Esta pesquisa comparou a incorporação de iodeto de propídio (IP) com a avaliação simultânea de corantes indicativos de danificação em membrana e atividade enzimática (Live/Dead Cell Assay®) para a estimar a viabilidade de cistos de Giardia muris e oocistos de Cryptosporidium parvum. Além disso, foram testados métodos de recuperação de (oo)cistos em amostras de lodo e água de lavagem de filtros (ALF) geradas em escala de bancada, simulando tratamento de água por ciclo completo com decantação. Dentre os métodos estudados para a detecção de G. muris e C. parvum inoculados em amostras de lodo, destacou-se a floculação com sulfato férrico, seguida de separação imunomagnética (IMS). Realizou-se, portanto, ensaio de qualidade analítica com ColorSeedTM, para este método, tendo atendido ao requerido pelo Método 1623.1 da USEPA (2012) para Giardia spp. (32,25%; CV=9,00%), mas não tendo sido suficiente para Cryptostoridium spp. (11,00%; CV=47,67%). O teste com ColorSeedTM em amostras de ALF reproduziu o procedimento de filtração em membrana (FM) com raspagem utilizando Tween® 80 (45°C, 0,1%) seguido de IMS, tendo atendido ao Método 1623.1 para Giardia spp. (13,00%, CV=19,61%), mas não tendo sido suficiente para Cryptostoridium spp. (2,00%; CV=93,54%). Optou-se por este procedimento na avaliação de qualidade analítica, pois o inóculo prévio de suspensões comerciais seguido de recuperação por FM sem IMS superou 100% para C. parvum, devido à utilização de fator de multiplicação. O desempenho do Live/Dead Cell Assay® sobre suspensões comerciais de (oo)cistos foi subjetivo, sobretudo para visualização de organismos enzimaticamente ativos, de modo que optou-se pela inclusão de IP como parâmetro para estimar o efeito dos métodos de recuperação sobre a viabilidade. Em função da baixa recuperação e fluorescência de G. muris, a incorporação de IP foi avaliada apenas em C. parvum. Os resultados reiteraram a dificuldade na recuperação de protozoários em lodo e ALF e o fato de que as particularidades destes procedimentos analíticos podem prejudicar a interpretação de dados de viabilidade. / This study compared the incorporation of propidium iodide (PI) with the simultaneous evaluation of dyes that indicate both membrane damage and enzymatic activity (Live/Dead Cell Assay®) to assess the viability of Giardia muris cysts and Cryptosporidium parvum oocysts. In addition, methods of recovering protozoan cysts and oocysts from sludge and filter backwash water (FBW) samples generated on bench scale, simulating conventional water treatment with decantation, were tested. Among the studied methods for detection of G. muris and C. parvum spiked into sludge samples, ferric sulphate flocculation followed by immunomagnetic separation (IMS) lead to higher recoveries. An analytical quality assay was therefore carried out with ColorSeedTM having met the USEPA Method 1623.1 (2012) recommendation for Giardia spp. (32.25%, CV=9.00%) but not for Cryptostoridium spp. (11.00%, CV = 47.67%). The quality assay test for FBW samples replicated the membrane filtration (MF) procedure using Tween® 80 (45 °C, 0.1%) followed by IMS, having complied with Method 1623.1 for Giardia spp. (13.00%, CV=19.61%) but again not for Cryptostoridium spp. (2.00%; CV=93.54%). This procedure was chosen for the analytical quality exam, since the previous inoculum of commercial suspensions followed by MF without IMS exceeded 100% recovery for C. parvum, due to the use of a multiplication factor. The Live/Dead Cell Assay® performance on commercial suspensions of cysts and oocysts was subjective, especially for visualizing enzymatically active organisms, thus PI inclusion was chosen as the parameter to estimate the effect of recovery methods on the organisms\' viability. Due to the low recovery and poor fluorescence of G. muris, IP inclusion was evaluated only in C. parvum. The results reiterated the difficulty in the recovery of protozoa from sludge and FBW and the possibility of these analytical procedures hinder the interpretation of cysts and oocysts viability.

