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MODELO DE DISPERSÃO E DESCARGA DE ESGOTO DE CRIPTO E GIARDIA NA ÁGUA SUPERFICIAL.
INTRODUÇÃO
Os parasitas protozoários C. parvum e G. intestinalis causam muitos surtos de doenças gastrintestinais através da água potável (Craun et al, 1998; lisle e Rose, 1995). o estagio (oo)cístico destes parasitas é excretado pelos hospedeiros infectados e é resistente ao meio ambiente. Pode sobreviver por bastante tempo não água de superfície (DeReignier et al, 1989; Robertson et al, 1992; Chauret et al, 1995, 1998; Medema et al, 1997) e é resistente a desinfecção química (Finch et al, 1993). os baixos números de (oo)cistos são suficientes para estabelecer a infecção em um hospedeiro susceptível. A extrapolação dos dados proveniente de um experimento de dose-resposta em voluntários humanos (Dupont et al, 1995; rendtorff, 1954) com o modelo exponencial indica que mesmo uma dose de um único (oo)cisto resulta em uma probabilidade de infecção: para o cripto de 0,4% e para giardia de 2% (Teunis et al , 1996). Embora estes resultados sejam extrapolações dos dados experimentais, é possível eu uma estratégia bem sucedida destes parasitas dependa da infectividade de um único (oo)cisto. A persistência dos (oo)cistos no ambiente aquático, sua resistência a infectividade e a desinfecção química tornam os (oo)cistos de cripto e giardia patógenos críticos para a produção de água potável proveniente de fontes de águas superficiais e de recreação.
Muitos estudos tem demonstrado a presença de cripto e giardia na água de superfície em pontos de abstração para a produção de água potável (LeChevallier et al, 1991; Altherholt et al, 1998; Rose et al, 1991; Carrington e Smith, 1995; Hutton et al, 1995; Armon et al, 1995; Karanis e Seitz, 1996; Medema et al, 1999). surpreendentemente, poucas pesquisas foram conduzidas nas áreas de banho, porem poucos estudos também mostram a presença de cripto e giardia em águas de banho marinhas (Johnson et al, 1995) e de rio (Ruiter, 1988).
As fontes importantes de contaminação de cripto e giardia das águas superficiais são descargas do run-off agrícola e de esgoto domestico tratado e não tratado. As elevadas concentrações de cripto e giardia foram demonstradas no esgoto domestico tratado e não tratado (Sykora et al, 1991; Rose et al, 1986; Madore et al, 1987). um aumento na concentração de parasitas na água superficial é observado downstream (rio abaixo) nas áreas agricolas (Svoboda et al, 1997; Xiao, 1994; Casemore et al, 1997) ou nas descargas do esgoto domestico tratado ou não. Alem disso, a vida selvagem é sugerida como uam fonte importante de contaminação das águas prístinas (Hansen e Ongerth; Craun, 1990).
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A significância relativa destas diferentes fontes para a ocorrência de (oo)cistos em um local especifico de água superficial é determinada por uma combinação de fatores: (i) nível de contaminação destas fontes, (ii) magnitude das fontes (carga), (iii) transporte de (oo)cistos provenientes da fonte de água superficial, (iv) transporte de (oo)cistos na água superficial proveniente da fonte de contaminação ao local especifico e (v) sobrevivência dos (oo)cistos. Os (oo)cistos sobrevivem por vários meses nas fezes e na água (Dereigner et al, 1989; Robertson et al, 1992; Chauret et al, 1995; Medema et al, 1997). Embora pouco se saiba sobre os mecanismos que controlam o transporte de (oo)cistos na água do rio, parece provável que o transporte através do fluxo de água é o principal determinante. As concentrações de (oo)cistos estão positivamente correlacionadas com o fluxo de água e os níveis de turbidez (Atherholt et al, 1998; Medema et al, 1999). Nestes estudos, as concentrações de giardia diminuíram com o aumento da temperatura, enquanto as concentrações de cripto não estiveram relacionadas com a temperatura abaixo de 20º. C. o transporte (oo)cístico nos mananciais pode ser rápido, como ilustrado pelas elevadas concentrações encontradas nestas águas na ” primeira descarga” após a ocorrência de chuvas (Stewart et al, 1997).
