Impactos Sanitários

Os esgotos domésticos são formados, principalmente, por fezes e urina, e representam uma alta carga de poluentes para as águas e uma probabilidade de risco elevado da presença de organismos patogênicos. A contaminação de seres humanos por esgotos sanitários pode ser causada por bactérias, vírus entéricos ou parasitas intestinais (protozoários e helmintos). A diversidade e a quantidade dos organismos patogênicos no esgoto dependem de vários fatores, dentre os quais a quantidade de indivíduos infectados na população e a densidade de organismos patogênicos nos excrementos desses indivíduos.

Pode-se estimar que os corpos d’água brasileiros recebam aproximadamente 300 m³/s de esgotos sem qualquer tratamento, considerando uma contribuição média de produção de esgoto de 225 litros/pessoa/dia. Isto significa que, no Brasil, as águas residuárias domésticas sem tratamento constituem cenários de degradação dos recursos hídricos, exercendo papel de vetor para a transmissão de doenças de propagação pela água (SANTOS et al., 2006).

A carência de medidas de saneamento pode levar à proliferação de muitas doenças. A falta de disponibilidade de água potável de boa qualidade, a má disposição dos dejetos e uma

Segundo o Global Water Supply and Santation Assessment – 2000 Report aproximadamente 4 bilhões de casos de diarréia por ano causam 2,2 milhões de morte, principalmente entre crianças abaixo de 5 anos; os vermes intestinais infectam 10% da população nos países em desenvolvimento; estima-se que 6 milhões de pessoas estão cegas em decorrência de tracoma em uma população de risco de 500 milhões; 200 milhões de pessoas no mundo estão infectadas com esquistossomose; na China, Índia e Indonésia, morrem mais de duas vezes mais pessoas de diarréia do que de AIDS; e em qualquer momento, metade dos leitos hospitalares do mundo está ocupada por pacientes com doenças de veiculação hídrica (GENERINO, 2006).

No Brasil o panorama também é bastante preocupante. Segundo MOTA et al., (1999), a análise de alguns dados sobre a saúde dos brasileiros indica a precariedade das condições de saneamento ainda existentes. A falta de saneamento básico é responsável por 30% dos óbitos de crianças menores do que um ano, devido às diarréias, por 60% dos casos de internações em pediatria, e por 5,5 milhões de casos de esquistossomose no país.

Mesmo com o baixo índice de saneamento, a realidade da prática do reúso agrícola no mundo e especialmente no Brasil, principalmente em regiões mais carentes, é bastante preocupante, pois esta tem se desenvolvido de forma inadequada, sem qualquer planejamento ou controle. Muitos agricultores, impelidos pela escassez de água, que contribui para uma redução na produção agrícola, e por desconhecerem os riscos inerentes da prática inadequada do reúso à saúde pública dos consumidores e para o meio ambiente, utilizam águas altamente poluídas de córregos e rios adjacentes, e, em alguns casos, fazem uso de águas residuárias domésticas, sem nenhum tratamento, para irrigação de diversas culturas, incluindo hortaliças e outros vegetais. Essas águas, normalmente, possuem em sua biota bactérias, fungos, algas e plantas diversas, protozoários, outros animais e vírus, muitos dos quais patógenos que causam gastrenterites, febre tifóide e paratifóide, disenteria, diarréia e cólera, como mostra a Tabela 2.11.

Estudos divulgados pelo Banco Mundial (CUTOLO, 2002) mostram que grande parte das pessoas portadoras de entamoebas, giárdias, estrongilóides, tênias, necátors, tricocéfalos, áscaris e oxiúros foram contaminadas pelo consumo de hortaliças e frutas irrigadas com águas contaminadas por efluentes não tratados, e indicam ainda que doenças como cólera e a febre tifóide também podem ser disseminadas via hortaliças irrigadas com águas carreando o Vibrio cholerae e a Salmonella typhi, respectivamente, acima de doses mínimas infectantes.

No reúso de águas residuárias, algumas condições específicas devem ser satisfeitas para proteção da saúde pública e bem estar das comunidades. Os elementos básicos para projeto de reúso de água incluem uma qualidade de água segura, quantidade adequada e conveniência.

