Avaliação da mobilidade dos colifagos F-específicos presentes em efluentes sanitários aplicados em um latossolo vermelho
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Evaluation of F-specific coliphages mobility from sanitary effluents applied to a red oxisol
Primeiro orientador
Membros da banca
Luciene Alves Batista Siniscalchi
Gustavo Ferreira Simões
Gustavo Ferreira Simões
Resumo
As técnicas de disposição de efluentes sanitários no solo, quando realizada de forma controlada
e considerando aspectos sanitários, da qualidade do solo e águas subterrâneas, tem sido
considerada importante alternativa de disposição final. O grande diferencial destas técnicas, em
relação às outras de disposição final, é a possibilidade de reincorporação de nutrientes no solo,
principalmente nitrogênio e fósforo, além da recarga do aquífero e elevada eficiência na
remoção de DBO, sólidos suspensos e organismos patogênicos. Há, entretanto, poucos estudos
que avaliem o transporte e contaminação por vírus em águas subterrâneas. Devido ao tamanho
similar de colóides, a maioria dos vírus não é filtrada pelo solo, imperando mecanismos de
adsorção e inativação em sua remoção. O presente estudo objetiva avaliar o transporte e
possibilidade de contaminação de águas subterrâneas por vírus entéricos utilizando colifagos
F+ como indicadores, uma vez que suas estruturas possuem similaridades, são incapazes de se
replicarem em meios aquáticos e sua análise é robusta, rápida e de baixo custo. Foram
conduzidos ensaios em colunas de lixiviação com um efluente de reator UASB e obtidas as
curvas de eluição de colifagos F+. Os meios porosos utilzados foram um latossolo vermelho e
composições do mesmo com areia lavada, adicionadas de 30%(S30) e 60%(S60) de areia em
relação à massa seca do solo. Foi utilizado o software Hydrus-1D para análise e calibração de
um modelo unidimensional regido pela equação de advecção-dispersão-adsorção-inativação.
Além dos colifagos F+, foi monitorada a condutividade elétrica (CE) do efluente para
comparação da mobilidade dos fagos e íons do efluente. Após a calibração das curvas, foi
avaliado o transporte em perfis verticais no software Hydrus-1D. As misturas SB, S30 e S60
apresentaram, respectivamente, fatores de retardamento de 0,62, 0,72 e 0,75 VP. As curvas de
eluição de colifagos calibradas apresentaram R² entre 0,6 e 0,9. Os resultados obtidos indicaram
um aumento da mobilidade de vírus conforme o teor de areia adicionado e um elevado potencial
de contaminação de águas subterrâneas, mesmo em perfis simulados de até 100 metros de
profundidade. É recomendado fazer uma avaliação do transporte horizontal de vírus e utilizar
amostras indeformadas de diferentes solos para uma avaliação mais precisa.
Abstract
Land treatment of wastewater is a very important alternative for common wastewater treatment,
mainly considering sanitary aspects, soil and groundwater quality. The major difference
between this technique and others of final disposal of effluents is the possibility of nutrients is
the nutrients reclamation, mostly nitrogen and phosphate, besides groundwater recharge, high
removal rates of COD, suspended solids and pathogens. However, there are a few studies
evaluating groundwater contaminations of virus and its transport. Because of its size,
resembling colloids, most virus are not filtered in soil, reigning inactivation and adsorption
mechanisms. The present research objectives to evaluate the transport and possibility of enteric
virus contamination in groundwater using F+ coliphages as indicators, since their structures are
similar, they cannot replicate in watercourse and its analysis is robust, fast and cheap.
Breakthrough curves from an UASB effluent disposed in three saturated soil columns were
modeled, one of them having a raw oxisol (SB) and the others, mixtures of it and sand (S30-
30% and S-60-60% added). The software Hydrus-1D was used for the analysis and calibration
using a unidimensional model derived from the advection-dispersion-adsorption-inactivation
equation. Besides F+ coliphage concentration, EC was monitored through the experiments
overtime for comparison between virus and ions mobility. After calibration, vertical profiles
with 100 m were simulated for estimating the plume reach beneath. The mixtures SB, S30 and
S60 presented, respectively, retardation factors of 0,62, 0,72 and 0,75 PV. The modeled
breakthrough curves presented R² between 0,6 and 0,9. Obtained results indicate an increase in
mobility with sand added and high risk of virus contamination of groundwater, even in profiles
with 100 meters of depth. It is necessary to evaluate the horizontal transport of virus and use
undisturbed samples of different soils for a more precise evaluation.
Assunto
Engenharia sanitária, Meio ambiente, Aguas subterrâneas, Contaminação, Reator UASB, Solos tropicais, Vírus
Palavras-chave
Águas subterrâneas, Contaminação, Reator UASB, Hydrus 1D, Solos tropicais, Transporte, Virus
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