Sem tratamento de resíduos, a atual concentração de pessoas e indústrias em muitas partes do mundo rapidamente tornaria partes do meio ambiente incompatíveis com a vida. Embora a redução da quantidade de resíduos seja importante, o tratamento adequado dos resíduos é essencial. Dois tipos básicos de resíduos entram em uma estação de tratamento, resíduos humanos/animais e resíduos industriais. Os seres humanos excretam cerca de 250 gramas de resíduos sólidos per capita por dia, incluindo 2000 milhões de coliformes e 450 milhões de bactérias estreptococos por pessoa por dia (Mara 1974). As taxas de produção de resíduos sólidos industriais variam de 0.12 toneladas por empregado por ano em instituições profissionais e científicas a 162.0 toneladas por empregado por ano em serrarias e aplainadoras (Salvato 1992). Embora algumas estações de tratamento de resíduos se dediquem exclusivamente ao tratamento de um ou outro tipo de material, a maioria das estações lida com resíduos animais e industriais.
Perigos e sua prevenção
O objetivo das estações de tratamento de águas residuais é remover o máximo possível de contaminantes sólidos, líquidos e gasosos dentro de restrições tecnicamente viáveis e financeiramente viáveis. Há uma variedade de processos diferentes que são usados para remover contaminantes de águas residuais, incluindo sedimentação, coagulação, floculação, aeração, desinfecção, filtração e tratamento de lodo. (Veja também o artigo “Tratamento de esgoto” neste capítulo.) O perigo específico associado a cada processo varia dependendo do projeto da estação de tratamento e dos produtos químicos usados nos diferentes processos, mas os tipos de perigo podem ser classificados como físicos, microbiana e química. A chave para prevenir e/ou minimizar os efeitos adversos associados ao trabalho em estações de tratamento de esgoto é antecipar, reconhecer, avaliar e controlar os perigos.
Figura 1. Bueiro com tampa removida.
Maria O. Brophy
Riscos físicos
Os riscos físicos incluem espaços confinados, energização inadvertida de máquinas ou peças de máquinas e tropeções e quedas. O resultado de um encontro com perigos físicos muitas vezes pode ser imediato, irreversível e grave, até mesmo fatal. Os perigos físicos variam de acordo com o projeto da planta. A maioria das estações de tratamento de esgoto, no entanto, possui espaços confinados que incluem abóbadas subterrâneas ou subterrâneas com acesso limitado, bueiros (figura 1) e tanques de sedimentação quando foram esvaziados de conteúdo líquido durante, por exemplo, reparos (figura 2). Equipamentos de mistura, ancinhos de lodo, bombas e dispositivos mecânicos usados para uma variedade de operações em estações de tratamento de esgoto podem mutilar e até mesmo matar, se forem ativados inadvertidamente durante a manutenção do trabalhador. Superfícies molhadas, frequentemente encontradas em estações de tratamento de esgoto, contribuem para o risco de escorregar e cair.
Figura 2. Tanque vazio em uma estação de tratamento de esgoto.
Maria O. Brophy
A entrada em espaços confinados é um dos riscos mais comuns e sérios enfrentados pelos trabalhadores do tratamento de esgoto. Uma definição universal de um espaço confinado é ilusória. Em geral, no entanto, um espaço confinado é uma área com meios limitados de entrada e saída que não foi projetada para habitação humana contínua e que não possui ventilação adequada. Os perigos ocorrem quando o espaço confinado está associado a uma deficiência de oxigênio, à presença de um produto químico tóxico ou a um material envolvente, como a água. A diminuição dos níveis de oxigênio pode ser o resultado de uma variedade de condições, incluindo a substituição de oxigênio por outro gás, como metano ou sulfeto de hidrogênio, o consumo de oxigênio pela decomposição de material orgânico contido nas águas residuais ou a eliminação de moléculas de oxigênio em o processo de ferrugem de alguma estrutura dentro do espaço confinado. Como baixos níveis de oxigênio em espaços confinados não podem ser detectados por observação humana sem auxílio, é extremamente importante usar um instrumento que possa determinar o nível de oxigênio antes de entrar em qualquer espaço confinado.
