REDE COOPERATIVA DE PESQUISASRESO DAS GUAS DE ESGOTO SANITRIO,INCLUSIVE DESENVOLVIMENTO DETECNOLOGIAS DE TRATAMENTOPARA ESSE FIMINSTITUIES PARTICIPANTESPUC-PR, UFBA, UFES, UFC, UFMG, UFPE, UFRGS, UFRJ,UFRN, UFSC, UFT, UFV, UNB, UNICAMP, USPApresentaoEsta publicao um dos produtos da Rede de Pesquisas sobre otemaReso das guas de esgoto sanitrio, inclusive desenvolvimento detecnologias de tratamento para esse fim, do Programa de Pesquisas emSaneamento BsicoPROSAB - Edital 04, coordenadapela Profa. Mariade Lourdes Florncio dos Santos do Grupo de Saneamento Ambiental daUniversidade Federal de Pernambuco.O PROSAB visa ao desenvolvimento e aperfeioamento detecnologias nas reas de guas de abastecimento, guas residurias(esgoto), resduos slidos (lixo e biosslidos) que sejam de fcilaplicabilidade, baixo custo de implantao, operao e manuteno, bemcomo visem recuperao ambiental dos corpos d'gua e melhoria dascondies de vida da populao, especialmente as menos favorecidas e quemais necessitam de aes nessas reas.At o final de 2005 foram lanados quatro editais do PROSAB,financiados pela FINEP, pelo CNPq e pela CAIXA, contando comdiferentes fontes de recursos, como BID, Tesouro Nacional, FundoNacional de Recursos Hdricos (CT-HIDRO) e recursos prprios da Caixa. A gesto financeira compartilhada do PROSAB viabiliza a atuaointegrada e eficiente de seus rgos financiadores que analisam assolicitaes de financiamento em conjunto e tornam disponveis recursossimultaneamente para as diferentes aes do programa (pesquisas, bolsase divulgao), evitando a sobreposio de verbas e tornando mais eficientea aplicao dos recursos de cada agncia.Tecnicamente, o PROSAB gerido por um grupo coordenadorinterinstitucional, constitudo por representantes da FINEP, do CNPq, daCAIXA, do Ministrio das Cidades, das universidades, da associao declasse e das companhias de saneamento. Suas principais funes so:definir os temas prioritrios a cada edital; analisar as propostas, emitindoparecer para orientar a deciso da FINEP e do CNPq; indicar consultoresad hoc para avaliao dos projetos; e acompanhar e avaliarpermanentemente o programa.O Programa funciona no formato de redes cooperativas de pesquisaformadas a partir de temas prioritrios lanados a cada Chamada Pblica. As redes integram os pesquisadores das diversas instituies,homogeneizam a informao entre seus integrantes e possibilitam acapacitao permanente de instituies emergentes. No mbito de cadarede, os projetos das diversas instituies tem interfaces e enquadram-seem uma proposta global de estudos, garantindo a gerao de resultados depesquisa efetivos e prontamente aplicveis no cenrio nacional. A atuaoem rede permite, ainda, a padronizao de metodologias de anlises, aconstante difuso e circulao de informaes entre as instituies, oestmulo ao desenvolvimento de parcerias e a maximizao dos resultados.As redes de pesquisas so acompanhadas e permanentementeavaliadas por consultores, pelas agncias financiadoras e pelo GrupoCoordenador, atravs de reunies peridicas, visitas tcnicas e Seminriosanuais.Os resultados obtidos pelo PROSAB esto disponveis atravs demanuais, livros, artigos publicados em revistas especializadas e trabalhosapresentados em encontros tcnicos, teses de doutorado e dissertaes demestrado publicadas. Alm disso, vrias unidades de saneamento foramconstrudas nestes ltimos anos por todo o pas e, em maior ou menor grau,utilizaram informaes geradas pelos projetos de pesquisa do PROSABAlm de seu portal (www.finep.gov.br/prosab/index.html) , adivulgao do PROSAB tem sido feita atravs de artigos em revistas darea, da participao em mesas-redondas, de trabalhos selecionados paraapresentao em eventos, bem como pela publicao de porta-flios efolders contendo informaes sobre os projetos de cada edital.e seminrios,GRUPO COORDENADOR DO PROSAB:Jurandyr PovinelliSAE/SC e EESCsaaegabi@terra.com.bre jpovinel@sc.usp.brCcero O. de Andrade Neto - UFRNcicero@ct.ufrn.brDeza Lara Pinto - CNPqdlara@cnpq.brMarcos Helano MontenegroMinistrio das Cidadesmarcos.montenegro@cidades.gov.brSandra Helena BondarowskyCAIXAsandra.bondarovsky@caixa.gov.brJeanine Claper - CAIXAjeanine.claper@caixa.gov.brAnna Virgnia MachadoABESanna.virginia@abes-dn.org.brAna Maria Barbosa Silva - FINEPanamaria@finep.gov.brClia Maria Poppe de Figueiredo - FINEPcmfigue@finep.gov.brO edital 4 do PROSAB foi financiado pela FINEP, CNPq e CAIXA com asseguintes fontes de recursos: Fundo Setorial de Recursos Hdricos e Recursos Ordinrios do Tesouro Nacional do Fundo Nacional deDesenvolvimento Cientfico e Tecnolgico eCaixa Econmica Federal.Lourdinha FlorencioRafael Kopschitz Xavier BastosMiguel Mansur Aisse(coordenadores)Tratamento e Utilizao de Esgotos SanitriosRecife - PE2006Copyright 2006 ABESRJ1 Ediotiragem: 1000 exemplaresProjeto Grfico, editorao eletrnica e fotolitosSERMOGRAF Artes Grficas e Editora Ltda:Rua So Sebastio, 199CEP 25645-045So SebastioPetrpolis - RJTEL: (0xx24) 2237 3769Fax: (0xx24) 2237-3709sermograf@sermograf.com.brCoordenadoresLourdinha FlorencioRafael Kopschitz Xavier BastosMiguel Mansur Aisse Tratamento e utilizao de esgotos sanitrios /Lourdinha Florencio, Rafael Kopschitz XavierBastos, Miguel Mansur Aisse (Coord.).Rio deJaneiro : ABES, 2006.427 p.:ilProjeto PROSABISBN: 85-7022-152-5ISBN: 978-85-7022-152-01.Tratamento de esgotos.2. Reso de gua.3.Fertirrigao.4. Hidroponia. 5. Produo animal.I. Florencio, Lourdinha. II. Bastos, RafaelKopschitz Xavier. III. Aisse, Miguel Mansur. Maria de Lourdes Florencio dos SantosRafael Kopschitz Xavier BastosMiguel Mansur Aisse(coordenadores)Intituicoes Participantes e Coordenadores de ProjetoPontifcia Universidade Catlica do Paran PUCPRCurso de Engenharia AmbientalCoordenador: Miguel Mansur Aisse (ViceCoordenador da Rede)E-mail: miguel.aisse@pucpr.brUniversidade Federal da Bahia UFBADepartamento de Engenharia AmbientalCoordenador: Asher KiperstokE-mail: asher@ufba.brUniversidade Federal do Cear UFCDepartamento de Engenharia Hidrulica e AmbientalCoordenador: Francisco Suetnio Bastos MotaE-mail: suetonio@ufc.brUniversidade Federal do Esprito Santo UFESDepartamento de Hidrulica e SaneamentoCoordenador: Regina de Pinho KellerE-mail: kellygtr@gmail.com.brUniversidade Federal de Minas Gerais UFMGDepartamento de Engenharia Sanitria e AmbientalCoordenador: Carlos Augusto Lemos ChernicharoE-mail: calemos@desa.ufmg.brUniversidade Federal de Pernambuco UFPEDepartamento de Engenharia CivilCoordenador: Maria de Lourdes Florencio dos Santos (Coordenadora da Rede)E-mail: flor@ufpe.brUniversidade Federal do Rio Grande do Sul UFRGSIPH - Instituto de Pesquisas HidrulicasDepartamento de Hidrulica e Saneamento SHSCoordenador: Luiz Fernando CybisEmail: lfcybis@iph.ufrgs.brUniversidade Federal do Rio de Janeiro UFRJDepartamento de Recursos Hdricos e Meio AmbienteCoordenador: Isaac Volschan JuniorE-mail: volschan@poli.ufrj.brUniversidade Federal do Rio Grande do Norte UFRNDepartamento de Engenharia QumicaCoordenador: Hnio Normando de Souza MeloE-mail: henio@eq.ufrn.brUniversidade Federal do Rio Grande do Sul UFRGSInstituto de Pesquisas HidrulicasCoordenador: Luiz Olinto MonteggiaE-mail: montegia@iph.ufrgs.brUniversidade Federal de Santa Catarina UFSCDepartamento de Engenharia Sanitria e AmbientalCoordenador: Flvio Rubens LapolliE-mail: frl@ens.ufsc.brUniversidade Federal do Tocantins UFTFaculdade de Engenharia AmbientalCoordenador: Liliana Pena NavalE-mail: liliana@uft.edu.brUniversidade Federal de Viosa UFVDepartamento de Engenharia CivilCoordenador: Rafael Kopschitz Xavier Bastos (ViceCoordenador da Rede)E-mail: rkxb@ufv.brUniversidade de Braslia UnBDepartamento de Engenharia Civil e AmbientalCoordenador: Marco Antnio Almeida de SouzaE-mail: maasouza@unb.brUniversidade Estadual de Campinas UNICAMPDepartamento de Saneamento e AmbienteCoordenador: Bruno Coraucci FilhoE-mail: bruno@fec.unicamp.brUniversidade de So Paulo USPDepartamento de Engenharia Hidrulica e SanitriaCoordenador: Roque Passos PiveliE-mail: roque.piveli@poli.usp.brConsultoresEugnio ForestiUniversidade de So Paulo, Escola de Engenharia de So Carlos EESC/USPDepartamento de Hidrulica e SaneamentoJos Marques JuniorUniversidade Estadual Paulista Jlio de Mesquita Filho, Faculdade deCincias Agrrias e Veterinrias de Jaboticabal FCAV/UNESPDepartamento de Solos e AdubosMarcelo Antnio Teixeira PintoCOMPANHIA DE AGUA E ESGOTO DE BRASILIA CAESBAutoresADRIEL FERREIRA DA FONSECA USPEngenheiro Agrnomo (UEPG), Mestre em Agronomia (ESALQ USP), Doutor em Agronomia(ESALQUSP), Ps-Doutorando (CENA USP). Pesquisador do Ncleo de Pesquisa em Geoqumica eGeofsica da Litosfera (NUPEGELUSP). E-mail: affonsec@cena.usp.brASHERKIPERSTOK UFBAEngenheiro Civil (Technion Israel Institute of Technology), Mestre em Engenharia Qumica(University of Manchester, UMIST Inglaterra), Doutor em Engenharia Qumica (UMIST). ProfessorAdjunto da UFBA, Escola Politcnica, Departamento de Engenharia Ambiental. Coordenador Geraldo TECLIM Rede de Tecnologias Limpas e Minimizao de Resduos. E-mail: asher@ufba.brBRUNO CORAUCCI FILHO UNICAMPEngenheiro Civil (UNICAMP), Mestre em Engenharia Civil: Hidrulica e Saneamento (EESC USP),Doutor em Engenharia Civil (USP). Professor Titular da UNICAMP, Faculdade de Engenharia Civil,Arquitetura e Urbanismo, Departamento de Saneamento e Ambiente. E-mail: bruno@fec.unicamp.brCARLOS AUGUSTO DE LEMOS CHERNICHARO UFMGEngenheiro Civil (UFMG), Especializao em Engenharia Sanitria (UFMG), Mestre emSaneamento, Meio Ambiente e Recursos Hdricos (UFMG), Doutor em Engenharia Ambiental(University of Newcastle Upon Tyne Inglaterra), Professor Adjunto da UFMG, Escola deEngenharia, Departamento de Engenharia Sanitria e Ambiental. E-mail: calemos@desa.ufmg.brCLIA REGINA MONTES USPFsica (Faculdade de Filosofia Cincias e Letras Oswaldo Cruz), Mestra em Geofsica (IAG USP),Doutora em Geofsica (IAG USP), Ps-Doutorado (USP). Professora Doutora do CENA USP,Diviso de Funcionamento de Ecossistemas Tropicais. Pesquisadora do Ncleo de Pesquisa emGeoqumica e Geofsica da Litosfera (NUPEGEL USP). E-mail: crmlauar@usp.brCCERO ONOFRE DE ANDRADE NETO UFRNEngenheiro Civil (UFRN), Mestre em Engenharia Civil (UFPB), Doutor em Recursos Naturais(UFCG). Professor Adjunto da UFRN, Centro de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil. E-mail: cicero@ct.ufrn.brDANIEL VIDAL PREZ EMBRAPA/RJEngenheiro Agrnomo (UFRRJ), Mestre em Agronomia (UFRRJ), Doutor em Qumica (PUC RJ).Pesquisador III da EMBRAPA, Centro Nacional de Pesquisa de Solos, Rio de Janeiro. E-mail:daniel@cnps.embrapa.brEDUARDO ARRUDA TEIXEIRA LANNA UFVBilogo (UFV), Mestre em Zootecnia (UFV), Doutor em Zootecnia (UNESP). Professor Adjunto UFV,Centro de Cincias Agrrias, Departamento de Zootecnia. E-mail: elanna@ufv.brEDUARDO COHIM UFBAEngenheiro Sanitarista (UFBA), Especializao em Engenharia de Irrigao (UFBA), Mestre emGerenciamento e Tcnicas Ambientais no Processo Produtivo (UFBA). Pesquisador da UFBA, EscolaPolitcnica, Departamento de Engenharia Ambiental. E-mail: ecohim@ufba.brEUGNIO FORESTI USPEngenheiro Civil (USP), Mestre em Engenharia Civil: Hidrulica e Saneamento (EESC USP),Doutor em Engenharia Civil: Hidrulica e Saneamento (EESC USP), Ps-Doutorado (University ofNewcastle Upon Tyne Inglaterra). Professor Titular da USP, Escola de Engenharia de So Carlos,Departamento de Hidrulica e Saneamento. E-mail: eforesti@sc.usp.brFLVIO RUBENS LAPOLLI UFSCEngenheiro Civil (UFSC), Especializao em Engenharia Sanitria (USP), Mestre em Engenharia deProduo (UFSC), Doutor em Engenharia Civil: Hidrulica e Saneamento (USP e Universite deMontpellier II Frana). Professor Titular da UFSC, Centro Tecnolgico, Departamento deEngenharia Sanitria e Ambiental. E-mail: frl@ens.ufsc.brHNIO NORMANDO DE SOUZA MELO UFRNEngenheiro Qumico (UFPE), Mestre em Qumica (UFPE), Doutor em Engenharia Ambiental (InstitutNational des Sciences Appliquees Frana). Professor Adjunto da UFRN, Centro de Tecnologia,Departamento de Engenharia Qumica. E-mail: henio@eq.ufrn.brISAACVOLSCHAN JNIOR UFRJEngenheiro Civil (Universidade Santa rsula, USU), Especializao em Engenharia Sanitria(UERJ), Mestre em Engenharia Sanitria (Institute For Hydraulics And Environmental Engineering,IHE Holanda), Doutor em Engenharia de Produo (UFRJ). Professor Adjunto da UFRJ, EscolaPolitcnica, Departamento de Recursos Hdricos e Meio Ambiente. E-mail: volschan@poli.ufrj.brJOS MARQUES JNIOR UNESPEngenheiro Agrnomo (Escola Superior de Agricultura e Cincias de