Avaliação da Toxicidade em Águas Residuais‐métodos aplicáveis mais valias‐ç g pinformações obtidas.O exemplo do Strathox

Mod.FOR.031‐01

Eugénia Ramos Cardoso‐(módulo 1)

Enquadramento da Apresentação‐1º Módulo

1ª PARTE1ª PARTEEnquadramento legal e técnico da avaliação de toxicidade em águas residuais 

2ª PARTE

l ã d é l ã dUtilização de um Ensaio respirométrico para avaliação da toxicidade‐ O STRATHOX‐A Experiência da SIMTEJO

Dados apresentados relativos ao Strathox são parte integrante da Tese de Mestrado de Márcia Pinheiro Prates (EST/IPS), realizada no Laboratório Simtejo, subordinada ao tema: 

Utilização do Strathox como método respirométrico na otimização de processo de uma ETAR

O i t ã /P fª D ª C l C i

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Orientação/Profª Drª Carla CarneiroCo‐orientação / Eugénia Cardoso

Águas Residuais Urbanas e Industriais E d L l P lEnquadramento Legal  em Portugal

A monitorização de qualidade das águas residuais tratadas urbanas e industriais tá d d l l t i destá enquadrada legalmente por via dos:

• DL 236/98 de 1 agosto –Normas, critérios e objetivos de qualidade com a finalidade de proteger o meio aquático e melhorar a qualidade das águas em f p g q q gfunção dos principais usos ‐Capítulo VI a VIII, anexos XVIII, XIV e XX

• DL 152/97 19 junho‐ Recolha e tratamento de águas residuais urbanas no meio átiaquático

• Normas e Legislação sectorial própria

• Diretiva PCIP 91/61/CE DE 24 setembro ‐Transposta para o direito interno através do DL 194/2000 de 21 agosto‐ Prevenção e Controlo integrado de poluição proveniente de certas atividades (“Licenças ambientais”)

• Regulamentos de Descargas de Águas Residuais Industriais (RDARI) de âmbito Municipal

• Exemplo: VFX, Mafra, Loures, Lisboa

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p

Águas Residuais Urbanas e Industriais –”Avaliação de Riscos ?”Águas Residuais Urbanas e Industriais  Avaliação de Riscos ?  

A Legislação geral não prevê a necessidade de efetuar testes deA Legislação geral não prevê a necessidade de efetuar testes detoxicidade/ecotoxicidade para autorização de descarga nos meios recetores

Alguma regulamentação legal já prevê a utilização de ensaios de toxicidadeAlguma regulamentação legal já prevê a utilização de ensaios de toxicidadepara avaliação das condições de descarga em coletor dos efluentes industriais‐RDARI Municipais

• Conclusão‐ “A ANÁLISE DE RISCO” DE UM DETERMINADO EFLUENTE ÉGARANTIDA, FUNDAMENTALMENTE POR VIA DE CARACTERIZAÇÃOFISICO‐QUÍMICA.Q

SERÁ ESTA A OPÇÃOMAIS SEGURA?DEVERÁ SER ESTA A ÚNICA ABORDAGEM?DEVERÁ SER ESTA A ÚNICA ABORDAGEM?Limitações e Vantagens da Abordagem Toxicológica

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PORQUÊ ?ENSAIOS DE ECOTOXICIDADE

Os testes de toxicidade podem ser utilizados para se detetar e controlarpoluentes tóxicos que estejam presentes nos efluentes industriais e avaliação

l ó d d d fl do potencial tóxico da descarga de um efluente tratado no meio recetor.

Estudos realizados têm demonstrado que efluentes ou águas naturais que apresentem valores de CQO CBO SST pH dentro dos limites legais podemapresentem valores de CQO, CBO, SST, pH, dentro dos limites legais podem em muitos casos apresentar efeitos nocivos drásticos, quando realizados ensaios de toxicidade crónica, especialmente se forem usados biomarcadores. 

Estes testes são aplicados também “para avaliar a sensibilidade relativa deorganismos aquáticos para um determinado agente tóxico, para determinar ag q p g pqualidade de água e as concentrações seguras de agentes químicos parapreservação da vida aquática, além de avaliar a qualidade potencial daságuas e a eficiência de diferentes métodos de tratamento para efluentes

Mod.FOR.031‐015

industriais em termos toxicológicos (METCALF & EDDY)”

COMO? ONDE? QUANDO ?ENSAIOS DE ECOTOXICIDADEENSAIOS DE ECOTOXICIDADE

“Os testes adotados devem ser bem definidos e padronizados para que se“Os testes adotados devem ser bem definidos e padronizados, para que sepossa realizar o mesmo nível de controle de toxicidade, em diferentescorpos recetores e em efluentes com os mais diversos poluentes”(BERTOLETTI 1989)(BERTOLETTI, 1989).

