Desinfecção por Radiação Ultravioleta (UVC) – Tratamento de Água Potável e Efluentes
Locais onde as pessoas se reúnem apresentam sempre um risco potencial de contaminação, tanto no ar quanto na água. Nesse sentido, a desinfecção desses ambientes é fundamental para garantir a segurança das pessoas. Uma alternativa eficiente para substituir o uso de cloro, ozônio e outros oxidantes na desinfecção é a radiação ultravioleta (UV).
O processo de desinfecção com radiação UV é realizado através de lâmpadas especiais que emitem luz ultravioleta capaz de alterar o código genético dos micro-organismos presentes na água ou no ar. Essa alteração impossibilita a reprodução desses micróbios, tornando o ambiente livre de agentes patogênicos.
É importante ressaltar que o uso da radiação UV não gera resíduos químicos e não produz subprodutos tóxicos, o que a torna uma opção sustentável e segura para a desinfecção da água e do ar. Além disso, a desinfecção com radiação UV é um processo rápido e eficiente, proporcionando resultados de qualidade e confiabilidade para proteger a saúde das pessoas.
Faixas de Radiação Germicida Ultravioleta
A radiação ultravioleta (UVC) é formada por faixas de radiação específicas, com comprimentos de onda entre 100 e 400 nanômetros a UV-A, ou “luz negra”, é responsável pelo efeito de bronzeamento da pele. Não é prejudicial e é usada no tratamento médico de certas doenças da pele. A faixa UV-B da radiação UV da luz solar é perigosa por causar câncer, mas é absorvida pela camada de ozônio na atmosfera. A UV-C ou faixa UV germicida causa avermelhamento da pele e irritação nos olhos transitória, mas não causa câncer de pele. A radiação UV não altera as características físico-químicas da água.
O tratamento primário dos efluentes ou de águas de abastecimento, faz a separação grosseira da água dos outros materiais. O tratamento secundário ou biológico diz respeito à redução de BDO (demanda biológica de oxigênio) cujos tratamentos podem ser Aeróbicos ou Anaeróbicos, seguidos pela decantação e filtração. O Tratamento Terciário faz a Desinfecção final. Com o aumento da exposição humana a esgotos domésticos e efluentes contaminados, coloca-se a saúde em risco pela possibilidade de contato ou ingestão de água com organismos infecciosos como bactérias, vírus, protozoários e helmintos.
Microrganismos e Doenças Transmitidas pela Água Controlados pela Radiação Ultravioleta (UVC)
Entre as infecções principais citamos as diarreias/disenterias, causadas por bactérias, como o Vibrio cholerae, (Cólera) , ou protozoários, como a Giardia lamblia, (Giardíase). Estes organismos se encontram na água sendo sua ingestão fator importante para a instalação da doença. A qualidade de uma água de abastecimento é avaliada usando organismos indicadores. A probabilidade de existência das doenças na água passadas a ela por fezes do indivíduos doentes, se faz por contagem de microrganismos não patogênicos, produzidos em grande numero no intestino, sendo uma referência, ao invés de uma contagem verdadeira de patógenos, mais difíceis de identificar. Os organismos usados como referência pertencem a um grupo de bactérias chamados Coliformes dividido em três sub-grupos: coliformes totais, coliformes fecais e estreptococos fecais.
E. coli
Enterovírus
Salmonella spp.
Rotavírus
Giardia lambia
Microrganismos Destruidos pelo poder Germicida da Radiação Ultravioleta
Os coliformes fecais são microrganismos que surgem em grandes quantidades nas fezes humanas, com bilhões produzidos diariamente por pessoa, e têm uma alta probabilidade de serem encontrados na água. Sua presença é exclusiva nas fezes de animais de sangue quente ou homeotermos, uma classe que abrange não apenas os seres humanos, mas todos os mamíferos. Essa característica é fundamental, já que a detecção dos coliformes fecais em uma amostra de água indica contato com as excretas desses animais. Além disso, sua resistência às condições ambientais, como temperatura e agentes desinfetantes, é comparável à dos microrganismos patogênicos intestinais. Essa semelhança é crucial, pois permite que os coliformes fecais atuem como indicadores: se fossem mais suscetíveis, não seriam detectados, e se fossem menos suscetíveis, poderiam persistir em águas que já estão livres de patógenos. A identificação laboratorial dos coliformes fecais requer técnicas simples e econômicas, ao contrário dos métodos mais complexos exigidos para identificar microrganismos patogênicos.
