1. radiacao uv

Vol. 7 - Nº 1 - jan/mar 2002 e Nº 2 - abr/jun 2002 engenharia sanitária e ambiental 37

AVALIAÇÃO DO EMPREGO DA RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA NA

DESINFECÇÃO DE ÁGUAS COM TURBIDEZ E COR MODERADAS

ALEX MOURA DE SOUZA AGUIAR

Engenheiro Civil e Mestre em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos (UFMG) e aluno de Doutorado em EngenhariaAmbiental (Universidade de Las Vegas/EUA)

MARIA DE LOURDES FERNANDES NETO

Engenheira Civil e aluna de Mestrado em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos (UFMG)

LUDMILA LADEIRA ALVES DE BRITO

Bióloga (UFMG) e aluna de Mestrado em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos (UFMG)

ANTONIO ALVES DOS REIS

Engenheiro Químico e Mestre em Engenharia Metalúrgica (UFMG)

PATRÍCIA MARIA RIBEIRO MACHADO

Bióloga (UFMG)

ALEXANDRA FÁTIMA SARAIVA SOARES

Engenheira Civil e aluna de Mestrado em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos (UFMG)

MARIA BERENICE CARDOSO MARTINS VIEIRA

Bióloga e Mestre em Microbiologia (UFMG), Pesquisadora da Fundação Ezequiel Dias (FUNED) e aluna de Doutorado em CiênciaAnimal pela Escola de Veterinária da UFMG.

MARCELO LIBÂNIO

Engenheiro Civil e Mestre em Engenharia Sanitária (UFMG), Doutor em Hidráulica e Saneamento (USP) e Professor Adjunto doDepartamento de Engenharia Hidráulica e Recursos Hídricos da UFMG

AAAAARTIGORTIGORTIGORTIGORTIGO T T T T TÉCNICOÉCNICOÉCNICOÉCNICOÉCNICO

RESUMO

A presente pesquisa avaliou a aplicação de um sistema baseado no empre-go de radiação ultravioleta (UV) na desinfecção de águas com cor eturbidez moderadas. Realizaram-se ensaios em regime de bateladas, emum reator de 2,5 L de volume, empregando-se dois tipos de água sintéticacontaminadas com Escherichia coli proveniente de cepa isolada de água,em concentrações de 102 a 107 NMP/100 ml, e submetidas à exposiçãoUV por tempos de contato de 1, 3 ou 5 minutos. Os ensaios realizadosdemonstraram que para os dois tipos de água experimental obteve-seinativação completa dos microrganismos nos ensaios com tempos decontato iguais a 3 e 5 min. Nos ensaios com tempo de contato de 1 min,embora não suficiente para inativação completa dos microrganismos, ascaracterísticas do sistema proporcionaram redução de até 6 log da cargaafluente, com média entre 3 e 4 log. Complementarmente foram realiza-dos ensaios cinéticos, utilizando-se água natural, com características simi-lares às da água sintética tipo I, objetivando a determinação da constantede inativação à UV da Escherichia coli e de bactérias do grupo coliforme(coliformes totais). Os valores obtidos foram coerentes com aqueles apon-tados na literatura. As doses de radiação UV foram determinadas poractinometria, realizada pelo grupo de apoio na área de química vinculadoao Prosab – Edital 2, Tema Água, tendo sido utilizado o ferrioxalato depotássio como substância actinométrica.

PALAVRAS-CHAVE: tratamento de água; desinfecção; radiaçãoultravioleta.

This study evaluates the application of a disinfection system usingultraviolet radiation (UV) in water with moderate presence of colorand turbidity. Batch experiments were done using two types ofsynthetic water contaminated with Escherichia coli from strainisolated of water, in a 102 to 107 per 100 mL concentration, andsubmitted to UV exposition within the reactor for contact times of1, 3 and 5 minutes. The experiments demonstrated that the completeinactivation was reached to contact times of 3 and 5 minutes. Intests with contact time of 1 minute the complete inactivation wasnot reached but the operational conditions were enough to reduceuntil 6 log of affluent load, with average between 3 and 4 log.Complementarily kinetic studies were conducted using natural surfacewater. The objective of these tests was to determine the constant ofinactivation of Escherichia coli and total coliforms to UVirradiation. The results were in accordance with the ones shown inliterature. The UV dosage determination was conduced by theUFMG/Prosab chemistry staff using the potassium ferrioxalateactinometer process.

KEYWORDS: water treatment, disinfection, microbiologicalremoval.

ABSTRACT

38 engenharia sanitária e ambiental Vol. 7 - Nº 1 - jan/mar 2002 e Nº 2 - abr/jun 2002

AAAAALEXLEXLEXLEXLEX M M M M MOURAOURAOURAOURAOURA DEDEDEDEDE S S S S SOUZAOUZAOUZAOUZAOUZA A A A A AGUIARGUIARGUIARGUIARGUIAR, M, M, M, M, MARIAARIAARIAARIAARIA DEDEDEDEDE L L L L LOURDESOURDESOURDESOURDESOURDES F F F F FERNANDESERNANDESERNANDESERNANDESERNANDES N N N N NETOETOETOETOETO, L, L, L, L, LUDMILAUDMILAUDMILAUDMILAUDMILA L L L L LADEIRAADEIRAADEIRAADEIRAADEIRA A A A A ALLLLLVESVESVESVESVES DEDEDEDEDE B B B B BRITORITORITORITORITO, A, A, A, A, ANTONIONTONIONTONIONTONIONTONIO A A A A ALLLLLVESVESVESVESVES DOSDOSDOSDOSDOS R R R R REISEISEISEISEIS, P, P, P, P, PAAAAATRÍCIATRÍCIATRÍCIATRÍCIATRÍCIA

MMMMMARIAARIAARIAARIAARIA R R R R RIBEIROIBEIROIBEIROIBEIROIBEIRO M M M M MACHADOACHADOACHADOACHADOACHADO, A, A, A, A, ALEXANDRALEXANDRALEXANDRALEXANDRALEXANDRA F F F F FÁTIMAÁTIMAÁTIMAÁTIMAÁTIMA S S S S SARAIVARAIVARAIVARAIVARAIVAAAAA S S S S SOARESOARESOARESOARESOARES, M, M, M, M, MARIAARIAARIAARIAARIA B B B B BERENICEERENICEERENICEERENICEERENICE C C C C CARDOSOARDOSOARDOSOARDOSOARDOSO M M M M MARARARARARTINSTINSTINSTINSTINS V V V V VIEIRAIEIRAIEIRAIEIRAIEIRA, M, M, M, M, MARCELARCELARCELARCELARCELOOOOO L L L L LIBÂNIOIBÂNIOIBÂNIOIBÂNIOIBÂNIO

INTRODUÇÃO

Na América do Norte, o empregodo cloro e seus compostos como os pri-meiros desinfetantes, praticamente sobre-põe o histórico do processo de desinfec-ção à própria evolução do emprego destegás. No início do século, o cloro e seuscompostos passaram a ser empregadoscomo desinfetantes nas estações de trata-mento de água de Chicago, Nova Jersey,Montreal, Nova York, Cleveland, entreoutras, perfazendo já em 1918 mais de1000 sistemas de abastecimento, parauma vazão total da ordem de 127 m³/s.Na mesma época, com o intuito de asse-gurar o residual na rede de distribuição ereduzir os odores na água tratada, iniciou-se em Ottawa e Denver o emprego dacloroamoniação como alternativa de de-sinfecção (HAAS, 1999).