Ensaios com diferentes níveis tróficos: Produtores primários, consumidoresprimários consumidores secundários para procurar garantir um espectroprimários, consumidores secundários, para procurar garantir um espectrode possível atuação do agente químico que permita ter uma informação omais real possível sobre o seu potencial tóxico.Pode acontecer que estes sejam tóxicos para apenas um dos ensaios e nãoPode acontecer que estes sejam tóxicos para apenas um dos ensaios e nãopara outro” (BEHRENS 1995)

Para se conhecer a eficiência da remoção de toxicidade através de um çsistema de tratamento de efluentes, é necessário ter resultados da toxicidade antes e após o tratamento (METCALF & EDDY, 2003).

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COMO? ONDE? QUANDO ?ENSAIOS DE ECOTOXICIDADEENSAIOS DE ECOTOXICIDADE

Toxicidade aguda‐ Efeito agudo é definido como sendo uma resposta severa e comrapidez dos organismos teste, a um estímulo que pode se manifestar num período até 96horas.

Toxicidade crónica‐ Efeito crónico é definido como sendo a resposta a um estímulo quecontinua por um longo tempo, onde esses períodos podem durar parte ou todo o ciclocontinua por um longo tempo, onde esses períodos podem durar parte ou todo o ciclode vida dos organismos testeGeralmente, os efeitos crônicos são sub‐ letais e são observados no ambiente quando as concentrações do agente tóxico permitem a sobrevida dos organismos, causando no 

d ú b f b ló d d l dentanto distúrbios em funções biológicas, tais como na reprodução, desenvolvimento de ovos, crescimento e maturação (GOLDSTEIN, 1988). Esses efeitos são detetados e medidos nos testes de toxicidade crônica.

• CE‐50 (%) ou mg/l• UT=100/CE‐50• FT (Fator de toxicidade)‐menor diluição da amostra na qual não se ( ) ç q

observa efeito maior que 10% dos organismos  teste ou informação de    tóxico, não tóxico para amostras sem diluição

• NOEC‐ Concentração máxima do agente tóxico que não causa efeito 

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observado nos organismos‐ teste

O CASO DA SIMTEJO‐OPÇÕESO CASO DA SIMTEJO OPÇÕESA Simtejo serve 1.500.000 habitantes e dispõe de 29 ETAR, 7 das quais degrandes dimensões, localizadas nos 1000 km2 da área de concessão, que

d M i í i d A d Li b L M f Odi lcompreende os Municípios de Amadora, Lisboa, Loures, Mafra, Odivelas eVFX, sendo certificada em Qualidade, Ambiente e Segurança, desde 2009.

Dispõe de um Laboratório Acreditado para 49 Ensaios Físico químicos eDispõe de um Laboratório Acreditado para 49 Ensaios Físico‐químicos e Microbiológicos  em água residual e lamas.L‐0287‐1 e L‐0287‐2 e Certificado em Qualidade Ambiente e Segurançae Certificado em Qualidade Ambiente e Segurança

ETAR de FRIELAS(vista aérea)•Q.M.D. 40 000 m3/dia

•Pop. Equiv. 213 500 Hab

•Tratamento terciário

bl d d d íOs problemas sentidos com o impacto de descargas atípicas, A perceção de problemas nos processos de tratamento, não “diagnosticados” nos parâmetros físico‐químicos 

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Conduziram ao interesse por uma abordagem complementar ao controlo analítico convencional

O CASO DA SIMTEJO‐OPÇÕESO CASO DA SIMTEJO OPÇÕES

Em 2006 foi efetuada primeira avaliação exploratória através doEm 2006 foi efetuada primeira avaliação exploratória, através dolaboratório, com recurso a equipamentos de demonstração, cedidostemporariamente:

MICROTOX

STRATHOX

EM 2011 foi adquirido o STRATHOX, tendo sido iniciada a 

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implementação do método no âmbito de um trabalho de Mestrado

STRATHOX‐EQUIPAMENTOSTRATHOX EQUIPAMENTO

6 ElétrodosCâmara de Arejamento s/ATUs/ U

Câmara de A j t

Câmara de Lavagens

Arejamento c/ATU

Painel de controlo

6 tubos de ensaio

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STRATHOX‐TIPO DE ENSAIOSTOXICIDADE E NÃO SÓ…..

