Upload
internet
View
117
Download
7
Embed Size (px)
Citation preview
PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇAO EM GESTÃO AMBIENTAL-UFES
Avaliação de Avaliação de Bioindicadores de Bioindicadores de
Qualidade de águasQualidade de águas
Prof. Servio Tulio CassiniProf. Servio Tulio Cassini
Labsan - PPGEA-UFES - Labsan - PPGEA-UFES - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambienta/UFES
Microbiologia de ÁguasMicrobiologia de Águas
Tipos e Usos das Águas Legislação
Metodologias Tubos Multiplos (NMP) Membrana Filtrante (MF) Substrato Cromogênico (SC)
Exemplo de Biomonitoramento de ambiente costeiro (Vitoria, E.S.)
Abastecimento Doméstico Irrigação Recreacional “Produto Comercial” Lançamentos “Reuso”
Principais Tipos e Usos Principais Tipos e Usos das Águasdas Águas
DOENÇAS DE VEICULAÇÃO DOENÇAS DE VEICULAÇÃO HÍDRICAHÍDRICA
Fonte: Efstratiou (2001)
Patógeno Infecção Água Aeromonas spp Infecções de feridas e
gastroenterites doce/marinha
Campylobacter spp Enteritis doce/marinha Candida albicans Dermatites doce/marinha Clostridium spp Botulismo, tétano, gangrena
gasosa, gastroenterites doce/marinha
Cryptosporidium spp Gastroenterites doce/marinha Escherichia coli OSH11 Gastroenterites doce/marinha Giardia spp Gastroenterites doce/marinha Pseudomonas spp Dermatite folicular, otite
externa doce/marinha
Salmonella spp Febre entérica, gastroenterite doce/marinha Shigella spp Disenteria bacilar doce/marinha Staphylococcus spp. Infeção de tecidos,
bacteremia doce/marinha
Vibrio spp Cólera, infecções de feridas estuarina/marinha Yersinia spp Gastroenterites doce/marinha
Pseudomonas
OS BIOINDICADORESOS BIOINDICADORES
Indicam a POSSIBILIDADE de ocorrência de
patógenos na amostra
Ocorrencia simultanea com patógenos com a
presença de fezes esgotos domesticos
Muito caro e trabalhoso ( talvez impossível)
avaliar diretamente TODOS os patógenos nas
amostras de águas.
Indicador Biológico IdealIndicador Biológico Ideal
Presente em todos os tipos de água Ocorrência e desaparecimento concomitante com
patogênicos Densidade populacional diretamente relacionada com o
grau de contaminação Maior sobrevida que a dos patogênicos
Ausência em água potável Fácil detecção e recuperação laboratorial Não prejudicial à pessoas e animais Manipulação segura
Bioindicadores UtilizadosBioindicadores Utilizados
• Coliformes totais
• Coliformes Termotolerantes (fecais)
• Coliforme específico: Escherichia coli
• Estreptococcus fecais (Enterococcus)
• Pseudomonas aeruginosa
• ovos de helmintos
““Coliformes”Coliformes”• Bacilos Gram-negativos não esporulados• Aeróbios ou Anaeróbios facultativos • Fermentam a lactose com produção de gás (48
h a 35oC ou 44,5 oC) • Desenvolvem colônias vermelhas com brilho
verde metálico (24 h a 35oC) em meio Endo contendo Lactose
• Apresentam atividade de B-galactosidase (enzima que desdobra a lactose ou substratos análogos tais como o ONPG desenvolvendo cor amarelada no meio)
Grupo ColiformeGrupo Coliforme
• Indicador referenciado na legislação
• Além da E. coliE. coli inclui os gêneros:– KlebsiellaKlebsiella– EnterobacterEnterobacter– CitrobacterCitrobacter
Coliformes “Ambientais”
Coliformes TermotolerantesColiformes Termotolerantes
• XI - coliformes termotolerantes: bactérias gram-negativas, em forma de bacilos, oxidase-negativas, caracterizadas pela atividade da enzima -galactosidase.
• Podem crescer em meios contendo agentes tenso-ativos e fermentar a lactose nas temperaturas de 44º - 45ºC, com produção de ácido, gás e aldeído.
