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Microbiologia da água
Ciclo hidrológico
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
• 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
Nas baixas e médias latitudes ocorre uma variação brusca da temperatura:
- Importante na distribuição dos microrganismos
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
• 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
• 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
• Turbidez TURBIDEZ x LUZ
Material suspenso:• partículas minerais: erosão das rochas, solo• microrganismos suspensos• matéria orgânica: tecidos vegetais e animais
- superfície de adesão e fonte de nutrientes
O ambiente aquático
• 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
• 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
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
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
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)
Purificação da água
• áreas rurais: poços e fontes (filtração pelo solo)
• cidades: estações de tratamento
sedimentaçãofiltraçãocloração
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
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
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?
Indicador ideal de qualidade sanitária
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
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
(fezes, 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.
• Análise bacteriológica da água
– metodologia:• teste presuntivo• teste confirmativo• teste completo
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)
Tubos com gás do testeanterior
Tubos com caldo lactosado+ bile verde brilhante
Incubação a 35 ºC/24-48 h
Teste confirmativo:
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
Teste da membrana filtrante:
Colônias típicas: brilho metálico
Colônias típicas: azuis
Método substrato cromogênico/fluorogênico
Baseia-se na utilização de substratos análogos à lactose (glicopiranosídeos)
Específicos para Escherichia coli
Exemplos: ONPG-MUG ONPG - Orto Nitrofenil Galactopiranosídeo
MUG - Metil-Umbeliferone Galactopiranosídeo
Ferramenta poderosa para identificação de Escherichia coli (teste confirmativo)
Luz UV
Teste para separar Escherichia coli de outros coliformes
Enterobacter aerogenesEscherichia coli
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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