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Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Projeto FEUP 2015/2016 - Mestrado Integrado em Engenharia do Ambiente

Equipa: MIEA101_02

Ana Teixeira [email protected]

Bruno Vale [email protected]

Filipa Carvalho [email protected]

João Vigário [email protected]

Mariana Souto [email protected]

Miguel Ribeiro [email protected]

Data de entrega 2015/10/30

Supervisora: Margarida Bastos Monitor: Fábio Bernardo

Coordenador Projeto FEUP do Curso: João Bastos

QUE ÁGUA CONSUMIMOS?

Avaliação de parâmetros microbiológicos da água de fontanários

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

AGRADECIMENTOS

Como alunos do primeiro ano, sentimos que a nossa entrada na Feup ficou, sobretudo,

marcada pelo Projeto Feup, uma vez que, nos proporcionou uma exploração e um

aprofundamente significativo, não só das nossas capacidades a nível intelectual, mas também

a nível social.

Deste modo, gostaríamos de agradecer à professora Margarida Bastos e ao nosso

monitor Fábio Bernardo por todo o apoio e disponibilidade dispensados na realização deste

nosso trabalho. Reconhecemos, também, toda a preocupação e conhecimentos transmitidos.

Ana Teixeira

Bruno Vale

Filipa Carvalho

João Vigário

Mariana Souto

Miguel Ribeiro

Avaliação dos Parâmetros Microbiológicos da Água de Fontanários Projeto FEUP 2015/16

“Water is the driving force of all nature.”

Leonardo da Vinci


RESUMO

O seguinte relatório foi realizado no âmbito da unidade curricular do Projeto Feup tendo como

principal objetivo mostrar que a potabilidade da água não é visível a olho nú e que existem

algumas estratégias simples e claras que podem ser realizadas para prevenir a contaminação

desse recurso.

Primeiramente, foram mencionados alguns conceitos relevantes de modo a facilitar uma

melhor compreensão do trabalho elaborado. Neste foi feita uma breve abordagem à

importância que os fontanários tiveram na história civilizacional e que atualmente constituem

apenas referências históricas das paisagens urbanísticas e rurais do nosso país.

No entanto, a essência deste relatório incide, sobretudo, na avaliação dos parâmetros

microbiológicos através de quatro amostras de água de dois fontanários distintos da região do

Porto (Fonte do Anjo e Chafariz do Parque Basílio Teles).

A legislação reporta que o valor máximo de unidades formadoras de colónia (UFC) para água

destinada ao consumo humano deve ser zero (por 100 mL). Neste trabalho, a análise efetuada

para o Chafariz do Parque Basílio Teles demonstrou valores superiores: 1/50 mL e 4/50 mL ao

contrário da Fonte do Anjo cujos valores obtidos se encontraram no parâmetro definido por

lei.

Após uma elaborada avaliação destes parâmetros, conclui-se que a água do Chafariz do Parque

Basílio Teles em análise se encontra poluída, sendo por isso imprópria para consumo. A água

da Fonte do Anjo indicou valores adequados para consumo, no entanto uma avaliação mais

detalhada é recomendada.

PALAVRAS-CHAVE

Fontanários

Contaminação da água

Potabilidade da água

Legislação Ambiental

Bactérias

Estratégias de prevenção

Processos de tratamento


ÍNDICE

1. Introdução ................................................................................................................................. 1

2. Referências históricas................................................................................................................ 2

2.1 Importância dos fontanários na história da Humanidade .................................................. 2

2.2 Origem da água das amostras ............................................................................................. 3

3. Microrganismos e qualidade da água ....................................................................................... 4

3.1 Microrganismos como indicadores de poluição: Contaminação Fecal ............................... 4

3.2 Indicadores de qualidade da água ...................................................................................... 5

4. Causas e consequências da ingestão da água contaminada ..................................................... 6

4.1 Causas da contaminação ..................................................................................................... 6

4.2 Consequências da contaminação ........................................................................................ 6

5. Estratégias de prevenção .......................................................................................................... 7

6. Processos de tratamento ........................................................................................................ 10

6.1 Como resolver o problema da contaminação? ................................................................. 10

6.2 Processos físicos ................................................................................................................ 10

6.3 Processos químicos ........................................................................................................... 11

6.4 Processos biológicos .......................................................................................................... 11

6.5 Classificação dos sistemas de tratamento ........................................................................ 12

7. Pârametros microbiológicos.................................................................................................... 13

7.1 Descrição dos métodos analíticos ..................................................................................... 13

7.2 Legislação aplicável ........................................................................................................... 15

7.3 Qualidade microbiológica: valores paramétricos ............................................................. 16

8. Avaliação dos parâmetros microbiológicos da água de fontanários ...................................... 17

8.1 Metodologia ...................................................................................................................... 17

8.2 Protocolos específicos ....................................................................................................... 17

8.3 Protocolo Laboratorial ...................................................................................................... 18

8.4 Material ............................................................................................................................. 18

9. Resultados ............................................................................................................................... 19

10. Discussão de Resultados ....................................................................................................... 20

11. Conclusão .............................................................................................................................. 21

12. Referências bibliográficas ..................................................................................................... 22


ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1 Utilização da água na antiguidade .................................................................................. 2

Figura 2 Fonte do Anjo, Porto, Portugal ....................................................................................... 3

Figura 3 Chafariz do Parque Basílio Teles, Matosinhos, Portugal ................................................. 3