Diversas razões culminaram com adisseminação do cloro e seus compostoscomo desinfetantes a partir do início doséculo passado. Podem ser destacadas,entre outras:

i) inativação em tempo relativamen-te curto dos microrganismos, até entãoconhecidos, presentes nas águas naturais;

ii) nas dosagens usualmente empre-gadas na desinfecção o cloro não é tóxicoaos seres humanos e não confere odor ousabor às águas;

iii) disponível a custo razoável e defácil transporte, manuseio,armazenamento e aplicação;

iv) produz residuais relativamenteestáveis;

v) fácil determinação pelo métodoiodométrico disponível à época.

Na Europa sucedeu-se um proces-so distinto. Há registros do emprego in-termitente de compostos de cloro nos sis-temas de abastecimento de Maidstone,Inglaterra, e Midlekerde, Bélgica, em1897 e 1902, respectivamente. O usocontínuo da cloração ocorreu inicialmen-te na cidade de Lincoln, Inglaterra, em1905. Em outra vertente, verificou-se oemprego do ozônio como desinfetante,na cidade francesa de Nice em 1906,embora registros anteriores reportem-se àprimeira aplicação em águas de abasteci-mento na cidade holandesa deOudshoorn em 1893 (HAAS, 1999).

Em relação à radiação ultravioleta(UV), embora seu efeito germicida tenhasido detectado pela primeira vez em 1878,as primeiras unidades foram construídassomente em 1955, na Suíça e Áustria,países que ora contam com 500 e 600instalações, respectivamente. Estimativa

da USEPA – United States EnvironmentalProtection Agency – aponta para 3000instalações de desinfecção por UV emtodo planeta, 2000 no continente euro-peu e 1000 nos EUA (WRIGHT &CAIRNES, 1998).

A despeito das vantagens do cloro,a perspectiva do emprego desinfetantesalternativos incrementou-se devido basi-camente a dois fatores. O primeiro refere-se à progressiva evolução dos padrões depotabilidade culminando com a inserção,a partir do final da década de 70, dostrihalometanos como parâmetros de qua-lidade de água para consumo humano,em função das propriedadescarcinogênicas dos mesmos. Estes com-postos constituem-se em subprodutos dadesinfecção com compostos de cloro,quando a água apresenta teor de matériaorgânica. O segundo fator reporta-se àconstatação da maior resistência de ou-tros microrganismos à ação do cloro,notadamente os cistos e oocistos deprotozoários.

A referida maior resistência dosprotozoários e outros patogênicos verifi-ca-se nas condições usuais do empregodo cloro como desinfetante, em termosde dosagem e tempo de contato, uma vezque dosagens elevadas haverão de confe-rir odor e sabor à água tratada. Neste con-texto, algumas bactérias ambientais comoPseudomonas aeruginosa, cujas infecçõessão passíveis de acometer indivíduos comdeficiência no sistema imunológico, sãoencontradas em águas tratadas por meiode tratamento convencional e desinfec-ção com cloro.

Diante do exposto, objetivou-se:

i) Avaliar a eficiência do processo dedesinfecção de águas com radiação UV,com base na inativação de um microrga-nismo indicador de contaminação fecal –Escherichia coli;

ii) Avaliar o efeito do incremento dosparâmetros cor e turbidez na eficiênciado processo, também com base nainativação da Escherichia coli;

iii) Avaliar a eficiência do processona inativação de microrganismos mais re-sistentes à ação do cloro do que a E. coli,procedida por meio da inativação de bac-térias do grupo coliformes presentes emamostras de água natural (coliformes to-tais);

iv) Efetuar estudo da cinética doprocesso de desinfecção, possibilitando aaferição da taxa de letalidade à radiaçãoUV dos microrganismos estudados.

Fundamentos dadesinfecção comradiaçãoultravioleta

A radiação UV insere-se no rol dosprocessos físicos de desinfecção de águasde abastecimento, dos quais fazem partetambém a fervura e as radiações gama esolar. No emprego de agentes físicos, naação do desinfetante prepondera a inter-ferência na biossíntese e reprodução ce-lular, como consequência dos danosfotoquímicos causados a seus ácidosnucléicos. O ácido desoxirribonucléico(DNA) é o responsável pelo controle dasfunções e pela reprodução das células.Cada gene do DNA controla a formaçãodo ácido ribonucléico (RNA), responsá-vel pela formação de enzimas específicase de proteínas estruturais. Tais genes sãoconstituídos pelos seguintes compostosbásicos (GUYTON, 1985):

a) Ácido Fosfórico;b)Desoxirribose;c) Bases: Purina (Adenina e

Guanina) e Pirimidinas (Timinas eCitosinas).

A combinação do ácido fosfóricocom a desoxirribose e com uma das qua-tro bases dá origem ao bloco denomina-do nucleotídio. Há quatro nucleotídiosbásicos que formam o DNA e estão sem-pre juntos, em dois pares (Figura 1):

a) Os ácidos adenílico e timidílico,formando o par número 1; e

b)Os ácidos guanílico e citidílico,formando o par número 2.

As bases de cada par fixam-se pormeio de ligações fracas de pontes de hi-drogênio, fazendo com que as cadeiasduplas do DNA permaneçam unidas. Aradiação UV é absorvida por estas estru-turas, quebrando as ligações entre as ba-ses e fazendo com que se formem novasligações entre nucleotídios adjacentes e,posteriormente, moléculas duplas oudímeros das bases pirimídicas. A maioriados dímeros formados é de timina –timina, também podendo ocorrer dímerosde citosina – citosina e citosina – timina.A formação de um número de dímerossuficiente impede que haja a duplicaçãodo DNA, impossibilitando assim a repro-dução do microrganismo, além de com-prometer a síntese protéica (STANIER,DOUDOROFF & ADELBERG, 1963apud MONTGOMERY, 1985).

As conseqüências das alterações ocor-ridas diretamente sobre o RNA são me-nores, pois este ácido encontra-se presen-te em várias cópias que podem ser substi-

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PAR#1

PAR#2

LEGENDA: A, adenina; C, citosina; D, desoxirribose; G, guanina; P, ácido fosfórico, T, timina.