A descrição quantitativa da descarga e do destino dos (oo)cistos nas águas superficiais nos fornece uma perspectiva da significância das diferentes fontes e dos processos que determinam a probabilidade dos (oo)cistos serem transportados a partir do ponto de descarga aos locais de abstração de água potável ou de recreação.
Na Holanda, foram desenvolvidos modelos para a descrição da emissão dos poluentes químicos na superfície da água e a posterior dispersão destes poluentes na água superficial. Estudamos a aplicabilidade destes modelos para descrever a emissão dos (oo)cistos (giardia e cripto) na água superficial proveniente das descargas de esgoto tratado ou não e a dispersão dos (oo)cistos jogados nas águas de superfície na Holanda. Esta informação pode ser usada para o projeto de uma estratégia efetiva de proteção da água.
METODOS
Modelos de emissão do esgoto domestico
Modelo. A emissão de (oo)cistos através das descargas de esgoto domestico tratado ou não foi calculada com o uso do software PROMISSE versão 2.5.0 desenvolvido para descrever a emissão do nitrogênio, fósforo, metais pesados e compostos aromáticos policiclicos (Quarles van Ufford e Ros, 1991). O PROMISSE reúne informação sobre as localidades e as quantidades de descargas de esgoto, tratado (biologicamente) ou não tratado (descargas diretas). Os dados sobre estas descargas foram usados de 1993 (Coppoolse et al, 1993).
Informações colhidas. Para a descrição da emissão de parasitas, o modelo precisou de informação precisa da excreção media de (oo)cistos por habitante ao ano, o numero total de habitantes e a remoção de cripto e giardia através do tratamento biológico dos resíduos.
A excreção media foi calculada a partir da concentração de (oo)cistos no esgoto domestico e a produção media de resíduos por pessoa durante o ano.
A concentração de cripto e giardia no esgoto domestico e sua remoção pelo tratamento foram determinadas através da amostragem de 10 a 50 l de influente depositado e 100 l de efluente secundário em 5 estações de tratamento biológico de esgoto. As amostras foram coletadas com o metodo de filtração de cartucho usando filtros de 1 µm DPPPY Microwynd CUNO em 41 min, estes foram cortados e as fibras foram lavadas com Tween 20 0,1% em PBS. O eluato 21 foi concentrado em 2 seqüências de centrifugação de 15 min, em 900 x g para giardia e em 1200 x g para cripto. Os sedimentos foram purificados através da flutuação em sucrose e analisados através da microscopia imunofluorescente, como descrito por Medema et al (1998). 6 amostras bimestrais foram colhidas em cada local de maio de 1994 a maio de 1995. Em cada local, um amostra do influente e uam do efluente foi semeada com os (oo)cistos para determinar a eficiência de recuperação do metodo de detecção.
A produção media de esgoto domestico ao ano (122,3 m3) foi calculada a partir da população total da Holanda em 1994 (15,4 x 106 (Anon. 1994) e o volume total de esgoto domestico produzido em 1994 (1876 x 106 m3, Coppoolse et al, 1993).
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Modelos de dispersão na água de superfície
Modelo. A dispersão de cripto e giardia na água de superfície foi calculada com o software WATNAT versão 2.05 (Schijven et al, 1995). WATNAT é um modelo hidrológico que consiste de um modulo de transporte hidrodinâmico para a rede de água da Holanda, cm base em um esquematização que divide o pais em 85 áreas. Estes locais são conectados aos principais cursos de água perfazendo um total de 109 “módulos” ao longo destes cursos. Um segundo modulo descreve os processos que afetam a qualidade da água (como a contaminação) em cada parte da rede.
Os parasitas são transportados na água de superfície através da advecção, como outras partículas minúsculas. Para cada local, o transporte de protozoários foi calculado a partir da entrada dos protozoários pelas descargas de esgoto domestico (saída de PROMISE), os fluxos de entrada de protozoários provenientes dos locais upstream e os de entrada dos locais downstream. No casos das áreas distritais diretamente adjacentes a margem no ponto de entrada dos cursos de água para o pais, a carga de protozoários era necessária ser calculada proveniente de outros locais para a Holanda.
