Microbiologia da água. Ciclo hidrológico Introdução No meio aquático os nutrientes estão...
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Microbiologia da água
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Ciclo hidrológico
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Introdução
No meio aquático os nutrientes estão diluídos:
baixa diversidade microbiana
A presença de matéria orgânica aumenta sua atividade
Os microrganismos podem:
mudar a composição química da água fornecer nutrientes para outros organismos representar um grande risco para a saúde
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• Temperatura• superfície:
» varia de 0 ºC nos pólos a 40 ºC nos trópicos
• sob a superfície:
» 90 % do ambiente marinho estão a 5 ºC
– PSICRÓFILOS
• nas fendas oceânicas:
– TERMÓFILOS
» Pyrodictium occultum (ótimo 105ºC, Itália)
O ambiente aquático Os microrganismos presentes dependem das condições físicas
e químicas
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Nas baixas e médias latitudes ocorre uma variação brusca da temperatura:
- Importante na distribuição dos microrganismos
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Coleta de amostras nas Fossas Marianas (Filipinas, Oceano Pacífico) a uma profundidade de 10.000 m
• Pressão hidrostática– pressão devido a coluna de água: danos às células
– BAROFÍLICOS, encontrados a 2500 m de profundidade (vesículas de gás)
– em profundidades acima de 4000 m, ocorrem os BAROFÍLICOS EXTREMOS
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• Luz– A vida na água depende, direta ou indiretamente, dos produtos
da fotossíntese
• Algas e cianobactérias são os principais microrganismos
fotossintetizantes encontrados nos ambientes aquáticos
- estão limitados às regiões superficiais
O ambiente aquático
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• Salinidade da água
– água doce: 0 %
– água do mar: 2,75 % de NaCl + outros sais = 3,3 - 3,7 %
► HALOFÍLICOS
– lagos salgados (ex.: Salt Lake, EUA): 32 %
► HALOFÍLICOS EXTREMOS
O ambiente aquático
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• Turbidez TURBIDEZ x LUZ
Material suspenso:• partículas minerais: erosão das rochas, solo• microrganismos suspensos• matéria orgânica: tecidos vegetais e animais
- superfície de adesão e fonte de nutrientes
O ambiente aquático
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• pH– A maioria dos microrganismos aquáticos cresce
melhor próximo à neutralidade: 6,5 - 8,5– pH dos oceanos: 7,5 - 8,5– organismos marinhos: 7,2 - 7,6– lagos e rios: variação ampla
• Archaea de lagos do sul da África: 11,5• Archaea de geisers: 1,0
O ambiente aquático
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• Nutrientes• orgânicos e inorgânicos
– nitratos e fosfatos:
» algas eutrofização O2 crescimento de outros organismos
• carga de nutrientes:– águas próximas à praia: variável devido aos esgotos– águas de mar aberto: estável e baixa
» baixo fitoplâncton (baixo N e Fe)» baixa atividade heterotrófica» atividade fotossintetizante: cianobactérias
• efluentes industriais: presença de antimicrobianos» alguns microrganismos convertem tais substâncias em formas menos
nocivas:
Pseudomonas spp.: mercúrio metil mercúrio (volátil)
O ambiente aquático
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Água potável: livre de microrganismos patogênicos e de substâncias químicas nocivas
Rios, riachos, lagos estão sujeitos a freqüente poluição:- esgoto doméstico- agricultura- dejetos industriais
A água pode ser límpida, inodora e sem sabor e mesmo assim não ser potável, devido a presença de contaminantes (físicos, químicos e biológicos)
Microbiologia da Água Potável
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FísicosAsbestos Resíduos industriais CâncerArgila suspensa Precipitação Interfere com
tratamentos sanitáriosQuímicos
Metais pesados Indústrias Várias doençasSulfatos Algicidas e minas DiarréiasNitratos Fertilizantes MetemoglobinemiaSódio Amaciantes de água Retenção de fluidos
Doenças do coraçãoPesticidas Agricultura Várias doençasClorofórmio Indústria Câncer
BiológicosBactérias Fezes e urina Febre tifóide
ShigelosesSalmonelosesGastroenteritesTularemiaLeptospirose
Vírus Fezes HepatitePoliomieliteGastroenterites
Protozoários Fezes Disinteria amébicaGiardíaseBalantidíase
Poluentes Possível fonte Efeitos adversos
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Necessidade de métodos de purificação
Microbiologia da Água Potável
Re-utilização da água
- Processo natural como parte do ciclo hidrológico
