Uso de filtros de carvão ativado granular associado a microrganismos para remoção de fármacos no tratamento de água de abastecimento / Use of granular activated carbon filters associated with microorganisms to remove pharmaceuticals in drinking water treatment

RESUMO

RESUMO O modo de vida das sociedades modernas originou o aporte diário, nos ambientes aquáticos, de fármacos e outras inúmeras moléculas de uso contínuo, compostos emergentes, com potencial de risco à saúde humana principalmente pela exposição em razão da inevitável contaminação dos mananciais de abastecimento de água e da transferência para as estações de tratamento de água (ETA), onde não são removidos. O uso de carvão ativado granular na filtração demonstra ser uma opção viável para ETA, porém, uma eficiência satisfatória requer regeneração periódica do material, onerando o tratamento. Contudo, observa-se que em baixas taxas de filtração a colonização natural dos filtros por microrganismos - formação de biofilme - pode ser uma alternativa para aumentar o tempo de vida útil do carvão, bem como para decompor essas moléculas complexas em elementos minerais assimiláveis, reintroduzindo-os nos ciclos biogeoquímicos naturais. Este trabalho avaliou, durante 24 semanas, em condições de laboratório, o carvão ativado com biofilme como meio filtrante para remoção dos fármacos diclofenaco de sódio, ibuprofeno, naproxeno e amoxicilina; experimentou em sistema batch o potencial dos microrganismos colonizadores de filtros em degradar os fármacos testados, assim como identificou filogeneticamente os microrganismos predominantes na biodegradação. Os resultados demonstram a remoção dos fármacos acima de 80%. Constatou-se a presença das bactérias dos gêneros Bacillus , Burkholderia , Cupriavidus , Pseudomonas , Shinella , e Sphingomonas . Este estudo permite inferir a capacidade de remoção de fármacos por bactérias presentes em filtros de carvão ativado e o possível uso dessa tecnologia como alternativa de controle e remoção dessas substâncias no tratamento de água potável.

ABSTRACT

ABSTRACT The way of life of modern societies has originated the daily intake of pharmaceuticals and numerous other molecules of continuous use in aquatic environments, emerging compounds that brings potential risk for human health mainly due to exposure resulted from the inevitable contamination of sources of drinking water supply and its transference to the water treatment plants (WTP) where they are not removed. The use of granular activated carbon in filters proves to be a viable option for WTP, but satisfactory efficiency requires periodic regeneration of the material, burdening the treatment costs. However, it is noted that under low filtration rates, the natural colonization of filters by microorganisms - biofilm formation - may be an alternative for increasing the lifetime of carbon, as well as to decompose these complex molecules into assimilable mineral elements, thereby reintroducing them to the natural biogeochemical cycles. This study evaluated the activated carbon with biofilm as the filter media, during 24 weeks, under laboratory conditions, considering the removal of the pharmaceuticals diclofenac sodium, ibuprofen, naproxen and amoxicillin; experienced under batch system the potential of the microorganisms adhering to the filters in degrade the tested drugs, as well as phylogenetically identified the predominant microorganisms in biodegradation. The results show drug removal over 80%. It was observed the presence of the bacteria genus Bacillus, Burkholderia, Cupriavidus, Pseudomonas, Shinella and Sphingomonas. This study allows us to infer the capacity to remove pharmaceuticals by the bacteria present in the activated carbon filters, and the possible use of this technology as an alternative for control and removal of these substances in drinking water treatment.