Résumé
A busca por fontes alternativas de recursos hídricos é indispensável tornando a captação de água superficial uma opção viável para complementar o abastecimento público, porém, suas características exigem tratamento adequado para o consumo. O contato do cloro com a matéria orgânica (MO) presente em águas pode resultar na formação de diversas substâncias carcinogênicas, como os trialometanos (THM). A ausência de estudos sobre a característica predominante da matéria orgânica precursora no rio Pardo deixa uma preocupação quanto à tecnologia a ser empregada no tratamento da água, que deverá ser de ciclo completo com uma etapa complementar de pré-oxidação com cloro seguida de adsorção em carvão ativado pulverizado para garantir a remoção de microcontaminantes. O estudo foi conduzido no rio Pardo, inserido na Unidade de Gerenciamento de Recursos Hídricos (UGRHI-4), Ribeirão Preto, estado de São Paulo. A quantificação dos SOH foi realizada no cromatógrafo a gás modelo CG 2010 Marca Shimadzu com detector de captura de elétrons e a aquisição de dados foi obtida por um microcomputador com software para cromatografia CG Real Times Analysis. De modo geral, os parâmetros analisados para o rio Pardo demonstraram que o manancial se encontra dentro dos parâmetros da CONAMA n° 357 (2005) e CONAMA n° 430 (2011) considerados ideais para um rio de classe 2. Os parâmetros analisados neste trabalho podem contribuir com conhecimento para dar subsídio para seleção da tecnologia de tratamento de água do rio Pardo, sendo ela de ciclo completo devido a sua alternância na turbidez ao longo do ano. Dentre os SOH investigados pelo trabalho, foram encontrados apenas cinco (5), sendo esses o Clorofórmio, Dicloroacetonitrila, Bromodiclorometano, Cloro Hidrato e Tricloropropanona. O Clorofórmio e Cloro Hidrato tiveram suas maiores concentrações de 76 µg·L-1 e 68 µg·L-1, respectivamente. De forma geral, os compostos quantificados se encontram abaixo dos preconizado pela Portaria GM/MS nº 888 de 2021. Ao comparar os diferentes pH é possível observar uma tendência de aumento na formação de Trialometanos conforme o aumento no valor de pH. Entretanto, devido a faixa de pH empregada ter sido restrita entre 6,0 e 9,0 a análise estatística não nos permite afirmar que há uma associação direta entre o pH e a formação de SOH
The search for alternative sources of water resources is indispensable, making the capture of surface water a viable option to complement the public supply, however, its characteristics require adequate treatment for consumption. The contact of chlorine with organic matter (OM) present in water can result in the formation of several carcinogenic substances, such as trihalomethanes (THM). The absence of studies on the predominant characteristic of the precursor organic matter in the Pardo River leaves a concern about the technology to be used in the water treatment, which should be a complete cycle with a complementary step of pre-oxidation with chlorine followed by adsorption on charcoal activated powder to ensure the removal of microcontaminants. The study was conducted on the Pardo River, located at the Water Resources Management Unit (UGRHI-4), Ribeirão Preto, state of São Paulo. The quantification of SOH was performed in a gas chromatograph model CG 2010 Shimadzu brand with electron capture detector and the data acquisition was obtained by a microcomputer with software for chromatography CG Real Times Analysis. In general, the parameters analyzed for the Pardo River showed that the source is within the parameters of CONAMA No. 357 (2005) and CONAMA No. 430 (2011) considered ideal for a class 2 river. The parameters analyzed in this work can contribute with knowledge to subsidize the selection of water treatment technology for the Pardo River, which is a complete cycle due to its alternation in turbidity throughout the year. Among the SOH investigated by the work, only five (5) were found, these being Chloroform, Dichloroacetonitrile, Bromodichloromethane, Chlorohydrate and Trichloropropanone. Chloroform and Chlorine Hydrate had their highest concentrations of 76 µg·L-1 and 68 µg·L-1, respectively. In general, the quantified compounds are below those recommended by Ordinance GM/MS nº 888 of 2021. When comparing the different pHs, it is possible to observe a tendency towards an increase in the formation of Trihalomethanes as the pH value increases. However, because the pH range used was restricted to between 6.0 and 9.0, the statistical analysis does not allow us to state that there is a direct association between pH and the formation of SOH
