O documento discute ações de controle e mitigação de impactos de cianobactérias em sistemas de abastecimento de água da bacia do Rio Doce. O seminário abordará tecnologias de tratamento de água contendo cianobactérias e cianotoxinas. A presença dessas bactérias na água destinada ao consumo humano pode trazer riscos à saúde devido à potencial liberação de toxinas.

1. SEMINÁRIO SOBRE AÇÕES DE CONTROLE E MITIGAÇÃO
DE IMPACTOS DE CIANOBACTÉRIAS EM SISTEMAS DE
ABASTECIMENTO DE ÁGUA DA BACIA DO RIO DOCE
Prof. LUIZ DI BERNARDO
DIRETOR DA HIDROSAN ENGENHARIA SS LTDA
www.hidrosanengenharia.com.br
Email:contato@hidrosanengenharia.com.br
Email: luizdiber@hotmail.com
TECNOLOGIAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA QUE CONTÊM
CIANOBACTÉRIAS E CIANOTOXINAS
17 e 18 de Junho de 2013
Governador Valadares - MG

2. SEGUNDO A ONU, EM 2025 CERCA DE
2,7 BILHÕES DE PESSOAS EM TODO O
MUNDO NÃO TERÃO ÁGUA POTÁVEL
A ANA INFORMOU QUE SE A PARTIR DE 2011 NÃO FOSSEM
APLICADOS CERCA DE 22 BILHÕES DE REAIS ATÉ 2015, 55 % DOS
MUNICÍPIOS BRASILEIROS TERIAM FALTA DE ÁGUA EM 2015.

3. 95%
5%
A ÁGUA NA NATUREZA
Água Salgada
Água Doce
99,7%
0,3%
Geleiras
Águas Superficiais e Subterrâneas

4. A ÁGUA DOCE NO BRASIL
Resto do Mundo
Brasil
80%
20%
92%
8%
Amazônia (5% da população)
Resto do Brasil
privilegiado

5. Água: um recurso finito e essencial a vida!

8. Luiz Di Bernardo
?????ÁGUA?????
ÁGUA DE CHUVAGELEIRA

9. ÁGUA SECA?

10. CONFLITOS DO USO ÁGUA DA ÁGUA
Os casos mais relevantes de conflitos pelo uso da água
envolvem os rios:
* Ganges (Índia, Nepal e Bangladesh),
* Jordão (Israel, Jordânia, Líbano e Síria),
* Nilo (Egito, Sudão, Etiópia, Burundi, Quênia, Congo,
Uganda, Ruanda e Tanzânia);
•Tigre e Eufrates (Iraque, Síria e Turquia)
• Mekong (Vietnã e Cambodja)
O problema será maior nos próximos anos, porque há
previsão de crescimento de 30% a 70% da população
nessas regiões até 2.025, além da existência de projetos
de irrigação que demandarão grandes quantidades de
água no futuro em alguns dos países mencionados.

11. Vias de entradas dos contaminantes

12. Poluição por esgoto doméstico e industrial

13. Luiz Di Bernardo
SEM COMENTÁRIOS

14. Luiz Di Bernardo
DESCARGA DE RESÍDUOS DE ETAs

15. FORMAS DE POLUIÇÃO DAS ÁGUAS SUPERFICIAIS

16. POLUIÇÃO DIFUSA:
Causada pelo escoamento de áreas urbanas ou rurais
Também pode ser causada pela deposição de impurezas
presentes na atmosfera
Dificil Controle
FORMAS DE POLUIÇÃO DAS ÁGUAS SUPERFICIAIS

17. POLUIÇÃO PONTUAL:
Causada principalmente pelo lançamentos de esgotos
domésticos e industriais
Principais Poluentes:
•Carga Orgânica
•Nutrientes
•Sólidos Suspensos

18. AS PRINCIPAIS CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS
ÁGUAS SUPERFICIAIS SÃO:
Doenças de Veiculação Hídrica
Consumo do O.D. nos cursos de água
Eutrofização de rios e lagos