(Ácido guanílico)

A

D P

D P

G

(Ácido adenílico)

T

D P

C

D P

(Ácido timidílico)

(Ácido citidílico)

Figura 1 - Nucletídeos formadores do DNA (GUYTON, 1985)

Tabela 1 - Constantes de Inativação UVde alguns microrganismos

Microrganismo K (cm2 / µWs)

Eschechiria coli 2,50 x 10-3

Pseudomonas. aeruginosa 1,74 x 10-3

Aeromonas hydrophila 2,20 x 10-3

Streptococcus faecalis 1,23 x 10-3

Vibrio cholerae 2,07 x 10-3

tuídas, desde que as informações para suasíntese, contidas no DNA, não tenhamsido perdidas (DANIEL, 1993).

Um interessante fenômeno é areversibilidade do dano causado às estru-turas do DNA das células. Estareversibilidade é conhecida como“reativação”, se ocorrer após um processode desinfecção química, e como“fotorreativação”, caso se suceda após ex-posição à radiação UV (PARROTTA &BEKDASH, 1998). Sob determinadascondições, alguns microrganismos dota-dos de sistema metabólico funcional sãocapazes de produzir uma enzima que uti-liza a energia das radiações luminosas en-tre 300 e 500 nm para partir a ligaçãoentre os dímeros de timina. Os dímerosde citosina não são rompidos por esse pro-cesso e algumas inversões na sua forma-ção são promovidas por meio de meca-nismo ainda não completamente esclare-cidos (WRIGHT & CAIRNS,1998). Osvírus não são capazes de promover estafotorreativação, mas podem utilizar osmecanismos de enzimas reparadoras pro-duzidas nas células do hospedeiro(PARROTTA & BEKDASH, 1998).Nas bactérias e outros microrganismos, aamplitude da capacidade defotorreativação está relacionada à exten-são do dano fotoinduzido, à exposição àradiação entre 300 e 500 nm e ao pH etemperatura da água (PARROTTA &BEKDASH, 1998; WRIGHT &CAIRNS, 1998).

Cinética dadesinfecção comradiação UV

Na desinfecção com UV, a dose deradiação é definida como sendo o produ-to da intensidade de energia pelo tempode exposição:

I.tD = (Eq. 1)em que:D = Dose de radiação ultravioleta

(W.s/cm2);I = Intensidade da radiação (W/

cm2);t = Tempo de exposição (s).A absorção de radiação pelas partí-

culas dispersas e pelo próprio líquido éobtida segundo a Lei de “Beer –Lambert” (PIRES et al., 1998):

x0 .eII α−= (Eq. 2)

em que:I = Intensidade de radiação no meio

líquido (W/cm2);I0 = Intensidade de radiação na fon-

te (W/cm2);a = absorbância (cm-1);x = espessura da camada líquida

(cm).Considerando como x = 0, a super-

fície na qual a intensidade de radiação émáxima (I=I0) e que a intensidade míni-ma ocorre na superfície do líquido dis-tante x da fonte, pode-se calcular a inten-sidade média integrando a Eq. 2 anterior,resultando em :

( )xe1.x

I

x

dxx.eIMI

0

x0 0

−α−α

=

=∫ −α

=

(Eq. 3)

Assim, a dose média de radiação UVseria :

.tID MM = ( Eq. 4)

A inativação, pela Lei de CHICK –WATSON, seria então :

.tK.IN

Nln M

0

−= (Eq. 5)

em que:K = Coeficiente de letalidade à UV

dos microrganismos;IM = Intensidade média da radiação

germicida.AAAA A

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Tabela 2 - Doses mínimas de UV recomendadas para desinfecção

Organismosregulamentadores

Dose Recomendada(mW.s/cm2)

Observações

1) Entidades

DHEW (1) 16 Padrão para desinfecção em barcos

ANSI/NSF (2)38 Classe A - desinfecção de vírus e bactérias

16 Classe B - desinfecção complementar

USEPA 21 Remoção de 2 log de vírus da hepatite A

2) Estados dos EUA

Arizona 38 Idem ANSI/NSF Classe A

Carolina do Norte 38 Idem ANSI/NSF Classe A

Nova Jersey 16

Pennsylvania 16 Desinfecção de águas subterrâneas

Utah 16

3) Países da Europa

Áustria 30

França 25

Noruega 16

(1) Departament of Health, Education and Welfare, USA.(2) American National Standards Institute, USAFonte: PARROTTA & BEKDASH, 1998; WRIGHT & CAIRNS, 1998

Na Tabela 1 são apresentados osvalores do coeficiente de letalidade à UVde algumas bactérias, obtidos por PIRESet al. (1998) em experimentos com lâm-padas de baixa pressão (emissão de radia-ção UV a 254 nm):

As lâmpadas de UV de baixa pres-são – ou monocromáticas – emitem de85% a 90% de radiações no comprimen-to de onda de 254 nm, de maior efeitogermicida. Dessa forma, é considerada nosestudos cinéticos da desinfecção UV aintensidade média da radiação germicidaa 254 nm.

Para as lâmpadas de média pressão– ou policromáticas –, as contribuiçõesde cada radiação de diferente compri-mento de onda devem ser consideradasna determinação da dose(MEULEMANS, 1998):

∑ λ)λ==λ

=λ

315nm

200nm.t)G(I(D (Eq. 6)

em que :I(l) = Intensidade de radiação a cada

comprimento de onda l ; eG((l) = Espectro de ação germicida

de cada comprimento de onda depen-dente do microrganismo a ser inativado.

Não se tem estabelecido valores dedoses mínimas a serem adotadas na de-sinfecção com radiação UV. Esta defini-ção está vinculada a uma série de caracte-rísticas particulares de cada sistema, den-tre as quais se destacam:

a) Características físico-químicas daágua;

b)Nível de contaminaçãomicrobiológica;

c) Impacto sobre os microrganismosdas etapas de tratamento anteriores à de-sinfecção;

d)Histórico epidemiológico;e) Grau de risco a ser assumido.Ainda assim, há uma série de regu-

lamentações que recomendam doses mí-nimas a serem adotadas nos processos dedesinfecção com UV, conforme apresen-tado na Tabela 2.

O processo fotoquímico da desin-fecção com radiação UV é responsável poruma baixa geração de subprodutos, por-tanto com mínimos riscos à saúde(CAIRNS, 199?). Alguns estudos repor-tam a formação de subprodutos da de-sinfecção com radiação UV, principal-mente formaldeídos e acetaldeídos, nadesinfecção de águas residuais (AWAD

et. al., 1993 apud WRIGHT &CAIRNS, 1998). Também foi verificadaa conversão de nitrato a nitrito em expo-sição a radiação UV abaixo de 240 nm(GROOCOCK, 1998 apud WRIGHT& CAIRNS, 1998). Todavia, tal conver-são não é preocupante em sistemas queutilizam lâmpadas de baixa pressão, cujaemissão predominante é de 254 nm.

