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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM SANEAMENTO,
MEIO AMBIENTE E RECURSOS HÍDRICOS
AVALIAÇÃO DA OCORRÊNCIA DE OOCISTOS
DE Cryptosporidium spp. E DE CISTOS DE
Giardia spp. E SUA ASSOCIAÇÃO COM
INDICADORES BACTERIOLÓGICOS E
TURBIDEZ NA REPRESA DE VARGEM DAS
FLORES – MG
Ana Maria Moreira Batista Lopes
Belo Horizonte
2009
AVALIAÇÃO DA OCORRÊNCIA DE OOCISTOS
DE Cryptosporidium spp. E DE CISTOS DE
Giardia spp. E SUA ASSOCIAÇÃO COM
INDICADORES BACTERIOLÓGICOS E
TURBIDEZ NA REPRESA DE VARGEM DAS
FLORES – MG
Ana Maria Moreira Batista Lopes
Ana Maria Moreira Batista Lopes
AVALIAÇÃO DA OCORRÊNCIA DE OOCISTOS
DE Cryptosporidium spp. E DE CISTOS DE
Giardia spp. E SUA ASSOCIAÇÃO COM
INDICADORES BACTERIOLÓGICOS E
TURBIDEZ NA REPRESA DE VARGEM DAS
FLORES – MG
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-graduação
em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da
Universidade Federal de Minas Gerais, como requisito
parcial à obtenção do título de Mestre em Saneamento,
Meio Ambiente e Recursos Hídricos.
Área de concentração: Saneamento
Linha de pesquisa: Qualidade e tratamento de água para
consumo humano
Orientador: Prof. Dr. Valter Lúcio de Pádua
Co-orientador: Dr. Daniel Adolpho Cerqueira
Belo Horizonte
Escola de Engenharia da UFMG
2009
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG i
AGRADECIMENTOS
Primeiramente a Deus, que me capacitou e me sustentou durante os longos meses em que se
cumpriu esse trabalho.
Em especial ao meu amado esposo Wendell, que foi mais do que um companheiro durante a
realização da pesquisa, me incentivando, auxiliando e dizendo sem palavras a importância do
amor pelo conhecimento.
À minha família, antiga e nova, pelo amor e momentos de descontração.
Ao meu querido orientador, prof. Dr. Valter Lúcio de Pádua, pela orientação irrepreensível,
digna de um mestre como ele, que sabe com perfeição equilibrar o saber e a simplicidade.
Ao Dr. Daniel Adolpho Cerqueira, meu co-orientador, deixo mais que um agradecimento,
deixo meu reconhecimento, aquele que para mim é um grande mestre e amigo e abraçou essa
pesquisa em todos os aspectos.
A todos os funcionários e professores do DESA, em especial ao prof. Dr. Eduardo von
Sperling e prof. Dr. Léo Heller, que com tanta educação e competência cederam parte do
tempo em orientações complementares, indispensáveis para conclusão deste trabalho.
À Dra. Silvia M. A. C. Oliveira, que mesmo sendo tão requisitada não hesitou em ajudar com
a parte estatística. E igualmente ao prof. Dr. Marcos von Sperling que contribuiu ricamente
durante a apresentação dos seminários.
Ao CNPq pela concessão das bolsas. A toda rede do Prosab água pelas constantes
colaborações para melhoria do trabalho, e a FINEP pela disponibilização de recursos
fundamentais para a execução do projeto.
À querida Fabi, pelo apoio incondicional, desde a realização das análises até a interpretação
dos resultados, destacando sobretudo sua alma de pesquisadora.
Agradeço à Danusa, que com tanta prontidão e boa vontade me auxiliou nas análises
laboratoriais, mesmo elas sendo tão trabalhosas.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG ii
À Companhia de Saneamento de Minas Gerais, através da pessoa do Sr. Airis Horta, por
permitir com tanta solicitude que todas as coletas e análises fossem realizadas através da
Copasa.
Ao Arlindo, companheiro de coletas, sempre tão cansativas, mas que ele sabia aliviar com
presença de espírito e bom humor.
Ao Marcelo Zeferino, Tales, Benvino e José Ronaldo por sempre tornarem possíveis essas
coletas.
Ao pessoal do laboratório de microbiologia da Copasa: Adriana, Cidinha, Valdir, Ronaldo,
Kelly e Elmo, pela compreensão e divisão do espaço e equipamentos.
À Patrícia Machado, que de forma excelente me treinou na execução das análises, mesmo
sendo necessário inventar tempo em sua agenda para isso.
Às minhas amadas mães na pesquisa, Dra. Lenora Ludolf e doutoranda Valéria Godinho,
agradeço pela ajuda, confiança e o constante exemplo de integridade, dedicação e
competência que me incentivam a continuar e persistir sempre.
Ao meu eterno mestre e amigo Dr. Fernando A. Jardim, pessoa com quem eu aprendi o que é
ser pesquisadora. E igualmente a Patrícia e Simoni, que me iniciaram nos caminhos confusos
da microscopia e da taxonomia.
À minha querida amiga Graziella, companheira de jornada, pelas longas horas de conversa
sobre biologia e afins... Sinta-se como parte nessa conquista!
Meus sinceros agradecimentos a toda equipe do Prosab água: ao Érick pelas ajudas com GPS
e coordenadas, ao Alisson, Fábio e Léo pelos socorros com o computador.
Agradeço à Carolina Ventura, sempre disposta em me socorrer seja durante as descontraídas
conversas no corredor ou no “msn”.
A todas do laboratório de microbiologia do DESA, Dra. Juliana Calabria, Dra. Silvana
Queiroz, Érika, Ana Paula e Carolina que sempre me receberam com tanto carinho.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG iii
RESUMO
O presente estudo foi realizado na represa de Vargem das Flores, um reservatório de
abastecimento de água para os municípios de Betim, Contagem e Belo Horizonte,
constituintes da região metropolitana dessa última cidade e capital do estado de Minas Gerais,
Brasil, sendo um contribuinte para a sub-bacia do Rio Paraopeba que, por sua vez, pertence à
Bacia Federal do Rio São Francisco. A escolha da represa Vargem das Flores se deu devido
aos usos múltiplos desse manancial, que são basicamente o abastecimento público e a
recreação. O principal objetivo foi caracterizar a ocorrência de oocistos de Cryptosporidium
spp. e cistos de Giardia spp. e avaliar sua associação com a presença das bactérias,
Escherichia coli e Enterococcus spp., e a turbidez na represa de Vargem das Flores. O
programa de monitoramento do manancial teve início em dezembro de 2007 e término em
novembro de 2008, com coletas mensais. Foram monitorados quatro pontos dentro do
manancial, aqui denominados de estações – 1 (com cinco profundidades) e 2, 3 e 4 (com
quatro profundidades). Os resultados indicaram concentrações de (oo)cistos de
Cryptosporidium spp. e de Giardia spp. relativamente baixas, oscilando entre 0 a 4 oocistos
/10 L e 0 a 8 cistos/10 L. Porém a ocorrência desses protozoários foi ubíqua, oferecendo
perigo à saúde humana, caso a água seja consumida sem tratamento prévio, como nas
atividades de recreação. As concentrações de E.coli variaram de <1 NMP/100 mL, em todas
as estações a > 2419,6 NMP/100 mL na estação 3. E assim como a E.coli os maiores valores
de turbidez também foram observados na estação 3, o que indica uma água de pior qualidade
neste local tendo em vista esses parâmetros. Em relação ao Enterococcus spp. a concentração
mínima foi de < 1 NMP/100 mL, também verificada em todas as estações, e a concentração
máxima ocorreu na estação 2 (> 2419,6 NMP/100 mL), contudo nenhuma diferença estatística
foi encontrada entre as estações. Os resultados das análises estatísticas indicaram correlações
pobres entre os protozoários, as bactérias e a turbidez. As estações 2 e 4 se enquadraram na
categoria 2 da LT2, requerendo portanto 1 log adicional para sistemas com ciclo completo,
filtração lenta ou filtração direta. Além disso, a presença de animais nas margens da represa
potencializa a presença daqueles protozoários no manancial, apresentando, portanto, um
elevado perigo sanitário. A estação utilizada para captação de água se mostrou adequada,
pois a distribuição dos (oo)cistos de Cryptosporidium spp. e de Giardia spp. não apresentou
diferenças significativas entre as estações monitoradas.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG iv
ABSTRACT
This study was done at the dam of Vargem das Flores, a reservoir supplying the cities of
Betim, Contagem and Belo Horizonte, (the three largest cities of Belo Horizonte Metropolitan
Region, capital of Minas Gerais state). The dam is located in the dranage basin of Paraopeba
River which belongs to the greater basin of Sao Francisco River. The choice of Vargem das
Flores dam was due to its multiple uses, that is, public supply and recreation. The major
objective was to characterize the occurrence of Cryptosporidium spp. oocysts and Giardia
spp. cysts evaluating their association with the presence of both bacteria Escherichia coli and
Enterococcus spp. and the turbidity in the Vargem das Flores reservoir. The monitoring
program was from December/2007 to November/2008 and the sampling was carried out
monthly. The four sites monitored were denominated station – 1 (sampled in five depths) and
2, 3 and 4 (sampled in four depths each). The results indicate low concentrations of
Cryptosporidium spp. and Giardia spp. (oo)cysts ranging from 0 to 4 oocysts/ 10 L and 0 to 8
cysts/10 L. However the occurrence of the protozoan was ubiquitous, offering danger to
human health, if the water is consumed without previous treatment, like in recreational
activities. The concentrations of E. coli ranged from <1 NMP/100 mL in all stations to >
2419.6 NMP/100 mL in the station 3. Similar to E. coli the highest values of turbidity were
observed at station 3, which indicates a lower water quality. With regard to the Enterococcus
spp. the minimum concentration was <1 NMP/100 mL also found in all stations and the
maximum concentration occurred at station 2 (> 2419.6 NMP/100 mL) but no statistical
differences were found among the stations. The stastical analyses results indicated poor
correlation among protozoan, bacteria and turbidity. The stations 2 and 4 were framed in the
category 2 of LT2, requesting therefore the removal of 1 additional log for systems with
complete cycle, slow filtration or direct filtration. Moreover, the presence of animals around
the reservoir shore enables the presence of protozoan in the water, offering a potential sanitary
risk. The site used for water uptake was considered appropriate according to the protozoan
values, once the distribution of the Cryptosporidium spp. and Giardia spp. (oo)cysts has not
presented significant differences in any one of the monitored stations.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG v
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS ....................................................................................................................................... VII
LISTA DE TABELAS.......................................................................................................................................... X
LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS ............................................................................... XII
1 INTRODUÇÃO............................................................................................................................................ 1
2 OBJETIVOS................................................................................................................................................. 4
2.1 OBJETIVO GERAL .................................................................................................................................. 4 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ....................................................................................................................... 4
3 REVISÃO DA LITERATURA................................................................................................................... 5
3.1 CARACTERIZAÇÃO DO PROTOZOÁRIO CRYPTOSPORIDIUM SPP. ............................................................. 5 3.2 CARACTERIZAÇÃO DO PROTOZOÁRIO GIARDIA SPP. .............................................................................. 9 3.3 OCORRÊNCIA E PREVALÊNCIA DE CRYPTOSPORIDIUM SPP. E GIARDIA SPP. NO BRASIL E NO MUNDO .. 11 3.4 DIFICULDADES ANALÍTICAS PARA DETECÇÃO DE CRYPTOSPORIDIUM E GIARDIA EM AMOSTRAS
AMBIENTAIS ...................................................................................................................................................... 17 3.5 REGULAMENTAÇÕES E DIRETRIZES ..................................................................................................... 19
3.5.1 Plano de Segurança da Água (PSA) .............................................................................................. 19 3.5.2 Instrumentos de Controle .............................................................................................................. 22
3.6 INDICADORES MICROBIOLÓGICOS E FÍSICO DA QUALIDADE DE ÁGUA .................................................. 25 3.6.1 Indicadores microbiológicos ......................................................................................................... 25 3.6.2 Indicador físico.............................................................................................................................. 29
3.7 ASPECTOS LIMNOLÓGICOS DAS REPRESAS – GENERALIDADES ............................................................ 30
4 MATERIAL E MÉTODOS ...................................................................................................................... 33
4.1 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO ............................................................................................. 34 4.2 IDENTIFICAÇÃO DAS ESTAÇÕES E CÓRREGOS PARA COLETA DE AMOSTRAS ......................................... 37 4.3 PROCEDIMENTOS DE COLETA E MÉTODOS DE ANÁLISE ........................................................................ 38
4.3.1 Coleta para as análises dos protozoários...................................................................................... 38 4.3.2 Coleta para as analises bacteriológicas e da turbidez, e métodos analíticos utilizados............... 39 4.3.3 Determinações de (oo)cistos de Cryptosporidium spp. e Giardia spp. nas amostras de água...... 40 4.3.4 Controle da Qualidade da Análise - CQA ..................................................................................... 42
4.4 CATEGORIZAÇÃO DAS ESTAÇÕES MONITORADAS SEGUNDO AS RECOMENDAÇÕES DA EPA (2006) ..... 44 4.5 AVALIAÇÃO DO PADRÃO DE BALNEABILIDADE DA ÁGUA NAS ESTAÇÕES MONITORADAS – CONAMA
274/2000 ........................................................................................................................................................... 44 4.6 ANÁLISE DOS RESULTADOS ................................................................................................................ 44
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO ............................................................................................................... 45
5.1 AVALIAÇÃO DAS CONCENTRAÇÕES DE E. COLI E ENTEROCOCCUS SPP. E OS VALORES DE TURBIDEZ E
TEMPERATURA NAS ESTAÇÕES 1, 2, 3 E 4........................................................................................................... 46 5.1.1 Estação 1 ....................................................................................................................................... 46 5.1.2 Estação 2 ....................................................................................................................................... 52 5.1.3 Estação 3 ....................................................................................................................................... 58 5.1.4 Estação 4 ....................................................................................................................................... 63
5.2 AVALIAÇÃO DO PERCENTUAL DE RECUPERAÇÃO DO MÉTODO............................................................. 68 5.3 AVALIAÇÃO DAS CONCENTRAÇÕES DE CISTOS DE GIARDIA SPP. E DE OOCISTOS DE CRYPTOSPORIDIUM
SPP. NAS ESTAÇÕES 1, 2, 3 E 4............................................................................................................................ 69 5.4 AVALIAÇÃO PRELIMINAR DAS CONCENTRAÇÕES DE (OO)CISTOS DE CRYPTOSPORIDIUM SPP. E DE
GIARDIA SPP. NOS CÓRREGOS TRIBUTÁRIOS ...................................................................................................... 83 5.5 AVALIAÇÃO COMPARATIVA DOS INDICADORES BIOLÓGICOS E FÍSICOS NAS PROFUNDIDADES DE TODAS
AS ESTAÇÕES MONITORADAS ............................................................................................................................. 87 5.5.1 E. coli............................................................................................................................................. 87 5.5.2 Enterococcus spp........................................................................................................................... 91
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG vi
5.5.3 Turbidez......................................................................................................................................... 91 5.5.4 Temperatura .................................................................................................................................. 95
5.6 CORRELAÇÃO ENTRE PROTOZOÁRIOS, BACTÉRIAS E TURBIDEZ ........................................................... 96
6 CONCLUSÕES.......................................................................................................................................... 99
7 RECOMENDAÇÕES.............................................................................................................................. 101
REFERÊNCIAS ................................................................................................................................................ 103
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG vii
LISTA DE FIGURAS
Figura 3.1 : Quadro de referência para o estabelecimento de segurança da qualidade da água (WHO, 2004). ...........................................................................................................................20
Figura 3.2: Etapas para o desenvolvimento de um PSA (WHO, 2004)....................................21
Figura 4.1: Fluxograma da pesquisa.........................................................................................33
Figura 4.2: Foto satélite do manancial Vargem das Flores. Fonte: Google Earth, 2008..........34
Figura 4.3: Imagem satélite do manancial Vargem das Flores com a localização das estações e córregos de coleta da presente pesquisa. Modificado de: <www.earth.google.com>. Acesso em: 5 jan. 2008). .......................................................................................................................37
Figura 4.4: Diagrama do método 1623 da USEPA. IMS – Separação Imunomagnética. Fonte: Fontos arquivo Copasa. ............................................................................................................43
Figura 5.1: Gráfico “box-whisker” do parâmetro E. coli (NMP/100mL), no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, estação 1, Vargem das Flores – MG. ......................47
Figura 5.2: Gráfico “box-whisker” do parâmetro Enterococcus spp. (NMP/100mL), no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, estação 1, Vargem das Flores – MG. ....48
Figura 5.3: Gráfico “box-whisker” do parâmetro turbidez (uT), no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, estação 1, Vargem das Flores – MG. ............................................49
Figura 5.4: Gráfico “box-whisker” do parâmetro temperatura (ºC), no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, estação 1, Vargem das Flores – MG. ............................................50
Figura 5.5: Gráfico da profundidade de extinção do disco de Secchi na estação 1 no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, Vargem das Flores – MG. ..................................51
Figura 5.6: Gráfico “box-whisker” do parâmetro E. coli (NMP/100mL), no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, estação 2, Vargem das Flores – MG. ......................53
Figura 5.7: Gráfico “box-whisker” do parâmetro Enterococcus spp. (NMP/100mL), no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, estação 2, Vargem das Flores – MG. ....55
Figura 5.8: Gráfico “box-whisker” do parâmetro turbidez (UT), no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, estação 2, Vargem das Flores – MG. ............................................56
Figura 5.9: Gráfico “box-whisker” do parâmetros temperatura (ºC), no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, estação 2, Vargem das Flores – MG. .......................................57
Figura 5.10: Gráfico da profundidade de extinção do disco de Secchi na estação 2 no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, Vargem das Flores – MG. ..................................57
Figura 5.11: Gráfico “box-whisker” do parâmetro E. coli (NMP/100mL), no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, estação 3, Vargem das Flores – MG. ......................59
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG viii
Figura 5.12: Gráfico “box-whisker” do parâmetro Enterococcus spp. (NMP/100mL), no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, estação 3, Vargem das Flores – MG. ....60
Figura 5.13: Gráficos “box-whisker” do parâmetro turbidez (UT), no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, estação 3, Vargem das Flores – MG. ............................................61
Figura 5.14: Gráfico “box-whisker” do parâmetro temperatura (ºC), no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, estação 3, Vargem das Flores – MG. .......................................61
Figura 5.15: Gráfico da profundidade de extinção do disco de Secchi na estação 3 no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, Vargem das Flores – MG. ..................................62
Figura 5.16: Gráfico “box-whisker” do parâmetro E. coli (NMP/100mL, no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, estação 4, Vargem das Flores – MG. ......................64
Figura 5.17: Gráfico “box-whisker” do parâmetro Enterococcus spp. (NMP/100mL), no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, estação 4, Vargem das Flores – MG. ....65
Figura 5.18: Gráfico “box-whisker” do parâmetro turbidez (UT), no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, estação 4, Vargem das Flores – MG. ............................................66
Figura 5.19: Gráfico “box-whisker” do parâmetro temperatura (ºC), no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, estação 4, Vargem das Flores – MG. .......................................67
Figura 5.20: Gráfico da profundidade de extinção do disco de Secchi na estação 4 no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, Vargem das Flores – MG. ..................................68
Figura 5.21: Gráfico “box-whisker” das concentrações de cistos de Giardia (cistos/10 L) no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, estações 1, 2,3 e 4, Vargem das Flores – MG............................................................................................................................................72
Figura 5.22: Gráfico “box-whisker” das concentrações de oocistos de Cryptosporidium (oocistos/10 L) no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, estações 1, 2,3 e 4, Vargem das Flores – MG. ........................................................................................................73
Figura 5.23: Gado bovino às margens da estação 1. ................................................................76
Figura 5.24: Presença de porcos nas proximidades da estação 1. ............................................76
Figura 5.25: Cães às margens da estação 1. .............................................................................77
Figura 5.26: Pássaros encontrados próximos à torre de tomada na estação 1. .........................77
Figura 5.27: Atividades recreacionais nas margens da represa. ...............................................78
Figura 5.28: Rebanho de ovelhas nas margens da estação 2. ...................................................79
Figura 5.29: Cavalos nas margens da estação 3. ......................................................................80
Figura 5.30: Esquema da distribuição dos (oo)cistos na represa de Vargem das Flores. Os valores ao lado de cada seta são relativos às concentrações médias de oocistos de Cryptosporidium spp. e cistos de Giardia spp. ........................................................................84
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG ix
Figura 5.31: Gráfico “box-whisker” das concentrações de E. coli (NMP/100 mL) no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, verificadas na superfície nas estações 1, 2, 3 e 4, Vargem das Flores – MG. ........................................................................................................88
Figura 5.32: Gráfico “box-whisker” das concentrações de E. coli (NMP/100 mL) no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, verificadas na profundidade de extinção do disco de Secchi nas estações 1, 2, 3 e 4, Vargem das Flores – MG...................................................88
Figura 5.33: Gráfico “box-whisker” das concentrações de E. coli (NMP/100 mL) no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, verificadas na profundidade de 5m nas estações 1, 2, 3 e 4, Vargem das Flores – MG............................................................................................89
Figura 5.34: Gráfico “box-whisker” das concentrações de E. coli (NMP/100 mL) no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, verificadas no fundo nas estações 1, 2, 3 e 4, Vargem das Flores – MG. ........................................................................................................89
Figura 5.35: Gráfico “box-whisker” dos valores de turbidez no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, verificados na superfície nas estações 1, 2, 3 e 4, Vargem das Flores – MG............................................................................................................................................92
Figura 5.36: Gráfico “box-whisker” dos valores de turbidez no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, verificados na profundidade de extinção do disco de Secchi nas estações 1, 2, 3 e 4, Vargem das Flores – MG........................................................................................92
Figura 5.37: Gráfico “box-whisker” dos valores de turbidez no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, verificados na profundidade de 5 m nas estações 1, 2, 3 e 4, Vargem das Flores – MG..............................................................................................................................93
Figura 5.38: Gráfico “box-whisker” dos valores de turbidez no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, verificados no fundo nas estações 1, 2, 3 e 4, Vargem das Flores – MG...................................................................................................................................................93
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG x
LISTA DE TABELAS
Tabela 3.1: Espécies de Cryptosporidium reconhecidas. ...........................................................8
Tabela 3.2: Espécies de Giardia, seus respectivos grupos e hospedeiros. ...............................10
Tabela 3.3: Concentração média de oocistos de Cryptosporidium na água bruta e o tratamento adicional requerido para obtenção dos créditos........................................................................24
Tabela 3.4: Classificação da USEPA (2006) - modificado.......................................................25
Tabela 3.5: Previsibilidade de ocorrência de oocistos de Cryptosporidium e de E. coli em função do impacto observado na bacia de abastecimento.........................................................28
Tabela 4.1: Resumo dos dados morfométricos primários da Represa de Vargem das Flores..35
Tabela 4.2: Descrição e marcação dos locais de coleta. ...........................................................38
Tabela 4.3: Localização, parâmetros, frequência e métodos utilizados para o monitoramento da represa de Vargem das Flores, MG, no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008...................................................................................................................................................40
Tabela 4.4: Resumo do material e métodos de análise das amostras de água para pesquisa de (oo)cistos de Cryptosporidium spp. e Giardia spp. pelo método 1623 USEPA 2005. ............41
Tabela 5.1: Estatística descritiva dos parâmetros físicos e microbiológicos monitorados na estação 1, represa de Vargem das Flores, no período de dezembro de 2007 a novebro de 2008...................................................................................................................................................46
Tabela 5.2: Estatística descritiva dos parâmetros físicos e microbiológicos monitorados na estação 2, represa de Vargem das Flores, no período de dezembro de 2007 a novebro de 2008...................................................................................................................................................52
Tabela 5.3: Estatística descritiva dos parâmetros físicos e microbiológicos monitorados na estação 3, represa de Vargem das Flores, no período de dezembro de 2007 a novebro de 2008...................................................................................................................................................58
Tabela 5.4: Estatística descritiva dos parâmetros físicos e microbiológicos monitorados na estação 4, represa de Vargem das Flores, no período de dezembro de 2007 a novebro de 2008...................................................................................................................................................63
Tabela 5.5: Concentrações de cistos de Giardia spp. em todas as estações monitoradas com os respectivos percentuais de amostras positivas..........................................................................69
Tabela 5.6: Concentrações de oocistos de Cryptosporidium spp. em todas as estações monitoradas com os respectivos percentuais de amostras positivas.........................................70
Tabela 5.7: Surtos de criptosporidiose relacionados ao uso de águas recreacionais. ...............79
Tabela 5.8: Estatística descritiva dos parâmetros Cryptosporidium oocisto/10 L e Giardia cisto/10 L – estações 1,2,3 e 4. .................................................................................................81
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG xi
Tabela 5.9: Categorização segundo a LT2ESWTR – USEPA 2006 – das estações de coleta (1, 2, 3 e 4) da represa de Vargem das Flores – M G. ...................................................................82
5.10: Concentração de (oo)cistos de Cryptosporidium spp. e de Giardia spp. nos córregos tributários da represa de Vargem das Flores, referentes as análises realizadas em setembro de 2007, maio e setembro de 2008. ...............................................................................................83
Tabela 5.11: Log de redução das concentrações de (oo)cistos/L de Cryptosporidium spp. e de Giardia spp. obtidas nas estações 1, 2, 3, e 4 e nos córregos da represa de Vargem das Flores, MG no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008. ...................................................85
Tabela 5.12: Valores de p ao nível de significância de 5% (Kruskal Wallis) das concentrações de E. coli nas distintas profundidades em todas as estações monitoradas................................90
Tabela 5.13: Valores de p ao nível de significância de 5% (Kruskal Wallis) das concentrações de Enterococcus spp. nas distintas profundidades em todas as estações monitoradas.............91
Tabela 5.14: Valores de p ao nível de significância de 5% (Kruskal Wallis) dos valores de turbidez nas distintas profundidades em todas as estações monitoradas..................................94
Tabela 5.15: Valores de profundidade (Zr) nas estações da represa de Vargem das Flores, verificados durante o período de dezembro de 2007 a novembro de 2008. .............................95
Tabela 5.16: Valores de p ao nível de significância de 5% (Kruskal Wallis) dos valores de temperatura nas distintas profundidades em todas as estações monitoradas............................96
Tabela 5.17: Matriz de correlação, segundo Spearman, dos valores de turbidez (uT), (oo)cistos/L, E. coli e Enterococcus spp. (NMP/100mL) no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, Vargem das Flores – MG. ........................................................................96
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LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS
APHA: American Public Health Association
AIDS: Síndrome da Imunodeficiência Adquirida
AQRM: Avaliação Quantitativa do Risco Microbiológico
CDC: Centro de Controle de Doenças norte americano
CID: Contraste de Interferência Diferencial
COPASA : Companhia de Saneamento de Minas Gerais
DAPI: 4’,6-diamidino-2-fenilindol
E 1: Estação de coleta 1
E 2: Estação de coleta 2
E 3: Estação de coleta 3
E 4: Estação de coleta 4
EPA: United States Environmental Protection Agency
FITC: Reagente para Microscopia de Epifluorescência
g: Aceleração devido à gravidade
GPS: Sistema de Posicionamento Global
GQACH : Guias de Qualidade da Água para Consumo Humano
HIV: Vírus da Imunodeficiência Humana
IBGE: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
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ICR: Information Collection Rule
IESWTR: Interim Enhanced Surface Water Treatment Rule
IMS: Separação Imunomagnética
LT2ESWTR : Long Term 2 Enhanced Surface Water Treatment Rule
MPC: Concentrador Magnético de Partículas
NMP/100 mL: Número mais Provável em100 mL de amostra
(Oo)cistos: oocistos e cistos
PBS: Tampão Fosfato Salino
PBST: Tampão Fosfato Salino com Tween 20
PSA: Plano de Segurança da Água
rpm: Rotações por minuto
SCA: Standing Committe of Analysts
sp.: Espécie
spp.: Espécies
OMS: Organização Mundial de Saúde
UNT: Unidade Nefelométrica de Turbidez
USEPA: Agência de Proteção Ambiental Americana
WHO: World Health Organization
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1 INTRODUÇÃO
A criptosporidiose e a giardiose são enfermidades de veiculação hídrica originadas
respectivamente pelos protozoários Cryptosporidium e Giardia. Estes parasitas têm gerado
grande impacto ao saneamento, e, consequentes agravos à saúde pública.