Segundo BLUM (2003) apud MOTA et al., (2007), do ponto de vista sanitário os problemas podem ocorrer como consequência do contato das pessoas com a água de reúso, o pode acontecer das seguintes maneiras:

ƒ Contato por ingestão direta da água;

ƒ Contato por ingestão de alimentos crus e verduras irrigadas consumidas cruas; ƒ Contato por ingestão de alimentos processados (caso dos vegetais enlatados

que foram irrigados com água de reúso);

ƒ Contato pela pele por banhos em lagos contendo água de reúso;

ƒ Contato por inalação de aerossóis formados, por exemplo, em sistemas de irrigação por aspersão superficial de lagoas;

ƒ Contato por meio da visão e do olfato, como no caso das descargas sanitárias. É preciso que os padrões de qualidade sanitária das águas residuárias destinada ao uso na agricultura sejam atendidos a fim de evitar possíveis problemas de saúde aos consumidores e aos trabalhadores que irrigam e manuseiam as culturas. A Organização Mundial de Saúde (WHO, 1989) aconselha, para irrigação irrestrita, uma concentração de, no máximo, um ovo de nematóide por litro de efluente e menos de 1000 coliformes fecais por 100 mL.

Tabela 2.9 – Agentes infecciosos presentes em águas residuárias domésticas sem tratamento. Organismos Doenças Observações

Bactéria

Escherichia coli Gastoenterites Diarréia

Legionella pneumophila Legionelloses Doença respiratória aguda Lptospira (150 spp.) Leptospiroses Icterícia, feber de Well´s

Salmonella typhi Febre tifóide Febre elevada, diarréia e ulceração intestinal

Salmonella ( ~1700 sp) Salmonelloses Intoxicação alimnetar Shigella (4 spp) Shigelloses Desniteria bacilar

Vibrio cholerae Cólera Diarréia extremamente forte, desidratação YersInia enterolitica Yersinoses Diarréia

Vírus

Adenovirus (31 tipos) Doença respiratória Complicações pulmonares

Enterovirus (67 tipos)

Gastroenterites, anomalias do coração e meningites

Hepatite A Hepatite infecciosa Icterícia, febre

Reovirus Gastroenterites Diarréia

Rotavirus Gastroenterites Diarréia

Protozoários

Balantidium coli Balantidiases Diarréia, disenteria Crptosporidium Cryptosporidioses Diarréia

Entamoeba histolytica Amebiases Disenteria sanguinolenta, prolongada Giardia lamblia Giardiases Diarréia severa, náusea, indigetão

Helmintos

Ascaris lumbricoides Ascariases Infestações por helmintos Enterobius vermiculares Enterobiases Oxiúro

Fasciola hepática Fasciolases Obstrução de canais linfáticos Hymenolepsis nana Hymenolepiases

Taenia sagInata Taeniases Carne bovina

Taeniases Taeniases Carne suína

Trichuriasis Trichuriasis Prurido anal Fonte: Adaptado de Tchobanoglobus (1991); Aayres e Mara (1997) apud Culolo (2002).

Os aspectos relacionados com a saúde pública são apontados como responsáveis por grande parte do sucesso ou fracasso de qualquer programa de reúso. Outro aspecto importante é o processo de informação e aceitação pública que deve ser iniciado na fase de planejamento e concluído depois da implantação do projeto. Também não se pode esquecer que a água de reúso é um produto de mercado, dessa forma deve-se garantir quantidade e qualidade para os consumidores ficarem satisfeitos (OKUN, 1990; HESPANHOL, 2003; EPA, 2004).

A Tabela 2.12 mostra os resultados de estudos realizados em todo o mundo, para levantar evidências epidemiológicas que orientassem diretrizes mais racionais e menos restritivas. Os resultados desses estudos foram finalmente consolidados no “Encontro Científico sobre Aspectos de Saúde Associados ao Reúso de Esgotos”, realizado pela OMS, em Genebra, em novembro de 1987.

Tabela 2.10 – Diretrizes da Organização Mundial de Saúde para reúso de água.

