II-186 – ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DE SÓLIDOS … · 2001-08-13 · UFMG. Bolsista DTI do PROSAB. Carlos Augusto de Lemos Chernicharo(1) Engenheiro Civil e Sanitarista. Doutor em

21º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental

ABES – TrabalhosTécnicos 1

II-186 – ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DE SÓLIDOS SEDIMENTÁVEIS NACONTAGEM DE OVOS DE HELMINTOS PELO MÉTODO DE BAILENGER

MODIFICADO

Adriana Molina ZerbiniBióloga pela PUC/MG. Mestre em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos pelaUFMG. Bolsista DTI do PROSAB.Carlos Augusto de Lemos Chernicharo (1)

Engenheiro Civil e Sanitarista. Doutor em Engenharia Ambiental pela Universidade deNewcastle upon Tyne –UK. Professor Adjunto do Departamento de Engenharia Sanitária eAmbiental da UFMG.

Endereço(1): Av. do Contorno , 842/701 - Centro – 30110-060 - Belo Horizonte – MG Tel: (31) 3238 1020 –Fax : (31) 3238 1879 – e-mail: [email protected]

RESUMO

No presente trabalho, buscou-se avaliar a existência de alguma correlação entre os teores de sólidossedimentáveis e as quantidades de ovos de helmintos em amostras de esgotos brutos e tratados. O trabalho foidesenvolvido em 2 fases: na fase 1 o sistema era constituído de um reator anaeróbio (em escala real),enquanto na fase 2 o sistema passou a ser constituído de um reator anaeróbio compartimentado (em escala dedemonstração). As unidades objeto da presente pesquisa foram implantadas junto à ETE Nova Vista, nacidade de Itabira/MG. Pelos resultados obtidos, as amostras de esgoto bruto (AUASB) apresentaram valoresmáximo e mínimo de sólidos sedimentáveis de 14,0 e 0,8 mL/L, respectivamente, com média geral igual a 6,2mL/L. As contagens de ovos de helmintos no esgoto bruto variaram entre 0 e 133 ovos/L, com média de 39,5ovos/L. No efluente do reator UASB (EUASB) os valores de sólidos sedimentáveis variaram entre 0,1 e 3,5mL/L, com média igual a 1,0 mL/L. As contagens de ovos de helmintos no efluente anaeróbio estiveram entre2 e 39 ovos/L, com média igual a 12,9 ovos/L. Para os teores de sólidos sedimentáveis encontrados nopresente estudo, na faixa de 0,8 a 14 mL/L, não foi identificada uma correlação clara entre esse parâmetro e ascontagens de ovos de helmintos. Nesse sentido, pode-se afirmar que o método de BAILENGER (1979)modificado por (AYRES & MARA, 1996) apresentou-se muito favorável à identificação e contagem de ovosde helmintos em amostras de esgoto bruto e efluente tratado, indicando que os procedimentos desse métodofavorecem a separação dos ovos, da camada de detritos e gorduras, possibilitando assim a sua análise.

PALAVRAS-CHAVE: Ovos de helmintos, sólidos sedimentáveis, método de Bailenger

INTRODUÇÃO

A presença de sólidos sedimentáveis em excesso pode interferir nas análises de identificação e quantificaçãode ovos de helmintos, uma vez que esses sólidos conferem uma coloração escura à amostra e dificultam avisualização microscópica. Alguns estudos, como o desenvolvido por CRISPIM (1994) e CRISPIM et al.(1995) com a finalidade de se avaliar a taxa de recuperação de ovos de helmintos em volumes variados desólidos sedimentáveis, foi observado que o percentual de recuperação de ovos de helmintos diminui a medidaem que se aumenta o valor de sólidos sedimentáveis nas amostras.

No presente trabalho, buscou-se avaliar a existência de alguma correlação entre os teores de sólidossedimentáveis e as quantidades de ovos de helmintos nas amostras correspondentes. Dessa forma, para asamostras com elevados teores de sólidos sedimentáveis, seriam supostamente esperadas baixas contagens deovos de helmintos, devido às possíveis interferências dos sólidos, não separados durante o preparo da amostra,que dificultariam a visualização microscópica dos ovos de helmintos.

O trabalho foi desenvolvido em 2 fases, objetivando-se avaliar a interferência dos sólidos sedimentáveis nascontagens de ovos de helmintos presentes em amostras de esgotos brutos e tratados, originadas de um sistemade tratamento de esgotos domésticos. Na fase 1, o sistema era constituído de um reator anaeróbio (em escala


ABES – TrabalhosTécnicos2

real), enquanto na fase 2 o sistema passou a ser constituído de um reator anaeróbio (em escala dedemonstração).

