Discussion: The Role of Perceptions

Em um sistema de tratamento de água ou esgoto, o processo de desinfecção é um dos mais importantes, pois tem como finalidade assegurar a proteção à saúde publica. É nesta etapa que ocorre a inativação dos microrganismos patogênicos presentes no efluente, minimizando o risco de proliferação de doenças de veiculação hídrica para a sociedade que faz uso dos recursos hídricos e para o meio ambiente (COSTA, 2007).

Cerca de 80 % da desinfecção no mundo, é efetuada por meio do cloro por não ser tóxico para o homem ou qualquer outro animal; ser tóxico em baixa concentração para os organismos-alvo; ser solúvel em água; é eficaz nas condições de temperatura e pH encontrados no meio líquido; possui custo razoável em relação aos volumes de água ou efluente a desinfetar; não apresenta elevado risco aos operadores e permite fácil medida e controle de sua concentração (LAPOLLI et al., 2003).

Entretanto, a adição do cloro pode ocasionar efeitos secundários indesejáveis, pois ao reagir com a matéria orgânica pode levar à formação de compostos organoclorados, trihalometanos (THM) e ácidos haloacéticos, que são mutagênicos, tóxicos e carcinogênicos em água (COSTA, 2007; DA SILVA et al., 2011). Além disso, o cloro não é um oxidante suficientemente poderoso para eliminar completamente organismos mais resistentes como os vírus e protozoários.

Métodos de desinfecção alternativos como o tratamento com o ozônio, que é considerado um método promissor para a desinfecção de efluentes, têm recebido maior atenção e deve ser melhor estudado (SILVA et al., 2010).

As primeiras evidências do conhecimento do ozônio, quando seu odor característico foi detectado pela primeira vez foi em 1781, porém, somente em 1867 sua fórmula química (O3) foi descoberta. No ano de 1886, a propriedade desinfetante do ozônio foi reconhecida. O ozônio foi utilizado pela primeira vez como desinfetante no tratamento de água em 1893, na Holanda, não tendo sido muito utilizado no Brasil. Em 1906 a Estação de Tratamento de

Água Bon Voyage, na França, foi apontada como a primeira estação a utilizar o ozônio para desinfecção (SANCHES, 2003; COSTA, 2007; SOARES, 2007).

O ozônio é agente oxidante poderoso, atuando como desinfetante alternativo ao cloro, muito eficiente na inativação de bactérias coliformes, vírus, colifagos, cistos de Giardia e oocistos de Criptosporidium, ambos protozoários resistentes ao cloro (SOUZA, 2006; DA SILVA et al., 2011; LAPOLLI et al., 2003).

O ozônio é um potente oxidante, capaz de oxidar compostos orgânicos e inorgânicos na água, os quais exercerão uma demanda do oxidante antes de ocorrer a desinfecção (DANIEL, 2001).

Os principais mecanismos de inativação de microrganismos patogênicos por agentes químicos, como o ozônio, são: pela destruição da organização celular por ataque aos principais constituintes da célula; pela interferência no metabolismo energético tornando as enzimas não funcionais e; pela interferência na biossíntese e no crescimento prejudicando a síntese de proteínas, ácidos nucléicos, coenzimas ou parede celular (SILVEIRA, 2004).

O ozônio age nos constituintes da membrana citoplasmática, nos sistemas enzimáticos e nos ácidos nucléicos dos microrganismos.

O ozônio atua inicialmente na membrana celular, sendo a superfície da célula microbiana o primeiro alvo a ser atingido. A ação antimicrobriana é proveniente da oxidação de glicoproteínas ou glicolipídeos da parede celular, que por sua vez, altera a permeabilidade e causa sua rápida lise. Em adição, o ozônio ataca também grupos sulfidrila de enzimas, que ocasiona o colapso da atividade enzimática celular e além disso, interage com substâncias presentes no citoplasma e no núcleo, degradando purinas e pirimidinas do DNA, sendo este um dos fatores responsáveis pela morte celular (LANGLAIS; RECKHOW; BRINK, 1991; CAMEL; BERMOND, 1998; SILVEIRA, 2004; DA SILVA et al., 2011).

Em solução aquosa, o ozônio pode atuar em vários compostos, por meio de reação direta com ozônio molecular ou através de reações indiretas com os radicais formados quando o ozônio se decompõe na água (LANGLAIS; RECKHOW; BRINK, 1991).

A produção comercial do ozônio é realizada pelo “processo corona”. Este processo consiste em aplicar uma corrente elétrica em um fluxo gasoso de ar ou oxigênio. O campo elétrico aplicado fornece energia suficiente aos elétrons para que estes rompam as duplas ligações da molécula de O2, gerando dois átomos de oxigênio. Esses átomos de oxigênio reagem com outra molécula de O2 para formar as moléculas de O3. Como ele não pode ser

armazenado nem transportado, deve ser gerado no próprio local de consumo (LAPOLLI et al., 2003).

