Microbiologia da água

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Ciclo hidrológico

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Introdução

No meio aquático os nutrientes estão diluídos:

baixa diversidade microbiana

A presença de matéria orgânica aumenta sua atividade

Os microrganismos podem:

mudar a composição química da água fornecer nutrientes para outros organismos representar um grande risco para a saúde

(Dados da ONU apontam que mais de 1,8 milhões de crianças com

menos de 5 anos de idade morrem por ano devido à

contaminação da água)4

• Temperatura• superfície:

» varia de 0 ºC nos pólos a 40 ºC nos trópicos

• sob a superfície:

» 90 % do ambiente marinho estão a 5 ºC

– PSICRÓFILOS

• nas fendas oceânicas:

– TERMÓFILOS

» Pyrodictium occultum (ótimo 105ºC, Itália)

O ambiente aquático Os microrganismos presentes dependem das condições físicas

e químicas

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Coleta de amostras nas Fossas Marianas (Filipinas, Oceano Pacífico) a uma profundidade de 10.000 m

• Pressão hidrostática– pressão devido a coluna de água: danos às células

– BAROFÍLICOS, encontrados a 2500 m de profundidade (vesículas de gás)

– em profundidades acima de 4000 m, ocorrem os BAROFÍLICOS EXTREMOS

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• Luz– A vida na água depende, direta ou indiretamente, dos produtos

da fotossíntese

• Algas e cianobactérias são os principais microrganismos

fotossintetizantes encontrados nos ambientes aquáticos

- estão limitados às regiões superficiais

O ambiente aquático

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• Salinidade da água

– água doce: 0 %

– água do mar: 2,75 % de NaCl + outros sais = 3,3 - 3,7 %

► HALOFÍLICOS

– lagos salgados (ex.: Salt Lake, EUA): 32 %

► HALOFÍLICOS EXTREMOS

O ambiente aquático

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• Turbidez TURBIDEZ x LUZ

Material suspenso:• partículas minerais: intemperismo das rochas, erosão do solo• microrganismos suspensos• matéria orgânica: tecidos vegetais e animais

- superfície de adesão e fonte de nutrientes

O ambiente aquático

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• pH– A maioria dos microrganismos aquáticos cresce

melhor próximo à neutralidade: 6,5 - 8,5– pH dos oceanos: 7,5 - 8,5– organismos marinhos: 7,2 - 7,6– lagos e rios: variação ampla

• Archaea de lagos do sul da África: 11,5• Archaea de geisers: 1,0

O ambiente aquático

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• Nutrientes• orgânicos e inorgânicos

– nitratos e fosfatos:

» algas eutrofização O2 crescimento de outros organismos

• carga de nutrientes:– águas próximas à praia: variável devido aos esgotos– águas de mar aberto: estável e baixa

» baixo fitoplâncton (baixo N e Fe)» baixa atividade heterotrófica» atividade fotossintetizante: cianobactérias

• efluentes industriais: presença de antimicrobianos» alguns microrganismos convertem tais substâncias em formas menos

nocivas:

Pseudomonas spp.: mercúrio metil mercúrio (volátil)

O ambiente aquático

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Água potável: livre de microrganismos patogênicos e de substâncias químicas nocivas

Rios, riachos, lagos estão sujeitos a freqüente poluição:- esgoto doméstico- agricultura- dejetos industriais

A água pode ser límpida, inodora e sem sabor e mesmo assim não ser potável, devido a presença de contaminantes (físicos, químicos e biológicos)

Microbiologia da Água Potável

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FísicosAsbestos Resíduos industriais CâncerArgila suspensa Precipitação Interfere com

tratamentos sanitáriosQuímicos

Metais pesados Indústrias Várias doençasSulfatos Algicidas e minas DiarréiasNitratos Fertilizantes MetemoglobinemiaSódio Amaciantes de água Retenção de fluidos

Doenças do coraçãoPesticidas Agricultura Várias doençasClorofórmio Indústria Câncer

BiológicosBactérias Fezes e urina Febre tifóide

ShigelosesSalmonelosesGastroenteritesTularemiaLeptospirose

Vírus Fezes HepatitePoliomieliteGastroenterites

Protozoários Fezes Disinteria amébicaGiardíaseBalantidíase

Poluentes Possível fonte Efeitos adversos

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Necessidade de métodos de purificação