O Cryptosporidium tem sido citado como “patógeno emergente”. Ainda que seja um
organismo descoberto no ano de 1907, somente a partir das décadas de 70 e 80, foi
reconhecido como patogênico para seres humanos.
O gênero Cryptosporidium tem vinte espécies reconhecidas, Xiao & Fayer (2008), sendo que
a maioria das infecções humanas é causada pelo C. hominis e C. parvum. Outras espécies de
Cryptosporidium que ocasionalmente afetam humanos imunocompetentes são: C.
meleagridis, C. felis e C. canis. Já as espécies que têm sido relatadas somente em indivíduos
imunossuprimidos e imunodeficientes são: C. muris e C. andersoni (WHO, 2006; LIM et al.,
2008).
A criptosporidiose é uma doença de remissão espontânea em adultos sadios, mas é
extremamente grave em grupos mais vulneráveis como crianças, idosos e indivíduos
imunodeficientes, i. é, portadores de doença hereditária ou adquirida que acarrete o
inadequado funcionamento do sistema imune, como por exemplo os portadores do vírus HIV.
Pacientes imunossuprimidos, ou seja, àqueles em que ocorreu uma supressão artificial da
resposta imunológica com a administração de fármacos, para que o corpo não rejeite
transplantes, ou que estão sob tratamento para certos tipos de câncer, também são mais
vulneráveis a criptosporidiose.
A grande preocupação sanitária que se tem com este protozoário se deve à resistência dos
oocistos de Cryptosporidium à desinfecção com cloro, ao pequeno tamanho dos oocistos – o
que permite sua passagem através dos filtros –, à baixa dose infecciosa, às formas de
transmissão e à capacidade de permanência no meio ambiente.
A giardiose, por sua vez, é causada pela ingestão de cistos, que são a forma infecciosa da
Giardia, um protozoário flagelado que infecta humanos e animais. A doença tem uma
variedade de sintomas como diarréia, perda de peso e câimbras abdominais, e é considerada
atualmente uma das causas mais comuns de gastroenterites no mundo, sendo que a maior
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parte desses eventos está associada ao consumo de água superficial não filtrada ou desinfetada
de forma inadequada.
Em condições ambientais favoráveis, sem a ocorrência de alterações bruscas na temperatura e
na umidade, os oocistos de Cryptosporidium e cistos de Giardia podem permanecer
infecciosos durante semanas ou até meses. Sua importância epidemiológica está relacionada
também com o fato de outros mamíferos, domésticos ou silvestres, serem seus reservatórios
potenciais, favorecendo a permanência desses protozoários no ambiente.
Ademais, a contaminação frequente dos corpos d’água por esgotos domésticos – no Brasil, o
censo do IBGE (2000), indica que somente 20% dos municípios coletam e tratam seus esgotos
antes de lançarem no corpo d’água –, é uma das principais preocupações quanto à
contaminação microbiológica nas águas destinadas ao consumo humano.
Embora os avanços nas pesquisas sejam significativos, ainda há ocorrência de casos e
registros de surtos associados ao Cryptosporidium e a Giardia em todo o mundo, o que
justifica a importância de mais estudos que caminhem na busca de soluções em saneamento e
saúde pública.
Os métodos normalmente utilizados para a detecção desses protozoários são onerosos e
demorados, fazendo-se necessário o estudo da utilização de organismos que possam servir de
parâmetro na previsibilidade da ocorrência e remoção de oocistos de Cryptosporidium e cistos
de Giardia.
Entre esses organismos estão a Escherichia coli, cuja ocorrência é amplamente difundida na
literatura como microrganismo mais adequado na indicação de poluição fecal em águas. Com
o objetivo de aumentar a confiabilidade dos resultados da qualidade da água, especialmente
para o monitoramento da poluição fecal, as análises para Enterococcus têm sido utilizadas. O
gênero Enterococcus abarca espécies notadamente de origem fecal, animal e humana, como
E. faecium e E. faecalis e podem ser parâmetros auxiliares à ocorrência de E. coli para o
monitoramento da poluição fecal nos mananciais de abastecimento.
Entretanto, apenas a análise de microrganismos patogênicos e indicadores não é suficiente
para proteção contra infecções, sendo necessárias outras medidas para a minimização do risco
microbiológico da água nos sistemas de abastecimento. A seleção e proteção das fontes de
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água são fundamentais e compõem o sistema de múltiplas barreiras, visando garantir a
segurança da água desde a fonte até o ponto de consumo, tendo sido demonstrado um risco
maior naqueles abastecimentos que utilizam fontes lóticas ao invés de captações em
mananciais lênticos.
Em mananciais de abastecimento lênticos, a ocorrência e comportamento dos microrganismos
podem diferenciar-se quando comparados com organismos que vivem em ambientes lóticos.
Diferenças nas condições de fluxo, tempo de detenção hidráulica, uso e ocupação do solo e
morfologia da represa, têm importantes relações com as atividades bioquímicas e
microbiológicas da represa, podendo favorecer ou não a qualidade da água bruta afluente à
estação de tratamento.
Portanto, essa pesquisa fundamentou-se na perspectiva de caracterizar a ocorrência de
oocistos de Cryptosporidium spp. e cistos de Giardia spp., e sua associação com os
indicadores Escherichia coli, Enterococcus spp. e turbidez na represa de Vargem das Flores.
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2 OBJETIVOS
2.1 Objetivo Geral
Caracterizar a ocorrência de oocistos de Cryptosporidium spp. e cistos de Giardia spp. em
amostras de água da represa de Vargem das Flores, Minas Gerais, e avaliar a possível
associação dos (oo)cistos com a presença de Escherichia coli, Enterococcus spp. e turbidez.
2.2 Objetivos Específicos
• Avaliar a adequação da localização da estação de coleta utilizada para a captação da água
na represa de Vargem das Flores em função dos resultados das concentrações de oocistos
de Cryptosporidium spp., cistos de Giardia spp., E. coli e Enterococcus spp.
• Verificar a existência de correlação entre a presença dos protozoários Cryptosporidium
spp. e Giardia spp., e dos indicadores biológicos E. coli e Enterococcus spp. e a turbidez.
• Categorizar as estações de monitoramento do manancial de Vargem das Flores de acordo
com as recomendações da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA), para
a média das concentrações de oocistos de Cryptosporidium spp.
• Avaliar comparativamente a qualidade da água das estações monitoradas de acordo com as
concentrações de (oo)cistos de Cryptosporidium spp. e Giardia spp., E. coli, Enterococcus
spp. e turbidez.
• Avaliar a condição de balneabilidade da água nas estações monitoradas de acordo com a
Conama 274/2000.
• Avaliar preliminarmente as concentrações de (oo)cistos de Cryptosporidium spp. e de
Giardia spp. nos córregos tributários.
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3 REVISÃO DA LITERATURA
3.1 Caracterização do protozoário Cryptosporidium spp.
O protozoário Cryptosporidium é pertencente ao Filo Apicomplexa, à Classe Sporozoasida e
está classificado dentro da Família Cryptosporidiidae. Os Apicomplexa são caracterizados
pela presença de organelas complexas e especiais nos ápices – extremidades de suas células –
por isso o nome do filo (CAREY et al., 2004; TORTORA et al., 2007).
O gênero Cryptosporidium foi descoberto em 1907, por Tyzzer, para designar um pequeno
coccídio, encontrado nas glândulas gástricas de um camundongo, que recebeu o nome
específico de C. muris. Posteriormente, em 1911, o mesmo autor encontrou outra espécie, no
intestino delgado de outro camundongo, e o denominou de C. parvum (NEVES, 2005).
O reconhecimento do Cryptosporidium como patógeno ocorreu somente em 1955 por Slavin,
após associar um surto de diarréia em um rebanho de perus ocasionado por C. meleagridis
(HUBER et al., 2007). Com o aumento da Síndrome da Imunodeficiência Adquirida (AIDS)
nos anos subsequentes, a criptosporidiose foi sendo considerada como a responsável pela
diarréia em indivíduos imunodeficientes. Somente em 1987 o Cryptosporidium foi
reconhecido como agente causador de doença de transmissão hídrica em pacientes soro
positivo, e atualmente também passou a ser reconhecido como um patógeno comum em
indivíduos imunocompetentes (WHO, 2006).
O Cryptosporidium não é somente um patógeno humano, mas também um patógeno
zoonótico, e causa infecções em animais domésticos e selvagens, favorecendo a contaminação
de vários ambientes aquáticos, inclusive mananciais utilizados para abastecimento de água
(SIMMONS & SOBSEY, 2000).
O parasita apresenta diferentes formas estruturais. Nas fezes e no meio ambiente encontra-se
o oocisto, que é uma estrutura reprodutiva, infecciosa e de resistência. Nos tecidos encontram-
se as formas endógenas, os esporozoítos, em número de quatro dentro dos oocistos que são
liberados do encistamento logo após a interação com ácidos estomacais e sais biliares do
hospedeiro. O ciclo de vida deste protozoário é complexo e possui uma fase assexuada e outra
de multiplicação sexuada (CAREY et al., 2004; NEVES, 2005; TORTORA et al., 2007).
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Assim como muitos dos patógenos entéricos, o Cryptosporidium é um parasita transmitido
pela rota oral-fecal através do contato direto com as fezes de humanos ou animais infectados;
ou pela ingestão de alimentos e água contaminados com os oocistos; e ainda via inalação
(CACCIO et al., 2005). Além disso, práticas sexuais que implicam contato oral-anal geram
alto risco de exposição ao Cryptosporidium (WHO, 2006). A doença é uma grastroenterite e
apresenta como um dos principais sinais clínicos uma diarréia com duração de 10 a 14 dias.
Em indivíduos imunossuprimidos e imunodeficientes, incluindo pacientes com AIDS, a
diarréia se torna progressivamente mais forte e é potencialmente letal (TORTORA et al.,
2007).
Em sua maioria, os eventos perigosos atribuídos a esse protozoário também são idênticos
àqueles ocasionados por outros patógenos entéricos, tais como a Giardia, as bactérias
entéricas, como, por exemplo, Campylobacter, e os vírus como o Norovirus, ou vírus da
Hepatite A e E, uma vez que todos esses patógenos resultam de contaminação fecal. Por outro
lado, o Cryptosporidium tem características que podem resultar em um risco relativamente
alto de doenças, em caso de um evento perigoso (WHO, 2006). Dentre essas características
pode-se destacar:
• O grande número de oocistos eliminados por hospedeiro infectado (aproximadamente 1010
oocistos são liberados durante a fase sintomática da doença);
• A baixa especificidade do hospedeiro, que aumenta o potencial para a propagação
ambiental e contaminação. Há relatos de infecções por C. parvum em uma variedade de
mamíferos, animais domésticos e selvagens;
• A sobrevivência dos oocistos é aumentada em ambientes frios e úmidos. Eles podem
permanecer infecciosos durante mais de seis meses na água;
• A resistência ambiental dos oocistos permite que eles sobrevivam a alguns processos de
tratamento de água. Os surtos de transmissão hídrica indicam que os oocistos podem
sobreviver à desinfecção, devido à composição da sua parede;
• O pequeno tamanho dos oocistos (3,0-8,5 µm) favorece sua passagem através dos filtros de
areia das estações de tratamento de água;
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• O estabelecimento da infecção depende geralmente da ingestão de poucos oocistos – já
foram registradas infecções em humanos com a ingestão de apenas nove. Em cordeiros
esse número é ainda menor, sendo cinco oocistos suficientes para causar infecção;
• A excreção de oocistos nas fezes facilita sua difusão na água, tanto através dos esgotos,
quanto pelas aves, como por exemplo, as gaivotas, que podem transportar oocistos
infecciosos (KARANIS et al., 2007).
Temperaturas extremas afetam a infecciosidade dos oocistos. Como a parede dos oocistos é
duplamente constituída de numerosas proteínas e rica em ligações bissulfeto, daí sua elevada
resistência ambiental, a desnaturação das mesmas em altas temperaturas pode romper a
integridade da parede e expor os esporozoítos a condições prejudiciais à sua sobrevivência
(CAREY et al., 2004).
Pouco se sabe sobre os fatores bióticos e abióticos que contribuem para inativação dos
oocistos no ambiente. Um estudo conduzido por King et al. (2008) em diversos tipos de água
na Austrália, mostrou que a radiação UV pode afetar a infecciosidade dos oocistos de
Cryptosporidium parvum, principalmente quando esta radiação é incidente em grande parte
do ano, como é o caso de países tropicais. Connelly et al. (2007), apud King et al. (2008),
usando uma técnica de infecciosidade em cultura de células, relatou que a radiação solar UV
inativou completamente oocistos de C. parvum em um período de 10 horas de exposição. As
principais formas de inativação para controle dos oocistos de Cryptosporidium são formol
(10%), dióxido de cloro, ozônio e radiação ultravioleta.
Grande parte da literatura atribui a criptosporidiose humana somente a duas espécies de
Cryptosporidium; o C. parvum e C. hominis. Contudo, o trabalho de Xiao et al. (2001) relata
que nem toda criptosporidiose humana é causada por essas duas espécies. Nesse mesmo
estudo, dos 85 episódios de criptosporidiose, 67, que correspondem a 79% dos casos, foram
atribuídos ao C. parvum genótipo humano. Por outro lado, 18 episódios foram associados a
espécies de Cryptosporidium que são classificadas como zoonóticas: oito eram C. parvum
genótipo bovino, sete eram C. meleagridis, dois eram C. parvum genótipo canino e um era C.
felis. Essa pesquisa foi realizada com crianças HIV negativas e que não apresentavam quadro
de subnutrição, demonstrando o risco potencial atribuído às outras espécies desse protozoário,
tanto em indivíduos imunocompetentes como em pacientes imunossuprimidos e
imunodeficientes.
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O gênero Cryptosporidium é reconhecido em 20 espécies, dessas pelo menos sete já foram
isoladas de infecções humanas – Tabela 3.1.
Tabela 3.1: Espécies de Cryptosporidium reconhecidas.
Espécies Hospedeiro Isolados de infecções humanas
Comprometimento em surtos de transmissão hídrica
C. hominis Humanos Frequentemente Sim C. parvum Ruminantes,
humanos Frequentemente Sim
C. meleagridis Perus, humanos Ocasionalmente Não C. muris Roedores,
humanos Muito ocasionalmente Não
C. andersoni Bovinos e camelos
Não Não
C. felis Gatos, humanos Muito ocasionalmente Não C. canis Cães, humanos Muito ocasionalmente Não C. wrairi Porquinho-da-
Índia Não Não
C. baileyi Aves Um relato Não C. galli Galinhas Não Não C. serpentis Répteis Não Não C. saurophilum Répteis Não Não C. molnari Peixes Não Não C. suis Suínos, humanos Muito ocasionalmente Não há registros C. bovis Bovinos Não há registros Não há registros C. scophithalmi Peixes Não há registros Não há registros C. fragile Anfíbios N.I. N.I. C. fayeri Canguru
vermelho N.I. N.I.
C. macropodum Canguru cinza N.I. N.I. C. varanii Lagarto varano N.I. N.I.
N.I. = Não Informado pela fonte Fonte: Adaptado de (SUNNOTEL et al., 2006 apud FRANCO, 2007; WHO, 2006; XIAO & FAYER, 2008).
A escassez de dados sobre a real ocorrência de Cryptosporidium em mananciais utilizados
para abastecimento é um dos problemas para controlar a infecção, principalmente em países
em desenvolvimento, levando a uma subestimação de casos de criptosporidiose e, muitas
vezes, a associação de surtos seguidos de óbitos com outros patógenos (LIMA &
STAMFORD, 2003).
Em vista disso, é de extrema importância proteger e selecionar as fontes de abastecimento de
água e disponibilizar sistemas de tratamento adequados e eficientes na remoção dos oocistos.
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3.2 Caracterização do protozoário Giardia spp.
A Giardia foi descrita em 1681 por A. van Leeuwenhoek (THOMPSON, 2000; TORTORA et
al., 2007). É caracterizada como um protozoário flagelado, que habita o trato intestinal de
várias espécies de vertebrados, pertencente ao Reino Archezoa, ao Filo Metamonade, à Classe
Zoomastigophorea e à Ordem Diplomonadida. A Giardia duodenalis, sinonímias G. lamblia e
G. intestinalis, é a única espécie reconhecidamente encontrada em humanos e outros
mamíferos. É um protozoário cosmopolita e o mais comum parasita intestinal de humanos em
países desenvolvidos. Produz uma forma de cisto resistente no ambiente, que é encontrado nas
fezes e transmitido diretamente ou através da ingestão da água e alimentos contaminados. A
água é cada vez mais reconhecida como um importante veículo para transmissão da giardiose
(THOMPSON, 2000; TORTORA et al., 2007; LIM et al., 2008).
Assim como o ocorre com o Cryptosporidium, existem diversos fatores que favorecem a
permanência da Giardia no ambiente, como por exemplo, o grande número de cistos
eliminados por hospedeiro infectado – acima de 1,44 x 109 cistos podem ser liberados por dia
durante o período de infecção. A natureza resistente dos cistos aumenta sua sobrevivência por
longos períodos de tempo em ambientes favoráveis, frios e úmidos, podendo resistir entre um
a dois meses suspensos na água. Os surtos de transmissão hídrica indicam que os cistos
podem sobreviver a alguns processos de tratamento de água, contudo são sensíveis a alguns
desinfetantes normalmente utilizados no tratamento. Além disso, o pequeno tamanho dos
cistos, 10-12 x 7-8 µm (comprimento x largura), favorece sua passagem através dos filtros de
areia (KARANIS et al., 2007).
Outro fator, como a baixa especificidade do hospedeiro, aumenta o potencial para propagação
ambiental e contaminação. A G. duodenalis infecta uma variedade de hospedeiros, inclusive,
seres humanos, gado bovino, animais domésticos e selvagens. Para o estabelecimento da
doença é necessária a ingestão de poucos cistos, sendo que a dose média para causar infecção
em seres humanos é de 25 a 100 cistos. A excreção de cistos nas fezes facilita sua propagação
na água pelas aves, que podem transportar os cistos infecciosos. No entanto, os esgotos
domésticos continuam sendo a principal fonte de contaminação (KARANIS et al., 2007).
De acordo com (Caccio et al., 2005; Xiao & Fayer, 2008) a Giardia é reconhecida em seis
espécies – Tabela 3.2 –, sendo que a G. duodenalis possui grupos geneticamente distintos
(Giardia duodenalis A, B, C, D, E, F e G).
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Tabela 3.2: Espécies de Giardia, seus respectivos grupos e hospedeiros.
Espécie Grupos Principais hospedeiros G. duodenalis A Humanos, primatas, cães, gatos, roedores, gado
bovino e mamíferos selvagens G. duodenalis B Humanos, primatas, cães, cavalos e gado
bovino G. duodenalis C Cães G. duodenalis D Cães G. duodenalis E Gado bovino e outros animais da Ordem dos
Artiodátilos G. duodenalis F Gatos G. duodenalis G Roedores G. agilis a, G. muris b,G. microti c, G. psittaci d, G. ardeae e
Anfíbiosa, roedoresb, *almiscareiros e ratos silvestres c, pássaros d,e
Legenda: a,b,c,d,e Espécies e respectivos hospedeiros. * O almiscareiro é um mamífero asiático da família dos ruminantes que secreta almíscar. Fonte: (Adaptado de CACCIO et al., 2005; LIM et al., 2008; XIAO & FAYER, 2008 ).
A exata contribuição da variabilidade genética na sintomatologia é ainda pouco conhecida e
tema de debates, onde o grupo “A” apresentaria desde diarréia intermitente a leve e o grupo
“B” desde diarréia persistente ou aguda a severa. Em relação aos demais grupos “C, E, F e
G”, todos são classificados como genótipos zoonóticos de Giardia – Tabela 3.2 (CACCIO et
al., 2005).
É provável que as pessoas infectadas, porém assintomáticas, contribuam mais na transmissão
do agente do que os indivíduos sintomáticos, i.e., aqueles que apresentam um quadro diarréico
– a saber, cerca de 7% da população dos Estados Unidos são portadores assintomáticos
(THOMPSON, 2000; TORTORA et al., 2007). Na Ásia, África e América Latina, cerca de
200 milhões de pessoas têm giardiose sintomática, com cerca de 500.000 novos casos
relatados a cada ano (THOMPSON, 2000).
Além dos sintomas comuns da giardiose – diarréia, câimbras estomacais, náusea, flatulência,
fraqueza, perda de peso e cólica abdominais –, a doença está associada a uma série de outras
alterações, como manifestações alérgicas e má absorção de nutrientes, água, eletrólitos e
glicose, podendo desenvolver um quadro crônico ou agudo que varia de acordo com a
imunidade do hospedeiro (CACCIO et al., 2005). Além disso, o odor distinto de sulfeto de
hidrogênio frequentemente pode ser detectado no hálito ou nas fezes do indivíduo infectado
(TORTORA et al., 2007).
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Há unanimidade em relação aos fatores que predispõem à alta prevalência da doença, sendo
eles: (a) as condições sanitárias precárias; (b) o baixo nível sócio-econômico; (c) a ausência
de água tratada; e (d) a ausência de coleta e tratamento de esgotos. Ao que tudo indica as
pessoas que vivem em zonas rurais têm maior probabilidade de contrair giardiose do que
aquelas que vivem em zonas urbanas (LIM et al., 2008). Crianças em idade escolar também
são alvo fácil da parasitose devido à falta de hábitos higiênicos e à baixa imunidade – este
último fator se estendendo aos pacientes HIV positivos, recém transplantados e idosos.
3.3 Ocorrência e prevalência de Cryptosporidium spp. e Giardia spp. no Brasil e no mundo
A presente seção foi redigida, em grande parte, baseada no trabalho de Karanis et al. (2007),
que fizeram uma revisão de todos os surtos de transmissão hídrica causados por protozoários
patogênicos fundamentados em dados da literatura coletados de uma variedade de fontes
como MEDILINE, dados eletrônicos da Eurosurveillance, Communicable Disease Report
(CDR), Morbidity and Mortality Weekly Report (MMWR), Canada Comunicable Disease
Report (CCDR) e ainda artigos publicados.
Os autrores concluíram que, dos surtos relatados, 93% ocorreram na América do Norte e
Europa enquanto que o Japão, Austrália, Nova Zelândia e outros países responderam por 1, 2
e 4% respectivamente dos casos de infecção (KARANIS et al., 2007). É importante ressaltar
que o não monitoramento em alguns países, como por exemplo, o Brasil, é a principal causa
da ausência de surtos registrados.
Pelo menos 325 surtos de transmissão hídrica documentados em todo o mundo são atribuídos
a protozoários patogênicos – Cryptosporidium parvum, Giardia duodenalis, Entamoeba
histolytica, Cyclospora cayetanensis, Toxoplasma gondii, Isospora belli, Blastocystis
hominis, Balantidium coli, Acanthamoeba e Naegleria fowleri (KARANIS et al., 2007).
Dentre os agentes causadores, a Giardia duodenalis foi responsável por 132 surtos, e em
seguida está o Cryptosporidium parvum como causador de 165 dos casos registrados. Juntos,
o Cryptosporidium e a Giardia contabilizaram a maioria dos eventos epidêmicos (KARANIS
et al., 2007).
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Desses surtos, 104, foram associados a sistemas de água contaminados com Giardia lamblia,
enquanto que 77 deles foram causados pelo Cryptosporidium parvum ou Cryptosporidium sp.
que atravessaram os filtros dos sitemas de tratamento de água.
