Sanitation of sewage sludge by drying in greenhouse and agricultural use: characterization of microbiological quality and human exposure

O presente estudo teve como objetivo avaliar o decaimento e a relação entre as concentrações de enterovírus cultiváveis e de colifagos somáticos em lodo de esgoto durante secagem em estufa de secagem, caracterizando a exposição humana a perigo microbiológico no tratamento e no uso agrícola do lodo. O tratamento em estufa consistiu na disposição do lodo de esgoto desaguado em leiras, que foram revolvidas manualmente uma vez por semana, quando também se realizava coleta de amostras para análise de umidade (U), sólidos totais (ST), pH, coliformes totais (CT), Escherichia coli (EC), vírus entéricos infecciosos (VEI) e colifagos somáticos (CS). A exposição de trabalhadores e de consumidores de hortaliças a perigo microbiológico (CT, EC, VEI e CS) foi avaliada por meio da coleta e análise: da água de lavagem das mãos da pesquisadora responsável, representante da figura do trabalhador do serviço de saneamento, após manejo semanal das leiras de lodo ao longo do tratamento; da água de lavagem das mãos de dois voluntários, representantes da figura do trabalhador rural, responsáveis pela montagem de cada canteiro de hortaliça (alface e cenoura), onde foi usado como adubo tanto lodo tratado quanto lodo tratado inoculado com VEI e CS de referência e de amostras da mistura solo+lodo no momento da colheita das hortaliças. A exposição do consumidor foi verificada através da análise de amostras das hortaliças após período de cultivo recomendado. Entre fevereiro e novembro de 2015, nove lotes de lodo de esgoto (L1 a L9) foram tratados em estufa de secagem, onde permaneceram em média por 13 semanas. As temperaturas médias estimadas do ar dentro da estufa variaram de 28,8 a 33,5° C. O pH se manteve estável na maioria dos lotes com valores entre 5,0-6,0. Após aproximadamente 60 dias de tratamento, todos os lotes apresentavam umidade abaixo de 10%, exceto L3 e L4 (10-25%). O tempo necessário para atingir 90% de sólidos totais variou entre 40-50 dias (L1 e L7), 55-65 dias (L5 e L6) e 85-100 dias (L2, L3 e L4). Durante a higienização dos lotes de lodo em estufa de secagem, observou-se que L2, L5, L7, L8 e L9 levaram até 20 dias para alcançarem qualidade classe B (coliformes termotolerantes < 10 6 NMP/g ST). O tempo de tratamento necessário para que cada lote passasse do tipo Classe B para Classe A (<1x103 NMP EC/g ST) foi em média de 50-60 dias para a maioria dos lotes (L2, L3 L6, L7 e L8). A detecção de vírus nas amostras de lodo analisadas durante a secagem do lodo em estufa foi muito baixa, impossibilitando inferir sobre níveis de contaminação e grau de decaimento. Mas colifagos somáticos foram detectados em amostras com menos de 10% de umidade. As amostras de água de lavagem das mãos, da mistura solo+lodo e de alface apresentaram baixas concentrações ou ausência de vírus entéricos infecciosos e colifagos somáticos. Sob as condições testadas no presente estudo, foi possível evidenciar que a secagem de lodo de esgoto em estufa de secagem se apresentou como técnica simples e eficiente na obtenção de produto granulado, seco e com níveis de redução da contaminação bacteriana que atendeu ao padrão de qualidade estabelecido como seguro para uso agrícola conforme a legislação brasileira. Colifagos somáticos persistiram na secagem do lodo em estufa de secagem e no plantio de hortaliças. Sugere-se que trabalhadores do serviço de saneamento, trabalhadores rurais e consumidores de hortaliças estariam expostos a baixos níveis de contaminação bacteriana e virológica.The aim of the study was to evaluate the decay and the relationship between the concentrations of infectious enteric viruses (IEV) and somatic coliphages (SC) in sewage sludge dried in an agricultural greenhouse and characterize human exposure to microbiological hazard during treatment and agricultural use of the sludge. The greenhouse treatment consisted of disposing the dewatered sewage sludge in piles which were manually turned once a week, when samples were taken for analysis of: moisture (U) total solids (TS), pH, total coliforms (TC), Escherichia coli (EC), infectious enteric virus (IEV) and somatic coliphages (SC). Human exposure (workers and consumers) to microbiological hazard (TC, EC, IEV and SC) was evaluated through the collection and analysis of: handwashing water of the responsible researcher (sanitation service worker) after weekly management of piles of sludge during treatment; handwashing water of the two volunteers (rural workers) responsible for the production of each vegetable (lettuce and carrots), using as fertilizer either treated sludge as inoculated treated sludge with IEV as well as samples of the soil+sludge mixture at harvest time. Consumer exposure was verified by analyzing vegetables samples after the recommended cultivation period for crops. Between February and November 2015, nine batches of sewage sludge (B1 to B9) were treated in a greenhouse, where they remained on average for 13 weeks. The estimated average temperature of the air inside the greenhouse ranged from 28,8 to 33,5° In most batches sludge remained pH between 5.0-6.0. C. After about 60 days of treatment, all batches had less than 10% of the humidity, except B3 and B4 (10-25%). The time required to reach 10% of humidity ranged between 40-50 (B1 to B7), 55-65 (B5, B6) and 85-100 (B2, B3 and B4) days. During sanitation of the sludge batches in a greenhouse, it was observed that L2, L5, L7, L8 and L9 took 20 days to achieve quality Class B (EC <106 MPN/g TS). Batches took 50-60 days on average to catch E. coli levels