Remoção de Cianobactérias e Cianotoxinas na ETA

Estratégias operacionais e barreiras de tratamento para proteger a qualidade da água distribuída

Florações de cianobactérias em mananciais de abastecimento tornaram-se um dos desafios operacionais mais complexos para as estações de tratamento de água no Brasil. Quando esses microrganismos se multiplicam em condições favoráveis, como temperaturas elevadas, excesso de nutrientes e baixa circulação da coluna d’água, eles podem produzir toxinas que representam risco real à saúde humana. A remoção de cianobactérias e cianotoxinas na ETA exige mais do que ajustes pontuais: demanda uma abordagem integrada, que combina monitoramento da captação com barreiras múltiplas de tratamento.

A Portaria GM/MS nº 888/2021, que atualiza os padrões de potabilidade no Brasil, estabelece valores máximos permitidos para cianotoxinas na água para consumo humano. Para a microcistina, toxina mais frequentemente detectada, o limite é de 1,0 µg/L. Para cilindrospermopsina, o valor é de 1,0 µg/L, e para saxitoxinas (em equivalentes de saxitoxina), 3,0 µg/L. Atingir esses padrões quando o manancial está em floração exige que o operador entenda profundamente como cada etapa da ETA responde à presença desses organismos e de suas toxinas.

A complexidade aumenta porque cianobactérias e cianotoxinas se comportam de formas distintas dentro da planta de tratamento. As células íntegras podem ser removidas por processos físicos, mas operações inadequadas as rompem e liberam toxinas intracelulares para a fase dissolvida. A partir desse ponto, o problema muda de natureza e exige processos completamente diferentes para ser resolvido.

Por que cianobactérias apresentam desafios específicos no tratamento

Diferentemente da maioria dos microrganismos encontrados em mananciais, as cianobactérias possuem características morfológicas e fisiológicas que dificultam sua remoção pelos processos convencionais de tratamento. Muitas espécies formam colônias mucilaginosas ou filamentosas que interferem na coagulação e na filtração. Além disso, algumas possuem vacúolos gasosos que reduzem sua densidade, fazendo com que flutuem na superfície da água em vez de sedimentar após a adição de coagulante.

Outro ponto crítico é a distinção entre toxinas intracelulares e extracelulares. Enquanto as células permanecem íntegras, a maior parte das cianotoxinas fica retida no interior do microrganismo. Processos como pré-oxidação com cloro em dosagens excessivas, lise mecânica por bombeamento inadequado ou variações bruscas de pH podem romper as células e liberar esse conteúdo tóxico na água bruta ou no interior da própria ETA. O operador precisa manejar esse equilíbrio com precisão.

Barreiras de tratamento para remoção de células íntegras

A remoção das células de cianobactérias começa antes mesmo da captação. A escolha do ponto de captação no reservatório pode reduzir significativamente a carga de células que entra na ETA. Captações mais profundas, longe da camada superficial onde ocorrem as florações, são uma medida operacional eficaz em mananciais com estratificação térmica definida.

Dentro da estação, a coagulação e floculação é a primeira grande barreira para as células. A eficiência desse processo depende do ajuste correto do coagulante, do pH de coagulação e do gradiente de velocidade. Coagulação por varredura, com pH entre 6,5 e 7,5 e sulfato de alumínio ou cloreto férrico, tende a funcionar melhor para a maioria das espécies de cianobactérias. A coagulação por adsorção-neutralização de cargas pode ser menos eficiente com espécies muito mucilaginosas, como Microcystis aeruginosa.

Saiba mais sobre os fundamentos desse processo lendo o artigo sobre coagulação e floculação no tratamento de água, que detalha os mecanismos de remoção de partículas e os parâmetros de controle operacional.

A flotação por ar dissolvido (FAD) apresenta desempenho superior à decantação convencional para cianobactérias flutuantes. Isso ocorre porque a FAD aproveita a baixa densidade dessas células, fazendo-as ascender junto com as microbolhas de ar. ETAs que operam com decantação convencional em mananciais sujeitos a florações frequentes devem considerar a adaptação ou complementação por flotação, especialmente em períodos críticos.

A filtração rápida em areia ou antracito é capaz de reter células que escapam da etapa de clarificação, desde que a taxa de filtração seja controlada e a carreira do filtro não esteja em colapso. Taxas acima de 300 m³/m²/dia em situações de alta concentração de cianobactérias aumentam o risco de passagem de células para o efluente filtrado.