Machado, ESACM), Mestre emAgronomia (UFLA), Doutor em Agronomia (ESALQ USP). Professor Doutor da UNESP, Faculdadede Cincias Agrrias e Veterinrias de Jaboticabal, Departamento de Solos e Adubos. E-mail:marques@fcav.unesp.brLILIANA NAVAL UFTBiloga (Universidade de Santo Amaro, UNISA), Doutorado em Engenharia Qumica (Universidad Complutense deMadrid Espanha). Professora Adjunta da UFT, Faculdade de Engenharia Ambiental. E-mail: liliana@uft.edu.brLOURDINHA FLORENCIO UFPEEngenheira Civil (UFPE), Especializao em Engenharia Sanitria (UFC) e em TratamentoAnaerbio de guas Residurias (IHE-Holanda), Mestra em Engenharia Civil: Hidrulica eSaneamento (EESC-USP), Doutora em Tecnologia Ambiental (Wageningen Universiteit Holanda).Professora Adjunta da UFPE, Centro de Tecnologia e Geocincias, Departamento de Engenharia Civil,Laboratrio de Saneamento Ambiental. E-mail: flor@ufpe.brLUIZ CARLOS PAVANI UNESPEngenheiro Agrnomo (UNESP), Mestre em Irrigao e Drenagem (USP), Doutor em Agronomia (Irrigao eDrenagem, UNESP). Professor Doutor da UNESP, Faculdade de Cincias Agrrias e Veterinrias de Jaboticabal,Departamento de Engenharia Rural. E-mail: lcpavani@fcav.unesp.brMARCELO ANTNIO TEIXEIRA PINTO CAESBEngenheiro Qumico (UFRJ), Especializao em Engenharia de Qualidade de Servio (FGV) Mestre em SadePublica e Engenharia de Controle Ambiental (University of Strathclyde Inglaterra) Superintendente de MeioAmbiente da Companhia de gua e Esgoto de Braslia, CAESB. E-mail: marceloteixeira@caesb. df.gov.brMARCO ANTONIO ALMEIDA DE SOUZA UNBEngenheiro Qumico (UFPR), Mestre em Engenharia Civil: Hidrulica e Saneamento (EESC USP), Doutor emEngenharia Ambiental (University of Birmingham Inglaterra). Professor da UnB, Faculdade de Tecnologia,Departamento de Engenharia Civil e Ambiental. E-mail: maasouza@unb.brMARCOS VON SPERLING UFMGEngenheiro Civil (UGMG), Especializao em Engenharia Sanitria (IHE-Holanda) Mestre em Engenharia Sanitria(UFMG), Doutor em Engenharia Ambiental (University of London Inglaterra), Ps-doutorado (University ofLondon Inglaterra). Professor Adjunto da UFMG, Escola de Engenharia, Departamento de Engenharia Sanitria eAmbiental. E-mail: marcos@desa.ufmg.brMARIO TAKAYUKI KATO UFPEEngenheiro Civil (UFPR) Administrador (Faculdade Catlica de Economia e Administrao do Paran), Mestre emEngenharia Civil: Hidrulica e Saneamento (EESC-USP), Doutor em Tecnologia Ambiental (WageningenUniversiteit Holanda). Professor Adjunto da UFPE, Centro de Tecnologia e Geocincias, Departamento deEngenharia Civil, Laboratrio de Saneamento Ambiental. E-mail: kato@ufpe.brMIGUEL MANSUR AISSE PUCPREngenheiro Civil (UFPR), Mestre em Engenharia Civil: Hidrulica e Saneamento (EESC-USP), Doutor em EngenhariaCivil: Hidrulica e Sanitria (USP). Professor Titular da PUCPR, Curso de Engenharia Ambiental, Programa de Ps-Graduao em Gesto Urbana. Professor Adjunto da UFPR. Departamento de Hidrulica e Saneamento. E-mail:miguel.aisse@pucpr.brPAULA DIAS BEVILACQUA UFVMdica Veterinria (UFV), Mestra em Medicina Veterinria (UFMG), Doutora em Cincia Animal (UFMG). ProfessoraAdjunta da UFV, Centro de Cincias Biolgicas e da Sade, Departamento de Veterinria. E-mail: paula@ufv.brRAFAEL KOPSCHITZ XAVIER BASTOS UFVEngenheiro Civil (UFJF), Especializao em Engenharia de Sade Pblica (FIOCRUZ), Doutor em Engenharia deSade Pblica (University Of Leeds Inglaterra). Professor Adjunto da UFV, Centro de Cincias Exatas eTecnolgicas, Departamento de Engenharia Civil. E-mail: rkxb@ufv.brREGINA KELLER UFESBiloga (UERJ), Mestra em Bioqumica (UFRJ), Doutora em Microbiologia (Universite de Paris VII Frana).Pesquisadora da UFES, Centro Tecnolgico, Departamento de Hidrulica e Saneamento. E-mail:kellygtr@gmail.com.brRENATA CAROLINA PIFER ABUJAMRA UFRNEngenheira Agrnoma (UFPR), Mestra em Engenharia Sanitria (UFRN). Doutoranda da UFRN,Centro de Tecnologia, Departamento de Engenharia Qumica. Email: abujamrarenata@eq.ufrn.brRONALDO STEFANUTTI UNICAMPEngenheiro Agrnomo (UNESP), Mestre em Cincias (CENAUSP), Doutor em Cincias (CENA USP). Pesquisador e Professor Colaborador da UNICAMP, Faculdade de Engenharia CivilArquitetura e Urbanismo. E-mail: ronaldos@fec.unicamp.brROQUE PASSOS PIVELI USPEngenheiro Civil (EESC-USP), Mestre em Engenharia Civil: Hidrulica e Saneamento (EESC-USP),Doutor em Engenharia Civil: Hidrulica e Sanitria (USP). Professor Doutor da USP, EscolaPolitcnica, Departamento de Engenharia Hidrulica e Sanitria. E-mail: roque.piveli@poli.usp.brSUETNIO MOTA UFCEngenheiro Civil (UFC), Especializao em Engenharia Sanitria (USP), Mestre em Sade Pblica(USP), Doutor em Sade Pblica (USP). Professor Titular da UFC, Centro de Tecnologia,Departamento de Engenharia Hidrulica e Ambiental. E-mail: suetonio@ufc.brColaboradoresANDR BEZERRA DOS SANTOS UFCEngenheiro Civil (UFC), Mestre em Engenharia Civil (UFC), Doutor em Tecnologia Ambiental(Wageningen Universiteit Holanda), Ps-doutorado (UFC). Professor Adjunto da UFC, Centro deTecnologia, Departamento de Hidrulica e Ambiental. E-mail: andre23@ufc.brDCIO JRGENSEN SANEPAREngenheiro Civil (UFPR), Especializado em Espao Sociedade e Meio Ambiente (Instituto Brasileirode Ps Graduao e Extenso, IBPEX). Gerente da Unidade de Servios Processo Esgoto(SANEPAR). E-mail: deciojur@sanepar.com.brFABIANA TESSELE UFRGSEngenheira Qumica (UFRGS), Mestra em Recursos Hdricos e Saneamento Ambiental (UFRGS).Doutoranda da UFRGS, Instituto de Pesquisas Hidrulicas, Departamento de Obras Hidrulicas. E-mail: ftessele@ppgiph.ufrgs.brGENERTADEU PEREIRA UNESPEstatstico (UNICAMP), Mestre em Cincias Biolgicas (Bioestatstica) (USP), Doutor em Agronomia(USP). Professor Doutor da UNESP, Faculdade de Cincias Agrrias e Veterinrias de Jaboticabal,Departamento de Cincias Exatas. E-mail: genertp@fcav.unesp.brJOSE RONALDO DE MACEDO EMBRAPAEngenheiro Agrnomo, Mestre em Agronomia (UFRRJ), Doutor em Cincias (CENA USP).Pesquisador da EMBRAPA, Centro Nacional de Pesquisa de Solos, Rio de Janeiro. E-mail:jrmacedo@cnps.embrapa.brMARIA ANGELES LOBO-RECIO UFSCQumica (Universidad Complutense de Madrid (UCM) Espanha), Mestra em Qumica (UCM),Doutora (UCM). Ps-Doutorado (Universite de Montpellier Frana). Pesquisadora da UFSC, CentroTecnolgico, Departamento de Engenharia Sanitria e Ambiental. E-mail: malobo@ens.ufsc.brROBERTO FEIJ DE FIGUEIREDO UNICAMPEngenheiro Civil (UNICAMP), Mestre em Engenharia Civil Hidrulica e Saneamento (EESC-USP) eem Engenharia Sanitria (University Of California, Berkeley), Doutor em Engenharia Ambiental(University of California, Davis), Ps-doutorado (University of California, Davis e Politecnico diMilano). Professor Titular da UNICAMP, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo.E-mail: nsfigueiredo@uol.com.brSVIA GAVAZZA UFPEEngenheira Civil (UFAL), Doutora em Engenharia Civil: Hidrulica e Saneamento (EESC-USP), Ps-doutorado (UFPE e Universidad Autnoma de Madrid Espanha). Professora Adjunta da UFPE,Centro Acadmico do Agreste, Ncleo de Tecnologia. E-mail: savia@ufpe.brSERGIO FRANCISCO DE AQUINO UFMGQumico (UFV), Mestre em Engenharia Civil: Hidrulica e Saneamento (EESC-USP), Doutor emEngenharia Qumica (University of London Inglaterra), Ps-doutorado (UFMG). Professor Titularda UFOP, Instituto de Cincias Exatas e Biolgicas, Departamento de Qumica. E-mail:sergio@iceb.ufop.brSILVANA DE QUEIROZ SILVABiloga (UFSCAR), Mestra em Engenharia Civil: Hidrulica e Saneamento (EESC-USP), Doutora emMicrobiologia Ambiental (University of Essex Inglaterra), Ps-Doutorado (DESA UFMG).Pesquisadora da UFMG, Escola de Engenharia, Departamento de Engenharia Sanitria e Ambiental.E-mail: ssilva@desa.ufmg.brInstituies Parceiras nos Projetos de PesquisaSumrioCaptulo 1 - Utilizao de Esgotos Sanitrios Marcos Conceituais e Regulatrios............................ 1Captulo 2 - Normas e Critrios de Qualidadepara Reso da gua .................................................... 17Captulo 3 - Tratamento de esgotos e produo deefluentes adequados a diversasmodalidades de Reso da gua .................................. 63Captulo 4 - Reso Urbano e Industrial ......................................... 111Captulo 5 - Irrigao com Esgotos Tratados:Impactos no Solo e Aqferos ..................................... 155Captulo 6 - Irrigao com Esgotos Sanitrios eEfeitos nas Plantas .................................................... 201Captulo 7 - Utilizao de Esgotos Tratadosem Hidroponia ........................................................... 239Captulo 8 - Uso de Esgotos Tratados paraProduo Animal ....................................................... 275Captulo 9 - Aspectos Metodolgicos para Estudosde Utilizao de guas Residuriasem Aagricultura ........................................................ 331Captulo 10 - Reso de guas Residurias.Uma Anlise Crtica .................................................. 393E PE A DMAgriculturaPrefcioDesde 1996, com a constituio da rede de pesquisas PROSAB(Programa de Pesquisa em Saneamento Bsico), diversas instituiesbrasileiras vm se dedicando, de forma articulada, pesquisa em tcnicasde tratamento de esgotos sanitrios e, a partir do Edital 3 (2000), visointegrada do tratamento e utilizao de efluentes para diversos fins.No Edital 4 (objeto desta publicao) este tema foi aprofundado,envolvendo pesquisas realizadas em quinze universidades brasileiras,provenientes de doze 12 estados e do Distrito Federal, abrangendo todas asregies brasileiras. Foram desenvolvidos quarenta e trs sub-projetos depesquisa, abordando temas relacionados com o reso das guas de esgotosanitrio, incluindo o aprimoramento de tecnologias de tratamento queresultassem em efluentes com qualidade compatvel com as exigidas parasua aplicao, com segurana do ponto de vista sanitrio, econmico eambiental. Para isso foi necessria uma ampla articulaomultinstitucional e multidisciplinar, com destaque para as parcerias comprefeituras, indstrias e companhias de saneamento.Com relao aos tipos de tratamento estudados, estes foramagrupados em funo dos aspectos tecnolgicos, grau de tratamentoalcanado, assim como a sua posio relativa na seqncia do tratamento,a saber, pr-tratamento, tratamento biolgico e ps-tratamento. Comopr-tratamento foram estudados: (i) decantadores primrios, com e semadio de coagulantes; (ii) peneiramento forado. As unidades detratamento biolgico pesquisadas foram: (i) reator UASB com modificaono decantador interno; (ii) filtro biolgico percolador; (iii) lagoa deestabilizao com biofilme; (iv) biorreator com membranas. Como ps-tratamento foram avaliadas unidades de tratamentos biolgico e fsico-qumico. O biolgico reuniu: (i) lagoas de maturao; (ii) lagoas depolimento; (iii)filtros de areia - filtro intermitente, filtrao rpida; (iv)biofiltro de pedra em lagoas; (v) wetlands (reas alagadas ou banhados).Como tratamento fsico-qumico foram avaliados: (i) coagulao-floculao; (ii) sedimentao; (iii) flotao; (iv) clorao.Em termos de utilizao de efluentes, a fertirrigao foi a principalopo de uso produtivo de efluentes tratados. A hidroponia tambm foiobjeto de estudo, bem como a aqicultura (piscicultura) e a produoanimal (caprinos, alimentados com forrageira irrigada com esgoto). O usode efluentes tratados para fins industriais, assim como sua aplicao parauso urbano no-potvel tambm foram objetos de pesquisa.Portanto, a presente publicao apresenta grande parte daexperincia reunida nos trabalhos desenvolvidos no mbito deste Edital 4do PROSAB, na rede Cooperativa de Pesquisa 2, dividida em 10 captulos.No Captulo 1 o tema introduzido e contextualizado no cenriobrasileiro e internacional. A partir de uma breve reflexo sobre a crise dagua, destacam-se as oportunidades e, por que no, a necessidade doreso.No Captulo 2 procura-se sintetizar o estado da arte do conhecimentosobre critrios de qualidade para o reso da gua. Com base no acervo deinformaes disponveis, incluindo as importantes contribuies doPROSAB, apresenta-se uma contribuio regulamentao do reso noBrasil, em termos de padro de qualidade de efluentes tratados.O Captulo 3, em pleno dilogo com o anterior, traz uma viso geraldas tcnicas de tratamento de esgotos de mais ampla utilizao no pas eda qualidade esperada dos respectivos efluentes. Apresenta-se, assim, aaplicabilidade das diferentes tcnicas de tratamento vis a vis a qualidaderequerida para as diversas modalidades de reso da gua, de acordo com ospadres propostos no Captulo 2.Os Captulos 4 a 8 so desenvolvidos em formato semelhante: umabreve apresentao