XXVII Congresso Interamericano de Engenharia Sanitária e Ambiental

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III-067 - MICRORGANISMOS DE INTERESSE EM SAÚDE PÚBLICA

PESQUISADOS EM PERCOLADO DE ATERRO SANITÁRIO DE

CODISPOSIÇÃO DE RESÍDUOS SÓLIDOS DE SERVIÇO DE SAÚDE COM

RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS

Francisco Ricardo Andrade Bidone(1)

Professor adjunto do Instituto de Pesquisas Hidráulicas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Engenheiro Civil pela PUC/RS. Mestre em Engenharia de Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental pelo Instituto de Pesquisas Hidráulicas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul - IPH/UFRGS. Doutor em Engenharia Civil, área de Concentração Hidráulica e Saneamento pela Escola de Engenharia de São Carlos/USP.

Luciane Felipe de Souza (foto)

Engenheira Química pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS. Mestre em Engenharia de Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental pelo Programa de

Pós-graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental do Instituto de Pesquisas Hidráulicas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul - IPH/UFRGS. Doutoranda em Engenharia de Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental pelo Programa de Pós-graduação em Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental do Instituto de Pesquisas Hidráulicas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul -IPH/UFRGS.

Rosane Maia Machado

Médica Veterinária pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul, UFRGS. Mestre em Patologia pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. Coordenadora da Divisão de Prestação de Serviços da Fundação Estadual de Pesquisa Agropecuária, FEPAGRO/RS. Responsável pelo Laboratório de Patologia de Ruminantes do Centro de Pesquisas Veterinárias Desidério Finamor, CPVDF

Endereço(1): Rua Martim Afonso, 268 - Bairro Santo Antônio - Porto Alegre - RS - CEP: 90660-210 - Brasil - Tel.:

(51) 339-1185 - e-mail: bidone@if.ufrgs.br

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RESUMO

A codisposição de RSSS com RSU foi implementada a partir da montagem de seis células, dispostas lado a lado, de base inferior 2 x 3 m, base superior 7 x 8 m e profundidade 2,5 m. Cada célula recebeu, nesta ordem, cobertura de BIDIM 400, PEAD 2 mm e BIDIM 180. A saída de efluentes líquidos e gasosos de cada célula é conduzida através de tubos hidráulicos de DN 40 mm, possuindo estes comunicação entre si, em cada célula. Os tubos de saída de gás receberam, ao seu redor, 4 furos (4 mm), distando 5 cm, ao longo de 2,5 m, medida correspondente à profundidade da célula. Os tubos de drenagem do percolado, dispostos horizontalmente, receberam três furos (4 mm), em sua face superior, a cada 5 cm, ao longo dos 3 m do fundo da célula. Os tubos de drenagem de gás e de líquido foram revestidos com BIDIM 400 nas regiões perfuradas para impedir a obstrução dos orifícios. As células foram identificadas de C1 a C6. Sua diferença consistiu nas percentagens de RSSS/RSU que foram utilizadas em seu preenchimento. De C1 a C6, as percentagens de RSU e RSSS foram, respectivamente, (100% e 0%), (95% e 5%), (75% e 25%),(50% e 50%),(25% e 75%) e (0% e 100%). Depois de preenchidas com resíduo, as células receberam uma camada de argila compactável de 60 cm. Além de variáveis físico-químicas como pH, foi pesquisada a presença de coliformes fecais, coliformes totais, Clostridium perfringens e mesófilos hemolíticos, como microrganismos indicadores de poluição no percolado das células, através do isolamento em meios de cultura seletivos e diferenciais. Foram realizadas dez coletas para microrganismos em um período de aproximadamente 450 dias. Desde o início da pesquisa, a presença e a quantidade dos microrganismos variou no tempo e para as células, verificando-se tendência de redução do número de unidades formadoras de colônia (UFC/mL) ao longo do tempo e a ausência de todos microrganismos indicadores de poluição ao final deste período.

PALAVRAS-CHAVE: Coliforme Fecal, Coliforme Total, Clostridium perfringens, Mesófilos Hemolíticos,

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INTRODUÇÃO

Uma das decorrências da atividade do homem é a geração de resíduos sólidos a qual demanda soluções técnicas ambientalmente sustentáveis de coleta, tratamento e disposição final.