Processo	Eficiência para Células	Risco de Lise Celular	Observações
Coagulação/Flotação (FAD)	Alta (80–99%)	Baixo	Recomendado para espécies flutuantes
Coagulação/Decantação	Moderada (60–85%)	Baixo a moderado	Limitada para espécies de baixa densidade
Filtração Rápida	Moderada (60–80%)	Baixo	Eficiência cai com sobrecarga hidráulica
Pré-oxidação com Cloro	Alta (células mortas)	Alto	Libera toxinas intracelulares; evitar em florações intensas
Pré-oxidação com KMnO₄	Moderada	Moderado	Menor risco de lise que o cloro

Remoção de cianotoxinas dissolvidas: processos específicos necessários

Quando as toxinas já estão na fase dissolvida, os processos convencionais de coagulação, sedimentação e filtração têm eficiência muito limitada. Microcistinas, saxitoxinas e cilindrospermopsinas são moléculas solúveis em água e passam pelos filtros de areia sem dificuldade. Nesse cenário, é necessário recorrer a processos de oxidação avançada ou adsorção.

Oxidação com ozônio e cloro

O ozônio é um dos oxidantes mais eficazes para a degradação de microcistinas dissolvidas. Dosagens entre 1,0 e 3,0 mg/L, com tempo de contato de 5 a 15 minutos, são suficientes para degradar mais de 90% das microcistinas em condições típicas de tratamento. Para saxitoxinas, o ozônio também apresenta boa eficiência, embora a taxa de degradação varie conforme a variante estrutural da toxina.

O cloro livre em pH ácido (abaixo de 8,0) também degrada microcistinas, mas exige dosagens maiores e tempos de contato mais longos. Em pH elevado, a eficiência cai drasticamente. Quando aplicado como pós-oxidante, após a remoção das células, o cloro pode ser usado com maior segurança, sem o risco de provocar lise celular e liberar toxinas adicionais.

Adsorção em carvão ativado

O carvão ativado, tanto em pó (CAP) quanto em grânulos (CAG), é amplamente utilizado para a remoção de cianotoxinas dissolvidas. O CAP oferece maior flexibilidade operacional, pois pode ser dosado pontualmente em situações de emergência, enquanto o CAG proporciona remoção contínua quando instalado em filtros dedicados ou leitos pós-filtração.

A eficiência do carvão ativado depende do tipo de toxina, da qualidade do carvão e da competição com matéria orgânica dissolvida presente na água. Para microcistinas, dosagens de CAP entre 10 e 30 mg/L geralmente promovem remoções superiores a 70%, mas esse valor pode cair sensivelmente quando há alta concentração de substâncias húmicas no manancial. A escolha entre diferentes tipos de CAP deve considerar o índice de iodo e o número de azul de metileno como indicadores de capacidade adsortiva.

Monitoramento operacional e protocolo de resposta a florações

A eficácia de qualquer estratégia de remoção de cianobactérias e cianotoxinas depende da qualidade do monitoramento. A ETA precisa dispor de um protocolo claro que defina os gatilhos para adoção de medidas especiais conforme a densidade celular no manancial. A Portaria GM/MS nº 888/2021 estabelece os níveis de alerta e as ações correspondentes, que devem ser incorporados ao procedimento operacional padrão da estação.

O monitoramento deve incluir contagem de células de cianobactérias na água bruta, análise de clorofila-a como indicador de biomassa algal e, quando possível, determinação direta das cianotoxinas por métodos como ELISA ou cromatografia líquida. A frequência de análise deve aumentar nos meses quentes, quando as condições para florações são mais favoráveis.

Um protocolo de resposta bem estruturado tipicamente prevê três níveis de ação. No nível 1, com densidades entre 2.000 e 20.000 células/mL, recomenda-se intensificação do monitoramento e verificação dos ajustes operacionais de coagulação. No nível 2, entre 20.000 e 100.000 células/mL, inclui-se a dosagem de CAP e avaliação da possibilidade de uso de oxidantes alternativos. No nível 3, acima de 100.000 células/mL, pode ser necessário acionar planos de emergência, incluindo paralisação da captação se tecnicamente viável.

O funcionamento integrado da ETA é determinante para que essas barreiras operem de forma coordenada, desde a captação até a desinfecção final, sem que um processo comprometa o desempenho do seguinte.