Nos sistemas que utilizam lâmpa-das de média pressão é possível impediressa conversão mediante o uso de lâmpa-das com camisas que absorvem a radiaçãoabaixo de 240 nm.

Em síntese, a formação desubprodutos nos processos de desinfec-ção de águas de abastecimento com radi-ação UV é mínima, não tendo sidoverificada a formação de subprodutosmutagênicos ou carcinógenos (WRIGHT& CAIRNS, 1998).

METODOLOGIA

Descrição do aparatoexperimental

O reator utilizado consistiu de umaunidade tubular, construída com tubode PVC tipo esgoto, de diâmetro nomi-nal 100 mm, com cerca de 45 cm dealtura total. No eixo da tubulação foiadaptada uma lâmpada de vapor de mer-cúrio de baixa pressão, potência nominalde 15 W. O sistema dispunha inicialmentede um conjunto independente de gera-ção de ozônio, que apresentou concen-trações médias deste gás inferiores a 0,09mg/l, não resultando em nenhumamelhoria na eficiência do reator. Destaforma, não foi utilizado o ozônio ao lon-go da fase experimental da pesquisa.

Embora tenha sido concebido paraoperar em regime de fluxo contínuo, o

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H = 45 cm

D i = 10 cm

Alimentação

Pontos de Amostragem

LÂMPADA UV

Difusores de O3

Figura 2 - Detalhes e dimensões do fotorreator de UV empregado na pesquisa.

Tabela 3 - Características das Águas de Estudo Tipo I e II

Parâmetro Água Tipo I Água Tipo II

pH 6,4 - 6,8 6,4 - 6,8

Dureza (mg CaCO3/l) 10 - 15 10 - 15

Alcalinidade (mgCaCO3/l)

10 - 20 10 - 20

Turbidez (uT) 0 - 5 20 - 30

Cor Aparente (uH) 20 - 30 170 - 230

Cor Verdadeira (uH) 15 - 20 20 - 30

Coliformes fecais(NMP/100 ml)

103 - 106 103 - 106

reator foi adaptado na pesquisa experi-mental para operação em regime debateladas, tendo sido introduzido umponto de alimentação na extremidadesuperior do tubo. Inicialmente o reatorera dotado de um único ponto deamostragem e descarga (ponto inferior),tendo sido posteriormente acrescentadosdois pontos de amostragem intermediá-rios, permitindo avaliar o grau dehomogeneidade da contaminação dasamostras a serem ensaiadas.

O diâmetro de 100 mm assegurouuma distância da lâmpada inferior a 75mm, valor recomendado como máximopara aplicações da UV em processos dedesinfecção.

Ainda que o PVC não tenhareatividade com a radiação UV capaz dealterar as características da água, segundoinformação do catálogo do fabricante, estematerial não é o ideal para esta aplicaçãopois absorve a radiação UV. Contudo, háde se observar a sua aplicabilidade em ter-mos de baixo custo, fácil condição demanuseio e grande disponibilidade nomercado.

A Figura 2 seguinte apresenta a con-figuração e as dimensões básicas do rea-tor.

Preparação das águas deestudo e coleta da águanatural

As águas sintéticas utilizadas nosexperimentos foram preparadas de acor-do com a recomendação do “StandardMethods for the Examination of Water andWastwater”, 18a Ed., para águas utiliza-das em ensaios de toxicidade, caracteriza-das como “muito brandas”. À água desti-lada e deionizada foram adicionados di-versos reagentes visando estabelecer umafaixa de variação para pH, alcalinidade edureza, e argila e ácidos húmicos paraconferir cor e turbidez em magnitudesuperior à recomendada pela Portaria1469/2000.

A contaminação microbiológica foiefetuada a partir de cepa natural isoladaem água e elaboradas curvas de cresci-mento de E.coli visando permitir o co-nhecimento do início da fase exponencialde crescimento e, consequentemente, oestudo sistemático com células jovens eativas. As características das águas sintéti-cas estão apresentadas na Tabela 3.

A água para os ensaios foi semprepreparada em quantidade suficiente para

utilização em até 05 (cinco) experimen-tos, passíveis de serem realizados em umúnico dia, evitando-se, assim, oarmazenamento da água sintética.

A água natural I foi coletada na câ-mara de chegada, a montante da pré-cloração, da estação de tratamento doMorro Redondo, uma das unidades res-ponsáveis pelo abastecimento de BeloHorizonte. A turbidez (4,9 uT) e a coraparente (30 uH) na ocasião da coletaenquadraram-se às características da águasintética tipo I. As característicasmicrobiológicas da água natural apresen-taram com concentrações de 6,6 x 103

NMP/100 ml para coliformes totais e 200NMP/100 ml para E. coli.

Tentou-se também obter uma águanatural com características semelhantes àsda água tipo II. Foi realizada uma coleta-da em outro sistema produtor cujo ma-nancial apresentava dados históricos deturbidez que se enquadram à faixa dese-jada. Contudo, a turbidez (5,0 uT) e acor aparente (23 uH) na ocasião da coletaaproximaram-se mais das características daágua sintética tipo I. Assim, os ensaioscinéticos para águas mais turvas foramrealizados apenas com água sintética tipoII. A água natural foi mantida à tempera-tura ambiente, tendo sido objeto de en-saios cerca de 3 a 4 horas após sua coleta.

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Determinação poractinometria da dose deradiação UV

A intensidade de radiaçãoultravioleta está relacionada com a quan-tidade de energia recebida por uma uni-dade de área. Sua determinação só é pos-sível por meio de radiômetros ouactinômetros. A precisão da medida feitacom radiômetros está associada à sensibi-lidade do equipamento aos comprimen-tos de onda de interesse e ao número demedições realizadas em diferentes pontosdo reator (DANIEL & CAMPOS,1993). O campo de intensidade dentrodo reator pode ser bastante variável, o quetorna difícil a determinação da intensida-de média relativa ao volume de líquidono reator. Desta forma, para esta determi-nação, utilizam-se substânciasactinométricas que sofrem reaçõesfotoquímicas em comprimentos de ondaespecíficos.

O ferrioxalato de potássio teve suaaplicação como substância actinométricaintroduzida por HATCHARD &PARKER (DANIEL & CAMPOS,1993). Quando exposto à radiação UV,o ferrioxalato é reduzido, apresentandoum rendimento quântico de 1,26 molesde Fe 2+ por einstein para comprimentosde onda inferiores a 436 nm. Como naslâmpadas de baixa pressão de mercúrio aemissão em comprimentos de onda abai-xo de 280 nm é de 86% de sua energia a254 nm, pode-se admitir que a reduçãodo ferrioxalato de potássio é devido ape-nas a este comprimento de onda(DANIEL & CAMPOS, 1993).