O presente trabalho avaliou o uso e a detecção de óxido de cálcio e ozônio para a inativação de cistos de Giardia spp. e oocistos de Cryptosporidium parvum presentes nos resíduos e na água de lavagem dos filtros gerados após a utilização da tecnologia de ciclo completo com flotação por ar dissolvido (coagulação, floculação, flotação e filtração) em escala de bancada, usando o cloreto de polialumínio PAC como coagulante. Para os ensaios analíticos de recuperação dos protozoários e validação do método foram utilizados as suspensões e o Easyseed® nas matrizes ALF e resíduos. A quantificação dos protozoários foi realizada pelo método de centrifugação direta com a adição de solução de dispersão detergente ICN 7X (MP BIO®) a 1,0% na amostra com a etapa de separação imunomagnética – IMS. As recuperações nos ensaios de qualidade utilizando as suspensões de protozoários foram de 19,86% ± 16,29 e 43,95% ± 11,21, para oocistos de Cryptosporidium e cistos de Giardia respectivamente na matriz ALF, enquanto que para a matriz resíduo foram de 8,16% ± 30,24 para Cryptosporidium e 32,54% ± 46,48 para Giardia. Para os ensaios de recuperação empregando o Easyseed® os valores da matriz ALF foram 2,25% ± 1,37 para Cryptosporidium e 3,75% ± 2,25 para Giardia. No resíduo, a recuperação foi de 4,5% ± 1,50 para Cryptosporidium e 49% ± 1 para Giardia. Para os ensaios com óxido de cálcio na matriz resíduo, a primeira condição com dosagem de 23 mg cal/100mL no tempo de contato de 3 dias a 25° C, não foram encontrados protozoário positivo para o teste IP (iodeto de propídeo), o que deixa esta condição satisfatória. Na segunda condição, com dosagem de 16 mg cal/100mL e tempo de contato de 3 dias a 25°C, foram encontrados protozoários negativos para IP. Para as condições de desinfecção, utilizando ozônio, com tempos de contato 5 min e 10 min e dosagens de 10 mg O3.L-1 e 7,5 mg O3.L-1, respectivamente, poucos organismos foram detectados. Portanto, destaca-se a dificuldade em avaliar a permeabilidade dos protozoários após os ensaios de desinfecção realizados. Faz-se necessário realizar novos ensaios com outras dosagens e tempos de contato. / The present work evaluated the use of calcium oxide and ozone for the inactivation of Giardia spp. and Cryptosporidium parvum oocysts present in the wastes and in the wash water of the filters obtained after the use of the complete cycle technology with dissolved air flotation (coagulation, flocculation, flotation and filtration) on a bench scale using polyaluminium chloride - PAC as a coagulant. For the analytical tests of protozoan recovery and validation of the method, suspensions and Easyseed ® were used in the ALF and residues matrices. Protozoan quantification was performed by the direct centrifugation method with the addition of detergent dispersion solution ICN 7X (MP BIO ®) at 1.0% in the sample with the immunomagnetic separation step - IMS. The recoveries in the quality assays using the protozoal suspensions were 19.86% ± 16.29 and 43.95% ± 11.21 for Cryptosporidium oocysts and Giardia cysts respectively in the ALF matrix, whereas for the residue matrix were 8.16% ± 30.24 for Cryptosporidium and 32.54 ± 46.48 for Giardia. For the recovery assays using Easyseed ® the ALF matrix values were 2.25% ± 1.37 for Cryptosporidium and 3.75% ± 2.25 for Giardia. In the residue, recovery was 4.5% ± 1.50 for Cryptosporidium and 49% ± 1 for Giardia. For the calcium oxide assays in the residue matrix, the first condition with a dosage of 23 mg cal/100mL at the contact time of 3 days at 25°C, no positive protozoan was found for the IP (propidium iodide) test, which leaves is a satisfactory condition. In the second condition with a dosage of 16 mg cal/100mL and contact time of 3 days at 25°C, negative protozoa were found for IP. For the disinfection conditions using ozone with contact times 5 min and 10 min and dosages of 10 mg O3.L-1 and 7.5 mg O3.L-1, respectively, few organisms were detected. Therefore, the difficulty in evaluating the permeability of protozoa after the disinfection tests carried out. Realization of new tests with other dosages and contact times.