O primeiro surto de criptosporidiose registrado ocorreu no ano de 1983, na cidade de
Cobham, Reino Unido, com aproximadamente 16 casos de infecção ocasionados pela
contaminação da água da fonte por oocistos de Cryptosporidium spp. (GALBRAITH et al.,
1987 apud KARANIS et al., 2007). Posteriormente, em 1984, mais um surto foi
documentado, desta vez em San Antonio, no estado do Texas, EUA. A estimativa média de
casos foi de 2.000 pessoas contaminadas após o consumo de água de um poço, com a suspeita
de intrusão de esgotos (SOLO-GABRIELE & NEUMEISTER, 1996 apud KARANIS et al.,
2007). Em todos os anos subsequentes, de 1985 a 2002, ocorreram surtos de criptosporidiose
em vários países, sendo que a partir do ano de 1989 foram registrados mais de um surto no
mesmo ano. As causas são a contaminação das águas por intrusão de esgotos, o reúso de
águas de retrolavagem dos filtros, deficiências no sistema de tratamento e falhas na
distribuição de água, tendo ocorrido casos em que a fonte de contaminação é simplesmente
desconhecida (KARANIS et al., 2007). O uso recreacional de água também tem sido
apontado como causa de diversos surtos de transmissão hídrica ocasionados por
Cryptosporidium spp. (FAYER et al., 2000).
Em 1987, na cidade de Carrollton, Geórgia, EUA, ocorreu o segundo maior surto de
criptosporidiose, com aproximadamente 13.000 pessoas acometidas. Foi o primeiro surto
registrado de criptosporidiose associado a um sistema de água com filtração. Além da intrusão
de dejetos de bovinos, também ocorreram falhas no sistema de tratamento, mais
especificamente, nas etapas de coagulação, floculação e filtração (HAYES et al., 1989;
SOLO-GABRIELE & NEUMEISTER, 1996 apud KARANIS et al., 2007).
Posteriormente, em 1988 ocorreu um surto em Ayshire, no Reino Unido. Desta vez a causa
foi a infiltração de dejetos de bovinos utilizados como fertilizantes no reservatório de água de
abastecimento; este surto resultou em um alto número de internações – 44,4% (SMITH &
ROSE, 1998; BARER & WRIGHT, 1990 apud KARANIS et al., 2007).
Dentre os surtos relatados, o de maior impacto ocorreu na cidade de Milwaukee, EUA, no ano
1993, onde o Cryptosporidium foi o principal responsável por um surto veiculado pela água
nessa cidade, com aproximadamente 403.000 casos de gastroenterites, 4.400 hospitalizações e
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mais de 100 óbitos. A ocorrência desse surto se deu devido à passagem dos oocistos pelos
filtros e consequente distribuição da água inadequadamente tratada à população
(MACKENZIE et al., 1994; SMITH & ROSE, 1998). Posteriormente, foram detectadas seis
espécies de Cryptosporidium no esgoto de Milwaukee, o que indica que a transmissão
continuou estável, mesmo na ausência de novos surtos.
Outro surto significativo, com duração entre dezembro de 1993 a maio de 1994, ocorreu em
Las Vegas, Nevada, EUA, em uma moderna estação de tratamento, no qual aproximadamente
103 pessoas foram acometidas. Este surto foi reconhecido primeiramente a partir do
diagnóstico da infecção entre pessoas portadoras de HIV. A estação já praticava o
monitoramento visando os protozoários Cryptosporidium e Giardia por ocasião do surto e
nenhuma falha operacional pôde ser comprovada. Após 18 meses de monitoramento, uma
única amostra positiva para Cryptosporidium foi detectada entre aquelas coletadas e referentes
às águas de retrolavagem dos filtros. No total, 41 pessoas morreram, e destas, pelo menos 20
tiveram a criptosporidiose como causa da morte (SOLO-GABRIELE & NEUMEISTER 1996;
ROEFER et al., 1996 apud KARANIS et al., 2007).
Por ser a Giardia um protozoário descoberto há mais de 300 anos, Thompson (2000), os
surtos relacionados a esse parasita já vêm sendo descritos há mais tempo. O primeiro surto de
veiculação hídrica, tendo a Giardia como agente etiológico, ocorreu entre os meses de
outubro de 1954 a março de 1955 em Portland, Oregon, EUA, com um número expressivo de
casos: cerca de 50.000 pessoas foram contaminadas após o consumo de água advinda de uma
fonte superficial, que recebia como tratamento apenas a cloração (VEAZIE 1969; MEYER
1973 apud KARANIS et al., 2007).
Desde então, diversos surtos de giardiose foram registrados em vários países, e a maioria
ocorreu nos Estados Unidos. Em novembro de 1974, os moradores de Nova Iorque, EUA,
foram surpreendidos por um surto que teve duração de sete meses e fez 500 vítimas. Ao todo,
em Nova Iorque, já ocorreram oito surtos de giardiose. O Colorado foi o estado com a maior
ocorrência de surtos epidêmicos ocasionados pela Giardia nos Estados Unidos, com 24
registros, ao que, somando todos esses surtos, o número de infectados foi de cerca de 6.170
pessoas. O surto que acometeu o maior número de pessoas neste estado se deu no ano de
1978, com 5.000 casos de giardiose, causado pela contaminação da água da fonte devido à
obstrução de um cano de esgoto e consequente vazamento e contaminação da água. Ainda nos
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EUA, o estado da Pensilvânia foi cenário de seis surtos, seguido por Nevada com cinco
surtos, Montana, Oregon e New Hamsphire com quatro, Washington, California, Vermont,
Utah e Florida com três surtos cada um. Em Idaho, Tennessee e no Alaska ocorreram dois
surtos e nos estados do Arizona, Massachusetts, Edinburg, Dakota do sul, Minessota e Novo
México, pelo menos um surto já foi registrado (KARANIS et al., 2007).
O Canadá teve 14 surtos documentados, sendo sete no estado da Columbia, dois em Alberta,
Newfoudland e Nova Brunwick e um em Ontario. Entre os meses de fevereiro a abril de 1994,
Ontario sofreu um surto ocasionado pela contaminação da água com altas concentrações de
cistos de Giardia, oriundas do vazamento de sistemas de esgotamento sanitário e pluvial. Esse
surto atingiu cerca de 300 pessoas. Mais cinco surtos foram registrados no Canadá, contudo
os dados sobre o ano de ocorrência e o número estimado de casos não foram disponibilizados
(KARANIS et al., 2007).
Na Europa, os surtos ocorreram em menor número, mas não foram menos importantes em
termos de saúde pública. No Reino Unido, a giardiose acometeu 108 pessoas nos estados de
Bristol, 31 em Edinburgh e nove em West Midlands, e isto com a ocorrência de apenas um
surto em cada um desses estados (KARANIS et al., 2007). Na Suécia foram registrados dois
surtos, sendo um em Mjövick e outro em Sälen. A Alemanha teve um surto documentado em
Rheinland-Pfalz e um em Rengsdorf (KARANIS et al., 2007).
Em 2001, na Nova Zelândia, 14 pessoas foram infectadas após consumirem água contaminada
(KARANIS et al., 2007).
No Japão, Hashimoto et al. (2001) avaliaram a presença de (oo)cistos de Cryptosporidium e
de Giardia em um sistema de abastecimento de água que operava com ciclo completo. Os
resultados mostraram que os oocistos de Cryptosporidium foram detectados em nove das 26
amostras analisadas, o que equivale a uma porcentagem de 35%. Os cistos de Giardia foram
detectados em três, i. é, 12% das 26 amostras.
Lee et al. (2007) examinaram a ocorrência de oocistos de Cryptosporidium e cistos de
Giardia em um rio na Coréia. Esse estudo revelou sérias contaminações no rio Nakdong,
tendo sido encontrados (oo)cistos em todos os lugares amostrados. Em geral, o número de
cistos de Giardia foi maior do que o dos oocistos de Cryptosporidium, no entanto as
diferenças foram tão mínimas que não puderam ser confirmadas estatisticamente. A principal
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fonte de contribuição dos protozoários foram os resíduos de gado, superando os efluentes
industriais e domésticos que também eram lançados no rio.
Mesmo em países onde não há registros de surtos ocasionados por Cryptosporidium e
Giardia, como por exemplo, a Finlândia, a presença desses protozoários em águas superficiais
já foi comprovada, denotando perigo à saúde pública (HÖRMAN et al., 2004).
No Brasil, os dados disponíveis sobre a presença de Cryptosporidium e Giardia nos
mananciais provêm, em sua maioria, de pesquisas acadêmicas, sendo que grande parte dos
registros de infecções ocasionadas por esses protozoários patogênicos é obtida a partir de
amostras clínicas de fezes humanas em eventos diarréicos (FRANCO, 2007; CARDOSO et
al., 2002).
Hachich et al. (2000) monitoraram durante o ano de 1999 os protozoários Cryptosporidium e
Giardia em 28 mananciais da Rede de Monitoramento do estado de São Paulo, com objetivo
de avaliar a ocorrência e distribuição desses parasitas nas águas superficiais destinadas ao
consumo humano. Foram analisadas 162 amostras, sendo que dessas, 31,5% foram positivas
para Giardia e 5% para Cryptosporidium. Os mananciais com as maiores concentrações de
Cryptosporidium e Giardia foram: o rio Atibaia (máx. 521 cistos/L-1), rio Cotia no canal da
captação da estação de tratamento de água (máx. 215 cistos/L-1) e ribeirão dos Cristais (máx.
176 cistos/L-1).
Também no rio Atibaia, SP, Franco et al. (2001) detectaram a presença de oocistos de
Cryptosporidium e cistos de Giardia em todas as amostras coletadas. Gamba et al. (2000)
comprovaram a presença de oocistos de Cryptosporidium em poços localizados na cidade de
Itaquacetuba, SP.
Ainda no estado de São Paulo, no município de Araras, Ré (1999) desenvolveu um estudo
visando observar a presença de Cryptosporidium sp. e Giardia lamblia em águas de
abastecimento público e poços rasos. Os resultados apontaram para presença de Giardia
lamblia em 16,6% das amostras da rede pública, porém os testes foram negativos para
Cryptosporidium sp. Nas amostras de águas de poços não foi detectada a presença de nenhum
dos dois protozoários, embora cinco das sete amostras analisadas não atendessem aos padrões
de potabilidade exigidas para consumo humano.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 16
Em uma pesquisa realizada em dois mananciais de abastecimento de água na cidade de
Viçosa, MG, verificou-se que as concentrações médias de Giardia e de Cryptosporidium
foram da ordem de 4 a 7 cistos/L e 6 a 20 oocistos/L, respectivamente. Em eventos de pico,
foram encontradas concentrações tão altas quanto 510 oocistos de Cryptosporidium/L e 140
cistos de Giardia/L (HELLER et al., 2004).
Em um estudo de ocorrência e remoção de (oo)cistos de Cryptosporidium e Giardia na área
de captação no Rio das Velhas, Nova Lima, MG, verificou-se a ocorrência de 96% para
oocistos de Cryptosporidium e 100% para cistos de Giardia (MACHADO & CERQUEIRA,
2003).
Leal (2005), ao avaliar o risco microbiológico para oocistos de Cryptosporidium spp. e cistos
de Giardia sp. a partir do estudo dos padrões de ocorrência em dois mananciais superficiais
na cidade de Divinópolis, MG, (subsistema Itapecerica e subsistema Pará), verificou que o rio
Itapecerica apresentou concentrações de 1 a 3 oocistos de Cryptosporidium/10 L, e de 2 a 250
cistos de Giardia/10 L, em percentuais de 50% e 100% de ocorrência, respectivamente.
Contudo, não foi detectada a ocorrência de Cryptosporidium no rio Pará, mas somente de
cistos de Giardia, onde as concentrações variaram entre 1 a 23 cistos/10 L com 30% de
ocorrência.
Na cidade de Montes Claros, MG, após um levantamento da ocorrência de Giardia lamblia
em uma amostra da população, Ladeia (2004) constatou que a proporção média desse
protozoário nas fezes foi de 3,62%, com 125 exames positivos num total de 3.450 exames de
fezes realizados em um período de quatro meses em 2003.
As limitações dos testes diagnósticos de amostras ambientais para Giardia e Cryptosporidium
(Bevilacqua et al., 2002), aliada aos escassos registros de casos de criptosporidiose e
giardiose no Brasil, fazem com que haja uma subestimação de casos dessas protozooses,
dificultando ainda mais sua erradicação (Cardoso et al., 2002), inclusive em países em
desenvolvimento, fazendo desses protozoários um motivo de grande preocupação às
autoridades de saúde pública.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 17
3.4 Dificuldades analíticas para detecção de Cryptosporidium e Giardia em amostras ambientais
De acordo com Mccuin & Clancy (2002), antes de 1998 o método recomendado pela Agência
de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA) para as análises de protozoários em águas
era o ICR (Information Collection Rule). Contudo, muitas dificuldades com o ICR eram
documentadas, inclusive a baixa taxa de recuperação, a alta taxa de falsos positivos e falsos
negativos, além da pouca precisão do método de Imunofluorescência em Cápsula de Fibra e
Eluição.
Devido ao aumento na ocorrência de surtos, atribuídos aos protozoários Cryptosporidium e
Giardia, em 1997 a EPA desenvolveu um novo método para análise de protozoários em
águas, o método 1622, e posteriormente, o método 1623 para detecção de Cryptosporidium e
Giardia por Filtração, Eluição, Concentração, Separação Imunomagnética (IMS) e
Imunofluorescência. O processo de Separação Imunomagnética (IMS) consiste na separação
dos oocistos da matéria orgânica contida na água, através de uma barra magnética, resultando
assim em uma maior purificação da amostra analisada. Esse método se mostrou
expressivamente melhor, permitindo uma maior acurácia na Concentração, Identificação e
Quantificação dos (oo)cistos de protozoários (McCUIN & CLANCY, 2002).
No entanto, mesmo após essas mudanças a metodologia 1623 da EPA ainda tem sido
questionada por alguns autores, por ser cara, demorada e despender mão-de-obra
especializada. Sua detecção é influenciada pelo número de (oo)cistos presentes na amostra,
pela diferença entre analistas e pela sensibilidade da técnica do método de concentração dos
(oo)cistos na amostra, cujo aperfeiçoamento é fundamental para a precisão da análise e
pesquisa do parasita (LIMA & STAMFORD, 2003; FRANCO, 2007; EMELKO et al., 2008).
DiGiorgio et al. (2002), fizeram uma avaliação da recuperação de Cryptosporidium e Giardia
em águas naturais usando o método 1623 da USEPA. Ao final do estudo, os autores
perceberam que, em águas com elevada turbidez, a recuperação dos organismos era mais
baixa do que naquelas águas sem turbidez, e não havia diferenças significativas para os
diferentes filtros testados no estudo. Para ambos os organismos, a recuperação variou
significativamente de acordo com o local de amostragem, sendo que a taxa de recuperação de
Cryptosporidium oscilou de 36 a 75% e da Giardia variou de 0,5 a 53%.
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Além disso, a não identificação das espécies, assim como a incapacidade de determinação da
infecciosidade dos (oo)cistos são algumas limitações do método que difucultam o controle do
protozoário.
Logo, com o objetivo de suprir essas lacunas, as técnicas de biologia molecular (genotipagem,
PCR) também têm sido usadas para detecção de (oo)cistos de Cryptosporidium e de Giardia
por permitirem a identificação das espécies, alguns laboratórios têm implementado tais
técnicas como método de rotina. No caso de um eventual surto de transmissão hídrica, por
exemplo, a genotipagem da cepa do surto e da cepa encontrada no ambiente pode esclarecer
se a água foi a rota de transmissão responsável pelo surto. Por sua vez, a PCR – reação em
cadeia de polimerase – é altamente sensível e vem sendo utilizada juntamente com a
Purificação, Separação Imunomagnética (IMS) e Concentração, para distinguir espécies e
genótipos de Cryptosporidium. Embora a PCR não forneça informações acerca da
infecciosidade dos oocistos, essa técnica pode ser precedida por um método que indique a
infecciosidade através da excistação ou cultura de células, mas esses métodos não são
específicos para oocistos infecciosos e demasiadamente insensíveis para amostras ambientais
(WHO, 2006).
Como não existe ainda uma padronização da metodologia de pesquisa dos protozoários
Cryptosporidium e Giardia pelo Standard Methods for the Examination of Water and
Wastewater (APHA, 2005), a escolha do método é de responsabilidade do pesquisador
analista, que deve usar de experiência e bom senso levando em consideração as características
da amostra e os objetivos do estudo.
Muitos fatores na amostra ambiental tais como, a presença de sólidos suspensos e a idade dos
oocistos, podem ter efeito significativo na eficiência de recuperação. Os oocistos podem ser
perdidos nos passos de purificação e concentração subsequentes, uma vez que podem não ser
eluídos a partir do material filtrante ou não serem capturados pela IMS. Os sólidos suspensos
e cátions bivalentes influenciam na ligação dos anticorpos-IMS aos oocistos, além disso, o
envelhecimento dos oocistos e o tratamento oxidante podem retirar os antígenos,
determinantes dos anticorpos, da parede dos oocistos. A concentração real dos oocistos na
amostra de água é, geralmente, muito superior à concentração medida. Para estimar a
concentração real dos oocistos, as contagens precisam ser corrigidas pela eficiência de
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recuperação. Isto é um fator complicador, uma vez que a taxa de recuperação pode variar
entre as amostras (WHO, 2006).
Outros métodos, como o método da floculação com carbonato de cálcio têm sido bastante
adotados, por ser simples e econômico, pois utiliza equipamentos mais básicos e requer,
consideravelmente, menos trabalho e especialização do que outros métodos (VIEIRA et al.,
2004).
No entanto, alguns autores afirmam que, mesmo diante de tantas restrições, o método 1623 é
ainda uma técnica adequada para detecção de protozoários em amostras de água, sobretudo se
for utilizado juntamente com técnicas de biologia molecular, pois embora tenha uma taxa de
recuperação relativamente baixa, a faixa de variação é mais estável. Além de ser uma técnica
bastante difundida na literatura, o que possibilita comparação de dados e busca de melhorias
que minimizem as dificuldades atribuídas ao método. Ademais, foi incorporado ao método
1623 o sistema Filta-max da IDEXX, implementado pela primeira vez no Reino Unido, como
forma de melhorar a taxa de recuperação (McCUIN & CLANCY, 2002).
3.5 Regulamentações e diretrizes
3.5.1 Plano de Segurança da Água (PSA)
De acordo com a Portaria do Ministério da Saúde – MS 518/2004 –, água potável para
consumo humano é aquela cujos parâmetros microbiológicos, físicos, químicos e radioativos
atendam ao padrão de potabilidade e que não ofereça riscos à saúde (PORTARIA MS 518,
2004).
Avaliar e elaborar uma gestão de riscos, abordando todas as fases do sistema de
abastecimento, desde a origem da água bruta até a torneira do consumidor, é uma das formas
mais eficazes para garantir a segurança constante da água potável (WHO, 2004).
A OMS, através do primeiro volume da terceira edição das GQACH – Guias de Qualidade da
Água para Consumo Humano – (WHO, 2004), recomenda que as entidades gestoras de
sistemas de abastecimento público desenvolvam planos de segurança para garantir a qualidade
da água, incorporando metodologias de avaliação e gestão de riscos, bem como práticas de
boa operação dos sistemas. Privilegia-se, assim, uma abordagem de segurança preventiva em
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 20
detrimento da metodologia clássica de monitoramento, através de uma efetiva gestão e
operação dos mananciais, estações de tratamento e sistemas de distribuição.
Nos GQACH enfatiza-se que, no fornecimento, a segurança de água para consumo humano é
conseguida de uma forma mais efetiva se for adotado um processo de gestão de riscos, através
de um “Quadro de referência para o adequado abastecimento público de água para consumo
humano”, que contempla as cinco etapas fundamentais seguintes – Figura 3.1.
Figura 3.1 : Quadro de referência para o estabelecimento de segurança da qualidade da
água (WHO, 2004).
O principal objetivo do PSA é garantir a qualidade da água para consumo humano através da
utilização de boas práticas no sistema de abastecimento de água, tais como: minimização da
contaminação nas origens de água, redução ou remoção da contaminação durante o processo
de tratamento e a prevenção de pós-contaminação durante o armazenamento e a distribuição
da água. A seguir estão relacionados alguns aspectos essenciais a serem considerados no
controle da qualidade e da confiabilidade de um sistema de abastecimento de água (Vieira et
al., 2005).
1. Fonte: gestão da bacia hidrográfica e monitoramento da qualidade da água bruta;
2. Reservatórios de água bruta e tratamento: monitoramento operacional e
monitoramento da qualidade de água;
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 21
3. Reservatórios de água tratada: controle de níveis de armazenamento;
4. Redes de distribuição: monitoramento operacional e monitoramento da qualidade da
água.
Basicamente, o PSA está apoiado em três pilares: avaliação do sistema, controle e
monitoramento, gestão e comunição (BASTOS, 2007) – Figura 3.2.
Figura 3.2: Etapas para o desenvolvimento de um PSA (WHO, 2004).
Em síntese, essas atividades promovem a avaliação sistemática e detalhada de perigos, o
monitoramento operacional das barreiras ou medidas de controle, a promoção de um sistema
bem estruturado e organizado visando minimizar as chances de falhas, a produção de planos
de contigência para responder a falhas no sistema ou eventos de riscos imprevistos (BASTOS,
2007).
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 22
A identificação e aplicação das medidas de controle devem ser baseadas no principio das
múltiplas barreiras. A consistência desta abordagem baseia-se no fato de se considerar que a
falha de uma barreira será compensada pelo correto funcionamento de barreiras
remanescentes, minimizando a probabilidade de substâncias contaminantes poderem
atravessar todo o sistema e permanecerem em concentrações capazes de causar doenças aos
consumidores (WHO, 2006).
É importante destacar que a definição de medidas de controle deve se basear na priorização de
riscos associados a um perigo ou a um evento perigoso. Um risco é comumente definido
como sendo a probabilidade de ocorrência de um perigo causador de danos a uma
determinada população a ele exposta num determinado intervalo de tempo e considerando a
magnitude desse dano (VIEIRA et al., 2005).
Ademais, o Plano de Segurança da Água possui vantagens (Vieira et al., 2005), como
validação sistemática, minimização da possibilidade de acidentes, planos de contigência para
situaçãoes imprevistas, maior envolvimento do pessoal/comunidade, suporte para inspeção de
Autoridades Reguladoras e a utilização mais eficaz de recursos.
3.5.2 Instrumentos de Controle
Em países em desenvolvimento, como o Brasil, onde são enfrentadas dificuldades de
implementação de métodos, atribuídas principalmente ao elevado custo das análises para a
identificação de protozoários em águas, como dito na seção 3.4, a legislação vigente –
Portaria do Ministério da Saúde – MS 518/2004 –, apenas recomenda a pesquisa de alguns
microrganismos patogênicos como o Cryptosporidium, a Giardia e o enterovírus e associa a
eficiência de remoção desses microrganismos à obtenção de efluentes de filtração com valores
de turbidez inferiores a 0,5 uT, às boas práticas de tratamento de água e à proteção das fontes
(BRASIL, 2004).
Através dessa recomendação, a Portaria do Ministério da Saúde tem como objetivo assegurar
o bom desempenho das etapas de clarificação na remoção física de oocistos de
Cryptosporidium e cistos de Giardia. Já que a desinfecção, com os desinfetantes nas doses
normalmente utilizadas, é ineficiente na inativação dos (oo)cistos de Cryptosporidium e de
Giardia, espera-se, com essa recomendação, portanto, que ao se remover as partículas
suspensas, também sejam removidos aqueles protozoários (BRASIL, 2004).
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 23
Em países desenvolvidos, onde os recursos são mais abundantes e há menos dificuldades
relativas à implementação de métodos de detecção e identificação de protozoários em águas,
as legislações vigentes são mais específicas e determinam metas claras, além do uso de
programas de monitoramento, para atingir o objetivo de proteção à saúde pública.
Desde 1989, a legislação americana tem desenvolvido, a partir da Surface Water Treatment
Rule – SWTR –, propostas de controle da qualidade da água de consumo para os
microrganismos patogênicos. Com isso a regulamentação americana (USEPA, 2006) objetiva
atingir um risco aceitável de 10-4 infecções por pessoa por ano, i. é, uma infecção em 10.000
exposições em um ano. A concentração média equivalente ao risco aceitável na população
exposta por ano é de 0,003 oocistos de Cryptosporidium por 100 litros na água de consumo.
A Análise Quantitativa do Risco Microbiológico – AQRM – estima a probabilidade do risco
em uma água a partir da concentração de um microrganismo na água captada, do volume de
água consumida diariamente e pela dose resposta, característica de cada microrganismo
(PONTIUS, 2003 apud CERQUEIRA, 2008).
Em janeiro de 2005, foi finalizada nos Estados Unidos da América a edição mais recente da
Long Term 2 Enhanced Surface Water Treatment Rule – LT2ESWTR. Esta regulamentação
propõe níveis de remoção e/ou inativação mínimas necessárias para a redução da
concentração de oocistos observada na água da fonte de forma que não determine um risco
superior ao adotado como aceitável. Essa orientação é principalmente direcionada aos
sistemas abastecidos por fontes superficiais, inclusive por mananciais lóticos (USEPA, 2006).
A LT2ESWTR (USEPA, 2006) propõe proteger a saúde pública contra infecções ocasionadas
pelo Cryptosporidium e outros patógenos presentes na água de consumo. A EPA acredita que
a implementação desta regulamentação irá reduzir significantemente os níveis de
contaminações por Cryptosporidium nas águas de consumo, uma vez que ela complementa as
regulamentações de tratamento microbiológico existentes, alvo dos sistemas de abastecimento
com risco potencial alto para Cryptosporidium.