Condições de Reúso Grupos Expostos Nematóides intestinais (1) Nº de ovos/L(2) Coliformes fecais NMP(3)/100 mL(4) Tratamento recomendado para atingir a qualidade

microbiológica Irrigação Irrestrita (A)

(Culturas para serem comidas cruas, campos de desportos e parques públicos) (5) Operários Consumidores Público

≤ 1 ≤ 1000 _{série ou tratamento equivalente.}Lagoas de estabilização em

Irrigação Restrita (B) (Cereais, culturas industriais, forragens,

pastos e árvores)(6)

Operários ≤ 1 Não especificado

Retenção de lagoas de estabilização por 8 a 10 dias ou

remoção equivalente de helmintos e coliformes fecais.

Irrigação Restrita e Localizada (C) (Se a exposição de operários e do público

não ocorre)

Nenhum Não se aplica Não se aplica

Pré-tratamento requerido pela técnica de irrigação aplicada,

mas não menos do que tratamento primário.

(a) Medidas de controle

Nos sistemas de reutilização de água na agricultura, os quatro grupos humanos expostos são: consumidores, trabalhadores agrícolas e suas famílias, manipuladores de alimento residentes em zonas vicinais. A proteção desses grupos depende de quatro medidas integradas: tratamento de efluentes, técnicas de aplicação da água de reúso, seleção dos cultivos e controle da exposição humana. Agricultores que utilizam água de reúso devem seguir códigos de boas práticas e serem bem informados e treinados, de modo a alcançar alta produção agrícola sem impactos ambientais adversos. (HESPANHOL, 1998; BAHRI, 1999 apud GENERINO, 2006).

Um dos principais enfoques a ser dado à qualidade varia com a destinação dada ao efluente. Os critérios gerais de qualidade no planejamento do sistema de reúso são: saúde pública, aceitação dos usuários, preservação do meio ambiente, qualidade da fonte de água e adequação da qualidade ao uso pretendido (BLUM, 2003 apud MOTA et al., 2007).

Tratamento dos esgotos

Os métodos de tratamento de esgoto foram, inicialmente, concebidos como resposta a preocupação pelos efeitos negativos causados pela descarga de efluentes no meio ambiente. Os objetivos primários do tratamento eram a remoção de sólidos suspensos e flotáveis, a remoção de compostos orgânicos biodegradáveis e a remoção de organismos patogênicos. Em agosto de 1973, a Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos publicou a definição de tratamento secundário, incluindo três parâmetros característicos: DBO de 5 dias, sólidos suspensos e pH. O padrão de coliformes, que havia sido incluído na versão original, foi excluído em julho de 1973, provavelmente devido à preocupação com os riscos ambientais e de saúde pública associados à desinfecção usando compostos de cloro (SALES, 2005).

Nos métodos convencionais de tratamento de esgotos acentua-se a redução ou remoção de matéria orgânica e de sólidos em suspensão. Porém os esgotos brutos contêm de 107 a 109 coliformes por 100 mililitros, necessitando, portanto, serem tratados por meio de sistemas que permitam uma remoção de 4 a seis unidades log10 para atingir as diretrizes para reúso irrestrito. Portanto, para o aproveitamento das águas residuárias faz-se necessária à

As Tabelas 2.13, 2.14, 2.15, 2.16 e 2.17 apresentam os principais métodos utilizados no tratamento de esgoto, as eficiências de remoção dos principais patógenos e exemplos, em nível mundial e nacional, de reúso na agricultura. A análise das mesmas indica que a remoção de ovos de helmintos não pode ser atendida por sistemas convencionais de tratamento, tais como os sistemas de lodos ativados, filtros biológicos ou desinfecção, e que o sistema tipo lagoa de estabilização fornece efluente que atende as diretrizes da OMS.

