Ecotoxicological evaluation of wastewater secondary effluent disinfected with peracetic acid, chlorine, ozone and ultraviolet radiation

Neste estudo foi avaliado o potencial tóxico de diferentes desinfetantes (cloro, ácido peracético, radiação ultravioleta e ozônio) utilizados na desinfecção de esgotos sanitários. Para tanto, foram realizados ensaios de desinfecção (em diversas concentrações e tempos de contato) com o esgoto doméstico originário da estação de tratamento de esgotos da cidade de Araraquara (SP) e, posteriormente, ensaios de toxicidade a fim de verificar possíveis efeitos agudos e crônicos nos seguintes organismos-teste: Daphnia similis, Ceriodaphnia silvestrii, Chironomus xanthus, Danio rerio e Allium cepa. Todos os desinfetantes, nas condições experimentais testadas, foram capazes de produzir efeitos deletérios aos organismos-teste utilizados nesta pesquisa. O cloro foi considerado o desinfetante mais tóxico, sendo seguido pelo ozônio, ácido peracético e radiação UV. Verificou-se ainda que quando o efluente não desinfetado foi tóxico aos organismos-alvo, sua toxidez foi potencializada com a adição dos diferentes agentes desinfetantes. Os resultados obtidos neste estudo sugerem que a utilização do cloro para desinfecção de esgotos sanitários, sem prévia descloração, deve ser revista, em face da eficiência satisfatória de inativação de bactérias proporcionada por outros agentes de desinfecção potencialmente menos tóxicos (tais como o ácido peracético e a radiação UV).In this study, it was evaluated the toxic potential of different disinfectant agents (chlorine, peracetic acid, ultraviolet radiation and ozone) used in the disinfection of urban wastewater. For so much, disinfection assays were accomplished (in several concentrations and contact times) with the domestic sewage from Araraquara city (SP) and toxicity bioassays were developed in order to verify possible acute and chronic effects in the following test-organisms: Daphnia similis, Ceriodaphnia silvestrii, Chironomus xanthus, Danio rerio and Allium cepa. All the disinfectants, in the tested experimental conditions, were capable to produce harmful effects to the test-organisms used in this research. Chlorine was considered the most toxic disinfectant, being followed by ozone, peracetic acid and UV radiation. It was noticed that when the effluent, by itself, was toxic to the test-organism, its toxicity was increased with the different disinfecting agents\' addition. The results obtained in this study suggest that the use of chlorine as a wastewater disinfectant, without previous dechlorination, should be reviewed, because it was observed that other disinfection agents (such as peracetic acid and UV radiation) were able to promote satisfactory levels of bacteria inactivation for potentially less toxicity

Ecotoxicological assessment of water and sediment from tributaries of Barra Bonita reservoir (middle Tietê Superior - SP)

Neste estudo, avaliou-se a qualidade da água e sedimento dos principais tributários do reservatório de Barra Bonita (médio Tietê Superior - SP), analisando 14 estações amostrais em um período anual, através de estudos limnológicos e ensaios de toxicidade crônica (utilizando os cladocera planctônicos Ceriodaphnia dubia e Ceriodaphnia silvestrii como organismos-teste). Os resultados das análises físicas e químicas da água e sedimento demostraram a existência de locais altamente impactados, como os rios Tietê, Capivari, Lavapés e Piracicaba, receptores primário de efluentes domésticos e industriais dos municípios localizados na região. Os bioensaios com C. silvestrii e C. dubia confirmaram o alto grau de degradação destes ambientes, verificando-se indícios de toxicidade crônica em amostras de água pertencentes aos rios Capivari (estação 1), Tietê (estação 2), Piracicaba (estação 4) e Lavapés (estação 11) e toxicidade crônica em amostras de água pertencentes aos rios Tietê e Piracicaba, em especial, por apresentarem alta vazão e baixo tempo de residência da água, representam a principal contribuição de contaminantes para o reservatório de Barra Bonita, uma vez que grande parte dos nutrientes, metais e material em suspensão observados nestas áreas é transportado até a área de influência da represa, podendo causar eutrofização e assoreamento na região. Também foram identificadas áreas com baixo grau de impacto antrófico, como os rios dos Peixe, Capivara e Araquá (com valores de nutrientes e metais que chegam a ser seis vezes inferiores aos obtidos nos rios Capivari e Tietê), que contribuem, em menor escala, para uma relativa diluição dos contaminantes transportados até o reservatório.In this study, water and sediment quality of the most important tributary of Barra Bonita\'s reservoir (Tiete Median Superior - SP) was assessed using limnological analysis and chronic bioassays (with the planktonic cladocerans Ceriodaphnia dubia and Ceriodaphnia silvestrii) throughout 14 stations in a one-year period. This approach showed greatly impacted sites, as are the Tiete, Capivari, Lavapes and Piracicaba rivers, all of them receptors of domestic and industrial wastewater from the cities of the region. The bioassays with C. silvestrii and C. dubia confirmed these results. It was identified that on Capivari (site 1), Tiete (site 2), Piracicaba (site 4) and Lavapés (site 11) water samples, there were traces of chronic toxicity, and it was verified that chronic toxicity on Tiete (site 9), Piracicaba (site 7) and Capivari (site 1) sediment samples existed as well. The Tiete and Piracicaba rivers , with high levels of flow and low time of water residence, represent the principal contribution of contaminants to Barra Bonita\'s Reservoir, due to the transport of nutrients, metals and suspended materials f rom these environments to the Reservoir\'s area of influence, causing eutrophication. Areas with low levels of human impact, like Peixe, Capivara and Araquá rivers (with values of nutrients and metals six times lower than those of the Capivari and Tiete rivers) were also identified. These low impact rivers contribute less contaminants , through a relative dilution, transported to the reservoir