• Além de estarem presentes em fezes humanas e de animais homeotérmicos, ocorrem em solos, plantas ou outras matrizes ambientais que não tenham sido contaminados por material fecal;
• ANTIGAMENTE E ERROONEAMENTE DENOMINADAS COLIFORMES FECAIS
O GRUPO COLIFORMEO GRUPO COLIFORME
Bactérias Entéricas: (Gram + ou -) Ex: Bactérias Entéricas: (Gram + ou -) Ex: StaphylococcusStaphylococcus aureus, aureus, Bacteroides fragilisBacteroides fragilis, e , e Enterococcus faecalisEnterococcus faecalis
EnterobacteriaceaeEnterobacteriaceae : (Gram -). Gêneros: : (Gram -). Gêneros: E.coli, Shigella, Salmonella, Enterobacter,E.coli, Shigella, Salmonella, Enterobacter,Klebsiella, Serratia, ProteusKlebsiella, Serratia, Proteus
Termotolerantes: Termotolerantes: E. coli, Klebsiella,E. coli, Klebsiella,
Enterobacter e Citrobacter.Enterobacter e Citrobacter.
E. coliE. coli
Grupo Coliforme: coliformes totais e fecais (termotolerantes)
E.coli
Resumo: Enterobactérias e Resumo: Enterobactérias e ColiformesColiformes
Enterobactérias
Coliformes Totais ou “Ambientais”
Coliformes fecais
Escherichia coli
EnterococcusEnterococcus
Bioindicador referenciado na legislação Bioindicador referenciado na legislação
CONAMA 274/2000CONAMA 274/2000
Características:Características:
• Cocos Gram (+) grupo Estreptococos Cocos Gram (+) grupo Estreptococos fecaisfecais
•Intestino de Animais homeotermicos ---Intestino de Animais homeotermicos ---> poluição fecal> poluição fecal
•> Tolerancia a ambientes marinhos> Tolerancia a ambientes marinhos
Legislação Qual. ÁguasLegislação Qual. Águas• CONAMA 20/86 CONAMA 20/86 357 17/03/2005 357 17/03/2005 Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais
para o seu enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões para o seu enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões
de lançamento de efluentes, e dá outras providênciasde lançamento de efluentes, e dá outras providências.. • 274/2000274/2000 Dispõe sobre a qualidade das águas, em relação aos níveis estabelecidos para a Dispõe sobre a qualidade das águas, em relação aos níveis estabelecidos para a
balneabilidade, de forma a assegurar as condições necessárias à recreação de balneabilidade, de forma a assegurar as condições necessárias à recreação de contato primáriocontato primário;;
• MS 36/90 -------> 1469/2000MS 36/90 -------> 1469/2000 Especifica os requisitos de amostragem e analises de aguas de Especifica os requisitos de amostragem e analises de aguas de
abastecimento públicoabastecimento público
OMS 1993 OMS 1993 Recomendações Recomendações
Nova Legislação
PADRÕES DE BALNEABILIDADE PADRÕES DE BALNEABILIDADE RESOLUÇÃO CONAMA 274/2000RESOLUÇÃO CONAMA 274/2000
Legenda: as águas na categorias excelente, muito boa e satisfatória são assim consideradas
em 80% ou mais de um conjunto de amostras obtida em cinco semanas, no mesmo local.
* valor obtido na última amostragem
1 Padrão da Legislação CONAMA 20/86.
Parâmetro Excelente Muito Boa Satisfatória Imprópria
CT 1 1,25.103 2,5 .103 5,0.103 > 5,0.103*
CF 2,5.102 5,0.102 1,0.103 > 2,5.103*
E. coli 2,0.102 4,0.102 8,0.102 > 2,0.103*
Enterococos 25 50 1,0.102 > 4,0.102*
Categorias (NMP/100ml)
LEGISLAÇÃO DE BALNEABILIDADE NO LEGISLAÇÃO DE BALNEABILIDADE NO BRASIL E NO MUNDOBRASIL E NO MUNDO
Fonte: Adaptado de Efstratiou apud WHO/ US EPA (1999).Legenda: número de microrganismos/100ml.
