Livro de Microbiologia Ambiental

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<p>MICROBIOLOGIA</p><p>AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI</p><p>ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA</p><p>Prof.a Ravely Casarotti Orlandelli</p><p>MICROBIOLOGIA</p><p>AMBIENTAL</p><p>Marília/SP</p><p>2023</p><p>“A Faculdade Católica Paulista tem por missão exercer uma</p><p>ação integrada de suas atividades educacionais, visando à</p><p>geração, sistematização e disseminação do conhecimento,</p><p>para formar profissionais empreendedores que promovam</p><p>a transformação e o desenvolvimento social, econômico e</p><p>cultural da comunidade em que está inserida.</p><p>Missão da Faculdade Católica Paulista</p><p>Av. Cristo Rei, 305 - Banzato, CEP 17515-200 Marília - São Paulo.</p><p>www.uca.edu.br</p><p>Nenhuma parte desta publicação poderá ser reproduzida por qualquer meio ou forma</p><p>sem autorização. Todos os gráficos, tabelas e elementos são creditados à autoria,</p><p>salvo quando indicada a referência, sendo de inteira responsabilidade da autoria a</p><p>emissão de conceitos.</p><p>Diretor Geral | Valdir Carrenho Junior</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 5</p><p>SUMÁRIO</p><p>CAPÍTULO 01</p><p>CAPÍTULO 02</p><p>CAPÍTULO 03</p><p>CAPÍTULO 04</p><p>CAPÍTULO 05</p><p>CAPÍTULO 06</p><p>CAPÍTULO 07</p><p>CAPÍTULO 08</p><p>CAPÍTULO 09</p><p>CAPÍTULO 10</p><p>CAPÍTULO 11</p><p>CAPÍTULO 12</p><p>CAPÍTULO 13</p><p>07</p><p>18</p><p>31</p><p>44</p><p>55</p><p>65</p><p>76</p><p>87</p><p>98</p><p>108</p><p>119</p><p>131</p><p>142</p><p>CULTIVO, CRESCIMENTO E CONTAGEM DOS</p><p>MICRO-ORGANISMOS</p><p>CONTROLE DO CRESCIMENTO MICROBIANO</p><p>BACTÉRIAS: CARACTERIZAÇÃO,</p><p>DIVERSIDADE E IMPORTÂNCIA</p><p>FUNGOS: CARACTERIZAÇÃO, DIVERSIDADE E</p><p>IMPORTÂNCIA</p><p>VÍRUS: CARACTERIZAÇÃO, DIVERSIDADE E</p><p>IMPORTÂNCIA</p><p>ALGAS E PROTOZOÁRIOS: CARACTERIZAÇÃO,</p><p>DIVERSIDADE E IMPORTÂNCIA</p><p>MICROBIOLOGIA DO AR</p><p>MICROBIOLOGIA DA ÁGUA</p><p>MICROBIOLOGIA DO SOLO: MICROBIOTA E</p><p>INDICADORES DE QUALIDADE</p><p>MICROBIOLOGIA DO SOLO: CICLOS</p><p>BIOGEOQUÍMICOS</p><p>MICROBIOLOGIA DO SOLO: BIORREMEDIAÇÃO</p><p>MICROBIOLOGIA DO TRATAMENTO DE</p><p>RESÍDUOS SÓLIDOS E COMPOSTAGEM</p><p>MICROBIOLOGIA DO TRATAMENTO DE ÁGUAS</p><p>RESIDUÁRIAS</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 6</p><p>SUMÁRIO</p><p>CAPÍTULO 14</p><p>CAPÍTULO 15</p><p>153</p><p>163</p><p>MICROBIOLOGIA INDUSTRIAL</p><p>MICROBIOLOGIA INDUSTRIAL: MICRO-</p><p>ORGANISMOS E SEUS PRODUTOS</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 7</p><p>CAPÍTULO 1</p><p>CULTIVO, CRESCIMENTO</p><p>E CONTAGEM DOS</p><p>MICRO-ORGANISMOS</p><p>Olá, aluno(a)! Nesse capítulo, você irá aprender que os micro-organismos possuem</p><p>diferentes exigências para o seu crescimento. Por isso, para cultivar um micro-</p><p>organismo é preciso utilizar um meio de cultura adequado e entender as fases do</p><p>crescimento microbiano, representadas por uma curva de crescimento. Além disso,</p><p>você aprenderá que há vários fatores físicos e químicos que afetam o crescimento de</p><p>um micro-organismo. Por fim, esse capítulo trará conhecimentos sobre as técnicas</p><p>mais empregadas para mensurar o crescimento microbiano. Bons estudos!</p><p>1.1 Cultivo microbiano</p><p>Você já parou para pensar em como um micro-organismo cresce na natureza? Ele</p><p>obtém os nutrientes do ambiente ou de seu hospedeiro. Já em laboratório, o cultivo</p><p>dos micro-organismos requer nutrientes fornecidos pelos meios de cultura.</p><p>Os meios de cultura recebem diferentes classificações, segundo a sua composição</p><p>e sua finalidade:</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 8</p><p>Classificação Característica Exemplo</p><p>Quanto à</p><p>composição</p><p>Meio simples</p><p>Possui poucos constituintes, sendo usado para</p><p>organismos pouco exigentes.</p><p>Ágar-água</p><p>Meio enriquecido</p><p>É um meio de composição simples acrescido de</p><p>constituintes que aumentam o seu valor nutricional.</p><p>Ágar-sangue</p><p>Meio complexo</p><p>Sua composição exata não é conhecida, pois contém</p><p>extratos de carne, leveduras ou plantas, ou outros</p><p>constituintes de composição variável.</p><p>Batata Dextrose Ágar</p><p>Meio quimicamente</p><p>definido</p><p>Sua composição exata é conhecida, pois contém</p><p>quantidades precisas de compostos orgânicos ou</p><p>inorgânicos.</p><p>Meio mínimo de sais</p><p>Quanto à</p><p>finalidade</p><p>Meio diferencial</p><p>Permite diferenciar micro-organismos que são muito</p><p>parecidos</p><p>Ágar MacConkey</p><p>Meio enriquecido</p><p>Contém os nutrientes necessários ao crescimento</p><p>de micro-organismos presentes em baixo número, de</p><p>crescimento lento ou nutricionalmente exigente.</p><p>Caldo Tioglicolato</p><p>Meio de</p><p>identificação</p><p>É utilizado na realização de provas bioquímicas e</p><p>verificação de funções fisiológicas.</p><p>Meio SIM (Sulfito de</p><p>Hidrogênio, Indol e</p><p>Motilidade).