do estado da arte do conhecimento do tema emquesto, envolvendo o potencial e as limitaes de diversas modalidades dereso, seguida da apresentao, sinttica que seja, dos principaisresultados obtidos no mbito deste edital do PROSAB.No Captulo 4, abordam-se algumas das oportunidades de resourbano, predial e industrial. O captulo traz uma importante contribuioem torno da discusso da qualidade da gua para reso em descarga desanitrios. Tratam-se de temas na ordem do dia e no contemplados nolivro anterior do Edital 3, dedicado essencialmente ao reso agrcola.Nos Captulos 5 e 6 enfocado o reso agrcola, em particular erespectivamente, os impactos da aplicao de esgotos sanitrios tratadossobre o solo e as plantas: alteraes nas propriedades do solo, possveisimpactos sobre os aqferos, produtividade alcanvel e qualidade dosmais diversos produtos irrigados. Pretende-se que a leitura destes doiscaptulos proporcione uma viso integrada e indissocivel do sistema solo-gua-planta, sob a aplicao de esgotos sanitrios, como uma forma defertirrigao.No Captulo 7 so exploradas diferentes oportunidades dehidroponia com esgotos sanitrios tratados, por exemplo, no cultivo deflores, grama e hortalias. Este captulo traz importantes contribuies emtermos de recomendaes prticas de manejo de sistemas hidropnicoscom esgotos tratados, no que tange a busca de otimizao da produo e desegurana sanitria.O Captulo 8 dedicado utilizao de esgotos sanitrios naproduo animal, mais especificamente, na piscicultura e na irrigao deforrageiras para alimentao de caprinos. Em relao piscicultura,explora-se o potencial de lagoas de polimento na produo de alimento(plncton) para o cultivo de peixes; a produo avaliada em termos dabusca de otimizao da fase de alevinagem (tilpias do Nilo). Na produode forrageira so avaliados aspectos de produtividade, qualidade sanitriae nutricional de milho forrageiro irrigado com esgotos tratados. Estecaptulo preenche importantes lacunas de informao em termos daviabilidade desta prtica e de riscos sade animal.Como contribuio adicional, no Captulo 9 procura-se reunirinformaes sobre tcnicas de planejamento de experimentos e sobre asprincipais metodologias de analticas para a caracterizao do sistemasolo-gua-planta em estudos de utilizao agrcola de esgotos sanitrios.Pretende-se que esta seja apenas uma forma de facilitar a introduo aotema, remetendo o pblico leitor (provavelmente de formao diversa) asprincipais referncias de literatura.Finalmente, e como de praxe nos livros do PROSAB, o ltimocaptulo (Captulo 10) dedicado a uma anlise crtica do tema tratadonesta publicao, frente ao estado da arte do conhecimento e spossibilidades tcnicas e econmicas de transferncia de tecnologia eaplicao prtica dos resultados dos experimentos desenvolvidos nesteedital.Esperando termos contribudo para o avano do conhecimento e dodomnio tecnolgico no pas, desejamos aos leitores um bom uso (e reso)desta publicao.Em nome de toda a equipe da Rede 2 do PROSAB, Edital 4Lourdinha FlorencioRafael Kopschitz Xavier BastosMiguel Mansur AisseCaptulo 1Utilizao de Esgotos Sanitrios MarcosConceituais e RegulatriosLourdinha Florencio, Miguel Mansur Aisse, Rafael Kopschitz Xavier Bastose Roque Passos PiveliReso da gua: Oportunidade ou Necessidade?A gua foi por muito tempo considerada pela humanidade como umrecurso inesgotvel e, talvez por isso, mal gerido. No faltam exemplos deescassez de gua doce, observada pelo abaixamento do nvel dos lenisfreticos, o encolhimento dos lagos, a secagem dos pntanos. Vriasregies do mundo possuem este panorama exacerbado, sendo que paraexplicar tais fenmenos no raras vezes o setor tcnico evoca as condiesmeteorolgicas ou os caprichos do tempo. No entanto, o problema dobalano oferta versus demanda por recursos hdricos no um problemaapenas das regies ridas e semi-ridas, pois os conflitos de uso da guatambm se notam em outras regies, inclusive os que dispem de recursoshdricos com oferta significante.O panorama torna-se ainda mais dramtico, quando se constata,simultaneamente, a deteriorao dos mananciais de abastecimento, comoresultado, dentre outros fatores, do baixo nvel de cobertura dos servios detratamento de guas residurias, da fragilidade da implementao depolticas de proteo de mananciais, da no observao de boas prticasagropecurias.Por outro lado, cresce em todo o mundo a conscincia em torno daimportncia do uso racional, da necessidade de controle de perdas edesperdcios e do reso da gua, incluindo a utilizao de esgotossanitrios para diversos fins com seus inegveis atrativos, dentre os quais:(i) o reso da gua, proporcionando alvio na demanda e preservao deoferta de gua para usos mltiplos; (ii) a reciclagem de nutrientes,proporcionando economia significativa de insumos, por exemplo,fertilizantes e rao animal; (iii) a ampliao de reas irrigadas e arecuperao de reas improdutivas ou degradadas; (iv) a reduo dolanamento de esgotos em corpos receptores, contribuindo para a reduode impactos de poluio, contaminao e eutrofizao.A utilizao de esgotos sanitrios oferece, portanto, oportunidadesde natureza econmica, ambiental e social, mas em situaes de acentuadaescassez de recursos hdricos pode mesmo constituir uma necessidade.Modalidades de Reso da guaLavrador Filho (1987), citado por Brega Filho e Mancuso (2003)sugere a seguinte terminologia para descrever as diversas possibilidades12de reso da gua: Reso indireto no planejado: ocorre quando a gua j utilizada descarregada no meio ambiente, portanto sendo diluda, enovamente utilizada a jusante de maneira no intencional. Reso indireto planejado: ocorre quando os efluentes, depois deconvenientemente tratados, so descarregados de formaplanejada nos cursos d'gua superficiais ou subterrneos, paraserem utilizados a jusante de forma intencional e controlada, nointuito de algum uso benfico. Reso direto planejado: ocorre quando os efluentes, depois deconvenientemente tratados, so encaminhados diretamente aolocal de reso.A terminologia sugerida por Lavrador Filho assume como sinnimosreso planejado e reso intencional, pressupondo a existncia de um1. Para Lavrador Filho (1987) reso da gua seria o aproveitamento de guas previamente utilizadas,uma ou mais vezes, para suprir as necessidades de outros usos, incluindo o original.2. Felizzato (2001) salienta que at 1998 esta palavra no constava na lngua portuguesa e eratraduzida literalmente do ingls 'reuse' e escrita de duas formas: re-uso ou reuso. No entanto, a grafiacorreta da palavra reso com acento agudo, pois se trata de um hiato crescente advindo do verboreusar. Os leitores podero encontrar na literatura nacional e internacional o emprego do termo resode guas residurias ('wastewater reuse'). Entretanto, de maneira fiel ao uso da lngua portuguesa,nesta publicao sero empregados os termos reso da gua, ou utilizao (uso) de esgotos.2 Tratamento e Utiliza o de Esgotos Sanitriossistema de tratamento de efluentes que atenda aos padres de qualidaderequeridos pelo novo uso que se deseja fazer da gua. Entretanto, vriosso os exemplos em todo o mundo de reso direto intencional, ou mesmoplanejado, que no necessariamente incluem o tratamento dos esgotos.Por isso, Van der Hoek (2004) sugere que os esforos de uniformizao determinologia poderiam limitar-se a: (i) reso planejado ou no planejado(formal ou informal); (ii) uso direto de esgotos no tratados; (iii) uso diretode esgotos tratados; (iii) uso indireto de esgotos, tratados ou no. Por resoformal Van der Hoek (2004) sugere a referncia a prticas com algum nvelde permisso ou controle por parte das autoridades competentes, e o resoinformal ausncia destes mecanismos.A literatura internacional, principalmente a norte-americana,emprega com freqncia o termo 'reclaimed wastewater' (to reclaim =recuperar, regenerar, aproveitar), para designar o aproveitamento deesgotos tratados, no mnimo, em nvel secundrio (ASANO; LEVINE,1998). Estes autores distinguem tambm os termos reso e 'reciclagem dagua', referindo-se o segundo a situao de um nico usurio que faz uso deum efluente retornando-o como fonte suplementar de abastecimento aouso original. Brega Filho e Mancuso (2003) entendem a reciclagem comoum caso particular do reso direto.Os autores deste captulo sugerem ainda o termo 'reso controlado',referindo-se utilizao segura do ponto de vista sanitrio, sustentvel doponto de vista ambiental e vivel do ponto de vista de produo.Praticamente consagrada na literatura internacional acategorizao das modalidades de reso da gua em reso potvel e resono potvel, incluindo este: (i) reso para fins urbanos; (ii) reso para finsagrcolas e florestais; (iii) reso para fins ambientais; (iv) reso para finsindustriais; (v) reso na aqicultura; (vi) reso na recarga artificial deaqferos.O reso potvel, embora encontre exemplos de aplicao prtica notem sido recomendado (ou recomendado com reservas), em funo dadificuldade de caracterizao pormenorizada dos esgotos sanitrios (ouurbanos) e, portanto, dos riscos associados sade (HESPANHOL, 1999).As modalidades de reso urbano e ambiental (paisagstico) envolvemuma grande variedade de aplicaes, dentre outras: (i) irrigao de camposCap. 1Utiliza o de Esgotos Sanitrios - Marcos Conceituais e Regulatrios 3de esporte, parques, jardins, cemitrios, canteiros de rodovias, etc; (ii) usosornamentais e paisagsticos; (iii) descarga de toaletes, (iv) combate aincndios; (v) lavagem de veculos, (vi) limpeza de ruas; (vii) desobstruode redes de esgotos e de drenagem pluvial; (viii) usos na construo, como acompactao do solo e o abatimento de poeira.Finalmente, tambm bastante disseminada a subdiviso dos usosagrcolas e urbanos em uso restrito e irrestrito; o que define estas duascategorias o grau de restrio de acesso ao pblico, de reas e tcnicas deaplicao dos esgotos ou de plantas irrigadas (controle da exposiohumana) e, conseqentemente, as exigncias de tratamento e o padro dequalidade de efluentes (ver captulo 2 deste livro).Embora a utilizao de esgotos sanitrios seja uma prtica mais quecentenria, tambm um conceito moderno, na medida em que ganha cadavez mais reconhecimento como uma importante estratgia para odesenvolvimento sustentvel. Os exemplos em todo o mundo vo desdesistemas rigidamente controlados por diretrizes governamentais, comelevados nveis de planejamento e respaldados em polticas de gesto derecursos hdricos, at as iniciativas espontneas de pequenos agricultoresenvolvendo srios riscos sade pblica. Entretanto, apenasrecentemente foram-se consolidando as bases tcnicas e cientficas para oreso controlado (STRAUSS; BLUMENTHAL, 1989; STRAUSS, 2001).O Quadro 1.1 apresenta, como um relato histrico, alguns dos maisemblemticos exemplos de utilizao de esgotos sanitrios em vriaspartes do mundo.Institucionalizao e Regulamentaodo Reso da guaA regulamentao da utilizao de esgotos sanitrios para diversosfins observada em vrios pases, os mais distintos em termos decaractersticas scio-econmicas e localizao geogrfica, a exemplo doMxico, Arbia Saudita, Japo, Austrlia, Tunsia, Peru, Alemanha,frica do Sul, Chipre, Israel, Kuwait, China (MARA; CAIRNCROSS,1989; STRAUSS; BLUMENTHAL, 1989; BLUMENTHAL et al., 2000;STRAUSS, 2001; USEPA, 2004; VAN DER HOEK; 2004). Como j referidoem vrios pases o reso da gua componente de programas e polticas de4 Tratamento e Utiliza o de Esgotos SanitriosCaptulo2gesto de recursos hdricos; em outros as prticas de reso carecem deregulamentao e tambm do devido controle, sanitrio e ambiental.Nos EUA, ainda em 1918, o Departamento de Sade Pblica doEstado da Califrnia emitiu a primeira regulamentao oficial sobre autilizao agrcola de esgotos sanitrios que se tem conhecimento(CROOK, 1978). Neste pas, o reso da gua (utilizao de esgotossanitrios tratados) em suas diversas modalidades (agrcola, urbano,industrial, etc.) hoje objeto de regulamentao em todo o territrionacional, complementada por legislaes vigentes em vrios estados(USEPA, 2004). Organismos internacionais, como a Organizao Mundialda Sade (OMS), tambm tm se dedicado recomendao de critrios desade para a utilizao de esgotos sanitrios. Em 1973 a OMS publicousuas primeiras diretrizes sanitrias sobre o uso de guas residurias,constantemente atualizadas (WHO, 1973; WHO, 1989; WHO, 2006a, b).Quadro 1.1aExemplos de utilizao de esgotos sanitrios nos Estados UnidosFonte: Adaptado de Tchobanoglous et al. (2003) e Mara e Cairncross (1989).Cap. 1Utiliza o de Esgotos Sanitrios - Marcos Conceituais e Regulatrios 5Ano