A cinética deste procedimento deactinometria pode ser acompanhadamedindo-se a concentração de Fe2+ for-mado ao longo do tempo de exposição àradiação UV. A concentração molar deFe2+ é medida por meio da absorbânciade um complexo de Fe2+ - fenantrolina –de cor vermelha a 510 nm. Íons férricosformam somente um leve complexo comfenantrolina, transparente a 510 nm.

A dose média por volume de líqui-do irradiado pode ser calculada pela equa-ção:

5a2

d2

x4,719x10Fe

][Fe][FeD

φ−

=++

(Eq. 7)em que:D = Dose de UV no comprimento

de onda de 254 nm, em mW.s/cm3;[Fe+2]d = Concentração molar de

Fe2+ depois da irradiação, em mol/l;[Fe+2]a = Concentração molar de

Fe2+ antes da irradiação, em mol/l;?Fe = Rendimento quântico de Fe2+

no comprimento de onda 254 nm (mol/einstein).

A dose aplicada à superfície irradia-da (mW.s/cm2) é calculada multiplican-do-se a “dose média por volume”, calcu-lada conforme a Eq. 7, para a profundi-dade média da lâmina no reator. Nesteestudo foi assumida a mesma condiçãoadmitida por HARRIS et. al. (1987) parareatores anulares, considerando-se as si-tuações seguintes:

i) Admitindo-se haver 100% de re-flexão da radiação UV, a área irradiada é aárea das paredes do reator em contato como líquido;

ii) Admitindo-se não haver nenhu-ma reflexão da radiação UV (100% deabsorção pelo líquido e paredes do rea-tor), a área irradiada é a área de parede dalâmpada.

Assim, considerou-se como profun-didade média da lâmina (L) o resultadoda divisão do volume ensaiado (2 litros)pela área média irradiada, sendo esta cal-culada pela expressão seguinte:

2

AAA LR

M

+= (Eq. 8)

em que:AR = Área das paredes do reator em

contato com o líquido (cm2);AL = Área da parede da lâmpada em

contato com o líquido (cm2).

Deste modo, a profundidade mé-dia da lâmina foi determinada a partirdos seguintes elementos referentes à con-figuração do reator utilizado:

q Volume de líquido ensaiado: 2 litros(2.000 cm3);

q Diâmetro interno do reator: 9,80 cm;

q Diâmetro externo da lâmpada: 2,6 cm;

q Determinação da altura do líquido (H)no reator:

- Área preenchida pelo líquido : Área doreator – área da lâmpada- Área do reator :

4

098,0. 2π=RA x 10.000 = 75,43 cm2 ;

- Área da lâmpada:

4

026,0. 2π=LA x 10.000 = 5,31 cm2 ;

- Área de preenchimento do líquido =(75,43 – 5,31) = 70,12 cm2 ;

- Altura do líquido no reator : H = 2.000cm3 ¸ 70,12 cm2 = 28,52 cm.

q Determinação da área de paredes emcontato com o líquido (AR):

- AR = pDR x H = p x 9,8 x 28,52 =878,06 cm2 ;

q Determinação da área da lâmpada emcontato com o líquido (AR):

- AL = pDL x H = p x 2,6 x 28,52 =232,97 cm2 ;

q Determinação da Área Média Irradia-da (AM ):

- AM = ( 878,06 cm2 + 232,97 cm2) ¸ 2= 554,52 cm2 ;

q Determinação da profundidade mé-dia da lâmina (L):

- L = V ̧ AM = (2.000 cm3 ̧ 554,52 cm2)= 3,61 cm;

Assim, a dose aplicada à superfícieirradiada (mW.s/cm2) pôde ser determi-nada pela seguinte expressão:

3,61x x4,719x10Fe

][Fe][FeD 5a

2d

2

φ

++ −=

(Eq. 9)

Após o preparo da soluçãoactinométrica procedeu-se à elaboraçãodas curvas de calibração visando à deter-minação da concentração de Fe+2 nasamostras por meio dos valores deabsorvância a 510 nm. As duas curvas decalibração foram elaboradas a partir dametodologia proposta por DANIEL &CAMPOS (1993) e pelo StandardMethods for the Examination of Water andWastewater, 18th Ed.

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Protocolo de ensaios

Para a realização dos ensaios efetuou-se uma adaptação do reator para operarem sistema de bateladas, uma vez que esteteve sua concepção original para opera-ção em um sistema de fluxo contínuo. Aprimeira adaptação para operação embateladas consistiu do tamponamento daderivação de entrada do reator e instala-ção de uma curva de PVC na derivaçãode saída, passando essa a ter a função deentrada (Figura 2).

Com esta configuração foram rea-lizados onze ensaios de inativação, comvolume de água experimental igual a 2,5litros, sendo coletadas três amostras emtempos tais que correspondessem às altu-ras de lâmina inferior, média e superiordo volume de água no reator. Verificou-se que, sistematicamente, os resultados deinativação referentes à ultima coleta decada ensaio, portanto correspondente àparcela superior do volume, apresenta-ram eficiência significativamente inferioràs demais coletas. Tal fato deveu-se à al-tura da lâmina de água no reator. O volu-me adotado de 2,5 litros impunha umnível de água no reator que ultrapassava aaltura do eixo da curva adaptada comoderivação de entrada. Como conseqüên-cia, um determinado volume que se aco-modava nesta derivação não era submeti-do às mesmas condições de radiação exis-tentes no corpo do reator. Uma vez iden-tificado este problema, passou-se a utili-zar um volume de 2,0 litros em cada en-saio.

Após a definição desta configura-ção final e do volume experimental de2,0 litros, os ensaios foram executadossegundo os procedimentos seguintes:

i) Inicialmente, efetuava-se a lava-gem do reator com água destilada edeionizada, com volume aproximado detrês vezes o volume do reator (cerca de7,5 litros, portanto). Durante esta lava-gem, a lâmpada UV era mantida acesapara aquecimento;

ii) Com auxílio de uma proveta gra-duada, media-se o volume de dois litrosda água experimental, sendo este transfe-rido para um balde plástico previamentelimpo. Adicionava-se o volume doinóculo de contaminação e, após agitaçãoenérgica com bastão de vidro, coletava-seuma amostra de 10 ml para determina-ção da concentração afluente de NMP;

iii) O volume contaminado era en-tão transferido para o reator, através dofunil de alimentação. Ligava-se a lâmpa-da UV pelo tempo correspondente ao

ensaio (1, 3 ou 5 minutos). Após o desli-gamento, coletava-se uma amostra de 100ml para determinação da concentração demicrorganismos no efluente;

iv) Após a coleta da amostra doefluente, era procedida a descarga do rea-tor, mantendo-se a lâmpada UV acesa,promovendo sua esterilização.