</p><p>Meio redutor</p><p>É utilizado para o cultivo de micro-organismos anaeróbios,</p><p>pois contém componentes que reagem com o oxigênio,</p><p>eliminando-o do meio de cultura.</p><p>Meio tioglicolato fluído</p><p>Meio de transporte</p><p>Não possuem nutrientes, mas mantém o pH favorável,</p><p>previne a desidratação e mantém o microrganismo viável</p><p>até o seu cultivo.</p><p>Meio de Stuart</p><p>Meio seletivo</p><p>Meio de cultura que permite o crescimento de algumas</p><p>espécies, mas inibe o crescimento de outras espécies que</p><p>não são de interesse.</p><p>Ágar Salmonella-Shigella</p><p>Meio seletivo-</p><p>diferencial</p><p>Meio de cultura que combina as propriedades dos meios</p><p>seletivo e diferencial.</p><p>Ágar eosina azul de</p><p>metileno</p><p>Tabela - Classificação dos meios de cultura quanto à sua composição e finalidade.</p><p>Fonte: a autora. Adaptado de: Madigan et al. (2016) e Tortora, Funke e Case (2017)</p><p>De acordo com o seu estado físico, os meios de cultura são classificados em:</p><p>• Líquido: meio de cultura que não contém nenhum agente solidificante; muitas</p><p>vezes chamado de “caldo”. Exemplo: Caldo batata dextrose;</p><p>• Fluído: meio de cultura que contém um agente solidificante em baixa concentração,</p><p>como <0,1% de ágar. Ex.: Caldo tioglicolato;</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 9</p><p>• Sólido: meio de cultura que contém o agente solidificante em quantidade</p><p>suficiente (em geral, 1 a 2% de ágar para tornar-se solidificado quando em</p><p>temperatura ambiente. Ex.: Meio batata dextrose ágar;</p><p>• Semissólido: possui um agente solidificante em quantidade intermediária entre</p><p>os meios fluído e sólidos, geralmente de 0,075 a 0,5% de ágar. Ex.: Meio SIM</p><p>(Sulfito de Hidrogênio, Indol e Motilidade).</p><p>O agente solidificante mais comum nos meios de cultura é o ágar. Ele é um</p><p>polissacarídeo extraído da parede celular de algas marinhas da classe Rhodophyceae.</p><p>Sua ação é apenas solidificante, ou seja, não oferece nutrientes aos meios de cultura.</p><p>Para o cultivo microbiano, é necessário que esse micro-organismo seja colocado</p><p>sobre ou no interior de um meio de cultura adequado, que vai oferecer os nutrientes</p><p>necessários para o seu crescimento.</p><p>Recebe o nome de inóculo, o micro-organismo (ou fragmento dele), que é introduzido</p><p>no meio de cultura. Após o período de crescimento, quando a colônia de micro-</p><p>organismos se formou no meio de cultura a partir de uma única célula de origem, ela</p><p>recebe o nome de cultura pura.</p><p>1.2 Crescimento microbiano</p><p>É comum associarmos a palavra crescimento a um aumento de tamanho, não é</p><p>mesmo? Plantas e animais crescem em tamanho. Mas, para um micro-organismo,</p><p>crescer significa aumentar o número de suas células. Conforme destaca Tortora et</p><p>al. (2017), os microrganismos crescem formando colônias (que são grandes grupos</p><p>de células que podem ser visualizados sem o uso de um microscópio) com centenas</p><p>ou milhares de células, ou populações compostas por bilhões de células. O tempo</p><p>necessário para que uma célula ou uma população microbiana dobre de número é</p><p>chamado de tempo de geração.</p><p>Vamos usar como exemplo a Escherichia coli, que é uma bactéria unicelular em</p><p>formato de bastonete. Pelo processo de fissão binária – no qual uma célula se divide</p><p>e origina duas células – idênticas, a cada tempo de geração, o número de células</p><p>bacterianas irá dobrar. Em aproximadamente 7 horas, uma única célula terá dado</p><p>origem a 20 gerações de células, o que corresponde a cerca de 1 milhão de novas</p><p>bactérias!</p><p>A grande maioria das bactérias se reproduz pelo processo de fissão binária, que</p><p>está representado a seguir:</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY</p><p>doença são espasmos musculares, trismo (incapacidade de</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 41</p><p>abrir a boca pela contração dos músculos que controlam a mandíbula) e opistótono</p><p>(cabeça e calcanhares se inclinam para trás). Pode ocorrer morte resultante dos</p><p>espasmos dos músculos respiratórios. Por isso, após uma lesão, é necessário que</p><p>uma pessoa já vacinada contra tétano receba um reforço da vacina, ou uma pessoa não</p><p>imunizada deve imediatamente receber a imunogloblina antitetânica (soro) (TORTORA;</p><p>FUNKE; CASE, 2017).</p><p>C. tetani é anaeróbia obrigatória, por isso, a ferida pela qual ela penetra no organismo</p><p>deve oferecer condições livres de oxigênio para o seu crescimento. É muito comum</p><p>associarmos tétano apenas a ferimentos profundos causados por pregos enferrujados.</p><p>Mas, Tortora, Funke e Case (2017) alertam que pequenos ferimentos considerados</p><p>insignificantes, como sentar sobre uma tachinha, podem desencadear tétano.