19. Estrada do Piripau, Zona Leste de Ribeirão Preto, área de recarga direta

20. Efeitos da ação humana em ambientes aquáticos

21. PROBLEMAS DE
QUALIDADE DA
ÁGUA
CONTAMINAÇÃO !
Microrganismos patogênicos;
Material em suspensão;
Matéria orgânica natural (substâncias
húmicas);
Microalgas;
Cianobactérias e Toxicinas;
Agroquímicos;
Subprodutos Organo-halogenados;
Hormônios, antibióticos e outros
fármacos.
ÁGUA PARA ABASTECIMENTO PÚBLICO = ÁGUA POTÁVEL

22. PROBLEMAS DE QUALIDADE DA ÁGUA
CONTAMINAÇÃO COM MICROALGAS ,
CIANOBACTÉRIAS E TOXINAS

23. Uso Inadequado dos Recursos Hídricos
Atividades agrícolas e industriais
POLUIÇÃO DOS MANANCIAIS SUPERFICIAIS
Condições de temperatura, luz e velocidade de ventos
Urbanização desordenada e Crescimento populacional
FLORAÇÕES DE DETERMINADAS ESPÉCIES
DE ALGAS E CIANOBACTÉRIAS
Enriquecimento artificial dos corpos d’água

24. Alterações Físicas, Químicas e Biológicas
EUTROFIZAÇÃO
Dejetos domésticos Industriais Atividades agrícolas
RESERVATÓRIOS
Receptores de descargas

25. Fontes pontuais e difusas da
eutrofização

26. Corpos
D’água
EUTROFIZAÇÃO
Fatores de influência
Corpos
D’água
Fontes - Não pontuais
• Escoamento superficial
• Transporte de solo
• Intemperização de
rocha
Fontes – Pontuais
• Esgotos domésticos
• Esgotos industriais
Micronutrientes pH da água
Alcalinidade da água
Disponibilidade de luz
Temperatura
Condições hidrológicas
Morfometria do
reservatório
EUTROFIZAÇÃO
Nutrientes
• Nitrogênio
• Fósforo

27. Salvinia sp.
Luiz Di Bernardo
PLANTAS AQUÁTICAS – REPRESA GUARAPIRANGA

29. Florações de algas na Represa Billings
(Fonte: Billings 2000, Capobianco e
Whately).

30. A presença de algas e/ou cianobactérias em águas destinadas ao
consumo humano pode trazer efeitos diretos na qualidade da água,
tais como:
Principais organismos presentes na água e suas características
Microalgas
• aumento de matéria orgânica particulada;
• aumento de substâncias orgânicas dissolvidas que podem conferir odor
e sabor à água;
• precursores da formação de compostos organo-clorados;
• toxicidade;
• incrementar a cor da água;
• servir de substrato para o crescimento de bactérias na estação de
tratamento;
• aumento do pH e de suas flutuações diárias.

31. As algas podem causar sérios problemas operacionais nas ETAs,
podendo flotar nos decantadores e serem carreadas para os filtros,
obstruindo-os em poucas horas de funcionamento.
Quando presentes em quantidade expressiva, algumas espécies de
algas podem passar pelos filtros causando odor na água tratada, além de
possibilitar a formação de compostos organo-clorados.
Pela possibilidade de liberar toxinas na água, extremamente
perigosas ao ser humano, alguns gêneros das Cianobactérias podem
representar um perigo sério aos sistemas de abastecimento de água se as
ETAs não estiverem preparadas para inativá-las e removê-las.
Microalgas

32. Algas e seus efeitos em sistemas de tratamento de água
Gênero de Alga Problema ocasionado em ETA
Anabaena, Microcystis,
Oscillatoria
Odor, interferência na
coagulação e toxinas.
Chlorella Odor, coloração e persistência
no sistema de distribuição
Asterionella Odor, persistência no sistema de
distribuição e interferência na
coagulação.
Euglena Odor, corrosão em concreto e
interferência na coagulação.
Spirogyra Odor e produção de lodo,
Fonte: Di Bernardo, L. , Dantas, A. D. B.,, Minillo, A. Florações de Algas e de Cianobactérias:
Suas Influências na Qualidade da Água e nas Tecnologias de Tratamento.