Coleta de dados. Para calcular a dispersão parasitaria, WATNAT precisava de informações sobre a entrada das descargas provenientes do esgoto tratado e não tratado e a concentração de cripto e giardia no esgoto tratado e bruto. As informações obtidas com o PROMISE sobre as descargas de (oo)cistos do esgoto domestico por área distrital foram passadas para o WATNAT.
A Holanda é o delta de 2 rios grandes rios internacionais (Reno e Meuse). Estes rios carregam a carga de cripto e giardia proveniente das descargas de resíduos agrícolas e de esgoto domestico dos outros paises (upstream = rio acima). Portanto, a contribuição destes rios, tanto com relação ao seu fluxo quanto a carga parasitaria são dados importantes para o WATNAT. A concentração de cripto e giardia no ponto de entrada do Reno e Meuse na Holanda foi estimada com a coleta de amostras de 100 l em cada local no outono de 1995, através do metodo descrito por Medema et al (1998). Para os cálculos do modelo, presumiu-se que a carga de (oo)cistos (que é o número de (oo)cistos que entra na Holanda por unidade de tempo) permaneceu constante.
Para determinar o impacto das concentrações no ponto de entrada, foram calculadas as concentrações na água superficial na Holanda, os cálculos da concentração foram realizados com e sem estes dados fornecidos.
As informações sobre a sobrevivência dos oocistos de cripto na água de (…..) foram também incorporadas neste modelo. A partir dos dados experimentais reportados, os índices de inativação foram calculados com uma curva descendente da linha de regressão linear do gráfico log-linear da concentração dos (oo)cistos viáveis x tempo. Os dados sobre os índices de sedimentação indicam que a sedimentação dos (oo)cistos desagregados na água superficial não é um fator importante no transporte de (oo)cistos na água de superfície (Ives, 1990; Medema et al, 1998). Os oocistos prontamente se agregam as partículas na água (Medema et al, 1998), e a sedimentação dos (oo)cistos agregados pode ser importante. Isto é sugerido pelos achados de Stewart et al (1997), que descobriram elevadas cargas de oocistos nas primeiras amostras destas, porem nenhum oocisto foi encontrado na água que sai do reservatório o qual recebia estas cargas. Se ocorrer a sedimentação de (oo)cistos, a ressuspensão de sedimentos durante a elevação do fluxo, através do movimento de embarcações e outras atividades, podem provocar aumento das concentrações de (oo)cistos na água. Entretanto, a sedimentação e a ressuspensão não poderiam ser incorporadas no modelo, porque muito poucos dados quantitativos estavam disponíveis.
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Concentrações observadas de parasitas x as calculadas. Para validar o resultado dos cálculos do modelo, eles foram comparados às concentrações observadas em 6 locais de água de superfície na Holanda. Os 2 locais eram o ponto de entrada do Rio Reno e Meuse na Holanda e os outros 4 pontos eram de abstração para a água potável. Este ultimo estava localizado no Rio Meuse, aproximadamente 215 km dowstream (rio abaixo) do ponto de entrada, em 2 ramificações do Rio Reno 80 e 105 km abaixo do ponto de entrada e um local onde havia um córrego regional na área agrícola, não era influenciado pelos 2 rios. A concentração de cripto e giardia nestes locais foi determinada ao coletar e avaliar 5100 l de amostras em cada local durante o outono de 1995 através do metodo descrito por Medema et al, 1998.
RESULTADOS
Cripto e giardia presentes no esgoto domestico bruto e tratado.
A giardia foi encontrada em todas as amostras de efluente primário e secundário, enquanto o cripto foi detectado em 20/31 (65%) das amostras do efluente primário e em 14/31 (45%) das amostras do efluente secundário. Para determinar as concentrações reais destes parasitas no esgoto, as concentrações observadas foram corrigidas para a eficiência de recuperação media do metodo de detecção.