País C. Fecais E. coli EnterococosUSA EPA (mar) 35USA EPA (água doce) - 126 33Canadá (água doce) - 200 -Canadá (mar) - - 35Venezuela 1000 200 -(mandatório) 5000 400 -França 200 500 -Brasil (mar) 2500 2000 400Brasil (água doce) 2500 2000 -
Cuidados na coletaCuidados na coleta
• Colher a amostra em recipiente esterilizado
• Até 4/5 da capacidade do frasco
• Água com cloro: 0,1 ml de tiossulfato a 10%
• Água bruta que contenha metais pesados: 0,3 ml EDTA a 15%
METODOLOGIAS MAIS UTILIZADAS PARA METODOLOGIAS MAIS UTILIZADAS PARA REALIZAÇÃO DOS TESTES MICROBIOLÓGICOSREALIZAÇÃO DOS TESTES MICROBIOLÓGICOS
Tubos Múltiplos
Membrana Filtrante
Substrato Cromogênico
Tubos Múltiplos (NMP)Tubos Múltiplos (NMP)(Procedimento p/ 5 ou 10 Tubos)
Inocular tubos com Caldo Lauril Triptose
24±2 hrs @35 ± 0.5º C
Gás/ácido=Positivo Sem gás / ácido=Negativo
Transfere p/ Caldo Verde BrilhanteIncubar 48 ±hrs/35 º C
Incubar mais 24 hr (48±3 hr total)
Gás/ácido
Sem gás=NegativoConfirmativoConfirmativo
Gás=Positivo Sem gás=Negativo
PresuntivoPresuntivo
Continua com ensaio completo
Fermentação Caldo Lauril Triptose
Formação de Gás
Tubos Múltiplos - NMP
Diagnóstico:
Coliforme positivo para
2 tubos
Confirmação: Fermentação com Caldo Verde Brilhante Lactose
- + +
Gás
NMP: teste confirmativo
Metodologia da Membrana Metodologia da Membrana Filtrante (MF)Filtrante (MF)
Suportes de filtração de polissulfona, vidro e aço de 47 mmmanifold de PVC e bomba vácuo
Como funciona a Como funciona a membrana filtrantemembrana filtrante
AtípicasAtípicas
Caldo m- Endo / Coliformes Totais
Típicas (Brilho metálico)Típicas (Brilho metálico)
Meio m-FC para detecção de Coliformes fecais
Metodologia com Substrato Metodologia com Substrato Cromogênico / FluorogênicoCromogênico / Fluorogênico
• Baseia-se na utilização de substratos análogos à lactose (glicopiranosídeos) processados somente por Escherichia coli.
• Exemplos: ONPG: Orto Nitrofenil galactopiranosídeo e MUG: Metil-Umbeliferone Galactopiranosídeo
• Ferramenta poderosa para indentificação de Escherichia coli (teste confirmativo)
• Baseia-se na utilização de substratos análogos à lactose (glicopiranosídeos) processados somente por Escherichia coli.
• Exemplos: ONPG: Orto Nitrofenil galactopiranosídeo e MUG: Metil-Umbeliferone Galactopiranosídeo
• Ferramenta poderosa para indentificação de Escherichia coli (teste confirmativo)
Detecção de Coliformes em Amostras De ÁguasDetecção de Coliformes em Amostras De ÁguasDetecção de Coliformes em Amostras De ÁguasDetecção de Coliformes em Amostras De Águas
Detecção de E. coliem Agar Nutriente com MUG
Teste P/ATeste P/A
Adição do meio com substrato à amostra
Incubação por 24 h. Resultados
Incolor: Negativo;
Amarelo Coliforme total +;
Azul Coliforme E. coli +
Teste QuantitativoTeste Quantitativo1
2
3
4 Mesmas placas amarelas submetidas a luz ultra-violeta
(UV)
Resultado Azul Ecoli
Se (-) e amarelo C. Total
Negativo amarelo e positivo azul
anomalo (impossível)
5
6
Tabelas de NMP
Resultados em numeros/100 ml
Resultados de Resultados de Biomonitoramento Biomonitoramento da Praia de Camburida Praia de Camburi
Vitoria - ESVitoria - ESProjeto Labsan-FACITEC 2000-2001Projeto Labsan-FACITEC 2000-2001
Bioindicadcadores Bioindicadcadores UtilizadosUtilizados
Coliformes Totais
Coliformes Fecais
E. Coli
Enterococus
Candida (Levedura) --> areia
MATERIAL & MÉTODOS:MATERIAL & MÉTODOS:
9, 9A
2, 2A e 2B
1, 1A e 1B
ÁREA DE ESTUDO: PRAIA DE CAMBURI/
VITÓRIA/ES.
Fonte: www.pmv.es.gov
METODOLOGIASMETODOLOGIAS
Análises bacteriológicas segundo APHA (1995):
CF meio A1,
CT e E.coli Colilert®,
Enterococos Enterolert®,
Candida meio BIGGY.
