Application of dairy cattle wastewater as biofertilizer: quantitative microbial risk assessment of exposure to bioaerosols
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | eng |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFJF |
Texto Completo: | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/11854 |
Resumo: | A reutilização ou reciclagem de águas residuárias fornece benefícios ambientais e econômicos, representando uma alternativa sustentável e circular para o gerenciamento de efluentes líquidos. No entanto, a aplicação de efluentes em culturas agrícolas por meio de pulverização cria uma situação potencialmente perigosa para indivíduos expostos a patógenos no ar. Este estudo usou ferramentas de Avaliação Quantitativa de Risco Microbiológico (AQRM) para avaliar quantitativamente os riscos ocupacionais e públicas de infecção associada a exposições a bioaerossóis em cenários de fertirrigação por pulverização de águas residuais não tratadas e tratadas. Análises de Escherichia coli (EC) e esporos de Clostridium spp. (CpSP) nos efluentes bruto e tratado, bem como relações patógeno / indicador da literatura foram usadas para estimar as concentrações de Escherichia coli O157:H7 (EC-O157:H7) e oocistos de Cryptosporidium spp (Crypto) no ar, e os resultados foram aplicados em um modelo de dispersão microbiológica atmosférica. A partir das concentrações de patógenos no ar, foram calculados os riscos infecciosos para os receptores a favor do vento. Os riscos de infecção por EC-O157:H7 para os trabalhadores a 10 m e 50 m de distância da fonte de emissão variaram entre 8,30 x 10-1 e 3,35 x 10-3 pppa, enquanto para os residentes a 100 m e 500 m variaram entre 6,37 x 10-1 e 3,36 x 10-4 pppa. Os valores de pico (percentil 95) dos riscos ocupacionais e públicos associados à exposição a Crypto foram de 3,29 x 10-3 e 1,5 x 10-3 pppa, respectivamente, e os riscos relacionados às exposições a CpSP foram inferiores a 1,41 x 10-6 pppa. A digestão anaeróbia reduziu os riscos em aproximadamente uma ordem de magnitude. A distância da fonte foi inversamente proporcional ao risco de exposição. Recomenda-se que as águas residuais sejam tratadas antes de sua reutilização e adoção de métodos de aplicação com baixo potencial de aerossolização. Além disso, destaca-se a necessidade de os trabalhadores usarem equipamentos de proteção individual (EPI). |
id |
UFJF_b465401a11ee401610fdd6e017385638 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:hermes.cpd.ufjf.br:ufjf/11854 |
network_acronym_str |
UFJF |
network_name_str |
Repositório Institucional da UFJF |
repository_id_str |
|
spelling |
Otenio, Marcelo Henriquehttp://lattes.cnpq.br/7429610959671819Dias, Edgard Henrique Oliveirahttp://lattes.cnpq.br/3573483947651610Carneiro, Jailton da Costahttp://lattes.cnpq.br/1017065798816445Mendonça, Henrique Vieira dehttp://lattes.cnpq.br/8897355054570578Brandt, Emanuel Manfred Freirehttp://lattes.cnpq.br/5798568684700188http://lattes.cnpq.br/1819685029880672Nascimento, Andressa de Matos2020-11-12T21:31:19Z2020-11-122020-11-12T21:31:19Z2020-02-28https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/11854A reutilização ou reciclagem de águas residuárias fornece benefícios ambientais e econômicos, representando uma alternativa sustentável e circular para o gerenciamento de efluentes líquidos. No entanto, a aplicação de efluentes em culturas agrícolas por meio de pulverização cria uma situação potencialmente perigosa para indivíduos expostos a patógenos no ar. Este estudo usou ferramentas de Avaliação Quantitativa de Risco Microbiológico (AQRM) para avaliar quantitativamente os riscos ocupacionais e públicas de infecção associada a exposições a bioaerossóis em cenários de fertirrigação por pulverização de águas residuais não tratadas e tratadas. Análises de Escherichia coli (EC) e esporos de Clostridium spp. (CpSP) nos efluentes bruto e tratado, bem como relações patógeno / indicador da literatura foram usadas para estimar as concentrações de Escherichia coli O157:H7 (EC-O157:H7) e oocistos de Cryptosporidium spp (Crypto) no ar, e os resultados foram aplicados em um modelo de dispersão microbiológica atmosférica. A partir das concentrações de patógenos no ar, foram calculados os riscos infecciosos para os receptores a favor do vento. Os riscos de infecção por EC-O157:H7 para os trabalhadores a 10 m e 50 m de distância da fonte de emissão variaram entre 8,30 x 10-1 e 3,35 x 10-3 pppa, enquanto para os residentes a 100 m e 500 m variaram entre 6,37 x 10-1 e 3,36 x 10-4 pppa. Os valores de pico (percentil 95) dos riscos ocupacionais e públicos associados à exposição a Crypto foram de 3,29 x 10-3 e 1,5 x 10-3 pppa, respectivamente, e os riscos relacionados às exposições a CpSP foram inferiores a 1,41 x 10-6 pppa. A digestão anaeróbia reduziu os riscos em aproximadamente uma ordem de magnitude. A distância da fonte foi inversamente proporcional ao risco de exposição. Recomenda-se que as águas residuais sejam tratadas antes de sua reutilização e adoção de métodos de aplicação com baixo potencial de aerossolização. Além disso, destaca-se a necessidade de os trabalhadores usarem equipamentos de proteção individual (EPI).The reuse or recycling of wastewater provides environmental and economic benefits, representing a sustainable and circular alternative for the management of liquid waste. However, the application of effluents to agricultural