A atmosfera da Terra consiste em 21% de oxigênio ao nível do mar. Quando a porcentagem de oxigênio no ar respirável cai abaixo de cerca de 16.5%, a respiração de uma pessoa se torna mais rápida e superficial, a frequência cardíaca aumenta e a pessoa começa a perder a coordenação. Abaixo de cerca de 11%, a pessoa sente náuseas, vômitos, incapacidade de se mover e inconsciência. Instabilidade emocional e julgamento prejudicado podem ocorrer em níveis de oxigênio em algum lugar entre esses dois pontos. Quando os indivíduos entram em uma atmosfera com níveis de oxigênio abaixo de 16.5%, eles podem imediatamente ficar muito desorientados para sair e eventualmente sucumbir à inconsciência. Se a depleção de oxigênio for grande o suficiente, os indivíduos podem ficar inconscientes após uma respiração. Sem resgate, eles podem morrer em minutos. Mesmo se resgatado e ressuscitado, danos permanentes podem ocorrer (Wilkenfeld et al. 1992).
A falta de oxigênio não é o único perigo em um espaço confinado. Os gases tóxicos podem estar presentes em um espaço confinado em um nível de concentração alto o suficiente para causar sérios danos, até mesmo matar, apesar dos níveis adequados de oxigênio. Os efeitos de produtos químicos tóxicos encontrados em espaços confinados são discutidos mais adiante. Uma das maneiras mais eficazes de controlar os riscos associados a baixos níveis de oxigênio (abaixo de 19.5%) e atmosferas contaminadas com produtos químicos tóxicos é ventilar completa e adequadamente o espaço confinado com ventilação mecânica antes de permitir a entrada de qualquer pessoa. Isso geralmente é feito com um duto flexível através do qual o ar externo é soprado para o espaço confinado (consulte a figura 3). Deve-se tomar cuidado para garantir que os vapores de um gerador ou do motor do ventilador também não sejam soprados para o espaço confinado (Brophy 1991).
Figura 3. Unidade de movimentação de ar para entrar em um espaço confinado.
Maria O. Brophy
As estações de tratamento de esgoto geralmente possuem grandes peças de maquinário para mover lodo ou esgoto bruto de um local da estação para outro. Quando são feitos reparos neste tipo de equipamento, toda a máquina deve ser desenergizada. Além disso, a chave para reenergizar o equipamento deve estar sob o controle da pessoa que está realizando os reparos. Isso evita que outro trabalhador na planta energize inadvertidamente o equipamento. O desenvolvimento e a implementação de procedimentos para atingir esses objetivos são chamados de programa de bloqueio/sinalização. A mutilação de partes do corpo, como dedos, braços e pernas, desmembramento e até mesmo a morte podem resultar de programas de bloqueio/sinalização ineficazes ou inadequados.
As estações de tratamento de esgoto geralmente contêm grandes tanques e recipientes de armazenamento. Às vezes, as pessoas precisam trabalhar em cima dos contêineres ou passar por poços que foram esvaziados de água e podem conter uma queda de 8 a 10 pés (2.5 a 3 m) (consulte a figura 4). Proteção suficiente contra quedas, bem como treinamento de segurança adequado devem ser fornecidos aos trabalhadores.
Perigos microbianos
Os perigos microbianos estão principalmente associados ao tratamento de dejetos humanos e animais. Embora as bactérias sejam freqüentemente adicionadas para alterar os sólidos contidos nas águas residuais, o perigo para os trabalhadores do tratamento de esgoto vem principalmente da exposição a microrganismos contidos em dejetos humanos e de outros animais. Quando a aeração é usada durante o processo de tratamento de esgoto, esses microrganismos podem se espalhar pelo ar. O efeito a longo prazo no sistema imunológico de indivíduos expostos a esses microrganismos por longos períodos de tempo não foi avaliado de forma conclusiva. Além disso, os trabalhadores que removem os resíduos sólidos do fluxo afluente antes do início de qualquer tratamento são frequentemente expostos a micro-organismos contidos no material que respingam na pele e entram em contato com as membranas mucosas. Os resultados do encontro de microrganismos encontrados em estações de tratamento de esgoto por longos períodos de tempo são frequentemente mais sutis do que os resultantes de exposições intensas e agudas. No entanto, esses efeitos também podem ser irreversíveis e graves.