A disponibilidade de espaço físico, a cultura e a tecnologia disponível em cada região ou país determinam as soluções adotadas para contornar os problemas relativos à destinação dos resíduos sólidos urbanos e de serviço de saúde. Entretanto qualquer solução imaginável acarretará algum tipo de inconveniente, como por exemplo a ocupação de espaço para a construção de aterro sanitário ou a poluição atmosférica oriunda da incineração.

Alternativas a fim de implementar tecnologias capazes de minimizar os danos causados ao homem e à natureza têm sido estudadas. Tratando-se de RSSS, a cidade de Porto Alegre, bem como a maioria das cidades brasileiras que possuem aterros sanitários, vêem-se obrigadas a codispor estes com RSU.

O ser humano está constantemente em contato com microrganismos: comensais inofensivos e patogênicos. Entende-se por patogenicidade a capacidade que possui um microrganismo em causar doença. Sob o ponto de vista dos teores de matéria orgânica e umidade, os resíduos sólidos constituem condições de alimento e abrigo, assegurando a reprodução de microrganismos.

O método de exame bacteriológico eleito foi o mesmo indicado para águas o qual é baseado na presença de microrganismos indicadores da possibilidade da presença de microrganismos patogênicos, recomendado por Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. O termo microrganismos indicadores refere-se a um tipo de microrganismo cuja presença evidencia a presença de matéria fecal de origem humana ou de outros animais de sangue quente. Este tipo de poluição indica que qualquer microrganismo patogênico que ocorra no trato intestinal desses animais pode estar presente.

Dessa forma, este estudo aparece como uma ligação importante entre a engenharia e a medicina, visto que poucos são os estudos que consideram os efeitos do lançamento de microrganismos patogênicos no ambiente natural.

Este trabalho foi executado com o apoio do Departamento Municipal de Limpeza Urbana – DMLU, de Porto Alegre e da Fundação Estadual de Pesquisa Agropecuária, através do seu Centro de Pesquisas Veterinárias Desidério Finamor.

MATERIAIS E MÉTODOS

A estrutura física do experimento descrito neste trabalho foi montada na cidade de Porto Alegre, no Aterro Sanitário Zona Norte, situado na Av. Sérgio Dietrich /sn, nos fundos do Hipermercado BIG da Av. Sertório. As células experimentais foram escavadas sobre a Célula 4 deste aterro. Este local foi escolhido pela facilidade de acesso e pelo pequeno número de pessoas que circulam no aterro.

Foram construídas 6 células, C1, C2, C3, C4, C5 e C6, de mesmas dimensões e características de montagem para codisposição de RSSS e RSU que procuraram simular, o mais perfeitamente possível, as condições existentes em células reais de aterro sanitário. As células foram construídas à intempérie, recebendo portanto a parcela de líquido relativa à infiltração das chuvas da região. Foram construídos drenos para o líquido percolado/lixiviado e para o gás. Tais drenos possuem comunicação entre si em cada célula. As dimensões das seis células que compuseram o experimento foram: Base inferior: 2,0 x 3,0 m Base superior: 7,0 x 8,0 m Profundidade: 2,5 m Volume: 70 m3

A montagem das células teve duração de aproximadamente dois meses, desde a escavação até seu preenchimento com lixo. A tarefa poderia ser realizada em menor período de tempo, mas a grande incidência de chuvas dificultou os trabalhos. As atividades tiveram início em 22 de março de 1999 e se completaram em 25 de maio do mesmo ano, perfazendo dois meses para a etapa de montagem. As massas de resíduo e as respectivas percentagens mássicas que compuseram as células são apresentadas na Tabela 2.1.

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Tabela 1 – Massas de resíduos sólidos e respectivas percentagens mássicas nas células.

Denominação Massa RSU (kg) Massa RSSS (kg) % RSU %RSSS

C1 (branco p/ RSU) 54840 - 100,0 0,0 C2 33800 2000 94,4 5,6 C3 17430 5800 75,0 25,0 C4 11390 11390 50,0 50,0 C5 4310 12910 25,0 75,0 C6 (branco p/ RSSS) - 26220 0,0 100,0

ETAPAS DE MONTAGEM DAS CÉLULAS

• Levantamento planialtimétrico da Célula 4

• Escavação de células e valas /

• Colocação de areia para assentamento dos drenos

• Instalação de drenos de percolado nas células

• Recolocação de lixo nas valas

• Colocação de BIDIM 400 nas células

• Colocação de manta PEAD nas células

• Colocação de BIDIM 180 nas células

• Colocação de camada de brita nas células

• Colocação de drenos de gás nas células

• Colocação da mistura de lixo nas células

ANÁLISES MICROBIOLÓGICAS

As análises microbiológica foram realizadas na Fundação Estadual de Pesquisa Agropecuária - FEPAGRO no Laboratório de Patologia de Ruminantes do Centro de Pesquisas Veterinárias Desidério Finamor – CPVDF.