Ecotoxicological evaluation of wastewater secondary effluent disinfected with peracetic acid, chlorine, ozone and ultraviolet radiation

Neste estudo foi avaliado o potencial tóxico de diferentes desinfetantes (cloro, ácido peracético, radiação ultravioleta e ozônio) utilizados na desinfecção de esgotos sanitários. Para tanto, foram realizados ensaios de desinfecção (em diversas concentrações e tempos de contato) com o esgoto doméstico originário da estação de tratamento de esgotos da cidade de Araraquara (SP) e, posteriormente, ensaios de toxicidade a fim de verificar possíveis efeitos agudos e crônicos nos seguintes organismos-teste: Daphnia similis, Ceriodaphnia silvestrii, Chironomus xanthus, Danio rerio e Allium cepa. Todos os desinfetantes, nas condições experimentais testadas, foram capazes de produzir efeitos deletérios aos organismos-teste utilizados nesta pesquisa. O cloro foi considerado o desinfetante mais tóxico, sendo seguido pelo ozônio, ácido peracético e radiação UV. Verificou-se ainda que quando o efluente não desinfetado foi tóxico aos organismos-alvo, sua toxidez foi potencializada com a adição dos diferentes agentes desinfetantes. Os resultados obtidos neste estudo sugerem que a utilização do cloro para desinfecção de esgotos sanitários, sem prévia descloração, deve ser revista, em face da eficiência satisfatória de inativação de bactérias proporcionada por outros agentes de desinfecção potencialmente menos tóxicos (tais como o ácido peracético e a radiação UV).In this study, it was evaluated the toxic potential of different disinfectant agents (chlorine, peracetic acid, ultraviolet radiation and ozone) used in the disinfection of urban wastewater. For so much, disinfection assays were accomplished (in several concentrations and contact times) with the domestic sewage from Araraquara city (SP) and toxicity bioassays were developed in order to verify possible acute and chronic effects in the following test-organisms: Daphnia similis, Ceriodaphnia silvestrii, Chironomus xanthus, Danio rerio and Allium cepa. All the disinfectants, in the tested experimental conditions, were capable to produce harmful effects to the test-organisms used in this research. Chlorine was considered the most toxic disinfectant, being followed by ozone, peracetic acid and UV radiation. It was noticed that when the effluent, by itself, was toxic to the test-organism, its toxicity was increased with the different disinfecting agents\' addition. The results obtained in this study suggest that the use of chlorine as a wastewater disinfectant, without previous dechlorination, should be reviewed, because it was observed that other disinfection agents (such as peracetic acid and UV radiation) were able to promote satisfactory levels of bacteria inactivation for potentially less toxicity

Ecotoxicological assessment of water and sediment from tributaries of Barra Bonita reservoir (middle Tietê Superior - SP)