As três principais categorias de micróbios relevantes para esta discussão são fungos, bactérias e vírus. Todos os três podem causar doenças agudas, bem como doenças crônicas. Sintomas agudos, incluindo desconforto respiratório, dores abdominais e diarreia, foram relatados em trabalhadores do tratamento de resíduos (Crook, Bardos e Lacey 1988; Lundholm e Rylander 1980). Doenças crônicas, como asma e alveolite alérgica, têm sido tradicionalmente associadas à exposição a altos níveis de micróbios transportados pelo ar e, recentemente, à exposição microbiana durante o tratamento de lixo doméstico (Rosas et al. 1996; Johanning, Olmstead e Yang 1995). Relatórios de concentrações significativamente elevadas de fungos e bactérias no tratamento de resíduos, desidratação de lodo e instalações de compostagem estão começando a ser publicados (Rosas et al. 1996; Bisesi e Kudlinski 1996; Johanning Olmstead e Yang 1995). Outra fonte de micróbios transportados pelo ar são os tanques de aeração que são usados em muitas estações de tratamento de esgoto.
Além da inalação, os micróbios podem ser transmitidos pela ingestão e pelo contato com a pele não íntegra. A higiene pessoal, incluindo lavar as mãos antes de comer, fumar e ir ao banheiro, é importante. Alimentos, bebidas, talheres, cigarros e qualquer coisa que possa ser colocada na boca devem ser mantidos longe de áreas de possível contaminação microbiana.
Perigos químicos
Encontros químicos em estações de tratamento de resíduos podem ser imediatos e fatais, bem como prolongados. Uma variedade de produtos químicos é usada no processo de coagulação, floculação, desinfecção e tratamento de lodo. O produto químico escolhido é determinado pelo contaminante ou contaminantes no esgoto bruto; alguns resíduos industriais requerem tratamento químico um tanto exótico. Em geral, no entanto, os principais perigos dos produtos químicos usados nos processos de coagulação e floculação são irritação da pele e lesões oculares devido ao contato direto. Isto é especialmente verdadeiro para soluções que têm um pH (acidez) inferior a 3 ou superior a 9. A desinfecção do efluente é muitas vezes realizada usando cloro líquido ou gasoso. O uso de cloro líquido pode causar lesões oculares se espirrar nos olhos. Ozônio e luz ultravioleta também são usados para conseguir a desinfecção do efluente.
Uma forma de monitorar a eficácia do tratamento de esgoto é medir a quantidade de matéria orgânica que permanece no efluente após o término do tratamento. Isso pode ser feito determinando a quantidade de oxigênio que seria necessária para biodegradar o material orgânico contido em 1 litro de líquido em um período de 5 dias. Isso é chamado de demanda biológica de oxigênio de 5 dias (BOD5).
Os perigos químicos nas estações de tratamento de esgoto decorrem da decomposição da matéria orgânica que resulta na produção de sulfeto de hidrogênio e metano, dos resíduos tóxicos lançados nas redes de esgoto e dos contaminantes produzidos pelas operações realizadas pelos próprios trabalhadores.
