CLEANER PRODUCTION TOWARDS A SUSTAINABLE TRANSITION

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Avaliao da Aplicabilidade de um Bioensaio de Atividade Estrognica em Amostras de Esgotos Brutos

e Tratados

LOPES, V. R.1 , FRANA, D. D.2 , QUINAGLIA, G. A.2, SATO, M. I. Z.2

1. Universidade de So Paulo Escola de Artes, Cincias e Humanidades, So Paulo

2. CETESB Companhia Ambiental do Estado de So Paulo, So Paulo

* Autor correspondente: tel. 55 11 30918920, lopesv@usp.br

Resumo

Os tratamentos convencionais de tratamento de esgotos podem no remover totalmente os compostos emergentes em seus efluentes tratados. O objetivo do estudo foi avaliar viabilidade do bioensaio de resposta de atividade estrognica em matrizes complexas de estaes de tratamento de esgotos (ETEs) na regio metropolitana de So Paulo. As amostras foram coletas em trs pontos das ETEs, o primeiro na entrada do esgoto bruto, depois do efluente tratado pelo sistema convencional de lodos ativados e por ltimo nos pontos de produo de guas de reuso. Os resultados da primeira amostragem detectou atividade estrognica, demonstrando que a tcnica responde mesmo amostra complexa, mantendo-se a metodologia j anteriormente descrita. Os valores em esgoto bruto de duas ETEs, variaram de 14,66 a 24,41 ngE2equiv.L-1. No esgoto tratado a atividade estrognica foi detectada em menores nveis bastante significativos que variaram de 0,10 ngE2equiv. L-1 a 2,44 ngE2equiv. L-1, sendo que o primeiro resultado no atingiu o limite de quantificao do mtodo. Os resultados estiveram inferiores ao limite de quantificao do mtodo tambm nas amostras de guas de reuso de ambas ETEs. Os resultados podem subsidiar a aplicabilidade do ensaio para avaliao de amostras complexas, que apresentam misturas de compostos emergentes com potencial atividade estrognica que possam atingir e poluir corpos hdricos receptores. As avaliaes de atividade estrognica em guas residuais podem servir para indicar as finalidades de uso destas guas.

Palavras-chaves: Estaes de tratamento de esgoto, atividade estrognica, qualidade das guas, guas de reuso.

1. Introduo

O crescimento populacional nos grandes centros urbanos e o uso intensivo da agricultura geram aumento no consumo de gua e intensificam as fontes de contaminao, as quais colocam em risco o meio ambiente e a sade pblica, que, portanto necessitam ser monitoradas (KOOKANA; WILLIAMS; WALLER, 2007; LUO et al., 2014). Alguns dos maiores problemas no sculo XXI esto relacionados qualidade e quantidade de gua no planeta (UNESCO, 2009).

Este estudo tem como objetivo avaliar a aplicabilidade do bioensaio BLYES (Bioluminescence Yeast Estrogen Screen) quanto atividade estrognica em esgotos bruto, tratado e das guas de reuso visando a proteo dos corpos hdricos receptores e aplicaes de guas de reuso fins diversos. O estudo avalia a remoo de compostos de atividade estrognica nos processos de tratamento por lodos ativados em duas estaes de tratamento de esgoto na regio metropolitana de So Paulo, que operam em escala real.

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1.1. Interferentes Endcrinos

Os interferentes endcrinos so substncias ou misturas presentes em baixas concentraes no ambiente (gL e ngL) capazes de desempenhar disfunes hormonais modificando as respostas naturais (THUNDIYIL, 2007). Isso ocorre porque o receptor hormonal tem elevada afinidade com hormnio especfico natural e alta sensibilidade a ele, e os interferentes endcrinos mimetizam suas aes biolgicas. (HAO et al., 2009).

Kidd et al. (2013), em documento da OMS/UNEP (2013), denominam alguns interferentes endcrinos como falsos persistentes, pois so inseridos ao meio ambiente frequentemente e tm meia vida varivel entre si. So classificados em grupos quanto persistncia ou bioacumulao, alm de outros grupos (KIDD et al., 2013).

Os interferentes endcrinos podem ser classificados pela ao biolgica desencadeada por interaes com receptores hormonais, ou seja, em agonista, quando mimetizam um determinado hormnio estrognico ou andrognico ou em antagonista, quando bloqueiam um hormnio, ligando-se ao seu receptor anti-estrognico ou anti-andrognico.

Os ensaios in vitro so indicados para monitoramento e avaliao da atividade biolgica desses compostos porque empregam mtodos mais simples, mais rpidos e capazes de avaliar maior nmero amostras. Podem ser usados em trabalho inicial de campo na avaliao de guas impactadas por efluentes ou misturas de compostos (SOTO et al., 2006).

Os ensaios in vitro selecionam os compostos que, por afinidade, tenham ligao com o receptor estrognico da clula (CLODE, 2006). Neste estudo utilizado o ensaio BLYES, o qual permite detectar concentraes muito baixas de compostos estrognicos biodisponveis capazes de atingir as clulas e promover modificao celular.