MATERIAL E MÉTODOS

APARATO EXPERIMENTAL

As unidades objeto da presente pesquisa foram implantadas junto à ETE Nova Vista, na cidade de Itabira/MG,fruto de um convênio firmado entre o DESA/UFMG e o Serviço Autônomo de Água e Esgoto (SAAE) deItabira, dentro do Programa de Pesquisa em Saneamento Básico (PROSAB).Os esgotos afluentes à ETE Nova Vista, antes de serem encaminhados às unidades experimentais, passavaminicialmente pela etapa de tratamento preliminar (gradeamento e caixa de areia), conforme ilustrado nasFiguras 1 e 2.

Figura 1 – Tratamento Preliminar(Gradeamento)

Figura 2 – Tratamento Preliminar(Caixa de Areia)

Na fase 1 da pesquisa, a unidade de tratamento foi constituída de um reator anaeróbio em escala real, de formatronco-cônica invertida, com um volume de 477 m3, conforme ilustrado na Figura 3. Nessa fase da pesquisa, asamostras de esgoto bruto foram coletadas em um ponto localizado a jusante da caixa de areia, enquanto asamostras de esgoto tratado foram tomadas junto ao canal do efluente do reator anaeróbio.

Na fase 2, foram realizadas algumas modificações no sistema de tratamento de esgotos, com a substituição doreator em escala real por um reator em escala de demonstração (reator UASB compartimentado), com umvolume de 9m3 (ver Figura 4). Nesta fase, as amostras de esgoto bruto foram coletadas após a estaçãoelevatória de esgotos, junto à caixa de entrada do reator UASB compartimentado. As amostras de esgototratado foram colhidas junto a uma caixa que recolhia o efluente do reator.

Tanto o reator em escala real quanto o reator em escala de demonstração foram operados em regime hidráulicotransiente, ou seja, com vazões variáveis ao longo do dia.



Figura 3 – Vista do reator anaeróbio em escala realda ETE Nova Vista (fase 1)

Figura 4 – Vista do reator UASBcompartimentado em escala piloto (fase 2)

MONITORAMENTO DAS UNIDADES DE TRATAMENTO

O monitoramento das unidades de tratamento se estendeu de 08/1997 a 04/1998 (fase 1) e de 04/2000 a07/2000 (fase 2), sendo que nesses dois períodos foi analisado um total de 21 amostras de esgoto bruto e 20amostras de esgoto tratado (efluente anaeróbio).

O programa de monitoramento envolveu a realização de análises de sólidos sedimentáveis e de ovos dehelmintos no esgoto bruto e nos efluentes dos reatores anaeróbios. Foram coletadas amostras compostas de 24horas, sendo que do volume total amostrado (cerca de 15 litros) foram tomadas as seguintes alíquotas:• 1 litro para as análises de sólidos sedimentáveis;• 1 litro para as análises de ovos de helmintos no esgoto bruto; e• 10 litros para as análises de ovos de helmintos nos efluentes tratados.

Para determinação de sólidos sedimentáveis a amostra permaneceu em repouso, por um período de 1 hora, emum cone Imhoff, de acordo com os procedimentos estabelecidos no standard methods for the examination ofwater and wastewater (AWWA/APHA/WEF, 1998).

Para a identificação e quantificação de ovos de helmintos foi utilizado o método de BAILENGER (1979),modificado por AYRES & MARA (1996), conforme procedimentos consolidados por ZERBINI (2000). Deum maneira geral, as amostras de esgotos passaram pelas etapas de sedimentação, centrifugação e flutuação.Alguns dos procedimentos para preparação das amostras e contagem dos ovos de helmintos são resumidos aseguir e ilustrados nas Figuras 5 a 10.

PROCEDIMENTOS PARA PREPARAÇÃO DAS AMOSTRAS E QUANTIFICAÇÃO DE OVOS DEHELMINTOS

De acordo com o método de BAILENGER modificado, são adotados os seguintes procedimentos parapreparação das amostras e quantificação de ovos de helmintos (AYRES & MARA, 1996):• Coletar uma amostra de esgoto de volume conhecido (V litros) - usualmente 1 litro para esgoto bruto ou

parcialmente tratado e 10 litros para esgoto tratado (ver nota 1).• Deixar a amostra sedimentar em um béquer (esgoto bruto) ou em um balde (esgoto tratado). Usualmente,

tem sido adotados tempos de sedimentação de cerca de 1 hora para o esgoto bruto e de 2 horas para oesgoto tratado (ver nota 2).

