Este trabalho teve como objetivo avaliar diversos métodos de detecção e recuperação de cistos de Giardia spp. e de oocistos de Cryptosporidium parvum em resíduos gerados no tratamento de águas de abastecimento com turbidez elevada tendo como padrão o Método 1623.1 da USEPA (2012 ). Para tanto, ensaios utilizando aparelho Jarteste (coagulação, floculação, decantação e filtração ) foram realizados utilizando o coagulante cloreto de polialumínio - PAC. Em todos os métodos avaliados foi utilizada a técnica de purificação por separação imunomagnética - IMS. A adaptação do método floculação em carbonato de cálcio FCCa elaborado por Vesey et al. (1993) e adaptado por Feng et al. (2011), repercutiu nos melhores resultados para a amostra de resíduo sedimentado, com recuperações de 68 ± 17 % para oocisto de C. parvum e de 42 ± 7 % para cisto de Giardia spp. Entretanto, as recuperações para a amostra de água de lavagem dos filtros - ALF foram inferiores à 1 %, não sendo possível determinar um método adequado. A presença dos patógenos indica que o reuso da ALF em ETA convencionais ou o descarte em mananciais sem um tratamento prévio, pode representar problemas de contaminação. A adaptação dos métodos de Boni de Oliveira (2012) e Keegan et al. (2008), também repercutiram em porcentagens de recuperação expressivas para a amostra de resíduo sedimentado, sendo de: 41 ± 35 % para oocisto de C. parvum e 11 ± 70 % para cisto de Giardia spp., e 38 ± 26 % para oocisto de C. parvum e 26 ± 13 % para cisto de Giardia spp., respectivamente. A análise estatística não resultou em diferença significativa entre estes dois métodos, entretanto, as elevadas recuperações indicam que estes métodos podem ser melhor avaliados em pesquisas futuras. / This dissertation addresses the evaluation of several methods for the detection of Giardia spp. cysts and Cryptosporidium parvum oocysts in wastes produced after a high-turbidity water treatment, according to Method 1623.1 from USEPA (2012). Coagulant polyaluminium chloride - PACl was used in jar test experiments (coagulation/flocculation, sedimentation and filtration ). The Immunomagnetic Separation - IMS technique was applied to all methods. The calcium carbonate flocculation (CCF) method, developed by Vesey et al. (1993) and adapted by Feng et al. (2011 ), was applied to sludge samples in this research and was the best method tested, with 68% ± 17 % and 42 % ± 7,00 % recoveries for C. parvum oocysts and Giardia spp. cysts, respectively. On the other hand, the percentage recovery of (oo)cysts for filter backwash water samples was lower than 1 % and no suitable method could be detected. The presence of pathogens represents contamination risks for water sources and the reuse of filter backwash water may be a problem to conventional water treatment plants. The application of Boni de Oliveira (2012) and Keegan et al. (2008) methods, adjusted to this study, also resulted in significant percentage recoveries for the sludge samples, with 41 ± 35 % for C. parvum oocyst and 11 ± 70% for cyst Giardia spp., and 38 ± 26% for oocyst C. parvum and 26 ± 13% for cyst Giardia spp., respectively. The statistical analysis showed no significant differences between the two methods, however, such high recoveries indicate they should be better evaluated in future research.

