Evaluation of the Removal and Effects of Cylindrospermopsin on Ripened Slow Sand Filters.

The occurrence of toxic blooms of cyanobacteria has been a matter of public health interest due to the cyanotoxins produced by these microorganisms. Cylindrospermopsin (CYN) is a cyanotoxin of particular concern due to its toxic effects on humans. This study investigated the removal and effects of CYN in ripened slow sand filters (SSFs) treating water from Paranoá Lake, Brasilia, Brazil. Four pilot-scale SSFs were ripened and operated for 74 days. Two contamination peaks with CYN were applied along the filtration run. The improvement of any of the evaluated water quality parameters was not affected by the presence of CYN in the raw water. The SSFs efficiently removed CYN, presenting concentrations lower than 0.8 µg/L in the filtered water. The microbiota of the SSFs were dominated by protozoa of the genus Euglypha and amoebas of the genera Arcella, Centropyxis, and Amoeba, together with some groups of rotifers. These microorganisms played a crucial role in removing total coliforms and E. coli. In addition, CYN was not identified as a determining factor in the microbiota composition.

Wastewater-based epidemiology: A Brazilian SARS-COV-2 surveillance experience.

Since 2020, developed countries have rapidly shared both publicly and academically relevant wastewater surveillance information. Data on SARS-CoV-2 circulation is pivotal for guiding public health policies and improving the COVID-19 pandemic response. Conversely, low- and middle-income countries, such as Latin America and the Caribbean, showed timid activities in the Wastewater-Based Epidemiology (WBE) context. In these countries, isolated groups perform viral wastewater monitoring, and the data are unevenly shared or accessible to health agencies and the scientific community. This manuscript aims to highlight the relevance of a multiparty effort involving research, public health, and governmental agencies to support usage of WBE methodology to its full potential during the COVID-19 pandemic as part of a joint One Health surveillance approach. Thus, in this study, we explored the results obtained from wastewater surveillance in different regions of Brazil as a part of the COVID-19 Wastewater Monitoring Network ANA (National Water Agency), MCTI (Ministry of Science, Technology, and Innovations) and MS (Ministry of Health). Over the epidemiological weeks of 2021 and early 2022, viral RNA concentrations in wastewater followed epidemiological trends and variations. The highest viral loads in wastewater samples were detected during the second Brazilian wave of COVID-19. Corroborating international reports, our experience demonstrated usefulness of the WBE approach in viral surveillance. Wastewater surveillance allows hotspot identification, and therefore, early public health interventions. In addition, this methodology allows tracking of asymptomatic and oligosymptomatic individuals, who are generally underreported, especially in emerging countries with limited clinical testing capacity. Therefore, WBE undoubtedly contributes to improving public health responses in the context of this pandemic, as well as other sanitary emergencies.

Avaliação de ultrafiltração como alternativa à flotação por ar dissolvido no pós-tratamento do efluente de lodos ativados — estudo em escala piloto na estação de tratamento de esgoto Brasília norte / Evaluation of ultrafiltration as an alternative to dissolved air flotation for the post-treatment of activated sludge effluent — pilot study in the Brasília norte wastewater treatment plant

RESUMO A melhoria da qualidade dos efluentes das estações de tratamento de esgotos Brasília Norte e Sul tornou-se premente após o corpo receptor dos seus efluentes, o lago Paranoá, passar a ser utilizado como manancial de abastecimento. Este trabalho apresenta estudo comparativo entre o tratamento terciário por ultrafiltração precedido por coagulação em escala piloto e a flotação por ar dissolvido existente na estação de tratamento de esgotos Brasília Norte. A instalação piloto de ultrafiltração e a flotação por ar dissolvido foram alimentadas pela mesma matriz, o efluente da etapa de lodos ativados das estações de tratamento de esgotos Brasília Norte, após coagulação. Foram avaliadas sete condições operacionais da instalação piloto de ultrafiltração variando-se a vazão, o tempo de operação entre limpezas e a duração da limpeza física. O comportamento operacional e a qualidade do efluente produzido foram monitorados. O aumento do fluxo do permeado (de 40,2 para 50,6 e 61,0 L.m−2.h−1) e do tempo de operação entre as limpezas (de 25 para 38 e 50 min), bem como a redução da duração da retrolavagem (de 80 para 60 e 30 s) resultaram em evolução mais intensa da pressão transmembrana. A ultrafiltração foi mais eficiente do que a flotação por ar dissolvido na remoção de turbidez, sólidos suspensos totais, demanda química de oxigênio e fósforo total, com ganho médio de remoção de 9,4, 13,0, 8,5 e 12,8%, respectivamente. Destaca-se a remoção de coliformes na ultrafiltração, 3,4 log superior à da flotação por ar dissolvido. A utilização da ultrafiltração como alternativa à flotação por ar dissolvido apresenta a vantagem de produzir efluente de melhor qualidade, particularmente no aspecto microbiológico, com menor flutuação da qualidade, porém o tratamento e a destinação do lodo produzido pela ultrafiltração devem ser equacionados.