Análise de Candida com MF Cartelas do teste Colilert
1,E+001,E+011,E+021,E+03
1,E+041,E+051,E+06
1 1A 1B 2 2A 2B 9 9APontos de Coleta
NM
P E
. co
li/1
00m
l ou
100g
de
arei
a se
ca
Verão Outono Inverno Primavera
1,E+001,E+011,E+021,E+031,E+041,E+051,E+06
1 1A 1B 2 2A 2B 9 9APontos de Coleta
NM
P C
F /1
00 m
l ou
100g
de
arei
a se
ca
Verão Outono Inverno Primavera
1,E+00
1,E+01
1,E+02
1,E+03
1,E+04
1,E+05
1,E+06
1 1A 1B 2 2A 2B 9 9APontos de Coleta
NM
P C
T/1
00 m
l ou
100g
de
arei
a se
ca
Verão Outono Inverno Primavera
1,E+001,E+011,E+021,E+03
1,E+041,E+051,E+06
1 1A 1B 2 2A 2B 9 9APontos de Coleta
NM
P En
tero
coco
s /1
00m
l ou
100g
de
arei
a se
ca
Verão Outono Inverno Primavera
Coliformes FecaisColiformes Totais
E.coli Enterococos
Médias Geométricas dos Bioindicadores
1,E+001,E+011,E+021,E+031,E+041,E+051,E+06
1 1A 1B 2 2A 2B 9 9APontos de Coleta
NM
P
Ent
eroc
ocos
/100
ml o
u 10
0g d
e ar
eia
seca
Sem. 1 Sem. 2 Sem. 3 Sem. 4 Sem. 5 Média
1,E+001,E+011,E+021,E+031,E+041,E+051,E+06
1 1A 1B 2 2A 2B 9 9APontos de Coleta
NM
P
Ent
eroc
ocos
/100
ml o
u 10
0g d
e ar
eia
seca
Sem. 1 Sem. 2 Sem. 3 Sem. 4 Sem. 5 Média
1,E+001,E+011,E+021,E+031,E+041,E+051,E+06
1 1A 1B 2 2A 2B 9 9APontos de Coleta
NM
P
Ent
eroc
ocos
/100
ml o
u 10
0g d
e ar
eia
seca
Sem. 1 Sem. 2 Sem. 3 Sem. 4 Sem. 5 Média
1,E+001,E+011,E+021,E+031,E+041,E+051,E+06
1 1A 1B 2 2A 2B 9 9APontos de Coleta
NM
P
Ent
eroc
ocos
/100
ml o
u 10
0g d
e ar
eia
seca
Sem. 1 Sem. 2 Sem. 3 Sem. 4 Sem. 5 Média
Enterococos/Verão Enterococos/Outono
Enterococos/Inverno Enterococos/Primavera
Amostragens realizadas na praia de Camburi durante as estações do ano em cinco semanas consecutivas, classificação quanto as categorias de própria (na água: Excelente, Muito Boa e Satisfatória) e impropria para água e areia de acordo com a Resolução CONAMA e Limite Proposto em Portugal respectivamente.
Legenda: V(verão), O (outono), I (inverno), P (primavera); I (impróprio), P (próprio), E (excelente), S (satisfatório), MB (muito boa)
Pontos V O I P V O I P V O I P V O I P
1 I I I S I I S S I I S E I I I I
1A P P P P P P P P SP SP SP SP SP SP SP SP
1B P P P P P P P P SP SP SP SP SP SP SP SP
2 I I I MB I S S S I I I E I I I I
2A P P P P P P P P SP SP SP SP SP SP SP SP
2B P P P P P P P P SP SP SP SP SP SP SP SP
9 I I I I I I I I I I I I I I I I
9A P P P P P P P P SP SP SP SP SP SP SP SP
E.coli Coliformes Totais EnterococosColiformes Fecais
COMPARAÇÃO ENTRE INDICADORES
Amostragens na praia de Camburi durante as estações do ano, em cinco semanas de monitoramento para a levedura do gênero Candida de acordo com o Limite Proposto em Portugal.
Legenda: O (outono), I (inverno), P (primavera), P (próprio). Os números representam a frequencia em que o ponto amostrado ficou impróprio em cada estação do ano.
Ponto O I P1A 1 1 31B 1 P 22A P P P2B 1 P 19A 5 5 4
Candida
Agradecimentos:Agradecimentos:
• UFES (CT-DHS)• Laboratório de Saneamento CT-DHS• Microbiologistas “tipo coliformes”• e... Sua paciência
• M. Obrigado