Avaliação de funcionamento de duas estações de tratamento de águas residuais do interior de Vila Nova de Gaia

Esta dissertação descreve o trabalho desenvolvido ao longo de um ano e um mês desde a pesquisa teórica até à prática experimental no âmbito da unidade curricular de Dissertação/estágio do Mestrado em Engenharia Química, no ramo Tecnologias em Proteção Ambiental. O tema desta dissertação consiste na avaliação do funcionamento de duas estações de tratamento de águas residuais (ETAR) do interior do município de Vila Nova de Gaia no que diz respeito ao possível aumento da resistência a antibióticos na ETAR de Febros e na ETAR de Lever. Os testes de sensibilidade a antibióticos (TSA) foram executados para ambas as ETAR, sendo as amostras de água recolhidas na entrada e na saída dos reatores biológicos (tratamento secundário). Além disso, foram realizados testes de avaliação da eficiência de desinfeção por radiação ultravioleta (UV) relativamente à Escherichia coli (E. coli) na ETAR de Lever. Os antibióticos selecionados para a realização deste trabalho foram a Eritromicina, a Azitromicina, a Claritromicina, a Ofloxacina, a Ciprofloxacina, o Sulfametoxazol, o Trimetoprim e o Metronidazol. Esta seleção baseou-se no facto de estes serem alguns dos antibióticos mais consumidos e mais persistentes no meio ambiente. A bactéria E. coli (isolada a partir de amostras das águas residuais estudadas) foi escolhida para a realização deste estudo uma vez que está sempre presente nas águas residuais domésticas e está associada a fenómenos de multirresistência a antibióticos. Os testes de TSA foram realizados seguindo a metodologia de difusão por discos. No período do estudo (Março a Junho de 2015) identificaram-se situações quer de aumento de resistência quer de aumento de sensibilidade aos antibióticos testados. As situações mais graves de aumento de resistência, a que corresponderam a halos nulos, verificaram-se para os antibióticos Claritromicina, Trimetoprim e Metronidazol, ocorrendo com maior frequência para os dois últimos, que aliás são fármacos que são administrados em simultâneo. Os períodos mais problemáticos em termos de aumento das resistências foram ligeiramente diferentes nas duas ETAR. No caso da ETAR de Febros correspondeu ao mês Abril e na ETAR de Lever ocorreu entre o final de Abril e o início de Maio. Considera-se que estes períodos poderão coincidir com um aumento do consumo destes fármacos devido à sua utilização no combate a infeções respiratórias muito comuns nesta altura do ano. Não se observou qualquer sensibilidade da E. coli para o Metronidazol porque é um antibiótico com indicação para algumas bactérias anaeróbias, fungos e giardia, e que à partida não tem capacidade para eliminar a E. coli. A eficiência da desinfeção na ETAR de Lever relativamente à remoção de E. coli foi satisfatória. Sendo de salientar a importância da manutenção, no que se refere à identificação de possíveis avarias nas lâmpadas e correspondente limpeza. Os resultados deste trabalho provam a existência de estirpes da bactéria E. coli resistentes a alguns dos antibióticos estudados, o que reforça a importância da desinfeção no tratamento de águas residuais domésticas.

This dissertation describes the work carried out over one year and a month since the theoretical research to experimental practice within the Master Science in Chemical Engineering, in Environmental Protection Technology. The theme of this thesis is the evaluation of the operation of two wastewater treatment plants (WWTP) in the municipality of Vila Nova de Gaia with regard to the possible increase of antibiotic resistance in Febros’ WWTP and Lever’s WWTP. Susceptibility testing to antibiotics (STA) was performed for both wastewater treatment plants, using water samples collected at the entrance and exit of biological reactors (secondary treatment). Furthermore, evaluation tests of disinfection efficiency by ultraviolet radiation (UV) were carried out for the Escherichia coli (E. coli) in Lever’s WWTP. The selected antibiotics for this work were Erythromycin, Azithromycin, Clarithromycin, Ofloxacin, Ciprofloxacin, Sulfamethoxazole, Trimethoprim and Metronidazole. This selection was based on the fact that these are some of the most consumed antibiotics and more persistent in the environment. The bacterium E. coli (isolated from samples of the wastewaters in study) was chosen for this study since it is always present in domestic wastewater and is associated to multi-resistance phenomena to antibiotics. STA tests were carried out following the methodology of diffusion disks. During the study period (March to June 2015) situations of either resistance increase or increase of sensitivity to antibiotics tested were identified. The most serious situations of resistance increase, which corresponded to zero halos, were found for Clarithromycin, Trimethoprim and Metronidazole, being more frequent for the last two, which are drugs that are taken simultaneously. The most problematic periods in terms of resistance increase was slightly different in the two treatment plants. Regarding the Febros’ WWTP it corresponded to the month of April and in Lever’s WWTP it occurred between late April and early May. It is considered that these periods may coincide with an increase of consumption of these drugs due to their use in combating very common respiratory infections this time of year. There was no susceptibility to Metronidazole because it is an antibiotic indicated for some anaerobic bacteria, fungi and giardia, and unable to eliminate E. coli. The disinfection efficiency of Lever’s WWTP in respect to the removal of E.coli was satisfactory. This emphasizes the importance of maintenance, in what concerns to the identification of possible malfunctions in lamps and corresponding cleaning. These results prove the existence of strains of E. coli resistant to some antibiotics studied, which reinforces the importance of disinfection in the treatment of domestic wastewater.