Devido às facilidades do laboratório foram escolhidos os seguintes microrganismos indicadores: coliformes totais, coliformes fecais, mesófilos hemolíticos e Clostridium perfringens

A metodologia empregada nas análises microbiológicas seguiu as recomendações de Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (1995), e os meios de cultura de eleição foram os abaixo descritos, devido ao fato de já estarem incluídos na rotina do laboratório para análise de água potável.

Na avaliação da presença de coliformes totais e fecais foi utilizado o método presuntivo dos Números Mais Prováveis, e os meios de cultura foram o caldo lactosado com indicador de produção de gás (tubo de Duram) incubado a 37ºC por 24-48 horas para os coliformes totais e caldo Verde Brilhante e Bile com indicador de produção de gás (tubo de Duran) incubado a 44ºC por 24-48 horas.

Para a verificação da presença de bactérias mesófilas hemolíticas o meio de cultura utilizado foi o Agar Sangue de Carneiro à 10%, incubado à 37ºC por 24 horas.

A presença de Clostridium perfringens foi conferida em meio de Tarozzi com selo de parafina sólida, após a inoculação, aquecido em banho-maria à 100 ºC, durante 10 min, e após incubado à 37ºC por 24 horas.

RESULTADOS

Pode-se verificar nas Tabelas 1 e 2 e na Figura 1 que a multiplicação e viabilidade dos microrganismos indicadores, coliformes fecais, coliformes totais, mesófilos hemolíticos e Clostridium perfringens, dentro das células, obedeceu à curva de crescimento de microrganismos unicelulares em um sistema fechado em todas as suas fases, onde se pode observar os valores de um número de células viáveis no tempo.

As curvas mostraram quatro fases distintas: inicialmente, parece não haver crescimento em termos do aumento do número de células, caracterizando a fase lag, momento em que há recuperação de danos celulares e sintetização de enzimas para o desencadeamento da próxima fase, em que há a multiplicação em crescimento balanceado, denominada fase logarítmica ou exponencial (fase log). Segue-se então uma fase

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estacionária e, finalmente, quando os nutrientes do sistema se esgotam, e os metabólitos microbianos tornam o meio tóxico, desencadeia-se a fase de declínio ou de morte dos microrganismos.

Tabela 1 – Resultados quantitativos para os microrganismos aeróbicos presentes no percolado das células.

Tempo (dias) Microrganismos C1 C2 C3 C4 C5 C6

14 Mesófilos hemolíticos Coliformes totais (NMP/mL) Coliformes fecais (NMP/mL) 0 0 0 >3.104 9,1.101 3,6.101 >3.104 0 0 1,2.101 3,6.101 0 >3.104 0 0 0 4.104 0 41 Mesófilos hemolíticos Coliformes totais (NMP/mL) Coliformes fecais (NMP/mL) 0 3,6.101 0 0 6,1.101 0 0 7,3.101 3,6.101 >3.104 9,1.101 0 0 7,2.101 0 0 6,2.101 0 73 Mesófilos hemolíticos Coliformes totais (NMP/mL) Coliformes fecais (NMP/mL) 1,2.103 3,0.101 3,0.101 1,2.103 3,0.101 3,0.101 7,0.102 1,1.103 3,0.101 4,4.102 9,3.101 0 0 1,5.103 0 0 9,1.101 0 111 Mesófilos hemolíticos Coliformes totais (NMP/mL) Coliformes fecais (NMP/mL) 0 2,7.102 3,0.101 0 6,1.101 0 0 1,4.102 7,0.101 1,5.102 7,2.101 0 0 1,5.103 0 0 4,3.103 0 133 Mesófilos hemolíticos Coliformes totais (NMP/mL) Coliformes fecais (NMP/mL) 2,0.102 4,3.103 3,0.101 2,0.101 1,1.102 3,6.101 1,0.102 0 0 1,4.103 3,5.102 9,1.101 1,0.102 7,2.101 0 0 4,9.103 0 202 Mesófilos hemolíticos Coliformes totais (NMP/mL) Coliformes fecais (NMP/mL) 0 4,4.103 0 1,0.102 2,1.103 3,6.101 0 0 0 2,6.103 3,5.102 0 0 1,9.102 0 8,0.100 4,6.103 0 300 Mesófilos hemolíticos Coliformes totais (NMP/mL) Coliformes fecais (NMP/mL) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3,6.101 3,0.100 0 0 0 0 3,6.101 3,0.100 337 Mesófilos hemolíticos Coliformes totais (NMP/mL) Coliformes fecais (NMP/mL) 1,0.101 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1,0.100 0 0 442 Mesófilos hemolíticos Coliformes totais (NMP/mL) Coliformes fecais (NMP/mL) 1,0.100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 449 Mesófilos hemolíticos Coliformes totais (NMP/mL) Coliformes fecais (NMP/mL) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Tabela 2 – Verificação da presença de Clostridium perfringens no percolado das células.

