EFICIÊNCIA DO TRATAMENTO ANAERÓBIO NA REMOÇÃO DE HORMÔNIOS VETERINÁRIOS DO DEJETO LÍQUIDO SUÍNO

Autores

  • Rafael Gotardo Fundação Universidade Regional de Blumenau
  • Adilson Pinheiro Fundacao Universidade Regional de BLumenau
  • Vander Kaufmann Fundação Universidade Regional de Blumanu

DOI:

https://doi.org/10.18593/eba.v15i2.8832

Palavras-chave:

Suinocultura, Poluentes emergentes, Tratamento de águas residuárias

Resumo

 A contribuição de hormônios ao meio ambiente está ligada diretamente à eficiência da remoção de tais moléculas nas plantas de tratamento de águas residuárias. A remoção depende das características do efluente e dos processos adotados. O dejeto líquido suíno é o principal contribuinte de hormônios entre os resíduos do agronegócio. Sua concentração pode variar entre empresas integradoras, manejo, fase de criação, sexo e idade dos animais. Atualmente, a maior parte dos dejetos suínos é armazenada em esterqueiras por um período de 120 dias estabelecido pela legislação, e é posteriormente aplicada em lavouras como fertilizantes. Diante disso, neste trabalho objetivou-se avaliar a variabilidade das concentrações de hormônios durante a fase de terminação dos suínos, para diferentes manejos de empresas integradoras e a eficiência de remoção no sistema de tratamento (esterqueiras). O trabalho consistiu na seleção de três granjas produtoras de suínos de diferentes empresas, com criação de suínos na fase de terminação, instaladas no Município de Piratuba, SC. As coletas foram realizadas entre fevereiro e maio de 2013, durante o período de terminação dos suínos, que variou de 115 a 120 dias. As amostras foram coletadas em triplicata nas calhas coletoras de dejeto (resíduo líquido não tratado), e uma última coleta foi realizada na esterqueira após os 120 dias de armazenamento. Para cada uma das amostras foi avaliada a concentração dos hormônios 17α-estradiol, 17β-estradiol, 17α-etinilestradiol, progesterona e mestranol. Nota-se que a tecnificação influenciou nas concentrações médias dos hormônios analisados. A molécula 17α-estradiol apresentou um aumento em suas contrações durante o ciclo. As demais moléculas não tiveram variação significativa ou não foram quantificadas ao longo do tempo. As esterqueiras apresentaram eficiência de 8,93% na remoção das concentrações de 17α-estradiol; em compensação, ocorreu um aumento de 54,21% nas concentrações de 17β-estradiol. Acredita-se que durante o processo de tratamento pode ter ocorrido conversão do 17α-estradiol em 17β-estradiol.

Palavras-chave: Suinocultura. Poluentes emergentes. Tratamento de águas residuárias.

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Biografia do Autor

Rafael Gotardo, Fundação Universidade Regional de Blumenau

Rafael Gotardo é Engenheiro Agrônomo pela Universidade do Oeste de Santa Catarina - UNOESC (2011). Mestre em Engenharia Ambiental pela Fundação Universidade Regional de Blumenau - FURB (2014). Atualmente é doutorando em Engenharia Ambiental pela mesma instituição e bolsista com dedicação exclusiva pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES. Tem experiência em hidrologia, recursos hídricos e monitoramento ambiental. Atuou em pesquisa relacionada ao transporte de espécies químicas no solo e na água em bacia hidrográfica com intensa atividade agropecuária. Atualmente trabalha com hidrologia e balanço hídrico em diferentes usos do solo em bacia hidrográfica.

Adilson Pinheiro, Fundacao Universidade Regional de BLumenau

Engenheiro Civil pela Universidade Federal de Santa Catarina (1985), mestre em recursos hídricos e saneamento pelo Instituto de Pesquisas Hidráulicas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1990) e doutor em Física e Química Ambiental pelo Institut National Polytechnique de Toulouse (1995). Pós-doutorado no Institut de Mécaniques de Fluides de Toulouse (1996) e Cemagref (2006). Professor do Departamento de Engenharia Civil da Fundação Universidade Regional de Blumenau, das disciplinas de Saneamento e Sistema de Drenagem Urbana do curso de graduação em engenharia civil e, Princípios de Engenharia Ambiental e Gestão de Recursos Hídricos do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. Atuação nas áreas de hidrologia, recursos hídricos e saneamento ambiental, com destaque para o estudo do transporte de poluentes em bacias hidrográficas, modelização hidrológica e tratamento de resíduos agroindustriais.

