Beates forestillinger om forståelse i matematikk

O elevado custo, as dificuldades de aquisição dos oocistos de Cryptosporidium, além do tempo considerável que demanda o atual método de detecção e quantificação desse protozoário, aliado aos riscos à saúde associados ao uso direto de oocistos vivos nos estudos de avaliação de desempenho dos sistemas de filtração, têm levado à busca de indicadores ou substitutos que permitam inferir sobre o desempenho desses sistemas na remoção dos oocistos de Cryptosporidium.

Pesquisas como as de Niemiski e Ongerth, (1995), Morse et al. (2002),Yu et al. (2006), Huck et al. (2002), Nascimento (2009), têm mostrado as limitações da turbidez e da contagem de partículas para serem considerados indicadores confiáveis de remoção de oocistos de Cryptosporidium.

Niemiski e Ongerth, (1995) compararam a efetividade de instalações piloto de tratamento convencional e de filtração direta na remoção de Cryptosporidium, Giardia, turbidez, contagem de partículas (2-4 µm, 4-7 µm, 7-14 µm, 14-25 µm) e bactérias heterotróficas. A remoção media de Cryptosporidium e Giardia nas duas instalações piloto foram muito próximas, sendo de 2,97 e 3,30 logs, respectivamente, na instalação de filtração direta. Foi achada correlação significativa (0,79) entre a remoção de oocistos e a remoção de partículas com tamanho de 4-7 µm. A correlação entre a remoção de oocistos e a turbidez foi baixa (0,55). Entretanto, correlação insignificante foi observada com as bactérias heterotróficas, indicando que estas não são um indicador efetivo da remoção de oocistos. Os autores concluíram que a contagem de partículas e a turbidez são ferramentas úteis para avaliar o desempenho da instalação de tratamento na remoção de oocistos de

23

Crypstosporidium, porém a turbidez é um indicador de menor precisão comparado com a contagem de partículas.

Morse et al. (2002) monitoraram o número de partículas na água bruta, na água clarificada e na água filtrada em uma ETA por ciclo completo. Os autores concluíram que a contagem de partículas nas faixas de 2-5µm e 5-10 µm não pode ser usada para prever o risco de arraste de oocistos de Cryptosporidium e cistos de Giardia, devido à carência de correlação entre as contagens de partículas e a concentração de protozoários nas amostras de água filtrada.

Semelhantemente, Yu et al. (2006) não encontraram relação entre a turbidez e a contagem de partículas como indicadores de Cryptosporidium. Os pesquisadores observaram que a contagem de partículas mostrou ser melhor indicador do desempenho da fitração do que a turbidez. As contagens de partículas entre 4 e7 µm assim como entre 7 e 14 µm, foram as mais indicadas para operar e monitorar o filtro de forma eficaz, uma vez que as contagens de partículas com tamanhos compreendidos nessas faixas apresentaram maior correlação com os oocistos de Cryptosporidium.

Huck et al. (2002), conduziram um estudo para avaliar, em duas instalações piloto de tratamento convencional com filtração em meio duplo, a aplicabilidade da turbidez e a contagem de partículas no monitoramento de oocistos de Crypstosporidium.

No final da carreira de filtração, quando o filtro diminui a sua capacidade de remoção, e são notados os primeiros estagios de traspasse, Huck et al. (2002) constataram uma elevação da contagem de partículas, mas nesse momento nem sempre a turbidez tinha começado a aumentar. Na condição de coagulação sub-ótima a remoção de oocistos de

Cryptosporidium foi baixa (2 log), mesmo em valores de turbidez abaixo de 0,3 uT. Os autores concluíram que embora tenham conseguido excelentes valores de turbidez na água filtrada (0,03 - 0,05 uT), a turbidez não está quantitativamente relacionada à capacidade de remoção de oocistos pelo filtro.

Diante da carência de correlações de parâmetros turbidez e contagem de partículas com as remoções de Cryptosporidium, têm sido avaliados, para estudos de tratamento de água, outros indicadores da remoção de oocistos por filtração, tais como microesferas de poliestireno, esporos de bactérias aeróbias e anaeróbias, entre outros (Emelko et al, 2004; Cerqueira, 2008).