Localidade

Aplicao de gua de reso

Estados Unidos

1912-1985

Parque Golden Gate, So Francisco,Califrnia

Irrigao de gramados e abastecimento de lagosornamentais

1926

Parque Nacional Grand Canyon,Arizona

Descarga em sanitrios, asperso em gramados, guapara resfriamento e gua para aquecedores.

1929

Cidade de Pomona, Califrnia

Irrigao de gramados e jardins

1942

Cidade de Baltimore, Maryland

Resfriamento de metais e em processamento de ao naCompanhia Siderrgica Bethkehem

1960

Cidade de Colorado Springs,Colorado

Irrigao de campos de golfe, parques, cemitrios erodovias

1961Distritode Irvine Ranch Water,Califrnia Irrigao de jardins e descarga de sanitrios em grandesedificaes 1962Distrito de County Sanitation de LosAngeles, Califrnia

Recarga de aqferos usando bacias de inundao emMontebello Forebay

1977

Cidade de So Petersburgo, Flrida

Irrigao de parques, campos de golfe, ptio de escolas,gramados residenciais e gua de reposio em torres deresfriamento

1985

Cidade de El Paso, Texas

Recarga de aquferos por injeo direta, no aqferoHueco Bolson, e como gua de resfriamento em usinasde gerao de energia eltrica

1987

Agncia Regional de Monterey deControle da Poluio da gua,Monterey, Califrnia

Irrigao de diversas hortalias, incluindo alcachofra,aipo, brcolis, alface e couve-flor

Quadro 1.1bExemplos de utilizao de esgotos sanitrios em outras partes do mundoFonte: Adaptado de Tchobanoglous et al. (2003) e Mara e Cairncross (1989). importante destacar que na formulao de marcos regulatriospara o reso da gua, o problema deve ser considerado em suas vriasdimenses: de sade pblica, ambiental, econmica e financeira, social ecultural. A questo scio-cultural incluindo crena religiosa, hbitos locaise situao scio-econmica deve ser adequadamente dimensionada, poispode determinar a aceitao ou rejeio pblica (WHO, 2006a;HESPANHOL, 1997).oNo Brasil, desde a promulgao da Lei N9433 de 8 de janeiro de

1997, que institui a Poltica Nacional de Recursos Hdricos e cria o SistemaNacional de Gerenciamento de Recursos Hdricos (BRASIL, 1997), agesto dos recursos hdricos respaldada em um moderno aparatonormativo e institucional, em fase crescente de implementao. Por suaovez, a Resoluo CONAMA N357, de 17 de maro de 2005, que dispesobre a classificao dos corpos de gua e diretrizes ambientais para o seuenquadramento, bem como estabelece as condies e padres de6 Tratamento e Utiliza o de Esgotos SanitriosAno

Localidade

Aplicao de gua de reso

Outros pases

1890

Cidade doMxico, Mxico

Atualmente, cerca de 45

m3

seg-1 de esgotos sanitrios, combinados a10

m3

seg-1 de guas pluviais, so utilizados em 80.000

ha, a 60

km da regiometropolitana (Valle Mezquital), organizados em permetros irrigados,abastecidos por um complexo sistema de canais e reservatrios.