Vander Kaufmann, Fundação Universidade Regional de Blumanu

Doutor em Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental pelo Instituto de Pesquisas Hidráulicas IPH/UFRGS (2013). Mestre em Engenharia Ambiental pela Universidade Regional de Blumenau/FURB (2009). Graduado em Química e Física pela Universidade do Sul de Santa Catarina (2006), graduação em Ciências Habilitação Biologia - Faculdades Católicas de Palmas- PR (2003).

Referências

Girotto, A. F.; Miele, M. Situação atual e tendências para a suinocultura brasileira nos próximos anos. Embrapa Suínos e Aves, Concórdia - SC, n. 1, p. 1-4, 2004.

ABIPECS - Associação Brasileira de Indústria Produtora e Exportadora de Carne de Suínos. [Online] <http://www.abipecs.org.br/uploads/relatorios/mercado-externo/exportacoes/anuais/jan-nov-2013_jan-nov-2012.pdf>. Acesso em: 03 jan. 2014.

Rocha, D. Tratamento dos Dejetos da Suinocultura. Disponível na Internet via www.ambienteemfoco.com.br/?p=180/Delcio Rocha. Acesso em: 27 jan. 2014.

Zhang, Z.; Zhu, J.; King, J.; Li, W. A two-step fed SBR for treating swine manure. Process Biochemistry, v. 41, n. 4, p.892-900, 2006.

Angonese; A. R.; Campos, A. T.; Palacio; S. M.; Szymanski, N. Avaliação da eficiência de um biodigestor tubular na redução da carga orgânica e produção de biogás a partir de dejetos de suínos. In: AGRENER GD - Encontro de Energia no Meio Rural e Geração Distribuída, n. 6, 2006.

Beli, E.; Hussar, G. J.; Hussar, D. H. Redução de DQO e turbidez de efluente de uma unidade suinícola empregando Reator Anaeróbio Compartimentado (RAC) seguido de filtro biológico e filtro de areia. Engenharia Ambiental, v. 7, n. 1, p. 5-19, 2010.

Adams, C. D. Treatment of antibiotics in swine wastewater. In: AGA, D. S. (Ed.). Fate of pharmaceuticals in the environment and in water treatment systems. New York: CRC Press, 2008.

Liu, S.; Ying, G-G.; Zhou, L-J.; Zhang, R. Q.; Chen, Z. F.; Lai, H. J. Steroids in a typical swine farm and their release into the environment. Water Research, n. 46, p. 3754-3768, 2012.

Yost, E. E.; Meyer, M. T.; Dietze, J. E.; Meissner, B. M.; Lynn Worley-Davis, L.; Williams, C. M.; Lee, B.; Kullman, S. W. Comprehensive assessment of hormones, phytoestrogens, and estrogenic activity in an anaerobic swine waste lagoon. Environmental Science & Technology, n. 47, p. 13781-13789, 2013.

Martínez-Carballo, E.; Barreiro-González, C.; Scharf, S.; Gans, O. Environmental monitoring study of selected veterinary antibiotics in animal manure and soils in Austria. Environmental Pollution, v. 148, n. 2, p. 570-579, 2007.

Xiang-Gang, H.; Qi-Xing, Z.; Lin, X. Determination of thirteen antibiotics residues in manure by solid phase extraction and high performance liquid chromatography. Chinese Journal of Analytical Chemistry, v. 36, n. 9, p. 1162-1166, 2008.

Aust, M. O.; Godlinski, F.; Travis, G. R.; Hao, X.; Mcallister, T. A.; Leinweber, P.; Thiele-Bruhn, S. Distribution of sulfamethazine, chlortetracycline and tylosin in manure and soil of Canadian feedlots after sub therapeutic use in cattle. Environmental Pollution, n. 156, p. 1243-1251, 2008.

Bradley, P. M.; Barber, L. B.; Chapelle, F. H.; Gray, J. L.; Kolpin, D. W.; Mcmahon, P. B. Biodegradation of 17α-estradiol, estrone and testosterone in stream sediments. Environmental Science & Technology, v. 6, n. 43, 1902-1910, 2010.

Casey, F. X. M.; Hakk, H.; Simunek, J.; Larsen, G. L. Fate and transport of testosterone in agricultural soils. Environmental Science & Technology, v. 38, n. 3, p. 790-798, 2004.

Chang, H.; Wan, Y.; Hu, J.Y. Determination and source apportionment of five classes of steroid hormones in Urban Rivers. Environmental Science & Technology, v. 20, n. 43, p. 7691-7698, 2009.

Hohenblum, P.; Gans, O.; Moche, W.; Scharf, S.; Lorbeer, G. Monitoring of selected estrogenic hormones and industrial chemicals in groundwater’s and surface waters in Austria. Science of the Total Environment, v. 333, n. 1-3, p. 185-193, 2004.