33. Cianotoxinas
O grande problema, que gera preocupação às autoridades e gerentes das
estações de tratamento de água, é o fato de que algumas das toxinas
produzidas por cianobactérias não são facilmente removidas por processos
convencionais de tratamento de água. Existem estudos comprovando que
tais toxinas resistem até mesmo a fervura.
Dentre as cianotoxinas, a mais estudada é a microcistina-LR. A preocupação
em âmbito mundial fez com que a Organização Mundial da Saúde (WHO) em
1998, sugerisse um valor padrão de 1,0 µg/L (1 micrograma por Litro) de
microcistina-LR (valor máximo permitido) na água utilizada para consumo
humano. Alguns países como França e o Brasil adotaram este valor como
padrão.
PROSAB 4 – REMOÇÃO DE CIANOBACTÉRIAS E CIANOTOXINAS
PROSAB 5 – REMOÇÃO DE MICROCONTAMINANTES
www.finep.gov.br

34. Mais de 70 tipos de microcistinas – MCs
HEPATOTOXINAS
Estrutural geral da microcistina-LR, onde X e Z representam os dois L-
aminoácidos
variáveis e R1 e R2 são os locais de possíveis metilações.
Ciclo (D-alanina1 - X2 - D-MeAsp3 - Z4 - Adda5 - D-glutamato6 - Mdha7)
Cilindrospermopsinas
Microcistinas
Nodularinas

35. Efeitos das Cianotoxinas
Características Gerais das Cianotoxinas (Chorus e Bartram, 1.999)
Grupo Tóxico1
Principal órgão atacado em
animais
Gênero de Cianobactérias2
Peptídeos Cíclicos
Microcystina
Fígado
Microcystis, Anabaena, Planktothrix (Oscillatoria), Nostoc,
Hapalosiphon, Anabaenopsis.
Nodularina Nodularia
Alcalóides
Anatoxina-a Sistema nervoso Anabaena, Planktothrix (Oscillatoria), Aphanizomenon
Anatoxina-a(S) Sistema nervoso Anabaena
Aplysiatoxina Pele Lyngbya, Schizothrix, Planktothrix (Oscillatoria),
Cylindrospermopsina Fígado, rim e sistema linfático Cylindrospermopsis, Aphanizomenon, Umezakia
Lyngbyatoxina-a Pele, trato gastrintestinal Lyngbya
Saxitoxina Sistema nervoso Anabaena, Aphanizomenon, Lyngbya, Cylindrospermopsis
Lipopolissacarídeos (LPS)
Lipopolysccharides
Potencialmente irritante em
alguns tecidos expostos
Todos
1.Variações estruturais podem acontecer para cada grupo tóxico.
2. Não produzido por todas as espécies dos gêneros.

36. Cianotoxinas
Fevereiro de 1996, Clínica de hemodiálise em Caruaru, pacientes
começaram a apresentar náuseas, vômitos após procedimentos nos
dialisadores. Mais de sessenta pacientes morreram.
Após investigação das autoridades de saúde, descobriu-se a causa das
mortes: toxinas de cianobactérias.
A descrição de ocorrências de cianobactérias e a contaminação de ambientes
aquáticos por suas toxinas têm sido relatadas em vários países como
Austrália,
Inglaterra,
China,
África do Sul,
Alemanha,
Itália,
Argentina
e Brasil,
sendo, portanto, parte da literatura toxicológica mundial.