A LT2ESWTR estabeleceu créditos em log-remoção (Tabela 3.3) de Cryptosporidium para
cada etapa inserida ao longo do processo de abastecimento de água de consumo, desde a
escolha do tipo de manancial até as alternativas tecnológicas mais eficientes de remoção e de
inativação desses protozoários (CORNWELL et al., 2003). Além disso, norma propõe
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tratamento adicional para Cryptosporidium, através do estabelecimento de categorias para os
sistemas de abastecimento em função das concentrações médias de oocistos encontradas na
água da fonte. Cada categoria direciona o sistema a um nível mínimo de remoção provido por
uma técnica de tratamento e processos a serem adicionados em função da concentração média
de oocistos na água da fonte (USEPA, 2006).
Tabela 3.3: Concentração média de oocistos de Cryptosporidium na água bruta e o tratamento adicional requerido para obtenção dos créditos.
Concentração média de oocistos
Bins Tratamento adicional requerido conforme a LT2ESWTR
< 0,075 oocistos/L 1 Não é necessário nenhum tratamento adicional além do ciclo completo, filtração lenta e direta.
> 0,075 até < 1,0 oocisto/L
2 O sistema deve adicionar processo de tratamento que reduza, em pelo menos, 1 log a concentração de Cryptosporidium.
> 1,0 até < 3,0 oocisto/L
3 O sistema deve adicionar processo de tratamento para remover, pelo menos, 2 log, sendo 1 log a partir do uso de ozônio, ClO2, UV, membranas, filtros de cartucho ou filtração em margem.
≥3,0 oocisto/L 4 O sistema deve adicionar processo de tratamento para remover, pelo menos, 2,5 log, sendo 1 log a partir do uso de ozônio, ClO2, UV, membranas, filtros de cartucho ou filtração em margem.
Fonte: (Adaptado de USEPA, 2006).
Essa categorização “Bins” é baseada em resultados de monitoramento da água da fonte. Para
chegar a essa classificação, a USEPA (2006) determina que cada sistema (>10.000 habitantes)
determine a concentração de Cryptosporidium calculando a média de resultados de amostras
individuais de um ou mais anos de monitoramento.
Aos sistemas de abastecimento classificados em “Bins” de concentrações mais baixas não são
requereridos tratamentos adicionais, enquanto que os sistemas onde foram atribuídos “Bins”
de concentrações mais altas devem adicionar processos que reduzam as concentrações de
Cryptosporidium. A Tabela 3.4 apresenta essa classificação para as ETAs.
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Tabela 3.4: Classificação da USEPA (2006) - modificado. Para ETAs que: Com uma concentração de
Cryptosporidium... Classificação
Menor que 0,075 oocistos/L 1 0,075 oocistos/L ou mais, porém, menor que 1,0 oocisto/L
2
1,0 oocistos/L ou mais, porém, menor que 3,0 oocistos/L
3 Necessitam de monitoramento de Cryptosporidium
3,0 oocistos ou mais 4 Abastecem menos que 10.000 pessoas e não requerem monitoramento de Cryptosporidium1.
Não aplicável 1
Obs.: ETAs que abastecem menos que 10.000 pessoas não requerem monitoramento de Cryptosporidium se houver monitoramento de E. coli e demonstrarem que a concentração média de E. coli for menor ou igual a 10/100 L para lagos e reservatórios e 50/100 L para águas correntes.
Como já dito, no Brasil a Portaria vigente – MS 518/2004 –, apenas recomenda o
monitoramento de microrganismos patogênicos como Cryptosporidium, Giardia e
enterovírus, associando a eficiência dos sistemas de abastecimento e valores baixos de
turbidez no efluente filtrado. Este quadro denota a necessidade de mais pesquisas sobre a
ocorrência e remoção de protozoários patogênicos como o Cryptosporidium e a Giardia, não
apenas no Brasil, mas em todos os países emergentes, cujo perigo potencial à saúde
ocasionado por esses parasitas nas águas de abastecimento é negligenciado.
3.6 Indicadores microbiológicos e físico da qualidade de água
3.6.1 Indicadores microbiológicos
O número de patógenos que podem estar presentes em águas como resultado da contaminação
com fezes humanas ou animais é muito grande, não sendo possível analisar amostras de água
para cada espécie de patógeno. Um exemplo disso é a ocorrência de mais de 100 tipos de
vírus entéricos que têm sido isolados de fezes humanas e de esgotos (STEVENS et al., 2003).
Ademais, a quantificação de contaminantes microbiológicos pode ser mais difícil de
padronizar do que os contaminantes químicos, isto porque eles são quantificados por técnicas
de contagem muitas vezes susceptíveis a grandes perdas, variando assim a taxa de
recuperação (EMELKO et al., 2008).
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Torna-se, portanto, de extrema importância a seleção e o estabelecimento de um
microrganismo que sirva como indicador de ocorrência e de remoção e/ou inativação de
microrganismos patogênicos.
Um indicador ideal da ocorrência de microrganismos patogênicos deveria possuir os seguintes
atributos: (i) ocorrer na mesma proporção da poluição fecal; (ii) não estar presente em águas
não poluídas; (iii) sempre estar presente em águas poluídas; (iv) não se multiplicar no
ambiente aquático; (v) possuir métodos de detecção simples e rápidos; (vi) ser exclusivamente
de origem fecal; (vii) ser mais resistente aos efeitos adversos do ambiente do que os
patógenos; (viii) apresentarem-se em maior número no ambiente do que os patógenos; (ix)
não oferecer riscos aos analistas (CABELI, 1978 apud BASTOS, 2000; STANDRIDGE,
2008). Todavia não há um organismo que atenda simultaneamente todas essas condições
(BASTOS et al., 2000).
A grande maioria dos guias e padrões de qualidade de água internacionais inclui indicadores
bacteriológicos para avaliação da qualidade microbiológica da água. A Agência de Proteção
Ambiental dos Estados Unidos (EPA), e a União Européia (EU), incluem Escherichia coli
como um indicador microbiológico obrigatório (STEVENS et al., 2003).
A E. coli foi isolada pela primeira vez por Theodor Escherich no final do século XIX e
inicialmente fora denominada de Bacterium coli. São bastonetes gram negativos, anaeróbios
facultativos que medem de 0,5 a 2,5 µm e são capazes de hidrolisar a lactose a ácido e gás
dentro de 24 horas a 35 e 44,5°C. Pertencem ao subgrupo dos coliformes termotolerantes e é
um dos habitantes mais comuns do trato intestinal de humanos e outros animais de sangue
quente (STANDRIDGE, 2008).
Além disso, a E. coli possui outras características que fazem dessa bactéria um bom indicador
da qualidade microbiológica da água, pois é a única bactéria pertencente ao grupo dos
coliformes que está exclusivamente associada à contaminação fecal e possui métodos de
detecção simples e rápidos (STANDRIDGE, 2008). Baseados nessas características inerentes
da E. coli, pesquisadores canadenses concluíram que essa bactéria parece ser o melhor
indicador bacteriológico de contaminação fecal em águas (TALLON et al., 2005).
Em um estudo onde foram analisadas 139 amostras pertencentes a 22 corpos d’água distintos,
pesquisadores finlandeses avaliaram a adequação do uso de coliformes termotolerantes como
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indicadores fecais – E. coli, Clostridium perfringnes e bacteriófagos ácido nucléico F-
específicos (F-RNA) –, para servirem como substitutos na detecção de patógenos específicos
– Campylobacter spp., Giardia spp., Cryptosporidium spp. e norovírus. O estudo concluiu
que a presença de coliformes termotolerantes e E. coli têm significado valores preditivos para
a presença dos enteropatógenos estudados. A ausência de indicadores mostrou ser preditiva da
ausência dos patógenos (HÖRMAN et al., 2004). Entretanto, há autores que discordam em
relação ao uso de E. coli como indicadores substitutos de protozoários patogênicos, como o
Cryptosporidium (NIEMINSKI et al., 2008).
A OMS, em um dos seus guias, WHO (2006), apresenta uma tendência da ocorrência de
Cryptosporidium baseada nas concentrações de E. coli e características da bacia hidrográfica
– Tabela 3.5. A lógica é que, se não há dados disponíveis sobre a presença de
Cryptosporidium em uma bacia, a concentração média de oocistos pode ser estimada a partir
das informações sobre o nível de poluição fecal na bacia hidrográfica por E. coli e
Enterococcus. Entretanto, muitos estudos têm indicado que essas concentrações podem variar,
por exemplo, numa escala maior do que 10–100 durante os períodos de chuva (WHO, 2006).
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Tabela 3.5: Previsibilidade de ocorrência de oocistos de Cryptosporidium e de E. coli em função do impacto observado na bacia de abastecimento.
Condição da bacia Característica da bacia Concentração E. coli NMP 100 mL
Concentração de Cryptosporidium spp.
Muito protegida Sem assentamentos humanos e ativ. de agricultura e pecuária. Proteção ecológica; presença eventual de animais selvagens
Tipicamente menor que 1 E. coli por 100 mL
Oocistos podem, esporadicamente, estar presentes; concentração média estimada em 0,001 oocisto por litro
Protegida Assentamentos humanos dispersos e reduzida ativ. agrícola. Não é observado aporte de despejos humanos ou de pecuária. Animais selvagens presentes. Barragens c/ proteção
Varia entre 1 a 10 E. coli por 100 mL
Presença de oocistos é infrequente e a concentração média foi estimada em 0,01 oocisto por litro
Moderadamente poluída
Áreas c/ pequenos condomínios, vilas e agricultura não inten - siva. Não há lança - mentos de esgotos nos córregos
Varia entre 10 e 100 E. coli por 100 mL
Oocistos ocasionalmente presentes e sua concentração média 0,1 oocisto por litro
Poluída Ocorrência de peque- nas comunidades e agricultura de subsis- tência. Não há lança- mentos pontuais nos córregos. A captação não sofre influência direta dos principais lançamentos
A média das concentrações é obtida em contagens entre 100 e 1000 E. coli por 100 mL
Oocistos estão geralmente presentes e sua concentração média foi estimada em 1 oocisto por litro
Muito poluída Cidades pequenas e ou de médio porte ativ. pecuárias intensivas lançam seus despejos nos córregos; à montante da captação
A média das concentrações é obtida em contagens entre 1000 e 10000 E. coli por 100 mL
Oocistos estão geralmente presentes e sua concentração média foi estimada em 10 oocistos por litro
Severamente poluída Grandes cidades e/ou intensas ativ. pecuárias lançam despejos, s/ tratamento nos mananciais. O ponto de captação sofre influência direta desses despejos
As contagens são predominantemente superiores a 10.000 E. coli por 100 mL
Oocistos estão quase sempre presentes e sua concentração média foi estimada em ≥ 100 oocistos por litro
Fonte: (Adaptado de WHO, 2006; CERQUEIRA, 2008). Ativ.: atividade(s); * A relação dos (oo)cistos com a concentração de Enterococcus não foi disponibilizada no texto.
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Além da E.coli os Enterococcus também têm sido utilizados no monitoramento da poluição
fecal em águas destinadas ao consumo humano.
Os enterococos foram incluídos no grupo funcional das bactérias conhecidas como
“estreptococos fecais” e agora pertencem ao gênero Enterococcus, sendo as espécies
Enterococcus faecium e E. faecalis as de maior importância na indicação auxiliar de poluição
fecal. Os enterococos têm sido usados em análises de água bruta como indicador de
patogênicos fecais que têm sobrevivência maior do que E. coli (WHO, 2004). Além dessas,
outras espécies de gênero Enterococcus podem ser pesquisadas como habitantes do intestino
de animais, enquanto que algumas espécies do gênero Streptococcus são reconhecidas como
pertencentes à microbiota aquática.
Alguns países e entidades como Austrália, Canadá, e Organização Mundial de Saúde, após
revisarem suas normas de procedimentos elegeram a E. coli e/ou Enterococcus como
indicadores de contaminação fecal em águas potáveis, reduzindo ou até extinguindo o uso dos
coliformes totais (CT). A justificativa apresentada pela OMS para a mudança foi de que as
bactérias do grupo coliformes Totais não são indicadores aceitáveis da qualidade sanitária nas
estações de tratamento de água, principalmente em regiões tropicais, onde grande número
dessas bactérias não apresenta importância sanitária, além de ocorrerem em quase todos os
mananciais de água bruta (STANDRIDGE, 2008; STEVENS et al., 2003).
Entretanto, não existe um indicador ideal, i. é, nenhum que atenda a todas as condições, como
já dito, e há ainda a possibilidade das análises não detectarem baixas densidades dos
contaminantes. Assim, na ausência de um indicador ideal, deve-se trabalhar com o melhor
indicador, que seria aquele que apresentasse a melhor correlação com os riscos de saúde
associados com a contaminação de um determinado ambiente (BASTOS et al., 2000;
BASTOS, 2007).
3.6.2 Indicador físico
A turbidez é um parâmetro físico de considerável importância na avaliação da qualidade da
água, sendo causada pela presença de material particulado e coloidal em suspensão na água.
Em valores elevados (acima de 5,0 uT) é perceptível à visão humana, podendo causar rejeição
por parte da população. O material particulado pode proteger os microrganismos da
desinfecção, reduzindo a eficiência do processo, e ainda ser utilizado como indicativo de
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provável presença de microrganismo maiores, como a Giardia e o Cryptosporidium (WHO,
2004).
A justificativa da utilização da turbidez como um indicador da qualidade da água de consumo
baseia-se em dois fatores principais: (1) acredita-se que os cistos e oocistos de protozoários se
comportem como partículas inertes durante o tratamento; e (2) a ausência de turbidez no
efluente tratado significaria que a eficiência do processo tenha sido tão satisfatória, que todo
organismo patogênico presente no afluente teria sido removido. No entanto, em avaliações da
qualidade de águas tratadas já foram encontrados oocistos de Cryptosporidium e/ou cistos de
Giardia em valores de turbidez muito baixos, na faixa entre 0,00 e 0,01 uT (HASHIMOTO et
al., 2001).
Mesmo com a falta de correlação obtida entre a turbidez e presença de patógenos na água
tratada, valores baixos deste parâmetro são essenciais para um bom desempenho da
desinfecção, uma vez que essa barreira – desinfecção – mostrou-se, em situações de epidemia
e estudos experimentais, insuficiente para a inativação de oocistos de Cryptosporidium nas
dosagens e tempos de contatos usuais para desinfecção dos microrganismos patogênicos.
Portanto, com valores baixos de turbidez é possível evitar o fator escudo, que deve existir em
todo e qualquer tratamento de água para consumo humano, mesmo que esse seja o único
passo adotado (WHO, 1996; CERQUEIRA, 2008).
3.7 Aspectos limnológicos das represas – Generalidades
A necessidade de construção de represas surgiu da crescente urbanização com a finalidade
principal de suprir a demanda de água e energia elétrica. Esse crescimento urbano, em sua
maioria, desenfreado, fez com que surgissem cada vez mais ambientes lacustres artificiais.
Essas construções podem produzir diferentes alterações no ambiente como: mudanças
climáticas, doenças endêmicas, elevação do lençol freático, instabilidade de encostas, perda
de fertilidade do solo, inundações de jazidas, áreas agrícolas e reservas minerais, além de
alterações na biodiversidade local (VON SPERLING, 1999).
Em geral, represas são ambientes que se diferem de lagos, fundamentalmente, por dois
fatores: (a) recebem continuamente água de seus tributários, juntamente com sedimentos e
nutrientes de toda a bacia de drenagem; e (b) a água é aduzida permanentemente a jusante.
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Como durante o ano há flutuações da vazão da água dos tributários, as represas podem,
dependendo de seu volume, sofrer oscilação significativa em seu nível de superfície. Isso
implica que os reservatórios apresentam, sazonalmente, aumento e redução da quantidade de
água acumulada na bacia. Essa propriedade evidencia que represas apresentam tempos de
residência distintos nas diferentes épocas do ano (HENRY, 2004).
Segundo Von Sperling (1999), o tempo de residência em represas, além de variável, é também
considerado baixo. Isso ocorre graças às grandes vazões de água através dos equipamentos
existentes na represa como: vertedores, turbinas, torres de tomada e canais de desvio. Em
geral as bacias de drenagem das represas são de grande porte, de formato alongado e
apresentam pequena área de contribuição direta. Seus tributários são normalmente grandes
cursos de água, com seu fluxo dirigido ao longo do vale original.
Em um estudo isolado de três reservatórios em Biesbosch, Países Baixos, a estocagem com
longos períodos de detenção (cerca de oito meses) apresentou reduções de 2,3 logs de
Giardia, 1,4 a 1,9 logs de Cryptosporidium, 2,2 logs de E. coli e 1,7 logs de Enterococcus
spp. (WHO, 2004), sendo que em condições naturais, a taxa de decaimento de oocistos em
ambientes aquáticos é 0,005 a 0,037 unidades log por dia (WHO, 2006).
A redução ou atenuação das concentrações de bactérias, vírus e protozoários em represas se
dá provavelmente devido a vários fatores inerentes às condições lênticas, principalmente ao
tempo de residência da água nesses mananciais (Brookes et al., 2004) que mesmo sofrendo
oscilações sazonais tem maior duração do que em ambientes lóticos e pode contribuir para a
segurança microbiológica das represas. Portanto, a represa pode funcionar como barreira
sanitária, uma vez que, entre outros fatores, á água fica “represada” durante tempo suficiente
para promover uma remoção natural de partículas e microrganismos. Além disso, em
mananciais lóticos as captações ocorrem a fio d’água, e não se beneficiam, portanto, da
redução natural das concentrações de microrganismos que ocorrem nos mananciais lênticos.
Segundo Brookes et al. (2004), os fatores que irão controlar o transporte e a distribuição dos
patógenos nos reservatórios são os processos de dispersão, diluição e o transporte horizontal e
vertical na coluna d’água. A sedimentação dos patógenos atua em conjunto com esses
processos hidrodinâmicos.
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Ademais, em lagoas e represas, devido ao fluxo lento, principalmente em locais mais distantes
da captação, a água é exposta durante maior período de tempo à radiação solar, fator que
proporciona o decaimento de alguns microrganismos, como as bactérias e protozoários. Em
um estudo conduzido por Linden et al. (2001), apud Brookes et al. (2004), foi demonstrado
que a radiação solar teve alto efeito germicida sobre inativação de oocistos de
Cryptosporidium na onda entre 250 e 270 nm.
No entanto, a radiação favorece a multiplicação de outros microrganismos, como as algas e
cianobactérias, que por sua vez podem predominar nas camadas mais superficiais da coluna
d’água. Esse fator – além de favorecer o fenômeno da eutrofização –, pode ocasionar a
elevação do pH da água nas camadas superficiais (devido à taxa fotossintética na zona
eufótica, que consome gás carbônico, bicarbonatos e carbonatos), e mais uma vez ocasionar o
decaimento das bactérias para as regiões mais profundas da lagoa/represa, onde o pH
provavelmente estará mais próximo da neutralidade, e mais adequado à sobrevivência das
bactérias.
A temperatura também é um fator que contribui para inativação de patógenos na coluna
d’água. Estudos que analisaram o efeito da temperatura sobre a infecciosidade de
Cryptosporidium (Jenkins et al., 1997; Robertson et al., 1992, apud Brookes et al., 2004),
demonstraram que a taxa de inativação em uma amostra de água incubada durante 26 dias, a
uma temperatura na faixa de 11,2-20,8 °C alcançou um decaimento de 0,003 m dia-1.
Portanto, qualquer que seja a proposta de utilização desses ambientes, é imprescindível o
conhecimento do funcionamento do sistema, pois as represas apresentam variáveis tróficas e
microbiológicas típicas de cada região, que refletem os critérios operacionais e a maneira de
ocupação de suas bacias (SOUZA, 2003).
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 33
4 MATERIAL E MÉTODOS
Este capítulo apresenta a metodologia utilizada na presente pesquisa para o cumprimento dos
objetivos propostos. Serão descritas a área de estudo, locais e formas de amostragem e os
métodos utilizados para as análises dos protozoários Cryptosporidium spp. e Giardia spp., das
bactérias E. coli e Enterococcus spp., e do parâmetro físico turbidez. Posteriormente será
apresentado o teste estatístico selecionado para o tratamento dos resultados. O fluxograma da
pesquisa esta disposto na Figura 4.1.
Obs.: As análises de Cryptosporidium e Giardia foram realizadas apenas na profundidade de extinção de disco de Secchi.
Figura 4.1: Fluxograma da pesquisa.
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4.1 Caracterização da área de estudo
A represa de Vargem das Flores foi inaugurada em 1972, e está situada nas coordenadas
geográficas 19° 53’ 44,99’’ S e 44° 09’ 01,56” W – coordenadas referentes à captação de
água da ETA – (GOMES, 2008). A represa está localizada na parte sudoeste da região
metropolitana de Belo Horizonte, dentro da bacia de drenagem do Rio Paraopeba, e abastece
as cidades de Contagem, Betim, Belo Horizonte, Ribeirão das Neves, Vespasiano, Pedro
Leopoldo, Ibirité e Santa Luzia – Figura 4.2.
Figura 4.2: Foto satélite do manancial Vargem das Flores. Fonte: Google Earth, 2008.
Atualmente, a represa possui um espelho d’água de 5,2 quilômetros quadrados, com um
volume de 44 milhões de metros cúbicos. A água acumulada tem a sua origem nos principais
tributários: córrego Água Suja, ribeirão Betim, córrego Morro Redondo, córrego Bela Vista e
córrego Batatal, sendo que, com exceção deste último, todos os outros recebem contribuição
de esgotos. A represa possui profundidade máxima de 18 metros, e uma profundidade média
de 6 metros. A tecnologia de tratamento de água é a filtração direta descendente, com uma
vazão média de 1,0 metro cúbico por segundo, para atender a uma população de
aproximadamente 400.000 habitantes (SOUZA, 2003).
Além de ser um importante reservatório de abastecimento de água para os municípios de
Contagem (município que corresponde a 87% da área de ocupação da represa), Betim
(corresponde aos 13% restantes da área de ocupação) e Belo Horizonte, a represa Vargem das
Flores é um contribuinte para a sub-bacia do Paraopeba que, por sua vez, pertence à Bacia
Federal do Rio São Francisco. O local, pela sua beleza natural, é utilizado pela população do
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entorno como área de lazer para pesca e banhos. Ao mesmo tempo, pessoas de melhor poder
aquisitivo têm adquirido essas áreas em torno da represa para a construção de residências,
provocando o parcelamento de áreas, antigamente constituídas por grandes fazendas, e,
consequentemente, execução de obras que provocam desmatamento, movimento de terra e
alterações das condições de permeabilidade do solo. Estabeleceram-se então conflitos em
relação ao uso da água, sendo eles: o abastecimento para consumo humano versus uso
balneário como lazer e esporte náutico (SOUZA, 2003).
De acordo com Souza (2003), o conflito de uso acirrou-se no ano de 1980, quando foi
implantado o Conjunto Habitacional Nova Contagem, no setor noroeste da bacia. As áreas
livres que preservavam os vales e a vegetação ciliar foram invadidas nos primeiros anos da
década seguinte, criando-se aglomerações de casas com carência generalizada de infra-
estrutura urbana, particularmente de saneamento básico.
Além disso, a prestação de serviços, atividades comerciais e industriais, pecuária e agricultura
rudimentares tendem a agravar a geração de efluentes na bacia hidrográfica.
O tempo de detenção hidráulica da represa de Vargem das Flores é de 11 meses nos períodos
de seca e três meses nos períodos de chuva (SOUZA, 2003). Vargem das Flores possui uma
variação do nível d’água bastante expressiva. Assim, como o volume do reservatório é
variável, outros parâmetros como área e o tempo de detenção não se mantêm constantes,
influenciando diretamente nas características limnológicas da represa. A Tabela 4.1 apresenta
os dados morfométricos da represa de Vargem das Flores.
Tabela 4.1: Resumo dos dados morfométricos primários da Represa de Vargem das Flores.
Parâmetros Morfométricos Valores
Área 5,25 x 106 m2
Volume 44,0 x 106 m3
Profundidade máxima 25,02 m
Perímetro 54,0 Km
Comprimento máximo 7,2 Km
Largura Máxima 1,5 Km
Altitude 841 m
Fonte: Souza, 2003.
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Quanto aos aspectos relativos à sazonalidade, Vargem das Flores pode ser considerada
regularizada e bem definida. A radiação solar na área da bacia é forte e intensa (média anual
de 2600 h/ano). O clima apresenta-se como tropical/mesotérmico semi-úmido. Entre os meses
de outubro a março (período chuvoso e quente), a temperatura máxima média é de 28°C e a
temperatura mínima média é de 17°C. Entre os meses de abril a setembro (período seco e
frio), as menores temperaturas ocorrem entre os meses de junho e julho, com temperatura
máxima de 24°C e mínima média de 11°C. Os meses de abril, maio, setembro e outubro
podem ser considerados meses de transição. A precipitação média anual em Vargem das
Flores é de 1500 mm, com umidade relativa do ar oscilando entre 65% em agosto e setembro,
a 80% em dezembro (SOUZA, 2003).
Os teores de nutrientes, fósforo e nitrogênio (P e N) são elevados, principalmente na estação
mais central (estação 2) e nas de montante (córregos tributários) – Figura 4.3. De acordo com
Souza (2003), isto parece não estabelecer a situação de desequilíbrio entre as comunidades
planctônicas, frente aos resultados das análises hidrobiológicas verificadas durante sua
pesquisa. No entanto, segundo o autor, tal condição acena para deficiência de micronutrientes
básicos como potássio, sódio, cálcio ou magnésio (K, Na, Ca, ou Mg) e também para a
possibilidade de que o fósforo possa ser encontrado em estado químico que o torne
indisponível para ser incorporado ao metabolismo dos microrganismos. Além disso, as
elevadas concentrações de ferro (Fe) sugerem a condição favorável à complexação com o
fósforo, precipitando em seguida.