• Remover aproximadamente 90% do sobrenadante usando uma bomba de sucção ou um sifão, garantindoque fique no recipiente um volume de aproximadamente 100 mL para o esgoto bruto e de 1 L para oesgoto tratado. Inclinar o recipiente, caso necessário, tendo o cuidado para não ressuspender o sedimento.

• Transferir cuidadosamente o sedimento para os tubos da centrífuga, enxaguando o béquer e/ou o baldecom solução Triton (ou Tween). Para qualquer transferência do sedimento de um recipiente para o outro,ou de um tubo para outro tubo, enxaguar com solução Triton (ou Tween).

• Pesar todos os tubos ajustando-os simetricamente na centrífuga e proceder a centrifugação a 1000 g (vernota 3) por 15 minutos.



• Após a primeira centrifugação, descartar o sobrenadante; transferir todos os sedimentos para um únicotubo e centrifugar novamente a 1000 g (ver nota 3) por 15 minutos.

• Descartar o sobrenadante e ressuspender o sedimento contido no tubo utilizando um volume equivalentede solução tampão aceto-acética (pH 4,5), ou seja, para um volume do sedimento igual a 2 mL, adicionar2 mL da solução tampão. Caso o volume do sedimento seja inferior a 2 mL, adicionar solução tampão atécompletar um volume de 4 mL. Este volume mínimo de 4 mL visa facilitar o descarte do sobrenadanteobtido durante a etapa (i), sem provocar a ressuspensão do sedimento contendo os ovos.

• Complementar o preenchimento do tubo com a adição de um volume de éter (ou acetato de etila)correspondente a duas vezes o volume do sedimento e homogeneizar a amostra com equipamento tipoVortex. Ex: se o volume do sedimento for 2 ml, adicionar 4 mL de éter ou acetato de etila.

• Centrifugar a 1000 g (ver nota 3) por 15 minutos. Após a centrifugação a amostra apresentará três fasesdistintas: i) no fundo do tubo se concentrará todo o material não gorduroso e fragmentos pesados,incluindo os ovos de helmintos, larvas e protozoários; ii) uma fase intermediária contendo a soluçãotampão, que deverá ser clara (transparente); e iii) uma fase superior contendo a gordura e outros materiais,que juntamente com o éter (ou acetato de etila) formam uma camada tampão espessa e de cor escura.

• Descartar todo o sobrenadante com um único movimento firme e rápido, deixando no tubo apenas osedimento (anotar o volume do sedimento). Caso seja necessário, desprender a camada tampão de corescura com uma agulha fina, visando facilitar o descarte do sobrenadante.

• Adicionar um volume de solução de sulfato de zinco igual a 5 vezes o volume do sedimento (ex: se ovolume do sedimento for igual a 1 mL, adicionar 5 mL da solução de sulfato de zinco). Anotar o volumedo produto final, incluindo o sedimento e o sulfato de zinco (X mL) e homogeneizar a amostra comequipamento tipo Vortex.

• Remover, rapidamente, uma alíquota da amostra final com o auxílio de uma pipeta de Pasteur e transferirpara a câmara de McMaster. Deixar a câmara de contagem em repouso por 5 minutos para permitir que osovos flutuem e atinjam a superfície do retículo de contagem.

• Examinar no microscópio em objetivas de 10x ou 40x e contar todos os ovos que estão dentro do retículo(ver nota 4). Para uma melhor precisão na enumeração dos ovos, deve-se fazer a leitura de mais de umacâmara, preferencialmente três, e calcular a média aritmética das contagens obtidas.

Notas:(1) o método é muito eficiente quando utilizado para esgotos brutos, os quais usualmente apresentam uma

elevada concentração de ovos de helmintos. Para esgotos tratados, no entanto, o número de ovos tende aser muito baixo; nestes casos, o volume da amostra deve ser aumentado pelo menos para 10 litros,objetivando uma melhor recuperação dos ovos. Caso o número de ovos de helmintos no esgoto brutotambém seja baixo, deve-se aumentar o volume da amostra de 1 para 5 litros

(2) dependendo da altura do recipiente utilizado, o período de sedimentação dos ovos deve ser aumentado. Alei de Stokes’ pode ser utilizada para se estimar as taxas de sedimentação dos ovos de nematoda em águasresiduárias, conforme a seguir (taxas usualmente adotadas, para uma temperatura de 200 C):§ Ascaris lumbricoides: 20 mm/min§ Trichuris trichiura: 16 mm/min§ Ancilostomídeos: 6 mm/min

Para garantir uma maior recuperação dos ovos, é recomendado que o tempo de sedimentação adotadoseja pelo menos o dobro do tempo de sedimentação teórico (calculado de acordo com a lei de Stokes'). Aexperiência dessa pesquisa indicou que tempos de sedimentação ainda maiores favorecem uma maiorrecuperação dos ovos.