Benotti, M. J.; Trenholm, R. A.; Vanderford, B. J.; Holady, J. C.; Stanford, B. D.; Snyder, S. A. Pharmaceuticals and endocrine disrupting compounds in U.S. drinking water. Environmental Science and Technology, Easton, v. 43, n. 3, p. 597-603, 2009.

Jiang, W. W.; Yan, Y.; Ma, M.; Wang, D. H.; Luo, Q.; Wang, Z. J.; Satyanarayanan, S. K. Assessment of source water contamination by estrogenic disrupting compounds in China. Journal Environmental Sciences, v. 24, 2012.

Kuster, M.; Díaz-Cruz, S.; Rossel, M.; Alda, M. L.; Barceló, B. Fate of selected pesticides, estrogens, progestogens and volatile organic compounds during artificial aquifer recharge using surface waters. Chemosphere, v. 79, p. 880-886, 2010.

Combalbert, S.; Hernandez-Raquet, G. Occurrence, fate, and biodegradation of estrogens in sewage and manure. Applied Microbiology and Biotechnology, v. 86, n. 6, p. 1671-1692, 2010.

D'ascenzo, G.; Di Corcia, A.; Gentili, A.; Mancini R, Mastropasqua, R.; Nazzari, M.; Samperi R. Fate of natural estrogen conjugates in municipal sewage transport and treatment facilities. Science Total Environmental, n. 209, p. 302-199, 2003.

Johnson, A. C.; Williams, R. J. A. Model to estimate influent and effluent concentrations of estradiol, estrone, and ethinylestradiol at sewage treatment works. Environmental Science and Technology, v. 13, n. 38, p. 3649-3658, 2004.

Lange, I. G., Hartel, A.; Meyer, H. H. D. Evolution of estrogens functions in vertebrates. The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology, v. 83, n. 1-5, p. 219-226, 2003.

Johnson, A. C.; Williams, R. J.; Matthiessen, P. The potential steroid hormone contribution of farm animals to freshwaters, the United Kingdom as a case study. Science of the Total Environment, n. 362, v. 1-3, p. 166-178, 2006.

Liu, S.; Ying, G-G.; Zhang, R-Q.; Zhou, L-J.; Lai, H-J.; Chen, Z-F. Fate and occurrence of steroids in swine and dairy cattle farms with different farming scales and wastes disposal systems. Environmental Pollution, n. 170, p. 190-201, 2012.

Khanal, S. K.; Xie, B.; Thompson, M. L.; Sung, S. W.; Ong, S. K.; Van Leeuwen, J. Fate, transport, and biodegradation of natural estrogens in the environment and engineered systems. Environmental Science & Technology, v. 21, n. 40, p. 6537-6546, 2006.

Lee, L. S.; Carmosini, N.; Sassman, S. A.; Dion, H. M.; Sepulveda, M. S. Agricultural contributions of antimicrobials and hormones on soil and water quality. Advances in Agronomy, v. 93, p. 1-68, 2007.

Finlay-Moore, O.; Hartel, P. G.; Cabrera, M. L. 17β-estradiol and testosterone in soil and runoff from grasslands amended with broiler litter. Journal of Environmental Quality, v. 29, n. 5, p. 1604-1611,2000.

Hanselman, T. A. G.; Raetz, D. A.; Wilkie, A. C. Manure-borne estrogens as potential environmental contaminants: A review. Environmental Science & Technology, n. 37, v. 24, p. 5471-5478, 2003.

Kjaer , J.; Olsen, P.; Bach, K.; Barlebo, H. C.; Ingerslev, F.; Hansen, M.; Srensen, B. H. Leaching of estrogenic hormones from manure-treated structured soils. Environmental Science & Technology, v. 41, n. 11, p. 3911-3917, 2007.

Matthiessen, P.; Arnold, D.; Johnson, A. C.; Pepper, T. J.; Pottinger, T. G.; Pulman, K. G. T. Contamination of headwater streams in the United Kingdom by estrogenic hormones from livestock farms. Science of the Total Environment, v. 2-3, n. 367, p. 616-630, 2006.

Carballa, M.; Omil, F.; Lema, J. M.; Llompart, M.; Garcia-Jares, C.; Rodríguez, I.; Gomez, M.; Ternes, T. Behavior of pharmaceuticals, cosmetics and hormones in a sewage treatment plant. Water Research, v. 38, p. 2918-2926, 2004.