ABSTRACT Improvement in the effluent quality of the Brasília Norte and Brasília Sul wastewater treatment plants became necessary after their effluent receiving body, Paranoá Lake, started being used as source of drinking water for the population of Brasília (Federal District, Brazil). This is a comparative study between the tertiary treatment with ultrafiltration membrane (pilot scale) and the existing dissolved air flotation of Brasília Norte wastewater treatment plant. Both ultrafiltration pilot plant and dissolved air flotation were fed with the same matrix, the effluent of the activated sludge stage of Brasília Norte wastewater treatment plants, after coagulation. Seven operational conditions were evaluated at ultrafiltration pilot plant, with variations in flow rate, time of operation between cleaning processes, and the duration of backwashing. The operational behavior and the quality of the produced effluent were monitored. The increase in permeate flux (from 40.2 to 50.6 and 61.0 L.m−2.h−1) and in the time of operation between cleaning processes (from 25 to 38 and 50 min), as well as the reduction of backwashing duration (from 80 to 60 and 30s), resulted in a more intense evolution of transmembrane pressure. Ultrafiltration was more efficient than dissolved air flotation in the removal of turbidity, total suspended solids, chemical oxygen demand, and total phosphorous, with average gain in removal of 9.4, 13.0, 8.5, and 12.8%, respectively. It is worth mentioning the removal of coliforms by ultrafiltration, which was, on average, 3.4 log higher than that by dissolved air flotation. The use of ultrafiltration as an alternative to dissolved air flotation has the advantage of producing better quality effluent, particularly regarding microbiological aspects, providing lower quality fluctuation; however, treatment and destination of the ultrafiltration waste must be considered.

Oxidation of Cylindrospermopsin by Fenton Process: A Bench-Scale Study of the Effects of Dose and Ratio of H2O2 and Fe(II) and Kinetics.

The cyanotoxin cylindrospermopsin (CYN) has become a significant environmental and human health concern due to its high toxicological potential and widespread distribution. High concentrations of cyanotoxins may be produced during cyanobacterial blooms. Special attention is required when these blooms occur in sources of water intended for human consumption since extracellular cyanotoxins are not effectively removed by conventional water treatments, leading to the need for advanced water treatment technologies such as the Fenton process to produce safe water. Thus, the present study aimed to investigate the application of the Fenton process for the degradation of CYN at bench-scale. The oxidation of CYN was evaluated by Fenton reaction at H2O2/Fe(II) molar ratio in a range of 0.4 to 4.0, with the highest degradation of about 81% at molar ratio of 0.4. Doubling the concentrations of reactants for the optimized H2O2/Fe(II) molar ratio, the CYN degradation efficiency reached 91%. Under the conditions studied, CYN degradation by the Fenton process followed a pseudo-first-order kinetic model with an apparent constant rate ranging from 0.813 × 10-3 to 1.879 × 10-3 s-1.

