AVALIAÇÃO DO USO DA RADIAÇÃO SOLAR PARA TRATAMENTO DA ÁGUA DA CHUVA EVALUATION OF THE USE SOLAR RADIATION FOR THE RAINWATER TREATMENT

(1)

De 23 a 27 de abril de 2018. Ciência & Tecnologia: Fatec-JB, Jaboticabal, v. 10, p. 119-123, 2018. Suplemento.

AVALIAÇÃO DO USO DA RADIAÇÃO SOLAR PARA

TRATAMENTO DA ÁGUA DA CHUVA

EVALUATION OF THE USE SOLAR RADIATION FOR THE

RAINWATER TREATMENT

Luis Henrique dos Reis Menêzes⁽¹⁾ Arthur Godoy Cottas⁽²⁾ Jacqueline Rego Da Silva Rodrigues⁽³⁾

Resumo

Apesar da água ser um recurso natural indispensável à vida, parte da população brasileira não tem acesso a ela, e às vezes, quando possui, encontra-se fora dos padrões de qualidade recomendados pelo Ministério da Saúde. O uso da água da chuva pode amenizar essa escassez. Entretanto, o consumo desse recurso sem tratamento pode estar associado a diversos problemas de saúde. O objetivo desse trabalho foi avaliar as características de potabilidade após a incidência da radiação solar na água armazenada em garrafas PET previamente esterilizadas. Para a caracterização da água coletada foram realizadas análises físico-químicas e microbiológicas, antes e depois do processo de desinfecção por radiação UV. Os resultados mostraram-se dentro dos padrões de potabilidade quanto aos parâmetros físico-químicos mesmo antes do tratamento e os resultados após a desinfecção mostraram-se eficazes.

Palavras-chave: Desinfecção. Radiação. Tratamento de água.

Abstract

Water is a natural resource essential for life, which part of the brazilian population doesn’t have access, and sometimes it does not fulfill quality standards recommended by the Ministério da Sáude. The use of rainwater can ease this scarcity. However, the consumption of this untreated resource may be associated with several health problems. The aim of this study is to evaluate the potability characteristics after the incidence of solar radiation in rainwater stored in previously sterilized PET bottles. For the characterization of the collected water physico-chemical and microbiological analyzes were conducted, before and after UV disinfection process. The results for the samples were effective.

Keywords: disinfection. Uv radiation. Watertreatment

1Mestrando em Engenharia Química pela Faculdade de Engenharia Química da Universidade Federal de Uberlândia. Eng. Químico. Endereço eletrônico: hrmluis@gmail.com .

2Mestrando em Engenharia Química pela Universidade Federal de Uberlândia. Eng. Química. Endereço eletrônico: arthgodoy@hotmail.com

3Doutora em Engenharia Química pela Universidade Estadual de Campinas. Docente da Universidade Federal de Sergipe. Eng. Química. Endereço eletrônico: jrodrigues@ufs.br

(2)

1 Introdução

O consumo de água potável é essencial para a sobrevivência dos seres humanos. Em algumas regiões do Brasil além do problema da escassez, há também, falta de qualidade na água para consumo humano, que precisa apresentar a qualidade de potabilidade, ou seja, deve ser tratada, limpa e estar livre de qualquer contaminação, seja esta de origem microbiológica, química, física ou radioativa, não oferecendo riscos à saúde (AZEVEDO NETO, 1990).

A ideia do uso da energia solar para desinfecção de águas surge para utilização, por exemplo, nas áreas rurais do sertão nordestino, possibilitando a desinfecção de águas captadas em poços ou das chuvas cujas características físicas e químicas podem ser adequadas ao consumo humano, mas biologicamente não (SOUZA, 2000).

O método de desinfecção por radiação UV transfere energia eletromagnética dos raios solares para um organismo com material genético (DNA e RNA), penetrando na parede celular e destruindo toda a capacidade reprodutora dos microrganismos. (BERWICK & KESLER, 2005).

O objetivo do trabalho foi avaliar as características de potabilidade da água após a incidência da radiação solar em água de chuva, a fim de verificar a eficiência da radiação solar para o tratamento da água da chuva, para ser usada para consumo humano.