Figura 4 Localização geográfica das fontes em análise (à esquerda: Chafariz do Parque Basílio

Teles e à direita: Fonte do Anjo) ................................................................................................... 3

Figura 6 Ilustração dos resultados obtidos ................................................................................. 19

ÍNDICE DE TABELAS

Tabela 1 Doenças provocadas pela contaminação da água ......................................................... 7

Tabela 2 Vantagens da filtração por membrana face ao processo dos tubos múltiplos. ........... 13

Tabela 3 Desvantagens da filtração por membrana face ao processo dos tubos múltiplos. ..... 13

Tabela 4 Parâmetros microbiológicos e valores paramétricos para a água fornecida por redes

de distribuição e fontanários (Decreto-Lei 306/2007, anexo I, parte I) ...................................... 16

Tabela 5 Parâmetros microbiológicos e valores paramétricos para a água colocada à venda em

garrafas ou outros recipientes (Decreto-Lei 306/2007, anexo I, parte I) ................................... 16

Tabela 6 Parâmetros microbiológicos a analisar nos controlos de rotina (Decreto-Lei 306/2007,

anexo II) ....................................................................................................................................... 16

Tabela 7 Análise dos resultados obtidos na experiência laboratorial. ....................................... 19


1

1. INTRODUÇÃO

A água é um recurso essencial à vida. Toda a humanidade e todos os organismos existentes na

Terra bem como a manutenção das funções e a integridade dos ecossistemas dependem dela.

[2]

A água é dos recursos que tem mais impacto no desenvolvimento dos países. Por conseguinte,

a sua escassez, fruto da atividade humana, condiciona diretamente a qualidade de vida das

populações a nível mundial, isto é, prejudica a qualidade da água, tornando-a imprópria para

consumo e diminui a quantidade de água potável.

O conceito de qualidade da água é relativo, uma vez que esta depende do uso a que se destina

ou do objetivo do seu utilizador. Assim, a qualidade da água pode ser definida como o

conjunto de características físicas, químicas e biológicas adequadas à sua utilização para

determinado uso. Por sua vez, é necessário estabelecer as exigências relativas à sua qualidade,

isto é, definir parâmetros de qualidade e estabelecer os seus valores-limite.

Os limites paramétricos estabelecidos na legislação são principalmente desenvolvidos para a

prevenção da ocorrência de surtos sanitários, fornecendo uma informação limitada sobre a

proteção do ambiente e da saúde. Os limites paramétricos podem definir-se como a

concentração de uma substância ou organismo que não representa um perigo acentuado para

a saúde de um número significativo de utilizadores. [2]

Deste modo, são normalmente impostos na legislação dois limites paramétricos; o valor

máximo recomendável (VMR) e o valor máximo admissível (VMA). O VMR é o valor de norma

de qualidade que não deverá ser ultrapassado (Decreto-Lei 236/98) e garante a manutenção

da saúde do consumidor e a cobertura das suas necessidades alimentares. O VMA é o valor da

norma de qualidade que, de preferência, deve ser respeitado ou não excedido (Decreto-Lei

236/98).

Para assegurar a qualidade da água existe um conjunto de parâmetros para a sua avaliação: os

critérios físico-químicos (pH, cloretos, sulfatos, sódio, ferro,...), químicos (pesticidas,

nitratos,...), microbiológicos (bactérias) e organolépticos (cor, cheiro, sabor e turvação) [3].

Este trabalho, realizado no âmbito da Unidade Curricular do Projeto FEUP, baseia-se,

sobretudo, nestes conceitos tendo como objetivo avaliar os parâmetros microbiológicos da

água de fontanários da cidade do Porto. Por fim, pretende-se determinar se esta contém ou

não microrganismos poluentes prejudiciais à saúde pública.


2

2. REFERÊNCIAS HISTÓRICAS

2.1 Importância dos fontanários na história da Humanidade

A água assume, indubitavelmente, um papel de extrema importância para a humanidade. Na

pré-história, o Homem era obrigado a deslocar-se para ter água não só para beber, mas

também para outros fins. A sua imprescindível necessidade é comprovada pela forma como a

cidade surge e evolui ao longo da História. As primeiras cidades como Babilónia e Roma terão

surgido perto de rios para que fosse possível o fornecimento de água para ingerir, irrigar

campos de cultivo, criar gado e desenvolver o comércio [4-6].

À medida que foi evoluindo e desenvolvendo a sua inteligência, o Homem construiu

mecanismos engenhosos que permitiram a utilização da água pelas populações nas suas

atividades quotidianas. Assim, ao longo dos tempos, este foi construindo poços, fontes,

chafarizes e aquedutos capazes de transportar água em grande quantidade para grandes

distâncias. É, a partir da civilização romana, que se assiste a um controlo e manipulação da

distribuição da água das suas cidades através de construções que conotavam não só uma

harmonia entre a natureza e a arquitetura, mas também valores culturais, sociais, espirituais e

religiosos [6].

Na cidade do Porto, entre os séculos XVI e XIX foram construídas fontes, chafarizes e

aquedutos de modo a suplantar a escassez desse bem essencial: a água [6].

Figura 1 Utilização da água na antiguidade [5].


