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Type: Dissertação
Title: Utilização de ensaios de ecotoxidade no biomonitoramento de efluentes de ETEs industriais, hospitalares e de aterro sanitário, localizadas na região metropolitana de Fortaleza
Authors: Sousa, Márcia Rodrigues de
Advisor: Santos, André Bezerra dos
Keywords: Saneamento;Toxicologia ambiental;Toxicologia;Monitoramento biológico;Águas residuais - Purificação - Tratamento biológico
Issue Date: 2010
Citation: SOUSA, M. R. de. Utilização de ensaios de ecotoxidade no biomonitoramento de efluentes de ETEs industriais, hospitalares e de aterro sanitário, localizadas na região metropolitana de Fortaleza. 2010. 114 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010.
Abstract in Brazilian Portuguese: Avaliou-se o uso de testes de ecotoxicidade com o organismo-teste Daphnia magna no biomonitoramento de efluentes de ETEs industriais (real e sintético), hospitalares e de aterro sanitário. Para tanto, foram selecionadas algumas ETEs a citar: Industrial Real (Sistema Integrado do Distrito Industrial – SIDI), Industrial Sintético (Reator anaeróbio seguido dos pós-tratamentos em Reator em Batelada Seqüencial – RBS e Processo de Oxidação Avançado – POA do tipo H2O2/UV, tratando um efluente contendo o corante azo Reactive Black 5 - RB5), Hospitalar (Hospital Geral Waldemar de Alcântara – HGWA) e Aterro Sanitário (Lixiviado coletado na saída do sistema de lagoas de estabilização do Aterro Sanitário Metropolitano Oeste de Caucaia – ASMOC e submetido a um pós-tratamento por meio de um Reator Aerado Submerso – RAS). Os testes de toxicidade aguda realizados com o lixiviado indicaram que o efluente ao sistema ASMOC apresentou CE50 de 68%, o qual podia ser classificado como moderadamente tóxico. Assim, além de alguns parâmetros físico-químicos não estarem atendendo à Portaria nº 154/02 da SEMACE, os resultados ecotoxicológicos confirmaram o potencial poluidor do lixiviado em questão para ser descartado no Riacho Garoto, de baixa capacidade de diluição. O pós-tratamento aeróbio realizado no RAS contribuiu bastante na redução da toxicidade do lixiviado, tanto em termos físico-químicos quanto em termos ecotoxicológicos, aumentando o valor de CE50 para 95,04%, se configurando como uma boa opção de pós-tratamento. Os resultados obtidos com o esgoto afluente e efluente ao SIDI revelaram que o CE50 passou de 18,05% para 61,90%, mudando a classificação de muito tóxico para moderadamente tóxico, respectivamente. Entretanto, o estudo efluente do SIDI, com as características físico- químicas e de toxicidade encontradas, associadas à elevada vazão de esgotos tratados, representam um sistema com uma carga poluidora que merece ser investigada no corpo receptor. Em relação ao esgoto hospitalar, observou-se que o esgoto bruto apresentou alta toxicidade e um CE50 de 7,27% (muito tóxico) enquanto que o efluente tratado pela seqüência de reator UASB e lodo ativado apresentou CE50 de 30,83% (tóxico). Portanto, os ensaios ecotoxicológicos apontaram para o caráter tóxico do efluente em termos agudos, e podemos inferir a toxicidade crônica que tal efluente pode causar no corpo hídrico, já que o mesmo pode conter elevadas concentrações de fármacos, hormônios e outros micro- poluentes. O efluente sintético bruto contendo o corante RB5 apresentou CE50 de 23,02%, sendo classificado como efluente muito tóxico. Após o tratamento no reator UASB, o valor de CE50 caiu para 40,34%, ou seja, houve uma diminuição da toxicidade no tratamento anaeróbio. No pós-tratamento pelo RBS ocorreu uma diminuição significativa de toxicidade, em que o mesmo pode ser classificado como não tóxico. Entretanto, o POA do tipo do tipo UV/H2O2 provocou aumento da toxicidade, com o efluente apresentando CE50 de 20,17%, recebendo classificação de muito tóxico. A investigação ecotoxicológica em D. magna para avaliar o efeito da concentração de H2O2 revelou elevada toxicidade do residual de peróxido, sendo que em todas as diluições testadas houve morte de 100% dos organismos expostos. Portanto, os estudos indicaram que muito embora o processo de oxidação avançado (POA) do tipo H2O2/UV tenha uma boa perspectiva de aplicação no tratamento de esgotos recalcitrantes, o peróxido residual tem que ser cuidadosamente monitorado, não só por elevar a DQO do efluente como também por aumentar a toxicidade deste. Como conclusão geral da presente dissertação foi possível demonstrar a grande importância dos testes ecotoxicológicos agudos e crônicos no biomonitoramento de cargas poluidoras localizadas em corpos de água do Ceará, assim como para um melhor entendimento dos processos biológicos e não biológicos de tratamento de esgotos.
