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Title: Avaliação do risco à saúde humana pela exposição aos subprodutos da cloração da água do sistema de abastecimento público
Other Titles: Human health risk assessment by exposure to chlorination by products of water from public supply system
Authors: Medeiros, Luciana de Castro
Keywords: Desinfecção de água;Trihalometanos;Risco sanitário;Cianobactérias
Issue Date: 27-Feb-2019
Citation: MEDEIROS, Luciana de Castro. Avaliação do risco à saúde humana pela exposição aos subprodutos da cloração da água do sistema de abastecimento público. 2019. 109f. Tese (Doutorado em Desenvolvimento e Meio Ambiente) - Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019.
Portuguese Abstract: Diante do crescimento populacional e da degradação da qualidade da água dos mananciais de abastecimento público, torna-se cada vez mais desafiador abastecer as populações com água de qualidade e em quantidade ideal, por meio das tecnologias de tratamento usuais. Os processos de filtração e de desinfecção da água são tecnologias fundamentais no tratamento da água para o abastecimento humano. No entanto, podem gerar resíduos ou subprodutos de cloração que causem riscos à saúde da população. Diante desta problemática, esta tese teve como objetivo avaliar a eficiência do processo de tratamento de potabilização de água do sistema de distribuição, além dos consequentes riscos sanitários atrelados a ocorrência da geração de subprodutos do cloro. Inicialmente, foi realizada uma revisão sistemática sobre os aspectos toxicológicos dos Trihalometanos (THM), gerados no processo de desinfecção por cloração de água de abastecimento público, que identificou a necessidade de mais estudos que visem avaliar as condições de exposição da população a esta família de substâncias tóxicas, uma vez que, apresentam um potencial de induzir citotoxicidade e danos ao material genético de diferentes organismos, incluindo o homem. Esta revisão norteou os passos seguintes da avaliação de risco proposta pela tese. Para tanto, amostras de água foram coletadas em uma estação de tratamento de água (ETA) localizada no município de Extremoz (RN), que abastece parte da zona norte da cidade do Natal, a fim de identificar os processos vinculados à formação de THM, além de avaliar os riscos sanitários à exposição a esses subprodutos do cloro. Os resultados das análises comprovaram que a formação dos THM está relacionada às condições de cloração, como o tempo de contato e a concentração, assim como às características da água bruta, como a concentração e as propriedades da matéria orgânica. Adicionalmente, a água de lavagem dos filtros (ALF), tratada em lagoa de sedimentação e recirculada no sistema, contribui para a floração de cianobactérias que são potencialmente produtoras de cianotoxinas, gerando mais uma possível fonte de contaminação à saúde da população abastecida. A avaliação de risco mostrou que a água tratada consumida pela população abastecida pela ETA possui risco não carcinogênico 8 a 9 vezes acima do permitido (Índice de Perigo maior que 1 há efeito danoso à saúde da população). Já o risco carcinogênico (RC) da água distribuída foi encontrado como 400 a 500 vezes maior que o permitido (RCmédia = 470x10-5 ), sendo a maior concentração de clorofórmio e as vias de exposição inalatória e oral os principais fatores de risco dos THM. Desta forma, este estudo conclui que a água de abastecimento público tratada a partir de um manancial com elevada presença de matéria orgânica, filtração direta, recirculação de ALF e desinfecção por cloro possui riscos sanitários não carcinogênicos e, principalmente, carcinogênico devido a elevada formação de THM. Portanto, fica evidente que a concepção de operacionalização da ETA para tratar água bruta, com elevada carga de matéria orgânica, gera riscos à saúde das pessoas que são abastecidas por esta estação que alcança cerca de 160 mil residências. De fato, diante deste cenário, propõem-se novas estratégias de tratamento que minimizem os efeitos causados pelos subprodutos da cloração e das cianotoxinas a fim de evitar à indução de câncer e danos à saúde nas populações humanas, como modificação do desinfetante empregado, diminuição do tempo de retenção da lagoa de sedimentação e realização de um pós-tratamento com filtro de carvão ativado.
Abstract: Due to the population growth and quality loss of the water sources for public supply, it has becoming even more challenging to supply populations with water of ideal quality and quantity, through the conventional water treatment technologies. Water filtration and desinfection processes are fundamental technologies used for human supply waters. Nevertheless, these technologies may generate residues or chlorination by-products which cause risks to the population health. Due to this serious concern, this thesis has as main objective to evaluate the efficiency of the drinking water treatment of the distribution system. This research also studied the sanitary risks linked to the chlorination by-products generation. Initially, a systematic review upon the trihalomethanes (THM) toxicological aspects was made. These THM are generated in the public supply water desinfection by the chlorination process, that identified the need for deeper studies which seek for evaluate the conditions of population exposition to this toxic substances family, once it present potential to induce cytotoxic and genotoxic to different organisms, human included. This review led the following steps for the risk evaluation proposed by this thesis. In this sense, water samples were collected in a water treatment plant (WTP), located at Extremoz City - Rio Grande do Norte State (RN), which supplies part of the northern Natal City, aiming at the identification of processes linked to the THM formations, also considering the sanitary risks evaluation front of these chlorination by-products exposure. Analyses results demonstrated that THM formation is related to the chlorination conditions, such as contact time and concentration, raw water characteristics - such as concentration and organic matter properties. In addition, filter washing water (FWW) which was treated in sedimentation pond and then recirculated in the system contributes to the generation of cyanobacteria which, in turn, are potentially cyanotoxin producers, originating one more possible source of population health risk. The risk assessment showed that the WTP treated water - consumed by the population has a non-carcinogenic risk 8 to 9 times higher than the permitted level (Hazard Index greater than 1 affects the human health). On the other hand, the carcinogenic risk (CR) was found to be 400 to 500 times greater than the allowed (CR = 470x10- 5 ), and the highest concentration of chloroform in inhalation and oral exposure are the main risk factors for THM. In this scenary, this study concludes that public supplied water, characterized by its high organic matter content, which is treated by direct filtration, FWW recirculation and disinfection, presents non-carcinogenic and carcinogenic sanitary risks due to the high formation of THM. Therefore, it is evident that the type of WTP's operation for treating high content organic matter raw water generates health risks to populations, which involves around 160 thousands of residences. Indeed, in view of this scenario, new strategies of water treatments that reduce the chlorination by-products and cyanotoxins in order to avoid the induction of cancer and other to health risks to human populations are proposed, such as modification of the used disinfectant, reduced sedimentation pond´s retention time and a post-treatment with activated carbon filter.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27089
Appears in Collections:PRODEMA - Doutorado em Desenvolvimento e Meio Ambiente

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