Contaminantes de Preocupação Emergente em Estação de Tratamento de Esgoto: Caso da ETE Lagoa da Conceição, Florianópolis/SC

Abstract

O uso crescente de compostos químicos, juntamente com a carência de políticas de controle toxicológico, tem colocado em destaque os contaminantes de preocupação emergente (CECs). Estes compostos, que incluem fármacos, desreguladores endócrinos e produtos de cuidados pessoais, são introduzidos nos sistemas de esgotamento sanitário e, muitas vezes, não são completamente removidos nas estações de tratamento de esgoto (ETEs) convencionais. Sua liberação em corpos hídricos, mesmo em baixas concentrações (μg/L a ng/L), pode representar riscos devido ao potencial de toxicidade e bioacumulação em organismos aquáticos e na saúde humana. A pesquisa foca no caso da ETE Lagoa da Conceição, em Florianópolis/SC, analisando a presença e o destino desses compostos no sistema de tratamento. O objetivo geral consistiu em analisar a presença de CECs (cafeína, diclofenaco, estrona, 17β-estradiol, estriol e 17α-etinilestradiol) em diferentes etapas do processo de tratamento da ETE, avaliando a eficiência de remoção dos poluentes e a toxicidade aguda dos efluentes gerados. Para isso, realizou-se a coleta de amostras em quatro pontos: esgoto bruto, efluente tratado, lagoa de evapoinfiltração (LEI) e lagoa do bombeamento emergencial (LBE). A metodologia incluiu análises físico-químicas, a quantificação de CECs selecionados por cromatografia gasosa e líquida (GC-MS e LC-UV-FLD), e ensaios de toxicidade aguda com o microcrustáceo Daphnia magna. Os resultados demonstraram alta eficiência da ETE na remoção dos parâmetros físico-químicos, com 97% de remoção de DBO e 98% de fósforo total, contrastando com a baixa remoção de nitrogênio amoniacal (17%). A cafeína, quantificada em todas as amostras, teve sua concentração reduzida em aproximadamente 95% durante o tratamento (de 198,7 µg/L no esgoto bruto para 10,6 µg/L no efluente tratado). O diclofenaco foi detectado no esgoto bruto e no efluente tratado. A estrona foi detectada apenas no esgoto bruto, os demais estrogênios não foram identificados em nenhuma amostra. Nos ensaios ecotoxicológicos, o esgoto bruto apresentou toxicidade aguda (FT = 2), enquanto o efluente tratado e as amostras das lagoas não demonstraram toxicidade aguda para Daphnia magna. Conclui-se que o sistema de tratamento da ETE é eficiente na remoção de matéria orgânica e fósforo. Quanto aos CECs, percebe-se alta eficiência na remoção de cafeína e que a ETE também é capaz de depurar estrona, visto que esse contaminante estava ausente no esgoto tratado. Em outra aresta, a detecção de compostos em níveis abaixo do limite de quantificação evidencia que a sensibilidade do método analítico para CECs precisa ser aprimorada para a faixa de ng/L, a fim de permitir uma avaliação de risco ambiental mais precisa. De qualquer modo, mesmo com a baixa eficiência na remoção de nitrogênio amoniacal e da possibilidade de haver outros CECs não identificados na presente pesquisa, as concentrações dessas substâncias no esgoto tratado, na LEI e no LBE apontam para a ausência de toxicidade aguda.

The increasing use of chemical compounds, combined with the lack of toxicological control policies, has brought the issue of contaminants of emerging concern (CECs) into greater focus. These compounds, which include pharmaceuticals, endocrine disruptors, and personal care products, are introduced into wastewater systems and are often not fully removed in conventional sewage treatment plants (WWTPs). Their release into water bodies, even at low concentrations (μg/L to ng/L), can pose risks due to their potential toxicity and bioaccumulation in aquatic organisms and human health. This research focuses on the case of the Lagoa da Conceição WWTP in Florianópolis/SC, analyzing the presence and outcome of these compounds in the treatment system. The general objective was to analyze the presence of CECs (caffeine, diclofenac, estrone, 17β-estradiol, estriol, and 17α-ethinylestradiol) at different stages of the treatment process at the WWTP, assessing the efficiency of pollutant removal and the acute toxicity of the generated effluents. For this analysis, samples were collected at four points: raw sewage, treated effluent, evapotranspiration lagoon (LEI), and emergency pumping lagoon (LBE). The methodology included physicochemical analyses, quantification of selected CECs by gas and liquid chromatography (GC-MS and LC-UV-FLD), and acute toxicity tests with the microcrustacean Daphnia magna. The results showed high efficiency of the WWTP in removing physicochemical parameters, with 97% removal of BOD and 98% removal of total phosphorus, contrasting with the low removal of ammonia nitrogen (17%). Caffeine, quantified in all samples, had its concentration reduced by approximately 95% during treatment (from 198.7 µg/L in raw sewage to 10.6 µg/L in treated effluent). Diclofenac was detected in both raw sewage and treated effluent. Estrone was detected only in raw sewage, while the other estrogens were not identified in any sample. In ecotoxicological tests, raw sewage showed acute toxicity (FT = 2), whereas treated effluent and samples from the lagoons did not exhibit acute toxicity to Daphnia magna. The results shows that the WWTP treatment system is efficient in removing organic matter and phosphorus. As for the CECs, there was high efficiency in caffeine removal, and the WWTP is also capable of removing estrone, as this contaminant was absent in the treated sewage. On the other hand, the detection of compounds at levels below the quantification limit indicates that the sensitivity of the analytical method for CECs needs to be improved for the ng/L range to allow a more accurate environmental risk assessment. In any case, despite the low efficiency in ammonia nitrogen removal and the possibility of other undetected CECs in this study, the concentrations of these substances in the treated sewage and lagoons indicate the absence of acute toxicity.