2 Material e Métodos

As coletas da água da chuva foram realizadas nos meses de maio e julho do ano de 2015 na cidade de São Cristóvão no interior do estado de Sergipe, por drenagem dos telhados após os 10 primeiros minutos de precipitação. As amostras foram distribuídas em garrafas PET (incolores) esterilizadas previamente. Em seguida, foram deixadas sob a incidência da radiação solar por um período de aproximadamente 48 horas. As análises para caracterização físico-química e microbiológica foram realizadas nos laboratórios do Departamento de Engenharia Química da Universidade Federal de Sergipe, antes e depois da exposição solar.

Na Tabela 1, encontram-se as respectivas referências para as análises físico-químicas realizadas.

Tabela 1: Referências metodológicas para determinação de parâmetros físico-químicos da água.

Análise Metodologia

Colorimetria (HONGVE; ÅKESSON, 1996)

Dureza Total (TSOGAS; GIOKAS; VLESSIDIS, 2010)

Acalinidade Total (SOMRIDHIVEJ; BOYD, 2016)

(3)

Ferro Total (HARVEY; SMART; AMIS, 1955)

Além destas, realizou-se determinação de turbidez: pelo método nefelométrico através do turbidímetro e pH por leitura direta no pHmetro. Nos exames microbiológicos da água, foram feitas contagens de mesófilos aeróbicos e de coliformes termotolerantes, pelos métodos estabelecidos pela FUNASA no manual prático de análise da água.

3 Resultados e Discussão

Na Tabela 2 estão apresentados os valores médios e o desvio padrão dos parâmetros físico-químicos das amostras de água da chuva nos dois diferentes períodos do ano e os valores máximos permitidos (VMP) pela Portaria nº 2914 do Ministério da Saúde.

Tabela 2 - Valores médios ± desvio padrão de parâmetros físico-químicos das águas de chuva e comparação com a Portaria 2914 do MS.

Parâmetros VMP Amostra Maio Amostra Julho

pH 6,0-9,5 6,361 ± 0,056 6,481 ± 0,049

Cor (uC) 15 2,510 ± 0,025 2,452 ± 0,042

Dureza Total (mg/L) 500 14,323 ± 2,082 13,673 ± 2,082

Turbidez (NTU) 5,0 0,367 ± 0,006 0,323 ± 0,025

Ferro Total (mg/L) 0,3 0,049 ± 0,003 0,055 ± 0,007

Alcalinidade Total (mg/L) - 5,932 ± 0,401 6,632 ± 0,852

Todos os parâmetros apresentados na Tabela 2 encontram-se dentro do estipulado pelo Ministério da Saúde na Portaria nº 2914. A alcalinidade não faz parte dos parâmetros de potabilidade, mas em níveis elevados, pode trazer sabor desagradável, e junto ao pH comprava-se que os carbonatos presentes estão em equilibro, em vista que, a água ácida é corrosiva e a alcalina é incrustante (SILVA e SILVA, 2007).

Nas Tabelas 3, 4 e 5 estão apresentados os resultados das análises bacteriológicas, que foram realizadas antes e depois do tratamento da água por radiação UV.

Tabela 3 - Resultados da análise microbiológica das águas de chuva antes e depois da desinfecção.

Parâmetros (NPM/100mL) AM - A AM -D AJ -A AJ - D

Coliformes Totais 1,1x10² 2 0,7 x10² 2

Coliformes Termotolerantes 0,7x10² 2 0,2 x10² 2

AM-A: Amostra de Maio Antes da Radiação; AM-D: Amostra de Maio Depois da Radiação; AJ-A: Amostra de Julho Antes da Radiação; AM-D: Amostra de Julho Depois da Radiação.

(4)

Para a água estar dentro dos padrões de potabilidade estabelecidos pelo Ministério da Saúde, não deve haver presença de coliformes totais (bactérias na forma de bastonetes gram- negativos, aeróbios ou anaeróbios). Na avaliação das amostras de água de chuva nota-se a presença de coliformes totais e de coliformes termotolerantes (E. coli). Após o tratamento, todas as amostras da água de chuva apresentaram valores menores que 2 NPM/100 mL que são inferiores aos números antes do tratamento, evidenciando a eficiência deste.