A Eficiência de recuperação media nas amostras do influente foi de 0,36% para os oocistos de cripto e de 10% para os cistos de giardia. A concentração corrigida de cripto no efluente primário foi de <1 a 3,9 x 105 por 1 (fig. 1). A maioria das amostras continha <1 –100 oocistos por 1, porem as concentrações máximas ocasionais de ate 104 a 3,9 x 105 por 1 foram observadas em agosto, setembro, novembro, e fevereiro. As concentrações de giardia foram de 21 a 2600 por 1. Não foi observada variação sazonal forte; as concentrações foram relativamente baixas em agosto e abril. As concentrações de giardia eram geralmente mais elevadas que as concentrações de cripto, porem menos variáveis.
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Modelo de emissão
Para determinar a excreção media por habitante ao ano, foi usada a mediana da concentração no efluente primário, corrigida para a eficiência media de recuperação do método de detecção: 17 oocistos por litro para cripto e 200 cistos por litro para giardia. A produção de esgoto domestico em 1,53 x 107 habitantes foi de 1,87 x 1012 l ao ano e 97,6% dos habitantes tinham sistema de esgoto em suas casas (dados de 1993). Grande parte do esgoto é tratada em estações de tratamento biológico antes da descarga na água superficial, porem uma pequena proporção é descarregada sem tratamento, porque nenhum tratamento esta instalado ou aumento do fluxo de esgoto aumenta durante as chuvas.
A eficiência de remoção do tratamento biológico foi determinada a partir da diferença na concentração media do influente e do efluente. Para o cripto, isto resultou em uma eficiência de remoção de 75%. As eficiências similares de remoção são também reportadas por Rose et al, (1986) e Madore et al (1987) para o tratamento dos resíduos biológicos. Para a giardia, a eficiência de remoção negativa foi calculada, porque a concentração media corrigida no efluente era maior que no influente. Com o uso da concentração media incorreta, a eficiência de remoção para os cistos de giardia seria de 93%. A Analise dos dados de Sykora et al (1991) sobre as concentrações de giardia no efluente de 11 estações de tratamento de água esgoto produziu uma eficiência de remoção de 99,6%. Robertson et al (1992) reportaram uma remoção de 89-97% de cistos de giardia na água residual através do tratamento biológico. Para aos cálculos do PROMISE, usamos uma eficiência de remoção intermediária de 99%.
Modelo de emissão
A combinação da concentração media de (oo)cistos no esgoto domestico e o volume total de esgoto domestico produzidos na Holanda forneceu a carga anual de (oo)cistos através desta rota em 1994; 3,2 x 1013 oocistos de cripto e 3,8 x 1014 cistos de giardia (tabela 1). A divisão desta carga pelo número da população produziu a excreção media por habitante ao ano; 2,1 x 106 oocistos de cripto e 2,5 x 107 cistos de giardia.
Os cálculos do modelo mostraram que a vasta maioria (85%) dos oocistos que foi descarregada na água de superfície via da descarga do esgoto tratado biologicamente (tabela 1). Para os cistos de giardia, isto é apenas 18%. Visto que a eficiência de remoção do tratamento de esgoto para giardia que foi fornecida ao modelo era bem maior, a maioria dos cistos (82%) entram na água superficial através da descarga do esgoto não tratado (tabela 1).
Cripto e giardia nos rios presentes nos pontos de entrada.
A concentração de cripto e giardia nos rios Reno e Meuse na Holanda é apresentada na tabela 2. As concentrações medias corrigidas para a eficiência de recuperação do metodo de detecção, e o volume anual de água do rio que passa pelo pais foram usados para calcular a carga anual de (oo)cistos na Holanda nestes rios.
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Modelo de dispersão.
Os dados obtidos do PROMISE sobre as descargas de (oo)cistos do esgoto tratado e bruto para os distritos foram usados para o WATNAT. Assim, a carga de (oo)cistos que flui no rio Reno e no rio Meuse na Holanda serviu como fonte de dados para o WATNAT.