Tempo (dias) C1 C2 C3 C4 C5 C6 14 + + + + + + 41 - + + - + + 73 + + + + + + 111 - - - + - -133 + + - + - + 202 - - + - - + 300 -

-

-337 -

-

-442 -

-

-449 -

-

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-Legenda: presença + ausência

-Figura 1: Curvas de crescimento para coliformes totais das células C1 (100% RSU), C2 (50% RSU – 50% RSSS) e C6 (100% RSSS).

Figura 2: pH do percolado das células.

De forma similar à Figura 1, podem ser construídos gráficos para coliformes fecais e mesófilos hemolíticos. Em todos os casos, houve aumento da população ao redor do dia 200. Analisando-se a Figura 2, percebe-se que, nesse momento, começa a ocorrer uma elevação dos valores de pH para a faixa neutra, sendo essa uma situação favorável ao crescimento dos microrganismos analisados. Há ainda a considerar que as concentrações máximas situam-se na faixa de 103, valor significativamente baixo para coliformes totais.

CONCLUSÕES

A codisposição de RSSS com RSU é viável, tendo em vista os baixos valores obtidos para os microrganismos analisados.

O período mínimo para que se esgotem os nutrientes disponíveis ao crescimento microbiano é de aproximadamente 350 dias.

Verifica-se que, embora tenha havido um crescimento no número de microrganismos ao redor do dia 200, este leva a concentrações extremamente baixas, inferiores inclusive aos padrões exigidos no polimento de esgotos domésticos, quando tratados secundariamente.

NMP de UFC/mL de coliformes totais na célula C1

-1000 0 1000 2000 3000 4000 5000 0 100 200 300 400 Tempo (dias) NM P d e UF C/ m L

0 50 100 150 200 250 300 350 400 0 100 200 300 400 Tempo (dias) NM P d e UF C/ m L

-1000 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 0 100 200 300 400 Tempo (dias) NM P d e UF C/ m L 3 ,0 4 ,0 5 ,0 6 ,0 7 ,0 8 ,0 9 ,0 0 2 9 6 4 9 2 1 3 2 1 6 2 1 9 7 2 3 3 2 6 0 2 8 9 3 1 6 3 4 4 3 9 3 4 4 2 T e m p o (d ia s ) pH C 1 C 2 C 3 C 4 C 5 C 6

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. PELCZAR, M. J.; CHAN, E. C. S.; KRIEG, N. R.. Microbiologia Conceitos e Aplicações. 2 ed., São Paulo. MAKRON BOOKS V1 E V2, 1996.

2. RODRIGUES, E. A. C. et al. Infecções Hospitalares Prevenção e Controle. São Paulo. SARVIER. 669 p. 1997.

3. STANDARD METHODS FOR THE EXAMINATION OF WATER AND WASTEWATER. 1995. 19 ed. Washington: American Public Health Association; American Water Works Association; Water Environment Federation. Editor: Eaton, Andrew O.; Clesceri, Lenore S.; Greenberg, Arnold E.

4. UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL – INSTITUTO DE PESQUISAS HIDRÁULICAS. 1998. Subprojeto 1 – Codisposição de Resíduos Sólidos de Serviço de Saúde com

Resíduos Sólidos Urbanos (Projeto de pesquisa do Edital 02/97 do PROSAB - Tema III). Porto Alegre:

UFRGS-IPH.

5. UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL – INSTITUTO DE PESQUISAS HIDRÁULICAS. 1999. Subprojeto 1 – Codisposição de Resíduos Sólidos de Serviço de Saúde com

Resíduos Sólidos Urbanos (Relatório parcial de atividades do projeto de pesquisa do Edital 02/97 do