Muitos pequenos sistemas de água nos Estados Unidos lutam contra a conformidade com a desinfecção, descobriu um novo estudo da professora de engenharia do Estado de Ohio, Natalie Hull. Crédito: The Ohio State University
Pessoas que obtêm sua água de sistemas de água rurais e pequenas estão em maior risco de exposição à doença de bactérias e outros patógenos nocivos, de acordo com um estudo recente na revista AWWA Water Science.
"Muitos pequenos sistemas de água nos Estados Unidos lutam contra a conformidade com a desinfecção", disse Natalie Hull, principal autora do estudo e professora assistente no Departamento de Engenharia Civil, Ambiental e Geodéstica da Universidade estadual de Ohio. "Essas violações de desinfecção relacionadas à saúde afetam desproporcionalmente os pequenos sistemas, por isso estamos interessados em encontrar uma solução de tratamento de água mais acessível e sustentável."
Só em 2015, cerca de 21 milhões de americanos contaram com sistemas comunitários de água que violavam padrões de qualidade baseados em saúde.
O estudo, publicado em julho, constatou que a desinfecção por luz ultravioleta (UV) por meio de diodos emissores de luz (LEDs) pode ser uma opção de tratamento sustentável para pequenos sistemas de água.
"Esses LEDs que estudamos são realmente pequenos, assim como os do seu telefone ou outros eletrônicos, exceto que emitem irradiação UVC, que é germicidal e realmente eficaz na desinfecção", disse Hull. "Devido ao seu pequeno tamanho e baixos requisitos de energia, somos capazes de projetar reatores de todas as formas e tamanhos, inclusive para pequenos sistemas."
Ao contrário do processo tradicional de cloração que muitos sistemas usam hoje, a desinfecção uv não requer adições químicas, não causa problemas de sabor ou odor, não tem efeito nocivo da superdosagem e não causa corrosão do tubo.
Para o estudo, a equipe realizou uma implementação de um ano do primeiro reator de tratamento de água LED UV disponível comercialmente em um pequeno sistema nas montanhas do Colorado. Medindo bactérias indicadoras-chave, os pesquisadores compararam os resultados dos LEDs UV com a desinfecção tradicional do cloro. O reator UV teve desempenho igual, bem como o sistema de cloração para desinfecção dos organismos indicadores, o que significa que pode ser uma opção viável para o tratamento da água municipal.
Natalie Hull trabalha no laboratório com a assistente de pesquisa de pós-graduação Judith Straathof. Crédito: The Ohio State University
"É realmente emocionante porque custa menos de US$ 25 em eletricidade para executar esta unidade durante todo o ano", disse Hull. "Estava tratando meio litro por minuto — a essa vazão, isso não é suficiente para fornecer água para uma cidade inteira ainda, mas é mais do que suficiente água para abastecer uma casa inteira por ano."
De acordo com Hull, os processos de tratamento de água em comunidades industrializadas não mudaram muito desde o início dos anos 1900.
"Estamos otimizando nossos tratamentos à medida que entendemos melhor os poluentes químicos emergentes, como produtos químicos farmacêuticos, metais pesados, pesticidas e plásticos, e os impactos que eles podem ter em nossa saúde", disse ela. "Desenvolvemos tratamentos mais avançados, mas eles se concentram muito no combate aos produtos químicos em nossa água. Uma área em que estamos atrasados é olhar para o microbioma de nossos sistemas de tratamento e distribuição de água potável."
Os próximos passos incluirão análise detalhada das amostras de água e tubulação. Usando técnicas de sequenciamento de DNA de última geração, sua equipe irá comparar comunidades microbianas em amostras de água e biofilme entre as duas práticas de desinfecção: UV versus cloro.
"Embora alguns se saiba sobre como o cloro afeta as comunidades microbianas, pouco se sabe sobre como o UV afeta as comunidades microbianas", disse ela.
A equipe também determinará como as comunidades microbianas foram afetadas ao longo do tempo por fatores como temperatura e turbidez, ou nebulosidade, e como seus resultados se alinham com medidas de bactérias indicadoras, como coliformes e E. coli, e atividade microbiana geral. Além disso, eles compararão os dados de sequenciamento de alto rendimento normalmente fornecidos por laboratórios comerciais com os dados de um sequenciador de DNA portátil em seu laboratório.
"Não só estamos olhando para uma tecnologia de tratamento de água mais acessível, mas também estamos olhando para uma tecnologia de monitoramento mais acessível", disse ela.