- Aparecem em grande quantidade nas fezes humanas, bilhões produzidos por dia/indivíduo, com grande probabilidade de serem encontrados na água;
- São encontrados apenas nas fezes de animais de sangue quente ou homeotermos, classe que inclui o homem e todos os mamíferos. Essa característica é importante, pois uma vez identificada a sua presença, pode-se afirmar que a água teve contato com excretas desses animais;
- Do ponto de vista da resistência às condições ambientais (temperatura e outros agentes desinfetantes), são muito semelhantes aos microrganismos patogênicos intestinais. Trata-se de característica importante, pois se fossem mais suscetíveis (sobrevivessem menos tempo que os patogênicos), não poderiam ser identificados, isto é, não seriam indicadores. Se fossem menos suscetíveis (sobrevivessem por mais tempo), poderia aparecer em águas já livres dos patogênicos;
- Sua identificação, do ponto de vista laboratorial, requer técnicas simples e econômicas, ao contrário daquelas necessárias à identificação dos microrganismos patogênicos;
Coliformes Totais (CT): Reúne um grande número de bactérias, entre elas a Eschrichia coli, de origem exclusivamente fecal e que dificilmente se multiplica fora do trato intestinal. O problema é que outras bactérias dos gêneros Citrobacter, Eriterobacter e Klebsiella, igualmente identificadas pelas técnicas laboratoriais como coliformes totais, podem existir no solo e nos vegetais. Desta forma, não é possível afirmar categoricamente que uma amostra de água com resultado positivo para coliformes totais tenha entrado em contato com fezes.
Coliformes Fecais: Pertencem a esse subgrupo os micro-organismos que aparecem exclusivamente no trato intestinal. Em laboratório, a diferença entre coliformes totais e fecais é feita através da temperatura (os coliformes fecais continuam vivos mesmo a 44ºC, enquanto os coliformes totais têm crescimento a 35ºC). Sua identificação na água permite afirmar que houve presença de matéria fecal, embora não exclusivamente humana.
Estreptococos Fecais (EF): Embora sua identificação não seja rotina em laboratórios de análise de água, trata-se de um subgrupo importante, já que fazem parte dele as espécies do gênero Streptococcus spp. que ocorrem apenas no trato intestinal do homem e de animais de sangue quente, como os Coliformes Fecais. Existe uma correlação entre a ocorrência de Coliformes Fecais e Estreptococos Fecais. Normalmente empregada em cursos de água, consiste em quantificar o número de microrganismos de cada um dos subgrupos existentes em uma amostra. Se a relação CF/EF resultar maior que 4, diz-se que a amostra apresenta contaminação fecal predominantemente humana. Se essa relação for menor que 1 a contaminação fecal predominante será de animais de sangue quente. Os resultados que se encontrarem entre esses dois valores não permitem inferir nada a respeito da origem da contaminação fecal.
Padrão de Potabilidade – Portaria 888/21
(*) Nos 5% restantes tolera-se até 3 Coliformes Totais, desde que não ocorra em duas amostras consecutivas coletadas no mesmo ponto. (**) Nos 2% restantes tolera-se até 3 Coliformes Totais, respeitadas as mesmas condições do item anterior. (***) Nos 5% restantes tolera-se até 10 Coliformes Totais, respeitadas as mesmas condições do item anterior. (****) UFC = Unidades Formadoras de Colônias. Contagem realizada em 20% das amostras coletadas no mês. Alguns outros decretos estaduais e federais são dados a seguir e comparados com o que a Organização Mundial da Saúde preconiza
Uso de Microrganismos Indicadores
- Aparecem em grande quantidade nas fezes humanas, bilhões produzidos por dia/indivíduo, com grande probabilidade de serem encontrados na água;
- São encontrados apenas nas fezes de animais de sangue quente ou homeotermos, classe que inclui o homem e todos os mamíferos. Essa característica é importante, pois uma vez identificada a sua presença, pode-se afirmar que a água teve contato com excretas desses animais;
- Do ponto de vista da resistência às condições ambientais (temperatura e outros agentes desinfetantes), são muito semelhantes aos microrganismos patogênicos intestinais. Trata-se de característica importante, pois se fossem mais suscetíveis (sobrevivessem menos tempo que os patogênicos), não poderiam ser identificados, isto é, não seriam indicadores. Se fossem menos suscetíveis (sobrevivessem por mais tempo), poderia aparecer em águas já livres dos patogênicos;
- Sua identificação, do ponto de vista laboratorial, requer técnicas simples e econômicas, ao contrário daquelas necessárias à identificação dos microrganismos patogênicos;
Coliformes Totais (CT): Reúne um grande número de bactérias, entre elas a Eschrichia coli, de origem exclusivamente fecal e que dificilmente se multiplica fora do trato intestinal. O problema é que outras bactérias dos gêneros Citrobacter, Eriterobacter e Klebsiella, igualmente identificadas pelas técnicas laboratoriais como coliformes totais, podem existir no solo e nos vegetais. Desta forma, não é possível afirmar categoricamente que uma amostra de água com resultado positivo para coliformes totais tenha entrado em contato com fezes.