Esta pesquisa avaliou o uso de ozônio para inativar cistos de Giardia spp. e oocistos de Cryptosporidium parvum presentes na água filtrada obtida após a utilização da tecnologia de ciclo completo com flotação (coagulação, floculação, flotação e filtração) em escala de bancada, empregando o cloreto de polialumínio – PAC – como coagulante. O método de floculação em carbonato de cálcio – FCCa, sem e com a etapa de separação imunomagnética – IMS – foi utilizado na quantificação dos protozoários. A recuperação nos ensaios de qualidade utilizando o kit Easyseed® de Giardia spp. foi de 8,4% ± 97,4% sem IMS e com IMS, com duas dissociações, o valor foi de 7,4% ± 39,7% e, com três dissociações, a recuperação alcançou 9,6% ± 34,7%, portanto, somente o ensaio com IMS e duas dissociações, não atendeu os padrões do Método 1623.1. A recuperação de Cryptosporidium parvum, obteve valor de 3,4% ± 100% em ensaio sem IMS e com IMS, o valor obtido foi de 1,0% ± 70,0% com duas dissociações e 1,8% ± 44,4% com três dissociações e nos três métodos apresentados, não houve conformidade com os critérios do Método 1623.1. Na etapa de desinfecção com ozônio, os ensaios realizados na Etapa 1, que se utilizou 5 mgO3L-1 e tempo de contato de 1 min sem IMS, as maiores inativações atingidas foram de 2,52 e 2,22 log para cistos de Giardia spp. e oocistos de Cryptosporidium parvum, respectivamente. Com o tempo de contato de 5 min, as maiores inativações foram de 2,52 e 2,92 log de cistos de Giardia spp. e oocistos de Cryptosporidium parvum, respectivamente. Na Etapa 2, com IMS, utilizando a mesma dosagem e tempo de contato de 1 min, obteve-se 2,27 e 0,21 log de inativação para cistos e oocistos, respectivamente. Comparando-se com o tempo de contato de 5 min, foram obtidos 2,9 e 2,3 log de inativação para cistos e oocistos, respectivamente. Na avaliação de custo, o método de FCCa sem IMS demonstrou ser o mais econômico em relação ao procedimento com IMS. A influência da inclusão da terceira dissociação ácida no método com IMS também foi analisada e este procedimento não resultou em diferenças estatísticas significativas nos resultados. / This research evaluated the use of ozone to inactivate Giardia spp. cysts and Cryptosporidium parvum oocysts present in the filtered water obtained after the use of the complete cycle of flotation technology (coagulation, flocculation, flotation and filtration) on a bench scale employing polyaluminium chloride - PAC as coagulant. The calcium carbonate flocculation method - FCCa, without and with immunomagnetic separation step - IMS has been used in the quantification of protozoa. The recovery in quality test using the kit Easyseed® for Giardia spp. was 8.4% ± 97.4% non-IMS and IMS with two dissociations, the value was 7.4% ±39.7% and with three dissociations, the recovery reached 9.6% ± 34,7%, so only the test with IMS and two dissociations, did not meet the standards of method 1623.1. Recovery of Cryptosporidium parvum obtained value of 3.4% ± 100% in non-IMS and IMS testing, the value obtained was 1.0% ± 70.0% with two dissociations and 1.8% ± 44.4% with three dissociations and the three methods presented, there was non-compliance with the criteria of Method 1623.1. In step disinfection with ozone, tests performed in Step 1 was used 5 mgO3L-1 and contact time of 1 min without IMS, the major inactivation achieved were 2.52 and 2.22 log for Giardia spp. cysts and Cryptosporidium parvum oocysts, respectively. With 5 minutes of contact time, the greater inactivation were 2.52 and 2.92 log for Giardia spp. cysts and Cryptosporidium parvum oocysts, respectively. In Step 2, with IMS, using the same dose and 1 min contact time, there was obtained 2.27 and 0.21 log inactivation for cysts and oocysts, respectively. Compared with the 5 min of contact time, were obtained 2.9 and 2.3 log inactivation for cysts and oocysts, respectively. In evaluating cost, the FCCa method without IMS proved to be the most economical in relation to the procedure with IMS. The influence of inclusion of the third acid dissociation method in IMS was also analyzed and this procedure did not result in statistically significant differences in the results.