Aspectos regulatórios e limites de referência

O Brasil possui um dos marcos regulatórios mais detalhados da América Latina para cianotoxinas em água potável. A Portaria GM/MS nº 888/2021 substituiu a Portaria nº 2.914/2011 e trouxe atualizações importantes nos valores máximos permitidos (VMP) e nos protocolos de monitoramento. O conhecimento dessas exigências é indispensável para o gestor de ETA.

Cianotoxina	VMP (µg/L) — Portaria 888/2021	Referência OMS (2022)
Microcistinas (totais)	1,0	1,0
Cilindrospermopsina	1,0	0,7
Saxitoxinas (eq. STX)	3,0	3,0

Além dos parâmetros para água distribuída, a portaria exige que as concessionárias realizem o monitoramento de cianobactérias na água bruta e mantenham registros que permitam avaliar tendências sazonais. Essa obrigatoriedade transforma o monitoramento de uma prática recomendável em uma exigência legal, com implicações diretas sobre o planejamento operacional e o orçamento das estações.

A compreensão das etapas do tratamento de água para consumo humano permite ao operador identificar com mais precisão em qual ponto do processo cada barreira de remoção atua, e onde estão as principais vulnerabilidades quando o manancial apresenta floração.

Perguntas Frequentes

A cloração convencional remove as cianotoxinas da água?

A cloração em doses habituais de desinfecção (0,5 a 2,0 mg/L de cloro livre) apresenta eficiência limitada para a degradação de cianotoxinas dissolvidas, especialmente em pH neutro a alcalino. Em pH abaixo de 7,5 e com doses mais elevadas, o cloro pode degradar microcistinas, mas isso normalmente não é compatível com os padrões de operação de uma ETA. Para a remoção confiável de toxinas dissolvidas, o uso de ozônio ou carvão ativado é tecnicamente mais adequado.

É possível identificar a presença de cianobactérias pela aparência da água bruta?

Em florações intensas, a água pode apresentar coloração esverdeada, azulada ou até avermelhada, além de espuma na superfície e odor característico (geosmina e 2-metilisoborneol são os compostos mais frequentes). No entanto, concentrações moderadas, que já podem ser suficientes para liberar toxinas em quantidades relevantes, nem sempre alteram a aparência da água de forma visível. O monitoramento laboratorial não pode ser substituído pela avaliação visual.

O que acontece com as cianotoxinas durante a filtração em areia?

Filtros de areia convencionais têm eficiência muito baixa para remover cianotoxinas dissolvidas. Eles são capazes de reter células íntegras que escaparam da clarificação, mas as toxinas em fase solúvel atravessam o leito filtrante praticamente sem retenção. Apenas filtros de carvão ativado granular (CAG) oferecem adsorção significativa de toxinas dissolvidas durante a filtração.

Referências

• BRASIL. Ministério da Saúde. Portaria GM/MS nº 888, de 4 de maio de 2021. Dispõe sobre os procedimentos de controle e de vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade. Diário Oficial da União, Brasília, 2021.
• WORLD HEALTH ORGANIZATION. Cyanobacterial toxins: background document for development of WHO Guidelines for Drinking-water Quality. WHO/HEP/ECH/WSH/2020.6. Geneva: WHO, 2020.
• CORAL, L. A.; ZAMYADI, A.; BARBEAU, B.; BASSETTI, F. J.; LAPOLLI, F. R.; PREVOST, M. Oxidation of Microcystis aeruginosa and Anabaena flos-aquae by ozone: impacts on cell integrity and cyanotoxin release. Water Research, v. 47, p. 2983–2994, 2013.
• COMPANHIA DE SANEAMENTO BÁSICO DO ESTADO DE SÃO PAULO (SABESP). Manual de Operação de Estações de Tratamento de Água em Situação de Floração de Cianobactérias. São Paulo: SABESP, 2015.

A remoção de cianobactérias e cianotoxinas na ETA não admite soluções únicas. Cada manancial tem características próprias, cada espécie dominante apresenta comportamento distinto no tratamento, e cada época do ano impõe condições operacionais diferentes. A abordagem mais sólida combina vigilância contínua da qualidade da água bruta com flexibilidade operacional para acionar múltiplas barreiras de tratamento conforme a situação evolui.

Operadores e gestores que dominam esses processos estão melhor preparados para proteger a saúde da população mesmo em períodos críticos. Investir em monitoramento, treinamento e na adaptação das ETAs para lidar com florações é, antes de tudo, uma decisão de saúde pública.