Coliformes Fecais: Pertencem a esse subgrupo os micro-organismos que aparecem exclusivamente no trato intestinal. Em laboratório, a diferença entre coliformes totais e fecais é feita através da temperatura (os coliformes fecais continuam vivos mesmo a 44ºC, enquanto os coliformes totais têm crescimento a 35ºC). Sua identificação na água permite afirmar que houve presença de matéria fecal, embora não exclusivamente humana.
Estreptococos Fecais (EF): Embora sua identificação não seja rotina em laboratórios de análise de água, trata-se de um subgrupo importante, já que fazem parte dele as espécies do gênero Streptococcus spp. que ocorrem apenas no trato intestinal do homem e de animais de sangue quente, como os Coliformes Fecais. Existe uma correlação entre a ocorrência de Coliformes Fecais e Estreptococos Fecais. Normalmente empregada em cursos de água, consiste em quantificar o número de microrganismos de cada um dos subgrupos existentes em uma amostra. Se a relação CF/EF resultar maior que 4, diz-se que a amostra apresenta contaminação fecal predominantemente humana. Se essa relação for menor que 1 a contaminação fecal predominante será de animais de sangue quente. Os resultados que se encontrarem entre esses dois valores não permitem inferir nada a respeito da origem da contaminação fecal.
Padrão de Potabilidade – Portaria 888/21
(*) Nos 5% restantes tolera-se até 3 Coliformes Totais, desde que não ocorra em duas amostras consecutivas coletadas no mesmo ponto. (**) Nos 2% restantes tolera-se até 3 Coliformes Totais, respeitadas as mesmas condições do item anterior. (***) Nos 5% restantes tolera-se até 10 Coliformes Totais, respeitadas as mesmas condições do item anterior. (****) UFC = Unidades Formadoras de Colônias. Contagem realizada em 20% das amostras coletadas no mês. Alguns outros decretos estaduais e federais são dados a seguir e comparados com o que a Organização Mundial da Saúde preconiza
Uso de Microrganismos Indicadores
- Aparecem em grande quantidade nas fezes humanas, bilhões produzidos por dia/indivíduo, com grande probabilidade de serem encontrados na água;
- São encontrados apenas nas fezes de animais de sangue quente ou homeotermos, classe que inclui o homem e todos os mamíferos. Essa característica é importante, pois uma vez identificada a sua presença, pode-se afirmar que a água teve contato com excretas desses animais;
- Do ponto de vista da resistência às condições ambientais (temperatura e outros agentes desinfetantes), são muito semelhantes aos microrganismos patogênicos intestinais. Trata-se de característica importante, pois se fossem mais suscetíveis (sobrevivessem menos tempo que os patogênicos), não poderiam ser identificados, isto é, não seriam indicadores. Se fossem menos suscetíveis (sobrevivessem por mais tempo), poderia aparecer em águas já livres dos patogênicos;
- Sua identificação, do ponto de vista laboratorial, requer técnicas simples e econômicas, ao contrário daquelas necessárias à identificação dos microrganismos patogênicos;
Coliformes Totais (CT): Reúne um grande número de bactérias, entre elas a Eschrichia coli, de origem exclusivamente fecal e que dificilmente se multiplica fora do trato intestinal. O problema é que outras bactérias dos gêneros Citrobacter, Eriterobacter e Klebsiella, igualmente identificadas pelas técnicas laboratoriais como coliformes totais, podem existir no solo e nos vegetais. Desta forma, não é possível afirmar categoricamente que uma amostra de água com resultado positivo para coliformes totais tenha entrado em contato com fezes.
Coliformes Fecais: Pertencem a esse subgrupo os micro-organismos que aparecem exclusivamente no trato intestinal. Em laboratório, a diferença entre coliformes totais e fecais é feita através da temperatura (os coliformes fecais continuam vivos mesmo a 44ºC, enquanto os coliformes totais têm crescimento a 35ºC). Sua identificação na água permite afirmar que houve presença de matéria fecal, embora não exclusivamente humana.