3

2.2 Origem da água das amostras

Amostra 1: Fonte do Anjo: Tal como

mencionado por Rui Cunha, “Em Março de 1882 foi

assinado um contrato para abastecimento de água

ao domicílio entre a Câmara e a Compagnie Général

des Eaux pour l'Etranger. Esta água abastecia várias

fontes da cidade do Porto como Fontaínhas, Batalha,

Rua Chã, S. Sebastião na Rua Escura, Chafariz do Anjo

S. Miguel e outras.” [7].

“Assim, o local que veio a ser definido para a

instalação da captação de água, assim como a central

elevatória, foi cuidadosamente escolhido, situando-

se próximo da foz do rio Sousa.” [8].

Amostra 2: Água do chafariz do parque Basílio

Teles, Matosinhos: “O reservatório da Foz (do rio Sousa)

satisfazia o abastecimento de toda a parte inferior da

cidade do Porto permitindo também a extensão da

canalização e da distribuição da água a Matosinhos e a

Leça da Palmeira, o que veio a acontecer

posteriormente.” (José Cordeiro, in Público) [8].

Figura 2 Fonte do Anjo, Porto, Portugal. [1]

Figura 3 Chafariz do Parque Basílio Teles, Matosinhos, Portugal. [2]

Figura 4 Localização geográfica das fontes em análise (à esquerda: Chafariz do Parque Basílio Teles e à direita: Fonte do Anjo).


4

3. MICRORGANISMOS E QUALIDADE DA ÁGUA

3.1 Microrganismos como indicadores de poluição: Contaminação Fecal

Juntamente com os microrganismos patogénicos são libertados microrganismos não

patogénicos ou de patogenia limitada, pelo que a presença ou ausência desses microrganismos

numa amostra indica se a água em questão foi ou não contaminada por fezes, isto é, se

apresenta o perigo de conter microrganismos fecais patogénicos. [2]

Existem indicadores de contaminação fecal que são o grupo dos coliformes fecais e não fecais,

o grupo de enterococos fecais, o Clostridium perfringens com a respetiva contagem de UFC a

22ºC e a 37ºC.

O grupo dos coliformes é constituído por bactérias da família Enterobacteriaceae, habitantes

do aparelho intestinal do homem e de outros animais homeotérmicos. Nestes, inclui-se, por

exemplo, a bactéria Escherichia Coli. Nos enterococos fecais inclui-se, por exemplo, a bactéria

Enterococcus faecalis. [2]

O número de UFC a 22ºC e a 37ºC não é um indicador específico de poluição fecal, mas um

indicador que avalia o enriquecimento por matéria orgânica facilmente degradável. As

contagens de colónias são bastante utilizadas e bastante úteis para a avaliação do estado da

água e o principal objetivo destas reside na possibilidade de detetar alterações em relação a

um padrão pré-estabelecido. Quando se verifica um aumento repentino do número de UFC

significa que existe um foco de poluição [3].

Atualmente, os estudos microbiológicos utilizam em substituição ou em adição aos indicadores

clássicos, outros microrganismos, chamados novos indicadores. Deste modo, a bactéria

Escherichia coli substitui, na legislação atual, os coliformes fecais como indicadores de

contaminação fecal. Esta bactéria apresenta uma grande diversidade de adaptações ao meio,

podendo causar várias doenças (diarreia). Outro novo indicador é a bactéria Pseudomonas

aeruginosa que não sendo um habitante específico do intestino aparece em 12% da

população. [2]

Para além disso, existem outros microrganismos presentes na água que podem representar

perigo para a humanidade, como por exemplo, os vermes helmintas, alguns protozoários (e.g.,

Giardia, Cryptosporidium, Entamoeba, Acanthamoeba,…) e vírus. No entanto, a legislação

existente não prevê a sua análise de rotina. [2, 3]


5

3.2 Indicadores de qualidade da água

A água própria para consumo é essencial para a saúde, um direito básico do ser humano e uma

componente efetiva para a proteção da saúde pública.

Os indicadores de qualidade da água podem ser divididos em físicos (cor e cheiro), químicos

(presença de substâncias como os nitratos que, a curto prazo ou após anos de exposição,

poderão ter repercussões a nível da saúde dos consumidores) e microbiológicos (presença de

microrganismos patogénicos em quantidades que possam comprometer a saúde do

consumidor).

Na qualidade da água, é importante a segurança microbiológica que consiste no uso de

barreiras, da fonte ao consumidor de modo a eliminar ou reduzir a contaminação a níveis não

prejudiciais à saúde.

Os indicadores ou parâmetros da qualidade da água para consumo não são universais, isto é,

existe um fator denominado “risco-benefício” que torna esses indicadores únicos de cada país

[9].

Em Portugal, os parâmetros utilizados são [10]: - Escherichia coli; - Bactérias coliformes; - Desinfetante residual; - Alumínio; - Amónio; - Condutividade; - Clostridium

perfringens; - Cor; - Ferro; - pH; - Manganês; - Nitratos; - Nitratos; - Número de colónias a

22º; - Número de colónias a

37º; - Oxidabilidade; - Cheiro a 25º; - Sabor a 25º;

- Turvação; - Antimónio; - Benzeno; - Benzo(a)pireno; - Boro; - Bromatos; - Cádmio; - Cálcio; - Magnésio; - Dureza total; - Chumbo; - Cianeto; - Cobre; - Crómio; - 1,2- Dicloroetano; - Enterococos; - Fluoretos; - Mercúrio; - Níquel; - Hidrocarbonetos

aromáticos policíclicos;

- Alacloro; - Atrazina; - Bentazona; - Clortolurão; - Desetilatrazina; - Desetilterbutilazina; - Dimetoato; - Linurão; - Ometoato; - Tebuconazol; - Terbutilazina; - Pesticidas totais; - Selénio; - Cloretos; - Tetracloroeteno e

tricloroeteno; - Trihalometanos; - Carbono orgânico total; - Sódio; - Sulfatos.