O lançamento de esgotos domésticos in natura, efluentes das estações de tratamento de esgoto e escoamento superficial, são relatados como importantes causas de poluição das águas superficiais. Sabe-se que a alteração da qualidade das águas dos rios restringe seus múltiplos usos e contribui para o aumento de doenças de veiculação hídrica, em decorrência da exposição oral a bioagentes patogênicos. Neste contexto, o objetivo do presente estudo foi identificar e quantificar bioagentes presentes na água do rio Pardo, Brasil, e estimar o risco de infecção e de doença por Cryptosporidium spp. e Giardia spp. para a população, devido ao uso do rio como fonte de abastecimento público e recreação de contato primário, por meio da abordagem da Avaliação Quantitativa de Risco Microbiológico (AQRM). Durante os anos de 2015 e 2016, foram realizadas seis coletas de amostras da água do rio Pardo (período chuvoso e período seco) em seis pontos, totalizando 36 amostras. Foram realizadas análises de identificação e quantificação de E. coli, Salmonella Não Tifóide, Cryptosporidium spp. e Giardia spp. Para estimativa de risco de infecção e de doença por Cryptosporidium spp. e Giardia spp. (AQRM), foram considerados diferentes populações (crianças e adultos), volumes de água ingerido, concentração de (oo)cistos e duração e frequência da exposição, de acordo com o cenário estabelecido. Os valores médios para E. coli variaram de 6,57 x 101 UFC/100 mL a 6,07 x 103 UFC/100 mL, apresentando diferenças estatisticamente significantes (p < 0,05) entre os períodos chuvoso e seco. As densidades de Salmonella Não Tifóide foram baixas (<0,6473 a 1,55 NMP/100 mL), com frequência de 13,9% das amostras positivas, evidenciando a circulação desse patógeno no ambiente. A concentração de (oo)cistos de Cryptosporidium spp. e Giardia spp. variou de <0,1 a 0,4 oocistos/L e <0,1 a 4,4 cistos/L, respectivamente. Para abordagem da AQRM devido a ingestão da água do rio Pardo usada para abastecimento público, a probabilidade anual de infecção por Cryptosporidium spp. e Giardia spp. foi maior para adultos do que para crianças, sendo que na maioria dos pontos apresentou resultados superiores ao risco anual tolerável pela USEPA (1 x 10-4). No que diz respeito ao uso da água do rio Pardo para recreação de contato primário, a probabilidade diária e anual de infecção, bem como a probabilidade de doenças, foi maior para crianças, seguida de adultos/homens e adultos/mulheres. A probabilidade de criptosporidiose e giardíase esteve abaixo do limite tolerável pela USEPA (3,6 x 10-2), exceto no Ponto 4, em que a estimativa de risco de doença por Giardia spp. para crianças esteve acima deste valor. A presença de bioagentes em amostras de água do rio Pardo pode estar relacionada à poluição das águas por fontes pontuais e difusas. Esses achados refletem a importância de priorizar os recursos para implantação e complementação das Estações de Tratamento de Esgoto na UGRHI 4, a fim de prevenir as doenças de veiculação hídrica em populações que utilizam a água do rio Pardo para abastecimento público e recreação de contato primário / The discharge of domestic sewage, effluents of wastewater treatment plants and surface runoff, are reported as important causes of surface water pollution. It is known that the alteration of river water quality restricts its multiple uses and contributes to the increase of waterborne diseases, due to oral exposure to pathogenic bioagents. In this context, the aim of the present study was to identify and quantify bioagents present in Pardo river water, Brazil, and to estimate the risk of infection and disease by Cryptosporidium spp. and Giardia spp. for the population, due to the use of the river as source of public supply and primary contact recreation, through the approach of Quantitative Microbial Risk Assessment (QMRA). During the years of 2015 and 2016, six samples of water from the Pardo river (rainy and dry season) were collected at six points, totaling 36 samples. Identification and quantification analyzes of E. coli, Non-typhoid Salmonella, Cryptosporidium spp. and Giardia spp. To estimate the risk of infection and disease by Cryptosporidium spp. and Giardia spp. (QMRA), different populations (children and adults), volumes of ingested water, concentration of (oo) cysts, duration and frequency of exposure were considered according to the established scenario. Mean values for E. coli varied from 6.57 x 101 CFU / 100 mL to 6.07 x 103 CFU / 100 mL, showing statistically significant