Estreptococos Fecais (EF): Embora sua identificação não seja rotina em laboratórios de análise de água, trata-se de um subgrupo importante, já que fazem parte dele as espécies do gênero Streptococcus spp. que ocorrem apenas no trato intestinal do homem e de animais de sangue quente, como os Coliformes Fecais. Existe uma correlação entre a ocorrência de Coliformes Fecais e Estreptococos Fecais. Normalmente empregada em cursos de água, consiste em quantificar o número de microrganismos de cada um dos subgrupos existentes em uma amostra. Se a relação CF/EF resultar maior que 4, diz-se que a amostra apresenta contaminação fecal predominantemente humana. Se essa relação for menor que 1 a contaminação fecal predominante será de animais de sangue quente. Os resultados que se encontrarem entre esses dois valores não permitem inferir nada a respeito da origem da contaminação fecal.
Padrão de Potabilidade – Portaria 888/21
(*) Nos 5% restantes tolera-se até 3 Coliformes Totais, desde que não ocorra em duas amostras consecutivas coletadas no mesmo ponto. (**) Nos 2% restantes tolera-se até 3 Coliformes Totais, respeitadas as mesmas condições do item anterior. (***) Nos 5% restantes tolera-se até 10 Coliformes Totais, respeitadas as mesmas condições do item anterior. (****) UFC = Unidades Formadoras de Colônias. Contagem realizada em 20% das amostras coletadas no mês. Alguns outros decretos estaduais e federais são dados a seguir e comparados com o que a Organização Mundial da Saúde preconiza
Dosagem e Controle de Microrganismos em Água Potável e Efluentes com Radiação Ultravioleta (UVC)
As dosagens recomendadas para controle, variam de acordo com o organismo e meio onde a radiação é aplicada. Na Alemanha se determinou, para desinfecção de água potável dosagens de 40 mW-seg/cm², nos EUA para tratamento de efluentes industriais 30 mW-seg/cm², para água de reuso 50-100 mW-seg/cm². Ainda nos EUA, quando a água passa por Filtro com Areia Filtrante a dosagem recomendada é de 100 mW-seg/cm², uma filtração melhor, por membrana, por ex., permite uma dosagem menor de 80 mW-seg/cm², se a água passar por um sistema de filtração por Osmose Reversa a dose pode baixar para 40 mW-seg/cm².
- A intensidade de luz e a quantidade ou tempo de exposição, que atinge efetivamente os microrganismos é afetada pela turbidez da água, pela temperatura e pelos depósitos de materiais que se acumulam sobre a lâmpada. É importante uma limpeza periódica, a cada 4 meses, por exemplo.
- De forma geral a Amônia, os Nitratos e Nitritos além da DBO, não afetam a radiação; a dureza da água pode levar à precipitação de sais sobre a lâmpada;
- O Ferro e ácidos húmicos absorvem a radiação havendo necessidade de controle, o pH afeta a solubilidade dos metais e carbonatos e os sólidos em suspensão podem proteger os organismos da radiação, reduzindo a eficiência do tratamento.
| Dosagem Controle de 99,9% de Organismos (µWs/cm2 a 254 nm) | |||
| Bactérias | Fungos | ||
| Bacillus anthracis | 8,700 | Aspergillus flavus | 99,000 |
| B. enteritidis | 7,600 | Aspergillus glaucus | 88,000 |
| B. Megatherium sp. (vegatative) | 2,500 | Aspergillus niger | 330,000 |
| B. Megatherium sp. (spores) | 52,000 | Mucor racemosus A | 35,200 |
| B. paratyphosus | 6,100 | Mucor racemosus B | 35,200 |
| B. subtilis (vegatative) | 11,000 | Oospora lactis | 11,000 |
| B. subtilis (spores) | 58,000 | Penicillium digitatum | 88,000 |
| Clostridium tetani | 22,000 | Penicillium expansum | 22,000 |
| Corynebacterium diphtheria | 6,500 | Penicillium roqueforti | 26,400 |
| Eberthella typhosa | 4,100 | Rhizopus nigricans | 220,000 |
| Escherichia coli | 7,000 |
Algas / Protozoários |
|
| Leptospira interrogans | 6,000 | ||
| Micrococcus candidus | 12,300 | ||
| Micrococcus sphaeroides | 15,400 | Chlorella vulgaris (algae) | 22,000 |
| Mycobacterium tuberculosis | 10,000 | Nematode eggs | 92,000 |
| Neisseria catarrhalis | 8,500 | Paramecium | 200,000 |