6

4. CAUSAS E CONSEQUÊNCIAS DA INGESTÃO DA ÁGUA CONTAMINADA

A poluição da água consiste em qualquer alteração física, química ou biológica da qualidade da

água que a torna imprópria para consumo causando danos aos organismos vivos.

Os principais contaminantes da água são os pesticidas e herbicidas, mercúrio, bactérias, vírus e

parasitas, metais pesados, sulfuretos, cianeto, dioxinas, matéria orgânica, etc [11].

4.1 Causas da contaminação

A contaminação das águas está associada a inúmeras causas de entre as quais se podem

salientar a falta de tratamento de esgotos (domésticos, industriais, agrotóxicos,...), os

pesticidas, os herbicidas e outros produtos químicos utilizados na agricultura que são

absorvidos pelos solos. Apesar das diversas origens da contaminação das águas, todas

convergem nas consequências que podem provocar na saúde humana e ambiental. Para além

destas, são também causas da poluição das águas os acidentes com petroleiros em alto mar

(como é exemplo o célebre acidente do Prestige em 2002) e a queima de resíduos em alto

mar.[12]

4.2 Consequências da contaminação

“Aproximadamente 3,1% das mortes anuais (cerca de 1,7 milhões de pessoas) no mundo estão

relacionadas com a ingestão de água imprópria para consumo”. [13]

Entre as diversas consequências derivadas da contaminação das águas podemos salientar os

prejuízos associados ao uso desta: o agravamento dos problemas de escassez de água própria

para consumo, o elevado custo de tratamento, a interferência com os ecossistemas

(provocando desequilíbrios) e a degradação paisagística. [14]


7

A água contaminada pode estar associada a diversas doenças, tal como se mostra na seguinte

tabela. [13]:

Tabela 1 Doenças provocadas pela contaminação da água [13]


8

5. ESTRATÉGIAS DE PREVENÇÃO

Desde os seus primórdios que a atividade humana tem uma enorme influência no planeta

Terra. O Homem tem usado, incessantemente, todos os seus recursos, transformando, deste

modo, todo o meio que o rodeia de uma forma irreversível.

A degradação do ambiente e a sua contaminação põem em causa o futuro do planeta e da

humanidade, sendo, por isso, importante refletir sobre este problema. Para tal, devem ser

estabelecidas medidas com vista a um desenvolvimento sustentável. Por sua vez, a adoção de

estilos de vida mais ecológicos deve constituir um dever fundamental da humanidade. [15]

“O desenvolvimento que procura satisfazer as necessidades da geração

atual, sem comprometer a capacidade das gerações futuras de

satisfazerem as suas próprias necessidades.”

Desenvolvimento Sustentável, Relatório Brundtland[15]

A sustentabilidade deve ser reforçada com o uso mais eficiente dos recursos naturais, isto é,

menor geração de resíduos, fontes alternativas de resíduos, fontes alternativas de energia,

mudanças de hábito de consumo, redução, reutilização e reciclagem de produtos (política dos

3 R’s), entre outros. O crescimento económico ao qual assistimos tem, indubitavelmente, de

estar em conformidade com o uso desses mesmos recursos.

Numa tentativa de promover um desenvolvimento sustentável a nível mundial, a associação

World Business Council For Sustainable Development (WBCSD) cria, em 1992, um termo: a

ecoeficiência. Este termo define-se como sendo a produção e entrega de bens e serviços

competitivos, que satisfaçam as necessidades humanas e, ao mesmo tempo, os impactos

ambientais e a intensidade do consumo de recursos naturais são reduzidos (UNEP, 2001b).

Segundo WBCSD, todos os elementos da sociedade assumem um papel igualmente importante

no progresso da mesma, isto é, não são apenas as empresas, mas também o governo e a

sociedade civil que têm obrigação de incorporar as mudanças e aceitar os desafios em prol da

sustentabilidade e consequente melhoria da qualidade de vida.

A ecoeficiência poderá ser aplicada por todos os elementos acima referidos através da redução

da intensidade de cosumo de materias e de energia em produtos e serviços e da dispersão de

poluentes tóxicos, da divulgação da reciclagem, da maximização do uso de recursos renováveis

e do aumento da durabilidade dos produtos.

A filosofia da abundância de recursos e da capacidade ilimitada da Terra em absorver e diluir

os impactos ambientais foi a base para o desenvolvimento industrial. [16]


9

Para evitar a poluição da água é preciso tomar medidas como:

Evitar depositar lixo ou material reciclável em rios e mares;

Não depositar metais pesados (chumbo, mercúrio) ou poluentes (óleos e detergentes) nos

meios aquáticos;

Não utilizar pesticidas na agricultura;

Colocação de filtros gravítivos de areia nas fábricas e indústrias;

Criação de estações de tratamentos de águas e de redes de esgoto adequadas;

Conduzir toda a água utilizada pela população para uma estação de tratamento;

Tratar os esgotos e os efluentes industriais antes de serem lançados ao mar;

Criação de áreas protegidas a fim de preservar as espécies e a biodiversidade.[17-19]


10

6. PROCESSOS DE TRATAMENTO

6.1 Como resolver o problema da contaminação?

Na atualidade, existem vários processos de tratamento que minimizam o problema da

contaminação dos recursos hídricos. Estes são definidos como um conjunto de procedimentos

físicos, químicos e biológicos aplicados na água de modo a remover as suas impurezas e

contaminantes. Desta forma, a água tornar-se-á apropriada para o consumo humano, isto é,

potável. Para isso, os parâmetros microbiológicos, físicos, químicos e radiativos devem estar

de acordo com o padrão de potabilidade de água destinada a esse mesmo consumo e

conforme a legislação específica (Portaria nº2.914, de 12 de dezembro de 2011, do Ministério

da Saúde) a fim de evitar doenças.

