Micro biologia da água

1. Microbiologia da água

2. Introdução • Os microrganismos podem: • mudar a composição química da água • fornecer nutrientes para outros organismos aquáticos ► CICLOS DA MATÉRIA • representar um grande risco para a saúde humana e animal ► PATÓGENOS

3. Ciclo hidrológico

4. Águas naturais • Água atmosférica: nuvens, chuva, neve, geadas • Água de superfície: lagos, riachos, rios, oceanos • Água subterrânea: lençol freático, poros do solo - habitat para muitos microrganismos

5. Introdução • No meio aquático os nutrientes estão diluídos - baixa diversidade de microrganismos • Com a presença de matéria orgânica ocorre: - aumento da atividade microbiana • inúmeros exemplos • Uma gota d’água parece simples mas é bastante complexa: • diferentes substâncias químicas • diferentes tipos de microrganismos

6. Tipo de microrganismo presente depende: • - condições físicas e químicas • 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 • mas, nas fendas oceânicas: • TERMÓFILOS • Pyrodictium occultum (ótimo 105ºC, Itália)

7. Nas baixas e médias latitudes ocorre uma variação brusca da temperatura Termoclina: Importância na distribuição dos microrganismos

8. O ambiente aquático • Pressão hidrostática • pressão no fundo de uma coluna d’água: • 1 atm/10 m - no fundo dos oceanos é enorme: • danos às células • BAROFÍLICOS, encontrados a  2500 m de profundidade (possuem vesículas de gás) • em profundidades acima de 4000 m, ocorrem os BAROFÍLICOS EXTREMOS

10. O ambiente aquático • 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

12. O ambiente aquático • Salinidade da água • água doce: 0 % • água do mar: 2,75 % de NaCl + outros sais = 3,3 - 3,7 % ► HALOFÍLICOS • lagos salgados (ex.: Salt Lake, EUA): 32 % ► HALOFÍLICOS EXTREMOS

13. O ambiente aquático • Turbidez • material suspenso: • partículas minerais: erosão das rochas, solo • microrganismos suspensos • matéria orgânica: tecidos vegetais e animais - superfície de adesão dos microrganismos - fonte de nutrientes TURBIDEZ x LUZ

14. O ambiente aquático • pH • A maioria dos microrganismos aquáticos cresce melhor próximo à neutralidade: 6,5 - 8,5 • pH dos oceanos: 7,5 - 8,5 • organismos marinhos: 7,2 - 7,6 • lagos e rios: variação ampla • Archaea de lagos do sul da África: 11,5 • Archaea de geisers: 1,0

15. O ambiente aquático • Nutrientes • orgânicos e inorgânicos • nitratos e fosfatos: • algas eutrofização O2 crescimento de outros organismos • carga de nutrientes: • águas próximas à praia: variável (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)

17. Microbiologia da Água Potável • rios, riachos, lagos, • sujeitos a freqüente poluição: • esgoto doméstico • agricultura • dejetos industriais • reutilização da água • processo natural, parte do ciclo hidrológico • mas, atualmente, há enormes pressões •  crescimento populacional • uso industrial •  irrigação

18. Microbiologia da Água Potável • necessidade de uma reciclagem mais rápida e eficiente da água • necessidade de métodos de purificação

19. Poluição • água pode ser límpida, inodora e sem sabor e mesmo assim ser não potável devido à presença de contaminações • Água potável: livre de microrganismos patogênicos e de substâncias químicas nocivas • contaminantes: • químicos • físicos • biológicos

20. Poluentes Possível fonte Efeitos adversos Físicos Asbestos Resíduos industriais Câncer Argila suspensa Precipitação Interfere com tratamentos sanitários Químicos Metais pesados Indústrias Várias doenças Sulfatos Algicidas e minas Diarréias Nitratos Fertilizantes Metemoglobinemia Sódio Amaciantes de água Retenção de fluidos Doenças do coração Pesticidas Agricultura Várias doenças Clorofórmio Indústria Câncer Biológicos Bactérias Fezes e urina Febre tifóide Shigeloses Salmoneloses Gastroenterites Tularemia Leptospirose Vírus Fezes Hepatite Poliomielite GastroenteritesProtozoários Fezes Disinteria amébica Giardíase Balantidíase