(1) a expressão que relaciona “g” com “rpm” é como a seguir:

r

gkrpm

.=

onde: “k” = 89.456 e “r” é o raio da centrífuga (distância entre o eixo da centrífuga e o centro dorecipiente), em cm

(2) se a quantidade de ovos contidos dentro do retículo for zero, deve-se contar os eventuais ovos quepoderão estar fora do retículo



Expressão de resultadosO número final de ovos da amostra de esgotos deve ser calculado por meio da seguinte equação:

VP

XAN

××=

onde:N = número de ovos (no. de ovos/litro)A = número médio de ovos contados nas câmaras de McMaster (no. de ovos)X = volume do produto final (mL)P = volume da câmara de McMaster para câmara de dois retículos (P = 0,30 mL); para câmara de um retículo (P = 0,15 mL)V = volume original da amostra (ver procedimento "a" )

ILUSTRAÇÃO FOTOGRÁFICA DOS PROCEDIMENTOS

Alguns dos procedimentos para preparação das amostras e enumeração dos ovos de helmintos são ilustrados aseguir:

Figura 5 – Remoção do sobrenadante após operíodo de sedimentação (procedimentos "b" e"c" )

Figura 6 – Etapas de centrifugação(procedimentos "e", "f" e "i" )

Figura7 – separações de fases da amostra(procedimento “i”)

Figura 8 – Homogeneização da amostra c/Vortex (procedimentos "h" e "k" )



RESULTADOS E DISCUSSÃO

ESGOTO BRUTO

Visando possibilitar uma análise mais ampliada da eventual influência dos sólidos sedimentáveis sobre acontagem de ovos de helmintos pelo método de BAILENGER modificado, os resultados das fases 1 e 2 foramtratados conjuntamente, conforme mostrado nas Figuras 11 e 12. Dessa forma, foi possível obter um conjuntomais representativo de dados, correspondente a 21 amostras analisadas.

Pelos resultados apresentados na Figura 11, observa-se que o esgoto bruto (AUASB) apresentou valores máximoe mínimo de sólidos sedimentáveis de 14,0 e 0,8 mL/L, respectivamente, com a maior parte dos resultadoscompreendidos entre 2 e 7 mL/L. A média geral encontrada foi igual a 6,2 mL/L. As contagens de ovos dehelmintos no esgoto bruto variaram entre 0 e 133 ovos/L, com média de 39,5 ovos/L

Aparentemente, de acordo com a Figura 11, apenas em quatro amostras (1, 8, 11 e 13) os teores mais elevadosde sólidos sedimentáveis parecem ter influenciado a identificação, quando as contagens de ovos de helmintosforam baixas. Todavia, também foram obtidas baixas contagens de ovos de helmintos quando os teores desólidos sedimentáveis foram baixos (ex. amostra 6).

Dessa forma, pode-se afirmar que, para a faixa de sólidos sedimentáveis encontradas no presente estudo (entre0,8 a 14 mL/L), não foi identificada uma correlação clara entre esse parâmetro e as contagens de ovos dehelmintos. A Figura 12 possibilita uma melhor visualização dessa baixa correlação, podendo-se observarbaixas contagens de ovos de helmintos tanto para teores elevados quanto baixos de sólidos sedimentáveis.

Figura 11 - Relação entre contagens de ovos de helmintos e presença de sólidos sedimentáveis – AUASB

(fases 1 e 2)

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120

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Amostra

Ovo

s d

e h

elm

into

s (o

vos/

L

0

2

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8

10

12

14

S. S

edim

entá

veis

(mL/

L)

Contagem (ovos/L)S. Sedimentáveis (ml/L)

Figura 9 – Transferência do sedimentohomogeneizado para a câmara de McMaster(procedimento "l")

Figura 10– Observação dos ovos nomicroscópio, em objetivas de 10x e 40x(procedimento "m")



Figura 12 – Correlação entre contagens de ovos de helmintos e concentração de sólidos sedimentáveis –AUASB (fases 1 e 2)

EFLUENTE UASB

No efluente do reator UASB (EUASB) os valores de sólidos sedimentáveis variaram entre 0,1 e 3,5 mL/L, commédia igual a 1,0 mL/L. As contagens de ovos de helmintos no efluente anaeróbio estiveram entre 2 e 39ovos/L, com média igual a 12,9 ovos/L.