Os métodos usados para o tratamento de águas residuais têm vindo a desenvolver-se de uma

forma significativa. Esta evidência pode ser explicada pelas exigências cada vez mais incisivas

por parte dos órgãos públicos de controlo ambiental como resposta ao interesse da saúde

pública, às crescentes condições adversas causadas pela descarga destas águas e a uma maior

preocupação da sociedade na defesa do meio ambiente.

Por conseguinte, a remoção de substâncias indesejáveis de uma água envolve a alteração das

suas características físicas, químicas e/ou biológicas. [20]

Toda a população humana tem o dever de usufruir de um saneamento básico que pode ou não

incluir uma Estação de Tratamento de Águas Residuais, conforme o caso a ser estudado.

6.2 Processos físicos

Os processos físicos definem-se pelos fenómenos físicos que ocorrem na remoção ou

transformação de poluentes das águas residuais. Estes não são apenas utilizados para separar

sólidos em suspensão, mas também para homogenizar um efluente. Por exemplo, submeter

um esgoto sanitário a um processo físico de sedimentação de sólidos.

A título de exemplo pode referir-se alguns dispositivos associados a estes processos:

-Grades de limpeza manual ou mecanizada

-Peneiras estáticas, vibratórias ou rotativas

-Caixas de areia simples ou aeradas

-Tanques de retenção de materiais flutuantes

-Decantadores

-Flotadores a ar dissolvido

-Leitos de secagem de lodo

-Filtros prensa e a vácuo

-Centrífugas

-Filtros de areia

-Adsorsão em carvão ativado para a remoção de sólidos em dissolução [21]


11

6.3 Processos químicos

Os processos químicos requerem a utilização de produtos químicos de modo a aumentar a

eficiência de remoção de um elemento ou substância de uma água e de modificar o seu estado

ou estrutura, isto é, de alterar as suas caraterísticas químicas. Frequentemente, estes são

utilizados com os processos físicos e biológicos em simultâneo. A utilização de alumínio como

núcleo de coagulação e floculação, a acidificação de um efluente e o ajuste de pH de uma

solução para a precipitação de metais na forma de óxidos e hidróxidos são exemplos destes

processos aplicáveis às águas residuais.

Os processos mais recorrentes são:

-Coagulação- Floculação

-Precipitação química

-Oxidação

-Cloração

-Neutralização ou correção do pH

Outros exemplos da utilização de processos químicos são:

-Ajuste do pH para condicionar um efluente para o tratamento biológico

-Coloração para eliminação de organismos patogênicos

-Adição de polieletrólitos como auxiliar de floculação

-Oxidação de sulfetos com O2 ou H2O2.

-Neutralização e acerto do pH [21]

6.4 Processos biológicos

Os processos biológicos dependem, sobretudo, da ação de microorganismos aeróbios ou

anaeróbios. Os fenómenos inerentes à respiração e à alimentação desses microrganismos são

predominantes não só na transformação da matéria orgânica sob a forma de sólidos

dissolvidos e em suspensão, mas também em compostos simples como sais minerais, gás

carbónico, água e outros.

Os processos biológicos procuram, também, reproduzir em dispositivos racionalmente

projetados os fenómenos biológicos observados na natureza, condicionando-os em área e

tempo economicamente justificáveis.

Os processos biológicos usuais são: -Lodos ativados e suas variações -Filtro biológico anaeróbio ou aeróbio -Lagoas aeradas -Lagoas de estabilização facultativas e anaeróbias -Digestores anaeróbios de fluxo ascendente[21]


12

6.5 Classificação dos sistemas de tratamento

Os sistemas de tratamento de águas residuais, englobando um ou mais dos processos acima

descritos podem ser classificados de acordo com o tipo de material a ser removido e da

eficiência da sua remoção em:

1. Tratamento preliminar

Este tratamento tem como finalidade remover os sólidos mais grossos presentes em

águas residuais. Alguns processos que retratam este tratamento são como, por

exemplo, a grade, peneiras, caixas de areia, caixas de retenção de óleos e graxas. [21]

2. Tratamento primário

O tratamento primário aplica-se nas ETARs aos efluentes domésticos e industriais, isto

é, no tratamento de águas residuais de natureza orgânica. Este tratamento tem como

finalidade remover os resíduos finos presentes nos efluentes. Alguns processos que

retratam este tratamento são como, por exemplo, tanques de flotação, decantadores,

fossas sépticas, floculação/decantação. [21]

3. Tratamento secundário

É utilizado para a depuração/purificação de águas residuais através de processos

biológicos e tem como finalidade reduzir o teor de matéria orgânica solúvel nos

efluentes. Alguns processos que retratam este tratamento são como, por exemplo,

lamas ativadas e suas variações, filtros biológicos, lagoas aeradas, lagoas de

estabilização, digestor anaeróbio de fluxo ascendente e sistemas de disposição no

solo. [21]

4. Tratamento Terciário

É, através deste tratamento, que são removidas todas as substâncias não eliminadas

nos tratamentos anteriores como os nutrientes, os microrganismos patogénicos, as

substâncias causadoras da cor das águas, entre outras. Alguns processos que retratam

este tratamento são, como por exemplo, as lagoas de maturação, a cloração,

ozonização, os filtros de carvão ativo, a precipitação química e a desinfeção por UV.