Microbiologia da Água Potável

Re-utilização da água

- Processo natural como parte do ciclo hidrológico

- Enormes pressões forçam a reciclagem mais rápida e eficiente

da água

(crescimento populacional, uso industrial, irrigação)

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Purificação da água

• áreas rurais: poços e fontes (filtração pelo solo)

• cidades: estações de tratamento

sedimentaçãofiltraçãocloração

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Microrganismos patogênicos na água

Bactérias

Salmonella spp.: enterite

Vibrio cholerae: principais problemas associados à falta de cuidados

sanitários

Shigella spp.: disenteria

Yersinia enterocolitica: gastroenterite aguda

Escherichia coli: linhagens patogênicas (enterites)

Clostridium perfringens: enterite, gangrena gasosa

Vibrio parahaemolyticus: gastroenterites

Pseudomonas aeruginosa: infecções nos olhos, ouvidos

Staphylococcus aureus: infecções cutâneas, garganta e

intoxicações alimentares

Leptospira spp.: hepatite, conjuntivite e insuficiência renal

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Fungos:

- saprófitas e parasitas de peixes- Candida albicans: levedura que causa infecções da pele e mucosas

- Geotrichum: fungo dermatófito

Protozoários:

ciliados Giardia lamblia: esporos resistentes ao cloro

amebas Entamoeba histolytica: amebíase (doença intestinal)

Vírus:

Hepatites A e BGastroenterite infecciosa não bacterianaPoliomielite

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O monitoramento de todos os microrganismos patogênicos é difícil e anti-econômico:

- meios de cultura e metodologias diferentes

- dificuldade de analisar os resultados

Microrganismos indicadores de qualidade da água

- O que é um microrganismo indicador?

- Qual seria o ideal?

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• útil para todos os tipos de água

• sempre presente nos lugares onde estão os patógenos entéricos

• sobreviver na água mais tempo que os patógenos entéricos

• não se reproduzir na água contaminada (algumas vezes se reproduz)

• o teste de detecção deve ser específico e sensível

• o teste de detecção deve ser de fácil execução

• o indicador deve ser não patogênico (nem sempre)

• o nível do indicador na água contaminada deve ser proporcional ao grau de poluição fecal

Indicador ideal de qualidade sanitária

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Escherichia coli e outros coliformes

•Bacilos curtos•Gram –•Fermentam a lactose (lac+) com produção de ácido e gás, dentro de 48 h a 35 ºC.

- Escherichia: coliformes fecais

- Enterobacter, Citrobacter, Klebsiella: coliformes ambientais

(vegetais e solo)

► a fermentação da lactose é a chave do teste

Presença de coliformes totais não indica necessariamente contaminação fecal

ou ocorrência de enteropatógenos.

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• Análise bacteriológica da água

– metodologia:• teste presuntivo• teste confirmativo• teste completo

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10 ml por tubo

0,1 ml por tubo

1 ml por tubo

incubação a 35 ºC/24-48 h:formação de gás: NMP

Amostra deágua

Técnica dos tubos múltiplos para determinação do Número Mais

Provável de coliformes

Teste Presuntivo:

caldo lauril triptose (caldo lactosado) 25

Tubos com gás do testeanterior

Tubos com caldo lactosado+ bile verde brilhante

Incubação a 35 ºC/24-48 h

Teste confirmativo:

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Tubos com gás Caldo lactosadodo teste confirmativo incubação a 44,5 ºC

Teste coliformes fecais:

Coliformes fecais fermentam a lactose a 44,5 ºC até 48 h

Coliformes não fecais fermentam a lactose somente até 37 ºC

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Teste da membrana filtrante:

Colônias típicas: brilho metálico

Colônias típicas: azuis

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Classificação das águas interiores do território nacional

Classe Características microbiológicas DBO OD Utilizaçãocolif. totais colif. fecais mg/L mg/L

1 < 1 < 1 ----- ------ Potável

2 ≤ 5.000 ≤ 1.000 ≤ 5 > 5 RecreaçãoIrrigação (frutas,hortaliças)

3 ≤ 20.000 ≤4.000 ≤ 10 > 4 PescaConsumo animal

4 > 20.000 > 4.000 > 10 >0,5 NavegaçãoIndústriaIrrigação (grandesculturas)

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