.68x10-3 and 7.59x10-3 pppy and monitoring wells ranged from 1.42x10-8 e 4.38x10-9 pppy. For helminth eggs observed in the effluent from the primary treatment, the annual risk of infection was calculated 4.04x10-2 pppy and soil ranged from 9.57x10-1 and 9.76x10-1 pppy. Conclusions - During the survey period, samples of sewage and irrigation treatment systems showed meet the expectation removal of pathogens consistent to its design parameters, with restrictions on its release in water and applied in agriculture bodies. The soil of pathogenic organisms showed retention capacity in the first 60 cm depth by reducing its concentration to levels below 1.00 MPN / 100 mL in aquifers.
 
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Publishing Date
2016-09-12
 
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