[21]


13

7. PÂRAMETROS MICROBIOLÓGICOS

7.1 Descrição dos métodos analíticos

Existem dois métodos básicos de referência utilizados na pesquisa de coliformes, coliformes

fecais, Escherichia coli e estreptococos/enterococos:

Método da inoculação de meio líquido em tubos múltiplos com leitura do Número

Mais Provável (NMP);

Método da filtração por membrana com inoculação de meio sólido.

Este último foi o processo utilizado experimentalmente no Projeto FEUP pelo nosso grupo.

Na legislação mais recente, o método de maior referência é o da filtração por membrana

enquanto na legislação mais antiga era o método opcional (processo dos tubos múltiplos).

Mesmo com a alteração das normas legais, ambos possuem as suas vantagens e desvantagens,

tal como se mostra de seguida nas tabelas 2 e 3. [3, 22]

Tabela 2 Vantagens da filtração por membrana face ao processo dos tubos múltiplos. [3, 22]

Vantagens

1. Tem boa reprodutibilidade; 2. Os resultados são relativamente rápidos; 3. Os filtros podem ser transferidos para diferentes meios de cultura; 4. Permite o processamento de grandes volumes de amostra de forma a aumentar a sensibilidade do teste; 5. As filtrações podem ser efectuadas no local de recolha da água; 6. É um método mais económico que o NMP.

Tabela 3 Desvantagens da filtração por membrana face ao processo dos tubos múltiplos. [3, 22]

Desvantagens

1. As amostras com água muito turva impedem a filtração de grandes volumes; 2. Quando existem grandes populações de outras bactérias, o crescimento pode ser demasiado elevado para permitir a contagem; 3. Se existirem metais e fenóis presentes na amostra, podem adsorver aos filtros e inibir o crescimento bacteriano.


14

Inoculação de tubos múltiplos e determinação do NMP:

Este método é utilizado para estimar a quantidade de microorganismos viáveis, que se

encontram numa determinada população.

A amostra é diluída (sucessivamente) inoculando-se um meio de cultura líquido, específico

para o microrganismo a pesquisar, com um volume preciso dessas diluições.

Deste modo, é presumível que os meios de cultura inoculados com as últimas diluições não

irão apresentar qualquer crescimento (resultados negativos) e que ocorrerá crescimento nos

tubos que tenham, pelo menos, um microrganismo viável.

Se a amostra e as diluições forem homogéneas e se houver um número suficiente de

repetições, é possível registar estatisticamente os resultados e extrapolá-los à amostra inicial.

Por cada diluição da amostra inoculam-se, geralmente, 3, 5 ou 10 séries de tubos com o

referido meio de cultura (repetições).

Como o próprio nome sugere, é evidente o caráter probabilístico deste processo.

Em cada diluição é usada a quantidade de tubos em que ocorreu crescimento (resultados

positivos) para designar o NMP desse organismo na amostra de água analisada. [3, 23]

Filtração por membrana:

O método da filtração por membrana é efetuado através da filtração de um volume conhecido

de amostra com auxílio de um filtro de 0.45 m, que retém os microrganismos na sua

superfície. O seu objetivo é quantificar a quantidade de organismos presentes nessa mesma

amostra.

Em seguida, a membrana é colocada num meio de cultura gelosado e é incubada para que as

bactérias presentes se desenvolvam, formando colónias à superfície do meio.

Após este processo, procede-se à contagem das colónias, considerando que cada uma derivou

de uma única célula. Estas podem ser reconhecidas pelo seu aspecto, morfologia e pela

possibilidade de se desenvolverem em meio seletivo.

O sucesso do método depende da utilização de um meio diferencial ou seletivo, relativo ao

microrganismo que se quer pesquisar. [3, 23]


15

7.2 Legislação aplicável

Estabelece o regime da qualidade da água destinada ao consumo humano, procedendo à

revisão do Decreto-Lei 243/2001, de 5 de Setembro, que transpôs para o ordenamento

jurídico interno a Diretiva 98/83/CE, do Conselho, de 3 de Novembro, tendo por objetivo

proteger a saúde humana dos efeitos nocivos resultantes da eventual contaminação dessa

água e assegurar a disponibilização tendencialmente universal de água salubre, limpa e

desejavelmente equilibrada na sua composição. Esse regime define como água destinada ao

consumo humano:

a) Toda a água no seu estado original, ou após tratamento, destinada a ser bebida, a

cozinhar, à preparação de alimentos, à higiene pessoal ou a outros fins domésticos,

independentemente da sua origem e de ser fornecida a partir de uma rede de

distribuição, de um camião ou navio-cisterna, em garrafas ou outros recipientes, com

ou sem fins comerciais;

b) Toda a água utilizada numa empresa da indústria alimentar para fabrico,

transformação, conservação ou comercialização de produtos ou substâncias

destinados ao consumo humano, assim como a utilizada na limpeza de superfícies,

objectos e materiais que podem estar em contacto com os alimentos, excepto quando

a utilização dessa água não afecta a salubridade do género alimentício na sua forma

acabada.

