Níveis de cloro ativo liberados por clorador caseiro para caixa d'água

Autores

Cotta, A.J.B. (CEUNES/UFES) ; Andrade, R.P. (IF SUDESTE MG, CAMPUS JUIZ DE FORA - MG) ; Menezes, E.S. (CEUNES/UFES) ; Pirola, B.S. (CEUNES/UFES) ; Livramento, J.L. (CEUNES/UFES) ; Souza, J.P.B. (CEUNES/UFES) ; Souza, M.D.L. (CEUNES/UFES) ; Bravo, I.D.N. (SEC EDUCAÇÃO SM)

Resumo

O problema da contaminação da água subterrânea utilizada pelos residentes do balneário de Guriri, São Mateus-ES, por bactérias termotolerantes (BT) e E. Coli, já foi constatado. Neste trabalho descrevemos a construção, instalação e resultados obtidos com um novo modelo de clorador para caixa d’água, como proposta caseira e de baixo custo para desinfecção da água. Os cloradores, alimentados com de 5 pastilhas de 10 g (90% de cloro ativo), promoveram a desinfecção da água de residências com 3, 4 a 5 pessoas por 86, 47 e 39 dias, respectivamente, com teor médio de 0,4 mg/L de cloro ativo. Os bons resultados alcançados sugerem que uma expansão do projeto é necessária para atender a mais residências até a universalização dos saneamento no balneário.

Palavras chaves

E Coli; Patógenos; Cloração

Introdução

A água potável desempenha um papel fundamental na manutenção da saúde. Além de hidratar o organismo, ela é essencial para ações do cotidiano como higienização e preparo de alimentos (frutas, legumes e verduras), banhos, lavagem de vestuário, toalhas e lençóis, escovação de dentes e na limpeza de ambientes. Apesar de grandes esforços para armazenar e diminuir o seu consumo, a água já é considerada um bem escasso, cuja qualidade se deteriora cada vez mais rápido (Freitas et al. 2001). Além disso, ao passo que a população mundial duplicou nas últimas décadas, a demanda por água cresceu seis vezes. Agravando ainda mais os problemas causados pelo descompasso entre: i) disponibilidade para o abastecimento; ii) precariedade das infraestruturas de saneamento básico (água e esgoto), e a crescente demanda da população (Rebouças et al. 2006). O uso da água devidamente tratada previne os problemas causados por microrganismos patogênicos. O consumo, contato direto (p. ex.: escovação de dentes), e mesmo o indireto (p. ex.: lavagem de utensílios) com a água não tratada é perigosa dada a possibilidade de veiculação de uma série de doenças diarreicas, como, febre tifoide, cólera, salmonelose, shigelose e outras gastroenterites, poliomielite, hepatite A, verminoses, amebíase e giardíase, responsáveis por surtos epidêmicos, e mortalidade infantil (Brandão, 2011). Por exemplo, no município de São Mateus-ES cerca de 17% das internações hospitalares são causadas por doenças de veiculação hídrica, as quais implicam em gastos de aprox. 100 mil reais/ano (DATASUS, 2019). Assim, o tratamento da água é essencial para garantir o bem-estar e qualidade de vida da população. A cloração é a principal forma de desinfecção praticada nas estações de tratamento de água para abastecimento municipal. Porém, muitas casas de bairros distantes do centro urbano, novos loteamentos e da zona rural, geralmente, não são conectadas à rede pública de abastecimento. E por isso têm de recorrer a soluções individuais de abastecimento a partir de fontes alternativas, com a captação da água subterrânea com poços raros (Fachetti 2017). A água subterrânea, além de ser um bem econômico, é considerada mundialmente uma fonte imprescindível de abastecimento especialmente para as populações que não têm acesso à rede pública de distribuição ou para aqueles que são abastecidos de modo irregular. As fontes de contaminação antropogênica em águas subterrâneas estão em geral associadas a despejos domésticos e industriais que contaminam os lençóis freáticos (Rebouças et al. 2006; Ferreira et al. 2016). Essa realidade é vivenciada pelos residentes do bairro de Guriri, São Mateus-ES, o qual não dispõe de rede coletora de esgoto e por isso todas as residências e pontos comerciais têm de lançar seus efluentes em fossas. Infelizmente, o padrão de construção destas estruturas é do tipo fossa negra, a qual permite a liberação da fase líquida diretamente no solo, a qual se infiltra facilmente nas camadas se solo arenoso do local e termina por contaminar também o freático com bactérias termotolerantes, Escherichia coli (E. Coli) e amônia, conforme relatado por Fachetti (2017), cujo estudo revelou a alta contaminação das águas captadas pelos residentes do balneário de Guriri. O problema tende a se agravar nos períodos de festividades, nos quais o alto número de visitantes faz com que a população do balneário aumente por um fator de 4 a 5 vezes e assim, tanto a geração de efluentes, quanto a demanda por água, principalmente captada com poços raros (pois o abastecimento público é insuficiente) aumentem drasticamente (Cotta et al. 2020). Como forma de mitigar o problema uma série de projetos têm sido desenvolvidos com os residentes do balneário para promover a desinfecção da água captada. Nestas iniciativas, alunos do ensino médio da Escola Wallace Castelo Dutra (EWCD), Guriri, São Mateus-ES, foram convidados para construir o instalar os cloradores em suas residências, estes também fazem a coleta e análise das amostras de água. Neste trabalho, apresentamos os resultados alcançados com o uso de um novo modelo de clorador caseiro focando nos níveis de cloro liberados nas águas e na avaliação do período de desinfecção alcançado.

