Estudo do potencial de formação de trihalometanos na lagoa de Extremoz (RN) / Study of trihalomethanes potencial formation in Extremoz-RN pond

RESUMO O potencial de formação de trihalometanos (PFTHM) é uma metodologia utilizada para avaliar a possibilidade de formação de subprodutos da desinfecção (SPD) por cloração durante o processo de tratamento da água. Trihalometanos (THM) são compostos organoclorados e representam a soma de clorofórmio, diclorobromometano, dibromoclorometano e bromofórmio, sendo a principal classe de SPD formados a partir da reação entre o cloro residual livre e a matéria orgânica natural (MON) presente na água bruta de mananciais de superfície. Esta pesquisa teve como objetivo avaliar o PFTHM resultante da aplicação de cloro na água bruta da lagoa de Extremoz, cuja tecnologia de tratamento utilizada é a filtração direta, seguida de desinfecção com cloro. Os resultados obtidos indicaram presença de matéria orgânica natural hidrofílica com predominância de ácidos fúlvicos na água bruta do manancial. A concentração média de TTHM7 (4,22 mg.L-1) revelou que a água do manancial possui forte potencialidade para formação de compostos orgânicos halogenados. O clorofórmio representou cerca de 80% da concentração total de THM nos ensaios realizados. Foram observadas correlações fortes e significativas entre as variáveis dureza (R = 0,90 e p = 0,005) e cor aparente (R = -0,93 e p = 0,002) da água bruta, resultados que indicaram que íons Ca2+ e Mg2+ podem promover a formação de THM, assim como a cor aparente.

ABSTRACT Trihalomethanes formation potential (THMFP) has been used to evaluate the possibility of disinfection byproduct (DBP) formation by chlorination during the water treatment process. Trihalomethanes (THM) are organochlorine compounds and represents the sum of chloroform, dichlorobromomethane, dibromochloromethane, and bromoform, and is the main class of DBP formed from the reaction between free residual chlorine and natural organic matter (NOM) present in the source waters of surface fountains. This research evaluates the THMFP on the source water from the Extremoz Pond (Natal-RN, Brazil), which is treated by direct filtration followed by chlorine disinfection. Results indicated the presence on source water of hydrophilic natural organic matter with the predominance of fulvic acids. The mean concentration of TTHM7 (4.22 mg.L-1) showed that the source water has a strong potential for halogenated organic compounds formation. Chloroform represented about 80% of the total THM concentration in the assays performed. Significant and strong correlations were observed between hardness (R = 0.90 and p = 0.005) and apparent color (R = -0.93 and p = 0.002) attesting that Ca2+ and Mg2+ ions can promote the formation of THM, as well as the apparent color.

Monitoring the trihalomethanes concentrations in drinking water / Monitoramento das concentrações de trihalometanos na água potável

The reduction of the incidence of water-borne diseases is achieved with the diffusion of the use of chlorination techniques. However, in spite of the benefits of this disinfection method, the reactions of chlorine with the natural organic matter occurring in the water induce the production of disinfection by products such as trihalomethanes. These products have already been associated with the incidence of some cancers types. Considering that in the Brazilian legislation, it is not mandatory measuring and controlling the occurrence of trihalomethanes at the exit and during the water distribution to the consumer. This study aimed at analyzing the relationship between chlorination and its by products. Thus, this project evaluated the concentrations of trihalomethanes in water collected at different points of supply in the municipality of Colombo, Paraná, Brazil, during the period from November 2015 to February 2016. Chromatographic methods were employed, besides the spreadsheets provided by the Health Surveillance of Colombo for comparison. The found values were tabulated and they were compared with the limits established by the Brazilian Ministry of Health- Ordinance No 05/2017. The results confirmed that the values of those provided by the concessionaire responsible for the city water treatment and supply, and being within the standards determined by the legislation.

A redução da incidência de doenças transmitidas pela água foi alcançada com a difusão do uso de técnicas de cloração. Apesar dos benefícios desse método de desinfecção, as reações de cloro com a matéria orgânica natural presente na água levam à formação de subprodutos de desinfecção como trihalometanos. Esses produtos já foram associados à incidência de alguns tipos de câncer em animais, e muitas vezes podem ser detectados em água tratada e fornecida para o consumo. Pela legislação brasileira não é obrigatório efetuar o monitoramento de trihalometanos após o tratamento e distribuição de água. Frente a este problema, este estudo teve como objetivo avaliar as concentrações de trihalometanos em água coletada em diferentes pontos de abastecimento no município de Colombo, PR, Brasil, durante o período de novembro de 2015 a fevereiro de 2016. Utilizou-se método cromatográfico para as análises, além de planilhas fornecidas pela Vigilância Sanitária de Colombo. Todos os valores foram comparados com os limites estabelecidos na Portaria de Consolidação Nº 05/2017 do Ministério da Saúde. Os resultados confirmaram que os valores de trihalometanos fornecidos pela concessionária, responsável pelo tratamento e fornecimento de água na cidade, atendem aos parâmetros legais.

