Avaliação da ocorrência e decaimento de vírus entéricos e SARS-CoV-2 no tratamento de esgoto em reator UASB e da persistência de rotavírus A em lodo de UASB dessecado em leito de secagem

Abstract

This research aimed to evaluate the occurrence of SARS-CoV-2, rotavirus A, and norovirus viruses in sewage, treated sewage, sludge and scum from a UASB reactor-type treatment system. Additionally, the persistence of rotavirus in the sludge in the drying bed for 63 days was evaluated. The study was carried out at the Sanitation Research and Training Center (CePTS) UFMG/COPASA, located at the Arrudas Sewage Treatment Station in the city of Belo Horizonte/MG. The UASB-type compacted system used has a treatment capacity of 80 m³/day and 3 m³ of sludge anaerobic volume were discarded in the drying bed. Nine samplings were carried out for each matrix during the months of September to December 2020. For the detection and quantification of the viruses, the RT-qPCR technique was used. The concentration of SARS-CoV-2 in sewage varied between 2.00x104 and 3.76x104 gc/l, with amplification of 67% of the samples. In contrast, rotaviruses A amplified in 100% of the samples and ranged from 9.09x103 gc/l to the maximum concentration, 6.5x103 cg/l. In the treated sewage, the SARS-CoV-2 varied between 6.73x103 gc/l with an average removal of 0.66. Rotavirus A had a concentration of 4.65x103 and 4.63x104 gc/l, with a reduction of 0.27 log10. The positive sample rated were 66.67% and 100% for SARS-CoV-2 and rotavirus A, respectively. In the UASB reactor bottom sludge, SARS-CoV-2 concentrations ranged from 7.84x103 to 8.98x104 gc /gTS while rotavirus A ranged from 3.35x104 to 5.91x104 gc /gTS. The viruses left the reactor through the disposal of sludge in the proportion of 29% and 17% for the new coronavirus and rotavirus A, respectively. The positivity rate of the samples for SARS-CoV-2 and rotavirus A was 89% for both viruses. The scum showed SARS-CoV-2 concentration values ranging from 2.67x103 and 2.39x104 gc /gTS. Rotavirus concentrations in the range of 1.3x104 and 7.40x104 cg/gTS were detected. Sample positivity rates were 67% and 100% for SARS-CoV-2 and rotavirus A respectively. It was not possible to quantify noroviruses due to its low concentration in the environmental. However, the presence of this virus was observed in 44% of the raw sewage samples, 56% in the treated effluent, in 22 % of the sludge samples and 56% in the scum samples. The persistence of rotavirus A in the waste sludge from the UASB reactor after dewatering in the drying bed was evaluated. The virus was found in 100% of the samples after the 63-day monitoring.Esta pesquisa teve como objetivo avaliar a ocorrência dos vírus SARS-CoV-2, rotavírus A e norovírus nas matrizes de esgoto bruto, esgoto tratado, lodo e escuma em um sistema de tratamento do tipo reator UASB. Adicionalmente, avaliou-se a persistência do rotavírus A no lodo excedente desaguado no leito de secagem durante 63 dias. O estudo foi realizado no Centro de Pesquisa e Treinamento em Saneamento (CePTS) UFMG/COPASA, localizado na Estação de Tratamento de Esgoto do Arrudas na cidade de Belo Horizonte/MG. O sistema compacto de tratamento do tipo UASB tratou uma vazão de 80 m³/dia e foram descartados 3 m³ de lodo anaeróbio excedente em leito de secagem para avalição do decaimento de vírus. Foram realizadas 9 coletas para cada matriz durante os meses de setembro a dezembro de 2020. Para a detecção e quantificação dos vírus, foi utilizada a técnica de RT-qPCR. A concentração de SARS-CoV-2 no esgoto bruto variou entre 2,00x104 e 3,76x104 cg/l, com amplificação de 67% das amostras. Em contrapartida, os rotavírus amplificaram em 100% das amostras, com concentrações variando de 9,09x103 cg/l a 4,65x103 cg/l. No esgoto tratado, as concentrações de SARS-CoV-2 variaram entre 6,73x102 e 6,34x103 cg/l com remoção média de 0,66 log10. O efluente tratado apresentou rotavírus A em concentrações de 4,65x103 e 4,63x104 cg/l, com redução de 0,27 log10. Os percentuais de amostras positivas foram de 67% e 100% para SARSCoV-2 e rotavírus A, respectivamente. No lodo de reator UASB as concentrações de SARSCoV-2 variaram de 7,84x103 a 8,98x104 cg/gST, enquanto os rotavírus A variaram de 3,35x104 a 5,91x104 cg/gST. Os vírus deixaram o reator por meio do descarte de lodo na proporção de 29% e 17% para o novo coronavírus e rotavírus, respectivamente. Nas amostras de lodo, a taxa de positividade para o SARS-CoV-2 e rotavírus foi de 89% para ambos os vírus. A escuma apresentou concentrações de SARS-CoV-2 variando de 2,67x103 a 2,39x104 cg/gST. Foram detectadas concentrações de rotavírus A na faixa de 1,3x104 e 7,40x104 cg/gST em amostras de escuma. Nas amostras de escuma, as taxas de positividade foram de 67% e 100% para o SARSCoV-2 e rotavírus A respectivamente. Os norovírus apresentaram concentrações abaixo do limite de quantificação em todas as matrizes. Foi observada a presença de norovírus em 44% das amostras de esgoto bruto, 56% de efluente tratado, em 22% das amostras de lodo e 56% nas amostras de escuma. Foi avaliada a persistência do rotavírus A no lodo de descarte do reator UASB após o desague no leito de secagem. Constatou-se que o vírus estava presente em 100% das amostras após o monitoramento de 63 dias.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerai