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https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/5359| Tipo: | Tese |
| Título: | ANÁLISE DE CONTAMINAÇÃO EM REDE DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA – Abordagem de intrusão microbiana e formação de trihalometanos |
| Autor(es): | Dhiogo Okumoto Macedo |
| Primeiro orientador: | Johannes Gerson Janzen |
| Resumo: | Falhas nos processos de tratamento, rupturas de tubulações e também ocorrências de baixas pressões podem causar a intrusão de patógenos e contaminações indesejadas nos sistemas de distribuição de água. A manutenção de residuais desinfetantes em redes de distribuição é a última barreira para proteger a saúde pública contra contaminações microbianas. Por outro lado, concentrações elevadas de desinfetantes (ex.: cloro), além de causar odor e paladar na água, favorece a formação de subprodutos da desinfeção (disinfection byproducts – DBPs), os quais podem ocasionar efeitos nocivos à saúde no longo prazo. O monitoramento da qualidade da água por sensores em sistemas de distribuição possibilita alertas antecipados de incidentes de contaminação e nesse sentido as previsões numéricas visam orientar as concessionárias para redefinir estratégias de amostragem mais confiáveis tanto para a confirmação quanto para a amostragem de rotina. Portanto, melhorar a precisão e confiabilidade dos modelos hidráulicos e de qualidade da água para simular a intrusão e a propagação de contaminantes ao longo das redes de distribuição é essencial. O presente trabalho analisou a sensibilidade dos modelos de contaminação em redes de distribuição com relação ao consumo de cloro induzido por contaminação microbiana e também a formação de trihalometanos (THMs) decorrente do decaimento de cloro ao longo do sistema. Os resultados do estudo demonstraram que simuladores computacionais de múltiplas espécies (como EPANET-MSX) podem ser utilizados para modelar a concentração e o consumo de cloro induzido por intrusões de contaminação (E. coli), principalmente para informar valores mínimos da concentração de cloro. Com base na Análise Fatorial, e para os intervalos analisados, verificou-se que a variação da intensidade e da duração da intrusão de contaminante não apresentaram efeitos estatisticamente significativos sobre o Índice de Avaliação de Contaminação na rede (IACrede), bem como o nível de vazão na rede (período de baixo e elevado consumo). Em contrapartida, o coeficiente de formação de THM (αTHM) do modelo investigado é significativamente influenciado pelas condições específicas da água, como a matéria orgânica dissolvida (MOD) e a presença de particulados de ferro. Demonstrou-se assim a viabilidade de predição do consumo de cloro em face a intrusões de contaminação microbiana e a formação de THM consequente ao decaimento de cloro residual em sistemas de distribuição, uma vez conhecidas as características de qualidade da água do sistema específico em questão. |
| Abstract: | Failures in treatment processes, pipe breaks and also low/negative pressure events can cause pathogens intrusion and undesirable contamination in water distribution systems. The maintenance of residual disinfectants in distribution networks is the last barrier to protect public health against microbial contamination. On the other hand, high concentrations of disinfectants (eg chlorine), besides causing odor and taste in water, foment the disinfection byproducts (DBPs) formation, which can cause harmful effects to health in the long term. Monitoring water quality in distribution systems can provide early warning of contamination incidents and, in this sense, numerical predictions can guide utilities to redefine more reliable sampling strategies for both confirmation and routine sampling. Therefore, improving the accuracy and reliability of hydraulic and water quality models to simulate the intrusion and propagation of contaminants along distribution networks is essential. The present work analyzed the sensitivity of contamination models in distribution networks in relation to chlorine consumption induced by microbial contamination and trihalomethanes (THMs) formation of resulting from the chlorine decay throughout the system. The study results showed that multi-species computer simulators (such as EPANET-MSX) can be used to model the concentration and chlorine consumption induced by contamination intrusions (E. coli), mainly to report minimum values of chlorine concentration. Based on the Factor Analysis, and for the analyzed intervals, it was found that variation of intensity and duration of contaminant intrusion didn’t present statistically significant effects on network contamination assessment index (CAIWDS), as well as the network flow level (low and high consumption period). On the other hand, the THM formation coefficient (αTHM) of the investigated model is significantly influenced by specific water conditions, such as dissolved organic matter (DOM) and the presence of iron particulates. Thus, it is demonstrated the feasibility of predicting chlorine consumption in face of microbial contamination intrusion and the THM formation consequent to the natural chlorine decay in distribution systems, once the water quality parameters of the specific system at issue are known. |
| Palavras-chave: | trihalometanos |
| País: | Brasil |
| Editor: | Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul |
| Sigla da Instituição: | UFMS |
| Tipo de acesso: | Acesso Restrito |
| URI: | https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/5359 |
| Data do documento: | 2022 |
| Aparece nas coleções: | Programa de Pós-graduação em Tecnologias Ambientais |
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