1929

Calcut, ndia

Praticamente todo o esgoto bruto da cidade de Calcut utilizado em cercade 4.400 ha de tanques de criao de peixes, a mais de 27 km ao leste daregio metropolitana, alimentados por um complexo sistema de canais;algumas unidades produtivas so arrendadas pelo poder pblico, outras sopropriedade privada ou operam em sistema de cooperativas. A produtividadealcana 1

-

1,4

t

ha-1 e responde por cerca de 10-20% do pescadocomercializado na Grande Calcut

1962La Soukra,TunsiaIrrigao com gua de reso para plantas ctricas e recarga de aqferos parareduzir a intruso de guas salinas na gua subterrnea. 1968Cidade deWindhoek,Nambia

Sistema avanado de tratamento de esgoto para aumentar o abastecimento degua potvel

1969

Cidade de WaggaWagga, Austrlia

Irrigao de campos esportivos, gramados e cemitrios

1977

Projeto RegioDan, Tel-Aviv,Israel

Recarga de guas subterrneas por bacias; guas subterrneas bombeadas sotransferidas via sistema adutor com 100 km de extenso para irrigaoirrestrita de culturas alimentares no sul de Israel

1984

GovernoMetropolitano deTquio, Japo

Projeto em Shinjuku, distrito de Tkio, incentiva reaproveitamento de guapara descarga em descarga de vasos de 19 altas edificaes em reasmetropolitanas altamente congestionadas

1989

Consrcio daCosta Brava,Girona, Espanha

Irrigao de campos de golfe

lanamento de efluentes (BRASIL, 2005a), define diretrizes de qualidadeda gua a serem observadas de acordo com os usos preponderantes doscursos d'gua. Entretanto, as referidas legislaes dispemoessencialmente sobre o uso direto da gua, ainda que na Lei N9433 / 97 sepercebam vrios dispositivos que apontam na direo do reso como umprocesso importante para a racionalizao do uso da gua.oMais recentemente, o Projeto de Lei N5296 / 2005 (que institui asdiretrizes para os servios pblicos de saneamento bsico e a PolticaNacional de Saneamento Bsico) j se refere diretamente ao reso da3gua, por exemplo em seu Artigo 10, Inciso III (BRASIL, 2005b):So diretrizes relativas ao esgotamento sanitrio: incentivar oreso da gua, a reciclagem dos demais constituintes dos esgotos e aeficincia energtica, condicionado ao atendimento dos requisitos desade pblica e de proteo ambiental pertinentes.Tambm em 2005, o Conselho Nacional de Recursos Hdricoso(CNRH) promulgou a Resoluo N54 que estabelece modalidades,diretrizes e critrios gerais para a prtica de reso direto no potvel degua no Brasil, remetendo para regulamentao complementar os padresde qualidade e os cdigos de prticas para as diversas modalidades dereso: (i) reso para fins agrcolas e florestais; (ii) reso para fins urbanos:(iii) reso para fins ambientais, (iv) reso para fins industriais, (v) reso4na aqicultura (BRASIL, 2006) .Portanto, a regulamentao do reso da gua encontra-se em plenocurso no Brasil, at mesmo pelo reconhecimento (explicitado nosoconsiderandos da Resoluo CNRH N54/2005) de que prticas de reso jso uma realidade no pas. importante salientar que a Resoluo CNRH54/2005 coloca a atividade de reso da gua como integrante das polticasde gesto de recursos hdricos vigentes no pas.Cap. 1Utiliza o de Esgotos Sanitrios - Marcos Conceituais e Regulatrios 73. Projeto de Lei em trmite poca da elaborao deste texto.4. Processo em curso poca da elaborao deste texto.Compatibilidade entre o Tratamento dos Esgotos,a Utilizao e o Lanamento em Corpos dguaAs tecnologias de tratamento de esgotos so desenvolvidas tendo porprincipal referncia o lanamento em corpos d'gua. As exigncias paraatender aos padres de qualidade dos corpos receptores / mananciais deabastecimento so restritivas, em decorrncia da fragilidade dosecossistemas aquticos e da necessidade de preservao dos usos mltiplosda gua. Assim, necessita-se de substancial reduo da carga de matriaorgnica biodegradvel e de slidos em suspenso, de macronutrientescomo o nitrognio e o fsforo, de remoo ou inativao de diversos gruposde organismos patognicos, alm do controle das concentraes deinmeros constituintes qumicos com propriedades txicas sadehumana e biota aqutica.Os processos biolgicos de remoo de matria orgnicabiodegradvel constituem a alternativa mais interessante sob os pontos devista tcnico e econmico para a efetiva reduo de concentrao doscompostos predominantes no esgoto. A histrica utilizao e reconhecidaeficincia elevada de processos aerbios mecanizados, como os sistemas delodos ativados e filtros biolgicos, tem evoludo pela incluso de etapa detratamento anaerbio prvio, representada principalmente pelos reatores5UASB . Nestas novas concepes, o sistema de tratamento ganha maiorracionalidade, economizando em energia eltrica e produzindo quantidadede lodo substancialmente menor, dentre outras vantagens.Entretanto, com o crescente rigor dos critrios e padres para aproteo da qualidade das guas, requer-se tambm elevada remoo dosprincipais macronutrientes, o nitrognio e o fsforo. Em relao aonitrognio, encontra-se consolidada, no meio tcnico, a consensualaplicao da alternativa de remoo biolgica em sistemas de nitrificao edesnitrificao. Este benefcio adicional levou ao desenvolvimento deprocessos com tempos de residncia celular nos reatores e de taxas deaplicao de oxignio compatveis com o metabolismo das bactriasnitrificadoras, bem como manuteno de fases anxicas em condies8 Tratamento e Utiliza o de Esgotos Sanitrios5. Upflow Anaerobic Sludge Blanket (ver Captulo 3).'adequadas para a reduo biolgica de nitratos. Em relao ao fsforo, emque pesem exmios trabalhos procurando caminhos bioqumicos que levem sua maior remoo, parece que somente os processo fsico-qumicos, comutilizao de sais de alumnio ou ferro e filtrao terciria, so capazes deresultar em efluentes que mais se aproximem dos restritivos padres dequalidade, sobretudo em guas de ambientes lnticos. Deve-se reparar quetal tratamento qumico muito se assemelha ao aplicado nas estaes detratamento de gua para abastecimento pblico.Portanto, as dificuldades de atendimento a exigentes padres delanamento despertam, de forma ntida, o apelo reciclagem de nutrientespor meio de diversas modalidades de reso da gua.Resta ainda o essencial desafio da reduo de patgenos, malogradanos sistemas biolgicos compactos e mecanizados. Nestes, o emprego deagentes qumicos ou fsicos so imprescindveis, destacando-se nestafuno os compostos clorados e a radiao ultravioleta. Porm, se por umlado o elevado potencial, bactericida e virucida dos principais agentesdesinfetante, so conhecidos, por outro, tambm o so suas limitaes nainativao de (oo)cistos de protozorios e ovos de helmintos,principalmente em relao aos compostos clorados e helmintos.Assim, para a remoo da ampla gama de patgenos nestas estaesde tratamento biolgico e mecanizado necessita-se, complementarmente,de filtrao terciria, possivelmente assistida quimicamente. Se acombinao to complexa destes processos de tratamento de fato capazde produzir efluentes de excelente qualidade microbiolgica, por outrolado, h que se refletir sobre os aspectos de custo-benefcio envolvidos naconcepo integrada de tratamento e utilizao do efluente.Nas Tabelas 1.1 e 1.2 apresentam-se, respectivamente, asconcentraes de patgenos usualmente encontradas no esgoto bruto e acapacidade de remoo de diversos processos de tratamento, revelando asdificuldades de obteno de efluentes compatveis com exigentes padresde qualidade microbiolgica.H tambm o problema de constituintes txicos que podem semisturar ao esgoto domstico e no sofrer qualquer tipo de transformaoou separao na estao de tratamento. Nestes casos, os esforos devemser concentrados no controle das emisses por parte das indstrias queCap. 1Utiliza o de Esgotos Sanitrios - Marcos Conceituais e Regulatrios 9descarregam seus efluentes no sistema pblico de coleta de esgotosanitrio. Como uma ltima barreira, constituintes mais finos cujosesforos para o tratamento na ETE sejam desproporcionais podem sercontrolados na prpria atividade de utilizao do esgoto, principalmentenos casos de uso industrial.Tabela 1.1Concentraes usuais de organismos patognicos e indicadores decontaminao em esgotos sanitrios.Fonte: Adaptado de WHO (2006a)Tabela 1.2Eficincia tpica de remoo de organismos patognicos em processos detratamento de esgotos.Fonte: Adaptado de Bastos et al. (2003) e WHO (2006a)10 Tratamento e Utiliza o de Esgotos SanitriosMicrorganismo ConcentraoEscherichia coli 106 - 108 100-1 mL-1

Salmonella spp. 1 - 104 100-1 mL-1

Shigella spp. 1 - 103100-1 mL-1

Vibrio cholerae 10 - 104 100-1 mL-1

Cistos de Giardia sp. 102 - 104 L-1

Oocistos de Cryptosporidium spp. 101 - 103 L-1

Cistos de Entamoeba hystolitica 1 - 102 L-1

Ovos de helmintos 101 - 103L-1

Vrus 102- 105L-1

Eficincia tpica de remoo (log10) Processo de tratamento Bactrias VrusProtozoriosHelmintos Decantao primria0 - 1 0 - 1 0 - 1 0 - < 1Decantao primria quimicamenteassistida 1 - 2 1 - 2 1 - 2 1 - 3Processos secundrios convencionais +decantao secundria 0 - 2 0 - 2 0 - 1 1 - 2Biofiltros aerados submersos0,5 - 2 0 - 1 0 - 1 0,5 - 2Reatores UASB 0,5 - 1,5 0 - 1 0 - 1 0,5 - 1Lagoas de estabilizao, polimento ematurao 1 - 6 1 - 4 1 - 4 1 - 3Lagoas aeradas + lagoas de decantao1 - 2 1 - 2 0 - 1 1 - 3Terras midas construdas (wetlands)0,5 - 3 1 - 2 0,5 - 2 1 - 3Desinfeco2 - 6 1 - 4 0 - 3 0 - 1Coagulao + floculao + filtraoterciria 1 - 2 1 - 2 1 - 3 1 - 3Coagulao + floculao + filtraoterciria + desinfeco2 - 6 1 - 4 1 - 4 1 - 3Filtrao em membranas 3 - 6 3 - 6 > 6 > 6