Abstract: We evaluated the use of ecotoxicity tests with Daphnia magna for the biomonitoring of industrial effluents (real and synthetic), hospital effluent and leachate: real industrial wastewater (Integrated System of Industrial District - SIDI), synthetic industrial wastewater (anaerobic reactor followed by the post-treatments Sequential Batch Reactor - SBR and Advanced Oxidation Process - AOP type H2O2/UV, both treating a wastewater containing the azo dye Reactive Black 5 - RB5), Hospital effluent (Hospital Geral Waldemar de Alcântara - HGWA) and Leachate collected at the output of the stabilization ponds system located at the Metropolitan Sanitary Landfill West of Caucaia - ASMOC and submit to the post-treatment of Submerged Aerated Reactor - SAR. The acute toxicity tests conducted with the leachate indicated that the effluent from ASMOC system showed EC50 of 68%, which could be classified as moderately toxic. Thus, in addition to some physical and chemical parameters that are not complying with the limits defined in the Portaria nº. 154/02 of SEMACE, ecotoxicological results confirm the pollution potential of the leachate to be discharged at the Riacho Garoto, which has low dilution capacity. The post-aerobic treatment performed in SAR showed to greatly contribute in reducing the leachate toxicity in terms of physical-chemical and ecotoxicological characteristics, increasing the EC50 value to 95.04%, and showing to be a good post-treatment option. The results obtained with the real industrial influent and effluent from SIDI revealed that the EC50 increased from 18.05% to 61.90%, switching the classification from very toxic to moderately toxic, respectively. However, the SIDI effluent, considering the physico-chemical properties and toxicity found, associated with the high flow rate of treated wastewater, represents a system with a pollutant load that should be further investigated in the receiving water body. Regarding the hospital wastewater, it was observed that the raw wastewater had a high toxicity, with EC50 of 7.27% (very toxic), while the effluent treated by the sequence of UASB and activated sludge showed EC50 of 30.83% (toxic). Therefore, ecotoxicological tests revealed the toxic character of the effluent in terms of in acute toxicity and it can infer the chronic toxicity that such an effluent can cause in the water body, since it may contain high concentrations of drugs, hormones and other micro-pollutants. The synthetic wastewater containing the azo dye RB5 presented EC50 of 23.02%, classified as very toxic. After treatment in the UASB reactor, the EC50 value increased to 40.34%, i.e. there was a toxicity decrease by the anaerobic treatment. In the post-treatment by SBR, a significant reduction of toxicity was found and the effluent could be classified as non-toxic. However, the UV/H2O2 AOP increased the toxicity, in other words the EC50 decreased to 20.17%, being classified as very toxic. The effect of H2O2 concentration on the ecotoxicological test with D. magna was assessed and showed high toxicity of the residual peroxide, in all dilutions tested, causing death of 100% of the exposed organisms. Therefore, the studies indicated that although the H2O2/UV advanced oxidation process (AOP) has a good prospect for application on recalcitrant compounds, the peroxide residual has to be carefully monitored, not only because it increases the wastewater COD but also because it increases the effluent toxicity. As a general conclusion of this research, it was possible to show the great importance of acute and chronic ecotoxicological tests for the biomonitoring of pollution sources located in Ceará, and also for a better understanding of biological and non-biological processes applied to wastewater treatment.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/47832
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