A cada ensaio, os procedimentossupracitados eram repetidos, sendo quetodos os materiais utilizados eram limposcom álcool 70% e lavados abundante-mente com água destilada e deionizada.

Cabe observar que em duas opor-tunidades foram realizadas amostragensnos pontos intermediários para se avaliaro grau de dispersão dos microrganismos,em tempos de 1 e 3 minutos. Em ambasas avaliações, obteve-se um desvio inferi-or a 5%, assegurando o estado dehomogeneização da amostra contamina-da dentro do reator.

Os experimentos foram conduzidosem regime de batelada, utilizando-se osdois tipos de água sintética contaminadacom E. coli e água natural, compreenden-do as seguintes etapas:

a) Etapa 1: Experimentos de avali-ação da eficiência do sistema de desinfec-ção com radiação UV;

b)Etapa 2 : Experimentos de avali-ação da cinética da desinfecção com radi-ação UV.

Os experimentos referentes à Etapa1 basearam-se na avaliação da eficiênciado sistema em termos de inativação de E.coli, conduzidos em duas fases distintas:

a) Fase 1: Foram conduzidos 88ensaios com água sintética tipo I e tempode contato de 5 minutos;

b)Fase 2: Realizaram-se 90 ensaios,30 para cada tempo de contato, com águasintética tipo II e tempos de 1, 3 e 5 mi-nutos.

Os experimentos referentes à Etapa2 também foram conduzidos em duasfases distintas, a saber:

a) Fase 1: Conduziram-se 10 ensai-os com água natural, baseados nainativação de E. coli e coliformes totaisem tempo de contato de 1’;

b)Fase 2: Ensaios conduzidos comágua sintética tipo II, em um total de 10,baseados na inativação de E. coli , tendoem vista não ter sido possível a coleta deuma água natural com características pró-ximas às da água sintética tipo II.

Estes experimentos foram conduzi-dos nos laboratórios do Departamento deEngenharia Sanitária e Ambiental daUFMG, sendo que a leitura daabsorbância do efluente dos ensaios para

determinação do coeficiente de letalidadefoi realizada no laboratório da FundaçãoEzequiel Dias – Funed.

A determinação das concentraçõesafluentes e efluentes de microrganismosrealizou-se por meio de processocromogênico, utilizando-se reagentes ecartelas da Tecnologia de Substrato Defi-nido da IDEXX Laboratories Inc.

RESULTADOS EDISCUSSÃO

Ensaios de inativação

Durante os ensaios com água sinté-tica referentes à fase I da 1a etapa detecta-ram-se erros de procedimento na conta-minação das amostras e outros decorren-tes, conforme relatado no protocolo ex-perimental, de uma fração do volume doreator não exposta à mesma intensidadede radiação. Desta forma, foram analisa-dos os resultados dos derradeiros 30 en-saios, quando tais problemas já haviamsido solucionados.

Nesta etapa, exceto para os experi-mentos com tempo de contato de 1’, ve-rificou-se inativação total dos microrga-nismos. Cabe considerar que embora ocaráter estatístico do teste de determina-ção da presença dos microrganismos, ba-seado na tecnologia de substrato defini-do, imponha a necessidade de expressaros resultados negativos de presença como“<1”, considerou-se a inativação de 100%para tais resultados. A rigor , poder-se-iaadmitir que a inativação devesse ser con-siderada como “>99,9...”. Ainda que talconsideração seja correta do ponto de vis-ta matemático, entendeu-se que a mesmainduziria a uma análise pouco realista dosresultados. Tome-se como exemplo umensaio da fase I com t = 5’. Os dadosreferentes à inativação percentual desteensaio são:

q NMP/100 ml afluente: ... 1,70 x 104

q NMP/100 ml efluente: .... <1,0 ;

q Determinação da Inativação Percentual:

99,99412

x100NMP

NMPNMPI(%)

AFLUENTE

EFLUENTEAFLUENTE

=

=−

=

Logo, a inativação acima deveria serexpressa, do ponto de vista matemático,

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Fase 1 - ÁGUA I ; T = 5'Inativação - Unidade Logarítimica

6,67

50,00

23,3320,00

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

3,00 <= X< 4,00

4,00 <= X< 5,00

5,00 <= X<6,00

X => 6,00

Inativação (Log)

Fre

qüên

cia

(%)

Fase 2 - ÁGUA II ; T = 1' Inativação - Unidade Logarítimica

13,33

43,33

20,00

6,67

16,67

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

X < 3,00 3,00 <= X <4,00

4,00 <= X <5,00

5,00 <= X <6,00

X > 6,00

Inativação (Log)

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qüên

cia

(%)


13,33

20,00 20,00 20,00

26,67

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X < 3,00 3,00 <= X< 4,00

4,00 <= X< 5,00

5,00 <= X< 6,00

X > 6,00

Inativação (Log)

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0,00

20,00 20,00 20,00

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40

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X < 3,00 3,00 <= X< 4,00

4,00 <= X< 5,00

5,00 <= X< 6,00

X > 6,00

Inativação (Log)

Fre

qüên

cia

(%)

Figura 3 - Frequência de inativação para Etapa 1 Figura 4 - Frequência de inativação para Etapa 1

Figura 5 - Frequência de inativação para Etapa 1. Figura 6 - Frequência de inativação para Etapa 1.

como >99,99412. Assumindo um pon-to de vista mais prático, considerou-se quea ausência de microrganismos (<1,0) in-dicou 100% de inativação. As figuras 3 a6 apresentam os gráficos com os resulta-dos experimentais das etapas 1 e 2, emtermos de freqüência (%) para ainativação de microrganismos em unida-des logarítmicas.

Os resultados apresentados demons-tram que o comportamento do sistema

foi muito similar nas situações estudadasem termos de redução de unidadeslogarítmicas de microrganismos, haven-do sempre uma maior freqüência no in-tervalo compreendido entre 3,0 e 4,0 log.Tais resultados, objetivando caracterizara eficiência do processo de desinfecção,devem ser observados sempre em con-junto com as cargas afluentes, uma vezque são limitados por ela. Tomando-senovamente o ensaio de no. 1 da fase 1

com t = 5’ como exemplo, verifica-se quea máxima redução possível seria de 4,23log, correspondente a uma inativação de100% dos microrganismos afluentes. Essamesma redução em termos de unidadeslogarítmicas para uma carga afluente hi-potética de, por exemplo, 1 x 107 NMP/100 ml corresponderia a uma carga resi-dual aproximada de 5,9 x 102 NMP, quenão indicaria eficiência do processo emtermos de barreira sanitária.