differences (p <0.05) between the rainy and dry season. Non-typhoid Salmonella densities were low (<0.6473 at 1.55 MPN / 100 mL), with a frequency of 13.9% of the positive samples, evidencing the circulation of this pathogen in the environment. Cryptosporidium spp. and Giardia spp. concentration ranged from <0.1 to 0.4 oocysts / L and <0.1 to 4.4 cysts / L, respectively. In order to approach the QMRA due to the ingestion of Pardo river water used for public supply, the probability of annual infection by Cryptosporidium spp. and Giardia spp. was higher for adults than for children, and in most points presented results higher than the risk tolerable by USEPA (1 x 10-4). Regarding the use of Pardo river water for primary contact recreation, the daily and annual probability of infection, as well as the probability of illness, was higher for children, followed by adults / men and adults / women. The probability of cryptosporidiosis and giardiasis was below the limit tolerable by USEPA (3.6 x 10-2), except in Point 4, where the estimated risk of disease by Giardia spp. for children was above this value. The presence of bioagents in Pardo river water may be related to water pollution by point and diffuse sources. These findings reflect the importance of prioritizing the resources for implementation and complementation of wastewater treatment plants at UGRHI 4, in order to prevent waterborne diseases in populations that use Pardo river water for public supply and primary contact recreation

O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho da remoção de cistos deGiardia spp. e oocistos de Cryptosporidium parvum, em águas de abastecimento com turbidez elevada, em experimentos em escala de bancada (coagulação, floculação, decantação e filtração). Para tanto, empregou-se o coagulante cloreto de polialumínio &#8211; PAC. O método de filtração em membranas foi adotado para a concentração de protozoários, seguido ou não da etapa de purificação por separação imunomagnética &#8211; IMS. Os métodos foram avaliados em experimentos de controle de qualidade analítica e o método sem IMS apresentou as seguintes porcentagens de recuperação, 80% ±16,32% para cistos de Giardia spp. e 5% ±10,00% para oocistos de C. parvum. O método com IMS apresentou 31,5%±7,55% de recuperação para cistos de Giardia spp. e 5,75%±3,20% de recuperação para oocistos de C. parvum. Os experimentos demonstraram que não houve melhora na remoção de ambos os protozoários na condição de maior dosagem de coagulante (65 mg.L-1 de PAC e pH 7,29). A condição de menor dosagem de coagulante (25 mg.L-1 de PAC e pH 6,76) apresentou um desempenho melhor, ao contrário de uma expectativa de que a maior dosagem de coagulante pudesse favorecer a remoção destes microrganismos. A condição de menor dosagem apresentou, na água filtrada, 50 e 75% de ausência de identificação de cistos de Giardia e oocistos de C. parvum, respectivamente. A condição de maior dosagem apresentou (oo)cistos na água filtrada de todas amostras analisadas. Estes resultados indicam a importância do controle da coagulação na remoção de protozoários. / The aim of this study was to evaluate the performance of Giardia spp. cysts and Cryptosporidium parvum oocysts removal in a bench scale experiment. The coagulant polyaluminium chloride &#8211; PACl was used in this research. The protozoa concentration tests were performed by applying the Membrane Filtration method, with and without Immunomagnetic Separation assay-IMS. The methods were evaluated using control experiments and the method without IMS had the following percentage recovery, 80% ± 16.32% and 5% ±10.00% for Giardia cysts and C. parvum oocysts, respectively. The method with IMS presented 31.5% ± 7.55% and 5.75% ± 3.20% of percentage recovery for Giardia cysts and C. parvum oocysts, respectively. Bench scale experimental results have clearly shown that there was no improvement in protozoa removal using the superior dosage of coagulant. The inferior dosage condition (25 mg.L-1 of PACl and pH 6,76) performed better, which was contrary to what was expected in which a superior dosage of coagulant could favour when removing microorganisms. The inferior dosage condition presented 50% and 75% of absence of Giardia cysts and C. parvum oocysts in the final water, respectively. The second coagulation condition (65 mg.L-1 of PACl and pH 7,29) presented protozoa (oo)cysts in the final water of all the samples examined. These results indicate the importance of coagulation control in protozoa removal.