Twenty years of waterborne and related disease reports in Florida, USA

Chen

et al. 2023

Environ. Sci. Technol.

Peroxyacids (POAs) are a promising alternative to chlorine for reducing the formation of disinfection byproducts. However, their capacity for microbial inactivation and mechanisms of action require further investigation. We evaluated the efficacy of three POAs (performic acid (PFA), peracetic acid (PAA), and perpropionic acid (PPA)) and chlor(am)ine for inactivation of four representative microorganisms (Escherichia coli (Gramnegative bacteria), Staphylococcus epidermidis (Gram-positive bacteria), MS2 bacteriophage (nonenveloped virus), and Φ6 (enveloped virus)) and for reaction rates with biomolecules (amino acids and nucleotides). Bacterial inactivation efficacy (in anaerobic membrane bioreactor (AnMBR) effluent) followed the order of PFA > chlorine > PAA ≈ PPA. Fluorescence microscopic analysis indicated that free chlorine induced surface damage and cell lysis rapidly, whereas POAs led to intracellular oxidative stress through penetrating the intact cell membrane. However, POAs (50 μM) were less effective than chlorine at inactivating viruses, achieving only ∼1-log PFU removal for MS2 and Φ6 after 30 min of reaction in phosphate buffer without genome damage. Results suggest that POAs' unique interaction with bacteria and ineffective viral inactivation could be attributed to their selectivity toward cysteine and methionine through oxygen-transfer reactions and limited reactivity for other biomolecules. These mechanistic insights could inform the application of POAs in water and wastewater treatment.

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Bacteria and Virus Inactivation: Relative Efficacy and Mechanisms of Peroxyacids and Chlor(am)ine

Chen

et al. 2023

Environ. Sci. Technol.

“…Os problemas gerados pelo descarte incorreto do lodo podem ser encontrados no ambiente diante da contaminação do solo ou até mesmo dos corpos hídricos, cuja presença de matéria orgânica diminui a carga de oxigênio dissolvido na água e reduz a vida aquática. No caso da contaminação hídrica é possível identificar também problemas de saúde pública gerados pela presença de agentes transmissores de doenças de veiculação hídrica como a cólera, a esquistossomose, doenças gastrointestinais e outras que colocam em risco a saúde da população (Rhoden, Alonso, Carmona, Pham, & Barnes, 2021;Ferreira, Graziele, Marques, & Gonçalves, 2021). Um estudo de caso realizado por Ferreira et al (2021) sobre veiculação hídrica de doenças no Brasil aponta que os estados poderiam diminuir o número de pessoas que necessitam de internamento em 157 mil por R$100 milhões investidos em saneamento e 26 mil por R$100 milhões investidos em água potável, reforçando assim o papel do saneamento na qualidade de saúde pública o que inclui tratamento e descarte adequado de resíduos.…”

Section: Lodounclassified

Uso de microrganismos no tratamento anaeróbio de efluentes ricos em nitrogênio e fósforo tendo em vista a economia circular

Santos

Barbosa

Porto

et al. 2021

RSD

O aumento da população, a crescente urbanização e a industrialização influenciam diretamente na geração de efluentes domésticos e industriais contendo altas cargas de nutrientes como nitrogênio e fósforo, comprometendo o ambiente e a saúde pública. O presente trabalho tem por objetivo revisar as características, os impactos e as vantagens da utilização de microrganismos no tratamento anaeróbio de efluentes ricos em nitrogênio e fósforo, ressaltando o potencial uso de insumos do processo para a economia circular. Para isto, foi realizada uma revisão de literatura utilizando palavras-chave sobre os mecanismos e pressupostos ligados ao tema. Com base nas referências encontradas, foi possível compreender as principais características dos efluentes ricos em nitrogênio e fósforo com ênfase nas etapas do tratamento anaeróbio, as vantagens e desvantagens do tratamento, os microrganismos que podem ser utilizados no processo, os diferentes tipos de reatores anaeróbios, assim como foi possível demonstrar como os subprodutos do tratamento de efluentes em condições anaeróbias podem ser inseridos no contexto da economia circular. Portanto, a digestão anaeróbia é uma alternativa de baixo custo para o tratamento biológico de efluentes ricos em nitrogênio e fósforo, mostrando-se útil para a minimização de impactos negativos associados à contaminação ambiental e à exposição aos riscos de saúde pública, bem como à oportunidade de uso ou reuso de potenciais produtos provenientes do processo a exemplo dos nutrientes e biogás.

“…Waterborne disease rates and mortality are higher in children, mainly due to underdeveloped immune systems and a higher chance of exposure 34,35 . Rhoden et al (2021) reported that the highest number of waterborne diseases in Florida occurred among children under 5 and elderly over 74 when compared to other age groups 36 . The homeless population is also at greater risk of exposure, mainly due to the use of contaminated surface water for bathing or washing their belongings 37,38 .…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

The Role of Stormwater Best Management Practices in Controlling Waterborne Diseases Across Florida with Special Attention to Environmental Justice

Kamanmalek

Alamdari

Blunt

et al. 2023

Preprint

There has been a growing concern about waterborne disease prevalence, especially in underserved communities. Stormwater best management practices (BMPs) can control surface runoff, and improve water quality by restoring the pre-development hydrologic cycle while providing social, economic, and health benefits. Although stormwater BMPs have been proven to effectively impact runoff quantity and quality, their effectiveness in waterborne disease reduction has not been investigated. In this study, we quantified for the first time the impact of BMPs on reducing waterborne diseases in underserved communities. We developed a geographic information system (GIS) – based framework to create multi-metric vulnerability indices identifying counties’ susceptibility to waterborne diseases considering environmental justice (race, ethnicity, and socioeconomic status) and at-risk age groups (under 5 and over 74) in Florida. The most vulnerable counties were then investigated for disease reduction by stormwater BMP implementation. Our findings indicated disproportionate occurrences of waterborne diseases in communities with higher minorities (Hispanics and Nonwhites), at-risk age groups, and low-income populations. Among evaluated BMPs, wetland basin, porous pavement, and retention pond were the most efficient in reducing cases of waterborne diseases with over 80% efficiency. Our findings demonstrate the need for stormwater BMPs that take socioeconomic status and racial diversity into account.