Na Tabela 4 estão expostos os resultados da contagem microbiológica antes da radiação e nota-se a presença de coliformes totais e termotolerantes nas águas de chuva. Nas diluições propostas foi inviável a contagem de coliformes nas amostras de maio, demonstrando uma elevada presença destes.

Tabela 4 - Resultados da contagem microbiológica das águas de chuva nas 3 diluições: diluição 1 (1), diluição 2 (1:10) e na diluição 3 (1:100).

Parâmetros (UFC/mL) Chuva Maio Chuva Julho

1 2 3 1 2 3

Mesófilos aeróbios >800 >60 >8 >300 >70 0>

Coliformes - - - 60 1 0

Na Tabela 5 estão expressos os resultados após a desinfecção com radiação UV. Nas águas da chuva dos dois meses não foi detectado o crescimento de coliformes, o que demonstra que a inativação de tais microrganismos foi eficiente, e dentro dos padrões estabelecidos pela Portaria nº 2914 do Ministério da Saúde.

Tabela 5 - Resultados da contagem microbiológica das águas de chuva após incidência de radiação solar, nas 3 diluições: diluição 1 (1), diluição 2 (1:10) e na diluição 3 (1:100).

Parâmetros (UFC/mL) Chuva Maio Chuva Julho

1 2 3 1 2 3

Mesófilos aeróbios 34 3 0 40 4 0

Coliformes 0 0 0 0 0 0

4 Conclusões

Através das análises físico-químicas realizadas antes da radiação foi possível avaliar as características das águas das chuvas coletadas nos meses de maio e julho de 2015 na cidade de São Cristóvão (SE) e verificou-se que as águas apresentaram estes parâmetros em conformidade à Portaria nº 2914 do Ministério da Saúde, o que se pode inferir que os

(5)

poluentes atmosféricos não são capazes de interferir negativamente nos parâmetros físico- químicos da água.

O uso da técnica de desinfecção com radiação solar em águas da chuva para as comunidades carentes que não têm acesso ao abastecimento de água por estações de tratamento pode ser uma saída; já que houve uma redução total dos coliformes, o que pode diminuir a incidência de doenças relacionadas aos mesmos.

5 Agradecimentos/ Apoio financeiro

Os autores agradecem ao laboratório de Química Industrial e ao laboratório de Bioquímica Industrial, do departamento de Engenharia Química da UFS.

Referências

AZEVEDO NETTO. Captação de Águas Subterrâneas – CETESB/SP, 1990.

BERWICK M & KESLER D. Ultraviolet radiation exposure, vitamina D, and cancer. Photochem. Photobiol. 2005.

FÁTIMA, S. DE et al. CONDIÇÕES DE POTABILIDADE DA ÁGUA CONSUMIDA PELA POPULAÇÃO DE ABAETETUBA-PARÁ. REA – Revista de estudos ambientais, v. 12, p. 50–62, 2010.

HARVEY, A. E.; SMART, J. A.; AMIS, E. S. Simultaneous Spectrophotometric

Determination of Iron(II) and Total Iron with 1,10-Phenanthroline. Analytical Chemistry, v. 27, n. 1, p. 26–29, 1955.

HONGVE, D.; ÅKESSON, G. Spectrophotometric determination of water colour in hazen units. Water Research, v. 30, n. 11, p. 2771–2775, 1996.

SOMRIDHIVEJ, B.; BOYD, C. E. An assessment of factors affecting the reliability of total alkalinity measurements. Aquaculture, v. 459, p. 99–109, 2016.

TSOGAS, G. Z.; GIOKAS, D. L.; VLESSIDIS, A. G. A fast assay of water hardness ions based on alkaline earth metal induced coacervation (HALC). Talanta, v. 80, n. 5, p. 2049– 2056, 2010.

SILVA, M. L.; SILVA, M. S. R. Perfil da qualidade das águas subterrâneas de Manaus. Holos Environment, v.7, n.1,p.1-15. 2007.

SILVA, S. C., A Desinfecção Solar da Água Como Alternativa de Convivência Com o Semi- Árido: Avaliação da Técnica SODIS no Município de Senhor do Bonfim, Bahia. Monografia (Universidade do Estado da Bahia) - Campus VII, Senhor do Bonfim, Bahia, p. 24, 2006.