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Padrão de qualidade e riscos microbiológicos
Decaimento de patógenos em lodo de esgoto
Seminário Internacional
Uso de Lodo de Esgoto em Solos Contribuições para a Regulamentação no Brasil
9 e 10 de maio – Belo Horizonte/MG
Identificação
do Perigo
Dose Resposta
Avaliação da Exposição
Caracterização do Risco
Gerenciamento do Risco
AVALIAÇÃO QUANTITATIVA DE RISCO MICROBIOLÓGICO (AQRM)
DOSE
CENÁRIOS DE EXPOSIÇÃO
• CENÁRIO A
Ingestão do lodo / lodo incorporado no solo
População Exposta: agricultores e crianças
• CENÁRIO B
Ingestão de alimentos cultivados em solos adubados com lodo de esgoto
População em geral
• CENÁRIO C
Inalação de aerosóis no momento da aplicação
População exposta: agricultores / crianças / vizinhança
CENÁRIOS DE EXPOSIÇÃO
Lodo Lodo +Solo Alimento
Ingestão
• Taxa aplicação
• Decaimento • Taxa ingestão • Frequência
• Concentração patógeno
• Taxa ingestão • Frequência
• Solo aderido cultura • Higien. / Processam. • Taxa ingestão • Tempo plantio • Frequência
ESTUDOS DECAIMENTO DE PATÓGENOS EM LODO DE ESGOTO APLICADO AO SOLO
2012
•Cultura de Cana-de-Açucar, Fazenda APTA, Piracicaba
• ETE de Taubaté (Tremembé)
• Tratamento superficial e em profundidade (0,10 m)
• 36 semanas
2014
•Cultura de Eucaliptos, Suzano Papel e Celulose S/A, Avaré
• ETE Jundiaí e ETE Taubaté (Tremembé)
• 52 semanas
2016
•Cultura de Eucaliptos - Fazenda Demétrio, Piracicaba
•Casa de Vegetação CENA/USP
• ETE Piracicamirim, de Piracicaba,
• 41 semanas
MICRORGANISMOS ESTUDADOS
• Coliformes termotolerantes (NMP gST-1)
Técnica dos Tubos Múltiplos: USEPA, 2006 – Method 1681.
• Salmonella (NMP gST-1)
Técnica do Número Mais Provável: USEPA, 2006 – Method 1682.
• Vírus viáveis (UFP gST-1)
Quantificação por cultura celular: USEPA, 2003 - Appendix H : Method for the Recovery and Assay of Total Culturable Viruses from Sludge
• Ovos Viáveis de Ascaris (No de Ovos Viáveis gST-1)
USEPA, 2003 - Appendix I Test Method for Detecting, Enumerating, and Determining the Viability of Ascaris Ova in Sludge
USEPA, 2003. Environmental Regulations and Technology:Control of pathogens and Vector Attraction in SewageSludge. EPA/625/R-92/013.
Processo de Aplicação do Lodo de Esgoto no Solo
Saco de Tule (litterbags)
0,30 m Largura 1,00 m Comprimento
DECAIMENTO INDICADORES E PATÓGENOS EM SOLO FERTILIZADO COM LODO DE ESGOTO
CULTIVO CANA-DE-AÇÚCAR (2012)
• Tratamento 1(T1)
Sacos de tule com lodo foram enterrados a 0.10 m de
profundidade, simulando a aplicação mecânicado lodo de esgoto na entre linha de plantio (faixa de 0,30 m de largura) - época de ocorrência de chuvas de primavera/verão
• Tratamento 2 (T2)
Sacos de tule com lodo foram colocados na superfície do solo e
na entre linha de plantio e enterrados a 0.10 m de profundidade do solo após 35 dias da aplicação do lodo de esgoto, simulando a aplicação mecânica do lodo de esgoto na superfície do solo e na entre linha de plantio da cana-de-açúcar -
• Parcelas: 64 parcelas 10x10 m. Ensaios em quadruplicatas
DECAIMENTO INDICADORES E PATÓGENOS SOLO FERTILIZADO COM LODO DE ESGOTO
CULTIVO CANA-DE-AÇÚCAR – EXPERIMENTO 1
DECAIMENTO INDICADORES E PATÓGENOS SOLO FERTILIZADO COM LODO DE ESGOTO
CULTIVO CANA-DE-AÇÚCAR – EXPERIMENTO 2
DECAIMENTO INDICADORES E PATÓGENOS SOLO FERTILIZADO COM LODO DE ESGOTO CULTIVO
CANA-DE-AÇÚCAR – EXPERIMENTO 1 e 2
DECAIMENTO INDICADORES E PATÓGENOS SOLO FERTILIZADO COM LODO DE ESGOTO
CULTIVO CANA-DE-AÇÚCAR – EXPERIMENTO 1 e 2
T1: 437 dias (IC 95%, 344,6 - 540,1) T2: 398 dias (IC 95%, 336,0 e 476,8).