Resumidamente, a classificação trófica da represa é heterogênea, variando segundo os meses
e as estações do ano, sendo mesotrófica na estação localizada junto à torre de tomada (estação
1), eutrófica na estação próxima ao encontro dos braços principais (estação 2) e hipereutrófica
nos córregos tributários, Figura 4.3, (SOUZA, 2003).
Segundo Souza (2003), com base nas teorias ecológicas, é possível caracterizar o ambiente de
Vargem das Flores como um ambiente estressado e perturbado.
Logo, a escolha do reservatório de Vargem das Flores deu-se devido à sua importância como
manancial componente do abastecimento de água da região metropolitana de Belo Horizonte,
das condições de poluição devida aos usos múltiplos desse reservatório e da escassez de
informações sobre a ocorrência de oocistos de Cryptosporidium spp. e de cistos de Giardia
spp. nessa fonte de água.
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4.2 Identificação das estações e córregos para coleta de amostras
Foram definidas quatro estações para a realização das coletas – estações 1, 2, 3 e 4 (que serão
descritas a seguir), devido ao seu significado sanitário, (pois essas estações são caracterizadas
por uma densa ocupação e pela prática de atividades recreacionais) e questões de logística nas
coletas (por serem as mesmas estações utilizadas pela Copasa) o que viabiliza a execução das
mesmas.
A caracterização da área de estudo foi feita com o auxílio de um barco motorizado (Tohatsu –
18). À medida que as estações de coleta eram percorridas os pontos foram delimitados por um
Sistema de Posicionamento Global (GPS), da marca Garmin, modelo eTrex Legend. Após
isso, as coordenadas foram lançadas e marcadas na própria foto (satélite) do manancial,
através do site http//:earth.google.com. A Figura 4.3 mostra o posicionamento das estações de
monitoramento na represa.
Assim como na represa, os córregos também foram delimitados por um GPS; a localização
dos córregos tributários em relação à represa também pode ser visualizada na Figura 4.3.
Figura 4.3: Imagem satélite do manancial Vargem das Flores com a localização das
estações e córregos de coleta da presente pesquisa. Modificado de: <www.earth.google.com>. Acesso em: 5 jan. 2008).
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As coordenadas exatas, assim como a descrição das estações e córregos de coleta são
apresentadas na Tabela 4.2.
Tabela 4.2: Descrição e marcação dos locais de coleta.
Local Descrição Marcação dos pontos com
GPS Estação 1 Estação mais profunda, localizada junto à torre de tomada
d’água da ETA
19° 55.056’ S e 44° 09.933’ W
Estação 2
Encontro dos dois braços principais da represa 19° 54.398’ S e 44° 09.322’ W
Estação 3
Ponto de afluência do córrego Água Suja 19° 53.701’ S e 44° 09.421’ W
Estação 4 Ponto de afluência do ribeirão Betim 19° 53.679’ S e 44° 08.892’ W
ribeirão Betim
Possui extensão de 32,2 Km2. Constituído pelos córregos Abóbora, Matadouro, da Praia e da Lagoa. Altitude máxima de 987 m, amplitude de relevo entre 30 a 40 m
19° 53.523’ S e 44° 07.692’ W
Córrego Água Suja
Possui 26,9 Km2, formado pelos córregos do Retiro e Cedro. Maiores altitudes de relevo 950 a 974 m e cotas de fundo de vale entre 850 – 860 m
19° 52.888’ S e 44° 09.287’ W
Córrego Bela Vista
Também conhecido como córrego Madeira, possui 10,2 Km2. Altitude de até 1020 m, representando as áreas de maior declive próximas à represa
19° 52.837’ S e 44° 06.287’ W
Córrego Morro
Redondo
Possui 29,1 Km2, formado pelos córregos do Campo Alegre e Vargem do Sapé. Altitudes de relevo entre 910 a 930 m e cotas de fundo de vale médias de 860 m
19° 52.179’ S e 44° 07.026’W
4.3 Procedimentos de coleta e métodos de análise
4.3.1 Coleta para as análises dos protozoários
Para a realização das coletas para análise dos protozoários Cryptosporidium spp. e Giardia
spp. os galões plásticos com capacidade para 10 L foram previamente lavados com Extran
diluído e esterilizados por calor úmido, (121°C, 1,5 atmosfera, 15 minutos) em autoclave. Em
seguida, foram ambientados com 50 mL de solução tampão fosfato com Tween 20, 1%
concentrada por agitação manual por três vezes. A secagem dos galões ocorreu à temperatura
ambiente com previa vedação do gargalo.
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A coleta da água na represa foi feita com auxílio da garrafa coletora de Van Dorn, sempre na
profundidade de extinção do disco de Secchi, utilizada para avaliar a extensão da zona
eufótica. O monitoramento para os protozoários foi realizado somente na profundidade de
extinção do disco de Secchi devido ao significado limnológico desta profundidade; além
disso, há maior variedade de dados de outros parâmetros da qualidade da água – fitoplâncton,
zooplâcton e clorofila – neste ponto. Ademais, o elevado custo das análises inviabilizaria a
pesquisa economicamente, caso fossem analisadas amostras de todas as profundidades –
superfície, secchi, 5m, 10m (no caso da estação 1) e fundo.
Nos córregos a coleta da água foi realizada com auxílio de um recipiente plástico com
capacidade para 8 L, devidamente preso a uma corda que permitia sua movimentação e
preenchimento. Todo cuidado era tomado para que nenhum sedimento das laterais sofresse
algum tipo de ressuspensão e contaminasse a amostra. Além disso, era feita a assepsia e o
ambiente do recipiente a cada coleta. A amostra era transferida para os galões de plástico com
capacidade para 10 L, devidamente esterilizados, conforme já descrito na presente seção.
4.3.2 Coleta para as analises bacteriológicas e da turbidez, e métodos analíticos
utilizados
As técnicas de coleta, preservação e transporte das amostras bacteriológicas (Escherichia coli,
Enterococcus spp.) e da turbidez foram baseadas no Standard Methods for the Examination of
Water and Wasterwater (APHA, 2005).
A Tabela 4.3 apresenta todos os locais, parâmetros, frequências e métodos utilizados no
monitoramento da represa de Vargem das Flores entre dezembro de 2007 a novembro de
2008. Todas as análises foram realizadas no Laboratório Central da COPASA (Belo
Horizonte – MG).
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Tabela 4.3: Localização, parâmetros, frequência e métodos utilizados para o monitoramento da represa de Vargem das Flores, MG, no período de dezembro de 2007 a novembro de
2008.
Local Pontos Parâmetro Frequência Método e Referência Superfície, Secchi , 5 m, *10 m, Fundo
Turbidez mensal Nefelométrico em Turbidímetro digital da marca Hach, modelo 2100N. APHA 2130 B.
Superfície, Secchi , 5 m, *10 m, Fundo
Temperatura mensal Termômetro °C (Hg). APHA 2550 B.
Superfície, Secchi , 5 m, *10 m, Fundo
E. coli mensal Teste substrato enzimático segundo APHA 9223B
Superfície, Secchi , 5 m, *10 m, Fundo
Enterococcus spp.
mensal Técnica substrato definido, de acordo com ASTM, 2005 D6503-99.
Secchi Cryptosporidium spp.
mensal Método 1623 - USEPA (2005)
Estações
Secchi Giardia spp. mensal Método 1623 USEPA - (2005)
Próximo à margem
Giardia spp. trimestral Método 1623 USEPA - (2005)
Córregos tributários
Próximo à margem
Cryptosporidium spp.
trimestral Método 1623 USEPA - (2005)
*10 m, profundidade coletada apenas na estação 1.
Em campo, durante a coleta das amostras, foram registradas a data, horário, condições do
tempo, temperatura do ambiente e das amostras. As amostras foram mantidas sob refrigeração
a <10 C° até o momento das análises.
4.3.3 Determinações de (oo)cistos de Cryptosporidium spp. e Giardia spp. nas amostras
de água
A identificação e quantificação de (oo)cistos de Cryptosporidium spp. e Giardia spp. foram
realizadas de acordo com o Método 1623 (USEPA 2005). As etapas, materiais e reagentes
utilizados no método 1623 estão resumidos na Tabela 4.4. Entretanto, recomenda-se
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enfaticamente a consulta à descrição original da EPA para que o procedimento de análise seja
devidamente seguido.
Tabela 4.4: Resumo do material e métodos de análise das amostras de água para pesquisa de (oo)cistos de Cryptosporidium spp. e Giardia spp. pelo método 1623 USEPA 2005.
Etapa Material Reagentes Coleta Galões plásticos com capacidade
para 10 L ; autoclave; recipientes de plásticos c/ capacidade para 8 L; garrafa coletora de Van Dorn; disco de Secchi
Solução de Tampão Fosfato c/ Tween 20 – 1% concentrada, pH 7,4; Extran diluído
Filtração Módulos de filtro em espuma de porosidade 1 µm (Sistema Filta-Max – IDEXX/EUA); bomba peristáltica (Modelo: R60 DZ71D4 /Fabricante: Sew/Brasil)
Solução de Tampão Fosfato c/ Tween 20 – 1% concentrada, pH 7,4
Eluição Stomacher (Modelo: MK1204/ Fabricante: Boitton/Brasil);
Solução de Tampão Fosfato c/ Tween 20 – 1% concentrada, pH 7,4
Concentração Béquer; tubos de centrífuga de 250 e 50 mL; balança digital; centrífuga (Modelo: CT 6000D/ Fabricante: Cientec/Brasil) com aceleração de 1500 g correspondente neste modelo a 2700 rpm – por 15 minutos ; vórtex (Modelo: MS1 Minishaker / Fabricante IKA)
Solução de Tampão Fosfato c/ Tween 20 – 1% concentrada, pH 7,4
Purificação - Separação Imunomagnética – Sistema Dynal/Biobeads
Tubo de lado chato (Leigthon); kit Dynal (Oslo/Noruega); agitador rotativo (Homogeneizador sanguíneo – Modelo: AP22 /Fabricante: Phoenix) a 18 rpm por 1 hora; concentrador magnético MPC-1 – Magnetic Particle Concentrator; tubo Eppendorf; banho seco (Fabricante: Quimis)
Solução de Tampão Fosfato c/ Tween 20 – 1% concentrada, pH 7,4; água destilada; reagentes de separação imunomagnética (Crypto-Combo e Giardia-Combo); solução tampão-A 10x concentrada e tampão-B 10x concentrada (Kit Dynal)
Detecção e quantificação - Imunofluorescência e coloração com DAPI
(Kit Merifluor/EUA) – Coloração DAPI/Sigma (4’,6-diamidino-2-fenilindol) – Contraste de Interferência Diferencial (CID) – (modelo do microscópio: DMLB/ Fabricante: Leica/Alemanha); *câmara úmida; pipeta de Pasteur; lamínula Perfecta 24 x 60 mm
Solução de Tampão Fosfato sem Tween 20 – 1% concentrada, pH 7,4 e Solução de Tampão Fosfato c/ Tween 20 – 1% concentrada, pH 7,4; meio de montagem (glicerol); corante DAPI/Sigma (4’, 6-diamidino-2-fenilindol)
*câmara úmida, composta por uma tigela de plástico forrada por filtros de papel levemente umedecidos com água destilada, e incubada à temperatura ambiente.
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O método 1623 – Cryptosporidium e Giardia em água através da Filtração, Separação
Imunomagnética e Imunofluorescência Direta – foi preconizado para a determinação desses
protozoários em amostras de água bruta ou tratada. Ele compreende as etapas de Filtração,
Concentração, Separação Imunomagnética (IMS) e Identificação Microscópica, como referido
na Tabela 4.4. A confirmação é feita pelo corante DAPI (4’, 6’-diamidino-2-fenilindol) e pelo
CID (microscopia de contraste de interferência diferencial).
Na Separação Imunomagnética, a reação imunoenzimática, i. é, a associação dos antígenos –
(oo)cistos – presentes na amostra, aos anticorpos do Sistema Dynal/Biobeads, ocorre durante
a rotação, a 18 rpm, por uma hora. Esses Biobeads são anticorpos magnetizados que atraem os
antígenos – (oo)cistos – formando um conjugado, antígeno-anticorpo. Logo após a
associação, a amostra é transferida para um tubo de lado chato (Leigthon), que facilita o
encaixe do mesmo à parede do concentrador magnético MPC-1 – Magnetic Particle
Concentrator –, e então numa rotação manual, em um ângulo de 90º, o conjugado, antígeno-
anticorpo é arrastado para parede imantada do concentrador magnético e transferido para um
tudo eppendorf, para posterior dissociação térmica, na qual o conjugado é dissociado
termicamente, i. é, ocorre a separação dos antígenos dos anticorpos numa temperatura de
80ºC. Com os (oo)cistos dissociados dos Biobeads, a amostra passa por mais uma rotação
manual, num ângulo de 180º, onde os Biobeads magnetizados são arrastados sozinhos para a
parede imantada, deixando assim os (oo)cistos livres na amostra para posterior identificação
microscópica. A sequência do método 1623 pode ser observada na Figura 4.4.
4.3.4 Controle da Qualidade da Análise - CQA
Foi avaliado o percentual de recuperação do método 1623, USEPA (2005), para as contagens
de (oo)cistos com os kits EASYSEED da BTF Technology (Austrália) com suspensão de 100
(± 1) (oo)cistos em água bruta da represa de Vargem das Flores. Não foi utilizado o kit
COLORSEED, também da BTF, por se conhecer a suspensão inoculada.
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Figura 4.4: Diagrama do método 1623 da USEPA. IMS – Separação Imunomagnética.
Fonte: Fontos arquivo Copasa.
Legenda: (2a e 2b) – filtração; (3a e 3b) – eluição; (4a e 4b) – concentração; (5a, 5b, 5c, 5d e 5e) – Separação Imunomagnética; (6a e 6b) – Detecção e quantificação.
44cc –– OObbtteennççããoo ddoo ppeelllleett ffiinnaall ((00,,22--00,,44 mmLL))
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 44
4.4 Categorização das estações monitoradas segundo as recomendações da EPA (2006)
A classificação das estações nas categorias – “Bins” 1, 2, 3 e 4 – estabelecidas pela LT2
ESWTR – EPA (2006) foi feita a partir da média aritmética das concentrações de oocistos de
Cryptosporidium spp. obtidas durante 12 meses, com análise de 12 amostras, em cada uma
das estações separadamente.
4.5 Avaliação do padrão de balneabilidade da água nas estações monitoradas – CONAMA 274/2000
Para classificação da qualidade da água na represa de Vargem das Flores, segundo o padrão
de balneabilidade, cada estação foi avaliada separadamente, por profundidade de coleta, de
acordo com as concentrações de E. coli, cujo método de análise foi previamente descrito no
presente capítulo – seção 4.3.2. Dessa forma, as águas foram classificadas nas categorias
Própria ou Imprópria e subdivididas nas subcategorias; Excelente, Muito Boa e Satisfatória.
As águas foram enquadradas na categoria Própria, subcategoria Excelente, quando em 80%
ou mais de um conjunto de amostras coletadas no mesmo local, houvesse no máximo 200 E.
coli NMP/l00 mL. A subcategorização na categoria Muito Boa ocorreu quando em 80% ou
mais de um conjunto de amostras, também colhidas no mesmo local, fosse detectada no
máximo 400 E. coli NMP/ 100 mL, e na subcategoria Satisfatória quando em 80% ou mais de
um conjunto de amostras do mesmo local, houvesse uma concentração máxima de 800 E. coli
NMP/100 mL.
4.6 Análise dos Resultados
Os dados de cada parâmetro foram comparados em todas as profundidades fazendo uso do
teste Kruskal Wallis (teste não-paramétrico), o nível de significância adotado foi de 95%. A
escolha do teste foi devida ao fato de não se ter número de dados suficientes para determinar o
tipo de distribuição. O teste Kruskal Wallis também foi utilizado para melhor comparar as
diferenças entre as estações em cada profundidade separadamente.
Os testes de Spearman foram utilizados para a avaliação da correlação entre os (oo)cistos de
Cryptosporidium spp. e de Giardia spp. e dos parâmetros (E. coli, Enterococcus spp. e
turbidez), em cada estação de coleta da represa de Vargem da Flores na profundidade do disco
de Secchi.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 45
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os resultados do monitoramento da represa de Vargem das Flores referem-se ao período de
dezembro de 2007 a novembro de 2008, com coletas mensais concluindo assim um ano
hidrológico.
Os resultados são apresentados separadamente por estação de coleta para os parâmetros E.
coli, Enterococcus spp., turbidez e temperatura em cada profundidade separadamente. Os
valores da profundidade de extinção do disco de Secchi também são mostrados
separadamente para cada estação. Os resultados das concentrações de oocistos de
Cryptosporidium spp. e cistos de Giardia spp. são apresentados em todas as estações
simultaneamente, isso porque a coleta foi feita apenas na profundidade de extinção do disco
de Secchi.
Com relação à ocorrência dos protozoários Cryptosporidium e Giardia, é importante ressaltar
que embora o monitoramento tenha seguido uma frequência mensal nas estações, sem
interrupções, foram realizadas somente 12 coletas, em apenas uma profundidade, o que gerou
um número relativamente pequeno de dados, influenciando nas análises estatísticas e
consequente extração de conclusões acerca da ocorrência dos protozoários na represa de
Vargem das Flores.
Nos córregos o número de coletas para análise dos protozoários Cryptosporidium e Giardia
foi ainda menor (três no córrego Água Suja, e duas nos córregos Morro Redondo, Bela Vista e
ribeirão Betim), portanto devido ao pequeno número de amostras e consequente insuficiência
de dados, não foi possível à aplicação de um teste estatístico e esses resultados serviram
apenas para uma discussão preliminar da dinâmica de ocorrência dos (oo)cistos na represa,
desde o deságue dos tributários, até o ponto de captação – seção 5.4.
Também são avaliadas as correlações entre as concentrações dos (oo)cistos de
Cryptosporidium spp. e de Giardia spp. e as bactérias E. coli e Enterococcus spp., e o
parâmetro físico turbidez, em todas as estações na profundidade de extinção do disco de
Secchi. Com o intuito de enriquecer a discussão, os valores de profundidade máxima
encontrados nas estações também são disponibilizados.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 46
5.1 Avaliação das concentrações de E. coli e Enterococcus spp. e os valores de turbidez e temperatura nas estações 1, 2, 3 e 4
5.1.1 Estação 1
A Tabela 5.1 apresenta a estatística descritiva das concentrações dos parâmetros analisados,
E. coli e Enterococcus spp. e os valores de turbidez e temperatura das amostras de água na
estação 1, essa tabela será utilizada para auxiliar na interpretação dos resultados apresentados
nas Figuras 5.1 a 5.4 que ilustram os resultados das concentrações obtidas em todas as
profundidades da estação 1. Cada gráfico “box-whisker” será discutido logo após a
apresentação.
Tabela 5.1: Estatística descritiva dos parâmetros físicos e microbiológicos monitorados na estação 1, represa de Vargem das Flores, no período de dezembro de 2007 a novebro de
2008.
Est Parâmetro Unidade Nº de dados
Estatística Sup Secc 5 m 10 m
Fundo
Máximo 37,3 29,2 41,4 186 39,3 Mínimo <1 <1 <1 <1 <1 Mediana 2,6 3,1 2,0 11,1 8,0
E. coli NMP/
100 mL 12
Desv. padrão 11,9 8,4 14,6 60,1 13,3 Máximo 114,6 57,1 95,6 1413,6 313 Mínimo <1 <1 <1 <1 <1 Mediana 1,0 1,5 1,0 2,5 6,1
Enterococcus spp.
NMP/ 100 mL
12
Desv. padrão 32,5 16,0 29,2 402,9 90,2 Máximo 6,2 6,4 6,5 12,0 20,2 Mínimo 1,9 2,1 2,2 2,1 2,8 Mediana 3,2 3,1 3,0 3,4 6,3
Turbidez uT 12
Desv. padrão 1,4 1,3 1,5 2,8 4,8 Máximo 27,5 27,5 27,0 26,5 26,5 Mínimo 21,5 21,5 21,5 21,0 21,0 Mediana 26,3 26,3 25,3 24,5 23,5
1
Temperatura º C 12
Desv. padrão 2,2 2,2 2,2 1,8 1,8 * Sup = Superfície; Secc = Secchi
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 47
Figura 5.1: Gráfico “box-whisker” do parâmetro E. coli (NMP/100mL), no período de
dezembro de 2007 a novembro de 2008, estação 1, Vargem das Flores – MG.
Ao observar a Figura 5.1, nota-se maior variação das concentrações de E. coli, a 10 m e
fundo. Na profundidade de 10 m, inclusive, ocorreram as máximas concentrações da bactéria
– valores anômalos –, devido à influência de três coletas, nos meses de fevereiro/08 (114,5
NMP/100 mL), março/08 (101,4 NMP/100 mL) e novembro/08 (186,0 NMP/100 mL), o que
resultou em uma concentração mais elevada e influiu na média, gerando um desvio padrão
alto (402,9) – Tabela 5.1. Entretanto, as diferenças das concentrações de E. coli, verificadas
entre as distintas camadas na estação 1, não foram estatisticamente significativas ao nível de
significância de 5% de acordo com o teste estatístico utilizado – Kruskal-Wallis. Portanto,
ocorreu uma provável distribuição homogênea de E. coli ao longo da coluna d’água nessa
estação. Além disso, embora a estação 1 não seja inteiramente protegida, é a mais distante dos
córregos tributários, e provavelmente a que menos recebe esgotos de origem doméstica, uma
das principais fontes de E. coli.
Um dos objetivos desse trabalho foi determinar o estado de qualidade da água de acordo com
o padrão de balneabilidade, ao avaliar os resultados dessa pesquisa considerando o parâmetro
microbiológico E. coli, a estação 1 foi classificada como “Própria” na subcategoria
“Excelente” para recreação de contato primário, de acordo com a resolução CONAMA n°
274/2000, em todos os pontos de amostragem (superfície, Secchi, 5m, 10m e fundo), pois
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 48
foram verificadas em mais de 80% do conjunto de amostras – avaliação separada por
profundidade de coleta –, uma concentração máxima de 200 E. coli /100 mL. Esses resultados
parecem condizer com as concentrações de E. coli verificadas por Vieira et al. (2004)
próximas a esta estação, que também classificaram a estação como “Própria” para fins de
balneabilidade segundo CONAMA n° 274 / 2000 (CONAMA, 2000).
Figura 5.2: Gráfico “box-whisker” do parâmetro Enterococcus spp. (NMP/100mL), no
período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, estação 1, Vargem das Flores – MG.
Da mesma forma como ocorrido com a E. coli nesta estação, após a análise estatística das
concentrações de Enterococcus spp., um valor anômalo foi verificado na profundidade de 10
m, e neste caso foi proporcionado por apenas uma coleta, referente ao mês de março/08, tendo
sido observada uma concentração equivalente a 1413,6 NMP/100 mL. Esse valor pode ser
devido a uma situação atípica, como por exemplo, a intrusão de dejetos advindos de uma
fonte de poluição difusa, eventual, que também é um fator de confundimento na interpretação
dos resutados. Entretanto, as concentrações de Enterococcus spp. não apresentaram nenhuma
diferença significativa entre as profundidades.
Sabe-se que o gênero Enterococcus spp. (principalmente as espécies E. faecalis e E. faecium),
são bactérias comuns do trato intestinal de seres humanos e animais de sangue quente
(GLESSON & GRAY, 1997 apud STEVENS et al., 2003). E como será descrito
posteriormente (seção 5.3.1) a presença de animais nas margens próxima à estação 1 é
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bastante comum. No entanto, as fezes desses animais, além de sofrerem uma maior diluição
nessa estação, que é a mais profunda, podem ficar retidas no próprio solo, principalmente no
período de estiagem, contribuindo também para a média baixa das concentrações de
Enterococcus spp. na estação 1.
Figura 5.3: Gráfico “box-whisker” do parâmetro turbidez (uT), no período de dezembro de
2007 a novembro de 2008, estação 1, Vargem das Flores – MG.
Em relação à turbidez, houve maior concentração de material particulado no fundo, e quando
comparado com a superfície essa diferença foi estatisticamente significativa – p = 0,029. No
fundo também foram verificadas diferenças estatísticas em relação ao Secchi (p = 0,031) e 5m
(p = 0,043). Os maiores valores de turbidez foram observados entre os meses de outubro a
novembro, em todas as profundidades, coincidindo com as primeiras chuvas e consequente
carreamento de material alóctone para a represa. Todavia, em geral, esse valores foram
baixos, mesmo nas camadas mais profundas da coluna d’água, tendo seu valor máximo de
20,2 uT no fundo e valor mínimo de 1,09 uT na superfície – Tabela 5.1.
Resultado similar foi verificado por Gomes (2008), que ao avaliar a turbidez nesta estação
também encontrou diferenças significativas entre o fundo e as camadas superficiais. Do
mesmo modo, Souza (2003), ao analisar a turbidez na estação 1, entre 1998 e 2002, revelou
que os valores de turbidez, em todos os níveis da coluna d’água, vêm decaindo de forma
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 50
gradual. O autor notou que os resultados mais representativos desse decaimento coincidem
com o período da transposição de parte dos esgotos para outras bacias de contribuição.
Figura 5.4: Gráfico “box-whisker” do parâmetro temperatura (ºC), no período de dezembro
de 2007 a novembro de 2008, estação 1, Vargem das Flores – MG.
A temperatura da água na estação 1 apresentou alterações entre as profundidades – Tabela 5.1
–, mas essas diferenças não foram estatisticamente significativas ao nível de significância de
5% (Kruskal-Wallis).
É importante ressaltar que sem a avaliação dos períodos seco e chuvoso separadamente, não é
possível verificar a diferença entre as temperaturas das profundidades da estação 1, uma vez
que a coluna está estratificada no verão e circula no inverno. A análise dos dados em conjunto
força o teste para um resultado sem diferenças significativas (GOMES, 2008).