Para incorporar a taxa de sobrevivência nos índices de inativação de (oo)cistos na água, estes foram abstraídos da literatura. Para os oocistos de cripto, o índice de inativação se baseou nos estudos de sobrevivência de (Medema et al (1997), Robertson et al, 1992 Dereigner et al, 1989; Robertson et al, 1992; Chauret et al, 1995;).descobriram os índices de inativação de 0,01 a 0,024, unidades log10 ao dia e nenhuma diferença no índice de inativação entre 5º.C e 15˚C. a partir dos dados de Robertson et al (1992) e Chauret et al (1995) os índices de inactivação de 0,0022 a 0,0027 unidades log10 foram calculadas. Charet et al 91995) descobriram que ao índice de inativação não era dependente da temperatura da água até 20º.C. a partir destes estudos, deduzimos um índice conservativo de inativação não dependente da temperatura de 0,003 unidade log10 ao dia. Para giardia, o índice de inativação dependente da temperatura de 0,01 x t (˚C)foi usado, com base no estudo de Dereigner et al (1989). Seus dados de sobrevivência foram reunidos em períodos com medias de temperaturas iguais. A curva descendente da analise de regressão de log10 da fração sobrevivente e a temperatura (0,01 ao dia por ˚C) foi usada como uma constante da inativação dependente da temperatura. A temperatura diária da água superficial na Holanda no ano inteiro foi abstraída a partir das informações de Nijs e Burns (1994).
Modelo de dispersão
Foram escolhidos 15 locais de água superficial (principalmente os pontos de abstração, estes foram selecionados (fig. 2) e a media e a faixa da concentração de cripto e giardia foram calculadas (tabela 3). O modelo de dispersão resultou nas concentrações medias de 0,30 a 0,38 oocistos de cripto por litro e de 0,013 a 0,09 cistos de giardia por litro do cursos de águia com pouca ou nenhuma influencia dos rios internacionais1,9 a 7,6 oocistos e 0,6 a 57 cistos por litro na água de superfície sob a influencia direta dos rios Reno e Meuse. Para investigar a contribuição da carga de (oo)cistos proveniente de concentrações externas, estas foram calculadas com e sem a presença de carga. A importação de (oo)cistos provenientes de outros locais através dos rios Reno e Meuse possui um forte efeito sobre as concentrações calculadas. Nos locais que estavam sob a influência direta destes rios (B-G, J e K) as concentrações calculadas de cripto eram de 4,4 a 200 x mais baixas se a importação dos 2 rios fosse negligenciada; para a giardia, as concentrações sem a importação foram até mesmo 4,2 a 4100 x mais baixas. Evidentemente, nos locais que estavam sob a influencia destes rios (L e M), ou apenas só um pouco, as concentrações com e sem a importação eram iguais.
Nos cálculos realizados com relação à importação, a concentração de cripto e giardia diminuiu com o tempo de permanência da água na Holanda (tabela 3: compare C com B e A; K com J e I; H com D e A). Nos cálculos sem importação, o reverso foi observado. Assim, quanto maior o tempo de permanência da água na Holanda, maior é a importância das descargas locais. A contribuição das descargas do esgoto domestico no pais somava de 0,5 a 23% da concentração media calculada para cripto nos locais que estavam sob influencia direta do rio Reno ou Meuse; e até mesmo menor que 5% da concentração media de giardia nestes locais.
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Concentrações observadas x calculadas
Os dados sobre a ocorrência de cripto e giardia na água de superfície estavam presentes para seis locais. A comparação destes dados para a emissão e os cálculos do modelo de dispersão demonstraram que as diferenças entre as concentrações observadas e calculadas de cripto e giardia na água superficial eram menores que um fator de 2 a 3 na maioria dos casos (fig. 3). No local L, a concentração calculada de cripto era um fator 7 menor que a da concentração observada. Para giardia, a concentração calculada era até mesmo um fator 37 menor que a observada. Este local estavam sitiado rio acima das descargas de esgoto domestico e rio abaixo da área agrícola com criação de bovinos e caprinos e a aplicação de adubo orgânico para a fertilização do solo, indicando que a fonte principal de poluição fecal era o run-off (escoamento de água) desta área, ao passo que as concentrações calculadas foram determinadas pela descarga calculada do esgoto domestico. Alem disso, este local não estava sob a influencia do rio Reno ou Meuse. No local B, a concentração de cripto era um fator 6 maior que a concentração observada.