Halalsheh et al., (2008) desenvolveram uma pesquisa para a área rural da Jordânia, onde foram avaliadas três opções de tratamento para as águas cinzas concentradas, com valores médios de DBO e SST de 2568 mg/L e 1056 mg/L, respectivamente. Os sistemas de tratamento examinados foram: tanque séptico seguido pelo filtro de areia intermitente; tanque séptico seguido por wet-lands; e reator UASB-híbrido. Os pesquisadores concluíram que este último seria a opção mais apropriada de tratamento em termos de densidade e simplicidade na operação. O volume do reator do UASB-híbrido foi calculado para ser 0.268 m3, com uma área de superfície de 0.138 m2, para cada casa que tem 10 habitantes, em média. O efluente produzido atende aos padrões jordanianos para o reúso em árvores frutíferas.

Em países de clima predominantemente quente, como o Brasil, a tecnologia mais adequada para tratamento de efluentes são as lagoas de estabilização, onde normalmente há disponibilidade de terrenos e a temperatura é favorável ao seu desempenho. Dependendo da configuração, as lagoas de estabilização podem alcançar o grau de purificação desejado, a baixo custo financeiro, em vista da simplicidade de operação e manutenção (BASTOS e MARA, 1993; MONTE, 1995; SILVA e MARA, 1979; YÁNEZ, 1993 apud ARAUJO, 2000). Outro diferencial desse tipo de sistema é a remoção de patógenos. As lagoas de estabilização em série constituídas por unidades anaeróbias, facultativas e de maturação, com tempos de detenção hidráulicos médios de 10 a 30 dias (dependendo da temperatura) podem produzir efluente final com valores de coliformes fecais abaixo de 5000/100mL, conforme pode ser verificado na Tabela 2.14.

Outra característica eminente das lagoas de estabilização é a possibilidade da reciclagem da matéria orgânica e dos nutrientes presentes nos esgotos domésticos. Se bem

constituem importante fonte de alimento protéico, chegando a ser mais que 50% (em peso seco) a proporção de proteínas existentes nesses organismos. Outro detalhe importante é que a produção por área, além de ser maior, é uma produção contínua durante o ano todo, ao passo que as plantas cultivadas são colhidas uma ou duas vezes no ano. O emprego desses seres como fonte de proteínas pode tornar-se altamente compensador (FELIZZATTO, 2000).

Segundo Dos Santos et al., (2006), as bactérias, seguidas dos vírus, são os organismos patogênicos mais sensíveis a ação de desinfectantes físicos e químicos e, portanto, são de inativação relativamente fácil em estações de tratamento de água e de esgotos. Os cistos de protozoários, especialmente os ovos de helmintos, são mais resistentes; por outro lado, apresentam tamanhos e densidades que favorecem a sua remoção por processos de sedimentação e filtração.

Nas diretrizes para uso agrícola e aquicultura, o principal objetivo para o reúso é a eliminação de patógenos. As normas e diretrizes são expressas segundo o número máximo permitido de bactérias coliformes fecais. Não há dúvida da origem fecal das águas residuárias e, portanto, que microrganismos fecais podem ser empregados como indicadores de patogenicidade, existindo uma relação semiquantitativa entre as concentrações de microrganismos patógenos e as de indicadores.

Os coliformes fecais são indicadores de poluição fecal. O seu uso é muito limitado quando se trata de sua relação com protozoários e helmintos. Até o presente, para estes não existem indicadores seguros. Por isso é de suma importância utilizar a parasitologia no monitoramento e controle da qualidade das águas residuárias, juntamente com os parâmetros utilizados normalmente na caracterização ecológica e sanitária das águas, como tem sido ressaltado por autores como Ayres e Mara (1997), Zumaeta (1993), Oms (1989), Yanko (1988).

Alguns pesquisadores, como Moscoso (1992) e Ayres (1992), têm demonstrado a importância do controle dos ovos de helmintos para reúso das águas tratadas na agricultura e aquicultura, mas sem risco à saúde, com o emprego do sistema de tratamento de esgotos por lagoas de estabilização com várias células, para remoção de 100% dos ovos de helmintos e cistos de protozoários.

