Caracterização do esgoto sanitário e avaliação da eficiência da ETE/UFLA na remoção de fármacos e desreguladores endócrinos
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Universidade Federal de Lavras
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Não especifica vinculação com nenhum departamento
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-graduação em Tecnologias e Inovações Ambientais
Agência de fomento
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
Microcontaminantes são compostos que ocorrem no meio ambiente em baixas concentrações,
sendo da ordem de microgramas por litro (µg L
-1
) ou inferiores. Muitos deles são capazes de
interagir com o sistema endócrino de humanos e animais provocando desequilíbrio orgânico e
danos à saúde. Pesquisas recentes têm demonstrado que sistemas de tratamento biológico
associado ao tratamento terciário de efluentes sanitários apresentam boa eficiência na
remoção desses microcontaminantes. Neste trabalho foram estudadas as seguintes classes de
microcontaminantes: perturbadores endócrinos (estradiol, etinilestradiol, estrona, estriol, 4-octilfenol, 4-nonilfenol, e bisfenol A), fármacos (diclofenaco, ibuprofeno, paracetamol,
naproxeno e genfibrozila) e o estimulante cafeína. Foi avaliada a presença e a eficiência na
remoção de cada um deles pela Estação de Tratamento de Efluentes da Universidade Federal
de Lavras (ETE/UFLA), em Minas Gerais, composta por reatores combinados UASB (Upflow
Anaerobic Sludge Blanket) e Filtro Biológico Aerado Submerso (FBAS), seguidos de filtro de
areia e tratamento terciário com cloro e radiação ultravioleta. Construiu-se um reator UV de
bancada para simular o funcionamento do reator da estação que não estava funcionando
durante o período monitorado. Nele, foi avaliada a inativação de coliformes totais e
termotolerantes em cinco tempos de contato com a radiação UV (10, 20, 30, 40 e 50
segundos), bem como sua eficiência na remoção de microcontaminantes em 10 e 40 segundos.
Testes de cloração também foram realizados no sistema de cloração da ETE/UFLA a fim de
conhecer a menor dose para obtenção de cloro residual mínimo de 0,5 mg L
-1
e a capacidade
desta dose em remover microcontaminantes, inativar coliformes e formar trihalometanos.
Testes de cloração em laboratório avaliaram os efeitos do tempo de contato e concentração de
matéria orgânica na formação de trihalometanos no efluente clorado. Para os testes de
cloração, utilizou-se metodologia EPA 551.1 com extração líquido-líquido e análise
cromatográfica gasosa acoplada à espectrometria de massas - GC-MS. Para quantificação de
microcontaminantes utilizou-se de etapa de pré-concentração em cartucho Strata SAX e
determinação dos compostos por cromatografia (GC-MS), passando por etapa prévia de
derivatização. Foram encontrados os fármacos diclofenaco, ibuprofeno, paracetamol e
naproxeno; os desreguladores endócrinos estrona,estradiol, 4-octilfenol e bisfenol A;o
regulador lipídico genfibrozila e o estimulante cafeína e as taxas de remoção variaram de 59 a
100%. A maior inativação de Coliformes totais por UV ocorreu em 40 segundos de exposição.
Não foi observada formação de trihalometano em nenhuma das condições de cloração
avaliadas.
Abstract
Microcontaminants are compounds that occur in the environment at low concentrations, being
of the order of micrograms per liter (μg L-1) or lower. Many of them are able to interact with
the endocrine system of humans and animals causing organic imbalance and damage to
health. Recent research has shown that biological treatment systems associated with the
tertiary treatment of sanitary effluents present good efficiency in the removal of these
microcontaminants. The following classes of microcontaminants were studied: endocrine
disrupters (estradiol, ethinyl estradiol, estrone, estriol, 4-octylphenol, 4-nonylphenol and
bisphenol A), pharmaceuticals (diclofenac, ibuprofen, paracetamol, naproxen and genfibrozil)
and the stimulant caffeine . It was evaluated the presence and the efficiency in the removal of
each of them by the Effluent Treatment Station of the Federal University of Lavras (ETE /
UFLA), in Minas Gerais, composed of UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) reactors
and Submerged Aerated Biological Filter (FBAS), followed by sand filter and tertiary
treatment with chlorine and ultraviolet radiation. A benchtop UV reactor was built to simulate
the operation of the station reactor that was not functioning during the monitored period. In
the bench scale reactor, the inactivation of total and thermotolerant coliforms in five times of
contact with the UV radiation (10, 20, 30, 40 and 50 seconds) was evaluated, as well as their
efficiency in the removal of microcontaminants in 10 and 40 seconds. Chlorination tests were
also carried out in the ETE / UFLA chlorination system in order to know the lowest dose to
obtain residual chlorine minimum of 0.5 mg L-1 and the capacity of this dose to remove
microcontaminants, inactivate coliforms and form trihalomethanes. Laboratory chlorination
tests evaluated the effects of contact time and organic matter concentration on the formation
of trihalomethanes in the chlorinated effluent. For the chlorination tests, EPA 551.1
methodology was used with liquid-liquid extraction and gas chromatographic analysis
coupled to mass spectrometry - GC-MS. For the quantification of microcontaminants, a Strata
SAX cartridge preconcentration step and determination of the compounds by chromatography
(GC-MS), using a previous stage of derivatization were used. The pharmaceuticals diclofenac,
ibuprofen, paracetamol and naproxen were found; endocrine disrupters estrone, estradiol, 4 -octylphenol and bisphenol A, the lipid regulator genfibrozil and the caffeine stimulant and the
rates of removal ranged from 59 to 100%. The highest inactivation of total coliforms by UV
occurred in 40 seconds of exposure. No formation of trihalomethane was found in any of the
chlorination conditions evaluated.
Descrição
Área de concentração
Agência de desenvolvimento
Palavra chave
Marca
Objetivo
Procedência
Impacto da pesquisa
Resumen
ISBN
DOI
Citação
FIALHO, D. E. S. Caracterização do esgoto sanitário e avaliação da eficiência da ETE/UFLA na remoção de fármacos e desreguladores endócrinos. 2019. 98 p. Dissertação (Mestrado em Tecnologias e Inovações Ambientais)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2019.