Em um certo local do Rio Meuse (K), os dados sobre a ocorrência de cripto e giardia provenientes da amostragem coletada semanalmente ou de 2 em 2 semanas durante todo o ano estavam disponíveis (Teunis et al, 1997). Os dados diários fornecidos por este modelo neste local foram comparados às concentrações observadas (fig. 4). Para o cripto, as concentrações calculadas do modelo eram menores durante o inverno porem maiores na primavera e no verão. As concentrações de giardia era quase iguais às observadas durante o verão e o outono, porem um pouco maiores na primavera e no inicio do verão.
Discussão
Validação do modelo
Este estudo demonstrou que os modelos PROMISE e WATNAT, que foram desenvolvidos para a descrição da emissão e dispersão dos poluentes químicos, podem ser aplicados para aproximar a emissão de cripto e giardia através do esgoto doméstico e sua dispersão na água de superfície. A concentração na água de superfície que é calculada pela combinação destes modelos esteve próxima da observada em 5 dos 6 locais de água superficial examinados. O local onde o modelo previu concentrações menores que aquelas observadas (L) foi principalmente influenciado pela poluição agrícola, que não esta incorporada ao modelo . Isto mostra a relevância da inclusão da poluição agrícola nos modelos de cálculo. Para este propósito, são necessários dados sobre a ocorrência de cripto e giardia na movimentação dos animais de criação na Holanda e sobre as rotas de transporte de (oo)cistos provenientes do esterco usado na agricultura até a água de superfície (run-off, escoamento da água no solo). Esta informação é emergente (Mawdsley et al, 1996 Svoboda et at., 1997). Com base nas concentrações de (oo)cistos no esgoto doméstico e a sua produção total, a excreção anual total de oocistos de cripto e de cistos de giardia na Holanda foi estimada em 3.2 x 1013 e 3.8 x 1014, respectivamente, e uma excreção media anual de 2.1 x 106 oocistos e 2.5 x 107 cistos por habitante foram calculadas. De forma alternativa, a combinação destes dados com os dados sobre a prevalência de criptosporidiose e giardiase na Holanda teve como resultado a excreção estimada de (oo)cistos por caso, um estudo da população feito por Hoogenhoom et al. (1989) indicou que o numero total de casos de gastroenterite na Holanda foi de 2 x 106 ao ano. Cripto e giardia foram detectados nas amostras de fezes de 1.6 e 3-5% destes casos, respectivamente. A prevalência de infecções assintomáticas de giardia na Holanda foi também de 3-5%, enquanto que o transporte assintomático de cripto era raro (Kortbeek et al, 1994). Isto indica que aproximadamente 32000 casos de criptosporidiose ocorrem a cada ano no pais. Para giardia, os dados sobre prevalência somam um total de 60.000-100.000 casos de infecções sintomáticas e 500.000-800.000 assintomáticas ao ano. A fim de considerar o numero total de oocistos no esgoto doméstico, a excreção total por caso de criptosporidiose deve ser de aproximadamente 109 oocistos. Chappell et al (1996) infectaram voluntários humanos com oocistos de C. parvum administrando doses diferentes. Eles determinaram que a excreção media de oocistos em pessoas infectadas que contraíram diarréia era de 3 x 107 por caso, indo de 5 x 105 a 3 x 109. isto indica que a excreção media por caso em infecções naturais maior que a reportada para os voluntários adultos saudáveis ou que as outras fontes, como as fezes bovinas, contribuem significativamente para a contaminação do esgoto doméstico. Para giardia, isto somaria uma excreção total de aproximadamente 4 x 109-6 x 109 cistos por paciente com gastroenterite e giardia ou 5 x 108-8 x 108 por pessoa infectada, se o transporte assintomático também estiver incluído. Os dados sobre os indivíduos infectados revelam grandes flutuações na excreção diária de cistos (Tsuchiya, 1931), indo de 3 a 700 x 106 cistos ao dia. O numero total de cistos excretados soma 109 a 1010 em ambos os indivíduos. Se estes dados forem representativos para a excreção de giardia pelos pacientes com giardiase na Holanda, estes estão bem dentro da faixa de excreção total calculada com base na concentração de cistos no esgoto. a comparação das concentrações de protozoários observados e calculados durante todo o ano em um só local do rio Meuse onde os dados estavam disponíveis mostrou que as concentrações observadas eram menores que as concentrações calculadas de cripto e giardia durante a primavera e o verão e para o cripto também no inicio do outono.