Segundo Gonçalves (2003), mais do que os valores de eficiência de remoção de coliformes fecais, a densidade de microrganismos no efluente tratado deve ser considerada balizadora. Os únicos processos de tratamento capazes de produzir efluentes tratados com densidades de coliformes fecais iguais ou inferiores a 103 NMP/100 mL são as lagoas de maturação, a infiltração no solo e aqueles que possuem uma etapa específica para desinfecção. Além desses, processos envolvendo lagoas de estabilização não mecanizadas e filtração física (infiltração no solo e biofiltros aerados submersos) também podem alcançar baixas densidades de ovos de helmintos no efluente.

Os critérios da Califórnia (Estados Unidos) garantem alto grau de segurança, como almejado pelas autoridades de saúde, que o julgam necessário e apropriado para as condições de estados e países onde as bactérias e os vírus são considerados agentes patogênicos mais importantes. Para os países em desenvolvimento, onde as infecções parasitárias são endêmicas, as recomendações da OMS são consideravelmente menos restritivas, sendo principalmente dirigidas para remoção de ovos de helmintos. Essas recomendações podem ser conseguidas com lagoas de estabilização (CROOK, 1991).

Tabela 2.11- Remoção de organismos patogênicos em sistemas de tratamento de esgotos.

Tratamento Remoção (log10)

Bactérias Helmintos Vírus Cistos

Sedimentação Primária: Simples Com coagulantes 0 - 1 1 - 2 0 - 2 1 - 3(f) 0 - 1 0 - 1 0 - 1 0 - 1

Lodos ativados(a) 0 - 2 0 - 2 0 - 1 0 - 1

Filtro biológico (a) _{0 - 2 0 - 2 0 - 1 0 - 1}

Lagoa aerada (b) _{1 - 2 1 - 3 1 - 2 0 - 1}

Vão de oxidação (a) _{1 - 2 0 - 2 1 - 2 0 - 1}

Desinfecção (c) _{2 - 6} (f) _{0 - 1 0 - 4 0 - 3}

Lagoa de estabilização (d) _{1 - 6} (f) _{1 - 3} (f) _{1 - 4 1 - 4}

Tabela 2.12 - Concentração de coliformes fecais em lagoas de estabilização em série, com tempo de detenção de 25 dias.

Sistema de lagoas Número de lagoas em série

Coliformes fecais no efluente (NMP/100mL) Melbourne, Austrália 8 – 11 100 Extrabes, Brasil 5 30 Cogolin, França 3 100 Amman, Jordânia 9 30 Lima, Peru 5 100 Tunis, Tunísia 4 200

Fonte: Barone & Arlosaroff (1987) apud Hespanhol (2002).

Tabela 2.13 - Desempenho de um sistema de lagoas de estabilização em série no Nordeste do Brasil (Temperatura média de 26O C).

Amostra coletada no Tempo de detenção (dias) DBO5 (mg/L) Sólidos Suspensos (mg/L) Coliformes fecais (NMP/100 mL) Ovos de helmintos (ovos/L) Esgoto bruto - 240 305 4,6 x 107 804 Efluente da: Lagoa anaeróbia Lagoa facultativa Lagoa de maturação 1 Lagoa de maturação 2 Lagoa de maturação 3 6,8 5,5 5,5 5,5 5,8 63 45 25 19 17 56 74 61 43 45 2,9 x 106 3,2 x 105 2,4 x 104 450 30 29 1 0 0 0

Tabela 2.14 – Exemplos da reutilização de esgotos oriundos de lagoas de estabilização.

Local Tratamento Cultivo

America Lanitna: México, Mexicali

Peru, IAC Peru, San Juan (Lima)

Sistema australiano Lagoas Facultativas Lagoas facultativas e de maturação Hortaliçãs Algodão, uva Hortaliças EUA Muskegon, Michigan Lagoa aereda e de maturação Vários Europa: Israel Lagoa anaeróbia, facultativa e de maturação Vários Ásia: Ìndia, Calcutá Lagoas Vários Austrália: Melbourne Lagoas Forragens

África e Oriente Médio: Tunísa

Lagoas Vários

Tabela 2.15- Informações gerais sobre os experimentos de irrigação com esgotos tratados, PROSAB, Edital 3, Tema 2.