Inibição da RespiraçãoO2 crítico

taxa de consumo de oxigénio especifico

Inibição nas taxas de Consumo de O2•Respiração

•Nitrificação  (mg/g/h)

Inibição da Optimização Nitrificaçãode processo

Taxas de Consumo de O2

SaúdeCBOst(curto)

CB05 RÁPIDAMENTE BIODEGRADÁVEL

Taxas de Consumo de O2RespiraçãoNitrificação (mg/g/h)% de Nitrificação

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STRATHOXO QUE  É EM TOXICIDADE

Teste de toxicidade aguda

Inibição da Respiração – remoção de Carbono comprometida

Inibição da Nitrificação – remoção de Azoto comprometida

Teste de Saúde – Verificar estado prévio das lamas utilizadas nos ensaios

Observação da toxicidade pela variação do consumo de oxigénio nas

lamas ativadas recirculadas, considera‐se inibição significativa

acima de 30%

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TIPO DE INFORMAÇÃO OBTIDATESTE DE SAÚDETESTE DE SAÚDE

Mod.FOR.031‐0113

TIPO DE INFORMAÇÃO OBTIDATESTE DE INIBIÇÃOTESTE DE INIBIÇÃO

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STRATHOX‐TIPO DE INFORMAÇÃO OBTIDASTRATHOX TIPO DE INFORMAÇÃO OBTIDA

Concentration (%) NitrificationRate (mg/l/h) Inhibition (%)

0 17,220 3,8 77,740 1,7 90,160 2,0 88,280 2,3 86,8100 2,3 86,9

C t ti (%) R i tiConcentration (%) RespirationRate (mg/l/h) Inhibition (%)

0 26,120 23,5 10,340 13 1 50 140 13,1 50,160 8,6 67,080 6,8 74,1100 6,3 75,9

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UMA AMOSTRA REAL DE ATERRO SANITÁRIOUMA AMOSTRA REAL DE ATERRO SANITÁRIO

90,0

)

40 050,060,070,080,0

m de Inibição

 (%)

20%

40%

Inibição da respiração com amostra adiferentes concentrações de afluenteAterro, nas lamas da ETAR de Frielas

0,010,020,030,040,0

1 2 3 4 5

Percen

tagem 60%

80%

Bruto 100%

1 2 3 4 5Nº de Amostra

100,0(%

)

40 0

60,0

80,0gem de inibição

 (

20%

40%

60%Inibição da nitrificação‐ Diferentes

0,0

20,0

40,0

1 2 4 5

Percen

tag 60%

80%

Bruta (100%)

concentrações de amostra doafluente Aterro, nas lamas daETAR de Frielas

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1 2 4 5Nº de Amostra

STRATHOX‐DIFICULDADES ASSOCIADASSTRATHOX DIFICULDADES  ASSOCIADAS

• É um ensaio rápido e de fácil execução, mas com dificuldade depadronização, dado que o organismo teste é uma população mista real,padronização, dado que o organismo teste é uma população mista real,não controlada, para a qual não é possível ter uma resposta “standard”em relação a substâncias de referência.

• Existem alguns guias que podem orientar a escolha de substâncias dereferência

• Guia OCDE 209 de 22 Julho 2010• Guia EPA OPPTS 850.6800

• Transporte da amostra de lama para ensaios tem de ser feito no espaço de 40 minutos, o que pode trazer dificuldades para a execução dos ensaios.

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STRATHOX‐MAIS VALIAS 

Com este estudo inicial

O STRATHOX permitiu de um modo geral monitorizar e fazer o despiste deafluentes das ETAR monitorizadas passíveis de serem tóxicos

Uma fase de estudo posterior poderia permitir perceber face ao caudal dasETAR e dos próprios afluentes o que é realmente tóxico(quantidades/concentrações) e de que modo é tóxico

O STRATHOX MOSTROU POTENCIAL PARA SER uma ferramenta decisiva natomada de decisões, podendo auxiliar:

• autorização de descargas diretas nos sistemas, delimitando os regimes dedescarga e os sistemas mais adequados para as receber

• autorização de ligação ao sistema, nos casos em que a Simtejo tiver essacompetência

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• monitorização dos pontos de qualidade definidos nos sistemas intercetores

OBRIGADA PELA ATENÇÃO 

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