PERSISTÊNCIA DE MICRORGANISMOS PATOGÊNICOS EM SOLO CULTIVADO COM EUCALIPTO E FERTILIZADO COM LODO DE
ESGOTO SANITÁRIO (2014)
• Tratamento A ETE Jundiaí
• Tratamento B ETE Taubaté
Câmpus Botucatu
DESENHO EXPERIMENTAL E CONCENTRAÇÃO DOS
MICRORGANISMOS NO LODO E SOLO
Microrganismo Concentração
ETE Jundiaí
CTt (NMP/gST) 1,6x104 – 1,6x105
Salmonella (NMP/gST) <0,31 – 5,48
Vírus (UFP/gST) <0,22 – < 0,42
Ascaris (Ovos /gST) * <0,1
ETE Taubaté
CTt (NMP/gST) 8,5x105 – 2,6x106
Salmonella (NMP/gST) 1,51 – 9,37
Vírus (UFP/gST) <0,54 – 10,89
Ascaris (Ovos /gST) * 3,8 – 6,1
Solo
CTt (NMP/gST) 0,47 - 25
* Ovos viáveis
CURVA DE DECAIMENTO DE COLIFORMES TERMOTOLERANTES (NMP gST-1) - LODO DE
ESGOTO DE JUNDIAÍ, PLANTAÇÃO DE EUCALIPTO
54 semanas (378 dias)
ln N
MP/
g ST
-1
MARIANNE FIDALGO DE FARIA. Avaliação da Persistência de Microrganismos Patogênicos em Solo Cultivado com Eucalipto e Fertilizado com Lodo de Esgoto Sanitário. Dissertação de Mestrado. UNESP Botucatu. 2015.
IC 95%: 45,6 - 67,6
CURVA DE DECAIMENTO DE COLIFORMES TERMOTOLERANTES (NMP GST-1) - LODO DE
ESGOTO DE TAUBATÉ PLANTAÇÃO DE EUCALIPTO
ln
ln N
MP/
g ST
-1
93 semanas (651 dias)
MARIANNE FIDALGO DE FARIA. Avaliação da Persistência de Microrganismos Patogênicos em Solo Cultivado com Eucalipto e Fertilizado com Lodo de Esgoto Sanitário. Dissertação de Mestrado. UNESP Botucatu. 2015.
IC 95%: 74,0 – 119,4
DECAIMENTO DE OVOS VIÁVEIS DE ASCARIS SPP. (OVOS VIÁVEIS gST-1) - LODO DE ESGOTO
DE TAUBATÉ PLANTAÇÃO DE EUCALIPTO
Faria et al. J. Environ. Qual.doi:10.2134/jeq2016.08.0305, 2017
y=4,815e-0,583x
7 semanas (IC 95%: 5,3-11,5)
RELAÇÃO ENTRE AS VARIÁVEIS AMBIENTAIS E A DENSIDADE DE OVOS DE ASCARIS NO TEMPO
Faria et al. J. Environ. Qual.doi:10.2134/jeq2016.08.0305, 2017
DENSIDADES DE SALMONELLA SPP (NMP gST-1) EM FUNÇÃO DO TEMPO (52 SEMANAS) - LODO DE ESGOTO DE JUNDIAÍ PLANTAÇÃO DE EUCALIPTO
MARIANNE FIDALGO DE FARIA. Avaliação da Persistência de Microrganismos Patogênicos em Solo Cultivado com Eucalipto e Fertilizado com Lodo de Esgoto Sanitário. Dissertação de Mestrado. UNESP Botucatu. 2015.
DENSIDADES DE SALMONELLA SPP (NMP gST-1) EM FUNÇÃO DO TEMPO (52 SEMANAS) LODO DE
ESGOTO DE TAUBATÉ PLANTAÇÃO DE EUCALIPTO
MARIANNE FIDALGO DE FARIA. Avaliação da Persistência de Microrganismos Patogênicos em Solo Cultivado com Eucalipto e Fertilizado com Lodo de Esgoto Sanitário. Dissertação de Mestrado. UNESP Botucatu. 2015.
PATÓGENOS HUMANOS EM SOLO CULTIVADO COM EUCALIPTO E TRATADO COM LODO DE
ESGOTO CLASSE B (2016)
Tratamento em CAMPO
THOMAS GAMPER FEITOZA Dissertação de Mestrado CENA/USP, 2017.