Monitoramento das concentrações de trihalometanos na água potável / Monitoring the trihalomethanes concentrations in drinking water

The reduction of the incidence of water-borne diseases is achieved with the diffusion of the useof chlorination techniques. However, in spite of the benefits of this disinfection method,the reactions of chlorine with the natural organic matter occurring in the water induce theproduction of disinfection by products such as trihalomethanes. These products have already beenassociated with the incidence of some cancers types. Considering that in the Brazilian legislation,it is not mandatory measuring and controlling the occurrence of trihalomethanes at the exitand during the water distribution to the consumer. This study aimed at analyzing the relationshipbetween chlorination and its by products. Thus, this project evaluated the concentrations oftrihalomethanes in water collected at different points of supply in the municipality of Colombo,Paraná, Brazil, during the period from November 2015 to February 2016. Chromatographicmethods were employed, besides the spreadsheets provided by the Health Surveillance ofColombo for comparison. The found values were tabulated and they were compared with thelimits established by the Brazilian Ministry of Health- Ordinance No 05/2017. The results confirmedthat the values of those provided by the concessionaire responsible for the city water treatmentand supply, and being within the standards determined by the legislation.

A redução da incidência de doenças transmitidas pela água foi alcançada com a difusão douso de técnicas de cloração. Apesar dos benefícios desse método de desinfecção, as reações decloro com a matéria orgânica natural presente na água levam à formação de subprodutos dedesinfecção como trihalometanos. Esses produtos já foram associados à incidência de algunstipos de câncer em animais, e muitas vezes podem ser detectados em água tratada e fornecidapara o consumo. Pela legislação brasileira não é obrigatório efetuar o monitoramento detrihalometanos após o tratamento e distribuição de água. Frente a este problema, este estudoteve como objetivo avaliar as concentrações de trihalometanos em água coletada em diferentespontos de abastecimento no município de Colombo, PR, Brasil, durante o período de novembrode 2015 a fevereiro de 2016. Utilizou-se método cromatográfico para as análises, além deplanilhas fornecidas pela Vigilância Sanitária de Colombo. Todos os valores foram comparadoscom os limites estabelecidos na Portaria de Consolidação Nº 05/2017 do Ministério da Saúde.Os resultados confirmaram que os valores de trihalometanos fornecidos pela concessionária,responsável pelo tratamento e fornecimento de água na cidade, atendem aos parâmetros legais.

Determinación de trihalometanos en aguas de consumo humano por microextracción en fase sólida- cromatografía de gases en Pereira, Colombia / Determination of trihalomethanes in drinking water by solid phase microextraction- gas chromatography in Pereira, Colombia / Determinação de trihalometanos na água para consumo humano por microextração em fase sólida -cromatografia em fase gasosa em Pereira, Colômbia

La desinfección del agua con cloro genera subproductos como los trihalometanos (THM´s), a los cuales se les atribuyen propiedades cancerígenas y con efecto adverso en el sistema reproductivo. Se estandarizó un método simple, rápido y libre de solventes fue para la determinación de THM´s en aguas para consumo humano utilizando microextracción en fase sólida con espacio de cabeza combinada con cromatografía de gases con detector de microcaptura de electrones (HS-SPME-GC-µECD). Fueron estudiados y optimizados parámetros experimentales. Las condiciones optimizadas fueron: 20 min de extracción a 37 °C en presencia de 25% de NaCl y con una agitación de 200 rpm; con tiempo de desorción de 4 min a 250 °C. Se determinaron los límites de detección y cuantificación del método y se realizó el análisis de los trihalometanos de 75 muestras de agua de la planta de tratamiento de Aguas y Aguas de la ciudad de Pereira. El rango lineal de 5-100 mg/L fue establecido con una desviación estándar relativa (%RSD) en el rango 6,1-10,1 %. Los límites de detección estuvieron en el rango 3,8-7,8 mg/L. El promedio de la concentración de THM´s fue de 55,5 mg/L.

Water disinfection with chlorine generates byproducts such as trihalomethanes (THM's), to which cancer risk and a potential adverse effect on the reproductive system properties are attributed. The maximum permitted level of THM's in the United States is 80-100 µg/L, while in Colombia it is 200 µg/L. In this study a simple, fast and solvent-free method was developed for the determination of THM's in drinking water using solid phase microextraction in combination with head space gas chromatography microcapture electron detector (HS-SPME-GC-µECD) and used for quantification of THM's in drinking water. Experimental parameters such as extraction time, extraction temperature, desorption temperature, magnetic stirring, and addition of salt were studied. Limits of detection and quantification were determined and the analysis of THM´s in 75 samples of water from the treatment plant of Pereira city were performed. Optimized conditions were 20 min extraction at 37 °C in the presence of 25% NaCl and with stirring at 200 rpm; with a desorption time of 4 min at 250 °C. Linear range of 5-100 µg/L was established with a relative standard deviation (% RSD) in the range 6.1-10.1%. Detection limits ranged from 3.8 to 7.8 µg/L. Average concentration of THMs was 55.5 µg/L which was within International and National requirements.

A desinfecção da água com cloro gera subprodutos como trihalometanos (THM´s), aos quais são atribuídos o risco de câncer e efeitos adversos sobre o sistema reprodutivo. Foi estandardizado um método simples, rápido e livre de solventes para a determinação de THM´s nas águas para consumo humano usando microextração em fase sólida com espaço de cabeça em combinação de cromatografia gasosa com microcaptura de eletrões (HS-SPME-GC-µECD). Foram estudados e otimizados os parâmetros experimentais. As condições optimizadas foram de 20 minutos de extração, a 37 °C na presença de 25% de NaCl, com agitação de 200 rpm e com tempo de dessorção de 4 min a 250 °C. Os limites de detecção e quantificação do método foram determinados e foi realizada a análise de trihalometanos em 75 amostras de água da estação de tratamento da cidade de Pereira. A gama linear de 5-100 mg/L foi estabelecida com um desvio-padrão relativo (%RSD) na gama de 6,1-10,1%. Os limites de detecção foram de 3,8 a 7,8, mg/L. A média de concentração de THM´s foi de 55,5 mg/L.