</p><p>3.4.4 Filo Actinobacteria</p><p>Compreende bactérias filamentosas Gram-positivas. Anteriormente, eram chamadas</p><p>de actinomicetos, devido à semelhança de seus longos filamentos com as hifas dos</p><p>fungos. Mas há representantes com outras características morfológicas, como cocos</p><p>e bacilos. Esse filo inclui alguns patógenos, como as espécies de Mycobacterium que</p><p>causam a tuberculose (Mycobacterium tuberculosis) e a hanseníase (Mycobacterium</p><p>leprae).</p><p>Micobactérias são micro-organismos pequenos em forma de bastão, sem flagelos e</p><p>sem cápsula, não formam esporos e não produzem toxinas. Habitam o solo e possuem</p><p>grande resistência a bacteriocidas químicos, por isso, os rótulos de desinfetantes</p><p>frequentemente especificam se o produto é tuberculocida (TORTORA; FUNKE; CASE,</p><p>2017).</p><p>A bactéria M. tuberculosis tem os seres humanos como seu único reservatório natural</p><p>e é transmitida entre indivíduos por gotículas produzidas pela tosse e disseminadas</p><p>pelo ar e afeta prioritariamente os pulmões. Mundialmente, ela causa mais mortes</p><p>do que qualquer outro agente microbiano, com média de 3 milhões de mortes anuais</p><p>(LEVINSON, 2011).</p><p>M. tuberculosis atinge principalmente os pulmões e entra nos macrófagos pela</p><p>fagocitose e se multiplica no interior de um vacúolo celular (fagossomo), onde</p><p>consegue se proteger de enzimas degradativas, se multiplicando indefinidamente.</p><p>Sua presença acarreta em lesões de dois tipos: exsudativas (resposta inflamatória</p><p>aguda nos pulmões) e lesões granulomatosas – essas lesões são células gigantes</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 42</p><p>de Langhans, contendo bacilos tuberculosos, circundadas por células epitelioides, que</p><p>são macrófagos semelhantes às células epiteliais (LEVINSON, 2011).</p><p>São sintomas característicos da tuberculose: tosse acompanhada por expectoração</p><p>e sangue, falta de ar, dores no peito, fraqueza, perda de peso, febre e suores. Além do</p><p>tratamento com medicamentos, a vacina contra tuberculose contém uma linhagem</p><p>viva atenuada de Mycobacterium bovis, denominada BCG, que é aplicada em crianças</p><p>de até 4 anos de idade.</p><p>M. leprae, causadora da hanseníase, possui uma característica peculiar em relação</p><p>às bactérias: é capaz de crescer no sistema nervoso periférico: ela invade as células</p><p>da bainha de mielina do sistema nervoso periférico, causa danos aos nervos, devido</p><p>à resposta imune celular.</p><p>Essa doença se classifica em: (i) forma tuberculoide, que se caracteriza por áreas</p><p>da pele que perderam a sensibilidade e estão circundadas por uma borda de nódulo;</p><p>(ii) forma lepromatosa (progressiva), que se apresenta como por lesões rugosas e</p><p>nodulares em todo o corpo, principalmente na face e extremidades (MADIGAN et al.,</p><p>2016; TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>3.5 Diversidade de habitat, modo de vida ou importância</p><p>As bactérias patogênicas englobam aquelas que causam doenças aos seres</p><p>humanos e as fitobactérias – ou bactérias patogênicas de plantas – causam doenças</p><p>à inúmeras plantas de importância econômica. Nesses casos, as bactérias precisam de</p><p>um hospedeiro, mas também há bactérias de vida livre, encontradas no solo ou água.</p><p>Há bactérias de importância agrícola, mas que não causam doenças às plantas. É</p><p>o caso das bactérias endofíticas, que habitam o interior das plantas e estabelecem</p><p>relações mutualísticas, promovendo o crescimento vegetal ou protegendo-as do ataque</p><p>de insetos-praga e fitopatógenos. Já as bactérias fixadoras de nitrogênio, como aquelas</p><p>do gênero Rhizobium, que se associam às raízes de leguminosas desempenhando</p><p>importante papel no ciclo do nitrogênio. O último grupo, engloba</p><p>Bactérias de interesse industrial são aquelas que produzem exemplos as bactérias</p><p>dos gêneros Lactococci, Lactobacilli e Streptococci, bastante utilizadas na indústria</p><p>láctea; e bactérias produtoras de enzimas interesse industrial, como as do gênero</p><p>Bacillus.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 43</p><p>Esses são exemplos de como podemos dividir as bactérias em grandes grupos de</p><p>acordo com a diversidade de habitat, modo de vida e relações que estabelecem com</p><p>outros seres vivos ou importância econômica.</p><p>3.4 Conclusão</p><p>Neste capítulo, você aprendeu a classificar as bactérias quanto à sua forma (cocos,</p><p>bacilos ou espirais) e compreendeu como elas podem se agrupar formando arranjos.</p><p>Todos os componentes da célula bacteriana também foram estudados. Foi possível</p><p>observar também que esse é um grupo muito diversificado de organismos, encontrados</p><p>em diferentes habitats, com diferentes modos de vida. Há bactérias que também</p><p>possuem importância econômica. E devido a essa diversidade, o modo de obter</p><p>energia e fonte de carbono – necessários para a sobrevivência de todos os seres</p><p>vivos – classifica as bactérias em quatro grupos: fotoautotróficos, foto-heterotróficos,</p><p>quimioautotróficos e quimio-heterotróficos. Por fim, você conheceu os principais filos</p><p>de bactérias e seus representantes mais importantes.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 44</p><p>CAPÍTULO 4</p><p>FUNGOS: CARACTERIZAÇÃO,</p><p>DIVERSIDADE E IMPORTÂNCIA</p><p>Olá, aluno(a)! Neste capítulo, você irá conhecer sobre os objetos de estudos da</p><p>Micologia: os fungos! Um mofo na parede do banheiro, uma fruta esquecida na geladeira</p><p>coberta por um bolor esverdeado, micose de unha… todos nós conhecemos aspectos</p><p>ruins relacionados aos fungos. Mas você sabia que o queijo gorgonzola precisa da ajuda</p><p>de um fungo para ser produzido? Esse é um exemplo dos vários aspetos benéficos</p><p>e econômicos dos fungos.</p><p>Aqui, conheceremos a estrutura da célula fúngica, as características dos diferentes</p><p>grupos de fungos, seu processo de reprodução, e sua diversidade de habitat, modo</p><p>de vida e importância. Bons estudos!</p><p>4.1 Características gerais dos fungos</p><p>O Reino Fungi compreende seres muito diversos quanto à forma, coloração, habitat</p><p>e modo de vida. Existem mais de 100 mil espécies já conhecidas de fungos, das quais</p><p>apenas cerca de 200 são patogênicas aos seres humanos ou outros animais. Mas, os</p><p>cientistas estimam que existam mais de 1 milhão de espécies. Basicamente, podemos</p><p>dividir os fungos em três grandes grupos:</p><p>• Bolores ou mofos: formam massas visíveis a olho nu. Lembra do mofo no</p><p>banheiro, e da fruta estragada na gaveta da sua geladeira?</p><p>• Leveduras: são microscópicas e muito utilizadas para fins industriais, como</p><p>produção de cerveja e estão presentes no fermento do pão;</p><p>• Cogumelos: fungos pluricelulares que são visíveis a olho nu, possuem formas</p><p>e cores muito diversas. Incluem muitos cogumelos comestíveis e aqueles</p><p>encontrados nos troncos de árvores.</p><p>A grande maioria dos fungos é terrestre, sendo encontrada no solo e na matéria</p><p>orgânica morta, onde atuam como decompositores. Em geral, os fungos filamentosos</p><p>(bolores, mofos e cogumelos) são aeróbios, mas existem leveduras anaeróbicas</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 45</p><p>facultativas, capazes de realizar um processo chamado de fermentação, muito explorado</p><p>para fins industriais, como por exemplo, para produzir bebidas alcoólicas e pão.</p><p>ISTO ACONTECE NA PRÁTICA</p><p>Você já seguiu alguma receita e fez pão em casa? Vamos entender, na prática,</p><p>como funciona o processo de fermentação alcoólica pelas leveduras a partir</p><p>de uma receita de pão. As pessoas que fazem pão em casa costumam utilizar</p><p>fermento seco ativado, um produto que é preparado por liofilização de células de</p><p>levedura. Ela atua como agente fermentador: ela produz gás (CO2) que faz com que</p><p>a massa cresça.</p><p>Em geral, uma cepa de Saccharomyces cerevisiae é acrescentada a uma mistura</p><p>de farinha, água ou leite, sal, açúcar, manteiga ou óleo. A mistura “descansa”</p><p>em temperatura ambiente por algumas horas. Durante esse período, ocorre a</p><p>fermentação: as leveduras produzem uma pequena quantidade de álcool e grandes</p><p>quantidades de CO2 e as bolhas desse gás ficam retidas na massa. Assim, a massa</p><p>aumenta de volume, ficando com uma textura mais leve e mais fina. O pão torna-</p><p>se leve e poroso, devido aos espaços criados pelas bolhas de dióxido de carbono.</p><p>Quando a massa é assada, o álcool e o CO2 evaporam, por isso, ao comer o pão,</p><p>você não sente sabor ou aroma alcoólico? (BLACK; BLACK, 2021)</p><p>Considerando o seu padrões nutricionais, os fungos se classificam como quimio-</p><p>heterotróficos, pois utilizam compostos orgânicos como fonte de energia e de carbono.</p><p>Isso significa que, em geral, eles secretam enzimas extracelulares para digerir materiais</p><p>como polissacarídeos ou proteínas. E eles possuem glicogênio como principal</p><p>carboidrato de reserva.</p><p>São mais resistentes a condições desfavoráveis que bactérias, por exemplo,</p><p>resistem mais à pressão osmótica (toleram concentrações mais altas de sal e açúcar.)</p><p>Eles também podem crescer em ambientes com pouca umidade e são capazes de</p><p>metabolizar carboidratos complexos, como a lignina presente na madeira.</p><p>4.2 Estrutura celular e morfologia dos fungos</p><p>A célula dos fungos é uma célula eucariótica, com todas as características comuns à</p><p>uma célula dos demais eucariotos. Os fungos filamentosos são pluricelulares, formados</p><p>por várias células. Já as leveduras (ou fungos leveduriformes) não são filamentosos e</p><p>são formados por uma única célula esférica ou oval. Uma característica exclusiva da</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 46</p><p>célula fúngica é que ela possui uma parede celular, que reveste a membrana plasmática,</p><p>rica em quitina, que é um tipo de polissacarídeo (ou açúcar). Alguns fungos possuem o</p><p>que chamamos de dimorfismo (duas formas de crescimento): a 37 ºC crescem como</p><p>leveduras e a 25 ºC crescem como bolores.