Water solar disinfection using Escherichia coli and Clostridium perfringens as bioindicators

Os países latino-americanos enfrentam sérios problemas com a alta incidência de doenças relacionadas com a falta de saneamento básico, sendo mais afetadas as populações que vivem em localidades pobres, periféricas e em zonas rurais. A utilização da radiação solar no processo de desinfecção de água, SODIS, é introduzida nesse contexto como uma alternativa de desinfecção da água independente de insumos, que funciona sem fornecimento de energia elétrica, baixo custo e de fácil operação em comunidades pequenas. Este trabalho teve por objetivo avaliar a inativação dos patógenos Escherichia coli e o Clostridium perfringens através da SODIS na região Centro-Oeste do Brasil, na cidade de Goiânia GO. Para a determinação das bactérias Escherichia coli e Clostridium perfringens foi utilizado os métodos Colilert® e tubos múltiplos (NMP/100 mL), respectivamente. A inativação e o recrescimento destes bioindicadores, a análise dos parâmetros físico-químicos da água bruta e da água desinfetada pela SODIS foram os enfoques principais deste estudo. Água bruta foi coletada de um poço raso da Escola de Engenharia Civil (EEC) da Universidade Federal de Goiás (UFG) e inoculada com concentrações determinadas dos bioindicadores, separadamente, acondicionadas em garrafas de PET e expostas ao sol pelo período das 09:00 às 15:00 horas. Amostras de água foram coletadas e analisadas em laboratório após os tempos de exposição de 0, 2, 4 e 6 horas. O trabalho experimental foi dividido em duas etapas, a primeira considerou a diferença de volumes nas garrafas, 1,5 L e 2 L, para investigar o efeito das concentrações de oxigênio, a verificação do recrescimento após 3 dias de armazenamento na própria garrafa de PET em temperatura ambiente e a avaliação da água bruta antes e após a SODIS. Na segunda etapa, garrafas com volume padrão de 1,5 L foram usadas em combinação com e sem concentrador solar. Os resultados mostraram que houve uma pequena diferença, (0,25-Log para Clostridium perfringens e 0,5-Log Escherichia coli) nas inativações bacterianas em relação aos diferentes volumes, sendo maiores nas garrafas de 1,5 L para ambos os bioindicadores na etapa 1. O uso do concentrador solar não apresentou melhoria no processo em relação ao Clostridium perfringens e o recrescimento foi proporcional à concentração final dos bioindicadores após as 6 horas de exposição.Latin-American countries are facing serious problems related to waterborne diseases due to the lack of basic sanitation, affecting in particular those people living in small and rural communities. Solar radiation for water disinfection, SODIS, seems a promising process for small communities since it does not require electric energy and it has low cost and easy operation. This work aimed to evaluate the inactivation of the pathogens Escherichia coli and Clostridium perfringens by SODIS in the Center-West region of Brazil, Goiânia-GO. The Colilert® and multiple tubes (NMP/100 mL) were used to determine the Escherichia coli and the Clostridium perfringens bacterias, respectively. The inactivation and the re-growth of these bioindicators, the physico-chemical parameters of the raw and disinfected waters were the main focus of this work. Raw water was collected from a well located at the Civil Engineering School (EEC) of Federal University of Goiás (UFG) and it was inoculated apart using pre-determined concentrations of these bio-indicators. Samples were put in transparent PET bottles with capacity of 2L and left under sunlight exposure between 9am and 3pm. Samples were collected and analyzed in the laboratory after 0, 2, 4 and 6 hours of exposure. The work was divided into two phases: the first evaluate the effect of the use of two water volumes (1.5 L and 2 L) on the pathogen inactivation. In addition, the re-growth of these pathogens in the PET bottles after 3 storage days at ambient temperature was also investigated. In the second phase, PET bottles containing 1.5 L of contaminated water were exposed to sunlight radiation with and without solar reflectors. The results showed that there was a small difference (0,25-Log to Clostridium perfringens and 0,5-Log to Escherichia coli) in the inactivation of both bioindicators between the two volumes evaluated in the first phase. The use of the solar reflector did not improve the inactivation of the Clostridium perfringens and their re-growth was proportional to the final concentration after 6 hours of sunlight exposure