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npj Clean Water volume 4, Número do artigo: 48 (2021) Citar este artigo
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Soluções de cloro são usadas extensivamente para a produção de água potável biologicamente segura. A capacidade dos sistemas de tratamento de água potável no ponto de uso [POU] ganhou interesse em locais onde sistemas de tratamento centralizados e redes de distribuição não são práticos. Este estudo investigou a atividade antimicrobiana e anti-biofilme de três desinfetantes à base de cloro (íons hipoclorito [OCl-], ácido hipocloroso [HOCl] e soluções ativadas eletroquimicamente [ECAS]) para uso em aplicações de água potável POU. A atividade antimicrobiana relativa foi comparada em ensaios de suspensão bactericida (BS EN 1040 e BS EN 1276) usando Escherichia coli. A atividade anti-biofilme foi comparada utilizando Pseudomonas aeruginosa séssil estabelecida dentro de um reator de biofilme do Centro de Controle de Doenças [CDC]. O HOCl exibiu a maior atividade antimicrobiana contra E. coli planctônica em >50 mg L−1 de cloro livre, na presença de carga orgânica (albumen de soro bovino). No entanto, ECAS exibiu atividade anti-biofilme significativamente maior em comparação com OCl- e HOCl contra biofilmes de P. aeruginosa em ≥50 mg L-1 de cloro livre. Com base nesta evidência, desinfetantes onde HOCl é a espécie de cloro dominante (HOCl e ECAS) seriam desinfetantes alternativos apropriados à base de cloro para aplicações de água potável POU.
Uma das principais fontes de doenças humanas é o consumo de água biologicamente contaminada1. Isso é especialmente relevante para os países de baixa renda (ou seja, a Renda Nacional Bruta [RNB] per capita <$1.025) e os países menos desenvolvidos (46 países de baixa renda que enfrentam graves impedimentos estruturais ao desenvolvimento sustentável), onde cerca de 30% da população, em média, ter acesso a serviços de saneamento básico2. Isso contrasta com países de renda média alta (RNB per capita de US$ 4.036 a US$ 12.475) e de renda alta (RNB per capita > US$ 12.476), que utilizam predominantemente sistemas centralizados de tratamento de água potável para garantir a produção e o fornecimento de água biologicamente segura3. O principal papel da desinfecção da água potável é controlar os microorganismos patogênicos e garantir que a água tratada seja biologicamente segura para beber. O cloro, na forma de hipoclorito de sódio [NaOCl], é o desinfetante mais comum devido ao baixo custo e às propriedades antimicrobianas eficazes4. A presença de cloro residual (0,5–5 mg L–1) nas redes de redistribuição limita o crescimento microbiano, ajudando a manter a água biologicamente segura no ponto de distribuição3. Organismos indicadores como Escherichia coli, coliformes totais, Enterococci e Clostridium perfingens3,5, que inferem a presença de matéria fecal, são monitorados para garantir a eficácia dos processos de tratamento de desinfecção. O limite recomendado para esses organismos indicadores em água tratada é zero UFC 100 mL−1, devido ao seu potencial patogênico3,5. Infelizmente, o uso de desinfetantes à base de cloro dá origem à formação de subprodutos da desinfecção [DBPs]6,7, como trihalometanos8 e ácidos haloacéticos9. Esses subprodutos são conhecidos por exibir propriedades mutagênicas e carcinogênicas10 e, portanto, altamente indesejáveis.
Point-of-use [POU] drinking water treatment systems do not require distribution networks and therefore negate the need to maintain residual chlorine levels. The World Health Organization recommends free chlorine concentrations of between 0.2 and 0.5 mg L−1 at point of delivery and use3. The use of conventional chlorine-based disinfectants, such as hypochlorite (OCl-), within POU water disinfection requires the storage and transportation of hazardous chemicals and can also cause the formation of harmful DBPs and the deterioration of taste and odour11. Ultraviolet and ozone are well established as disinfection technologies within both decentralised/POU12,13 and large scale drinking water treatment14,3.3.CO;2-1." href="/articles/s41545-021-00139-w#ref-CR15" id="ref-link-section-d7975502e520"15, but an added benefit of implementing electrochemcially activated solutions [ECAS] is it has capability to be used externally to water treatment systems as part of food production16,17 or in healthcare settings18,19. A limited number of studies have compared ECAS against commonly used chlorine agents for decentralised disinfection applications20,21. Although these preliminary studies were promising, neither study reported the pH of the ECAS studied or their effectiveness against biofilms./p>