Souza (2003), baseado em dados históricos, avaliou as temperaturas médias anuais da água de
Vargem das Flores durante 30 anos, e constatou que na estação 1 essa temperatura vem
mostrando sensível elevação, sobretudo a partir do início da década de 90, tanto na superfície
como também no metalímnio e hipolímnio. De acordo com o autor, a elevação da
temperatura ambiente na região pode ser a possível causa do acréscimo térmico percebido na
represa, principalmente entre os anos de 1998 a 2002.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 51
A Figura 5.5 apresenta a variação temporal da profundidade de extinção do disco de Secchi na
estação 1. Nenhum teste estatístico foi aplicado neste caso, uma vez que o objetivo da
medição foi apenas observar a variação da transparência da coluna d’água durante os meses
de monitoramento.
0,60
1,20
1,601,80
2,50
1,50
2,60 2,60
2,202,40
1,80
0,80
-
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
dez/07
jan/08
fev/08
mar/08
abr/08
mai/08
jun/08
jul/0
8
ago/08
set/0
8
out/0
8
nov/08
Pro
fund
idad
e
(m) o
oo
Figura 5.5: Gráfico da profundidade de extinção do disco de Secchi na estação 1 no período
de dezembro de 2007 a novembro de 2008, Vargem das Flores – MG.
Ao analisar a Figura 5.5, verifica-se que os valores de extinção do disco de Secchi não
ultrapassaram 2,60 m, obtendo os seus valores máximos entre os meses de junho a setembro.
Os valores mínimos foram observados entre os meses de outubro a março, com a mínima de
0,60 m no mês de dezembro.
A variação da profundidade do disco de Secchi foi igualmente examinada por Gomes (2008),
em todas as estações da represa de Vargem das Flores. A autora observou que as
profundidades maiores, indicando maior transparência e logo maior incidência de luz,
ocorreram nos meses correspondentes ao período seco, com destaque nos meses de junho a
setembro. Desta forma observa-se que a zona eufótica – valor da profundidade do disco de
Secchi multiplicada por 3 – dos meses mais frios (período seco) é maior se comparada ao
período quente, meses de chuva. Segundo a autora, a turbulência causada pelas chuvas, assim
como o carreamento de material em suspensão, podem ser os fatores responsáveis pela menor
transparência nesse período.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 52
5.1.2 Estação 2
A Tabela 5.2 apresenta a estatística descritiva dos parâmetros biológicos (E. coli e
Enterococcus spp.) e físicos (temperatura e turbidez) verificados na estação 2, entre dezembro
de 2007 e novembro de 2008. As Figuras 5.6 a 5.10 apresentam a distribuição dos resultados
de todos os parâmetros monitorados na estação 2.
Tabela 5.2: Estatística descritiva dos parâmetros físicos e microbiológicos monitorados na estação 2, represa de Vargem das Flores, no período de dezembro de 2007 a novebro de
2008.
Est Parâmetro Unidade Nº de dados
Estatística Sup Secc 5 m Fundo
Máximo 122,3 148,3 148,3 435,2 Mínimo 1 < 1 < 1 3 Mediana 4,1 5,2 4,8 38,6
E. coli NMP/
100 mL 11
Desv. padrão 34,4 41,4 47,4 130,2
Máximo 665,3 412 665,3 >
2419,6 Mínimo <1 <1 <1 <1 Mediana 1,0 1,5 3,1 26,9
Enterococcus spp.
NMP/ 100 mL
11
Desv. padrão 191,3 117,8 190,3 689,6 Máximo 6,67 6,28 6,6 18,3 Mínimo 2,04 2,39 2,41 2,97 Mediana 3,2 3,4 3,5 5,5
Turbidez uT 10
Desv. padrão 1,5 1,2 1,4 4,9 Máximo 27,5 27,5 27,5 26,0 Mínimo 21,5 21,5 21,5 21,0 Mediana 25,5 25,5 25,3 24,3
2
Temperatura º C 11
Desv. padrão 2,0 2,2 2,2 1,6 * Sup = Superfície; Secc = Secchi
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 53
Figura 5.6: Gráfico “box-whisker” do parâmetro E. coli (NMP/100mL), no período de
dezembro de 2007 a novembro de 2008, estação 2, Vargem das Flores – MG.
Na estação 2, as concentrações de E. coli apresentaram diferenças estatisticamente
significativas entre a profundidade de 5m e o fundo – p = 0,036. Essa superioridade da
concentração de E. coli no fundo da represa pode ser atribuída à taxa de decaimento da
bactéria, que é influenciada por fatores como radiação, predação, sedimentação, temperatura e
variações no pH.
Em relação ao último fator referido, no trabalho realizado por Gomes (2008), o pH da estação
2 foi significativamente menor no fundo no período de chuva e sem diferença na seca, sendo
relacionado à desestratificação térmica. Assim, a diferença entre as profundidades no chuvoso
pode ser justificada pelas diferentes reações bioquímicas encontradas nas camadas eufótica e
afótica.
Contudo, essa variação do pH na estação 2 no período chuvoso permaneceu numa faixa muito
próxima à neutralidade, 7,0 (fundo) a 8,0 (nas camadas superficiais). Segundo Von Sperling
(1996), de maneira geral a taxa ótima de crescimento das bactérias ocorre dentro de faixas de
temperatura e pH relativamente limitadas, no entanto sua sobrevivência pode ocorrer numa
faixa bem mais ampla. A maior parte das bactérias não suporta valores de pH acima de 9,5 e
abaixo de 4,0, sendo que o ótimo seria em torno da neutralidade (6,5 a 7,5). Portanto é
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 54
provável que o pH tenha sido um dos fatores que permitiu a detecção de maior concentração
de E. coli no fundo da represa, principalmente no período chuvoso, pois as bactérias ainda
estavam viáveis.
É pouco provável que a temperatura tenha influenciado no decaimento de E. coli, pois as
diferenças desse parâmetro entre as profundidades foram pequenas – Figura 5.9. Entretanto, a
radiação incidente nas camadas da superfície pode ter contribuído para a menor concentração
de E. coli nesse local.
Outra possibilidade é que o zooplâncton, mais concentrado nas camadas superficiais, pode ter
contribuído como fator de alteração das concentrações de E. coli na coluna d’água.
A estação 2, assim com a estação 1, também foi classificada como “Própria” na subcategoria
“Excelente”, segundo CONAMA n° 274/2000, que avalia as águas doces, salinas e salobras
destinadas à balneabilidade (recreação de contato primário) como sendo Própria ou Imprópria.
Da mesma forma como na estação 1, a categorização foi feita com os dados de cada
profundidade de coleta separadamente, e mais de 80% do conjunto de amostras apresentou
uma concentração máxima de 200 E. coli /100 mL, resultado este que mais uma vez condiz
com o verificado por Vieira et al. (2004), que também classificaram a estação 2 como
“Própria”. A análise para adequação da balneabilidade é de extrema importância para essa
estação, pois a mesma tem grande movimentação de banhistas e de embarcações aquáticas,
além de estar próxima ao deságue do córrego Bela Vista.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 55
Figura 5.7: Gráfico “box-whisker” do parâmetro Enterococcus spp. (NMP/100mL), no
período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, estação 2, Vargem das Flores – MG.
Ao observar a Figura 5.7, é perceptível que no fundo da coluna d’água na estação 2 foi
verificada a máxima concentração de Enterococcus spp. (> 2419,6 NMP/100 mL), valor
referente à coleta do mês de março/08 que influenciou na média e gerou um desvio padrão de
689,6 – Tabela 5.2. Essa elevada concentração de Enterococcus spp. pode não indicar uma
contaminação recente, mas resultante da ressuspensão de sedimentos do fundo, pois em
ambientes ricos em nutrientes, como é o caso da represa de Vargem das Flores, os
microrganismos podem sobreviver nos sedimentos por períodos mais extensos.
Entretanto, em geral, as concentrações das bactérias do gênero Enterococcus spp. tiveram
médias relativamente baixas em todas as profundidades e ao contrário de E. coli, nenhuma
diferença significativa foi encontrada entre as profundidades ao nível de significância de 5%.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 56
Figura 5.8: Gráfico “box-whisker” do parâmetro turbidez (UT), no período de dezembro de
2007 a novembro de 2008, estação 2, Vargem das Flores – MG.
Ao analisar a turbidez na estação 2, a concentração máxima foi verificada no fundo – Tabela
5.2 –, esse valor foi significativamente maior, quando comparado com a superfície (p = 0,046)
e Secchi (p = 0,025). Resultado semelhante ao encontrado por Souza (2003), que também
verificou valores de turbidez semelhantes nas estações 1 e 2 e atribuiu as maiores elevações
deste parâmetro às circulações da coluna d’água.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 57
Figura 5.9: Gráfico “box-whisker” do parâmetros temperatura (ºC), no período de dezembro
de 2007 a novembro de 2008, estação 2, Vargem das Flores – MG.
Assim como na estação 1, a temperatura da água na estação 2 apresentou valores bastante
próximos ao longo das profundidades, e nenhuma diferença estatisticamente significativa foi
encontrada considerando-se o nível de significância de 5%.
A Figura 5.10 apresenta a variação temporal da profundidade de extinção do disco de Secchi
na estação 2.
0,50
1,20
2,20
1,00
2,20
1,70
2,80 2,80
1,80
3,00
1,40
1,00
-
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
dez/07
jan/08
fev/08
mar/08
abr/0
8
mai/08
jun/08
jul/0
8
ago/08
set/0
8
out/0
8
nov/08
Pro
fundid
ade (
m)
ooo
Figura 5.10: Gráfico da profundidade de extinção do disco de Secchi na estação 2 no
período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, Vargem das Flores – MG.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 58
Na estação 2 os maiores valores de extinção do disco de Secchi foram observados nos meses
de fevereiro, abril, junho, julho e setembro, todos os outros apresentaram valores baixos,
assim como na estação 1, indicando menor transparência e incidência de luz.
5.1.3 Estação 3
A Tabela 5.3 apresenta a estatística descritiva dos parâmetros monitorados na estação 3 - E.
coli, Enterococcus spp., temperatura e turbidez – compreendendo o período de dezembro de
2007 a novembro de 2008. Em seguida, as Figuras 5.11 a 5.15 apresentam os resultados do
monitoramento dos parâmetros analisados nas distintas profundidades da estação 3.
Tabela 5.3: Estatística descritiva dos parâmetros físicos e microbiológicos monitorados na estação 3, represa de Vargem das Flores, no período de dezembro de 2007 a novebro de
2008.
Est Parâmetro Unidade Nº de dados
Estatística Sup Secc 5 m Fundo
Máximo > 2419,6
> 2419,6
> 2419,6
> 2419,6
Mínimo < 1 8,5 7,4 3 Mediana 19,9 31,6 34,1 136,2
E. coli NMP/
100 mL 11
Desv. padrão 686,2 683,2 715,7 946,9 Máximo 124,6 151,5 93,2 355,5 Mínimo <1 <1 <1 <1 Mediana 3,1 3,6 6,3 29,3
Enterococcus spp.
NMP/ 100 mL
11
Desv. padrão 35,0 42,3 34,8 130,4 Máximo 10,1 11 47,8 66,9 Mínimo 2,52 2,99 2,59 4,13 Mediana 4,2 4,5 5,2 8,0
Turbidez uT 10
Desv. padrão 2,4 2,5 13,0 17,4 Máximo 27,5 27,5 27,0 27,0 Mínimo 21,5 21,5 21,5 21,5 Mediana 26,0 26,0 25,0 25,3
3
Temperatura º C 11
Desv. padrão 2,2 2,2 2,2 2,1 * Sup = Superfície; Secc = Secchi
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 59
Figura 5.11: Gráfico “box-whisker” do parâmetro E. coli (NMP/100mL), no período de
dezembro de 2007 a novembro de 2008, estação 3, Vargem das Flores – MG.
Na estação 3 não foi encontrada nenhuma diferença significativa ao nível de significância de
5% entre as concentrações de E. coli nas distintas profundidades de coleta, havendo, portanto,
uma distribuição aparentemente homogênea dessa bactéria ao longo da coluna d’água,
conforme visto na estação1.
A Tabela 5.3 apresenta os valores de E. coli verificados entre as profundidades nessa estação,
e demonstra que a concentração da bactéria foi relativamente alta, atingindo valores máximos
de > 2419,60 NMP/100 mL em todas as profundidades monitoradas, inclusive na superfície.
Essas altas concnetrações de E. coli podem ser devidas ao recorrente despejo de esgoto nesse
local.
Ademais, essa estação está próxima ao braço do córrego Água Suja, o córrego que, de acordo
com Souza (2003), recebe a segunda maior carga de fósforo (P = 1914,7 kg/ano) e a terceira
maior carga de nitrogênio (N = 10505,3 kg/ano), ambas afluentes à represa por via difusa.
Além disso, o tributário Água Suja foi classificado como “Impróprio” para recreação de
contato primário por Vieira et al. (2004) devido às altas concentrações de E. coli e coliformes
totais.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 60
De acordo com a avaliação feita na presente pesquisa para o padrão de balneabilidade, na
estação 3, apenas a superfície foi classificada como “Própria” na subcategoria “Excelente”
para a recreação de contato primário, onde foi verificado que mais de 80% do conjunto de
amostras do mesmo local apresentou concentração máxima de 200 E. coli /100 mL. As
profundidades de Secchi, 5m e fundo foram categorizadas como “Próprias”, mas na
subcategoria “Muito Boa”, pois apresentaram em 80% ou mais do conjunto de amostras uma
concentração máxima de 400 E. coli /100 mL (CONAMA, 2000).
Figura 5.12: Gráfico “box-whisker” do parâmetro Enterococcus spp. (NMP/100mL), no
período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, estação 3, Vargem das Flores – MG.
Assim como verificado nas estações 1 e 2 a concentração de Enterococcus spp. foi bastante
inferior à concentração de E. coli, e a distribuição da bactéria não apresentou nenhuma
diferença significativa entre as profundidades. A concentração mínima encontrada foi < 1
NMP/100 mL em todas as profundidades. A máxima concentração de Enterococcus spp. foi
de 355,5 NMP/100 mL verificada no fundo – Tabela 5.3.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 61
Figura 5.13: Gráficos “box-whisker” do parâmetro turbidez (UT), no período de dezembro de
2007 a novembro de 2008, estação 3, Vargem das Flores – MG.
Já a turbidez do fundo, quando comparada com a turbidez da superfície, apresentou diferença
estatisticamente significativa – p = 0,036. A maiores médias das concentrações de turbidez
verificadas na estação 3 (Tabela 5.3) podem estar associadas às ocasiões chuvosas na bacia e
ao deságue de efluentes.
Figura 5.14: Gráfico “box-whisker” do parâmetro temperatura (ºC), no período de dezembro
de 2007 a novembro de 2008, estação 3, Vargem das Flores – MG.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 62
Da mesma forma como observado nas estações 1 e 2, nenhuma diferença estatística da
temperatura foi observada entre as profundidades da coluna d’água na estação ao nível de
significância de 5%.
De acordo com Souza (2003), que considerou três períodos (30 anos) na vida da represa, a 0,5
m da superfície, nas quatro estações 1, 2, 3 e 4, foram verificadas sintonias com padrões
sazonais da temperatura do ambiente. Gomes (2008) encontrou valores de temperaturas
significantemente menores na estação 3 durante o período seco em todas as profundidades.
A Figura 5.15 apresenta a variação temporal da profundidade de extinção do disco de Secchi
na estação 3.
0,500,70
2,201,90 2,00
1,20
2,00 2,00
1,40
3,00
1,40
0,80
-
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
dez/07
jan/08
fev/08
mar/08
abr/0
8
mai/08
jun/08
jul/0
8
ago/08
set/0
8
out/0
8
nov/08
Pro
fundid
ade
(m
) bb
b
Figura 5.15: Gráfico da profundidade de extinção do disco de Secchi na estação 3 no
período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, Vargem das Flores – MG.
A profundidade da extinção do disco de Secchi na estação 3 foi similar às outras
anteriormente analisadas (estações 1 e 2), com os maiores valores de extinção do disco de
Secchi entre os meses de junho a setembro (período seco), e os menores valores observados
entre os meses de outubro a janeiro (período de chuva).
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 63
5.1.4 Estação 4
A Tabela 5.4 apresenta as medidas descritivas dos parâmetros monitorados na estação 4
durante o período de dezembro de 2007 a novembro de 2008. Os resultados em relação a cada
profundidade são mostrados nos gráficos “box-whisker” Figuras 5.16 a 5.20.
Tabela 5.4: Estatística descritiva dos parâmetros físicos e microbiológicos monitorados na estação 4, represa de Vargem das Flores, no período de dezembro de 2007 a novebro de
2008.
Est Parâmetro Unidade Nº de dados
Estatística Sup Secc 5 m Fundo
Máximo 123,4 123,4 122,3 156,5 Mínimo < 1 < 1 < 1 2 Mediana 5,8 11,8 7,9 24,8
E. coli NMP/
100 mL 11
Desv. padrão 36,4 39,3 42,1 61,5 Máximo 15,6 50,5 21,1 152,9 Mínimo <1 <1 <1 <1 Mediana 1,0 2,0 1,0 12,7
Enterococcus spp.
NMP/ 100 mL
11
Desv. padrão 4,4 15,1 6,4 47,8 Máximo 7,04 6,54 7,1 19,9 Mínimo 2,35 1,84 3,05 4,58 Mediana 3,6 4,3 4,3 6,8
Turbidez uT 10
Desv. padrão 1,4 1,3 1,5 5,0 Máximo 28,0 28,0 27,0 26,0 Mínimo 21,5 21,5 21,5 21,0 Mediana 26,0 25,5 25,8 25,0
4
Temperatura º C 11
Desv. padrão 2,1 2,1 2,1 1,9 * Sup = Superfície; Secc = Secchi
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 64
Figura 5.16: Gráfico “box-whisker” do parâmetro E. coli (NMP/100mL, no período de
dezembro de 2007 a novembro de 2008, estação 4, Vargem das Flores – MG.
Ao analisar as concentrações de E. coli na estação 4 (Figura 5.16 e Tabela 5.4) é possível
perceber que as máximas concentrações ocorreram no fundo da represa. Todavia, essa
diferença não foi estatisticamente significativa, da mesma forma como observado nas estações
1e 3.
A estação 4 está localizada próxima ao braço do córrego ribeirão Betim, caracterizado como
um dos mais poluídos por receber as maiores cargas difusas de fósforo (P = 1914,7 kg/ano) e
de nitrogênio (N = 14410,5 kg/ano) (SOUZA, 2003). Entretanto, as médias foram
relativamente baixas. Isso pode ser justificado pela instalação da rede que iniciou a
transposição de esgotos afluentes ao córrego ribeirão Betim para outra bacia a partir de 1998
(SOUZA, 2003). Segundo o autor os efeitos dessa transposição de esgotos não eram notados
até o ano de 2002 (quando ele concluiu sua pesquisa), entretanto após 10 anos de instalação
da rede, essa já pode ser a causa da diminuição de poluição pontual e consequentemente
diminuição na carga de E. coli na estação 4.
Ademais, essa estação foi classificada em todos as profundidades de coleta como “Própria” na
subcategoria “Excelente” para recreação de contato primário, segundo CONAMA n°
274/2000, de acordo com os dados da presente pesquisa.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 65
Figura 5.17: Gráfico “box-whisker” do parâmetro Enterococcus spp. (NMP/100mL), no
período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, estação 4, Vargem das Flores – MG.
Em relação às concentrações de Enterococcus spp. as diferenças entre as profundidades
também não foram estatisticamente significativas. Ademais, as médias relativamente baixas
das concentrações de Enterococcus spp. foi unânime em todas as estações durante o período
de monitoramento. A concentração máxima ocorreu no fundo e foi de 152,9 NMP/100 mL,
obtida no primeiro mês de monitoramento – dezembro/07.
O gênero Enterococcus está presente em uma ordem de magnitude menos numerosa do que os
coliformes termotolerantes e E. coli em fezes humanas, ainda assim eles são numerosos o
bastante para serem quantificados (STANDRIDGE, 2008; STEVENS et al., 2003), o que
justifica as baixas concentrações dessa bactéria nas amostras de água da represa de Vargem
das Flores.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 66
Figura 5.18: Gráfico “box-whisker” do parâmetro turbidez (UT), no período de dezembro de
2007 a novembro de 2008, estação 4, Vargem das Flores – MG.
A turbidez na estação 4 teve resultados similares aos obtidos nas demais estações,
apresentando média superior no fundo da represa. Houve diferenças significativas entre o
fundo com a superfície, p = 0,000; fundo com Secchi, p = 0,010; e fundo com 5 metros, p =
0,019. De acordo como Souza (2003), a estação 4 tem comportamento parecido ao da estação
3 e as maiores concentrações de turbidez podem estar associadas às ocasiões chuvosas na
bacia.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 67
Figura 5.19: Gráfico “box-whisker” do parâmetro temperatura (ºC), no período de dezembro
de 2007 a novembro de 2008, estação 4, Vargem das Flores – MG.
Em relação à temperatura, nenhuma diferença estatística foi encontrada entre as
profundidades da estação 4, ao nível de significância de 5%, durante o período de
monitoramento.
Gomes (2008), que avaliou esse parâmetro na represa de Vargem das Flores durante 3 anos,
separando por períodos (seco e chuvoso) não encontrou diferenças significativas entre as
profundidades em nenhum dos períodos, porém observou que a temperatura da água no
período seco (frio) foi significativamente menor que no chuvoso.
Na sequência, a Figura 5.20 apresenta a variação temporal da profundidade de extinção do
disco de Secchi.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 68
0,60
1,20
2,40
1,70
2,20
1,20
2,402,20
1,80
3,20
1,40
1,00
-
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
dez/07
jan/08
fev/08
mar/08
abr/0
8
mai/08
jun/08
jul/0
8
ago/08
set/0
8
out/0
8
nov/08
Pro
fundid
ade
(m
)
oo
o
Figura 5.20: Gráfico da profundidade de extinção do disco de Secchi na estação 4 no
período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, Vargem das Flores – MG.
Como já visto nas estações 1, 2 e 3, os valores da profundidade de extinção do disco de
Secchi foram superiores entre os meses de junho a setembro. Na estação 4, com exceção dos
meses de fevereiro e abril, onde também foram verificadas profundidades de extinção do
disco de Secchi superiores, e consequentemente maior transparência da coluna d’água, o
período seco (junho a setembro) também seguiu com os maiores valores. Da mesma forma, os
menores valores nesta estação foram verificados nos meses de outubro a janeiro, indicando
menor transparência e incidência de luz na coluna d’água durante o período de chuvas,
condizendo com os resultados observados por Gomes, (2008).
5.2 Avaliação do percentual de recuperação do método
Em relação ao grau de recuperação do método 1623 USEPA (2005), para detecção de oocistos
de Cryptosporidium e cistos de Giardia nas amostras de água bruta da represa de Vargem das
Flores, foram obtidos resultados com grau de recuperação em torno de 40% para oocistos e
30% para cistos, utilizando-se kits EASYSEED com 100 (± 1) oocistos por suspensão testada.
Esses percentuais não foram aplicados sobre os resultados finais, pois condizem com os
resultados de recuperação previamente relatados na literatura.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 69
5.3 Avaliação das concentrações de cistos de Giardia spp. e de oocistos de Cryptosporidium spp. nas estações 1, 2, 3 e 4
A Tabela 5.5 apresenta as concentrações de cistos de Giardia spp. verificadas nas estações 1,
2, 3 e 4 durante o período de dezembro de 2007 a novembro de 2008.
Tabela 5.5: Concentrações de cistos de Giardia spp. em todas as estações monitoradas com os respectivos percentuais de amostras positivas.
Cistos de Giardia/10 L Mês n Estação 1 Estação 2 Estação 3 Estação 4
Dez/07 1 4 4 4 2 Jan/08 1 N.D. N.D. N.D. N.D. Fev/08 1 N.D. N.D. N.D. N.D. Mar/08 1 2 1 N.D. N.D. Abr/08 1 1 1 1 3 Mai/08 1 N.D. N.D. 1 2 Jun/08 1 N.D. N.D. N.D. 1 Jul/08 1 N.D. 1 3 1 Ago/08 1 N.D. 1 8 2 Set/08 1 1 1 2 N.D. Out/08 1 2 N.D. 7 N.D. Nov/08 1 1 N.D. 1 N.D. % amostras (+) 12 (total) 50% 50% 66,6% 50% N.D.: Não Detectado (para fins de cálculo da média foi considerado valor zero); % amostras +: percentual de amostras positivas p/ cistos de Giardia spp. em um total de 12 análises.
Os resultados revelaram que as concentrações de cistos de Giardia spp. encontradas na
represa de Vargem das Flores oscilaram entre 0 a 8 cistos em 10 L de amostra, com
percentual de amostras positivas de 66,6% na estação 3, e de 50% nas estações 1, 2 e 4. Essas
concentrações de cistos de Giardia spp. foram relativamente baixas, quando comparadas com
as concentrações encontradas em mananciais lóticos, por exemplo (FRANCO et al., 2001;
MACHADO & CERQUEIRA, 2003). No entanto, foi similar ao resultado encontrado por
Hachich et al. (2004), que ao estudarem diversos mananciais para abastecimento público do
estado de São Paulo verificaram que, em geral, mananciais lênticos apresentavam menor
ocorrência de Giardia spp. e Cryptosporidium spp. que os mananciais lóticos.
Essa menor ocorrência de protozoários em reservatórios é segundo Brookes et al. (2004),
atribuída aos fatores de remoção, inclusive sedimentação e inativação por temperatura,
radiação UV e predação. De acordo com os autores, o destino e transporte dos patógenos ao
longo do reservatório estão intimamente relacionados aos processos hidrodinâmicos que
ocorrem em ambientes lênticos – conforme referido no capítulo 3, seção 3.7 – e,
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 70
principalmente a carga de patógenos alfuente à represa. Além disso, a ressuspensão de agentes
patogênicos dos sedimentos do fundo do corpo d’água pela turbulência, também influencia na
distribuição dos protozoários no reservatório.