37. Ocorrência de florações tóxicas no Brasil
Florações Hepatotóxicas
Florações Neurotóxicas

38. Beijing atribuída a
Wayne Carmichael
Reservatório do Iraí - PR
Floração de Anabaena
circinalis
Coloração verde
azulada devido às
ficocianinas
Floração de Cilindrospermopsis
em um reservatório de
Pernambuco
Aspectos de diferentes florações
Fotos: Cianoweb e Brandão & Azevedo, 2001
Floração de Microcystis
em uma lagoa do Rio de
Janeiro

39. Anabaena circinalisAnabaena sp. Anabaena flos-aquae
Cylindrospermopsis raciborskii
Imagens de espécies potencialmente produtoras de
toxinas
Planktothrix agardhii
Fotos: Cyanobacterial Image Gallery

40. Microcystis sp. Microcystis sp.
Radiocystis
Imagens de espécies potencialmente produtoras de toxinas
Microcystis aeruginosa
Microcystis botrys
Microcystis panniformis
Fotos: SANT´ANNA E AZEVEDO

41. Em 1999 o Rio Darling, na Austrália, ficou coberto por um tapete verde de
cianobactérias, que teve como conseqüência a morte de vários animais selvagens e
também do gado.

42. Manancial Eutrofizado com Microcystis spp
Região Metropolitana de São Paulo - Captação Rio Grande (Setembro/2001)
Represa Guarapiranga - Nov. 2001

43. MANANCIAIS PROTEGIDOS
Ribeirão do Torto - Brasília
Lago Santa Maria - Brasília
Represa João Leite
Manancial Sistema Alto Cotia
da RMSP

44. Curso de Água recebendo Efluente de Sistema de Tratamento de Águas Residuárias
por Lagoas de Estabilização

45. método 5710 A e B de APHA, AWWA, WEF (1999)
Imagem da cultura de Microcystis spp
(aumento 100x) mantida sob aeração
Imagem da cultura de Microcystis spp
(aumento 100x) submetida à agitação
manual diária
ESTUDOS COM CIANOBACTÉRIAS

46. Preparação da Água de Estudo - AE
Água de estudo com 1,2×105
cel/mL
Cultura de Microcystis spp.
com 1,5 × 107 cel/mL
Diluição em água
filtrada da ETA 2
de São Carlos
Material usado para preparação do extrato
de microcistinas - MCs
(Cultura de Microcystis spp. após concentração e
liofilização)

47. Vista dos camundongos durante e após o teste
inchaço na
região abdominal
prostração
perda de
brilho dos olhos
transpiração
camundongos do controle (ativos) camundongos submetidos à
dosagem de 8 mg/kg p.c. (imobilidade)
camundongos submetidos à
dosagem de 18 mg/kg p.c.
(imobilidade e fotofobia)

48. Existe solução ou remediação para um corpo de água atingido por floração de
cianobactéria tóxica?
MONITORAMENTO: O monitoramento é um passo importante, visto que é
através deste que se identifica se é realmente floração de cianobactérias ou de
microalgas, e no caso de floração de cianobactérias quais gêneros estão envolvidos
e em que concentração estão ocorrendo por mililitro (mL) de água.
CONSTATAÇÃO DA TOXICIDADE e a verificação do tipo de CIANOTOXINA
presente no meio aquático do manancial. Existem poucos laboratórios no Brasil que
fazem o monitoramento e análise de toxinas de cianobactérias. Estes laboratórios
utilizam-se de bioensaios (aceitos e recomendados pelo WHO) para comprovação
do efeito tóxico das cianotoxinas produzidas durante as florações tóxicas.
ELIMINAÇÃO: Processos físicos-químicos ou medidas de biodegradação e
biorremediação para a remoção das toxinas.
AÇÕES PREVENTIVAS, que podem variar desde interditar uma área
recreacional ou até mesmo impedir o uso como água potável de um ambiente
impactado por cianotoxinas.
IDENTIFICAÇÃO DA MICROALGA
IDENTIFICAÇÃO DA CIANOTOXINA
TRATAMENTO
DECISÃO

49. Fotos Ilustrando a Presença de Algas em uma ETA – Execução de Ensaios de Jarteste
Expressiva quantidade de algas no manancial (incluindo cianobactérias)
em épocas de estiagem e conseqüente variação acentuada do pH, e à
necessidade de investimentos significativos para adequação da ETA Baroni ou
alteração da tecnologia de tratamento