O bioensaio BLYES foi desenvolvido pelo mecanismo de receptor e transmissor de deteco de compostos. A tcnica faz uso da cepa de levedura Sacharomyces cerevisiae contendo um receptor humano de estrognio (hER-) e um plasmdeo de base com elemento de resposta ao estrognio (ERE)-lacZ que reporta a ligao. A levedura modificada por engenharia gentica tem seu crescimento controlado em meio de cultura pela insero de dois marcadores, um de uracila e outro de leucina, que servem como controle seletivo de crescimento. A principal vantagem do ensaio a bioluminescncia, a qual possibilita reduo em uso de reagentes, como a luciferina, representando menores custos, alm de resultados em menor espao de tempo, menos manuseio de amostras e maior sensibilidade que o mtodo colorimtrico.A bioluminescncia ocorre com a ativao de genes fuso bacterianos usando luciferase (luc ou lux) a qual gera um sinal de luz visvel que pode ser facilmente detectado por um luminometro e quantificado em poucas horas (SANSEVERINO et al., 2005).

Os processos de tratamento utilizados nas estaes de esgoto, principalmente os convencionais, podem remover apenas parcialmente os compostos e atingir o meio ambiente, inclusive guas superficiais e subterrneas, em diferentes propores (JARDIM et. al., 2012; CAEDO; LVAREZ; CISNEROS, 2013).

No Brasil muitos estudos foram realizados para avaliar a ocorrncia e remoo de interferentes endcrinos em matrizes de estaes de tratamento de esgoto (AQUINO; BRANDT; CHERNICHARO, 2013). Estudo realizado bacia do rio Atibaia, confirmaram a presena de 17-estradiol, bisfenol-A, colesterol e outros interferentes endcrinos (GHISELLI, 2006; MONTAGNER, 2007; SODR et al., 2007; JARDIM et al., 2012;). Resultados similares foram encontrados em outros mananciais, tais como a bacia do rio Mogi-Guau (LOPES et al., 2010), rio Sorocaba e rio Cotia (JARDIM et al., 2012).

2. Metodologia

Foram selecionadas duas estaes de tratamento de esgotos da Regio Metropolitana de So Paulo que operam em escala real no tratamento de esgotos domsticos urbanos e industriais. Ambas produzem guas de reuso para fins no potveis e so utilizadas pelas indstrias, lavagem de ruas, irrigao de praas etc. As estaes escolhidas so semelhantes quanto aos processos de tratamentos por lodos ativados, mas se diferenciam em dimenso, sendo que a estao 01 recebe esgoto de uma populao de 720 mil habitantes e a estao 02 de 1,4 milho de habitantes.

A estao 01 tem vazo mdia de 0,8 mil litros por segundo. Possui trs pontos de entrada de esgotos, um misto que recebe esgoto domstico e industrial, sendo os outros dois pontos apenas receptores de esgoto domstico. Os trs esgotos misturam-se e recebem os mesmos processos de tratamento. O tratamento realizado por sistema de lodos ativados por alimentao escalonada e em nvel secundrio. O tratamento compreende gradeamento, passagem em caixas de areia, decantadores

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primrios, tanques de aerao e decantadores secundrios. A estao 02 tem vazo de 1,9 mil litros por segundo. O sistema de tratamento na fase lquida

inclui processos de gradeamento mecanizada, passagem em caixas de areia, decantadores primrios, tanques de aerao e decantadores secundrios (SABESP, 2014).

Para este estudo, as coletas foram realizadas nos pontos de entrada de esgotos domsticos brutos, esgotos tratados e guas de reuso das duas estaes, estas ltimas submetidas ao tratamento complementar de clorao e filtrao As coletas foram realizadas em ausncia de chuvas nas ltimas 24 horas precedentes s coletas. As amostras foram pontuais, no volume de 1 litro, coletadas em frascos mbar submetidos a uma lavagem especial. Aps as coleta do esgoto mediu-se o pH e temperatura das amostras, com uso equipamento porttil com funo para estas duas medidas. As amostras foram transportadas sob refrigerao e reservadas no laboratrio em refrigerador a 4oC.

A parte experimental de laboratrio consistiu-se em trs etapas, necessariamente na seguinte ordem: filtrao das amostras; extrao de fase slida e o bioensaio BLYES.

A filtrao tem por finalidade selecionar os compostos solubilizados e disponveis em gua. As amostras foram filtradas no mesmo dia, sob condies de presso em membranas AP20 de fibra de vidro, de 0,8 a 8m de porosidade e posteriormente filtradas em membrana de acetato de celulose de 0,45m de porosidade. O produto dessa etapa foi a frao dissolvida da amostra. Aps a filtrao, os analitos foram extrados em fase slida (SPE - solid phase extraction). O cartucho indicado para extrao dos compostos de interesse foi da marca OASIS HLB (balano hidro-lipoflico), fabricante Waters, com capacidade extratora para um lit