Os resultados das análises de oocistos de Cryptosporidium spp. das amostras de água das
estações 1, 2, 3 e 4 podem ser observados na Tabela 5.6.
Tabela 5.6: Concentrações de oocistos de Cryptosporidium spp. em todas as estações monitoradas com os respectivos percentuais de amostras positivas.
Oocistos de Cryptosporidium/10 L Mês n Estação 1 Estação 2 Estação 3 Estação 4
Dez/07 1 1 N.D. N.D. 1 Jan/08 1 2 1 4 4 Fev/08 1 N.D. 4 N.D. 4 Mar/08 1 1 3 N.D. N.D. Abr/08 1 1 2 N.D. 1 Mai/08 1 N.D. N.D. N.D. N.D. Jun/08 1 N.D. N.D. N.D. N.D. Jul/08 1 N.D. N.D. N.D. 1 Ago/08 1 N.D. N.D. N.D. N.D. Set/08 1 1 N.D. N.D. N.D. Out/08 1 1 N.D. N.D. N.D. Nov/08 1 N.D. N.D. N.D. N.D. % amostras (+) 12 (total) 50% 33,3% 8,3% 41,6% N.D.: Não Detectado (para fins de cálculo da média foi considerado valor zero); % amostras +: percentual de amostras positivas p/ oocistos de Cryptosporidium spp. em um total de 12 análises.
As concentrações de oocistos de Cryptosporidium spp. variaram entre 0 a 4 oocistos/ 10 L
durante o período de monitoramento – Tabela 5.6 – com percentual de 50 % de amostras
positivas na estação 1 (50%), seguido pela estação 4 com 41,6% de amostras positivas para
oocistos de Cryptosporidium spp., estação 2 com 33,3%, e estação 3 que apresentou apenas
8,3% de amostras positivas ao longo dos 12 meses de monitoramento.
Essas ocorrências acompanham concentrações encontradas por outros autores em mananciais
superficiais destinados ao abastecimento público. Leal (2005) encontrou variações de 1 a 3
oocistos Cryptosporidium/10 L na água bruta do subsistema Itapecerica em Divinópolis, MG,
com percentual de 50% de ocorrência. Em uma pesquisa realizada em dois mananciais de
abastecimento de água na cidade de Viçosa, MG, foram verificadas concentrações médias de
oocistos de Cryptosporidium da ordem de 6 a 20 oocistos/L, ou 60 a 200 oocistos/10 L
(HELLER et al., 2004).
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 71
Ademais, é possível observar nas Tabelas 5.5 e 5.6, que houve maior concentração de cistos
de Giardia spp. em todas as estações monitoradas, quando comparada com a concentração de
oocistos de Cryptosporidium spp.; esses resultados podem ser atribuídos aos elevados valores
de turbidez, que favorecem a agregação dos oocistos de Cryptosporidium aos sólidos,
fenômeno que ocorre com maior frequência em sistemas lênticos, devido ao maior tempo de
residência da água nesses ambientes.
Além disso, pode estar havendo uma predação dos oocistos pelo zooplâcton que é mais
concentrado na camada superficial, próximo ao ponto onde foi realizada a coleta dos
protozoários. Fayer et al. (2000) apud Brookes et al. (2004), analisaram a ingestão de oocistos
pelo zooplâncton, e descobriram oocistos acumulados nos estômagos de várias espécies de
rotíferos. Os oocistos foram encontrados porque haviam sido eliminados no bolo que continha
até oito oocistos agregados em conjunto. No entanto, não está claro se os oocistos
permaneceram infecciosos.
Da mesma forma, é possível que a predação de patógenos e a subsequente incorporação de
agentes patogênicos em pellets fecais também influencie na fixação dos agentes patogênicos a
outras partículas do efluente. Por conseguinte, a agregação de patógenos ao material
particulado, ou a integração de patógenos a matéria orgânica, irá influenciar na taxa de
sedimentação de patógenos e favorecer o decaimento dos mesmos na coluna d’água; pois,
embora a sedimentação individual dos oocistos seja extremamente lenta, a capacidade dos
oocistos de se aderirem à partículas aumenta potencialmente sua velocidade de sedimentação
em até duas ordens de magnitude. Portanto, a sedimentação provavelmente contribuiu para
uma menor concentração de oocistos na camada superficial (BROOKES et al., 2004).
Outros fatores como temperatura, radiação e variações do pH, possivelmente favoreceram a
inativação dos patógenos na água e consequente não detecção dos mesmos nas análises. Em
vista disso, é de extrema importância que os processos hidrodinâmicos sejam mais bem
avaliados, em pesquisas mais longas, pois tais processos influenciam diretamente na
distribuição e transporte dos patógenos no corpo d’água.
A distribuição dos (oo)cistos de Cryptosporidium spp. e de Giardia spp. em todas as estações
monitoradas (1, 2, 3 e 4) está apresentada nas Figuras 5.21 e 5.22.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 72
Figura 5.21: Gráfico “box-whisker” das concentrações de cistos de Giardia (cistos/10 L) no
período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, estações 1, 2,3 e 4, Vargem das Flores – MG.
As concentrações de cistos de Giardia spp. não apresentaram diferenças estatisticamente
significativas ao nível de significância de 5%, entre as estações monitoradas, o que caracteriza
uma distribuição aparentemente homogênea dos cistos de Giardia spp. ao longo da represa de
Vargem das Flores e, portanto, nenhuma estação poderia ser considerada melhor ou pior tendo
em vista este parâmetro.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 73
Figura 5.22: Gráfico “box-whisker” das concentrações de oocistos de Cryptosporidium
(oocistos/10 L) no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, estações 1, 2,3 e 4, Vargem das Flores – MG.
Da mesma forma o teste estatístico não revelou diferenças significativas das concentrações de
oocistos de Cryptosporidium spp. entre as estações.
Embora as concentrações dos (oo)cistos de Cryptosporidium spp. e Giardia spp. tenham sido
relativamente baixas, conforme apresentado nas Tabelas 5.5 e 5.6, essa ocorrência parece ter
sido ubíqua e homogênea ao longo de toda a extensão da represa de Vargem das Flores,
Figuras 5.21 e 5.22, pois mesmo na estação à jusante, distante do desaguamento dos córregos
tributários como é o caso da estação 1, os (oo)cistos estavam presentes.
Essa ocorrência pode ser atribuída, portanto, não apenas à carga de esgotos afluentes, mas
também à ocupação e aos diversos usos da bacia. De acordo com Souza (2003), a ocupação da
bacia já existe há mais de 50 anos. O primeiro loteamento foi aprovado em 1953, anterior,
portanto, à construção da represa. Durante os anos de 1960 a 1984, a ocupação urbana média
da bacia aumentou a uma taxa de 62,71 ha/ano.
O uso agropecuário da bacia até 1985 consistia de pecuária extensiva, de pequenas lavouras
de subsistência e de hortigranjeiros. O uso industrial não apresentava problemas ao
reservatório, uma vez que essas atividades estavam concentradas na área urbana, distantes do
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manancial. No entanto, em relação ao uso para atividades de lazer – recreacional e
balneabilidade –, recomendou-se maior controle e fiscalização, uma vez que, constatadas as
concessões feitas pelo poder público, iniciava-se uma acelerada tendência de incorporação da
atividade aos principais usos das águas da represa, o que poderia ocasionar um
recrudescimento de atividades relacionadas ao comércio e consequente carreamento de
resíduos à bacia (SOUZA, 2003).
De acordo com os resultados obtidos nessa pesquisa, essa tendência vem se confirmando, e
entre o período de dezembro de 2007 a novembro de 2008 foram observadas várias atividades
recreacionais e outros usos e ocupação do solo, como a presença de animais às margens da
represa de Vargem das Flores, que também podem explicar a ocorrência dos protozoários.
Segundo Phillip et al. (2008), animais selvagens e domésticos são os principais tipos de fontes
de contaminação com oocistos de Cryptosporidium em águas superficiais, ao passo que a
contribuição da agricultura é menor. Essa conclusão surgiu a partir de um estudo comparativo
entre três bacias, com distintos usos do solo. A bacia caracterizada com a maior ocupação
urbana e presença de animais, selvagens e domésticos, foi aquela com maior número de
amostras positivas para oocistos de Cryptosporidium.
Portanto, a presença de animais, juntamente com os demais usos da bacia, como as atividades
recreacionais, pode ser a possível causadora da ocorrência ubíqua e homogênea dos (oo)cistos
de Cryptosporidium spp. e Giardia spp. nas estações da represa de Vargem das Flores. Keeley
& Faukner (2008), mostraram que a presença desses protozoários pode ser fortemente
influenciada pela sazonalidade e pelo uso do solo, sendo que a máxima ocorrência de
(oo)cistos foi observada nos locais impactados por criação de gado e durante o outono,
período de maior umidade.
Vale ressaltar que o único relato na literatura sobre a ocorrência desses protozoários na
represa de Vargem das Flores foi realizado por Vieira et al. (2004), em um único trabalho que
foi motivado por um morador (trecho reproduzido a seguir), que vem observando tristemente
a devastação da represa.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 75
"Em observações in loco, admirando atentamente a transparência à luz
e a tonalidade da água desta represa, durante aproximadamente
quatorze anos; onde se descortinava uma visão da beleza natural com
uma flora e fauna bastante rica, com grande quantidade de peixes, em
número e tamanho. Em contrapartida, o que vem acontecendo, bem à
frente dos nossos olhos nesse ecossistema até os dias de hoje é a
destruição constante, contínua e impiedosa pelo homem, considerado
o mais inteligente do planeta. Aquele de visão imediatista, ou o que dá
as costas, e diz: ‘não estou nem aí, pois não me afeta’, e se esquece
dos seus sucessores: filhos, netos e bisnetos”. Relato de Vicente
Cunha Coura, Farmacêutico-Bioquímico. Empresário, Responsável
Técnico e Diretor Administrativo de Empresa Privada de Saúde
(Núcleo de Saúde Lapecco) Belo Horizonte - MG. Possui sítio há 12
anos às margens da represa, municípios de Contagem e Betim - MG.
De acordo com a literatura – conforme já citado no capítulo 3 –, os causadores oficiais da
criptosporidiose humana, em indivíduos imunocompetentes, são as espécies Cryptosporidium
parvum e C. hominis, entretanto outras espécies como o C. meleagridis, C. felis, C. canis, C.
suis, C. muris e até o C. baileyi já foram isolados em pacientes imunossuprimidos (CACCIO
et al., 2005; PHILLIP et al., 2008; LIM et al., 2008). A Giardia duodenalis é a espécie
responsável pela ocorrência da giardiose em humanos (WHO, 2006). Contudo, diversos
estudos de biologia molecular comprovam que a questão não é tão simples, pois há grande
possibilidade de outras espécies também infectarem humanos.
Portanto a presença de animais às margens da represa ratifica o perigo oferecido à população
que faz uso do reservatório para fins recreacionais, com a possibilidade de ingerir a água
contaminada acidentalmente. As Figuras 5.23 a 5.29 ilustram a atual ocupação e alguns usos
da represa de Vargem das Flores, como a presença de animais nas margens do manancial.
Essas imagens foram registradas durante o período de monitoramento (dezembro de 2007 a
novembro de 2008) e evidenciam que a grande maioria dos reservatórios zoonóticos descritos
na literatura foram encontrados nas margens da represa.
Dentre os animais encontrados, a estação 1 (local próximo de onde é realizada a captação de
água para ETA) foi a que apresentou as maiores quantidades de animais que estão
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 76
categorizados entre os potenciais hospedeiros dos protozoários Cryptosporidium spp. e
Giardia spp. – Figuras 5.23, 5.24, 5.25, 5.26, 5.28 e 5.29. A começar pelo gado bovino –
Figura 5.23.
Figura 5.23: Gado bovino às margens da estação 1.
O gado bovino (Figura 5.23) é potencial hospedeiro das espécies de C. parvum, C. muris, C.
bovis e C. andersoni, sendo que o C. parvum genótipo bovino é frequentemente isolado de
infecções humanas e está associado a epidemias relacionadas à água de consumo – ver
capítulo 3, seção 3.1 e Tabela 3.1 – (WHO, 2006).
Figura 5.24: Presença de porcos nas proximidades da estação 1.
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Os suínos (Figura 5.24) são hospedeiros do C. suis (WHO, 2006); e de Giardia duodenalis
(THOMPSON, 2000). Além disso, essa espécie, C. suis, já foi associada em infecções
humanas (LIM et al., 2008).
Figura 5.25: Cães às margens da estação 1.
A espécie de Cryptosporidium encontrada em cães é o C. canis, que ocasionalmente é
detectada em pacientes imunossuprimidos e imunodeficientes. A prevalência de C. canis em
cães foi estimada em 1,5-45% (WHO 2006).
Vários estudos mostram que animais domésticos (Figura 5.25) são reservatórios de Giardia, e
embora as consequências clínicas de infecções de Giardia em cachorros e gatos parecem ser
mínimas, essas têm sido muito pesquisadas sobre a significância na saúde pública
(THOMPSON, 2000).
Figura 5.26: Pássaros encontrados próximos à torre de tomada na estação 1.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 78
A espécie C. galli é encontrada em pássaros e já foi isolada uma vez de infecções humanas
em pacientes com sistema imune debilitado. Quanto ao C. baileyi, espécie também detectada
nas aves, há relato de um caso onde a mesma teria infectado humanos. Entretanto, não há
registros de ambas as espécies em epidemias associadas à água de consumo (WHO, 2006).
Figura 5.27: Atividades recreacionais nas margens da represa.
Nos últimos 12 anos foram relatados vários surtos de criptosporidiose relacionados com o
consumo de água recreacional, afetando mais de 10.000 pessoas – Tabela 5.7. A frequente
contaminação fecal, aliada à resistência dos oocistos e às baixas doses de cloro normalmente
utilizadas (no caso de piscinas), e a alta densidade de banhistas em águas recreacionais têm
facilitado essa transmissão. O uso rotineiro de águas recreacionais por pessoas com
incontinência, inclusive crianças que usam fraldas e bebês de colo, aumentam o potencial
risco para transmissão hídrica. Esses fatores fazem com que a criptosporidiose seja
reconhecida como a principal causa das doenças de transmissão hídrica em águas
recreacionais de piscinas, lagos, rios, parques e fontes (FAYER et al., 2000).
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 79
Tabela 5.7: Surtos de criptosporidiose relacionados ao uso de águas recreacionais.
Unidade Recreacional
Localização Desinfectante utilizado
N° de casos (estimados/confirmados)
Ano do surto
Lago Albuquerque, NM
Nenhum 56/b 1986
Piscina Los Angeles Cloro 44/5 1988 Lago New Jersey Nenhum 2070/46 1994 Água de parque Georgia Cloro 2470/6 1995 Rio Noroeste da
Inglaterra e País de Gales
Nenhum 27/7 1997
Fonte Minessota Filtro de areia 369/73 1997 3 piscinas Canberra,
Austrália
a b/270 1998
Fonte: Modificado de (FAYER et. al., 2000). Nota: a – Dados não disponibilizados; b – A referência não identificou (considerou) os casos enquanto estimados ou confirmados.
Quanto a estação 2, os únicos animais encontrados foram ovelhas (Figura 5.28), não tendo
sido observada a presença de gado bovino, porcos, cachorros e pássaros como visto na estação
1.
Figura 5.28: Rebanho de ovelhas nas margens da estação 2.
A alta prevalência de C. parvum em gado bovino e ovino, aliado ao alto número de oocistos
liberados pelos animais infectados, especialmente os neonatos, fazem do gado bovino e do
ovino importantes fontes de contaminação ambiental com oocistos de Cryptosporidium que
tem sido implicado em vários surtos de transmissão hídrica de criptosporidiose.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 80
Na estação 3 não foram vistas ovelhas, como na estação 2, porém os pássaros e cavalos
estavam presentes – Figuras 5.26 e 5.29.
Figura 5.29: Cavalos nas margens da estação 3.
Evidências indiretas indicam que contatos com cavalos e com suas fezes são fatores de risco
para criptosporidiose. Em um estudo realizado em Mashhad, Irã, os autores analisaram um
total de 300 amostras fecais de equinos e 26,6% estavam contaminadas com oocistos de
Cryptosporidium. Os autores alegaram que essa concentração foi superior às concentrações
normalmente relatadas na literatura (NAGHIBI & VAHEDI, 2002).
É importante ressaltar o fato de que os oocistos de Cryptosporidium não requerem um período
de maturação após serem liberados juntamente com as fezes, ao contrário, eles são
imediatamente capazes de infectar outros hospedeiros (WHO, 2006).
Os animais encontrados na estação 4 foram os mesmos vistos na estação 3, i. é, pássaros e
cavalos – Figuras 5.26 e 5.29 –, que como já dito, são potenciais reservatórios do C. parvum.
Conforme relatado, a crescente devastação da represa, e a ocupação desordenada, seja com a
finalidade recreativa, agropecuária ou comercial, criam um ambiente favorável a dispersão de
microrganismos patogênicos, através de despejos de efluentes e da criação de animais que
podem liberar (oo)cistos de Cryptosporidium spp. e Giardia spp. pelas fezes, potencializando
a ocorrência de criptosporidiose e a giardiose humanas, respectivamente.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 81
É recomendável que represas destinadas ao abastecimento, como é o caso de Vargem das
Flores, sejam protegidas do acesso indiscriminado da população, devendo tais cuidados serem
estendidos por toda a bacia de contribuição. A prática de usos múltiplos da represa exige a
implantação de um sistema de gerenciamento eficiente, cuja responsabilidade é normalmente
atribuída a agências de bacias ou a consórcios administradores (VON SPERLING, 1999).
Manter avaliação sistemática do sistema de abastecimento de água, com base na ocupação da
bacia contribuinte ao manancial, no histórico das características das águas, nas características
físicas do sistema de abastecimento, nas práticas operacionais e na qualidade da água
distribuída compõe o sistema integrado de múltiplas barreiras (BASTOS, 2007).
O monitoramento da qualidade da água bruta, realizado nessa pesquisa, constitui-se uma das
primeiras etapas e um dos aspectos considerados na gestão de riscos em sistemas de
abastecimento, fazendo parte do Plano de Segurança da Água (PSA), que visa garantir a
qualidade de água para consumo humano, desde a sua origem até a torneira do consumidor.
Entretanto, apenas esse monitoramento não é suficiente para garantir a segurança
microbiológica da água.
Diante deste quadro, torna-se de fundamental importância a abordagem do sistema de
múltiplas barreiras para auxiliar na garantia da qualidade microbiológica da água e não apenas
se fiar no desempenho do sistema de tratamento de água.
Para concluir e sintetizar a ocorrência dos protozoários Giardia spp. e Cryptosporidium spp.
na represa de Vargem das Flores, a Tabela 5.8 apresenta a estatística descritiva das
concentrações de (oo)cistos verificadas em todas as estações monitoradas.
Tabela 5.8: Estatística descritiva dos parâmetros Cryptosporidium oocisto/10 L e Giardia cisto/10 L – estações 1,2,3 e 4.
Estação 1 Estação 2 Estação 3 Estação 4 Oocisto Cisto Oocisto Cisto Oocisto Cisto Oocisto Cisto Máximo 2 4 4 4 4 8 4 3 Mínimo 0 0 0 0 0 0 0 0 Média aritmética 0,6 0,9 0,8 0,8 0,3 2,3 0,9 0,9 Mediana 0,5 0,5 0,0 0,5 0,0 1,0 0,0 0,5 Desvio padrão 0,7 1,2 1,4 1,1 1,2 2,8 1,5 1,1
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 82
A partir das médias aritméticas das concentrações de (oo)cistos de Cryptosporidium spp.
encontradas na represa de Vargem das Flores (Tabela 5.8) foi possível enquadrar cada uma
das estações monitoradas em uma categoria de acordo com a LT2ESWTR (USEPA 2006) –
descrita na seção 3.5 dentro do capítulo Revisão da Literatura. A categorização está
apresentada na Tabela 5.9.
Tabela 5.9: Categorização segundo a LT2ESWTR – USEPA 2006 – das estações de coleta (1, 2, 3 e 4) da represa de Vargem das Flores – M G.
Estação Concentração média de oocistos
Categoria Log de remoção – CC e FD
Tratamento adicional
1 e 3 <0,075 oocistos/L 1 Filtração direta confere 3 log - Satisfatório
*
2 e 4 > 0,075 até < 1,0 oocisto/L
2 Filtração direta confere 3 log
Necessário + 1 log adicional para sistemas com ciclo completo, filtração lenta ou filtração direta
CC = Ciclo Completo; FD = Filtração Direta; * não requer tratamento adicional.
Como a tecnologia de tratamento utilizada na ETA de Vargem das Flores é a filtração direta, a
mesma é capaz de atender ao log de remoção requerido pela EPA, para as estações 1 – onde é
realizada a captação – e estação 3, contudo as estações 2 e 4 se enquadraram na categoria 2 e
para ambas seria necessário um tratamento adicional para alcançar mais 1 log de remoção. É
importante ressaltar que a categorização apresentada na Tabela 5.9, foi feita a partir da média
aritmética das concentrações de oocistos de Cryptosporidium spp. obtidas durante 12 meses e
com análise de apenas 12 amostras (Tabela 5.6), o que é relativamente pouco para caracterizar
um ambiente aquático. Além disso, a EPA (2006) recomenda a análise em um período de 24
meses com coletas mensais ou quinzenais, se for mensal é feita uma média aritmética das 24
amostras, se for quinzenal é feita a média das doze maiores concentrações para tal
categorização, o que seria inviável para uma pesquisa de curto prazo. Por conseguinte, o
enquadramento acima apenas complementa a discussão, mas não deve ser dado como verdade
absoluta da categorização da represa de Vargem das Flores, uma vez que esse manancial vem
sofrendo cada dia mais ocupação urbana o que juntamente com a presença de animais,
justifica a ocorrência ubíqua dos protozoários Cryptosporidium spp. e da Giardia spp.
verificada na represa.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 83
5.4 Avaliação preliminar das concentrações de (oo)cistos de Cryptosporidium spp. e de Giardia spp. nos córregos tributários
Previamente à apresentação dos resultados obtidos nos córregos tributários da represa de
Vargem das Flores é importante destacar que devido ao fato de terem sido realizadas apenas
três coletas no córrego Água Suja e duas coletas nos córregos Morro Redondo, Bela Vista e
ribeirão Betim para os protozoários, os resultados tiveram apenas caráter informativo sobre a
possível concentração dos (oo)cistos dos protozoários; pois o pequeno número de dados
impossibilitou a aplicação de um teste estático.
A Tabela 5.10 apresenta as concentrações de (oo)cistos de Cryptosporidium spp. e de Giardia
spp. verificadas nas amostras de água dos córregos tributários da represa de Vargem das
Flores, referentes a três coletas – setembro de 2007, maio e setembro de 2008.
5.10: Concentração de (oo)cistos de Cryptosporidium spp. e de Giardia spp. nos córregos tributários da represa de Vargem das Flores, referentes as análises realizadas em setembro
de 2007, maio e setembro de 2008.
Oocistos de Cryptosporidium/ L Cistos de Giardia/ L Mês A. S. R. B. M. R. B. V. A. S. R. B. M. R. B. V.
Set/07 30 N.C. N.C. N.C. 3,0 N.C. N.C. N.C. Mai/08 22 15,8 1,4 0,1 2,3 1,3 0,2 N.D. Set/08 0,2 0,1 3,6 21,2 82,1 0,1 N.D. 1,4 Média 10,4 oocistos/L 14,9 cistos/L
A.S.: Água Suja; R.B. ribeirão Betim; M.R.: Morro Redondo; B.V.: Bela Vista N.C.: Não Coletado; N.D.: Não Detectado (para fins de cálculo da média foi considerado valor zero).
De acordo com Rose et al. (2000), Giardia e Cryptosporidium podem se originar de uma
variedade de fontes, incluindo estações de tratamento de esgotos e efluentes de tanques
sépticos, escoamentos de tempestades, terras adubadas com esterco, ressuspensão de
sedimentos do fundo de ambientes aquáticos, entradas diretas de animais domésticos e
selvagens nos mananciais. Brookes et al. (2004), também afirmam que episódios patogênicos
em lagos e reservatórios são muitas vezes associados a esses processos, mas segundo os
autores o deságue de córregos é considerado a principal fonte de patógenos, por isso é de
extrema importância o monitoramento dos mesmos. Entretanto, como já dito, não foi
realizado o monitoramente regular dos córregos tributários de Vargem das Flores, e as
concentrações referidas na Tabela 5.10 serviram apenas como uma caracterização preliminar
da concentração dos (oo)cistos de Cryptosporidium spp. e Giardia.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 84
A partir dos resultados obtidos durante o período de monitoramento da represa de Vargem das
Flores também foi possível fazer uma avaliação preliminar da dinâmica dos (oo)cistos dos
protozoários ao longo do curso d’água, desde a entrada, através dos tributários, passando
pelas estações monitoradas, até o ponto de captação, e analisar, de acordo com a concentração
dos patógenos, se houve redução dos (oo)cistos dos protozoários Cryptosporidium spp. e
Giardia spp.
Para facilitar a compreensão, a Figura 5.30 dispõe um esquema da represa de Vargem das
Flores e as médias das concentrações de oocistos de Cryptosporidium spp. e cistos de Giardia
spp. em cada local de amostragem.
Figura 5.30: Esquema da distribuição dos (oo)cistos na represa de Vargem das Flores. Os
valores ao lado de cada seta são relativos às concentrações médias de oocistos de Cryptosporidium spp. e cistos de Giardia spp.
A Tabela 5.11 reúne os valores em log de redução das concentrações de (oo)cistos entre as
estações e os córregos tributários.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 85
Tabela 5.11: Log de redução das concentrações de (oo)cistos/L de Cryptosporidium spp. e de Giardia spp. obtidas nas estações 1, 2, 3, e 4 e nos córregos da represa de Vargem das
Flores, MG no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008.
Log de redução Oocistos/L Cistos/L
Local
Valor inicial
Valor final Efi.