Sujets)
Ressources en eau , Trihalogénométhanes , Chlore , Purification de l'eauRésumé
RESUMO Estudos demonstram que a utilização do cloro em estações de tratamento de água (ETA) pode contribuir para a formação de subprodutos orgânicos halogenados indesejados, tais como os trialometanos (TAM), quando há presença de matéria orgânica algogênica, composta de algas e cianobactérias. A Microcystis aeruginosa é uma espécie de cianobactéria com frequentes registros em eventos de florações no país e é relacionada com a formação de TAM durante a cloração da água. Desse modo, este estudo teve como objetivo o desenvolvimento e a validação do método analítico por extração líquido-líquido para detecção e quantificação de TAM por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (ELL-CG-EM), bem como a aplicação deste para avaliar a formação de TAM em ensaios de cloração de células de Microcystis aeruginosa, simulando situações em ETA. O método obteve baixo tempo de análise (< 12 minutos), excelente seletividade, precisão, repetitividade e sensibilidade, com possibilidade de aplicação para análises de rotina em detrimento de outras técnicas consideradas mais automatizadas. Foram observadas alta demanda de cloro durante os ensaios e elevada concentração dos subprodutos quando submetida à dose de cloro gasoso (Cl2) de 2,5 e 5 mg.L-1, com destaque para o triclorometano, sendo outras espécies de monitoramento obrigatório não detectadas ou não formadas, o que pode ser justificado pela ausência de bromo.
ABSTRACT Studies have shown that the use of chlorine in water treatment plants (WTPs) can contribute to formation of undesirable halogenated organic by-products, such as trihalomethanes (THMs), when algae and cyanobacteria are present. Microcystis aeruginosa is a cyanobacteria specie with frequent recordings of flowering events in the country and is related to the formation of THMs during water chlorination. Thus, the objective of this study was to develop and validate Liquid-Liquid Extraction the analytical method for detection and quantification of THMs by gas chromatography coupled to mass spectrometry (LLE-GC-MS), as well as the application of the method to evaluate the formation of TAMs from Microcystis aeruginosa cells chlorination tests, simulating situations in WTPs. The method obtained low time of analysis (< 12 minutes), excellent selectivity, precision, repeatability and sensitivity, with possibility of application for routine analysis to the detriment of other techniques considered more automated. High chlorine demand was observed during the tests and high concentration of by-products when submitted to the chlorine gas (Cl2) dose of 2.5 and 5 mg.L-1, with emphasis on trichloromethane. Other species of mandatory monitoring were not detected or not formed, justified by the absence of bromine.
Résumé
O uso do cloro para a desinfecção e/ou oxidação nas estações de tratamento de água favorece a formação de subprodutos orgânicos halogenados (SOH), muitos deles carcinogênicos. O objetivo desta pesquisa foi validar uma metodologia analítica proposta para a quantificação simultânea de 12 subprodutos da desinfecção por cromatografia a gás com detector de captura de elétrons (CG-DCE). O método apresentou linearidade (r>0,998), repetibilidade menor que 0,15%, limites de detecção de 1 a 6 µg.L-1 e de quantificação de 3 a 21 Î1/4g.L-1, precisão (<10%), exatidão (93-120%) e recuperação (87-117%). Os resultados indicam que o método pode ser empregado para a investigação de SOH em água, garantindo confiabilidade analítica nos resultados.
The use of chlorine for disinfection and/or oxidation at drinking water treatment plants favors the formation of halogenated organic by-products (HOB), many of them carcinogenic. The purpose of this research was to validate an analytical method for the simultaneous quantification of 12 HOB from disinfection by gas chromatograph with electrons capture detector (GC-ECD). The method provided linearity (r>0.998), repeatability lower than 0.15%, limits of detection from 1 to 6 Î1/4g.L-1 and of quantification from 3 to 21 Î1/4g.L-1, precision (<10%), accuracy (93-120%) and recovery (87-117%). The results indicate that the method can be employed to investigate the formation of HOB in water, yielding analytically reliable results.