Universidade Sistema de tratamento Qualidade do efluente Cultura irrigada Método de irrigação Efluente E. Coli/100 mL Ovos de helmintos/L UFPE UASB + Lagoa de Polimento LP 4,1 X 105 0 milho, acerola Gotejamento UFCG UASB + Lagoa de Polimento RA 5,2 X 106 132 mamona, pimentão Gotejamento LP 3,2 X 104 0 algodão, girasol, pimentão Gotejamento USP Lagoa anaeróbia + lagoa facultativa LF 105 21 milho e girassol Gotejamento Lagoa anaeróbia + lagoa facultativa + desinfecção (UV, cloro) ED - - UFRN Filtro anaeróbio FAn 3,3 x 10 6 _NR capim, milho, girassol, gergelim, sogro inundação subsuperficial UFV UASB + 3 lagoas de polimento RA 2,7 x 106 13 Brachiaria Inundação LP1 1,2 x 105 0 alface, couve, pimentão, rúcula rega manual LP2 2,3 x 103 0 LP3 5,3x101 0 milho,

feijão rega manual

UNICAMP UASB RA 106- 107 - milho Sulcos UASB + disposição no solo Gramínia Tifton 85 (Cynodon sp.) Inundação (

(b) Controle da exposição humana

Os métodos para minimizar a exposição humana se constituem em medidas que devem ser implementadas pelas autoridades responsáveis pela operação e vigilância dos projetos de reúso e são estabelecidas em função dos grupos de riscos. As principais medidas mitigadoras encontram-se descritas na Tabela 2.18.

Até o momento não existe evidência epidemiológica de que aerossóis originados na irrigação com aspersores impliquem em riscos significativos de infecção para as populações vivendo nas proximidades dos campos irrigados. Entretanto, visando proporcionar uma margem razoável de segurança e de minimizar problemas de odor deve-se manter uma distância mínima de 100 metros entre os campos irrigados e casas e estradas (CUTOLO, 2002).

Blumenthal (1988) ressalta a importância de se adotar medidas que visem à proteção à saúde publica, e, na maioria dos casos, é necessário realizar uma combinação de vários métodos para maior eficiência no combate às enfermidades, no intuito de se bloquear a disseminação de doenças. Estas medidas podem ser agrupadas em quatro categorias:

a) tratamento adequado do esgoto a ser reutilizado; b) restrição dos vegetais a serem cultivados; c) escolha conveniente do método de irrigação;

d) controle sistemático da exposição humana aos esgotos.

Para auxiliar a adoção de medidas de controle, apresenta-se, na Figura 2.2, um diagrama consubstanciado em uma reunião de consultores da Organização Mundial de Saúde - OMS e do Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente - PNUMA, o qual contempla, por meio de cinco circunferências concêntricas, as etapas pelas quais os patógenos passam, desde o esgoto até o consumidor. A faixa em negrito representa o local onde o agente patogênico deve ser bloqueado para que não se constitua em risco aos trabalhadores e consumidores (GIORDANI, 2002).

Figura 2.2 – Modelo generalizado do efeito de diferentes medidas de controle para reduzir os riscos sanitários do aproveitamento de águas residuárias.

Fonte: Blumenthal (1988) e OMS (1989) apud Giordani (2002).

ƒ O uso de esgoto bruto em irrigação sem que sejam tomadas medidas de proteção resulta na contaminação em alto risco de todos os elementos (lavoura, vegetal, trabalhador e consumidor).

ƒ Quando se procede à restrição dos vegetais, os consumidores serão protegidos, visto que os vegetais não são destinados ao consumo humano ou são cozidos antes da ingestão.

ƒ No campo, contemplando o controle da exposição humana, nota-se que tanto trabalhadores quanto consumidores estarão sujeitos a um baixo risco sanitário; isto ocorre devido à baixa garantia de que medidas preconizadas por esta categoria de controle, como uso de roupas especiais aos trabalhadores e controle quimioterapêutico das infecções específicas, sejam atendidas.

ƒ A categoria de tratamento parcial DII, que contempla a remoção inadequada de ovos de helmintos, faz com que permaneça um baixo risco aos trabalhadores e