Material e métodos

- Cadastramento, instrução dos participantes e parâmetros de avaliação da qualidade da água Iniciou-se apresentando o projeto aos alunos da EWCD, com vistas a obtenção do consentimento/assentimento dos participantes, conforme normativas do Comitê de Ética do CEUNES. Discutiu-se sobre a exploração das águas, sua suscetibilidade à contaminação e formas de mitigação. A segunda reunião envolveu a construção e instrução para instalação dos cloradores. Além da análise de amostras de água das residências participantes para quantificação de bactérias termotolerantes (BT) e E. Coli usando o Colipaper, após encubação por 15h a 36º C, na Termobac (ambos ALFAKIT). Além de medidas de pH e Condutividade Elétrica (CE), com Combo Tester (HI 98130, HANNA). Turbidez (ITEST- IDLT-WV). E Concentração de cloro ativo livre (Cloro) e amônia livre (NH3), Checkers (HI 711 e HI 715, HANNA). As atividades foram registradas para divulgação na rede social (https://www.instagram.com/projeto_clorador/). As variações na composição química da água subterrânea do balneário de Guriri, e detalhes sobre os poços usados para sua captação, são apresentados em Cotta et al. (2020). - Construção dos cloradores para caixa d’água e monitoramento de seu funcionamento Na figura 1 é apresentado o clorador desenvolvido. Suas características de construção e instalação foram planejadas para uniformizar a aplicação do cloro, promovendo um tratamento efetivo e duradouro, com menor manutenção e riscos de operação. O armazenamento das pastilhas no difusor interno, garante que apenas uma pastilha seja dissolvida por vez. Cada clorador foi inicialmente abastecido com 5 pastilhas de 10 g de Tricloro S-Triazina-Triona (AgroAzul). O posicionamento do furo de saída, a 1 cm da base do frasco externo, regula o volume de água clorada que é descarregada pelo clorador. Dois pequenos furos de 2mm de largura são feitos na base do clorador para limitar a dissolução das pastilhas apenas aos momentos de admissão de água. O clorador é amarrado com linha de pesca grossa (0100) imediatamente abaixo do cano de entrada de água, ou sob a saída de água da boia, de modo que a base do clorador fique acima do nível máximo de água na caixa d’água. Assim se evita a continua dissolução das pastilhas, o que poderia levar a uma super dosagem de cloro. A presença de cloro na água foi testada com solução de toluidina (0,1%, em HCl 10%) e envio do registro fotográfico em grupo do WhatsApp. Um resultado negativo indicava a necessidade de reposição das pastilhas ou alguma falha no posicionamento do clorador. Um balanço de massa foi utilizado para estimar a duração da carga de 5 pastilhas considerando-se: i) pastilhas com teor de 90% de cloro ativo; ii) consumo de 230 L de água/pessoa/dia; iii) liberação de 1mg/L de cloro ativo na água. Os dados de 4 campanhas de monitoramento e dos testes com toluidina são discutidos abaixo.