Log redução
Valor inicial
Valor final Efi.
Log redução
Log da média dos córregos x E 4 10,4 0,09 0,99 2,0 14,9 0,09 0,99 2,2 E 4 x E2 0,09 0,08 0,11 0,05 0,09 0,08 0,11 0,05 E 3 x E 2 0,03 0,08 1,67 0,4 0,23 0,08 0,65 0,4 E 2 x E 1 0,08 0,06 0,25 0,1 0,08 0,09 0,13 0,05 Total (Log média dos córregos x E1) 10,4 0,06 0,99 2,2 14,9 0,09 0,99 2,2 Efi.: Eficiência = (Valor inicial - Valor final)/Valor inicial Log redução = Log10 Valores em vermelho = valor negativo E = Estação A média das concentrações de (oo)cistos dos córregos se trata da soma das médias das concentrações de (oo)cistos dos tributários – Água Suja, ribeirão Betim, Bela Vista e Morro Redondo, seção 5.4, Tabela 5.10.
Conforme discutido no item 5.3, não houve diferença estatisticamente significativa relativa às
concentrações de (oo)cistos entre as estações. Todavia, parece ter havido uma redução
expressiva quando são comparadas as concentrações médias de (oo)cistos nos córregos
tributários até a estação 1 (Tabela 5.11), com log de redução igual a 2,2. Desse ponto de vista
a represa de Vargem das Flores parece ter se comportado como uma barreira sanitária.
Possivelmente um dos fatores que contribui para a redução na concentração dos protozoários
ao longo da represa foi o tempo de residência da água, que conforme já dito é de três meses
em períodos de chuva e 11 meses na seca. Entretanto, o número de amostras coletadas nos
córregos não gerou dados suficientes para aplicação de um teste estatístico, o que não permite
extrair maiores conclusões.
Ademais, ao que tudo indica, houve uma nova poluição entre as estações monitoradas,
possivelmente advinda das cargas difusas de esgotos e dejetos na represa, isso explica a maior
concentração média de oocistos de Cryptosporidium spp. na estação 2 em relação a estação 3,
que está mais a montante. O mesmo ocorreu com a concentração média de cistos de Giardia
spp. entre as estações 2 e 1.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 86
Entretanto, é importante ressaltar que mesmo que as diferenças das concentrações de
(oo)cistos de protozoários ao longo das estações (4, 3, 2 e 1) não tenham sido relevantes, em
termos de Cryptosporidium e Giardia, aparentemente há um perigo maior nas estações
localizadas à montante do que naquelas à jusante.
Dentro dessa avaliação da represa de Vargem das Flores torna-se de extrema importância
examinar outros parâmetros relevantes na caracterização da qualidade da água de um
manancial, tal como o fitoplâncton, constituído pelas algas e cianobactérias, uma vez que
essas podem indicar uma possível eutrofização – aumento no aporte de nutrientes,
principalmente N e P –, produzir toxinas, além de interferir prejudicialmente na eficiência das
etapas do tratamento de água, reduzindo assim a qualidade da água tratada.
No presente estudo não foi realizada nenhuma análise hidrobiológica, e tão pouco foi feita
uma correlação das concentrações das algas com a presença dos protozoários
Cryptosporidium e Giardia.
Entretanto, outros autores, em distintos trabalhos, avaliaram a qualidade da água da represa de
Vagem das Flores segundo o parâmetro fitoplâncton.
Jardim (1999) verificou quantidades reduzidas de espécies de cianobactérias – Aphanothece
clathrata, Cylindrospermopsis raciborskii, Coelosphaerium sp., Oscillatoria spp. e
Microcystis spp. – na água bruta do sistema de Vagem das Flores e observou uma diversidade
elevada na composição do fitoplâncton, com uma alternância das cianobactérias com as
diatomáceas e as algas verdes, mas sempre com o predomínio das duas últimas.
Souza (2003) também observou que na represa de Vargem das Flores vem ocorrendo uma boa
diversidade do fitoplâncton, com predomínios em períodos alternados das classes
Chlorophyta, Bacillariophyta e Cyanophyta (mais precisamente das espécies
Cylindrospermopsis raciborskii e Microcystis aeruginosa).
E Gomes (2008) verificou que os grupos predominantes do fitoplâncton no período seco
foram Bacillariophyta e fitoflagelados, e durante o período chuvoso observou a maior
ocorrência de cianobactérias, sempre correlacionadas com a presença das classes
Bacillariophyta e Chlorophyta.
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Souza (2003) e Gomes (2008) concordaram que a estação 1 apresenta características de
qualidade de água superiores quando comparadas com as demais estações. A estação 2
apresenta características intermediárias, enquanto que as estações 3 e 4 têm a qualidade de
suas águas mais prejudicadas devido ao deságue direto dos tributários. Ademais, segundo
Souza (2003), a autodepuração das águas residuárias acontece em percurso relativamente
longo dentro da represa, fazendo com que, nas estações de monitoramento, essas águas
alcancem muitas vezes condições satisfatórias de qualidade.
Essa conclusão foi muito próxima aos resultados dos parâmetros monitorados – E. coli,
Enterococcus spp., Cryptosporidium, Giardia e turbidez – na presente pesquisa. Contudo, é
importante destacar que, nem sempre a represa atua como “barreira sanitária”. Dentro de
conceito de múltiplas barreiras a retenção de patógenos pode ser relativa, pois a ressuspensão
de sedimentos por processos hidrodinâmcos como chuvas, tempestades, ondas, ventos e
correntes internas no reservatório, podem ocasionar a elevação da concentração de patógenos.
Portanto, recomenda-se que em pesquisas futuras o monitoramento nos córregos tributários
seja realizado de forma regular, para que a avaliação e caracterização da carga de protozoários
afluentes a represa sejam descritas de forma estatisticamente segura.
5.5 Avaliação comparativa dos indicadores biológicos e físicos nas profundidades de todas as estações monitoradas
5.5.1 E. coli
As Figuras enumeradas de 5.31 a 5.34 referem-se às concentrações da bactéria E. coli em
cada profundidade separadamente, em todas as estações monitoradas. A Tabela 5.12 apresenta
os valores de p ao nível de significância de 5%.
Primeiramente são apresentados todos os gráficos “box-whisker” juntamente com a tabela, e
posteriormente é feita a discussão conjunta de todos os resultados.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 88
Figura 5.31: Gráfico “box-whisker” das concentrações de E. coli (NMP/100 mL) no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, verificadas na superfície nas estações 1, 2, 3 e
4, Vargem das Flores – MG.
Figura 5.32: Gráfico “box-whisker” das concentrações de E. coli (NMP/100 mL) no período
de dezembro de 2007 a novembro de 2008, verificadas na profundidade de extinção do disco de Secchi nas estações 1, 2, 3 e 4, Vargem das Flores – MG.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 89
Figura 5.33: Gráfico “box-whisker” das concentrações de E. coli (NMP/100 mL) no período
de dezembro de 2007 a novembro de 2008, verificadas na profundidade de 5m nas estações 1, 2, 3 e 4, Vargem das Flores – MG.
Figura 5.34: Gráfico “box-whisker” das concentrações de E. coli (NMP/100 mL) no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, verificadas no fundo nas estações 1, 2, 3 e 4,
Vargem das Flores – MG.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 90
Tabela 5.12: Valores de p ao nível de significância de 5% (Kruskal Wallis) das concentrações de E. coli nas distintas profundidades em todas as estações monitoradas.
E. coli em cada profundidade (E1 x E2 x E3 x E4) Profundidade Valor de p Diferenças
Superfície 0,012 E1 x E3 Secchi 0,001; 0,048 E1 x E3; E2 X E3
5 m 0,002 E1 x E3 Fundo 0,005 E1 x E3
Ao observar os gráficos “box-whisker” observa-se uma maior variabilidade das concentrações
de E. coli na estação 3, em todas as profundidades monitoradas. Esta estação apresentou
diferenças significativas quando comparada com a estação 1 na superfície, Secchi, 5 m e
fundo e quando comparada com a estação 2 mostrou diferenças significativas na profundidade
de Secchi – Tabela 5.12.
De acordo com Souza (2003) um dos problemas (potenciais) da qualidade da água de Vargem
das Flores decorrentes do processo de ocupação da bacia é a contaminação com bactérias do
grupo coliformes. A estação 3 tem uma vasta ocupação o que, juntamente com a intrusão
pontual de esgotos através do tributário Água Suja, justifica a quantidade superior de E. coli
nessa estação quando comparada com as estações 1 e 2, que estão localizadas mais à jusante e
possuem menor ocupação urbana.
A estação 4 apresentou medianas menores das concentrações de E. coli do que a estação 3.
Embora essa estação também receba influência dos córregos tributários, principalmente do
ribeirão Betim, a estação 4 possui valores de profundidade da coluna d’água superiores à
estação 3, o que proporciona uma diluição mais eficiente dos poluentes afluentes a esse local
e portanto nenhuma diferença significativa, ao nível de significância de 5%, das
concentrações de E. coli entre a estação 4 e as demais foi verificada. Além disso, como já
mencionado a reversão de esgotos afluentes ao ribeirão Betim para outra bacia, iniciada em
1998, pode ter contribuído para a redução da carga de esgotos domésticos e consequente
redução da carga fecal afluente à estação 4.
Vieira et al. (2004) fizeram um estudo de avaliação da qualidade da água de Vargem das
Flores para o padrão de balneabilidade. Ao final do período de monitoramento, os autores
concluíram a inadequação da água do manancial para o padrão de balneabilidade em vários
pontos da represa de acordo com as concentrações dos parâmetros microbiológicos
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 91
analisados; coliformes termotolerantes e E. coli – Resolução CONAMA nº 274 / 2000. Dentre
esses pontos caracterizados como impróprios estão o córrego Água Suja e a cabeceira da
represa no sentido Contagem. Este ponto representou no projeto o encontro dos afluentes
vindos da cabeceira e estão mais próximos as estações 3 e 4.
5.5.2 Enterococcus spp.
Conforme apresentado na Tabela 5.13 não houve diferença significativa entre as
concentrações de Enterococcus spp. ao nível de significância de 5% entre as distintas
profundidades nas estações monitoradas, portanto os gráficos “box-whisker” não são
apresentados.
Tabela 5.13: Valores de p ao nível de significância de 5% (Kruskal Wallis) das concentrações de Enterococcus spp. nas distintas profundidades em todas as estações
monitoradas.
Enterococcus spp. cada profundidade (E1 x E2 x E3 x E4) Profundidade Valor de p Diferenças
Superfície 0,555 Nenhuma Secchi 0,494 Nenhuma
5 m 0,313 Nenhuma Fundo 0,496 Nenhuma
Além de não terem sido verificadas diferenças nas concentrações de Enterococcus spp. entre
as estações monitoradas, as médias foram relativamente baixas, o que pode ser atribuído ao
fato dessa bactéria estar presente em menor quantidade do que os coliformes termotolerantes e
E. coli em fezes humanas (STANDRIDGE, 2008; STEVENS et al., 2003).
5.5.3 Turbidez
As Figuras 5.35 a 5.38 apresentam as concentrações referentes aos valores de turbidez em
cada profundidade separadamente, em todas as estações monitoradas. A Tabela 5.14 apresenta
os valores de p ao nível de significância de 5%.
E igualmente como apresentado para o parâmetro E. coli, são mostrados primeiramente todos
os gráficos “box-whisker” juntamente com a tabela, e posteriormente é feita a discussão
conjunta de todos os resultados.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 92
Figura 5.35: Gráfico “box-whisker” dos valores de turbidez no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, verificados na superfície nas estações 1, 2, 3 e 4, Vargem das Flores
– MG.
Figura 5.36: Gráfico “box-whisker” dos valores de turbidez no período de dezembro de 2007
a novembro de 2008, verificados na profundidade de extinção do disco de Secchi nas estações 1, 2, 3 e 4, Vargem das Flores – MG.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 93
Figura 5.37: Gráfico “box-whisker” dos valores de turbidez no período de dezembro de 2007 a novembro de 2008, verificados na profundidade de 5 m nas estações 1, 2, 3 e 4, Vargem
das Flores – MG.
Figura 5.38: Gráfico “box-whisker” dos valores de turbidez no período de dezembro de 2007
a novembro de 2008, verificados no fundo nas estações 1, 2, 3 e 4, Vargem das Flores – MG.
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Tabela 5.14: Valores de p ao nível de significância de 5% (Kruskal Wallis) dos valores de turbidez nas distintas profundidades em todas as estações monitoradas.
Turbidez cada profundidade (E1 x E2 x E3 x E4) Profundidade Valor de p Diferenças
Superfície 0,402 Nenhuma Secchi 0,103 Nenhuma
5 m 0,049 E1 x E3 Fundo 0,427 Nenhuma
Novamente observa-se maior variabilidade nos valores de turbidez na estação 3. Na
profundidade de 5 m houve diferença significativa da turbidez entre a estação 3 e a estação 1
– Tabela 5.14. Esse resultado é justificado mais uma vez pelo recorrente despejo de esgoto
nessa estação, advindo em sua maioria do córrego Água Suja.
Ademais, a estação 3 apresenta peculiaridades que valem a pena serem mencionadas, uma vez
que podem auxiliar na interpretação dos dados e caracterização da área. Dentre elas, os
valores baixos de profundidade (Tabela 5.15) em relação às outras estações (1, 2 e 4).
Segundo Von Sperling (1999) a profundidade de uma represa consiste no parâmetro
morfométrico de maior importância limnológica e afeta diretamente o padrão de circulação e
a distribuição de organismos e compostos químicos na coluna d’água, definindo também a
proporcionalidade da distribuição da radiação solar nela incidente.
Na estação 3 foram verificados os menores valores de profundidade da coluna d’água,
havendo meses, inclusive, em que a mesma chegou a atingir apenas 6 m. Mesmo se tratando
de uma represa, que é geralmente rasa, a estação 3, quando comparada com a estação 1, por
exemplo, apresentou diferenças de até 10 m de profundidade da coluna d’água em alguns
meses. Essa característica pode favorecer a maior concentração de sólidos suspensos na
estação 3 e consequentemente uma água de qualidade inferior em relação a este parâmetro.
Para melhor ilustrar a discussão, a Tabela 5.15 apresenta os valores de profundidade aferidos
em todas as estações durante o período de monitoramento.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 95
Tabela 5.15: Valores de profundidade (Zr) nas estações da represa de Vargem das Flores, verificados durante o período de dezembro de 2007 a novembro de 2008.
Valores de Profundidade nas estações (m)
Mês Estação 1 Estação 2 Estação 3 Estação 4
dez/07 16,5 11,5 6,0 8,5 jan/08 18,5 12,0 6,0 9,5 fev/08 19,5 16,0 7,0 11,0 mar/08 19,0 * 9,0 11,5 abr/08 19,0 17,0 9,5 11,5 mai/08 18,5 15,0 9,0 11,0 jun/08 18,5 13,0 9,0 11,5 jul/08 19,0 13,0 9,0 11,5 ago/08 16,0 12,0 8,5 8,0 set/08 19,0 11,5 7,0 10,0 out/08 16,5 13,5 7,5 10,0 nov/08 16,0 11,0 7,5 8,5
* Profundidade não aferida
É bem provável que a diferença dos valores de profundidades na estação 3 em relação às
demais possa também significar uma água de pior qualidade para outros parâmetros, pois no
caso de uma eventual inversão térmica, os sedimentos ressuspensos serão mais facilmente
transportados para superfície do que em ambientes mais profundos, podendo carrear
microrganismos patogênicos, como os (oo)cistos de Cryptosporidium e de Giardia. Além do
mais, a presença de microrganismo é reforçada pelo constante despejo de esgoto nesse local,
devido à localização geográfica da estação, próxima aos córregos tributários, além da
ocupação por banhistas e embarcações aquáticas.
5.5.4 Temperatura
Da mesma forma como ocorrido com o parâmetro Enterococcus spp. os valores de
temperatura da água não apresentaram diferenças estatisticamente significativas entre as
distintas camadas da coluna d’água nas estações monitoradas. Portanto, os gráficos “box-
whisker” não são apresentados.
Os valores de p ao nível de significância de 5% entre as distintas profundidades nas estações
monitoradas estão apresentados na Tabela 5.16.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 96
Tabela 5.16: Valores de p ao nível de significância de 5% (Kruskal Wallis) dos valores de temperatura nas distintas profundidades em todas as estações monitoradas.
Temp. da água cada profundidade (E1 x E2 x E3 x E4) Profundidade Profundidade Profundidade
Superfície Superfície Superfície Secchi Secchi Secchi
5 m 5 m 5 m Fundo Fundo Fundo
Conforme discutido na segunda seção deste capítulo (5.2), onde são apresentados os valores
de temperatura por estação, as medianas verificadas foram pouco distintas e também não
apresentaram nenhuma diferença significativa entre as profundidades ao nível de sinificância
de 5% - Kruskal Wallis. Esse resultado se estendeu quando a comparação foi realizada
separadamente por profundidade das estações e mostra que a temperatura da água nas
estações 1, 2, 3 e 4 é bastante similar e está em sintonia com os padrões sazonais da
temperatura ambiente, assim como observado por (SOUZA, 2003).
5.6 Correlação entre protozoários, bactérias e turbidez
A Tabela 5.17 apresenta as correlações obtidas entre os protozoários Cryptosporidium spp. e
Giardia e os parâmetros E. coli, Enterococcus spp. e turbidez em todas as estações
monitoradas.
Tabela 5.17: Matriz de correlação, segundo Spearman, dos valores de turbidez (uT), (oo)cistos/L, E. coli e Enterococcus spp. (NMP/100mL) no período de dezembro de 2007 a
novembro de 2008, Vargem das Flores – MG.
E Cryptosporidium e E. coli
Cryptosporidium e Enterococcus
spp.
Cryptosporidium e turbidez
Giardia e E. coli
Giardia e Enterococcus
spp.
Giardia e
turbidez 1 0,315 0,703 0,140 0,472 0,780 0,426
2 -0,093 0,379 -0,149 0,214 0,272 -0,128
3 0,305 0,397 0,480 0,258 -0,005 -0,172
4 0,100 0,275 -0,059 -0,028 -0,173 -0,079
E – Estação de coleta.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 97
Todas as estações apresentaram correlação fraca relativa aos protozoários Cryptosporidium
spp. e Giardia spp. com o parâmetro físico turbidez.
Resultado similar foi verificado por Nieminski et al. (2008), que encontraram correlações
pobres entre esses dois parâmetros após reunir dados de sete anos do monitoramento de sete
estações de tratamento de água. Ao final do estudo os autores concluíram que a turbidez não
era um indicador confiável para a presença de Cryptosporidium em águas.
A correlação obtida entre as variáveis Cryptosporidium spp. e E. coli também foi muito fraca
em todas as estações monitoradas – Tabela 5.17. Portanto, a E. coli não se comportou como
um indicador adequado da presença deste protozoário na presente pesquisa. Em relação à
correlação entre Giardia spp. e E. coli, houve correlação moderada apenas na estação 1.
Quanto ao Enterococcus spp. houve correlação alta com o Cryptosporidium spp. e com a
Giardia spp. na estação 1, contudo nas demais estações a correlação dessa bactéria com os
protozoários mostrou-se fraca.
Em relação às estações 2, 3 e 4, as bactérias e os protozoários apresentaram correlação fraca.
Uma possível explicação para tal fato, seria que embora Cryptosporidium, Giardia, E. coli e
coliformes totais tenham origem nas fezes humanas e animais e são supostamente e
equanimente diluídos quando afluem ao corpo d’água, a falta de correlação significativa entre
patógenos entéricos e indicadores fecais poderia refletir diferentes taxas de sobrevivência e
sedimentação. Enquanto a infecciosidade de (oo)cistos é influenciada por vários fatores
ambientais, inclusive temperatura, umidade, predação e exposição à radiação ultravioleta,
(oo)cistos são conhecidos por sua capacidade de sobreviver meses na água quando
comparados com bactérias de indicação fecal, que morrem mais rapidamente do que os
protozoários (KEELEY & FAUKNER, 2008).
Segundo Nieminski et al. (2008), assim como a turbidez, a E. coli não é um indicador
confiável da presença de Cryptosporidium. As análises realizadas pelos autores indicaram que
os níveis de previsibilidade regulamentados para sistemas que abastecem mais de 10.000
pessoas – de E. coli > 10/100 mL em mananciais lênticos e E. coli > 50/100 mL em
mananciais lóticos –, não representam aumento na ocorrência de Cryptosporidium conforme
preconizado pela LT2ESWTR USEPA.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 98
Da mesma forma, o Comitê Distrital Provinciano Federal Canadense (2002), sobre água
potável, afirma que a E.coli não é um bom indicador para C. parvum e G. lamblia. Portanto,
mais trabalhos precisam ser feitos para correlacionar a presença de E. coli com a presença de
patógenos, a fim de avaliar a necessidade da utilização de indicadores adicionais (TALLON et
al., 2005).
É importante destacar que a correlação entre a presença dos dois protozoários –
Cryptosporidium e Giardia –, não foi realizada na presente pesquisa, pelo fato de que ambos
são protozoários de transmissão fecal-oral, compartilhando vários fatores biológicos e
epidemiológios.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 99
6 CONCLUSÕES
O trabalho realizado permitiu concluir que: • A distribuição dos (oo)cistos de Cryptosporidium spp. e de Giardia spp. na represa de
Vargem das Flores mostrou-se equânime e não indicou uma estação que apresente melhor
qualidade de água tendo em vista esse parâmetro. Por conseguinte, a estação 1 continua
sendo a mais adequada para captação de água, pois ainda se difere das outras estações por
possuir características hidráulicas mais apropriadas e menor poluição fecal.
• Tendo em vista os demais parâmetros analisados - E. coli, Enterococcus spp. e turbidez, a
estação 1 apresentou água de melhor qualidade do que as demais estações (2, 3 e 4 ), sendo
que a maior concentração de E. coli foi verificada na estação 3, assim como ocorreram as
maiores médias de turbidez nesta estação, o que indica uma água de pior qualidade neste
local em relação a esses parâmetros.
• As menores médias de oocistos de Cryptosporidium spp. foram encontradas na estação 3,
embora essas não tenham sido estatisticamente significativas quando comparadas com as
estações 1 , 2 e 4.
• Em relação ao padrão de balneabilidade, todas as estações monitoradas na represa de
Vargem das Flores, nas distintas profundidades, foram categorizadas como “Próprias” para
recreação de contato primário, segundo CONAMA 274/2000.
• Houve diluição expressiva da carga de (oo)cistos de Cryptosporidium spp. e de Giardia
spp. dos córregos para a represa.
• Os parâmetros E. coli, Enterococcus spp. e turbidez apresentaram uma correlação muito
fraca com a presença dos (oo)cistos de Cryptosporidium spp. e de Giardia spp. e, portanto,
de acordo com essa pesquisa, se mostraram pobres como indicadores da ocorrência desses
protozoários na fonte.
• As estações 2 e 4 se enquadraram na categoria 2 da LT2ESWTR , requerendo portanto 1 log
adicional para remoção de oocistos de Cryptosporidium por sistemas com ciclo completo,
filtração lenta ou filtração direta, sendo este último o tratamento utilizado na ETA de
Vargem das Flores. A estação 1, onde é realizada a captação, e estação 3, se enquadraram
na categoria 1 sendo suficiente o tratamento por filtração direta.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 100
• A bacia foi caracterizada por uma expressiva presença de animais domésticos e selvagens
relatados na literatura como potenciais hospedeiros de cistos de Giardia spp. e oocistos de
Cryptosporidium spp., sendo que alguns podem ser parasitados por espécies desses
protozoários que causam a giardiose e criptosporidiose humana.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 101
7 RECOMENDAÇÕES
Com o propósito de aperfeiçoar o monitoramento e a caracterização da qualidade da água da
represa de Vargem das Flores, seguem as recomendações para estudos posteriores:
• Aperfeiçoar a etapa de eluição do método 1623 da EPA, mais especificamente a fase de
extração da amostra concentrada nos filtros de espuma. Todo este procedimento é
realizado manualmente, através do impulsionamento físico “torcendo” a bolsa plástica com
os filtros de espuma, até que os mesmos estejam totalmente secos, o que exige bastante
força física do analista. Essa etapa é importante, pois proporciona o desprendimento dos
(oo)cistos aderidos aos poros dos discos dos filtros de espuma, deixando-os livres na
amostra eluída para posterior agitação em Stomacher.
• Avaliar o uso de outros indicadores, com comportamento similar aos protozoários, que
possam servir como parâmetros de previsão da possível ocorrência de Cryptosporidium e
Giardia em águas.
• Investigar a influência dos processos hidrodinâmicos e variáveis limnológicas, como
variações no tempo de detenção hidráulica, na ocorrência e no comportamento dos
protozoários Cryptosporidium e Giardia e das bactérias E. colii e Enterococcus spp. em
ambientes lênticos.
• Inserir outros parâmetros (pH, ferro e cor) complementares ao monitoramento da represa, e
que podem contribuir na interpretação dos resultados da ocorrêcia dos protozoários
Cryptosporidium e Giardia, assim como das bactérias.
• Dar continuidade ao monitoramento regular da represa para os protozoários
Cryptosporidium e Giardia, e estabelecer programas efetivos de proteção da bacia,
incluindo a fiscalização do acesso de animais, as práticas de esportes aquáticos e o tráfego
de embarcações motorizadas na represa.
• Monitorar os córregos tributários com a mesma regularidade da represa.
• Investigar, através de técnicas de biologia molecular, quais as espécies de Cryptosporidium
e Giardia estão presentes na represa de Vargem das Flores.
• Elaborar um Plano de Segurança da Água (PSA), específico para Vargem das Flores, que
caracterize todos os pontos de riscos da represa, que é utilizada para abastecimento
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 102
humano, mas que por seus múltiplos usos vem sendo degradada, podendo ser inutilizada
para fins de abastecimento, caso nenhuma providência seja tomada.
Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 103
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