Na Suíça, mais de 30, 000 substâncias diferentes são usadas diariamente em inúmeros produtos - farmacêuticos, cosméticos, agentes de limpeza ou produtos químicos industriais. Muitas dessas substâncias encontram seu caminho - via ETARs - em águas superficiais, onde têm impactos adversos sobre organismos aquáticos e recursos de água potável. Para remover micropoluentes de águas residuais, cerca de uma centena de ETARs selecionadas de forma estratégica na Suíça devem ser modernizadas nos próximos anos com uma etapa de tratamento adicional.

O programa de atualização está sendo seguido de perto por cientistas da Eawag e do Eawag-EPFL Ecotox Center. Como aponta o líder do projeto, Christian Stamm, "Isso oferece uma oportunidade única de estudar, mais ou menos em tempo real, como os ecossistemas aquáticos respondem a uma redução nos micropoluentes. "Na fase inicial, os cientistas investigaram o estado químico e biológico atual, antes das atualizações da WWTP. Stamm explica:"Também queríamos descobrir como os micropoluentes de águas residuais tratadas afetam a composição das comunidades biológicas e a função dos ecossistemas fluviais. Aqui, ainda existem lacunas substanciais em nosso conhecimento. "

Numerosos micropoluentes em águas residuais

Entre 2013 e 2014, Stamm e sua equipe realizaram amostragens regulares em trechos a montante e a jusante de 24 ETARs e identificaram as substâncias presentes (Fig. 1). As análises demonstram que vários micropoluentes entram nos rios em águas residuais tratadas. “Particularmente notável foi o aumento de medicamentos e produtos químicos domésticos, "diz Stamm - no caso dos medicamentos, as concentrações foram 30 vezes maiores a jusante do que a montante das ETARs (Fig. 2). Uma avaliação inicial do risco de ecotoxicidade indicou que o agente antiinflamatório diclofenaco e os pesticidas diazinon e diuron ocorrem amplamente em concentrações biologicamente eficazes. Isso também se aplica a outras substâncias em nível regional.

Organismos a jusante de ETARs mostraram vários sintomas de estresse exercido por micropoluentes. Por exemplo, a expressão gênica associada à desintoxicação celular foi observada na truta marrom. As populações de gammarid não tinham indivíduos jovens, indicando reprodução prejudicada ou aumento da mortalidade entre os juvenis. A diversidade de macroinvertebrados, que são sensíveis a pesticidas, foi reduzido a jusante das saídas de águas residuais. Também estão presentes nos efluentes antibióticos e bactérias resistentes, que pode promover a disseminação de genes de resistência a antibióticos nas águas receptoras.

Perda de adaptações após atualização da WWTP

Algas e bactérias, que colonizam o leito do rio na forma de biofilmes e desempenham um papel importante na cadeia alimentar, também são afetados por descargas de águas residuais. Biofilmes a jusante de ETARs mostraram uma tolerância muito maior para micropoluentes do que aqueles que vivem a montante. De acordo com Stamm:"Quanto maior a carga química, quanto maior a tolerância, o que indica uma relação causal entre a exposição e os efeitos biológicos. "

Os biofilmes forneceram evidências dos primeiros efeitos de uma atualização da ETAR:após a introdução da etapa de tratamento adicional na ETAR Herisau, as algas do rio Glatt perderam sua tolerância aumentada aos micropoluentes de forma relativamente rápida (Fig. 3). A expressão induzida de genes de desintoxicação também foi perdida na truta marrom que vivia rio abaixo.

Efeitos mascarados revelados pelo sistema de calhas

Muitas vezes, os efeitos dos micropoluentes não podem ser medidos diretamente no campo porque são mascarados pelos efeitos de outros constituintes das águas residuais. Então, para separar os vários impactos, os pesquisadores também conduziram experimentos em um sistema de canal de 16 canais (Fig. 4). Usando este sistema, eles mostraram, por exemplo, que embora a decomposição da matéria orgânica seja inibida por micropoluentes, é promovido por nutrientes. Stamm diz, "Isso apóia nossas descobertas de que, dependendo da situação dos nutrientes, as taxas de decomposição das folhas eram cerca de dois terços mais baixas a jusante do que a montante das estações de tratamento. "A análise estatística indica que, por exemplo, as populações de gammarídeos destruidores de folhas são dizimadas por inseticidas.