</p><p>Foto: Leveduras vistas por microscopia de contraste de interferência diferencial. Observe que o núcleo dessa célula eucariótica encontra-se claramente</p><p>visível.</p><p>Fonte: Madigan et al. (2016)</p><p>Quando analisamos a morfologia de um fungo filamentoso, teremos vários</p><p>nomes diferentes, considerando desde os aspectos macroscópicos aos aspectos</p><p>microscópicos. O “corpo” de um fungo visto a olho nu, é chamado de talo ou corpo</p><p>de frutificação. Esse talo será composto por vários filamentos, sendo coletivamente</p><p>chamado de micélio. Quando cultivamos um fungo em uma placa de Petri, o que vemos</p><p>a olho nu é o micélio, que cresce como uma massa filamentosa no meio de cultura.</p><p>Se analisarmos os fungos microscopicamente, veremos que o micélio é formado</p><p>por filamentos chamados hifas. As hifas, são longos filamentos de células que se</p><p>entrelaçam formando uma rede; a partir delas, são produzidos os esporos assexuados</p><p>utilizados para a reprodução. Algumas hifas possuem paredes transversais (septos)</p><p>que as dividem em várias células separadas, cada uma com seu núcleo – elas são</p><p>chamadas de hifas septadas. Já as hifas classificadas como cenocíticas, não contêm</p><p>septos e apresentam como células longas e contínuas com muitos núcleos.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 47</p><p>Foto: hifa septada e hifa cenocítica.</p><p>Fonte: Tortora, Funke e Case (2017)</p><p>Como as hifas são filamentos muito longos, suas porções recebem nomes diferentes</p><p>de acordo com o local em que se encontram ou sua função. Hifa vegetativa é a porção</p><p>de uma hifa que obtém nutrientes. Hifa reprodutiva ou aérea é a porção envolvida</p><p>com a reprodução. Em uma placa de Petri contendo meio de cultura, a hifa vegetativa</p><p>será aquela próxima ao meio de cultura, enquanto a hifa área estará na superfície</p><p>do micélio. Adiante você irá aprender que esses esporos podem apresentar nomes</p><p>e características diferentes para os diferentes grupos de fungos. Os fungos também</p><p>possuem esporos sexuados, formados na reprodução sexuada.</p><p>Se você consultar livros de Microbiologia mais antigos, irá se deparar com os termos</p><p>“teleomorfo” e “anamorfo”. Anteriormente, os fungos recebiam duas classificações</p><p>diferentes, de acordo com o estágio do ciclo de vida que se encontravam no quando</p><p>foram descobertos pelos pesquisadores, por isso, eles eram considerados fungos</p><p>pleiomorficos. O telemorfo dizia respeito a um estágio sexuado no ciclo de vida de</p><p>um fungo, já o anamorfo correspondia ao estágio assexuado.</p><p>Desde 2013, com o Código Internacional de Nomenclatura de Algas, Fungos e</p><p>Plantas, a nomenclatura binomial para fungos pleiomorficos foi substituída pelo</p><p>uso de um nome único para cada gênero, com base na prioridade. E o que isso</p><p>significa na prática? Por exemplo, a primeira descrição do gênero Diaporthe foi feita</p><p>em 1870, enquanto sua fase anamorfa, gênero Phomopsis, foi em 1884. Então,</p><p>hoje, não existe mais gênero Phomopsis, ele foi reclassificado como Diaporthe</p><p>(ORLANDELLI, 2015).</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 48</p><p>ANOTE ISSO</p><p>A nomenclatura binomial de fungos, ou seja, sua classificação em gênero e espécie,</p><p>está sujeita a sofrer revisões e classificações. Sempre que você precisar consultar a</p><p>classificação atualizada dos fungos, consulte o site www.indexfungorum.org.</p><p>4.3 Diversidade taxonômica dos fungos</p><p>Alguns autores consideram atualmente de cinco a sete filos no Reino Fungi.</p><p>Mas como ainda não há um consenso entre os taxonomistas, aqui, manteremos a</p><p>classificação em três filos: Ascomycota (ascomicetos), Basidiomycota (basidiomicetos)</p><p>e Zygomycota (zigomicetos), seguindo a classificação disponível em Tortora, Funke e</p><p>Case (2017), um livro de referência para os estudos de Microbiologia.</p><p>4.3.1 Filo Ascomycota</p><p>Esse é o filo mais numeroso, com mais de 45.000 espécies descritas (TORTORA;</p><p>FUNKE; CASE, 2015). Além disso, é altamente diversificado: inclui as leveduras</p><p>unicelulares e espécies filamentosas com hifas septadas que se apresentam na maioria</p><p>das vezes como bolores e mofos. São encontrados em ambientes aquáticos e terrestres,</p><p>além disso, entre os ascomicetos estão vários dos patógenos de plantas, seres humanos</p><p>e animais e alguns fungos comestíveis, como fungo Penicillium roqueforti presente</p><p>no gorgonzola Há, ainda, espécies deteriorantes de alimentos; outras são utilizadas</p><p>no controle biológico de pragas. Leveduras são amplamente usadas em processos</p><p>industriais de fermentação. E, sobretudo, os gêneros Aspergillus e Saccharomyces</p><p>são organismos-modelo para estudos científicos.</p><p>Os esporos assexuados dos ascomicetos se chamam conídios (ou conidióporos).</p><p>E a hifa que abriga esses conídios se chama conidióforo. Conídio significa “pó” e</p><p>esses esporos realmente são liberados como uma poeira que flutua pelo ar, a partir</p><p>da extremidade das hifas aéreas (conidióforo).