O presente trabalho avaliou o uso e a detecção de óxido de cálcio e ozônio para a inativação de cistos de Giardia spp. e oocistos de Cryptosporidium parvum presentes nos resíduos e na água de lavagem dos filtros gerados após a utilização da tecnologia de ciclo completo com flotação por ar dissolvido (coagulação, floculação, flotação e filtração) em escala de bancada, usando o cloreto de polialumínio PAC como coagulante. Para os ensaios analíticos de recuperação dos protozoários e validação do método foram utilizados as suspensões e o Easyseed® nas matrizes ALF e resíduos. A quantificação dos protozoários foi realizada pelo método de centrifugação direta com a adição de solução de dispersão detergente ICN 7X (MP BIO®) a 1,0% na amostra com a etapa de separação imunomagnética – IMS. As recuperações nos ensaios de qualidade utilizando as suspensões de protozoários foram de 19,86% ± 16,29 e 43,95% ± 11,21, para oocistos de Cryptosporidium e cistos de Giardia respectivamente na matriz ALF, enquanto que para a matriz resíduo foram de 8,16% ± 30,24 para Cryptosporidium e 32,54% ± 46,48 para Giardia. Para os ensaios de recuperação empregando o Easyseed® os valores da matriz ALF foram 2,25% ± 1,37 para Cryptosporidium e 3,75% ± 2,25 para Giardia. No resíduo, a recuperação foi de 4,5% ± 1,50 para Cryptosporidium e 49% ± 1 para Giardia. Para os ensaios com óxido de cálcio na matriz resíduo, a primeira condição com dosagem de 23 mg cal/100mL no tempo de contato de 3 dias a 25° C, não foram encontrados protozoário positivo para o teste IP (iodeto de propídeo), o que deixa esta condição satisfatória. Na segunda condição, com dosagem de 16 mg cal/100mL e tempo de contato de 3 dias a 25°C, foram encontrados protozoários negativos para IP. Para as condições de desinfecção, utilizando ozônio, com tempos de contato 5 min e 10 min e dosagens de 10 mg O3.L-1 e 7,5 mg O3.L-1, respectivamente, poucos organismos foram detectados. Portanto, destaca-se a dificuldade em avaliar a permeabilidade dos protozoários após os ensaios de desinfecção realizados. Faz-se necessário realizar novos ensaios com outras dosagens e tempos de contato. / The present work evaluated the use of calcium oxide and ozone for the inactivation of Giardia spp. and Cryptosporidium parvum oocysts present in the wastes and in the wash water of the filters obtained after the use of the complete cycle technology with dissolved air flotation (coagulation, flocculation, flotation and filtration) on a bench scale using polyaluminium chloride - PAC as a coagulant. For the analytical tests of protozoan recovery and validation of the method, suspensions and Easyseed ® were used in the ALF and residues matrices. Protozoan quantification was performed by the direct centrifugation method with the addition of detergent dispersion solution ICN 7X (MP BIO ®) at 1.0% in the sample with the immunomagnetic separation step - IMS. The recoveries in the quality assays using the protozoal suspensions were 19.86% ± 16.29 and 43.95% ± 11.21 for Cryptosporidium oocysts and Giardia cysts respectively in the ALF matrix, whereas for the residue matrix were 8.16% ± 30.24 for Cryptosporidium and 32.54 ± 46.48 for Giardia. For the recovery assays using Easyseed ® the ALF matrix values were 2.25% ± 1.37 for Cryptosporidium and 3.75% ± 2.25 for Giardia. In the residue, recovery was 4.5% ± 1.50 for Cryptosporidium and 49% ± 1 for Giardia. For the calcium oxide assays in the residue matrix, the first condition with a dosage of 23 mg cal/100mL at the contact time of 3 days at 25°C, no positive protozoan was found for the IP (propidium iodide) test, which leaves is a satisfactory condition. In the second condition with a dosage of 16 mg cal/100mL and contact time of 3 days at 25°C, negative protozoa were found for IP. For the disinfection conditions using ozone with contact times 5 min and 10 min and dosages of 10 mg O3.L-1 and 7.5 mg O3.L-1, respectively, few organisms were detected. Therefore, the difficulty in evaluating the permeability of protozoa after the disinfection tests carried out. Realization of new tests with other dosages and contact times.

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.

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 – PAC. O método de filtração em membranas foi adotado para a concentração de protozoários, seguido ou não da etapa de purificação por separação imunomagnética – 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 – 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.

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.

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 – PAC. O método de filtração em membranas foi adotado para a concentração de protozoários, seguido ou não da etapa de purificação por separação imunomagnética – 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 – 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.