Por último, define os métodos de controlo da qualidade da água, estabelecendo a localização

dos pontos de amostragem, as frequências mínimas de amostragem (variáveis consoante o

volume de água fornecida; Anexo II do Decreto-Lei 306/2007), estabelecendo um controlo de

rotina e um controlo de inspecção da qualidade da água. [3, 24]

Localização dos pontos de amostragem

A localização dos pontos de amostragem depende da proveniência da água (artigo 10º,

número 2):

No caso da água fornecida a partir de uma rede de distribuição, no ponto em que, no interior

de uma instalação ou estabelecimento, sai das torneiras normalmente utilizadas para consumo

humano;

No caso da água fornecida a partir de fontanários não ligados à rede de distribuição, no

ponto de utilização; [3, 24]


16

7.3 Qualidade microbiológica: valores paramétricos

Existem valores estabelecidos pela legislação relativos aos parâmetros microbiológicos e

valores paramétricos, tal como se mostra nas seguintes tabelas:

Tabela 4 Parâmetros microbiológicos e valores paramétricos para a água fornecida por redes de distribuição e

fontanários (Decreto-Lei 306/2007, anexo I, parte I) [3]

Parâmetro Valor paramétrico Unidade

Escherichia coli (E. coli) 0 Número/100 mL

Enterococcus 0 Número/100 mL

Tabela 5 Parâmetros microbiológicos e valores paramétricos para a água colocada à venda em garrafas ou outros

recipientes (Decreto-Lei 306/2007, anexo I, parte I) [3]

Tabela 6 Parâmetros microbiológicos a analisar nos controlos de rotina (Decreto-Lei 306/2007, anexo II) [3]

Controlo de rotina 1 Controlo de rotina 2

Bactérias coliformes Clostridium perfringens, incluindo esporos

Escherichia coli (E. coli) Número de colónias a 22 °C

Pseudomonas aeruginosa Número de colónias a 37 °C

Nº UFC a 22 oC Pseudomonas aeruginosa

[3]

Parâmetro Valor paramétrico Unidade

Escherichia coli (E. coli) 0 Número/250 mL

Enterococcus 0 Número/250 mL

Pseudomonas aeruginosa 0 Número/250 mL

Nº UFC a 22 oC 100 Número/250 mL

Nº UFC a 37 oC 20 Número/250 mL


17

8. AVALIAÇÃO DOS PARÂMETROS MICROBIOLÓGICOS DA ÁGUA DE FONTANÁRIOS

8.1 Metodologia

Com base na legislação (Decreto-Lei 306/2007) o método usado foi, como referido

anteriormente, a filtração por membrana, em duplicado, seguida de incubação em meio de

cultura seletivo LSA (Lauryl Sulfate Agar) durante 213 horas a 362oC (coliformes) e 444oC

(E. coli). As colónias que crescem a 36ºC são consideradas coliformes fecais e as colónias que

crescem a 44oC são consideradas E. coli.

Após a incubação, as colónias de várias espécies diferentes apresentam diferentes

características:

E. coli e Citrobacter spp. apresentam colónias amarelas com centro laranja;

Enterobacter spp. forma colónias vermelhas ou amarelo-escuro com o centro laranja e o

meio de cultura amarelo;

Klebsiella spp. forma colónias vermelhas ou amarelas, sem coloração diferenciada no centro

e o meio de cultura amarelo;

As bactérias que não fermentam lactose formam colónias púrpuras e alteram a cor do meio

de cultura para azul. [3]

8.2 Protocolos específicos

Recolha de amostras de água

1. Lavar e desinfectar as mãos (ou usar luvas estéreis);

2. Retirar qualquer filtro e deixar correr o tempo necessário (1-2 minutos) para esgotar a água

que tenha estado parada na canalização;

3. Fechar a torneira e desinfectar o interior e o exterior com álcool;

4. Abrir a torneira com cuidado e deixar a água correr um pouco;

5. Abrir o frasco esterilizado só neste momento e colher a água mantendo-o inclinado para

evitar a sua contaminação pelo ar. Manter a rolha na mão esquerda virada para baixo e nunca

tocar no interior da rolha ou no gargalo do frasco;

6. Recolher a amostra de água mantendo o frasco inclinado para evitar a sua contaminação

pelo ar e sem encher completamente o frasco;

7. Fechar imediatamente o frasco;

8. Identificar a amostra. [3]


18

8.3 Protocolo Laboratorial

1. Identificaram-se duas placas de Petri contendo o meio de cultura seletivo LSA (Lauryl Sulfate

Agar) com a designação da turma e do nome do aluno;

2. Colocou-se o funil de filtração estéril na rampa de filtração;

3. Colocou-se a membrana filtrante estéril (0,45 μm de porosidade e 47 mm de diâmetro) com

a ajuda de uma pinça espatulada flamejada (isto é, mergulhada em álcool etílico e levada à

chama do bico de Bunsen);

4. Agitou-se a amostra e adicionar 100 mL de amostra ao funil com a torneira fechada;

5. Ligou-se a bomba de vácuo e filtrar a amostra abrindo a torneira da rampa de filtração;

6. Depois do processo de filtração, fechou-se novamente a torneira e, com a pinça espatulada

flamejada, retirou-se a membrana e colocou-se sobre a superfície do meio de cultura (Nota: a

membrana deverá aderir bem em toda a superfície ao meio de cultura, caso contrário não

haverá crescimento nessas zonas);

7. Agitou-se novamente a amostra de água e repetiu-se o procedimento para o duplicado;

8. Incubaram-se as culturas de acordo com as temperaturas recomendadas para cada grupo de

indicadores de poluição. Para este meio seletivo e para este microrganismo, as amostras

devem ser incubadas a 30 °C durante 4 h, e depois a 44 °C durante 14 h.