Assim, é importante a avaliação con-junta destes resultados com as cargas aflu-entes e residuais. Dentro das condiçõesdefinidas para o experimento, verificou-se ter havido completa inativação dosmicrorganismos para todos ensaios comtempos de detenção iguais a 5’. Dos en-saios da fase 2 (água tipo II) com temposde detenção iguais a 3’, apenas um apre-sentou carga residual de microrganismos,sendo esta de apenas 3,1 NMP/100 ml,

tendo havido uma redução de mais de 5unidades logarítmicas. Embora não te-nham sido realizados estudos de deter-minação da dose da radiação UV nestesensaios, é possível admitir com base naredução logarítmica obtida que tal resul-tado tenha mais significado de flutuaçãoamostral do que propriamente como ex-pressão da ineficiência do sistema para taiscondições.

Já para os ensaios da fase 2 com tem-

pos de contato iguais a 1’, fica evidente ainsuficiência da dose de radiação UV apli-cada para inativação completa dos micror-ganismos. Tal dado é de extrema relevân-cia ao se considerar o sistema como últi-ma barreira sanitária antes do ponto deconsumo final.

Posteriormente, objetivou-se avali-ar a influência das partículas suspensasna água de estudo na eficiência da desin-fecção. Sob este aspecto, convém salien-

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Tabela 4 - Turbidez da água tipo II filtrada emmembrana de 3,0 µµ m

EnsaioTurbidez (uT)Amostra Bruta

Turbidez (uT)Amostra Filtrada

1 36 3

2 31 4

3 31 8

4 25 9

5 24 8

6 24 8

7 19 7

Tabela 5 - Resultados de inativação com água natural

EnsaioColiformes totais

afluentes(NMP/100 ml)

E. coli Afluente(NMP/100 ml)

Coliformestotais efluentes(NMP/100 ml)

E. coliefluente(NMP/100 ml)

1 6,6 x 103 2,0 x 102 6,2 1,0

2 6,6 x 103 2,0 x 102 8,4 0,0

3 6,6 x 103 2,0 x 102 4,1 0,0

4 6,6 x 103 2,0 x 102 13,0 0,0

5 6,6 x 103 2,0 x 102 15,3 0,0

6 6,6 x 103 2,0 x 102 10,7 0,0

7 6,6 x 103 2,0 x 102 9,6 0,0

8 6,6 x 103 2,0 x 102 0,0 0,0

9 6,6 x 103 2,0 x 102 6,2 0,0

10 6,6 x 103 2,0 x 102 3,1 0,0

tar que as partículas devem ter tamanhoigual ou superior ao dos microrganismosdispersos no meio líquido para que pos-sam interferir no processo de inativação.A E. coli tem tamanho médio variandode 2,0 a 3,0 mm. Embora não tenha sidopossível a elaboração de ensaios para de-terminação da dimensão das partículasdispersas na água experimental, procu-rou-se obter um indicativo desta dimen-são por meio da determinação da turbidezda amostras da água tipo 2 após filtragemem membranas de 3,0 mm, conforme aTabela 4.

Conforme pode ser observado, oensaio de filtração indica que a maior par-te da turbidez da amostra brutacorresponde à parcela de partículas retidasem membrana de poros cujos diâmetrosequivalem ao tamanho estimado das bac-térias. Assim, pode-se admitir que as par-tículas dispersas no meio têm, em suamaioria, pelo menos o mesmo tamanhodos microrganismos utilizados na conta-minação das águas utilizadas nos experi-mentos.

Com relação aos ensaios com tem-pos de contato de 1’, verificou-se que,não obstante a evidente insuficiência dadose para inativação completa dos micror-ganismos, o sistema chegou a alcançar re-dução de até 6 unidades logarítmicas dacarga afluente.

Ainda com relação à análise em ter-mos de eficiência, há de se observar que ainativação de E. coli não determina a se-gurança do sistema como barreira sanitá-ria. Para isso, devem ser objetos de verifi-cação não apenas os microrganismospatogênicos de maior resistência ao pro-cesso de desinfecção, tais como vírus e

cistos de protozoários, mas, também,aqueles cujas dimensões proporcionemum maior efeito de proteção exercidopelas partículas dispersas na água à açãoda radiação UV. Assim, ao se estabelecerum sistema de desinfecção por radiaçãoUV, fica evidente a necessidade de se pro-ceder de forma abrangente a caracteriza-ção físico-química e microbiológica daágua, a caracterização granulométrica daspartículas dispersas e a avaliação da per-manência destes parâmetros em termossazonais.

A análise de correlação entre os re-sultados de eficiência e a magnitude dacarga microbiológica afluente apontou,de um modo geral, em todas as situações

estudadas que o aumento da carga aflu-ente não representou alteração no graude inativação alcançado.

É necessário considerar que o siste-ma operou em regime de bateladas, comágua sintética, sendo que o reator era dia-riamente lavado antes de se proceder osensaios. Desta forma, foi minimizado oefeito de incrustações nas paredes da lâm-pada por partículas e sais constituintes daágua, o que poderia ter reduzido a efici-ência em termos de irradiação.

Por outro lado, deve ser tambémconsiderado que dificilmente uma águasubmetida ao tratamento convencionalou mesmo águas brutas provenientes depoços ou de mananciais superficiais bemprotegidos apresentarão cargas bacterio-lógicas tão elevadas quanto as utilizadasno experimento, superiores a 106 NMP/100 ml. Ainda assim, a verificação destacorrelação com o sistema operando emfluxo contínuo e com água natural per-mitiria uma maior aproximação das con-dições reais de uso e, conseqüentemente,uma avaliação com maior acurácia da in-fluência da carga no grau de inativaçãoalcançado.

Estudo da cinética deinativação

O estudo da cinética de inativaçãofundamentou em 10 ensaios com águasintética tipo II e água natural, sendo queos procedimentos de execução foram osmesmos descritos para os ensaios deinativação. As leituras de absorbância a

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Tabela 6 - Determinação da irradiação média para água natural e sintética tipo II

Ensaio α 254 nm I (mW/cm2) α 254 nm I (mW/cm2)

1 0,032028 0,0340 0,176788 0,0266

2 0,014320 0,0351 0,194595 0,0259

3 0,011475 0,0353 0,209801 0,0252

4 0,012405 0,0352 0,202198 0,0255

5 0,013076 0,0351 0,199198 0,0257

6 0,011474 0,0353 0,1619264 0,0272

7 0,010726 0,0353 0,159226 0,0274

8 0,009048 0,0354 0,153488 0,0276

9 0,017562 0,0349 0,163620 0,0272

10 0,012962 0,0352 0,164642 0,0271

Tabela 7 - Constantes de inativação para água natural(coliformes totais e E. coli) e sintética tipo II (E. coli)

EnsaioKCT

(cm2/µW.s)KEC

(cm2/µW.s)KEC

(cm2/µW.s)

1 3,42 x 10-3 2,60 x 10-3 2,00 x 10-3

2 3,17 x 10-3 2,52 x 10-3 2,97 x 10-3

3 3,49 x 10-3 2,51 x 10-3 4,13 x 10-3

4 2,95 x 10-3 2,51 x 10-3 3,72 x 10-3

5 2,88 x 10-3 2,51 x 10-3 2,99 x 10-3

6 3,04 x 10-3 2,51 x 10-3 1,81 x 10-3

7 3,08 x 10-3 2,50 x 10-3 2,80 x 10-3

8 4,14 x 10-3 2,49 x 10-3 1,75 x 10-3

9 3,33 x 10-3 2,53 x 10-3 3,25 x 10-3

10 3,63 x 10-3 2,51 x 10-3 2,83 x 10-3

Média 3,31 x 10-3 2,52 x 10-3 2,83 x 10-3

254 nm foram realizadas nos laboratóri-os da Funed. O tempo de contato adota-do para ambas as águas foi de 1’. Para estaágua natural avaliou-se a inativação de E.coli e, também, dos organismos do grupocoliformes totais, cujos resultados estãoapresentados na Tabela 5.