</p><p>Já os esporos sexuados são chamados de ascósporos. Eles estão abrigados e são</p><p>formados no interior de células chamadas ascos, que sofrem fusão nuclear e meiose.</p><p>Há espécies que formam um corpo de frutificação carnoso, que é chamado ascocarpo</p><p>ou ascoma e forma de bolsa ou saco).</p><p>http://www.indexfungorum.org</p><p>MICROBIOLOGIA</p><p>AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 49</p><p>Foto 1 - Ascos (células especializadas) contendo os esporos sexuados (ascósporos) típicos da espécie Geoglossum dunense. Fonte:</p><p>https://commons.wikimedia.org/w/index.php?search=ascocarpo&title=Special:MediaSearch&go=Go&type=image</p><p>Foto 2 - O gênero Morchella possui corpo de frutificação com aparência de colméia na parte superior, sendo muito apreciados principalmente na culinária</p><p>francesa.</p><p>Fonte: https://visualhunt.com/f7/photo/51138055198/fbacf08380/</p><p>Foto 3: Milho colonizado pelo fungo Aspergillus, mostrando o seu aspecto de mofo característico.</p><p>Fonte: https://visualhunt.com/f7/photo/11172496463/af6346680d/</p><p>4.3.2 Filo Basidiomycota</p><p>Os basidiomicetos são fungos filamentosos que possuem hifas septadas. Eles</p><p>incluem fungos popularmente chamados de cogumelos que produzem corpos de</p><p>frutificação relativamente grandes e com cores variadas, chamados basidiocarpo ou</p><p>basidiomas. Muitos cogumelos são comestíveis e amplamente utilizados na culinária,</p><p>como champignon, shitake e shimeji.</p><p>https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Geoglossum_dunense-spores1b.jpg</p><p>https://commons.wikimedia.org/w/index.php?search=ascocarpo&title=Special:MediaSearch&go=Go&type=image</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/51138055198/fbacf08380/</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/11172496463/af6346680d/</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 50</p><p>Foto: Mycena interrupta, Mucidula mucida, Amanita muscaria e Schizophyllum sp. mostrando a diversidade de formas e cores dos corpos de frutificação dos</p><p>basidiomicetos.</p><p>Fonte:</p><p>Foto 1 - https://visualhunt.com/f7/photo/3099306415/17966d9133/</p><p>Foto 2 - https://visualhunt.com/f7/photo/50442097226/b584bf0a76/</p><p>Foto 3 - https://visualhunt.com/f7/photo/270345720/220d793142/</p><p>Foto 4 - https://visualhunt.com/f7/photo/36407668486/cfc304d02c/</p><p>Seus esporos sexuados recebem o nome de basidiósporos e estão externamente</p><p>ancorados em um pedúnculo que se chama basídio. De forma geral, em cada basídio</p><p>há quatro basidiósporos. Já os esporos assexuados são os mitósporos.</p><p>Quando olhamos um cogumelo na natureza, suas estruturas externas recebem</p><p>nomes específicos:</p><p>- Píleo: é a parte superior, também chamada de chapéu.</p><p>- Himênio ou lâmina: tecido de revestimento onde se formam os basídios.</p><p>- Anel: é membrana que envolve o basidioma.</p><p>- Estipe ou haste: estrutura com função de suporte.</p><p>- Volva: estrutura em forma de xícara na base do estipe, presente em alguns gêneros.</p><p>Foto: estruturas externas dos cogumelos.</p><p>Fonte: https://visualhunt.com/f7/photo/5650345097/3160271618/</p><p>4.3.3 Filo Zygomycota</p><p>Os zigomicetos são fungos filamentosos com hifas cenocíticas. Seu modo de vida</p><p>geralmente é saprofítico (obtém nutrientes por decomposição de matéria orgânica), mas</p><p>alguns formam micorrizas: uma associação simbiótica entre um fungo e as raízes de</p><p>uma planta. Alguns zigomicetos são utilizados para a produção de enzimas e outros</p><p>compostos industriais, mas em sua maioria se destacam por serem deteriorantes de</p><p>alimentos. É o caso do principal representante desse filo, o mofo preto do pão, cujo</p><p>nome científico é Rhizopus stolonifer.</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/3099306415/17966d9133/</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/50442097226/b584bf0a76/</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 51</p><p>As hifas que abrigam os conídios formam uma bolsa que os envolvem. Essa bolsa, se</p><p>chama esporângio, o esporo assexuado recebe o nome de esporangiósporo e a hifa área</p><p>recebe o nome de esporangióforo. Já os esporos formados pela reprodução sexuada</p><p>são chamados de zigósporos, e são formados por duas células morfologicamente</p><p>similares que fundiram o seu núcleo.</p><p>Foto 1 - Fungo Rhizopus stolonifer, com suas hifas aéreas (esporangióforos) contendo uma esporângio (bolsa cheia de esporos assexuados) em sua</p><p>extremidade.</p><p>Fonte: https://visualhunt.com/f7/photo/51052212041/f3a6479f45/</p><p>Foto 2 - Emaranhado de hifas que formam o micélio de R. stolonifer.</p><p>Fonte: https://visualhunt.com/f7/photo/5426802805/06f1c0eebd/</p><p>A tabela abaixo resume as características desses três grupos de fungos.