Résumé
Objetivo: Medir as concentrações de Trihalometanos (THM) na rede de distribuição de água potável da Baixada de Jacarepaguá, Rio de Janeiro-RJ, Brasil, e seus riscos associados. Métodos: Duzentas casas foram visitadas e coletaram-se amostras de água das torneiras do consumidores. Estimativas de riscos baseadas em exposições foram projetadas, empregando abordagens determinísticas e probabilísticas. Resultados: Os THMs (dibromoclorometano, bromofórmio, clorofórmio e bromodiclorometano) variaram de 3,08 ?g/l a 129,31 ?g/l Riscos não cancerígenos induzidos por ingestão de THMs foram abaixo do nível tolerável (10-6). Conclusão: Os dados obtidos nesta pesquisa demonstram que a exposição aos contaminantes da água potável e os riscos associados foram superiores ao nível aceitável.
Objective: To measure the concentrations of trihalomethanes (THMs) in marshland of Jacarepaguá drinking water, Rio de Janeiro-RJ, Brazil, and their associated risks. Methods: Two hundred houses were visited and samples were collected from consumer taps water. Risks estimates based on exposures were projected by employing deterministic and probabilistic approaches. Results: The THMs (dibromochloromethane, bromoform, chloroform, and bromodichloromethane) ranged from 3.08 ?g/l to 129.31 ?g/l. Non-carcinogenic risks induced by ingestion of THMs were below the tolerable level (10-6). Conclusion: Data obtained in this research demonstrate that exposure to drinking water contaminants and associated risks were higher than the acceptable level.
Sujets)
Eau de boisson , Risque , TrihalogénométhanesRésumé
Este trabalho constituiu um estudo do tipo transversal, que objetivou avaliar a possível associação entre a exposição a trialometanos presentes na rede pública de abastecimento de água da região metropolitana de São Paulo e a ocorrência de desfechos adversos na gravidez. Para a realização deste estudo, foram selecionados 19 municípios da região metropolitana de São Paulo que eram abastecidos por apenas uma estação de tratamento de água, no período de 1998 a 2002. Partiu-se da verificação dos níveis de trialometanos na água de abastecimento e da análise da prevalência de baixo peso ao nascer, prematuridade, anomalias congênitas, defeitos no tubo neural e no sistema nervoso central, nos recém-nascidos dos municípios estudados, para se analisar a associação entre a exposição a trialometanos e a ocorrência de desfechos adversos na gravidez. A população estudada consistiu em todas as mulheres grávidas e seus filhos recém-nascidos, residentes nos municípios selecionados durante o período de estudo, que tiveram suas declarações de nascido vivo registradas no Sistema de Informações sobre Nascidos Vivos (SINASC). Os níveis de trialometanos foram tratados como categorias. A análise descritiva foi seguida pela análise univariada, e esta pela análise multivariada. Para expressar as possíveis associações dos desfechos pesquisados com os trialometanos foi utilizado o teste qui-quadrado, seguido da estimativa das razões de chance (odds ratio - OR) com intervalos de 95 por cento de confiança. O controle das variáveis de confusão se deu através da análise de regressão logística múltipla não condicional, seguindo os procedimentos de Hosmer e Lemeshow (2000). As variáveis que apresentaram nível de significância estatística (p < 0,2) na análise univariada foram inseridas no modelo múltiplo...
This paper describes a cross-sectional study that aimed to evaluate the possible association between exposure to trihalomethanes present in public water supplies in the metropolitan region of São Paulo and the occurrence of adverse outcomes in pregnancy. In order to perform the research, 19 municipalities located in the metropolitan area of São Paulo that were supplied by only one water treatment plant, from 1998 to 2002, were selected. The starting point was the verification of trihalomethane levels in public water supplies and the analysis of the prevalence of low birth weight, preterm delivery, congenital anomalies, neural tube and nervous system defects in newborns of the municipalities that were involved in the study, in order to analyze the association between exposure to trihalomethanes and the occurrence of adverse outcomes in pregnancy. The population that was studied consisted of all pregnant women and their newborn children who were living in the selected municipalities during the research period, and had their birth certificates registered in the Information System on Live Births (SINASC). The levels of trihalomethanes were treated as categories. The descriptive analysis was followed by a univariate analysis and then by a multivariate analysis. To express the possible associations of the research outcomes with trihalomethanes, the chi-square test was used followed by the estimation of odds-ratio with a 95% confidence interval. Confounding variables were controlled through the analysis of unconditional multiple logistic regression, following the procedures of Hosmer and Lemeshow (2000). The variables that showed statistical significance (p < 0.2) in univariate analysis were entered into the multivariate mode. The results pointed out an association between possible risk of prematurity and malformation related to trihalomethanes, raising the need for in-depth studies, due to the implications of that fact in public health...