Tratamento em ESTUFA
CARACTERIZAÇÃO INICIAL DO LODO DE ESGOTO DA ETE PIRACICAMIRIM
Microrganismo Concentração
ETE Piracicamirim
CTt (NMP/gST) 7,6x105
Salmonella (NMP/gST) 5,5
Vírus (UFP/gST) 1 – 19
Ascaris (Ovos /gST) * 0,28 - 0,43
2Kg/saco de tule
Espaçamento 3m x 2m
3 Repetições
THOMAS GAMPER FEITOZA Dissertação de Mestrado CENA/USP, 2017.
DECAIMENTO DE CTt (UFP gST-1) - LODO DE ESGOTO ETE PIRACICAMIRIM PLANTAÇÃO DE
EUCALIPTO (ESTUFA E CAMPO)
THOMAS GAMPER FEITOZA Dissertação de Mestrado CENA/USP, 2017.
y=2,106.e-0,62X
R2=0,109
y=2,107.e-0,236X R²=0,7752
70 semanas
CT
t (
NM
P/
g S
T)
Tempo (Semana)
COLIFORMES TERMOTOLERANTES E TEOR DE SÓLIDOS
CTt
(
NM
P/
g S
T)
Tempo (Semanas)
Só
lid
os T
ota
is
DECAIMENTO DE Enterovirus (UFP gST-1) - LODO DE ESGOTO ETE PIRACICAMIRIM PLANTAÇÃO
DE EUCALIPTO
THOMAS GAMPER FEITOZA Dissertação de Mestrado CENA/USP, 2017.
15dias
DECAIMENTO DE Ascaris spp. (Ovos viáveis gST-1) - LODO DE ESGOTO ETE PIRACICAMIRIM
PLANTAÇÃO DE EUCALIPTO (ESTUFA E CAMPO)
THOMAS GAMPER FEITOZA Dissertação de Mestrado CENA/USP, 2017 * < Limite quantificação
DENSIDADES DE OVOS DE HELMINTOS VIÁVEIS E NÃO VIÁVEIS
THOMAS GAMPER FEITOZA Dissertação de Mestrado CENA/USP, 2017
DECAIMENTO DE Salmonella spp. (NMP gST-1) LODO DE ESGOTO ETE PIRACICAMIRIM
PLANTAÇÃO DE EUCALIPTO (ESTUFA E CAMPO)
Salm
on
ella (
NM
P/
g S
T)
Tempo (Semanas)
THOMAS GAMPER FEITOZA Dissertação de Mestrado CENA/USP, 2017
CARACTERIZAÇÃO DAS LINHAGENS DE Salmonella DETECTADAS AO LONGO DO
EXPERIMENTO
• Similaridade Genética: Amplified Fragment Length Polymorphism (AFLP) – McLauchlin (2000)
• Sorotipagem Molecular: KIM et al (2006) e BAUBRUN et al (2012)
• Sorotipagem Convencional: FIOCRUZ
THOMAS GAMPER FEITOZA Dissertação de Mestrado CENA/USP, 2017
Amplified Fragment Length Polymorphism (AFLP)
• 21 grupos distintos com 90% de similaridade genética
ANÁLISE DE SIMILARIDADE GENÉTICA DE Salmonella CLASSIFICADO POR ORIGEM DO ISOLADO
ID_LSS CÓDIGO ÁREA TEMPO RÉPLICA AFLP SOROT.PCR PERFIL SOROL.
GENOGRUPOS AFLP X TEMPORALIDADE
SOROTIPOS Salmonella
LODO LODO+SOLO
Infantis Infantis
Brandendurg Mbandaka
Ndolo
Minnesota
Heldelberg
Ohio
Cerro
P=2.0x10-2 _ 2,2x10-4
P=1.1x10-2 _ 7.8x10-5
P=1.8x10-2 _ 1.7x10-4
Salmonella spp.: 12,2 - <0.006473 NMP/gST. Krzyzanowski et al. BMC Microbiology201414:263
RISK
AVALIAÇÃO DE RISCO POR ENTEROVÍRUS NA APLICAÇÃO DE LODO
DE ESGOTO NA AGRICULTURA
Concentração média de Enterovírus: 12,96 UFP /gST
Grupos de Pesquisa Envolvidos
• UNESP, Câmpus de Botucatu: Prof. Dr. Iraê A. Guerrini
• CENA, USP: Prof. Dr. Cassio Hamilton Abreu Junior
• APTA, Piracicaba: Profa Dra Edna I. Bertoncini
• Biossolo Agricultura & Meio Ambiente: Dr. Fernando C. Oliveira
• CETESB: Dra Maria Inês Zanoli Sato
Divisão de Microbiologia e Parasitologia - CETESB
MSc Mikaela Renata F. Barbosa e equipe
Mestres
Marianne Fidalgo de Faria – UNESP /Câmpus Botucatu
Thomas Gamper Feitoza – CENA/USP
Colaboração: Prof. Dr. Robert B. Harrison – Univ. Washington