Isto correspondia às temperaturas da água de mais de I5˚C. uma possível explicação para esta discrepância é que o índice de inativação de cistos e de oocistos é maior sob as condições naturais que os calculados a partir dos Experimentos laboratoriais. Entretanto, isto não explica a discrepância entre as concentrações observadas e calculadas de giardia durante o inverno.
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Implicações e resultados dos modelos
O calculo do numero de (oo)cistos jogados na água superficial pelo esgoto, as descargas do esgoto doméstico tratado e não tratado tornam possíveis selecionar as medidas preventivas mais apropriadas para a proteção da fonte de água, em escala regional e nacional. Visto que a maioria (85%) dos oocistos de cripto é jogada juntamente com o esgoto tratado. Intensificando a remoção dos oocistos de cripto através do tratamento resultará na redução mais significante da descarga na água de superfície. Portanto, com o aumento da porcentagem de moradores que possuem sistema de esgoto em casa (1994: 98%) e a porcentagem de esgoto que é tratado (1994: 97.6%) e a prevenção da sobrecarga deste (1994: 0-87% do volume total de esgoto doméstico) será mais efetivo para reduzir a descarga de giardia.
a partir dos cálculos do WATNAT, é evidente que a importação de (oo)cistos através dos rios Meuse e especialmente o Reno é muito significante para a contaminação da maioria das águas superficiais na Holanda . A carga total de (oo)cistos através destes rios para a Holanda ultrapassou a descarga total de (oo)cistos provenientes do esgoto doméstico tratado e não tratado em aproximadamente 1 ordem de magnitude (tabelas 1 e 2). As concentrações calculadas presentes na água de superfície que foram influenciadas por estes rios foram também muito menores quando a importação de (oo)cistos através do Reno e Meuse foi estabelecida em zero (tabela 3 ). A influência da importação reduziu-se com a o aumento do tempo de permanência da água na Holanda. 2 processos podem contribuir para esta redução: diluição e inativação. A diluição afetaria de forma semelhante às concentrações de ambos os protozoários. Visto que as concentrações de giardia foram reduzidas mais que as de cripto (tabela 3), e a inativação constante para giardia foi mais elevada que para Cripto, é provável que a inativação seja um processo mais importante que a diluição na determinação das concentrações de Cripto e giardia nos locais de estudo. O impacto da importação dos (oo)cistos sobre as concentrações nas águas de superfície em muitas partes da Holanda indica que a proteção da fonte de água é uma questão internacional e que as medidas preventivas em escala nacional devem ser balanceadas contra as medidas de proteção adotadas em paises rio acima do Reno e Meuse.