</p><p>Ascomicetos Basidiomicetos Zigomicetos</p><p>Estrutura celular Eucariótica, unicelular e</p><p>leveduriforme, ou pluricelular</p><p>e filamentosa</p><p>Eucariótica, pluricelular e</p><p>filamentosa</p><p>Pluricelulares e</p><p>filamentosas</p><p>Tipo de hifa Septadas Septadas Cenocíticas</p><p>Esporos assexuados Conídios (conidiósporos) Mitósporos Esporangiósporos</p><p>Estrutura que abriga os</p><p>esporos assexuados</p><p>Asco Basídio Esporângio</p><p>Esporos sexuados Ascósporos Basidiósporos Zigósporos</p><p>Reprodução Brotamento ou fissão binária</p><p>(leveduras); alternância</p><p>entre reprodução assexuada</p><p>e sexuada (fungos</p><p>filamentosos)</p><p>Alternância entre</p><p>reprodução assexuada e</p><p>sexuada</p><p>Alternância entre</p><p>reprodução assexuada</p><p>e sexuada</p><p>Modo de vida Saprofíticos; fazem</p><p>interações mutualísticas</p><p>com plantas; patógenos de</p><p>plantas, animais e seres</p><p>humanos</p><p>Maioria é saprofítica,</p><p>alguns fazem interações</p><p>mutualísticas com</p><p>plantas</p><p>Maioria é saprofítica</p><p>Tabela - Características dos Filos de fungos.</p><p>Fonte: a autora.</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/51052212041/f3a6479f45/</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/5426802805/06f1c0eebd/</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 52</p><p>4.4 Ciclo de vida dos fungos</p><p>Quando consideramos a reprodução das leveduras, teremos dois grandes grupos:</p><p>as leveduras de fissão e as leveduras de brotamento. As leveduras de fissão, possuem</p><p>um processo de divisão semelhante às bactérias, onde a célula mãe se alonga, seu</p><p>material genético (nesse caso envolto pelo núcleo) se divide, e duas células-filhas</p><p>iguais são produzidas. É o que ocorre, por exemplo, no gênero Schizosaccharomyces.</p><p>Já as leveduras de brotamento dividem-se de formando duas células desiguais, onde</p><p>a menor se destaca como um broto da célula original. Esse é o tipo de reprodução do</p><p>gênero Saccharomyces. Algumas vezes, os brotos que não se separam totalmente e</p><p>formam uma pequena cadeia de células; eles recebem o nome de pseudo-hifas.</p><p>Foto: Microscopia eletrônica de varredura de Saccharomyces cerevisiae mostrando a reprodução por brotamento. O broto irá se destacar da célula-mãe, na</p><p>qual podemos observar “cicatrizes” dos brotamentos anteriores.</p><p>Fonte: Madigan et al. (2016)</p><p>Já para os fungos filamentosos, o processo reprodutivo consiste em uma alternância</p><p>entre ciclos de reprodução sexuada e assexuada. Como mostra o ciclo exemplificado</p><p>a seguir:</p><p>Foto - Ciclo de vida de um fungo</p><p>Fonte: Reece et al. (2015)</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 53</p><p>A principal forma de reprodução dos fungos filamentosos é a assexuada: há cerca</p><p>de 20 mil espécies que só apresentam esse processo de reprodução, que consiste na</p><p>produção de esporos (haploides) por mitose. Esses esporos são disseminados pelo ar e</p><p>germinam dando origem a novos indivíduos. Nesse capítulo, você já aprendeu que o nome</p><p>dos esporos assexuados e das hifas onde são produzidos varia em cada grupo de fungo.</p><p>Muitas espécies também podem se reproduzir sexuadamente se entrarem em</p><p>contato com um tipo sexual diferente da mesma espécie. Essa reprodução tem três</p><p>etapas. A primeira é a plasmogamia: os citoplasmas das duas células se fundem e o</p><p>núcleo de uma célula (chamada de doadora) no citoplasma da célula receptora. Na</p><p>segunda etapa, chamada de cariogamia, o núcleo das duas células se fundem, formando</p><p>um núcleo diploide, também chamado de zigoto, com material genético duplicado.</p><p>Esse núcleo sofre meiose, e origina esporos sexuados que podem ser recombinantes</p><p>genéticos (REECE et al., 2015; TORTORA; FUNKE; CASE, 2017)</p><p>4.5 Diversidade de habitat, modo de vida ou importância</p><p>Os fungos são capazes de crescer em locais inusitados para outros micro-organismos,</p><p>como paredes de banheiro, couro de sapatos e jornais velhos; ou fazer a decomposição</p><p>de diversos tipos de materiais,</p><p>como madeira, tecido e papel.</p><p>Os fungos – junto com as bactérias – são os decompositores de material orgânico,</p><p>incluindo a celulose e a lignina das células vegetais, o que mantém os ecossistemas</p><p>supridos com nutrientes inorgânicos essenciais ao crescimento vegetal. Sem os</p><p>decompositores, o carbono, o nitrogênio e outros elementos ficariam retidos na matéria</p><p>orgânica (REECE et al., 2015).</p><p>Há fungos patogênicos para os seres humanos - sendo os fungos causadores</p><p>de micoses importantes representantes desse grupo. Já os fungos fitopatogênicos</p><p>causam doenças a plantas de importância econômica. Outros fungos que causam</p><p>impacto econômico negativo são os deteriorantes de alimentos.</p><p>ANOTE ISSO</p><p>As micoses se dividem em: sistêmicas (se espalham por muitos tecidos e órgãos);</p><p>subcutâneas (ocorrem abaixo da pele); cutâneas (afetam tecidos contendo</p><p>queratina, como as unhas); superficiais (ocorrem nos fios de cabelo e superfície</p><p>da pele); micoses oportunistas (causadas por fungos que normalmente não são</p><p>patogênicos).