O sulfeto de hidrogênio é quase sempre encontrado em estações de tratamento de resíduos. O sulfeto de hidrogênio, também conhecido como gás de esgoto, tem um cheiro característico e desagradável, muitas vezes identificado como ovo podre. O nariz humano, no entanto, rapidamente se acostuma com o cheiro. As pessoas expostas ao sulfeto de hidrogênio geralmente perdem a capacidade de detectar seu odor (ou seja, fadiga olfativa). Além disso, mesmo que o sistema olfativo seja capaz de detectar sulfeto de hidrogênio, não é capaz de julgar com precisão sua concentração na atmosfera. O sulfeto de hidrogênio interfere bioquimicamente no mecanismo de transporte de elétrons e bloqueia a utilização de oxigênio no nível molecular. O resultado é a asfixia e, finalmente, a morte devido à falta de oxigênio nas células do tronco cerebral que controlam a taxa de respiração. Altos níveis de sulfeto de hidrogênio (maiores que 100 ppm) podem ocorrer, e geralmente ocorrem, em espaços confinados encontrados em estações de tratamento de esgoto. A exposição a níveis muito altos de sulfeto de hidrogênio pode resultar em supressão quase instantânea do centro respiratório no tronco cerebral. O Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional dos EUA (NIOSH) identificou 100 ppm de sulfeto de hidrogênio como imediatamente perigoso para a vida e a saúde (IDLH). Níveis mais baixos de sulfeto de hidrogênio (menos de 10 ppm) estão quase sempre presentes em algumas áreas de estações de tratamento de esgoto. Nesses níveis mais baixos, o sulfeto de hidrogênio pode ser irritante para o sistema respiratório, estar associado a dores de cabeça e resultar em conjuntivite (Smith 1986). O sulfeto de hidrogênio é produzido sempre que a matéria orgânica se decompõe e, industrialmente, durante a produção de papel (processo Kraft), o curtimento de couro (depilação com sulfeto de sódio) e a produção de água pesada para reatores nucleares.
O metano é outro gás produzido pela decomposição da matéria orgânica. Além de substituir o oxigênio, o metano é explosivo. Podem ser atingidos níveis que resultam em explosão quando uma faísca ou fonte de ignição é introduzida.
As plantas que lidam com resíduos industriais devem ter um conhecimento profundo dos produtos químicos utilizados em cada uma das plantas industriais que utilizam seus serviços e uma relação de trabalho com a gestão dessas plantas para que sejam prontamente informadas de quaisquer mudanças nos processos e conteúdos de resíduos. O despejo de solventes, combustíveis e qualquer outra substância em sistemas de esgoto representa um perigo para os trabalhadores do tratamento não apenas por causa da toxicidade do material despejado, mas também porque o despejo não é previsto.
Sempre que qualquer operação industrial, como soldagem ou pintura com spray, for realizada em um espaço confinado, deve-se tomar cuidado especial para fornecer ventilação suficiente para evitar o risco de explosão, bem como para remover o material tóxico produzido pela operação. Quando uma operação realizada em um espaço confinado produz uma atmosfera tóxica, geralmente é necessário equipar o trabalhador com um respirador porque a ventilação do espaço confinado pode não garantir que a concentração do produto químico tóxico seja mantida abaixo do limite de exposição permitido. A seleção e ajuste de um respirador adequado está dentro do escopo da prática de higiene industrial.
Outro perigo químico grave nas estações de tratamento de esgoto é o uso de cloro gasoso para descontaminar o efluente da estação. O cloro gasoso vem em uma variedade de recipientes com peso de 70 kg a cerca de 1 tonelada. Algumas das grandes estações de tratamento de esgoto usam cloro fornecido em vagões ferroviários. O cloro gasoso é extremamente irritante para a porção alveolar dos pulmões, mesmo em níveis tão baixos quanto alguns ppm. A inalação de concentrações mais altas de cloro pode causar inflamação dos alvéolos do pulmão e produzir a síndrome do desconforto respiratório do adulto, que tem uma taxa de mortalidade de 50%. Quando uma estação de tratamento de esgoto utiliza grandes quantidades de cloro (1 tonelada ou mais), o perigo existe não apenas para os trabalhadores da estação, mas também para a comunidade ao redor. Infelizmente, as usinas que utilizam as maiores quantidades de cloro geralmente estão localizadas em grandes centros metropolitanos com alta densidade populacional. Outros métodos de descontaminação de efluentes de estações de tratamento de esgoto estão disponíveis, incluindo tratamento com ozônio, uso de solução líquida de hipoclorito e irradiação ultravioleta.