Resultado e discussão

Segundo a Portaria 518/2004 do Ministério da Saúde (MS), a água potável deve estar livre de patógenos, como BT e E. Coli, além de conter cloro livre de 0,2 a 2,0 mg/L, para a inativação de bactérias. É recomendado que a cloração seja realizada em pH entre 6 e 9,5 (idealmente pH<8), sem ultrapassar 5 mg/L de cloro total (Portaria 2.914/2011 do MS). De modo geral, os valores de pH e CE registrados variaram entre 6,7 a 8,5 e 0,5 a 1,4 mS/cm, respectivamente. Estes níveis de CE correspondem a teores de sólidos totais dissolvidos (TDS) de 250 a 700 mg/L em acordo com o limite de 1.000 mg/L da Portaria 2.914/2011, e em acordo com os valores de Cotta et al. (2020). A turbidez variou de 0,04 a 12,9 NTU, independentemente da presença do clorador (Figura 1), com os maiores valores registrados nas residências abastecidas exclusivamente com água subterrânea, as quais geralmente ultrapassam o limite de 5 NTU da Portaria 2.914/2011. Utilizando cloradores com simples sistema de difusão Ferreira et al. (2016) promoveu a desinfecção de 17 de 20 poços estudados, e alcançou níveis de 0,1 a 0,5mg/l de cloro ativo nas águas analisadas após 2 dias após a instalação. Após 30 dias apenas 1 poço apresenta níveis de cloro acima de mínimo preconizado de 0,2 mg/L, (Ferreira et al. 2016). Em nosso estudo, os níveis de cloro livre variaram entre 0,1 mg/L e alcançaram 1,8 mg/L, com média de 0,4 mg/L. Silva et al. (2016), utilizando cloradores de linha com custo superior a R$ 180,00, verificou que a cloração da água de 12 propriedades rurais manteve-se em níveis de 3,0 mg/L na média, excedendo a preconizado. Cada clorador abastecido com cargas de 5 pastilhas foi capaz de manter níveis detectáveis de cloro por 1 a 3 meses, a depender do número de residentes/casa. A duração de cada carga de carga de cloro foi consistente com as estimativas obtidas pelo balaço de massa, tabela 1. O balanço de massas indica que cada carga de 5 pastilhas é suficiente para tratar a água consumida em uma residência com 2 pessoas por 99 dias (3,3 meses). A duração se reduz para aprox. 1 mês para 6 a 7 habitantes. Os dados do monitoramento (tanto quantitativo com checker e teste qualitativo com toluidina) são apresentados na tabela destacando os dias decorridos entre a cada recarga de cloro e os valores médios de cloro e amônia das amostras analisadas mensalmente.Após a instalação dos cloradores todas as amostras apresentavam cloro ativo em nível detectável pelo teste com toluidina. Na casa 1 a necessidade de reposição foi menor que projetada (duração de 88 dias, enquanto o esperado seria com 66), provavelmente devido a um menor consumo de água, associado a permanência na residência apenas no período noturno, conforme relatado pelos participantes. As casas 2 e 3, ambas com 4 habitantes, necessitaram de reposição das pastilhas, em intervalos médios de 47 dias, em consenso com o projetado pelo balanço de massas de 48 dias. Nas casas 4 e 5, com 5 habitantes, a duração média de cada carga de cloro foi de 38 dias também em acordo com o projeto de 39 dias. O alto teor de amônia nas amostras da casa 4, provavelmente contribuíram para o consumo do cloro ativo e o consequente registro da menor concentração média de cloro livre. Meyer (1994) discutiu sobre a formação de trihalometanos (THM), principalmente o clorofórmio, e cloroaminas (CA) durante o tratamento da água, via cloração, destacando que a formação destes compostos é lenta, mas pode ser favorecida por maiores o tempo de contato e maiores concentrações de compostos orgânicos (ácido húmico e fúlvico), amônia e cloro na água. Maiores temperaturas e pH alcalino também contribuem para a formação. Desta forma, é importante que o clorador atue de modo a fornecer uma dose constante, mas suficientemente baixa de cloro para minimizar a formação de THM e CA, e ainda promover a desinfecção da água. Considerando que o nível máximo de cloro registrado em nossas amostras se enquadrou no limite de 2,0 mg/L, acreditasse que a formação de poluentes secundários não seja preocupante nas condições operacionais empregadas. O que ainda carece de futura confirmação. A desinfecção da água após instalação dos cloradores foi confirmada por análises com o Colipaper. A maioria das amostras apresentavam elevada contagem de BT, entre 80 e 2.640 UFC/100 mL, e E. Coli entre <80 e 400 UFC/100 mL. A presença de patógenos foi eliminada nos períodos em que os cloradores permaneceram com pastilhas de cloro, mas a contaminação retornava sem seu uso. Os participantes do projeto e demais residentes relataram estar ciente do problema de contaminação bacteriológica da água de seus poços e também reconheceram a efetividade do tratamento alcançado com os cloradores. Porém, com o fim do projeto (e encerramento do fornecimento gratuito das pastilhas) poucos ainda mantem o clorador funcionando fazendo regularmente a reposição das pastilhas. O que indica que uma maior e mais efetiva conscientização da população é necessária, ou a criação de um programa para garantir a constância nas recargas dos cloradores. Neste sentido, uma nova versão com capacidade para 20 pastilhas, para minimizar a frequência de reposição, foi desenvolvido e está em fase de teste. Destaca-se que um pacote de 20 pastilhas custa cerca de R$ 15,00 e oferece proteção por 4 a 6 meses. Ou seja, o tratamento da água apresenta um custo mensal inferir a R$ 4,00. Os cloradores foram construídos com embalagem plásticas descartadas e por isso, não compõem o custo.

