Avaliação do desempenho ambiental de uma ETE considerando a presença dos contaminantes emergentes

Abstract

Resumo: A contaminação dos recursos hídricos por micropoluentes emergentes tem sido um problema apontado por pesquisas recentes. Um dos principais contribuintes para essa poluição são as Estações de Tratamento de Efluentes (ETEs), que agem como fontes pontuais de contaminação. Além disso, o impacto ambiental que as ETEs causam devido ao lançamento dos seus efluentes e resíduos gerados no processo de tratamento são significativos. Em vista desses problemas, o presente estudo visou monitorar uma ETE para comprovar que os micropoluentes emergentes são relevantes na avaliação do potencial impacto ambiental de uma ETE. Para tal, foi monitorada a ETE Emboguaçu, situada na cidade litorânea de Paranaguá, no estado do Paraná. Durante o período amostral, a ETE Emboguaçu se mostrou com problemas operacionais que influenciaram o tratamento. A salinidade, uma característica do afluente da ETE Emboguaçu, não foi significativa no desempenho da ETE. Entre os nutrientes, o N-Amoniacal teve remoção próxima de 80% em quatro de seis amostragens e o Ortofosfato teve mais de 50% de remoção em duas amostragens. Através das análises de fluorescência foi possível observar que o tratamento teve maior facilidade na remoção do material orgânico lábil, persistindo o material recalcitrante. Com relação aos contaminantes emergentes, em um total de 43 compostos analisados, a cafeína teve a maior concentração mediana no afluente (119,75 ?g L-1), seguido do colesterol (14,21 ?g L-1). No efluente se destacaram o etinilestradiol, com concentração mediana de 5,35 ?g L-1, e o gemfibrozila, com 1,01 ?g L-1 de concentração mediana. Os esteróis e os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) apresentaram tendência de adsorção junto aos sólidos, neste caso no lodo, tendo o colesterol concentração mediana de 103492 ?g g-1 e o benzo(a)pireno de 9272 ?g g-1 de lodo seco. Com os resultados das concentrações dos micropoluentes, foi realizado o balanço de massa. Como já eram esperados, os HPAs e os esteróis tiveram maior afinidade com o lodo, sendo este um dos principais meios de eliminação destes compostos da ETE. Os fármacos se mostraram com maior propensão a biodegradação, já os produtos de higiene pessoal (PHP) foram mais recalcitrantes, principalmente o triclosan. Após a avaliação dos contaminantes emergentes foi desenvolvido o estudo de desempenho ambiental da ETE, por meio da técnica de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV). Essa técnica possibilitou mensurar o potencial de impacto da ETE Emboguaçu em diferentes categorias de impacto. O N-Amoniacal e o Ortofosfato se destacaram, sendo os principais contribuintes do potencial de impacto da Eutrofização. Os hormônios sexuais femininos (HSFs) 17?-estradiol e etinilestradiol foram os principais contribuintes da Ecotoxicidade, sendo na sexta amostragem mais de 70% do potencial de impacto. Os metais pesados foram relevantes na avaliação da Toxicidade Humana, tendo o Cr hexavalente e o Zn como os principais. Ao fim foi possível ver a influência negativa dos contaminantes emergentes no potencial de impacto da ETE Emboguaçu, além de mostrar a relevância dos estudos que englobam a presença desse tipo de poluente. Palavras-chave: Saneamento. Coeficiente de partição sólido-líquido. Balanço de massa. Avaliação do Ciclo de Vida.

Abstract: Contamination of water resources by emerging micropollutants has been a problem pointed out for recent researches. One of the most contributor for this pollution are the Wastewater Treatment Plants (WWTPs), which are point sources of contamination. Moreover, the environmental impacts that the WWTPs cause discharging its effluents and waste generated in the treatment process are significant. Considering these problems, this study aimed to monitor a WWTP to confirm that emerging micropollutant are relevant in assessing the potential environmental impact of a WWTP. Thus, Emboguaçu WWTP, located in Paranaguá city, in Parana state, was selected for the study. During the sample period, the Emboguaçu WWTP showed some operational problems that affected the treatment. Salinity, an influent characteristic of WWTP Emboguaçu, was not significant in the performance of the WWTP. Among the nutrient, the removal of N-Ammonia was close to 80% in four of the six samplings and Orthophosphate had more than 50% removal in two samplings. By fluorescence analysis, it was observed that the treatment can easily remove the labile organic material, but not the recalcitrant one. Regarding the emerging contaminants, from a total of 43 compounds analyzed, caffeine had the highest median concentration in the influent (119,75 ?g L-1), followed by cholesterol (14,21 ?g L-1). In the effluent, the highest median concentrations were ethinylestradiol (5,35 ?g L-1), and gemfibrozil (1,01 ?g L-1). The sterols and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) showed adsorption tendency in the solid phase, in that case in the sludge. For instance cholesterol was 103,492 ?g g-1 and benzo(a)pyrene was 9272 ?g g-1 dry sludge. With those results, it was possible to realize the contaminants mass balance. As expected, the PAHs and sterols have more affinity with the sludge, which is one of the principal means of removing these compounds of the WWTP. Pharmaceuticals seems to be more biodegradable, as the personal care products (PHP) were more recalcitrant, especially triclosan. After the evaluation of emerging contaminants, it was developed the environmental performance study in the WWTP, through the Life Cycle Assessment (LCA). This technique allowed measuring the potential impact of Emboguaçu WWTP in different impact categories. N-Ammonia and Orthophosphate were the main contributors to the Eutrophication potential impact. Female sex hormones (FSHs) 17?-estradiol and ethinylestradiol were the main purpose for the Ecotoxicity, and in the sixth sampling they were more than 70% of the potential impact. Metals were relevant in assessing the Human Toxicity, especially Cr hexavalent and Zn. At the end, it was possible to observe the negative influence of emerging contaminants in the WWTP impact potential, and show the relevance of the studies that include the presence of emerging contaminants. Key words: Sanitation. Partition coefficient solid-liquid. Mass balance. Life Cycle Assessment