21. Microbiologia da Água Potável • Purificação da água • abastecimento residencial: • áreas rurais: poços e fontes: filtração no solo • cidades: estações de tratamento: • sedimentação • filtração • cloração

24. Microrganismos patogênicos na água • Bactérias • Salmonella spp. • Vibrio cholerae • principais problemas associados à falta de cuidados sanitários • Shigella spp. • Yersinia enterocolitica: gastroenterite aguda • Escherichia coli: linhagens patogênicas: enterites • Clostridium perfringens: enterite, gangrena gasosa • Vibrio parahaemolyticus: gastroenterites • Pseudomonas aeruginosa: infecções nos olhos, ouvidos • Staphylococcus aureus: infecções cutâneas, garganta e intoxicações alimentares • Leptospira: hepatite, conjuntivite e insuficiência renal

25. Microrganismos patogênicos na água • Fungos • aquáticos: saprófitas, parasitas de peixes • oriundos do solo: leveduras • Candida albicans: infecções da pele, mucosas • fungos dermatófitos • Geotrichum

26. Protozoários • ciliados • Giardia lamblia: esporos resistentes ao cloro • amebas • Entamoeba hystolytica (amebíase-doença intestinal) • Vírus • Hepatites A e B • Gastroenterite infecciosa não bacteriana • Poliomielite

27. O monitoramento de todos os microrganismos patogênicos é difícil e anti-econômico: meios e metodologias diferentes, dificuldade de analisar os resultados

28. Microrganismos indicadores de qualidade da água • o que é um microrganismo indicador? • qual é o indicador ideal?

29. 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 Indicador ideal de qualidade sanitária

30. Escherichia coli e outros coliformes • bacilos curtos, Gram -, fermentam a lactose com produção de ácido e gás, dentro de 48 h a 35ºC • lac+ • Escherichia coli: coliforme fecal • Klebsiella pneumoniae: coliforme fecal • Enterobacter aerogenes, Citrobacter, Klebsiella: (fezes, vegetais e solo): coliforme ambiental ►a fermentação da lactose é a chave do teste • Presença de coliformes totais não indica necessariamente contaminação fecal ou ocorrência de enteropatógenos.

32. Análise bacteriológica da água • metodologia: • teste presuntivo • teste confirmativo • teste completo

33. Técnica dos tubos múltiplos para determinação do Número Mais Provável de coliformes - Teste Presuntivo 10 ml por tubo 1 ml por tubo Amostra de água 0,1 ml por tubo incubação a 35ºC/24-48 h: formação de gás: NMP

34. Teste presuntivo: caldo lauril triptose (caldo lactosado)

35. Teste confirmativo: caldo lactosado bile-verde brilhante Tubos com caldo lactosado bile verde brilhante Tubos com gás do teste anterior Incubação a 35 ºC/24-48 h

36. Coliformes fecais Tubos com gás Caldo lactosado do teste confirmativo incubação a 44,5 ºC Coliformes fecais fermentam a lactose a 44,5 ºC Coliformes não fecais fermentam a lactose somente até 37 ºC

37. Colônias típicas: azuis Teste da membrana filtrante Colônias típicas: brilho metálico

38. Método substrato cromogênico/fluorogênico Baseia-se na utilização de substratos análogos à lactose (glicopiranosídeos) Específicos para Escherichia coli. • Exemplos: ONPG (Orto Nitrofenil galactopiranosídeo) MUG (Metil-Umbeliferone Galactopiranosídeo) Ferramenta poderosa para identificação de Escherichia coli (teste confirmativo)

39. Teste para separar Escherichia coli de outros coliformes Escherichia coli Enterobacter aerogenes

40. Classificação das águas interiores do território nacional Classe Características microbiológicas DBO DO Utilização colif. totais colif. fecais mg/L mg/L 1 < 1 < 1 ----- ------ Potável 2 ≤ 5.000 ≤ 1.000 ≤ 5 > 5 Recreação Irrigação (frutas, hortaliças) 3 ≤ 20.000 ≤4.000 ≤ 10 > 4 Pesca Consumo animal 4 > 20.000 > 4.000 > 10 >0,5 Navegação Indústria Irrigação (grandes culturas)