VrusVrusParalelamente a esta trajetria, os sistemas de tratamento deesgotos por lagoas tm preservado seu espao, um pouco parte dosgrandes centros urbanos e difundidos nos incontveis pequenosmunicpios do nosso pas. Reconhecidamente um pouco inferiores aosprocessos mecanizados em termos de remoo de matria orgnica,nitrognio e fsforo, prosperaram em funo do baixo custo de implantaoe simplicidade operacional. Atualmente, o excesso de algas no efluentefinal, ou mais propriamente o potencial de proliferao de cianobactrias,associado a concentraes elevadas de clorofila-a, nitrognio, fsforo eslidos em suspenso, tem aguado o rigor dos legisladores ambientais emrelao s lagoas. Por outro lado, os sistemas de lagoas gozam de invejvel capacidadede remoo de patgenos. Especialmente quando se incluem as lagoas dematurao e de polimento, possvel reduzir a densidade de coliformes3 -1termotolerantes abaixo de 10org 100 mL , nmero tomado por refernciapor constituir padro de classificao de certas guas naturais, inclusiveas usadas para irrigao (ver captulo 2). Alm disso, as lagoas produzemplncton, alimento vivo de reconhecido valor nutritivo e econmico para apiscicultura tecnificada.Este conjunto de constataes induz consorciao lagoas-reso, jque o processo, exceo de lagoas de polimento / maturaoespecialmente rasas e custa de elevados tempos de deteno, no removenutrientes com a mesma eficincia elevada de descontaminao.Certamente que a prtica agrcola exige a necessidade do controle deoutros parmetros relacionados principalmente com espcies inicas, porseus efeitos esperados sobre a estrutura fsica e qumica do solo. Mas apremissa inicial encorajadora, alavancando projetos de pesquisa emdiversos pases. Sob o mote bom para o solo, ruim para as guas, osprocessos de tratamento de esgoto pouco eficientes na remoo denutrientes so candidatos a disponibilizar seus efluentes para o usoagrcola e, sob esse sentido, os objetivos do tratamento so distintosdaqueles que objetivam o lanamento em corpos d'gua. Em sentidoanlogo se encontra o problema especfico da remoo de nitrognio, agorasob o mote nutriente para as plantas, txico aos peixes.Com a prtica do reso busca-se a dupla contribuio para os setoresagrcola e de saneamento. Do lado agronmico, a contribuio com insumosCap. 1Utiliza o de Esgotos Sanitrios - Marcos Conceituais e Regulatrios 11Captuloimportantes como a gua e nutrientes parece sedutora, mas a avaliaoprecisa dos possveis efeitos adversos sobre o sistema solo-planta e sobre olenol fretico deve ser considerada.Os resultados disponveis demonstram indiscutvel ganho emprodutividade comparado s culturas no irrigadas, prtica comum noBrasil. A procura por culturas exigentes em nitrognio parece ser tambmuma estratgia importante. Vale ainda ressaltar que o manejo agronmiconecessrio irrigao com esgoto sanitrio, em essncia, no difere domanejo na agricultura convencional, ou seja, o manejo adequado dosistema solo-gua-planta. De mais a mais, se a tecnologia agrcola avanoua ponto de facilitar a irrigao com gua salina, no deveria encontrar(como no encontra mundo afora) maiores dificuldades em lidar com a(ferti)irrigao com esgotos. Por fim, cabe destacar que raciocnio anlogocabe piscicultura, uma atividade de crescente importncia econmica emtodo o mundo e tambm no Brasil.Do lado do saneamento, a indagao principal a de que a irrigaocom efluentes pode exigir reas de extenso tais que tornem difcilimaginar sistemas com efluente zero, ou seja, que se elimine porcompleto a descarga direta em corpos receptores. Neste sentido, provvelque esta prtica, a princpio, se mostre mais vivel em pequenaslocalidades, muito embora experincias em vrias partes do mundodesmintam este postulado. Mas isto no desmotivante, pois existemmuitos pequenos municpios, j possuidores de sistema de lagoas e comvocao agrcola.Outra limitao referir-se-ia s regies de elevados ndicespluviomtricos, o que restringiria a aplicao de esgotos em solosinvariavelmente saturados. Em tese, isto faria das regies semi-ridas dopas as principais candidatas a avaliar a adoo do reso agrcola. Emrelao piscicultura, como a produtividade altamente dependente doclima, em regies de temperaturas mais elevadas e constantes, em geralesta atividade pode ser desenvolvida continuamente, ao longo de todo oano, mas em outras regies as atividades rentveis limitam-se ao vero.Percebe-se, assim, que a concepo integrada de sistemas detratamento e reso podem demandar complexidade e flexibilidadenecessrias para atender a padres de qualidade de efluentes compatveiscom a utilizao e, ou, o lanamento em corpos receptores. Por exemplo,12 Tratamento e Utiliza o de Esgotos Sanitrioscaso se necessite de um tratamento tercirio para a remoo de fsforo, oscustos operacionais desta etapa de tratamento seriam limitados a pocasespecficas do ano, sendo com isso drasticamente reduzidos a ponto de,inclusive, viabilizar o prprio tratamento. Por outro lado, sistemasintegrados de tratamento e reso podem muito bem incluir unidades dereservao de gua para o atendimento de demandas sazonais; alis, esta uma prtica corrente na agricultura convencional e verificada tambm nocaso do reso, com exemplos notveis em Israel e Mxico.Referncias BibliogrficasASANO, T.; LEVINE, A.D. Wastewater reclamation, recycling, and reuse: an introduction.In: ASANO, T. (ed.) Water quality management library 10, wastewater reclamation andreuse. Lancaster, Pennsylvania: Technomic Publishing Company, Inc., 1988. p. 156.BASTOS R.K.X., BEVILACQUA P.D.; ANDRADE NETO, C.O., von SPERLING, M.Utilizao de esgotos tratados em irrigao - aspectos sanitrios. In: BASTOS R. K. X.(coord.) Utilizao de esgotos tratados em fertirrigao, hidroponia e piscicultura. Rio deJaneiro: ABES, RiMa, 2003. p. 23-59 (Projeto PROSAB).BLUMENTHAL, U.J.; PEASEY, A.; RUIZ-PALACIOS, G.; MARA, D.D. 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Projeto de Lei n. 5296/2005:diretrizes para os servios pblicos de saneamento bsico e poltica nacional de saneamentobsicoPNS. Braslia: Ministrio das Cidades, 2005b. 270p.BRASIL. Conselho Nacional de Recursos Hdricos. Resoluo n. 54 - 28 nov. 2005.Estabelece modalidades, diretrizes para a prtica do reso direto no potvel de gua e doutras providncias. Dirio Oficial da Unio, Braslia, 9 mar. 2006.BREGA FILHO, D.; MANCUSO, P.C.S. O conceito de reso da gua. In: MANCUSO, P.C.S. e SANTOS, H.F. (Ed.). Reso da gua. Barueri: Manole, 2003. Cap.2, p.21-36.Cap. 1Utiliza o de Esgotos Sanitrios - Marcos Conceituais e Regulatrios 13oatendimentoCROOK, J. Health aspects of water reuse in California. Journal of ASCE EnvironmentalEngineering Division, v.104 (EE4), p.601-610, 1978.FELIZATTO, M. R. ETE CAGIF - Processo integrado de tratamento e reso de gua. In:21o. Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitria e Ambiental, 2001, Joo Pessoa -Paraba. Anais... CD-Rom, 2001.LAVRADOR FILHO, J. 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Geneva:WHO. 2006b. 149p.Cap. 1Utiliza o de Esgotos Sanitrios - Marcos Conceituais e Regulatrios 15Captulo 2Normas e Critrios de Qualidadepara Reso da guaRafael Kopschitz Xavier Bastos e Paula Dias BevilacquaIntroduoO contedo deste captulo desenvolvido com base nas premissas doque se convencionou denominar reso controlado: a utilizao segura doponto de vista sanitrio, sustentvel do ponto de vista ambiental e viveldo ponto de vista de produo. Ou seja, na discusso dos critrios dequalidade da gua, so considerados os diversos parmetros fsicos,qumicos e biolgicos de interesse para as distintas modalidades de reso,mais especificamente, aquelas investigadas no mbito do PROSAB: resourbano, industrial, agrcola e para a produo animal. Como os aspectos desade interessam a todas as modalidades, este tpico ser desenvolvidoprimeiro, em suas bases conceituais.Aspectos de SadeRisco Sade - Aspectos ConceituaisOs esgotos sanitrios podem conter os mais variados organismospatognicos e em concentraes elevadas. Portanto, no restam dvidassobre a possibilidade de transmisso de patgenos em qualquermodalidade de reso da gua, colocando em risco diferentes grupospopulacionais.Dependendo de sua origem os esgotos podem tambm conter agentesqumicos, alguns de toxicidade relevante e outros de padro de ocorrncia esignificado sade ainda pouco conhecido (os chamados qumicosemergentes, tais como os disruptores endcrinos e os resduosfarmacuticos). Embora o risco sade associado substncias qumicasno possa ser negligenciado (CHANG., 2002; WHO, 2006a), bem aqui seaplicam os postulados defendidos pela Organizao Mundial da Sade(OMS) em relao ao consumo humano de gua: os riscos microbiolgicosde transmisso de doenas (de curto prazo, inquestionveis), so, em geral,de maior impacto que os riscos sade impostos pelas substnciasqumicas (de longo prazo, por vezes no muito bem fundamentados doponto de vista toxicolgico e epidemiolgico) (WHO, 2004).Entretanto, mesmo em relao aos riscos microbiolgicos, muitacontrovrsia perdura na definio do padro de qualidade de efluentes e,por conseguinte, do grau de tratamento dos esgotos que garantam asegurana sanitria. Neste sentido, prevalecem hoje no cenrio tcnico-cientfico internacional abordagens bastante distintas, as quais tm comopano de fundo a conceituao de risco.De incio, importante distinguir risco potencial de risco real, termosde emprego corrente na Engenharia Sanitria (mais especificamente notema reso da gua) e correspondentes aos conceitos de perigo e risco narea da Epidemiologia. Perigo uma caracterstica intrnseca de umasituao que, podendo estar associada a determinado agente (qumico,fsico ou biolgico) com propriedades txicas ou infecciosas, pode vir acausar efeitos adversos sade. O conceito de risco, em sua perspectivaquantitativa, est relacionado identificao e, ou, caracterizao derelaes entre a exposio a determinados agentes e os potenciais danoscausados sade humana, e sua traduo em um valor numrico, que,ancorada na teoria das probabilidades, possibilita a quantificao oupreviso de eventos em sade em uma populao exposta.Neste sentido, a utilizao de esgotos sanitrios constituiu um perigo(risco potencial), porm a passagem do perigo ao risco (risco real,caracterizado pela ocorrncia de doena ou agravo sade) depende dacombinao de uma srie de fatores relativos: (i) ao agente no caso deagentes microbianos, ciclo biolgico (ex.: perodo de latncia no ambiente,existncia de hospedeiros intermedirios, existncia de reservatrioanimal), resistncia aos processos de tratamento de esgotos, sobrevivnciano ambiente, dose infectante, patogenicidade, virulncia; no caso deagentes qumicos, remoo por meio de processos de tratamento deesgotos, estabilidade e persistncia no ambiente, bioacumulao e, ou,biomagnificao na cadeia trfico-alimentar; toxicocintica etoxicodinmica; (ii) exposio durao e intensidade; (iii) s populaesexpostas suscetibilidade, estado imunolgico, dentre outros.18 Tratamento e Utiliza o de Esgotos SanitriosAssim, para que um organismo patognico presente em um efluentechegue a provocar doena, o mesmo teria que: (i) resistir aos processos detratamento de esgotos; (ii) sobreviver no ambiente em nmero suficiente,ou se multiplicar no meio ambiente e atingir a dose infectante, parainfectar um indivduo suscetvel com quem venha a ter contato (favorecidoou no pelo tipo de exposio); (d) a infeco resultar em doena ou1transmisso posterior (casos secundrios) (Figura 2.1) .Figura 2.1Utilizao de esgotos sanitrios e riscos de transmisso de doenas(adaptado de MARA e CAIRNCROSS, 1989).Critrios para a Formulao de Padres de Qualidade para oReso da guaAtualmente reconhecem-se as seguintes abordagens possveis para oestabelecimento de critrios de qualidade para a utilizao de esgotossanitrios (BLUMENTHAL et al., 2000): (i) a ausncia de riscos potenciaisCap. 2Normas e Critrios de Qualidade para Re so da gua 191. Raciocnio anlogo aplicvel aos agentes qumicos.(perigos), caracterizada pela ausncia de organismos indicadores e, ou,patognicos no efluente; (ii) a medida de risco atribuvel utilizao deesgotos dentre uma populao exposta; (iii) a aplicao da metodologia deAvaliao de Risco e a definio de nveis de risco aceitveis, ou seja, aestimativa da concentrao de patgenos no efluente correspondente aonvel de risco aceitvel em uma dada populao.A primeira abordagem tem sido referida como abordagem do risconulo e criticada por sua fragilidade em termos de fundamentaoepidemiolgica (BLUMENTHAL et al., 2000, CARR et al., 2004). Talabordagem inevitavelmente d lugar a critrios de qualidade de efluentesbastante rigorosos.Na segunda abordagem buscam-se evidncias epidemiolgicas deassociao entre a prtica do reso e a ocorrncia de agravos / doena napopulao e a quantificao dessa associao atravs de 'medidas de risco'(por exemplo: risco relativo, risco atribuvel, risco atribuvel proporcionalou frao etiolgica nos expostos, razo de chances ou odds ratio).