50. FONTES DE ÁGUA SUPERFICIAL
Salvinia sp.
Luiz Di Bernardo
PLANTAS AQUÁTICAS – REPRESA GUARAPIRANGA

51. Luiz Di Bernardo

52. Luiz Di Bernardo
REPRESA SALTO GRANDE
RIO ATIBAIA

53. Efluente de Tratamento de Esgoto
por Lagoa de Estabilização
Tratamento de Esgoto por Lagoa de Estabilização
RIO

54. Juiz de Fora - MG
Lago Serra Azul – Belo Horizonte
GUANDU – RIO DE JANEIRO

55. CAMPO LARGO - PARANÁ RIO PIRACICABA
JUTURNAIBA - RJ PERI - FLORIANÓPOLIS

56. AÇUDE GAVIÃO - FORTALEZA RIO BATALHA - BAURU
JOÃO PENIDO – JUIZ DE FORA
RESERVATÓRIO DO COCO
PARAISO DO TOCANTINS

57. AÇUDE SERRA DO SANTANA - RN AÇUDE MÉDIO OESTE - RN
ALTO TIETÊ - SUZANO LOMBA DO SABÃO – PORTO ALEGRE

58. Barra Bonita Bariri
RIO TIETÊ

59. RIO TIETÊ
IBITINGA PROMISSÃO
NOVA AVANHANDAVA
TRÊS IRMÃOS

60. Luiz Di Bernardo
CYANOPHYTA

61. Luiz Di Bernardo
CRYPTOPHYTA

62. Luiz Di Bernardo
PYRROPHYTA

63. Luiz Di Bernardo
CRYSOPHYTA
Crisofíceas, Bacilariofíceas (Diatomáceas), Xantofíceas

64. Luiz Di Bernardo
EUGLENOPHYTA

65. Luiz Di Bernardo
CHLOROPHYTA

66. Luiz Di Bernardo
PORTARIA 2.914 – PADRÃO DE POTABILIDADE DO BRASIL
Art. 37 - A água potável deve estar em conformidade com o padrão de
substâncias químicas que representam risco à saúde e cianotoxinas,
expressos nos Anexos VII e VIII e demais disposições desta Portaria.
§ 3º Em complementação ao previsto no Anexo VIII desta Portaria,
quando for detectada a presença de gêneros potencialmente
produtores de cilindrospermopsinas, no monitoramento de
cianobactérias, previsto no § 1º do art. 40, desta Portaria, recomenda-
se a análise dessas cianotoxinas, observando o valor máximo aceitável
de 1,0 μg/L.
§ 4º Em complementação ao previsto no Anexo VIII desta Portaria,
quando for detectada a presença de gêneros de cianobactérias
potencialmente produtores de anatoxina-a(s) no monitoramento de
cianobactérias previsto no § 1º do art. 40 desta Portaria, recomenda-
se a análise da presença desta cianotoxina.

67. Luiz Di Bernardo
Art. 40 - Os responsáveis pelo controle da qualidade da água de sistemas ou
soluções alternativas coletivas de abastecimento de água para consumo
humano, supridos por manancial superficial e subterrâneo, devem coletar
amostras semestrais da água bruta, no ponto de captação, para análise de
acordo com os parâmetros exigidos nas legislações específicas, com a
finalidade de avaliação de risco à saúde humana.
§ 1º Para minimizar os riscos de contaminação da água para consumo
humano com cianotoxinas, deve ser realizado o monitoramento de
cianobactérias, buscando-se identificar os diferentes gêneros, no ponto de
captação do manancial superficial, de acordo com a Tabela do Anexo XI
desta Portaria, considerando, para efeito de alteração da frequência de
monitoramento, o resultado da última amostragem.
§ 2º Em complementação ao monitoramento do Anexo XI desta Portaria,
recomenda-se a análise de clorofila-a, no manancial, com frequência
semanal, como indicador de potencial aumento da densidade de
cianobactérias.
PORTARIA 2.914 – PADRÃO DE POTABILIDADE DO BRASIL