crops via spraying creates a potentially dangerous situation for individuals exposed to airborne pathogens. This study used Quantitative Microbial Risk Assessment (QMRA) tools to quantitatively assess the microbial risks of occupational and public exposures to bioaerosols in fertigation scenarios by spraying untreated and treated wastewater. Analyses of Escherichia coli (EC) and Clostridium perfringens (CpSP) in raw and treated effluents as well as pathogen / indicator ratios from the literature were used to estimate the concentrations of Escherichia coli O157:H7 (EC-O157:H7) and Cryptospodirium spp. (Crypto) in the air, and the results were applied to an atmospheric microbiological dispersion model. From the concentrations of pathogens in the air, infectious risks for downwind receptors were calculated. The risks of infection by EC-O157:H7 to workers at 10 m and 50 m away from the emission source ranged between 8.30 x 10-1 and 3,35 x 10-3 pppy, whereas to residents at 100 m and 500 m ranged from 6.37 x 10-1 to 3.36 x 10-4 pppy. Peak values (95th percentile) of occupational and public risks associated with the exposure to Crypto were 3.29 x 10-3 and 1.5 x 10-3 pppy, respectively, and of risks regarding exposures to CpSP were lower than 1.41 x 10-6 pppy. Anaerobic digestion reduced risks by approximately one order of magnitude. The distance from the source was inversely proportional to the risk of exposure. It is recommended that wastewater is treated prior to its reuse and the adoption of application methods with low aerosolization potential. In addition, the need for workers to use personal protective equipment (PPE) is highlightedv.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorengUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)Programa de Pós Graduação em Biodiversidade e Conservação da NaturezaUFJFBrasilICB – Instituto de Ciências BiológicasAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::ECOLOGIAAvaliação de riscoDispersão microbiológicaDigestão anaeróbiaFertirrigaçãoRisk assessmentMicrobiological dispersionAnaerobic digestionFertigationApplication of dairy cattle wastewater as biofertilizer: quantitative microbial risk assessment of exposure to bioaerosolsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFJFinstname:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)instacron:UFJFORIGINALandressadematosnascimento.pdfandressadematosnascimento.pdfPDF/Aapplication/pdf3472962https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/11854/1/andressadematosnascimento.pdf6824570955bfa7ad99fe81516caf549eMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8805https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/11854/2/license_rdfc4c98de35c20c53220c07884f4def27cMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/11854/3/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD53TEXTandressadematosnascimento.pdf.txtandressadematosnascimento.pdf.txtExtracted texttext/plain85448https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/11854/4/andressadematosnascimento.pdf.txtf61c15a0d1b86dbc3079229a53f8f675MD54THUMBNAILandressadematosnascimento.pdf.jpgandressadematosnascimento.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1210https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/11854/5/andressadematosnascimento.pdf.jpgfe9b7b6e4f3edf60c7627cf6526dda26MD55ufjf/118542020-11-13 04:08:14.09oai:hermes.cpd.ufjf.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufjf.br/oai/requestopendoar:2020-11-13T06:08:14Repositório Institucional da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)false |
dc.title.pt_BR.fl_str_mv |
Application of dairy cattle wastewater as biofertilizer: quantitative microbial risk assessment of exposure to bioaerosols |
title |
Application of dairy cattle wastewater as biofertilizer: quantitative microbial risk assessment of exposure to bioaerosols |
spellingShingle |
Application of dairy cattle wastewater as biofertilizer: quantitative microbial risk assessment of exposure to bioaerosols Nascimento, Andressa de Matos CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::ECOLOGIA Avaliação de risco Dispersão microbiológica Digestão anaeróbia Fertirrigação Risk assessment Microbiological dispersion Anaerobic digestion Fertigation |
title_short |
Application of dairy cattle wastewater as biofertilizer: quantitative microbial risk assessment of exposure to bioaerosols |
title_full |
Application of dairy cattle wastewater as biofertilizer: quantitative microbial risk assessment of exposure to bioaerosols |
title_fullStr |
Application of dairy cattle wastewater as biofertilizer: quantitative microbial risk assessment of exposure to bioaerosols |
title_full_unstemmed |
Application of dairy cattle wastewater as biofertilizer: quantitative microbial risk assessment of exposure to bioaerosols |
title_sort |
Application of dairy cattle wastewater as biofertilizer: quantitative microbial risk assessment of exposure to bioaerosols |
author |
Nascimento, Andressa de Matos |
author_facet |
Nascimento, Andressa de Matos |
author_role |
author |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Otenio, Marcelo Henrique |
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/7429610959671819 |
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv |
Dias, Edgard Henrique Oliveira |
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/3573483947651610 |