Entretanto, essa abordagem apresenta diferentes problemas como,por serem estudos observacionais, a dificuldade em delimitar claramenteou unicamente a relao causal a ser estudada, podendo haver ainterferncia de uma srie de outros fatores conformando essa relao, osquais 'confundem' a relao principal a ser avaliada. Tambm a coleta dedados pode se ver comprometida, uma vez que a presena da doena ouagravo de interesse na populao pode ser de difcil deteco / observao.Em funo dessas e outras questes, a ferramenta de anlise de riscotem sido incorporada aos estudos dos diferentes e possveis impactos nasade pblica decorrente da prtica do reso e, de forma conjunta aosestudos epidemiolgicos clssicos, tem proporcionado novas possibilidadesde identificao e, ou, estimativa do risco atribuvel essa prtica.Avaliao Quantitativa de Risco MicrobiolgicoA princpio, a Avaliao Quantitativa de Risco Microbiolgico(AQRM) incorporou as etapas utilizadas na avaliao de risco qumico,quais sejam: identificao do perigo, avaliao da exposio, avaliao dadose-resposta e caracterizao do risco. Entretanto, diferenas existentes20 Tratamento e Utiliza o de Esgotos Sanitriosdecorrentes2entre os agentes qumicos e os microrganismosresultaram em umaadaptao da metodologia especificamente para a abordagem do riscomicrobiolgico. As etapas da AQRM aplicada rea do reso estodescritas a seguir, conforme, essencialmente, o que foi sistematizado porPetterson e Ashbolt (2002).1) Formulao do problema:Consiste no planejamento sistemtico das etapas da avaliao derisco, com a identificao dos objetivos, amplitude e enfoque,envolvendo a caracterizao do marco regulatrio e do contextopoltico. Nessa fase realizada uma caracterizao inicial daexposio e dos efeitos adversos com a elaborao de um modeloconceitual que descreva o bio-agente patognico ou o ambiente deinteresse, definindo populao e cenrios de exposio. A 'formulaodo problema' consiste numa abordagem mais ampliada da etapa de'identificao do perigo' na avaliao de riscos qumicos.2) Fase de anlise:2.1) Caracterizao da exposio: envolve a avaliao da interaoentre patgeno, ambiente e populao humana. Para isso sonecessrias a caracterizao do patgeno (incluindo os aspectos deinfectividade e patogenicidade), a caracterizao da ocorrncia dopatgeno (distribuio, forma de ocorrncia, sobrevivncia,maturao, transformao ou multiplicao no meio ambiente) e aanlise da exposio (caracterizao da fonte e tempo de exposio).A partir desses elementos elaborado o perfil da exposio, com adescrio qualitativa e, ou, quantitativa da magnitude, freqncia epadres de exposio para os cenrios desenvolvidos durante aformulao do problema.2.2) Caracterizao dos efeitos adversos sade humanaa) Caracterizao do hospedeiro: avaliao das caractersticas daCap. 2Normas e Critrios de Qualidade para Re so da gua 212. (i) a concentrao dos patgenos em amostras ambientais pode aumentar ou diminuir devido reproduo ou inativao dos mesmos; (ii) os microrganismos no esto distribudos de formauniforme; (iii) as doenas infecciosas, diferentemente das intoxicaes, so transmissveis, (iv)variaes na suscetibilidade, por exemplo com o desenvolvimento de imunidade, ou entre grupospopulacionais particularmente mais susceptveis (crianas, idoso, gestantes, imunocomprometidos).populao humana potencialmente exposta que podem influenciar asuscetibilidade a um patgeno especfico como: idade, estado imune,uso de medicamentos, predisposio gentica, gestao, estadonutricional. Deve-se ainda considerar a existncia de condiessociais ou comportamentais que possam influenciar asuscetibilidade ao agente e, ou, a gravidade dos efeitos.b) Efeitos sade: so caracterizadas as doenas associadas com opatgeno ou o meio, devendo ser considerado todo o espectro depossveis manifestaes clnicas, incluindo a ocorrncia de infecesno sintomticas; tambm devem ser caracterizadas a durao dadoena, letalidade e seqelas.c) Anlise da dose-resposta: avalia a relao entre dose, infectividadee manifestao de doena, estabelecida a partir de estudosexperimentais ou epidemiolgicos.Os elementos acima so utilizados para a elaborao do perfil dohospedeiro, com a descrio qualitativa e, ou, quantitativa danatureza e da magnitude dos efeitos adversos para os cenrioselaborados na etapa de formulao do problema.3) Caracterizao do risco:Nessa etapa as informaes sobre o perfil da exposio e a dose-resposta so analisadas conjuntamente para o clculo dasprobabilidades de infeco (risco) para um cenrio de exposio deuma populao a um organismo patognico ou a um ambiente deinteresse.Resultados de estudos experimentais indicaram dois modelosmatemticos (modelo beta-Poisson e modelo exponencial, equaes 2.1 e2.2) como os que melhor se aproximaram da infecciosidade experimentaldo microrganismo, para expressar a probabilidade de infeco resultanteda ingesto de determinado volume de lquido contendo um nmero mdioconhecido de organismos (HAAS, et al., 1999; WHO, 2006a). Ambosestimam o risco de infeco associado a uma nica exposio.22 Tratamento e Utiliza o de Esgotos SanitriosEEquao 2.1Equao 2.2

onde:P = probabilidade de infeco para uma nica exposioId = nmero de organismos ingeridos por exposio (dose)DI = dose infectante mdia50 e r = parmetros caractersticos da interao agente-hospedeiro(HAAS etal., 1999)A partir das equaes 2.1 e 2.2 pode-se estimar o risco para perodosde tempo maiores (por exemplo, anual) ou seja, para mltiplas exposies mesma dose:Equao 2.3onde:P = probabilidade anual de infeco decorrente deI(A)n exposies mesma dose (d)n = nmero de exposies por anoAssim, conhecida a concentrao de um determinado organismo nagua e estimada a ingesto de determinado volume de lquido, pode-seestimar o risco anual de infeco. Inversamente, estabelecido o riscoaceitvel (tolervel, na terminologia utilizada pela OMS) pode-se estimara concentrao admissvel de organismos patognicos no efluente tratadoe, por conseguinte, o grau de tratamento requerido (usualmente expressoem termos de unidades logartmicas de remoo).Portanto, uma deciso fundamental e inerente ao processo de AQRM a definio do que seja risco aceitvel. Hunter e Fewtrell (2001) sugeremque um risco aceitvel quando: (i) est abaixo de um limite definidoarbitrariamente; (ii) est abaixo de um nvel j tolerado; (iii) est abaixo deuma frao do total da carga de doena na comunidade; (iv) o custo dereduo do risco excederia o valor economizado; (vi) o custo deoportunidade da preveno do risco seria mais bem gasto em outras aesde promoo da sade pblica; (vii) os profissionais de sade dizem que Cap. 2Normas e Critrios de Qualidade para Re so da gua 23PI

(A) (d) = 1 [1 - PI (d)]n

PI (d) = 1 - [(1 + d/DI50) (21/ - 1)])-

PI (d) = 1 - exp (r- d)aceitvel e (viii) o pblico em geral diz que aceitvel (ou no diz que -4 (3)inaceitvel). Nos EUA admite-se um risco anual de infeco de 10 paraos diversos organismos patognicos transmissveis via abastecimento degua para consumo humano, considerando um padro de consumo de-12 L d(HAAS et al., 1999).Entretanto, a metodologia de Avaliao de Risco no de fcilaplicao ao fator de risco utilizao de esgotos, dada a complexidadedesta exposio. No obstante, alguns estudos sugerem que o consumo de-1hortalias irrigadas com efluentes contendo 1 - 40 vrus 40 Lredundaria-9 -4em risco anual entre 10e 10(ASANO; SAKAJI, 1990; ASANO et al,1992); outros trabalhos sugerem que a irrigao com efluentes contendo3 410coliformes termotolerantes (CTer)por 100 mL resultaria em risco-5 -7 -9anual de infeces virais de 10a 10e de clera de 10(SHUVAL et al,1997). Asano et al (1992) estimaram tambm que a prtica de golfe, duasvezes por semana durante todo o ano em campos irrigados com efluente-1 -5 -2contendo 1 - 100 vrus 100 L , resultaria em risco da ordem de 10a 10 .-1Nestes estudos a ingesto de efluente tratado foi estimada em 10 mL dia -1no caso de consumo de hortalias e 1 mL diano caso da manipulao debolas de golfe. Destes exemplos percebe-se a dificuldade da aplicao daAQRM em diferentes prticas de reso, tais como a irrigao de parques ejardins, a limpeza de logradouros, o reso de gua para descarga de vasossanitrios, etc.Em estudos mais recentes de Mara et al. (2005) citados em WHO(2006a), foram estimados riscos de infeces virais e bacterianas emdiferentes cenrios de exposio via irrigao restrita e irrestrita (Tabela2.1). Nota-se que a irrigao com esgoto bruto ou apenas parcialmentetratado poderia implicar riscos relativamente elevados, principalmente3para infeces virais, mas a irrigao com efluentes contendo10E.coli-1100 mL , mesmo considerando a irrigao irrestrita e simulando situaesbastante desfavorveis em termos de cenrios de exposio, resultaria em

