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Microbiologia da água
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• 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
Introdução
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Ciclo hidrológico
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• Água atmosférica: nuvens, chuva, neve, geadas
• Água de superfície: lagos, riachos, rios, oceanos
• Água subterrânea: lençol freático, poros do solo
- habitat para muitos microrganismos
Águas naturais
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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
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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
• mas, nas fendas oceânicas:– TERMÓFILOS
» Pyrodictium occultum (ótimo 105ºC, Itália)
Tipo de microrganismo presente depende:- condições físicas e químicas
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Nas baixas e médias latitudes ocorre uma variação brusca da temperatura
Termoclina: Importância na distribuição dos microrganismos
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• 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
O ambiente aquático
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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– 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
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 (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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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
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Microbiologia da Água Potável
– necessidade de uma reciclagem mais rápida e eficiente da água
– necessidade de métodos de purificação
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• 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
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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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• Purificação da água– abastecimento residencial:
• áreas rurais: poços e fontes: filtração no solo• cidades: estações de tratamento:
– sedimentação– filtração– cloração
Microbiologia da Água Potável
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• 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
Microrganismos patogênicos na água
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• Fungos
• aquáticos: saprófitas, parasitas de peixes• oriundos do solo: leveduras
– Candida albicans: infecções da pele, mucosas
• fungos dermatófitos– Geotrichum
Microrganismos patogênicos na água
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• Protozoários
– ciliados • Giardia lamblia: esporos resistentes ao cloro
– amebas • Entamoeba hystolytica (amebíase-doença intestinal)
• Vírus
– Hepatites A e B– Gastroenterite infecciosa não bacteriana– Poliomielite
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O monitoramento de todos os microrganismos patogênicos é difícil e anti-econômico: meios e metodologias diferentes,
dificuldade de analisar os resultados
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Microrganismos indicadores de qualidade da água
• o que é um microrganismo indicador?
• qual é o indicador 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 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.
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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 35ºC/24-48 h:formação de gás: NMP
Amostra deágua
Técnica dos tubos múltiplos para determinação do Número Mais Provável de coliformes - Teste Presuntivo
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Teste presuntivo: caldo lauril triptose(caldo lactosado)
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Teste confirmativo: caldo lactosado bile-verde brilhante
Tubos com gás do testeanterior
Tubos com caldo lactosadobile verde brilhante
Incubação a 35 ºC/24-48 h
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Tubos com gás Caldo lactosadodo teste confirmativo incubação a 44,5 ºC
Coliformes fecais
Coliformes fecais fermentam a lactose a 44,5 ºC
Coliformes não fecais fermentam a lactose somente até 37 ºC
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Teste da membranafiltrante
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 (Orto Nitrofenil galactopiranosídeo)
MUG (Metil-Umbeliferone Galactopiranosídeo)
Ferramenta poderosa para identificação de Escherichia coli (teste confirmativo)
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Teste para separar Escherichia coli de outros coliformes
Escherichia coli Enterobacter aerogenes
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Classificação das águas interiores do território nacional
Classe Características microbiológicas DBO DO 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)