- Enormes pressões forçam a reciclagem mais rápida e eficiente
da água
(crescimento populacional, uso industrial, irrigação)
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Purificação da água
• áreas rurais: poços e fontes (filtração pelo solo)
• cidades: estações de tratamento
sedimentaçãofiltraçãocloração
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Microrganismos patogênicos na água
Bactérias
Salmonella spp.: enterite
Vibrio cholerae: principais problemas associados à falta de cuidados
sanitários
Shigella spp.: disenteria
Yersinia enterocolitica: gastroenterite aguda
Escherichia coli: linhagens patogênicas (enterites)
Clostridium perfringens: enterite, gangrena gasosa
Vibrio parahaemolyticus: gastroenterites
Pseudomonas aeruginosa: infecções nos olhos, ouvidos
Staphylococcus aureus: infecções cutâneas, garganta e
intoxicações alimentares
Leptospira spp.: hepatite, conjuntivite e insuficiência renal
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Fungos:
- saprófitas e parasitas de peixes- Candida albicans: levedura que causa infecções da pele e mucosas
- Geotrichum: fungo dermatófito
Protozoários:
ciliados Giardia lamblia: esporos resistentes ao cloro
amebas Entamoeba histolytica: amebíase (doença intestinal)
Vírus:
Hepatites A e BGastroenterite infecciosa não bacterianaPoliomielite
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O monitoramento de todos os microrganismos patogênicos é difícil e anti-econômico:
- meios de cultura e metodologias diferentes
- dificuldade de analisar os resultados
Microrganismos indicadores de qualidade da água
- O que é um microrganismo indicador?
- Qual seria o ideal?
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Indicador ideal de qualidade sanitária
Ocorrência e desaparecimento concomitante com patogênicos Densidade populacional diretamente relacionada com o grau de
contaminação Maior sobrevida que a dos patogênicos Ausência em água potável Fácil detecção e recuperação laboratorial Não prejudicial à pessoas e animais Manipulação segura
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Escherichia coli e outros coliformes
•Bacilos curtos•Gram –•Fermentam a lactose (lac+) com produção de ácido e gás, dentro de 48 h a 35 ºC.
- Escherichia: coliformes fecais
- Enterobacter, Citrobacter, Klebsiella: coliformes ambientais
(fezes, vegetais e solo)
► a fermentação da lactose é a chave do teste
Presença de coliformes totais não indica necessariamente contaminação fecal
ou ocorrência de enteropatógenos.
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• Análise bacteriológica da água
– metodologia:• teste presuntivo• teste confirmativo• teste completo
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10 ml por tubo
0,1 ml por tubo
1 ml por tubo
incubação a 35 ºC/24-48 h:formação de gás: NMP
Amostra deágua
Técnica dos tubos múltiplos para determinação do Número Mais
Provável de coliformes
Teste Presuntivo:
caldo lauril triptose (caldo lactosado)
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Tubos com gás do testeanterior
Tubos com caldo lactosado+ bile verde brilhante
Incubação a 35 ºC/24-48 h
Teste confirmativo:
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Tubos com gás Caldo lactosadodo teste confirmativo incubação a 44,5 ºC
Teste coliformes fecais:
Coliformes fecais fermentam a lactose a 44,5 ºC até 48 h
Coliformes não fecais fermentam a lactose somente até 37 ºC
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Teste da membrana filtrante:
Colônias típicas: brilho metálico
Colônias típicas: azuis
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Método substrato cromogênico/fluorogênico
Baseia-se na utilização de substratos análogos à lactose (glicopiranosídeos)
Específicos para Escherichia coli
Exemplos: ONPG-MUG ONPG - Orto Nitrofenil Galactopiranosídeo
MUG - Metil-Umbeliferone Galactopiranosídeo
Ferramenta poderosa para identificação de Escherichia coli (teste confirmativo)
Luz UV
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Teste para separar Escherichia coli de outros coliformes
Enterobacter aerogenesEscherichia coli
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Classificação das águas interiores do território nacional
Classe Características microbiológicas DBO OD Utilizaçãocolif. totais colif. fecais mg/L mg/L
1 < 1 < 1 ----- ------ Potável
2 ≤ 5.000 ≤ 1.000 ≤ 5 > 5 RecreaçãoIrrigação (frutas,hortaliças)
3 ≤ 20.000 ≤4.000 ≤ 10 > 4 PescaConsumo animal
4 > 20.000 > 4.000 > 10 >0,5 NavegaçãoIndústriaIrrigação (grandesculturas)