Melhorias nos modelos e nos dados fornecidos As descargas calculadas de Cripto e giardia na água de superfície se basearam nas estimativas da concentração de (oo)cistos no esgoto e na eficiência de remoção do tratamento de esgoto. Ambas foram estimadas a partir das concentrações medianas medidas antes e após do tratamento. A partir dos dados, era evidente que ambas as concentrações no esgoto doméstico e a eficiência de remoção demonstraram considerável variação. Uma outra fonte de variação é a eficiência de recuperação do método de detecção. A necessidade de pesquisa mais importante é a metodologia melhorada de detecção, com elevadas eficiências de recuperação, a capacidade de discriminar diferentes genótipos de Cripto e giardia e a capacidade de determinar a viabilidade ou a infectividade dos (oo)cistos. Quando estes métodos estiverem disponíveis, mais dados de monitoramento serão necessários para uma descrição precisa da descarga de (oo)cistos através do esgoto doméstico e a inclusão de variações temporais na concentração de (oo)cistos no esgoto doméstico. Da mesma forma, os dados sobre a ocorrência de Cripto e giardia na água de superfície que foram usados para o modelo ou verificar o desempenho do modelo eram limitados em seu numero e tempo. A melhoria do modelo pode ser obtida através da coleta de dados mais elaborados que cobrem todas as estações do ano, em ambos os lados que os rios entram na Holanda como dados fornecidos ao WATNAT e em vários locais da água de superfície verificar o resultado do modelo. Isto também permite a verificação da sazonalidade que é observada nos dados avaliados com concentrações relativamente baixas de Cripto e giardia no verão. A dominância dos rios internacionais pode ter ocultado as discrepâncias entre as concentrações observadas e calculadas. Portanto, a inclusão de um ou mais locais que não são influenciados pelos rios internacionais e que recebem o esgoto doméstico permitiria uma melhor Validação dos cálculos relativos ao modelo, porem nenhuma informação estava disponível. O Run-off proveniente das terras cultivadas não foi incorporado ao modelo. Visto que ambos os parasitas são encontrados em elevados números e freqüências no esterco dos animais de criação, isto pode ser uma omissão significante. São necessários dados sobre a incidência da disseminação de (oo)cistos pelos animais de criação, a sobrevivência de (oo)cistos durante o armazenamento do esterco e processamento e especialmente sobre o transporte e o destino dos (oo)cistos provenientes das fezes animais depositadas na terra e na água de superfície. No PROMISE, as sobrecargas combinadas de esgoto são estabelecidas no modelo como uma descarga constante de uma pequena porcentagem de esgoto bruto (0.87% in 1994). Entretanto, a natureza destas descargas não é constante porem segue períodos de chuvas intensas, levando a curtos acréscimos na concentração de (oo)cistos na água recebida (Stewart et al., 1997; Atherholt et al., 1998). Estas adições são significantes, visto que podem sobrecarregar os sistemas de tratamento de água potável e resultar em surtos de doença (Craun et al., 1998). É possível incorporar as variações a curto prazo que ocorrem com a incidência de chuvas e o fluxo de água nos modelos de dispersão e de descarga. Esta extensão permitiria as previsões da ocorrência de adições na concentração de (oo)cistos nos pontos de abstração. Não há dados quantitativos sobre a sedimentação dos (oo)cistos agregados e aqueles presentes nos sedimentos dos rios e lagos e a sua sobrevivência nestes sedimentos. Visto que isto pode ser um significante reservatório de (oo)cistos que pode ser ressuspenso e dar vazão a repentinos aumentos nas suas concentrações, precisa de mais atenção. Este estudo é o Primeiro passo na direção de uma descrição quantitativa do ciclo de transmissão de cripto e de giardia na água. O uso destes modelos combina os dados da ocorrência observacional de diferente tipos de água e locais de água de superfície e os dados experimentais provenientes dos Estudos de sobrevivência laboratorial em uma única descrição integrada. A descrição precisa de mais melhorias: incorporação do runoff agrícola e o aumento no numero e no tempo dos dados de concentração no esgoto, efluente e os pontos de entrada no Reno e Meuse. Além disso, as melhorias do método de detecção trariam beneficio para a precisão e relevância dos dados obtidos.
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Fig. 1. concentração de (oo)cistos em efluentes primários e secundários de 5 estações de tratamento de esgoto (dados corrigidos para a recuperação media do métodos de detecção).
Tabela 1. emissão total estimada de (oo)cistos provenientes do esgoto domestico na Holanda em 1994.
Tabela 2. concentração de cripto e giardia no Reno e Meuse a medida que estes entram na Holanda, outono de 1995.
Fig. 2. locais da água de superfície em que a concentração de cripto e giardia foi calculada com a ajuda dos modelos PROMISE e WATNAT.
Fig. 3. concentrações máximas e mínimas, media observada x calculada de cripto e giardia em 6 locais de água superficial.
Fig. 4. concentração observada x calculada de cripto e giardia no rio Meuse em Keinzersveer (local K) em 1994.
