Risk to human health from protozoan (oo)cysts in water treatment plants / Risco à saúde humana por (oo)cistos de protozoários em estações de tratamento de água

ABSTRACT

ABSTRACT The presence of waterborne pathogens, when associated with the water supply system, poses risks to public health. This study investigated the occurrence of (oo)cysts of Cryptosporidium spp. and Giardia spp. in two Water Treatment Plants, with full-cycle technology, and assessed the microbiological risk to consumers' health. The membrane filtration technique was employed to identify the protozoan load in 24 samples of raw and filtered water. Physicochemical and bacteriological parameters were also analyzed. The Quantitative Microbial Risk Assessment model was used to determine the risk of daily and annual infection associated with the ingestion of filtered water. A total of 66.67% of raw water samples were positive for Cryptosporidium; and 33.33%, for Giardia. The maximum concentrations of 200 (oo)cysts/L and 50 cysts/L were detected in the Cerrado stream (located in Sanclerlândia, state of Goiás, Brazil), due to the predominance of grazing areas and intense agricultural activity. Water Treatment Plants did not completely remove the protozoa and the retention efficiency was lower than that recommended by the United States Environmental Protection Agency, with average values of 1.27 log for cysts and 1.04 log for oocysts. The probability of annual infection by cysts (100%) was higher than that of oocysts (86.61 - 98.32%) as for consumption of filtered water, and in the dry season, there was a higher risk of infection, due to the low performance of the Water Treatment Plants and higher concentration of pathogens. According to the results, the continuous intake of filtered water above the warning level can cause infectious diseases in the supplied population.

RESUMO

RESUMO A presença de patógenos de veiculação hídrica quando associados ao sistema de abastecimento de água causam risco à saúde pública. Esse estudo investigou a ocorrência de (oo)cistos de Cryptosporidium spp. e Giardia spp. em duas Estações de Tratamento de Água com tecnologia do tipo ciclo completo e avaliou o risco microbiológico à saúde dos consumidores. Utilizou-se a técnica de filtração em membranas para identificar a carga dos protozoários nas 24 amostras de água bruta e filtrada. Os parâmetros físico-químicos e bacteriológicos também foram analisados. O modelo de Avaliação Quantitativa de Risco Microbiológico foi empregado para determinar o risco de infecção diária e anual associada à ingestão de água filtrada. Um total de 66.67% das amostras de água bruta foram positivas para Cryptosporidium; e 33.33% para Giardia. As concentrações máximas de 200 oocistos/L e 50 cistos/L foram detectadas no ribeirão Cerrado (localizado em Sanclerlândia, Estado de Goiás, Brasil), devido ao predomínio de área de pastagens e à intensa atividade agropecuária. As Estações de Tratamento de Água não removeram completamente os protozoários e a eficiência de retenção foi inferior ao recomendado pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos, com valores médios de 1,27 log para cistos e 1,04 log para oocistos. A probabilidade de infecção anual por cistos (100%) foi superior aos oocistos (86,61% a 98,32%) para o consumo da água filtrada, sendo que a estação seca, o risco de infecção foi maior, devido ao baixo desempenho das Estações de Tratamento de Água e à maior concentração de patógenos. Esses resultados indicam que a ingestão contínua de água filtrada acima do nível de alerta pode provocar doenças infecciosas na população abastecida.