Microbiologia e a água. Introdução O meio aquático: nutrientes diluídos baixa diversidade de microrganismos A presença de matéria orgânica: aumento da

Microbiologia e a água

Introdução

• O meio aquático: • nutrientes diluídos

• baixa diversidade de microrganismos

• A presença de matéria orgânica:• aumento da atividade microbiana com aumento das

populações microbianas devido ao aumento da carga orgânica = eutrofização

Introdução

Introdução

• Microrganismos podem:• mudar a composição química da água

• fornecer nutrientes para outros organismos aquáticos» CICLOS DA MATÉRIA

• representar um grande risco para a saúde humana e animal

» PATÓGENOS

Vapor dágua

Transpiração

Evaporação

Chuva e neve(Precipitação)

Infiltração Lagos e córregos

Lençol freático Água subterrânea

• Temperatura• superfície:

» varia de 0ºC, nos polos, a 40ºC, nos trópicos

• sob a superfície: » 90% do ambiente marinho está a 5ºC

– PSICRÓFILOS

• mas, nas fendas oceânicas:– TERMÓFILOS E HIPERTERMÓFILOS

» Pyrodictium occultum (ótimo 105ºC) - Archaea» Pyrodictium organothrophum (Archaea isolada do

fundo do oceano em diferentes locais)

O ambiente aquático

Fonte: Microbiologia de Brock; Madigan et al., 2004

+ morna- densa

+ fria+ densa

• Luz– a vida na água depende, direta ou

indiretamente, dos produtos da fotossíntese• algas e cianobactérias são os principais

microrganismos fotossintetizantes encontrados na maioria dos ambientes aquáticos, ficando limitados às regiões superficiais


• Pressão hidrostática– pressão no fundo de uma coluna d’água:

• 1 atm/10 m, no fundo dos oceanos é enorme:– danos às células

– BAROTOLERANTES: até 3.000 m– BAROFÍLICOS: 4.000-6.000 m – BAROFÍLICOS EXTREMOS: acima de

6.000m




Efeito da pressão

• funcionamento das enzimas– estratégias especiais de dobramento

• transporte de membrana– ácidos graxos insaturados nos lipídeos

• Presença de estruturas como isoprenos/isoterpenos (CH2=C(CH3)CH=CH2) das membranas


Efeito da pressão

• funcionamento das enzimas– estratégias especiais de dobramento

• transporte de membrana– ácidos graxos insaturados nos lipídeos– proteínas especiais de transporte

• OmpH (outer membrane protein H) em barofílicos gram-negativos só é formada quando a bactéria cresce sob alta pressão



Estimativas do número totalnos oceanos:

3,1 x 1028 Bacteria1,3 x 1028 Archaea

• Salinidade da água– água doce: 0%– lagos salgados (ex. Salt Lake, EUA): 32% NaCl

HALOFÍLICOS EXTREMOS– água do mar: 2,75% de NaCl + outros sais =

3,3-3,7%

HALOFÍLICOS


• Turbidez– material suspenso:

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

– matéria orgânica:• superfície de adesão dos microrganismos• fonte de nutrientes

TURBIDEZ x LUZ


• pH– microrganismos aquáticos: 6,5 - 8,5– 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


• Nutrientes• orgânicos e inorgânicos

– nitratos e fosfatos:

» algas eutrofização O2 crescimento de outros organismos

• carga de nutrientes: quantidade de nutrientes– águas próximas à praia: variável (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.:

metil mercúrio mercúrio (volátil)



Demanda bioquímica/biológica de O2

• rios, riachos, lagos, – sujeitos a freqüente poluição:

• esgoto doméstico• agricultura• dejetos industriais

– reutilização da água• processo natural, parte do ciclo hidrológico• mas, atualmente, há enormes pressões

crescimento populacional Necessidade de ciclagem mais

uso industrial rápida e eficiente da água

irrigação Métodos de purificação

Microbiologia da Água Potável

• Poluição– água pode ser límpida, inodora e sem sabor e

mesmo assim não ser potável devido à presença de contaminações

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

• contaminantes:– químicos– físicos– biológicos


• Poluição– água pode ser límpida, inodora e sem sabor e

mesmo assim não ser potável devido à presença de contaminações

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

• contaminantes:– químicos

– físicos

– biológicos

Microbiologia da água potávelFísicos

Asbestos Resíduos industriais CâncerArgila suspensa Precipitação Interfere com

tratamentos sanitários

QuímicosMetais 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

• Purificação da água– abastecimento residencial:

• áreas rurais: poços e fontes - filtração no solo• cidades: estações de tratamento:

– sedimentação– filtração– cloração


Ac. hipoclóricoAc. hidroclórico


• Bactérias– Salmonella spp. – Vibrio cholerae

» principais problemas associados à falta de cuidados sanitários

– Shigella spp.– 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: hepatite, conjuntivite e insuficiência renal

Microrganismos patogênicos na água

• Fungos

• Saprófitas aquáticos, parasitas de peixes• oriundos do solo: leveduras

– Candida albicans: infecções da pele, mucosas

• fungos dermatófitos– Geotrichum


• Protozoários

– ciliados • Giardia lamblia: esporos resistentes ao cloro

– amebas • Entamoeba hystolytica


• Vírus

– Hepatite A– Gastroenterite infecciosa não bacteriana– Poliomielite


• Microrganismos indicadores da qualidade da água

– Espécies de bactérias utilizadas para indicar contaminação microbiana na água

• Qual é o indicador ideal?

Métodos de detecção da qualidade microbiológica da água

• 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

• Bacterias Gram -, que fermentam a lactose com produção de ácido e gás dentro de 24/48 h a 35/37ºC – lac+

• Escherichia coli: coliforme fecal

• Klebsiella pneumoniae: coliforme fecal

• Enterobacter aerogenes: coliforme não fecal

Escherichia coli e outros coliformes

• Análise bacteriológica da água– Metodologia de filtragem e plaqueamento– Metodologia de incubação com kits específicos– Metodologia de cultivo:

• teste presuntivo

• teste confirmativo

• teste completo

Metodologia de execução

• Análise bacteriológica da água– Metodologia de incubação com kits específicos

• Presença de coliformes totais: hidrólise ONPG


• Análise bacteriológica da água– Metodologia de incubação com kits específicos

• Presença de E. coli: hidrólise MUG


• Análise bacteriológica da água– Metodologia:

• teste presuntivo

• teste confirmativo

• teste completo


Teste presuntivo, confirmativo e completo

LST = Caldo Lauril Sulfato Triptose

Presuntivo Confirmativo

EMB = Eosina Metileno Blue

VBBL = Verde Brilhante Bile Lactose

Completo

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Microbiologia e a água. Introdução O meio aquático: nutrientes diluídos baixa diversidade de microrganismos A presença de matéria orgânica: aumento da