O uso do ozônio tem sido pesquisado por diversos autores como, Wickramanayake et

al., (1984), Finch et al., (1993), Widmer et al., (2002) e Khalifa, El Temsahy e Abou (2001),

entre outros, na inativação dos protozoários supracitados e, outros patógenos.

Widmer et al., (2002) avaliaram a inativação de cistos de Giardia com concentração de ozônio inicial de 1,5 mg.L-1, valor de CT de 1,5 mg.min.L-1 e resultou em mais de 3 log de inativação.

Finch et al., (1993) avaliaram a inativação de cistos com ozônio e reportaram que para os valores de CT de 0,24; 0,45 e 0,86 mg.min.L-1, foram obtidos valores de 2, 3 e 4 log de inativação de cistos de Giardia muris, respectivamente. Para cistos de Giardia lamblia valores de CT de 0,65; 1,23 e 2,57 mg.min.L-1 resultaram em 2, 3 e 4 log de inativação, respectivamente e utilizaram a técnica de infectividade in vivo.

Wickramanayake et al., (1984), desenvolveram um estudo avaliando a inativação de cistos de Giardia na água utilizando ozônio. O estudo avaliou a inativação com pH 7 e temperatura de 5 e 25°C, e os valores de CT utilizados foram de 0,53 e 0,17 mg.min.L-1_, respectivamente e para ambas as condições, alcançaram 2 log de inativação de cistos de

Giardia, utilizando a técnica de excistação.

Labatiuk et al., (1991) pesquisaram sobre a inativação de cistos com ozônio e alcançaram até 3 log de inativação de cistos de Giardia muris, com Ct de 0,5 mg.min.L-1 , utilizando pH 6,7 e temperatura de 22°C e avaliaram os corantes vitais, excistação in vitro e ensaios in vivo.

Korich et al., (1990) avaliaram vários desinfetantes, entre eles, o ozônio, utilizando Ct de 5 mg.min.L-1 e alcançaram inativação de 2 log de oocistos de Cryptosporidium parvum com a técnica de excistação in vitro.

Soares (2007) utilizou dosagens de 10 e 20 mg.L-1 e tempos de contato de 5, 10, 15 e 20 min em esgoto sanitário previamente tratado em reator UASB para avaliar à inativação dos microrganismos indicadores e obteve resultados como, C. perfringens apresentou-se como o mais resistente à ação bactericida do ozônio seguido por E.coli e colifagos. Foram inativados 1,7 log de C. perfringens (Ct = 80 mg.min.L-1); 6,1 log de E.coli (Ct = 133 mg.min.L-1); e 100 % de colifagos (Ct = 38 mg.min.L-1).

Silva et al., (2010) pesquisaram sobre a desinfecção de efluente de esgoto sanitário com ozônio e utilizaram dosagens de 5, 8 e 10 mgO3L-1 e tempos de contato de 5, 10 e 15 min

e obtiveram uma faixa de inativação de coliformes totais de 2,00 a 4,06 log e o intervalo de inativação para E.coli foi de 2,41 a 4,65 log.

Posteriormente à ozonização, alguns cálculos são realizados para se obter a dosagem de ozônio e alguns parâmetros principais serão descritos abaixo, de acordo com Van Leeuwen (2015), que são:

Taxa de alimentação do ozônio

Este tópico deve ser um balanço de massa simples sobre o reator de ozonização. O primeiro passo é determinar a taxa de alimentação do gás a partir do gerador de ozônio numa determinada configuração. Isto pode ser medido através da determinação da concentração de ozônio na fase gasosa e o método mais comum, é o descrito por Rakness et al., (1997) que mede a concentração de gás através de uma reação química ou utilizando um medidor de UV comercial, calibrado com colorimetria redox. A concentração da fase gasosa, multiplicada pela taxa de fluxo de gás de alimentação, definirá a taxa de alimentação de ozônio. A unidade é definida em unidades de massa de ozônio por unidade de tempo.

Dosagem de Ozônio Aplicada

A dosagem aplicada pode ser calculada multiplicando o período de ozonização com a taxa de aplicação e dividida pelo volume da amostra, e geralmente é expressa em mg.L-1, em que o volume representa o volume da amostra.

Dosagem de Ozônio Consumido

A dosagem consumida deve ser calculada sempre que possível. Isto pode ser realizado pela ozonização da amostra em um recipiente fechado e passando o gás que sai através de um dispositivo de medição para determinar a quantidade de ozônio não utilizada. A quantidade de ozônio não utilizada após qualquer período de ozonização deve ser subtraída do ozônio aplicado sobre o mesmo período de cálculo da dosagem de ozônio consumida. Este será novamente expressa em mg.L-1.

3.4. Controle da Qualidade Analítica dos Métodos de Avaliação de Protozoários em