Emerging contaminants: occurrence and spatiotemporal distribution in the Monjolinho river and evaluation of removal rate by the sewage treatment plant of São Carlos city.

This work aimed to investigate the occurrence of 12 emerging contaminants (pharmaceuticals, hormones and triclosan) in samples of influents and effluents, as well the removal in the sewage treatment plant (STP) of São Carlos. It was also investigated the occurrence and spatiotemporal distribution of emerging contaminants in surface waters and sediments from the Monjolinho River, the receptor of effluents, and one of its tributaries, the Água Quente Stream (AQS), which receives the discharge of non treated sewage. Influent and effluent samples were collected weekly. Surface water and sediment samples were obtained every two and four months, respectively, in points since the source until the mouth of the Monjolinho River. The target compounds in dissolved fraction of aquous samples were extracted by solid phase extraction (SPE), while for sediments it was performed ultrassonic extrations with solvents followed by SPE. The analytical determinations were made by ultra high pressure liquid chromatography coupled to mass spectrometer equipped with triplequadrupole analyser (LC-MS/MS). The hormone 17-α-ethynilestradiol was not detected in any sample. However, all the pharmaceuticals evaluated and triclosan were detected in influent samples. The STP with upflow anaerobic sludge blancket (UASB) and air dissolved flotation in São Carlos presented low removal for carbamazepine, diclofenac, propranolol and ibuprofen. On the other hand, triclosan presented the highest removal (91.2%). In surface waters and sediments from Monjolinho river the concentration of contaminants presented an increasing trend since the source of the river to the downstream of the STP effluent discharge and after the confluence of the AQS (which flows into the river at the same place), where it was observed the highest concentrations in the Monjolinho River. The AQS, in its turn, presented higher concentrations of pharmaceuticals and triclosan than the Monjolinho River, due to the discharge of non treated sewage. Carbamazepine and diclofenac were persistent in both STP and aquatic body. The strong correlations between this compounds and electrical conductivity (considered a conservative parameter) sugests that CMZ and DCF can be tracers of both treated and non treated sewage release in the study area. Ee conclude that the main sources of phamaceuticals and triclosan to the Monjolinho River are the discharge of non treated sewage (from the AQS) and effluent from STP, since their removal is very low. Unlike the studies involving endocrine disruptors, the effects of other classes of emerging contaminants have been yet little explained in literature. Therefore, more surveys on the occurrence of these compounds combined with ecotoxicological studies must be conducted to make clear the magnitude of the impact that these substances can cause in the environment. Based on this information, adjustments in the effluent treatment may be investigated in the future, if there is interest in effectively removing this compounds in STP.Universidade Federal de Minas GeraisNeste trabalho foi investigada a ocorrência de 12 contaminantes emergentes (fármacos, hormônios e triclosan) em amostras de esgoto bruto e tratado, bem como foi avaliada a remoção dos mesmos pela estação de tratamento de esgoto (ETE) de São Carlos. Também investigou-se a ocorrência e distribuição espaço-temporal desses compostos em águas superficiais e sedimentos do rio do Monjolinho, o corpo aquático receptor, e em um de seus afluentes, o Córrego da Água Quente (CAQ), o qual recebe esgoto sanitário não tratado. Amostras de esgoto, águas e sedimentos foram coletadas semanalmente, bimestralmente e a cada quatro meses, respectivamente. No rio do Monjolinho, os pontos de amostragem abrangeram desde a nascente até a foz. Os compostos alvo na fração dissolvida das amostras aquosas foram extraídos por extração em fase sólida (SPE), enquanto que para sedimentos foi realizada extração ultrassônica com solventes, seguida de SPE. As determinações analíticas foram feitas por cromatografia de ultra eficiência acoplada à espectrometria de massas com analisador triplo quadrupolo (UPLC-MS/MS). O hormônio 17-α-etinilestradiol não foi detectado em nenhuma das matrizes avaliadas. Porém, todos os fármacos avaliados e triclosan foram detectados nas amostras de esgoto bruto. O tratamento de esgoto empregando reator anaeróbio de fluxo ascendente (UASB) seguido de flotação por ar dissolvido (FAD) na ETE de São Carlos apresentou baixa remoção para carbamazepina, diclofenaco, propranolol e ibuprofeno, enquanto o triclosan apresentou a maior remoção (91,2%). Nas águas superficiais e sedimentos do rio do Monjolinho as concentrações dos contaminantes foram crescentes desde a nascente até após a confluência do CAQ e o lançamento do efluente da ETE (os quais ocorrem no mesmo local), onde ocorreram as maiores concentrações encontradas no rio do Monjolinho. O CAQ apresentou concentrações mais elevadas de fármacos e triclosan do que o rio do Monjolinho, devido ao aporte de esgoto não tratado. Carbamazepina e diclofenaco foram persistentes tanto em amostras de esgoto quanto no corpo aquático. Fortes correlações entre ambos os compostos e condutividade elétrica (este considerado um parâmetro conservativo) sugerem que os dois fármacos são bons traçadores do aporte de esgoto sanitário tratado e/ou não tratado na área de estudo. Conclui-se que as principais fontes de fármacos e triclosan no rio do Monjolinho são o lançamento de esgoto não tratado (por meio do CAQ) e esgoto tratado, uma vez que a remoção dos mesmos na ETE, é bastante baixa. Ao contrário dos estudos envolvendo desreguladores endócrinos, os efeitos adversos de outras classes de contaminantes emergentes ainda têm sido pouco elucidados na literatura. Portanto, mais pesquisas sobre a ocorrência desses compostos aliados a análises ecotoxicológicas devem ser realizados para que se dimensione a magnitude do impacto que essas substâncias podem causar ao ambiente. Com base em tais informações, adequações no tratamento de esgoto podem ser investigadas, no futuro, caso haja interesse em remover efetivamente esses compostos na ETE