Stasinakis, A. S.; Kordoutis, C. I.; Tsiouma, V. C.; Gatidou, G.; Thomaidis. Removal of selected endocrine disrupters in activated sludge systems: Effect of sludge retention time on their sorption and biodegradation. Bioresource Technology, v. 101, n. 7, p. 2090-2095, 2010.

Chen, C. Y.; Wen, T. Y.; Wang, G. S.; Lin, Y. H.; Lien, G. W. Determining estrogenic steroids in Taipei waters and removal in drinking water treatment using high-flow solid-phase extraction and liquid chromatography/tandem mass spectrometry. Science of the Total Environment, n. 378, v. 352, 2007.

Gross, M.; Petrovic, M.; Barceló, D. Waste water treatment plants as a pathway for aquatic contamination by pharmaceuticals in the Ebro river basin (Northeast Spain). Environmental Toxicology and Chemistry, v. 26, n. 8, p. 1553-1562, 2007.

Köck-Schulmeyer, M.; Ginebreda, A.; Postigo, C.; López-Serna, R.; Pérez, S.; Brix, R.; Llorca, M.; Alda, M. L.; Petrović, M.; Munné, A.; Tirapu, L.; Barceló, D. Wastewater reuse in Mediterranean semi-arid areas: The impact of discharges of tertiary treated sewage on the load of polar micro pollutants in the Llobregat river (NE Spain). Chemosphere, v. 82, p. 670-678, 2011.

Fine, D. D.; Breidenbach, G. P.; Price, T. L.; Hutchins, S. R. Quantitation of estrogens in ground water and swine lagoon samples using solid-phase extraction, pentafluorobenzyl/trimethylsilyl derivatizations and gas chromatography negative ion chemical ionization tandem mass spectrometry. Journal of Chromatography A, v. 1-2, n. 1017, p. 167-185, 2003.

Furuichi, T.; Kannan, K.; Suzuki, K.; Tanaka, S.; Giesy, J. P.; Masunaga, S. Occurrence of estrogenic compounds in and removal by a swine farm waste treatment plant. Environmental Science e Technology, n. 40, p. 7896-7902, 2006.

Sarmah, A. K.; Meyer, M. T.; Boxall, A. B. A. A global perspective on the use, sales, exposure pathways, fate and effects of veterinary antibiotics (VAs) in the environment. Chemosphere, n. 65, p. 725-759, 2006.

Raman, D. R.; Williams, E. L.; Layton, A. C.; Burns, R. T.; Easter, J. P.; Daugherty, A. S.; Mullen, M. D.; Sayler, G. S. Estrogen content of dairy and swine wastes. Environmental Science & Technology, v. 13, n, 38, p. 3567-3573, 2004.

Kunz, A.; Oliveira, P. A.; Higarashi, M. M.; Sangoi, V. Recomendações técnicas para uso de esterqueiras para a armazenagem de dejetos de suínos. Comunicado Técnico, Concórdia: Embrapa Suínos e Aves, n. 361, 1-4, 2004.

Bradford, S. A.; Segal, E.; Zheng, W.; Wang, Q. Q.; Hutchins, S. R. Reuse of concentrated animal feeding operation wastewater on agricultural lands. Journal of Environmental Quality, v. 37, n. 3, p. S197-S115, 2008.

Ying, G. G.; Toze, S.; Hanna, J.; Yu, X. Y.; DILLON, P.; KOOKAN, R. S. Decay of endocrine-disrupting chemicals in aerobic and anoxic groundwater. Water Research, v. 42, v. 4-5, p. 1133-1141, 2008.

Ying, G. G.; Kookana, R. S.; Kumar, A.; Mortimer, M. Occurrence and implications of estrogens and xenoestrogens in sewage effluents and receiving waters from South East Queensland. Science of the Total Environment, n. 407, v. 18, p. 5147-5155, 2009.

Pinheiro, A.; Rosa Albano, R. M.; Alves, T. C.; Kaufmann, V.; Da Silva, M. R. Veterinary antibiotics and hormones in water from application of pig slurry to soil. Agricultural Water Management, v. 129, p. 1-8, 2013.

Vega-MOrales, T.; Sosa-Ferrera, Z.; Santana-Rodríguez, J. J. Determination of alkylphenol polyethoxylates, bisphenol-A, 17α-ethynylestradiol and 17β-estradiol and its metabolites in sewage samples by SPE and LC/MS/MS. Journal of Hazardous Materials, v. 183, n. 1-3, p. 701-711, 2010.

Jelic, A.; Meritxell, G.; Ginebreda, A.; Cesperes-Sanchez, R.; Ventura, F.; Petrovic, M.; Barcelo, D. Occurrence, partition and removal of pharmaceuticals in sewage water and sludge during wastewater treatment. Water Research, v. 45, n. 3, p. 1165-1176, 2011.