A partir dos dados obtidos nos en-saios de actinometria, foram feitas as de-terminações das constantes de inativação:

q Dose por Unidadede Volume: ..0,599 mW.s/cm3 ;q Profundidadeda Lâmina: ................ 3,61 cm;q Dose por Unidade de Área Irradiada: ......2,159 mW.s/cm2 ;q Tempo de Irradiação......60 s;q Irradiação naFonte: ................0,036 mW/cm2.

A partir das medidas de absorbânciaa 254 nm foram determinadas as irradia-ções médias em cada caso, por meio daequação (2) anteriormente apresentada.Os resultados estão apresentados na Ta-bela 6.

Por intermédio dos valores deinativação apresentados na Tabela 5 an-terior e da Lei de Chick:

K.I.tN

Nln

0

−=

foram determinadas as constantes de

inativação, conforme apresentado na Ta-bela 7.

Verifica-se que a constante deinativação dos coliformes totais foi supe-rior à de E. coli, conforme esperado. Ovalor médio da constante encontrado paraE. coli (2,52 x 10-3 cm2/mW.s) em águanatural está coerente com os valores en-contrados na literatura técnica (PIRES etal., 1998). Adicionalmente, a constante

de inativação determinada para água sin-tética tipo II foi um pouco superior à de-terminada nos ensaios com água natural.

CONCLUSÕES

i) O sistema estudado, baseado naaplicação de radiação UV, apresentou boaeficiência na inativação de E. coli, ope-rando com tempos de contato e dosesbastantes baixos. As constantes deinativação determinadas para a E. coli epara coliformes totais estão coerentes comvalores encontrados na literatura.

ii) O aumento dos parâmetrosturbidez e cor impostos à água experi-mental mostrou não ter tido influênciasignificativa nos resultados. O sistema es-tudado apresentou a mesma performancepara todas as situações avaliadas, mere-cendo destaque a condição verificada demanutenção dos níveis de inativação paraaumentos substanciais da carga de conta-minação microbiológica. Para todos osensaios com tempos de contato de 3 e 5minutos, obteve-se 100% de inativaçãode E. coli, independente das característi-cas de cor e turbidez da amostra.

iii) A influência dos sólidos no pro-cesso não foi avaliada de forma maisaprofundada, principalmente por ques-tões logísticas. Entretanto, a avaliação dotamanho das partículas, empreendida pormeio de filtração em membranas de po-

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ros de mesma dimensão das bactérias,possibilita admitir a presença de sólidoscapazes de proteger os microrganismos daação do desinfetante. Assim, infere-se combase nos resultados obtidos a eficiênciado processo em águas de cor e turbidezmoderadas.

iv) Em termos de análises de corre-lação, cabe observar que não se preten-deu neste estudo estabelecer uma relaçãoentre os resultados de inativação e a vari-ação dos parâmetros cor e turbidez. Adefinição das características das águas ex-perimentais, com o projeto ainda vincu-lado ao Prosab, estabelecendo as faixas deconcentrações destes parâmetros,direcionou o estudo à análise de eficiên-cia do sistema quando aplicado a águascom cor e turbidez moderadas, isto é, comconcentrações destes parâmetros superi-ores aos indicados pela Portaria 1469/2000.

v) Por fim, os resultados obtidos,guardadas as restrições em termos de es-pectro de microrganismos avaliados, rea-firmam a boa perspectiva de emprego desistemas de desinfecção baseados na apli-cação da radiação UV como agente de-sinfetante, já levada a termo em diversospaíses, mesmo aplicados em águas comcor e turbidez moderadas. O empregodeste sistema para águas tratadas, confor-me destacado em itens anteriores destetrabalho, estaria condicionado à sua asso-ciação a compostos clorados, possibilitan-do a formação de residual desinfetante.

RECOMENDAÇÕES

q Ainda que os testes realizados de-monstrem a aplicabilidade do sistema dedesinfecção baseado no emprego de radi-ação UV, ensaios com operação em fluxocontínuo e com água natural trariammaior confiabilidade aos resultados, ten-do em vista a maior proximidade comsistemas em escala real. É latente a difi-culdade de se proceder tais ensaios den-tro da estrutura de laboratório. Sugere-sea parceria com companhias de saneamentopara implantação de unidades piloto emestações de tratamento existentes;q Recomenda-se também estudos

direcionados à influência dos sólidos. Nosestudos aqui empreendidos a turbidez foiconferida às água sintéticas pela adiçãode bentonita, argila composta de grãoextremamente pequenos. Em águas na-turais e sistemas em escala real, a diversi-dade do tamanho das partículas podeacarretar prejuízo à eficiência do proces-

so, efeitos não avaliados neste estudo;q Além de aspectos operacionais,

há necessidade de se estudar também aeficiência do sistema com relação a mi-crorganismos mais resistentes à ação daradiação UV do que a E. coli. Tal estu-do é fundamental para se dotar o siste-ma de segurança em termos de barreirasanitária. Em outra vertente, o estudoespecífico com relação a organismos re-sistentes ao cloro possibilitaria a pers-pectiva de emprego do sistema comoetapa complementar da produção deágua com características mais exigen-tes, como por exemplo aplicação emprocessos hospitalares;q F i n a l i z a n d o , e m

complementação às justificativas daspesquisas por sistemas alternativas dedesinfecção, recomenda-se a elaboraçãode estudos mais abrangentes referentesà formação de subprodutos da desin-fecção por meio da radiação UV, prin-cipalmente em aplicações em águas compresença mais elevada de matéria orgâ-nica.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem à Finep,pelo suporte financeiro necessário àmontagem do aparato experimental erealização dos ensaios, no contexto doPrograma de Pesquisa em SaneamentoBásico – Prosab -, à Fapemig e ao CNPq,pela concessão das bolsas de estudo vin-culadas à pesquisa.

REFERÊNCIASBIBLIOGRÁFICAS

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