Influência do pH de coagulação e da dose de sulfato de alumínio na remoção de oocistos de Cryptosporidium por filtração direta descendente / The influence of coagulation pH and aluminum sulphate dose in removal of Cryptosporidium oocysts by down flow direct filtration

No presente trabalho, realizado em escala piloto, foi avaliada a influência do pH de coagulação e a da dose de sulfato de alumínio na morfologia dos flocos formados durante o processo de coagulação bem como na remoção de oocistos de Cryptosporidium por filtração direta descendente. As condições de coagulação testadas incluíram a dose ótima e superdose de coagulante em duas faixas distintas de pH. Os resultados mostraram que a eficiência de remoção dos oocistos de Cryptosporidium variou de 1,4 a 3,2 log durante a operação estável do filtro. Os experimentos realizados em valores de pH de coagulação mais baixo, em torno de 5, promoveram as melhores eficiências de remoção de oocistos de Cryptosporidium. A análise morfológica dos flocos mostrou uma tendência à formação de flocos mais porosos e irregulares ao se adotar superdosagem de coagulante.

This study, carried out in pilot scale, investigates the influence of coagulation pH and aluminum sulphate dosage on the morphology of flocs formed during coagulation and in the removal of Cryptosporidium oocysts by down flow direct filtration. Evaluated coagulation conditions included optimal and over dosages of coagulant in two distinct pH ranges. The results showed that the removal efficiency of Cryptosporidium oocysts ranged from 1.4 to 3.2 log during regular operation of the filter. Experiments carried out with lower coagulation pH values, around 5, presented the best removal efficiencies of Cryptosporidium oocysts. The morphologic analysis of flocs showed a trend to the formation of more porous and irregular flocs with the use of over dosages of coagulant.

Indicadores epidemiológicos aplicáveis a estudos sobre a associação entre saneamento e saúde de base municipal / Epidemiological indicators applied to studies about association between water supply and sanitation and health based on data at municipal level

É relativamente recente no país a prática da vigilância ambiental em saúde, sendo que a vigilância da qualidade da água para consumo humano, parte integrante da vigilância ambiental em saúde, ressente-se de estudos e pesquisas que forneçam suporte científico à formulação de instrumentos para a prática de tal vigilância. Nesse campo, a formulação e seleção de indicadores epidemiológicos constituem atividade essencial para representar os efeitos da insuficiência das ações de saneamento sobre a saúde humana e, portanto, como ferramenta para a vigilância e orientação de programas e planos de alocação de recursos em saneamento. O presente artigo é parte de um trabalho mais abrangente, elaborado para selecionar indicadores sanitários como sentinelas na prevenção e controle de doenças e agravos relacionados ao saneamento. Neste artigo são enfocados os indicadores epidemiológicos utilizados naquele estudo, apresentando a revisão bibliográfica, resultados da estatística descritiva desses indicadores, a discussão e conclusões sobre os indicadores epidemiológicos mais apropriados para serem utilizados emestudos dessa natureza. Destacam-se, como indicadores convenientes, a mortalidade infantil, a mortalidade até cinco anos por doenças diarréicas e a morbidade até cinco anos por doenças diarréicas com base na MDDA - monitorização de doenças diarréicas agudas.

Indicadores sanitários sentinelas da mortalidade infantil: um estudo ecológico de base municipal em quatro estados brasileiros / Sentinel sanitary indicators for infant mortality: a municipality-based ecological study in four brazilian states

É relativamente recente no país a prática da vigilância ambiental em saúde, área que se ocupa do monitoramento e controle dos fatores ambientais de risco à saúde humana. A vigilância da qualidade da água para consumo humano, parte integrante da vigilância ambiental em saúde, ressente de estudos e pesquisas que forneçam suporte científico à formulação de instrumentos para a prática de tal vigilância. Nesse campo, a formulação e seleção de indicadores epidemiológicos e sanitários constituem atividade essencial para representar os efeitos da insuficiência das ações de saneamento sobre a saúde humana e, portanto, como ferramenta para a vigilância e a orientação de programas e planos de alocação de recursos em saneamento. O presente artigo é parte de um trabalho mais abrangente, elaborado para selecionar indicadores sanitários como sentinelas na prevenção e controle de doenças e agravos relacionados ao saneamento, a partir da análise estatística entre um banco de dados, de base municipal, de indicadores sanitários sociais e epidemiológicos. Neste artigo são enfocados os indicadores sanitários que melhor relação apresentaram com a mortalidade infantil e que possam ser considerados sentinelas na detecção precoce daquele indicador. Destacam-se, dentre os indicadores sanitários avaliados, a proporção de turbidez fora do padrão e o percentual da população coberta por coleta de lixo.