Protocolo retirado de [25].

8.4 Material

Neste trabalho laboratorial utilizaram-se placas de Petri, funil de filtração estéril, membrana

filtrante estéril, pinça espatulada, bico de Bunsen, álcool etílico, bomba de vácuo.


19

9. RESULTADOS

Como se pode observar na figura 4, as amostras relativas ao Fontanário do Anjo apresentam

um total de zero manchas na membrana, tanto na primeira como na segunda amostra, por 100

mL. Por outro lado, na amostra de água proveniente do Fontanário do Jardim de Basílio Teles,

é possível detetar um conjunto de manchas, tanto amarelas como vermelhas, num total de 56

manchas na primeira amostra, 55 vermelhas e 1 amarela (embora de grande dimensão) e 47

manchas na segunda amostra, 43 vermelhas e 4 amarelas, por 50 mL (110 vermelhas e 2

amarelas/100 mL; 86 vermelhas e 8 amarelas/100 mL).

Tabela 7 Análise dos resultados obtidos na experiência laboratorial.

Fontanários UFC Unidade

Fonte do Anjo (Amostra 1 e 2) 0 Número/100 mL

Fonte do Jardim de Basílio Teles (Amostra 1)

1 Número/50 mL

Fonte do Jardim de Basílio Teles (Amostra 2)

4 Número/50 mL

Figura 5 Ilustração dos resultados obtidos. A - Amostra do Parque Basílio Teles (positiva),

onde se detetam manchas de cor vermelha e amarela. B - Amostra do Fontanário do Anjo

(negativa), onde não se deteta qualquer mancha. C - Comparação das amostras de ambos

os locais.

A B C


20

10. DISCUSSÃO DE RESULTADOS

Após a conclusão da realização deste trabalho, deparamo-nos com uma questão problemática:

a água da cidade do Porto está contaminada ao ponto de não poder ser consumida. Como

futuros engenheiros pretendemos evitar e solucionar este problema de modo a proporcionar

uma melhor qualidade de vida da população.

Existem, indubitavelmente, diversas medidas para prevenir esta situação. No entanto, apenas

duas que são facilmente alcançáveis serão salientadas. Uma das propostas preventivas parte

do poder das autarquias. Estas deveriam reforçar a periodicidade da análise da água e

consequente tratamento, de acordo com os resultados obtidos nessa análise. Outra medida

igualmente importante passaria pelo incentivo a novas pesquisas, isto é, o conceber de

projetos com vista à otimização do processo de descontaminação da água.

Para além dos fontanários, existem outras maneiras da água chegar às populações.

Atualmente, a maneira mais utilizada e a mais prática é através da rede pública. Deste modo, é

relevante referir a avaliação dos parâmetros microbiológicos desta água feita pelos nossos

colegas.

Ao analisar os resultados laboratoriais obtidos pela outra equipa, concluimos que a água em

análise também se encontrava contaminada e, por conseguinte, imprópria para consumo, uma

vez que se observou a formação de colónias de cor amarela (1 UFC/100 mL) numa das

amostras. No entanto, apesar de também ter havido formação de colónias nas águas da rede

pública, o número observado foi inferior ao obtido para a água do Chafariz do Parque Basílio

Teles, o que indica uma maior propensão da água das fontes para acumulação de

microrganismos.

Em suma, a técnica de análise da água apresentada permitiu uma avaliação preliminar da

qualidade da água, porém uma avaliação mais detalhada é conveniente.

O controlo de qualidade é uma área que se encontra nas competências de um engenheiro

ambiental. Deste modo, consideramos que este trabalho se tornou essencial fornecendo-nos

todas as bases essenciais para o futuro profissional de cada um de nós.


21

11. CONCLUSÃO

É do conhecimento geral que a água é um bem essencial necessário à sobrevivência de todos

os seres vivos da Terra sendo que o seu uso incorreto poderá causar inúmeras controvérsias. É,

acima de tudo, importante que cada cidadão se conscialize da relevância que a água tem nas

suas vidas tomando, deste modo, simples atitudes como não poluir e não desperdiçar.

Neste trabalho experimental a água dos fontanários recolhida não apresentava cor nem

cheiro. Todavia aquando da análise da presença de bactérias observou-se no Chafariz do

Parque Basílio Teles valores superiores aos recomendados (1/50 mL e 4/50 mL),

contrariamente aos obtidos para a Fonte do Anjo. Pode-se concluir, portanto que a água do

Chafariz do Parque Basílio Teles é imprópria para consumo. A água da Fonte do Anjo mostra

uma tendência para a inexistência de bactérias, no entanto, uma análise mais detalhada é

recomendada.

Deste modo, conclui-se que é imperativo seguir a legislação e desenvolver órgãos

competentes que a coloquem em prática, uma vez que a água nunca deixará de ser o recurso

mais importante para a existência de vida no nosso planeta.


22

12. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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8. Cordeiro, J., Porto d'Água, in Público. 2001.

9. Guidelines for Drinking-water Quality. 3rd ed. Vol. 1. 2004, Geneva: World Health Organization.

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