ALMEIDA, C.; NOGUEIRA, J. M. F. Determination of steroid sex hormones in water and urine matrices by stir bar sorptive extraction and liquid chromatography with diode array detection. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analisys, v. 41, n. 4, p. 1303-1311, 2006.

Ribani, M.; Bottoli, C. B. G.; Collins, C. H.; Jardim, I. C. S. F.; Melo, L. F. C. Validação em métodos cromatográficos e eletroforéticos. Química Nova, v. 27, p.771-780, 2004.

Bastos, R. K. X.; Bevilacqua, P. D.; Mierzwa, J. C. Análise de risco aplicada ao abastecimento de água para consumo humano in Valter Lúcio de Pádua (coord.). Remoção de microrganismos emergentes e micro contaminantes orgânicos no tratamento de água. Rio de Janeiro: ABES, p. 327-360, 2009.

Reis Filho, R. W.; Araújo, J. C.; Vieira, E. M. Hormônios sexuais estrógenos: Contaminantes bioativos. Química Nova, São Paulo, v. 29, n. 4, p. 817-822, 2006.

Hutchins, S. R.; White, M. V.; Hudson, F. M.; Fine, D. D. Analysis of lagoon samples from different concentrated animal feeding operations for estrogens and estrogen conjugates. Environmental Science & Technology, v. 3, n. 41, p. 738-744, 2007.

Ferreira, M. G. M. Remoção da atividade estrogênica de 17β-estradiol e de 17α-etinilestradiol pelos processos de ozonização. Tese (Doutorado em Ciências em Engenharia Química) Universidade Federal do Rio de Janeiro, 2008, 192 p.

Baronti, C.; Curini, R.; Ascenzo, G. D.; Corcia, A. D.; Gentili, A.; Chimica, D. Monitoring natural and synthetic estrogens at activated sludge sewage treatment plants and in a receiving river water. Environmental Science and Technology, v. 24, n. 34, p. 5059-5066, 2000.

Clara, M.; Kreuzinger, N.; Strenn, B.; Gans.; O, Kroiss, H. The solids retention time: a suitable design parameter to evaluate the capacity of wastewater treatment plants to remove micropollutants. Water Research, n. 39, p. 97-106, 2005.

Johnson, A. C.; Aerni, H. R.; Gerritsen, A.; Gibert, M.; Giger, W.; Hylland, K.; Jurgens, M.; Nakari, T.; Pickering, A.; Suter, M. J. F.; Svenson, A.; Wettstein, F. E. Comparing steroid estrogen, and nonylphenol content across a range of European sewage plants with different treatment and management practices. Water Research, n. 39, p. 47-58, 2005.

Joss, A.; Andersen, H.; Ternes, T.; Richle, P. R.; Siegrist, H. Removal of estrogens in municipal wastewater treatment under aerobic and anaerobic conditions: consequences for plant optimization. Environmental Science Technology, n. 38, p. 3047-3055, 2004.

Silva, C. G. A.; Collins, C. H. Aplicações de cromatografia líquida de alta eficiência para o estudo de poluentes orgânicos emergentes. QuímicaNova, v. 34, n. 4, p. 665-676, 2011.

Smith C.A. Normal and abnornal parturition in swine. In: Youngquist R.S. (Ed.). Current therapy in large animal theriogenology. Philadelphia: W.B. Saunders Company, p. 719-726, 1997.

First, N.L.; Lohse, J.K.; Nara B.S. The endocrine control of parturition. In: Cole D.J.A. & Foxcroft G.R. (Eds). Control of pig reproduction.ed. London: Butterworth Scientific, pp. 311-342, 1982.

Anderson L.L. Pigs. In: Hafez E.S.E. (Ed). Reproduction in farm animals. 6th edn. Philadelphia: Lea & Febiger, pp. 343-360, 1993.

Gadd, J. B.; Tremblay, L. A.; Northcott, G. L. Steroid estrogens, conjugated estrogens and estrogenic activity in farm dairy shed effluents. Environmental Pollution, v. 158, n. 3, p. 730-736, 2010.

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Publicado

07-06-2016

Como Citar

Gotardo, R., Pinheiro, A., & Kaufmann, V. (2016). EFICIÊNCIA DO TRATAMENTO ANAERÓBIO NA REMOÇÃO DE HORMÔNIOS VETERINÁRIOS DO DEJETO LÍQUIDO SUÍNO. Evidência, 15(2), 97–112. https://doi.org/10.18593/eba.v15i2.8832