24 Tratamento e Utiliza o de Esgotos Sanitrios3. Um caso de infeco dentre 10.000 pessoas consumindo 2 L por dia de gua.4. Coliformes termotolerantes o termo atualmente reconhecido como mais apropriado para areferncia ao grupo de bactrias tradicionalmente denominado de coliformes fecais. Como ainda noh uma simbologia consagrada para a expresso do termo, os autores deste captulo se do a licena deusar CTer.riscos nos mesmos patamares ou inferiores queles admitidos nos EUApara o consumo de gua.Tabela 2.1Risco de infeco em diferentes cenrios de exposio via irrigaocomesgotos sanitrios.Fonte: Adaptado de WHO (2006a)Avaliao Quantitativa de Risco QumicoA Avaliao Quantitativa de Risco Qumico (AQRQ) tradicionalmente a metodologia empregada no desenvolvimento do padrode potabilidade da gua em diversos pases, tais como os EUA (USEPA,2004a) e Canad (HEALTH CANADA, 1995), alm da OMS (WHO, 2004),e vem sendo adaptada e aplicada para a proposio de critrios dequalidade para o reso da gua, particularmente para a irrigao.Essencialmente, so observadas as mesmas etapas j descritas:identificao do perigo, avaliao da exposio, avaliao da dose-respostae caracterizao do risco.Na etapa de identificao do perigo, so identificadas as substnciasCap. 2Normas e Critrios de Qualidade para Re so da gua 25a serem consideradas, usualmente em funo de sua toxicidade, de seupadro de ocorrncia em efluentes e de sua dinmica ambiental.As informaes sobre dose-resposta em geral so obtidas a partir deprovas de toxicidade crnica em ensaios de laboratrio com cobaias. Destesestudos extrai-se a maior dose administrada correspondente ao nvel (deexposio) do efeito adverso no observado (NOAEL), aplicando-se a estevalor um fator de incerteza (de 10 - 10.000 vezes, em geral 100), comomargem de segurana para as seguintes incertezas: as variaes inter-espcie (animal - seres humanos), as variaes intra-espcie (visandoproteger grupos ou indivduos mais sensveis ou suscetveis), aconfiabilidade dos estudos ou da base de dados, a natureza ou severidadedos efeitos adversos. Dos ensaios de toxicidade pode-se tambm extrair oLOAELnvel (mnimo de exposio) do efeito adverso observado, sobre oqual aplicado um fator de incerteza maior que para o NOAEL.Define-se, assim, a Ingesto Diria Aceitvel (IDA) (Ingesto DiriaTolervel, na terminologia utilizada pela OMS) (equao 2.4), ou seja adose abaixo da qual as pessoas poderiam estar expostas sem que ocorramdanos sade. Em outras palavras, a IDA uma estimativa da quantidadede uma substncia presente nas diversas formas de exposio, por exemplonos alimentos ou na gua, que se pode ingerir diariamente ao longo de todaa vida sem risco considervel para a sade.Equao 2.4onde:-1IDA = ingesto diria aceitvel (mg kg )pcpc = peso corporal (kg)FI = fator de incertezaEm uma abordagem integrada, a estimativa da Ingesto Total-1 -1Diria (ITD) (mg kgdia ) realizada a partir da caracterizao epccombinao de diferentes exposies (por exemplo, gua, ar, solo ealimentos). Se a estimativa da ITD de uma determinada substncia excedea IDA, a mesma considerada txica (HEALTH CANADA, 1995). Em umaperspectiva anloga de quantificao de risco global, se a exposio(Ingesto Total Diria) inferior toxicidade (IDA) o risco resultante considervel tolervel (USEPA, 1999). A etapa de caracterizao do risco26 Tratamento e Utiliza o de Esgotos SanitriosEculmina com o estabelecimento de Limites Mximos de Resduos (LMR) ouValor Mximo Permitido (VMP) para os diversos fatores de risco, os quaissero ponderados na quantificao do risco global.Em gua para consumo humano o VMP para cada substncia nocarcinognica calculado partir da IDA, considerando um peso corporalmdio, a frao da IDA proveniente do consumo de gua e um consumo 5mdio dirio de gua :Equao 2.5onde:-1VMP = valor mximo permitido (mg L )-1 -1IDA = ingesto diria aceitvel (mg kgd )pcpc = peso corporal (kg)P = frao de IDA proveniente da gua de consumo (%)-1C = consumo dirio de gua (L d )Para as substncias carcinognicas genotxicas, a partir daextrapolao matemtica do NOAEL (ou LOAEL) (modelo linearizado demltiplas etapas), o VMP estabelecido para um determinado risco de-5cncer (10ou seja, 1 caso de cncer dentre uma populao, consumindo 2Lgua por dia, durante 70 anos), correspondente ao limite superior dointervalo de confiana (95%) da curva dose-resposta, quando esta seaproxima da dose zero (ou no exposio) (WHO, 2004).Para a irrigao com esgotos sanitrios, o procedimento adotado pelaOMS, com larga margem de segurana tem sido o seguinte (CHANG et al.,2002; WHO, 2006a).Equao 2.6Cap. 2Normas e Critrios de Qualidade para Re so da gua 27-15. OMS: pc = 60 Kg para adultos; P = 0,1; C = 2 L dpara adultos (WHO, 2004). Canad: pc = 70 Kg para-1adultos; P = 0,2; C = 1,5L dpara adultos (HEALTH CANADA, 1995). EUA: pc = 70 Kg para adultos; P-1= 0,2; C = 2 L dpara adultos (USEPA, 2004b)konde:-1C = concentrao mxima do contaminante no solo (mg kg )solo solo-1 -1IDA = ingesto diria aceitvel (mg kgd )pcpc = peso corporal (60 kg)P = frao de IDA proveniente do consumo de alimentos (0,5)-1Ci = consumo mdio dirio de alimentos (kg d )C = frao da dieta proveniente da irrigao com esgotos (1 oueiseja, 100%)K = fator de transferncia do contaminante do solo para asspi-1 -1plantas [(mg kg)/(mg kg )]alimento soloi = vrios tipos de alimentos: vegetais, gros, cereais,tubrculos, frutas, etc.Assim como o exposto para o consumo de gua, para as substnciastxicas no-carcinognicas o valor da IDA obtido a partir do NOAELdividido por um fator de incerteza (usualmente 100); para as substnciascarcinognicas, o valor da IDA obtido a partir da extrapolao do NOAEL-6ou LOAEL, correspondente para um risco de 10 . O limite fixado para aconcentrao de contaminantes no solo (C ) pode ser ainda utilizado parasolo-1expressar a taxa mxima de aplicao (kg ha ), o que permitiria fixar umVMP no efluente (gua de irrigao). Entretanto, a OMS opta por limitar-se ao valor de C , uma vez que a acumulao dos diversos contaminantessolono solo cercada de especificidades locais (WHO, 2006a).Estimativa da Carga de Doena (Burden of Disease)Na metodologia de AQR a estimativa do risco e a caracterizao dorisco tolervel so feitas considerando um desfecho especfico (porexemplo, cncer e diarria). Entretanto, a expresso do risco dessa formano leva em considerao caractersticas particulares de cada agente e,conseqentemente, dos efeitos adversos produzidos, supondo-se que28 Tratamento e Utiliza o de Esgotos Sanitrios6. A idia de que agravos/doenas devam ser avaliados considerando os efeitos adversos produzidos(gravidade e durao) para a definio de risco tolervel, est implcita na prpria definio da USEPApara os riscos tolerveis relacionados exposio a microrganismos patognicos e asubstncias/produtos qumicos via gua de consumo. No primeiro caso, o efeito considerado diarria e-4tolera-se 10casos em uma populao por ano (1 caso em cada 10.000 indivduos por ano); no segundo-5caso, o efeito considerado cncer e tolera-se 10casos em uma populao ao longo de 70 anos (1 casoem cada 100.000 indivduos em 70 anos).efeitos mais graves e duradouros devam ser mais significativos e 6prioritrios . Tambm no considera a idade e o estado de sade anterior ocorrncia da doena ou bito. Assim, o risco tolervel para umadeterminada infeco/doena pode ser consideravelmente diferente do deoutra, dependendo dos variados efeitos adversos que so produzidos.Adicionalmente, no gerenciamento de risco importante a considerao dediferentes formas de exposio e a comparao entre diferentes efeitosproduzidos, o que no pode ser feito diretamente quando se trabalha commedidas de risco especficas para um desfecho (por exemplo, os impactosna sade da populao devido a diarria e ao cncer so muito distintos umdo outro, no permitindo uma comparao direta entre esses doisdesfechos) (PETTERSON; ASHBOLT, 2002; WHO, 2006a).No sentido de comparar o impacto de diferentes agentes (qumicos e,ou, microbiolgicos) na sade da populao tem sido proposto o uso doindicador 'Anos de Vida Ajustados para a Incapacidade' (da sigla inglesaDALYs Disability Adjusted Life Years), permitindo estimar a 'carga de 7doena'em uma populao (CHAN, 1997). Esse indicador leva emconsiderao a probabilidade da doena resultar em bito e, ou, aocorrncia de efeitos adversos de carter agudo (imediatos) e crnico(durao prolongada de efeitos). A abordagem utilizada na construodesse indicador envolve a transformao de uma 'incapacidade vivenciada'(por exemplo, trs dias com diarria ou bito devido diarria) em 'anos devida saudveis perdidos'. Portanto, DALY quantifica a sade utilizando otempo como medida (Figura 2.2).De forma simplificada, o DALY pode ser calculado a partir daexpresso (Equao 2.7):Equao 2.7onde:N = nmero de pessoas afetadas (obtido a partir de registrosmdicos, estudos epidemiolgicos, sistemas de notificaode agravos ou estimativas feitas utilizando modelos dedose-resposta)Cap. 2Normas e Critrios de Qualidade para Re so da gua 297. O conceito de carga de doena leva em considerao no apenas a ocorrncia de casos (prevalncia)de um determinado agravo em uma populao, mas agrega diferentes condies e desfechos, de maiorou menor gravidade, que podem estar associados a uma determinada condio patolgica.deregistrosmodelos deD = durao mdia do efeito adverso (no caso de doena, obtidoa partir de consulta a especialistas, dados hospitalares ou deestudos epidemiolgicos; no caso de bito, avalia-se a mdiade anos perdidos devido ao gravo tendo-se como referncia,por exemplo, a expectativa de vida da populao)S = peso atribudo gravidade do efeito de interesse(variando de 0 a 1, sendo que 0 significa o indivduo8saudvel e 1 bito)Figura 2.2Ilustrao esquemtica do conceito de anos de vidaajustados por incapacitao (DALYs)Na construo do DALY so ento incorporadas as duas fraes dacarga de doena em uma populao: a morbidade (casos de doena e suasdiferentes gravidades) e a mortalidade (casos de bitos). Assim, quando oefeito adverso de interesse o bito, a medida utilizada anos de vidaperdidos devido ao bito prematuro (years of life lost - YLL) e quando o30 Tratamento e Utiliza o de Esgotos Sanitrios8. Variadas publicaes informam valores de peso definidos para diferentes agravos causados pormicrorganismos ou substncias qumicas ou, ainda, a caracterizao de classes de incapacidades compesos respectivos, para a definio de pesos especficos O estudo do Banco Mundial, 'Carga de DoenaGlobal' (Global Burden of Disease) a principal de fonte de informaes sobre as incgnitas 'durao'(D) e 'peso' (S) para uma variedade de condies (WORLD BANK, 1993).obtidomdiareferncia,saudvele 1 bito)8efeito de interesse a doena (aguda ou crnica) ou uma seqela, a medidautilizada 'anos vividos com a incapacidade' (Years Lived with a Disability YLD); quando os dois efeitos so importantes, utilizam-se ambas asmedidas (CHAN, 1997; PETTERSON; ASHBOLT, 2002; HAVELAAR;MELSE, 2003).Pode-se ainda, na elaborao do DALY, levar em consideraodiferentes caractersticas da populao que signifiquem maiorsuscetibilidade ao agente ou condio, como, por exemplo, idade e sexo,9dentre outras, aumentando a complexidade da equao 2.7 . Tambm, senecessrio, o processo patognico pode ser subdividido em vrios estgioscom diferentes valores de durao e gravidade.Dessa forma, expressando-se a carga de doena com um nicoindicador tendo o tempo como medida, podemos comparar o impacto dediferentes agentes (qumicos e, ou, microbiolgicos) na sade dapopulao. Adicionalmente, o clculo dos DALYs permite a definio depadres de 'risco tolervel / aceitvel' em uma dada populao,independentemente do tipo de efeito deletrio sade ou da natureza dasua causa.Na Tabela 2.2 apresentam-se algumas informaes para o clculo dacarga de doena relacionada infeco por Cryptosporidium.Tabela 2.1Valores de peso atribudo gravidade, durao mdia do efeito adverso ecarga de doena relacionada infeco por Cryptosporidium.(1) YLD ou YLL expressos a partir do produto S * D, respectivamente.Fonte: Adaptado de Havelaar e Melse (2003).Cap. 2Normas e Critrios de Qualidade para Re so da gua 319. Outra questo fundamental para a estimativa da carga de doenas a considerao e anlise deerros sistemticos (ocorrncia de confundimento, vis de seleo) e erros aleatrios, o que requertratamento estatstico adequado; a tcnica de Monte Carlo tem sido utilizada especialmente com essafinalidade (HUBBARD, 2000). (D) e 'peso' (S) para uma variedade de condies (WORLD BANK, 1993).E2A partir dos valores de carga de doena por caso (YLD) econsiderando a ocorrncia de apenas um episdio de diarria porCryptosporidium por pessoa por ano, teramos que cada indivduo teria0,0013 anos perdidos por ano devido diarria, sendo equivalente a 0,47dias por ano ou 11,4 horas por ano. Os valores tambm podem serextrapolados para uma populao; assim, considerando a ocorrncia de1.000 casos de diarria por Cryptosporidium, teramos uma carga dedoena (YLD) de 1,32; significando que essa populao apresentaria 1,32anos perdidos por ano devidos diarria. De forma semelhante, para aletalidade, a quantidade de anos perdidos por pessoa por ano devido aobito (YLL) por Cryptosporidium seria de 13,2; equivalente a 4.818 dias.Considerando uma taxa de letalidade de 10-5 e a ocorrncia de 1.000 casosde diarria por Cryptosporidium, a quantidade de anos perdidos por anodevido ao bito (YLL) para essa populao seria de 0,13; equivalente a47,45 dias por ano. Para os eventos diarria e bito e a populao de 1.000casos, o DALY total seria expresso por 1,47 (YLD + YLL).Equao 2.8sendo:ppa = por pessoa por anopcd = por caso de doenaPara substncias carcinognicas na gua para consumo humano, a-5OMS trabalha com o risco tolervel de 10 (um caso de cncer por 100.000pessoas ao longo de 70 anos) (WHO, 2004). A carga de doenacorrespondente a este nvel de risco (ajustada para a gravidade da doena)-6 de aproximadamente 1 x 10 DALY (1DALY) por pessoa por ano. Acarga de doena estimada para diarrias leves (por exemplo, com-5 -3mortalidade de 1 x 10 ) com o risco anual de doena de 10(ou risco paratoda a vida de 1 em 10 pessoas) tambm de 1DALY por pessoa por ano(WHO, 2004). Este o valor assumido pela OMS como carga de doenatolervel, tanto para o consumo de gua quanto para a exposio utilizao de esgotos sanitrios na agricultura e piscicultura, a qualrepresenta um elevado nvel de proteo sade (WHO, 2004; WHO,2006a,b). Uma vez definido o valor da carga de doena tolervel, este podeser convertido em temos de risco tolervel anual de doena (Equao 2.8).32 Tratamento e Utiliza o de Esgotos SanitriosO risco tolervel de doena pode ser ainda convertido em riscotolervel de infeco (ppa) conhecendo-se ou estimando-se a proporo deinfeco : doena (Tabela 2.3).Risco tolervel de infeco ppa = Risco de doena / razo doena :infeco (Equao 2.8).Tabela 2.3DALYS, risco de doena, razo doena : infeco e risco tolervel deinfeco para rotavrus, Campylobacter e CryptosporidiumFonte: WHO (2006a)O(s) risco(s) tolervel(eis) de infeco constituem, assim,parmetros de projeto para diferentes microrganismos para a estimativada qualidade da gua e, portanto, do grau de tratamento do esgoto,compatveis com tal nvel desejado de proteo sade.Estes procedimentos (AQR e DALYs) serviram de base para aatualizao das diretrizes da OMS para gua de consumo humano e resoda gua (utilizao de esgotos sanitrios) em irrigao e piscicultura(WHO, 2004, 2006a, 2006b), e podem muito bem ser adaptados para outrasmodalidades de reso.Cabe ainda destacar que, assim como para o risco tolervel, adefinio do que seja carga de doena tole