68. Luiz Di Bernardo
PORTARIA 2.914 – PADRÃO DE POTABILIDADE DO BRASIL
§ 3º Quando os resultados da análise prevista no § 2º deste artigo
revelarem que a concentração de clorofila-a por duas semanas
consecutivas tiver seu valor duplicado ou mais, deve-se proceder a nova
coleta de amostra para quantificação de cianobactérias no ponto de
captação do manancial, para reavaliação da frequência de amostragem
de cianobactérias.
§ 4º Quando a densidade de cianobactérias exceder 20.000 células/ml
deve-se realizar análise de cianotoxinas na água do manancial no ponto
de captação, com frequência semanal.
§ 6º Em função dos riscos à saúde, associados às cianotoxinas, é vedado
o uso de algicidas para o controle do crescimento de microalgas e
cianobactérias no manancial de abastecimento ou qualquer intervenção
que provoque a lise das células.

69. Luiz Di Bernardo
PORTARIA 2.914 – PADRÃO DE POTABILIDADE DO BRASIL
O padrão de cianotoxinas (de acordo com a frequência para o controle
de cianotoxinas prevista na tabela do Anexo XII) da água para consumo
humano do Anexo VIII da referida Portaria estabelece os seguintes
valores máximos permitidos (VMP):
Microcistinas: 1,0 μg/L (somatório das concentrações de todas as
variantes de microcistinas)
Saxitoxinas: 3,0 μg/L (equivalente STX/L)

70. Luiz Di Bernardo
PRINCIPAIS PROBLEMAS ASSOCIADOS À PRESENÇA DE ALGAS E
CIANOBATÉRIAS NOS MANANCIAIS
•TOXICIDADE A ANIMAIS
•TOXICIDADE A SERES HUMANOS
•ODOR E SABOR
•PRECURSORAS DA FORMAÇÃO DE COMPOSTOS ORGÂNICOS
HALOGENADOS
•CONSUMO ELEVADO DE PRODUTOS QUÍMICOS (OXIDANTE,
COAGULANTE, AUXILIAR DE COAGULAÇÃO, DE FLOCULAÇÃO OU DE
FILTRAÇÃO)
•NECESSIDADE DO USO DE ADSORVEDORES
•FLOTAÇÃO EM DECANTADORES E COLMATAÇÃO RÁPIDA DO MEIO
FILTRANTE
•ASPECTOS VISUAIS

71. Nova abordagem para o uso da água, desde
sua fonte até seu consumidor
Controle da qualidade
Sistema de distribuição
Adequação do tratamento
Consumidor

73. TRATAMENTO INTEGRADO

74. Luiz Di Bernardo
Camundongos antes do
ensaio
TOXICIDADE

75. TORRE DE TOMADA
AÇÕES PREVENTIVAS E CORRETIVAS EM RESERVATÓRIOS,
LAGOS E AÇUDES

76. CAPTAÇÃO FLUTUANTE
CAPTAÇÃO FLUTUANTE

78. PHOSLOCK

80. Luiz Di Bernardo
TECNOLOGIAS USUAIS DE TRATAMENTO

81. CICLO COMPLETO
COM DECANTAÇÃO
Luiz Di Bernardo

82. Luiz Di Bernardo

83. Luiz Di Bernardo
DECANTADORES

84. Luiz Di Bernardo

85. Luiz Di Bernardo

86. CICLO COMPLETO
COM FLOTAÇÃO
Luiz Di Bernardo

87. Luiz Di Bernardo

89. Luiz Di Bernardo

90. Luiz Di Bernardo

91. Luiz Di Bernardo

92. FILTRAÇÃO DIRETA
ASCENDENTE
Luiz Di Bernardo

93. a) Filtros construídos em concreto em ETA de FDA (Q = 3,6m
3
/s)
Durante a construção Em funcionamento
b) ETA de FDA com filtros construídos em resina (Q = 45L/s)
Luiz Di Bernardo

94. FILTRAÇÃO DIRETA
DESCENDENTE
Luiz Di Bernardo

95. Luiz Di Bernardo