A análise de sólidos sedimentáveis e ovos de helmintos nos efluentes dos reatores anaeróbios não possibilitaminferir uma correlação entre essas duas variáveis, uma vez que os teores de sólidos sedimentáveisapresentaram-se sistematicamente abaixo de 2,0 mL/L. Pode-se verificar uma eventual interferência naamostra 18, quando para o teor máximo de sólidos sedimentáveis de 3,5 mL/L foi obtida uma das menorescontagens de ovos de helmintos (6 ovos/L). Por outro lado, na amostra 7 obteve-se uma das mais elevadascontagens de ovos (27 ovos/L), embora o teor de sólidos sedimentáveis tenha se apresentado, também,relativamente elevado (2,5 mL/L).

Pode-se afirmar que, para a faixa de sólidos sedimentáveis encontradas no presente estudo (entre 0,1 e 3,5mL/L), não foi identificada uma correlação clara entre esse parâmetro e as contagens de ovos de helmintos. AFigura 14 possibilita uma melhor visualização dessa baixa correlação, podendo-se observar baixas contagensde ovos de helmintos tanto para teores relativamente mais elevados quanto para os teores mais baixos desólidos sedimentáveis.

Figura 13 - Relação entre contagens de ovos de helmintos e presença de sólidos sedimentáveis – EUASB

(fases 1 e 2)

0

4

8

12

16

0 20 40 60 80 100 120 140

Ovos de helmintos (ovos/L)

S. S

edim

entá

veis

(m

L/L)

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20

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40

50

60

70

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Amostra

Ovo

s de

hel

min

tos

(ovo

s/L

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

S. S

edim

entá

veis

(m

L/L)

Contagem (ovos/L)S. Sedimentáveis (ml/L)



Figura 14 – Correlação entre contagens de ovos de helmintos econcentração de sólidos sedimentáveis – EUASB (fases 1 e 2)

Figura 14 – Correlação entre contagens de ovos de helmintos e concentração de sólidos sedimentáveis –EUASB (fases 1 e 2)

CONCLUSÃO

Os resultados obtidos no presente estudo confirmam, de certa forma, os resultados publicados por CRISPIM(1994) e CRISPIM et al. (1995), que conseguiu examinar amostras de esgoto bruto com valores de sólidossedimentáveis de até 11 mL/L, ainda com boas taxas de recuperação de ovos de helmintos. No presenteestudo, as concentrações de sólidos sedimentáveis apresentaram-se sistematicamente abaixo de 14 mL/L, nãotendo sido possível observar uma correlação clara entre os teores de sólidos sedimentáveis e as contagens deovos de helmintos em amostras de esgoto bruto e tratado.

O método de BAILENGER (1979) modificado por (AYRES & MARA, 1996) apresentou-se muito favorável àidentificação e contagem de ovos de helmintos em amostras de esgoto bruto e efluente tratado, indicando queos procedimentos desse método favorecem a separação dos ovos, da camada de detritos e gorduras,possibilitando assim a sua análise.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. AWWA/APHA/WEF. Standard methods for the examination of water and wastewater, 20th edition,Washington.(1998).

2. AYRES R. & MARA D. Analysis of wastewater for use in agriculture. A laboratory manual ofparasitological and bacteriological techniques. WHO, Geneva. (1996)

3. BAILENGER J. Mechanisms of parasitological concentration in coprology and their practicalconsequences. Journal of American Medical Technology, 41, p. 65-71 (1979).

4. CRISPIM W. M. C. Estudo seletivo de métodos para pesquisa de ovos de helmintos em águas residuais.In: Anais do VI Simpósio luso-brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental. Trabalhos Técnicos Vol. 1Tomo I. Florianópolis/SC (1994).

5. CRISPIM W. M. C & BARBOSA D. C. Avaliação da eficiência do sistema de lagoas de estabilização deesgotos na remoção de ovos de helmintos - Proposta para a determinação do percentual de recuperação dométodo da OMS. In: 3rd IAWQ International Specialist Conference and Workshop Waste StabilisationPonds Technology and Application. João Pessoa/PB (1995).

6. ZERBINI A.M. Identificação e análise de viabilidade de ovos de helmintos em um sistema de tratamentode esgotos domésticos constituído de reatores anaeróbios e rampas de escoamento superficial. Dissertaçãode Mestrado. Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental. Universidade Federal de MinasGerais.(2000).

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