24

Vários estudos (Dai e Hozalski, 2003; Emelko et al, 2004; Cerqueira, 2008) têm avaliado as microesferas fluorescentes de poliestireno com grupos carboxilas ligados à superfície, tamanho semelhante ao do oocisto (diâmetro médio de 4,675 ± 0,208 µm) e densidade 1,045 g/ml, como indicadores da remoção de oocistos de Cryptosporidium.

A partir dos resultados obtidos em seus estudos, Dai e Hozalski (2003) sugeriram que as microesferas proporcionam uma estimativa conservativa da remoção de oocistos quando usadas em meios filtrantes hidrofílicos e com carga negativa (como no caso de vidro ou areia). Porém, quando usadas em meios filtrantes hidrofóbicos poderiam superestimar essa remoção devido à superfície das microesferas também ser hidrofóbica, aderindo-se, assim, com maior facilidade no meio filtrante do que os oocistos cuja superfície é hidrofílica. No referido estudo os autores utilizaram um sistema de filtração em escala de bancada com meio filtrante constituído por esferas de vidro. No experimento desenvolvido em taxa de filtração de 120 m3_/m2_{d utilizando suspensão de oocistos e microesferas (3x10}6

unidades/L) em água deionizada e cloreto de cálcio 0,01 M (como eletrólito para alterar a força iônica da água) na faixa de pH de 6,7 a 7,0, foi removida menor quantidade de microesferas (40,3±1,5%) que oocistos (49,7±2,9%), uma vez que estas apresentaram maior potencial zeta negativo, o que dificultou a sua remoção. Após a adição de 5 mg/L de matéria orgânica natural (NOM) na suspensão de estudo, a remoção de ambas as partículas declinou significativamente, porém as remoções de microesferas (13,7±1,5%) e oocistos (16,3±1,5%) foram similares. Segundo os autores, devido à heterogeneidade da MON (compostos hidrofílicos e hidrofóbicos) a sua adsorção na superfície destas partículas, pode ter elevado a hidrofobicidade dos oocistos e diminuído a hidrofobicidade das microesferas incrementando a repulsão eletrostática entre estas partículas e o meio filtrante.

De acordo com Dai e Hozalski (2003), os oocistos são hidrofílicos, recobertos por proteínas e se encontram carregados negativamente em meio aquoso. Por outra parte, as microesferas são partículas hidrofóbicas, com grupos carboxílicos na superfície e em meio aquoso, apresentam maior carga negativa que os oocistos, o que sugeriria maior dificuldade para desestabilizar estas partículas.

Emelko et al. (2004) evidenciaram remoção de oocistos de Cryptosporidium na faixa 1,9 e 5,7 log e de microesferas entre 0,7 e 6,1 log durante condições de operação estável e de sub-dosagem em filtros descendentes de dupla e tripla camada, usando baixa concentração

25

de sulfato de alumínio (~5 mg/L). No estudo foi obtida uma correlação linear entre a remoção de microesferas e de oocistos de 0,78 e 0,83 para cada tipo de filtro, sugerindo que as microesferas de poliestireno podem ser utilizadas como substitutas dos oocistos

Cryptosporidium em sistemas de filtração direta descendente.

Cerqueira (2008) avaliou, em escala piloto, a remoção de oocistos de Cryptosporidium

parvum, turbidez e microesferas fluorescentes no tratamento de água em ciclo completo, dupla filtração e filtração direta descendente, utilizando água proveniente de poço tubular profundo alterada com caulinita. Na filtração direta descendente com turbidez inicial de 10 uT foram relatados elevados valores de turbidez remanescente (4,6 e 6,4 uT) e faixas de remoção de 1,8-3,5 log e 2,0-2,55 log para oocistos e microesferas, respectivamente, que foram remoções muito menores e com baixa correlação (0,33) entre elas, quando comparados com os observados por Emelko et al. (2004).

Nos estudos apresentados, as remoções de microesferas tenderam a ser inferiores que as remoções de oocistos de Cryptosporidium, sugerindo que estas partículas poderiam ser consideradas indicadores conservadores da remoção destes patógenos.

3.3 DESEMPENHO DE COAGULANTES A BASE DE SAIS METÁLICOS NA