Neste estudo, avaliou-se a qualidade da água e sedimento dos principais tributários do reservatório de Barra Bonita (médio Tietê Superior - SP), analisando 14 estações amostrais em um período anual, através de estudos limnológicos e ensaios de toxicidade crônica (utilizando os cladocera planctônicos Ceriodaphnia dubia e Ceriodaphnia silvestrii como organismos-teste). Os resultados das análises físicas e químicas da água e sedimento demostraram a existência de locais altamente impactados, como os rios Tietê, Capivari, Lavapés e Piracicaba, receptores primário de efluentes domésticos e industriais dos municípios localizados na região. Os bioensaios com C. silvestrii e C. dubia confirmaram o alto grau de degradação destes ambientes, verificando-se indícios de toxicidade crônica em amostras de água pertencentes aos rios Capivari (estação 1), Tietê (estação 2), Piracicaba (estação 4) e Lavapés (estação 11) e toxicidade crônica em amostras de água pertencentes aos rios Tietê e Piracicaba, em especial, por apresentarem alta vazão e baixo tempo de residência da água, representam a principal contribuição de contaminantes para o reservatório de Barra Bonita, uma vez que grande parte dos nutrientes, metais e material em suspensão observados nestas áreas é transportado até a área de influência da represa, podendo causar eutrofização e assoreamento na região. Também foram identificadas áreas com baixo grau de impacto antrófico, como os rios dos Peixe, Capivara e Araquá (com valores de nutrientes e metais que chegam a ser seis vezes inferiores aos obtidos nos rios Capivari e Tietê), que contribuem, em menor escala, para uma relativa diluição dos contaminantes transportados até o reservatório.In this study, water and sediment quality of the most important tributary of Barra Bonita\'s reservoir (Tiete Median Superior - SP) was assessed using limnological analysis and chronic bioassays (with the planktonic cladocerans Ceriodaphnia dubia and Ceriodaphnia silvestrii) throughout 14 stations in a one-year period. This approach showed greatly impacted sites, as are the Tiete, Capivari, Lavapes and Piracicaba rivers, all of them receptors of domestic and industrial wastewater from the cities of the region. The bioassays with C. silvestrii and C. dubia confirmed these results. It was identified that on Capivari (site 1), Tiete (site 2), Piracicaba (site 4) and Lavapés (site 11) water samples, there were traces of chronic toxicity, and it was verified that chronic toxicity on Tiete (site 9), Piracicaba (site 7) and Capivari (site 1) sediment samples existed as well. The Tiete and Piracicaba rivers , with high levels of flow and low time of water residence, represent the principal contribution of contaminants to Barra Bonita\'s Reservoir, due to the transport of nutrients, metals and suspended materials f rom these environments to the Reservoir\'s area of influence, causing eutrophication. Areas with low levels of human impact, like Peixe, Capivara and Araquá rivers (with values of nutrients and metals six times lower than those of the Capivari and Tiete rivers) were also identified. These low impact rivers contribute less contaminants , through a relative dilution, transported to the reservoir

Toxicity on aquatic organisms exposed to secondary effluent disinfected with chlorine, peracetic acid, ozone and UV radiation

The toxic potential of four disinfectant agents (chlorine, ozone, peracetic acid and UV radiation), used in the disinfection of urban wastewater, was evaluated with respect to four aquatic organisms. Disinfection assays were carried out with wastewater from the city of Araraquara (So Paulo State, Brazil), and subsequently, toxicity bioassays were applied in order to verify possible adverse effects to the cladocerans (Ceriodaphnia silvestrii and Daphnia similis), midge larvae Chironomus xanthus and fish (Danio rerio). Under the experimental conditions tested, all the disinfectants were capable of producing harmful effects on the test organisms, except for C. xanthus. The toxicity of the effluent to C. silvestrii was observed to increase significantly as a result of disinfection using 2.5 mg L-1 chlorine and 29.9 mg L-1 ozone. Ozonation and chlorination significantly affected the survival of D. similis and D. rerio, causing mortality of 60 to 100 % in comparison to the non-disinfected effluent. In experiments with effluent treated with peracetic acid (PAA) and UV radiation, a statistically significant decrease in survival was only detected for D. rerio. This investigation suggested that the study of the ideal concentrations of disinfectants is a research need for ecologically safe options for the treatment of wastewater.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES