Investigação & Desenvolvimento | Águas do Algarve

Investigação & Desenvolvimento

A Águas do Algarve, SA congratula-se com a aprovação de mais um projeto de Investigação e Desenvolvimento (I&D), subprograma Environment.

O Projeto de I&D denominado Improving current barriers for controlling pharmaceutical compounds in urban wastewater treatment plants, com o acrónimo IMPETUS (http://life-impetus.eu/), aprovado no âmbito do Programa LIFE 2014-2017, tem como principais objetivos monitorizar e determinar a eficiência de remoção de compostos farmacêuticos em ETAR de águas residuais urbanas com sistemas de tratamento convencionais, bem como avaliar estratégias de operação e, ou a adoção de novas tecnologias que permitam potenciar a remoção deste tipo de compostos nas ETAR urbanas.

O projeto, em que participam oito entidades, é coordenado pelo LNEC, tendo para além da Águas do Algarve, SA a participação da Universidade do Algarve, Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia da Universidade de Lisboa, EHS – Environmental and Regional Development Consulting, Lda,, EPAL/Águas de Lisboa e Vale do Tejo e Águas do Tejo Atlântico.

O projeto tem a duração de três anos e meio, tendo-se iniciado em janeiro de 2016 e finalizará junho de 2019.

O orçamento total do projeto é de 1.492.452 EUR, tendo um apoio comunitário de 855.589 EUR. O orçamento afeto à Águas do Algarve SA é de 155.496 EUR, sendo 60% dos custos elegíveis financiados pelo programa LIFE http://ec.europa.eu/environment/life/project/Projects/index.cfm?fuseaction=search.dspPage&n_proj_id=5305  

Neste momento está-se a proceder à realização de ensaios à escala piloto na ETAR de Faro Noroeste, onde são testados diferentes tipologias e doses de coagulantes químicos e de carvão ativado. A utilização destes produtos tem como principais premissas, para além da sua eficiência na remoção de compostos farmacêuticos, o seu custo e a minimização dos consumos energéticos associados. A monitorização de compostos farmacêuticos (cerca de 20 fármacos) exigiu igualmente o desenvolvimento e a aplicação de métodos analíticos fiáveis e robustos. Após estes ensaios à escala piloto passa-se para o ensaio à escala real que ocorrerá na ETAR durante cerca de 4 semanas. O projeto tem um caráter de demonstração e visa que as tecnologias testadas com sucesso possam ser aplicadas noutros sistemas de tratamento a nível europeu.

 

 

DESCRIÇÃO GERAL DO PROJETO

Os contaminantes de interesse emergente (CIE) são substâncias químicas ou materiais, de origem natural ou sintética, que podem estar presentes em diversos compartimentos ambientais e cuja toxicidade ou persistência são suscetíveis de alterar significativamente o metabolismo dos seres vivos. Os CIE incluem compostos químicos encontrados em fármacos, produtos de higiene pessoal, pesticidas, produtos industriais e domésticos, metais, produtos tensioativos, aditivos industriais e solventes. Muitos destes compostos são libertados continuamente no ambiente, mesmo em quantidades muito baixas, e alguns podem causar toxicidade crónica ou desregulação endócrina nos seres vivos. A água constitui uma das principais formas de disseminação de CIE no ambiente.

A monitorização e o controlo de fármacos e hormonas presentes nas águas residuais urbanas é um tema que está na ordem do dia. Por um lado, alguns destes compostos podem resistir ao tratamento convencional, dependendo principalmente das suas características e das condições de funcionamento das estações de tratamento de águas residuais (ETAR). Por outro, trata-se de uma realidade mal conhecida. O projeto de investigação LIFE Impetus visa demonstrar medidas de melhoria do controlo de fármacos em ETAR com sistemas convencionais de lamas ativadas.

A monitorização de CIE tem vindo a ser progressivamente incorporada na legislação comunitária e nacional. Atualmente, a monitorização de substâncias prioritárias presentes nas descargas das ETAR não é obrigatória, sendo expectável uma evolução na regulamentação com a revisão da DQA (2013/39/EU).

A determinação analítica de fármacos e hormonas em águas residuais urbanas envolve a aplicação de técnicas sofisticadas para a extração e concentração, a separação e a deteção dos analitos. Os valores de concentração (entre as dezenas e os milhares μg/L) associados a efeitos de matriz constituem importantes desafios. O LIFE Impetus aplicou o método de extração em fase sólida (SPE) e cromatografia líquida de ultra eficiência associada à espectrometria de massa tandem (UPLC-MS/MS).

Nas ETAR, as águas residuais são sujeitas a vários processos de tratamento (biológicos, químicos e físicos) que degradam os materiais poluentes ou os separam da água. Os mecanismos de remoção de fármacos e hormonas das águas residuais são a biotransformação, a hidrólise e a sorção.

O LIFE Impetus assenta no princípio base de que a melhoria no controlo de fármacos pode ser atingida criando condições no tratamento biológico que favoreçam a sua degradação  e fazendo um reforço físico-químico utilizando adorventes (carvão ativado em pó – PAC) e coagulantes naturais para a remoção dos compostos mais dificilmente biodegradáveis. O projeto LIFE Impetus envolve um extenso trabalho experimental, desde a escala laboratorial para teste de PAC e coagulantes, até à escala real, com a monitorização do funcionamento de duas ETAR que utilizam o sistema de lamas ativadas em regimes de arejamento distintos.

O projeto LIFE Impetus assenta em quatro pilares principais:

  1. Tratamento melhorado – Demonstração de estratégias, de natureza operacional e de reforço físico-químico com carvão ativado em pó e coagulantes, para melhorar o desempenho das ETAR monitorizadas no controlo de fármacos. A ETAR de Beirolas (na área da grande Lisboa), com arejamento convencional, tem dois protótipos - decantação primária e decantação secundária. A ETAR de Faro Noroeste (na região do Algarve), com arejamento prolongado, tem um protótipo - decantação secundária.
  2. Monitorização – Realização de um trabalho extenso de monitorização de águas residuais (afluentes às ETAR, em diversos pontos da linha de tratamento, e efluente tratado) e de amêijoas, perfazendo um total de 1000 amostras analisadas. Determinação da resistência bacteriana a antibióticos em amostras de águas residuais brutas e de efluente tratado.
  3. Benchmarking – Avaliação do desempenho do funcionamento das ETAR monitorizadas, empregando um sistema de indicadores e índices de desempenho, numa abordagem PDCA (Plan-Do-Check-Act), tendo em vista alcançar um bom desempenho global das ETAR em eficácia e eficiência.
  4. Envolvimento de stakeholders – Caracterização de valores, crenças e atitudes de stakeholders em relação aos impactos associados aos fármacos e à resistência bacteriana aos antibióticos presentes em águas residuais urbanas, na qualidade ambiental, origens de água e projetos de reutilização de água.

 

Através do projeto IMPETUS é possível:

CONHECER:

  • Monitorização da ocorrência de fármacos em águas residuais:
    • Amostras de águas residuais analisadas para 24 fármacos e hormonas (Rodrigues et al., 2018).
    • Cafeína e paracetamol são os mais abundantes e com remoção > 99%.
    • Outros, e.g., eritromicina, suklfametoxazol, propanol e bezafibratio, apresnetam eficoiências de remoção variáveis (30-90%).
    • Carbamazepina e diclofenac (quase) não são remoídos nas ETAR, sendo tal possível com PAC.
  • Monitorização da acumulação de fármacos em águas residuais fármacos em amêijoas:
    • Amêijoas deliberadamente expostas a 1 mês a um gradiente de descarga de água residual tratada na Ria Formosa, analisados para 24 fármacos e hormonas (3 campanhas).
    • Novo método de análise (Rodrigues et al., 2019).
    • Cafeína é o composto mais abundante (ng/g) nas ameijoas expostas a 1 mês (Cravo et al., 2018).

INOVAR:

  • Estratégias de reforço físico-químico:
    • Adição de PAC e, ou coagulante vegetal no tratamento primário, secundário ou de afinação.
    • Novos carvões produzidos a partir de biomassa vegetal, com ativação física vs. Varvões comerciais e elevado desempenho.
    • Ensaios lab e piloto mostram que os novos PAC de resíduos vegetais e com ativação física [6 mg/l (Viegas et al., 2018)] e alguns PAC comerciais podem remover 80% (ou mais) de carbamazepina, diclofenac e sulfametoxazol.
  • Estratégias operacionais:
    • Otimização das condições de funcionamento das ETAR para controlo de fármacos, mantendo eficiência energética.
    •  A adição de PAC no tratamento secundário ou de afinação está a ser testada à escala piloto. À escala real serão testadas diferentes condições operacionais (arejamento e tempo de retenção de sólidos).

REPLICAR

  • Solução de baixo custo e fácil de implementar para melhorar o controlo de fármacos em ETAR convencionais.
  • Análise custo-benefício com a abordagem inovadora de contributos dos stakeholders.

 

 

Teresa Fernandes