Micro biologia da água

1. Microbiologia da água

2. Ciclo hidrológico

3. 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

4. O ambiente aquático Os microrganismos dependem das condições físicas e químicas a) 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: - habitats com alta temperatura (acima de 100 ºC) TERMÓFILOS • Pyrodictium occultum (ótimo 105ºC, Itália)

5. Nas baixas e médias latitudes ocorre uma variação brusca da temperatura: - A termoclina, importante na distribuição dos microrganismos Mudanças da temperatura acarretam em alterações na densidade, viscosidade e solubilidade e oxigênio, que por sua vez podem influenciar na flutuabilidade, locomoção e respiração dos organismos.

6. b) 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 Coleta de amostras nas Fossas Marianas (Filipinas, Oceano Pacífico) a uma profundidade de 10.000 m

8. O ambiente aquático c) 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

9. O ambiente aquático d) Salinidade • água doce: 0 % • água do mar: 2,75 % de NaCl + outros sais +/- 3,5 % HALOFÍLICOS • lagos salgados (ex.: SaltLake, EUA): 32 % HALOFÍLICOS EXTREMOS

10. O ambiente aquático • Ao mesmo tempo que impede a passagem da luz, serve de superfície de adesão e fonte de nutrientes e) Turbidez Material suspenso: • partículas minerais: erosão das rochas, solo • microrganismos suspensos • matéria orgânica: tecidos vegetais e animais

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

12. O ambiente aquático • Nutrientes • orgânicos e inorgânicos • nitratos e fosfatos: • algas eutrofização O2 crescimento de outros organismos • carga de nutrientes: • águas próximas à praia: variável devido aos esgotos • águas de mar aberto: estável e baixa • baixo fitoplâncton (baixo N e Fe) • baixa atividade heterotrófica • atividade fotossintetizante: cianobactérias • efluentes industriais: presença de antimicrobianos • alguns microrganismos convertem tais substâncias em formas menos nocivas: Pseudomonas spp.: mercúrio metil mercúrio (volátil)

14. Microbiologia da água potável • Água potável: livre de microrganismos patogênicos e de substâncias químicas nocivas • Rios, riachos e lagos estão sujeitos a 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)

15. 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

16. Microbiologia da Água Potável • Re-utilização da água • Processo natural como parte do ciclo hidrológico • O crescimento populacional, o uso industrial e a irrigação forçam a reciclagem mais rápida da água. • Necessidade de métodos de purificação

17. Purificação da água • áreas rurais: poços e fontes (filtração pelo solo) • cidades: estações de tratamento

18. Microrganismos patogênicos na água • Bactérias • Salmonella spp.: enterites • 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

19. Fungos: • - saprófitas e parasitas de peixes • - Candidaalbicans: levedura que causa infecções da pele e mucosas • - Geotrichum: fungo dermatófito • Protozoários: • ciliados • Giardialamblia: esporos resistentes ao cloro • amebas • Entamoebahistolytica:amebíase (doença intestinal) • Vírus: • Hepatites A e B • Gastroenterite infecciosa não bacteriana • Poliomielite

20. Microrganismos indicadores de qualidade da água O monitoramento de todos os microrganismos patogênicos é difícil e anti-econômico: - meios de cultura e metodologias diferentes - dificuldade de analisar os resultados - O que é um microrganismo indicador? - Qual seria o ideal?

21. 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 da água

22. 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.

24. Análise bacteriológica da água Metodologia: • teste presuntivo • teste confirmativo • teste coliformes fecais • teste completo (prevê o isolamento) • membrana filtrante

25. Técnica dos tubos múltiplos para determinação do Número Mais Provável (NMP) de coliformes Teste presuntivo: 10 ml por tubo 1 ml por tubo Amostra de água 0,1 ml por tubo incubação a 35 ºC/24-48 h: formação de gás - NMP caldo lauril triptose (caldo lactosado)

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

27. Teste coliformes fecais: Tubos com gás Caldo lactosado do teste confirmativo incubação a 44,5 ºC Coliformes fecais fermentam a lactose a 44,5 ºC até 48 h Coliformes não fecais fermentam a lactose somente até 37 ºC

28. Colônias típicas: azuis Teste da membrana filtrante: Colônias típicas: brilho metálico em meio Teague

29. Método substrato cromogênico/fluorogênico - Baseia-se na utilização de substratos análogos à lactose - 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

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

31. Classificação das águas interiores do território nacional Classe Características microbiológicas DBO OD 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))