dc.contributor.advisor-co2.fl_str_mv |
Carneiro, Jailton da Costa |
dc.contributor.advisor-co2Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/1017065798816445 |
dc.contributor.referee1.fl_str_mv |
Mendonça, Henrique Vieira de |
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/8897355054570578 |
dc.contributor.referee2.fl_str_mv |
Brandt, Emanuel Manfred Freire |
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/5798568684700188 |
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/1819685029880672 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Nascimento, Andressa de Matos |
contributor_str_mv |
Otenio, Marcelo Henrique Dias, Edgard Henrique Oliveira Carneiro, Jailton da Costa Mendonça, Henrique Vieira de Brandt, Emanuel Manfred Freire |
dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::ECOLOGIA |
topic |
CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::ECOLOGIA Avaliação de risco Dispersão microbiológica Digestão anaeróbia Fertirrigação Risk assessment Microbiological dispersion Anaerobic digestion Fertigation |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Avaliação de risco Dispersão microbiológica Digestão anaeróbia Fertirrigação Risk assessment Microbiological dispersion Anaerobic digestion Fertigation |
description |
A reutilização ou reciclagem de águas residuárias fornece benefícios ambientais e econômicos, representando uma alternativa sustentável e circular para o gerenciamento de efluentes líquidos. No entanto, a aplicação de efluentes em culturas agrícolas por meio de pulverização cria uma situação potencialmente perigosa para indivíduos expostos a patógenos no ar. Este estudo usou ferramentas de Avaliação Quantitativa de Risco Microbiológico (AQRM) para avaliar quantitativamente os riscos ocupacionais e públicas de infecção associada a exposições a bioaerossóis em cenários de fertirrigação por pulverização de águas residuais não tratadas e tratadas. Análises de Escherichia coli (EC) e esporos de Clostridium spp. (CpSP) nos efluentes bruto e tratado, bem como relações patógeno / indicador da literatura foram usadas para estimar as concentrações de Escherichia coli O157:H7 (EC-O157:H7) e oocistos de Cryptosporidium spp (Crypto) no ar, e os resultados foram aplicados em um modelo de dispersão microbiológica atmosférica. A partir das concentrações de patógenos no ar, foram calculados os riscos infecciosos para os receptores a favor do vento. Os riscos de infecção por EC-O157:H7 para os trabalhadores a 10 m e 50 m de distância da fonte de emissão variaram entre 8,30 x 10-1 e 3,35 x 10-3 pppa, enquanto para os residentes a 100 m e 500 m variaram entre 6,37 x 10-1 e 3,36 x 10-4 pppa. Os valores de pico (percentil 95) dos riscos ocupacionais e públicos associados à exposição a Crypto foram de 3,29 x 10-3 e 1,5 x 10-3 pppa, respectivamente, e os riscos relacionados às exposições a CpSP foram inferiores a 1,41 x 10-6 pppa. A digestão anaeróbia reduziu os riscos em aproximadamente uma ordem de magnitude. A distância da fonte foi inversamente proporcional ao risco de exposição. Recomenda-se que as águas residuais sejam tratadas antes de sua reutilização e adoção de métodos de aplicação com baixo potencial de aerossolização. Além disso, destaca-se a necessidade de os trabalhadores usarem equipamentos de proteção individual (EPI). |
publishDate |
2020 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2020-11-12T21:31:19Z |
dc.date.available.fl_str_mv |
2020-11-12 2020-11-12T21:31:19Z |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2020-02-28 |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/11854 |
url |
https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/11854 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
eng |
language |
eng |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ info:eu-repo/semantics/openAccess |
rights_invalid_str_mv |
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós Graduação em Biodiversidade e Conservação da Natureza |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UFJF |
dc.publisher.country.fl_str_mv |
Brasil |
dc.publisher.department.fl_str_mv |
ICB – Instituto de Ciências Biológicas |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UFJF instname:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) instacron:UFJF |
instname_str |
Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) |
instacron_str |
UFJF |
institution |
UFJF |
reponame_str |
Repositório Institucional da UFJF |
collection |
Repositório Institucional da UFJF |
bitstream.url.fl_str_mv |
https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/11854/1/andressadematosnascimento.pdf https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/11854/2/license_rdf https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/11854/3/license.txt https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/11854/4/andressadematosnascimento.pdf.txt https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/11854/5/andressadematosnascimento.pdf.jpg |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
6824570955bfa7ad99fe81516caf549e c4c98de35c20c53220c07884f4def27c 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 f61c15a0d1b86dbc3079229a53f8f675 fe9b7b6e4f3edf60c7627cf6526dda26 |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 MD5 MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) |
repository.mail.fl_str_mv |
|
_version_ |
1801661303711858688 |