Layout do clorador para caixa d’água destacando as furações que regulam seu funcionamento.


Tabela 1. Estimativa da duração de 5 pastilhas de cloro em função do número de residentes. Tabela 2. Monitoramento da presença de cloro (CL)

Conclusões

Este trabalho mostrou que, apesar de a contaminação das águas dos poços do bairro de Guriri ser preocupante, está pode ser facilmente combatida com uma solução caseira e de baixo custo. O modelo de clorador proposto apresentou excelentes resultados, tanto no que se refere a manutenção de níveis de cloro residual dentro da faixa estabelecida pela Portaria 2.914/2011 do MS, quanto pela efetiva desinfecção da água atestada pelos testes com Colipaper. Atualmente o novo modelo de maior capacidade de carga de cloro está sendo testado. Este têm apresentado performance equivalente no que se refere as concentrações de cloro liberadas para água tratada. O estudo também revelou que não bastam iniciativas isoladas para minimizar os riscos à saúde dos residentes, que abastecem suas casas pela captação de água subterrânea com poços raros. A criação de programa para oferecer assistência de modo continuado aos residentes para instalação e manutenção dos cloradores é sugerida enquanto as condições de abastecimento público não são universalizadas e regularizadas para todos os residentes e visitantes do balneário.

Agradecimentos

- Chamada Pública de Projetos de Pesquisa e Extensão Nº 22/2021 – FACTO/EJA/IFES. Projeto: Diagnóstico e Desinfecção da Água para Uso Residencial. Processo SIPAC- IFES nº 23147.000832/2021-46. - EDITAL FAPES Nº 09/2019, TO 034/2020

Referências

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