</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 54</p><p>Fungos endofíticos habitam o interior das plantas e estabelecem relações</p><p>mutualísticas, conferindo benefícios às plantas, como a promoção do crescimento</p><p>vegetal e proteção contra ataque de ou protegendo-as do ataque de fitopatógenos.</p><p>Relações benéficas entre fungos e plantas também são observadas para as micorrizas,</p><p>onde os fungos se associam às raízes das plantas, aumentando a absorção de</p><p>nutrientes pela planta.</p><p>Alguns fungos são descritos como produtores de polissacarídeos com ação</p><p>antiproliferativa contra células tumorais (ORLANDELLI et al., 2017), inclusive na China e</p><p>Japão, produtos à base de polissacarídeos microbianos são utilizados como adjuvantes</p><p>ao tratamento de câncer. É também vasta a lista de fungos produtores de enzimas de</p><p>interesse industrial (CORRÊA et al., 2014), além disso, diversos fungos são empregados</p><p>pela indústria de alimentos para a produção de queijos, pães, bebidas alcoólicas e</p><p>fermentadas. A literatura científica também descreve vários gêneros de fungos que</p><p>podem ser explorados em processos de biorremediação ambiental (ANASTASI; TIGINI;</p><p>VARESE, 2013). Todas essas aplicações industriais vem crescentemente destacando</p><p>os fungos como objetos de estudo da Biotecnologia.</p><p>.</p><p>4.6 Conclusão</p><p>Neste capítulo, você aprendeu que os fungos são formados por células que contém</p><p>tipicamente os componentes de todas as células eucarióticas, mas exclusivamente,</p><p>possuem parede celular rica em quitina.</p><p>A classificação taxonômica dos fungos é complexa e sujeita a reclassificações,</p><p>dada a possibilidade de novas descobertas por técnicas de Biologia Molecular mais</p><p>avançadas. Hoje, não há um consenso claro entre os Microbiologistas. Muitos autores</p><p>consideram a divisão do Reino Fungi em três filos: Ascomycota, Basidiomycota e</p><p>Zygomycota, sendo o ascomicota o grupo mais diverso em número de espécie, modo</p><p>de vida e importância econômica e ambiental. De uma forma geral, podemos dividir</p><p>os fungos em espécies de vida livre, decompositores, patógenos de plantas, animais e</p><p>seres humanos, fungos que vivem em mutualismo com plantas e fungos explorados</p><p>para fins biotecnológicos e industriais.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 55</p><p>CAPÍTULO 5</p><p>VÍRUS: CARACTERIZAÇÃO,</p><p>DIVERSIDADE E IMPORTÂNCIA</p><p>Olá, aluno(a)! Neste capítulo, você irá conhecer sobre os objetos de estudos da</p><p>Virologia: os vírus e os agentes subvirais ainda menos complexos: viroides e príons.</p><p>Aqui, iremos aprender sobre as características gerais dos vírus, os componentes que</p><p>formam a estrutura viral e as diferentes morfologias que os vírus podem apresentar.</p><p>Você também aprenderá quais seres vivos podem servir como hospedeiros para os</p><p>seres vivos e as etapas da multiplicação viral dentro do hospedeiro. Por fim, iremos</p><p>estudar a classificação dos vírus e sua importância. Bons estudos!</p><p>5.1 Definição e características gerais dos vírus</p><p>Para começar nosso estudo sobre os vírus, lhe farei a seguinte pergunta: o vírus</p><p>é um ser vivo?</p><p>Bem, a resposta pode ser sim ou não, dependendo do ponto de vista. Pelo fato</p><p>de que os vírus são inertes fora das células vivas de seu hospedeiro, eles não são</p><p>considerados seres vivos.</p><p>Por isso, de uma forma geral, consideramos que os vírus não são seres vivos. E</p><p>quando consideramos a classificação biológica dos seres vivos, os vírus não estão</p><p>inclusos em nenhum Reino.</p><p>Porém, quando o vírus penetra em uma célula hospedeira, o seu ácido nucleico (que</p><p>pode ser DNA ou RNA) torna-se ativo e então o vírus se multiplica. Nesse contexto,</p><p>podemos considerar que os vírus estão vivos quando se multiplicam dentro da célula</p><p>hospedeira.</p><p>Quando analisamos pelo ponto de vista clínico, os vírus podem ser considerados</p><p>vivos porque são capazes de causar infecção e doença, assim como bactérias, fungos</p><p>e protozoários patogênicos. E, nesse contexto, podemos destacar que enquanto a</p><p>célula hospedeira se divide gerando duas células-filhas, um vírus que se replica dentro</p><p>dessa célula irá originar uma progênie de centenas de vírus. Isso explica o sucesso</p><p>dos vírus para infectar células hospedeiras e causar doenças.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 56</p><p>A definição do que é um vírus, varia um pouco entre os diferentes autores e</p><p>estudiosos da Microbiologia. Tortora, Funke e Case (2017) definem os vírus como</p><p>agentes submicroscópicos e parasíticos formados por um ácido nucleico envolto</p><p>por uma cobertura de proteínas. Já Madigan et al. (2016) definem os vírus como</p><p>um elemento genético contendo DNA ou RNA, que se replica apenas no interior de</p><p>células hospedeiras e exibe uma forma extracelular. Essa forma que está fora da célula</p><p>hospedeira recebe o nome de vírion, e corresponde a unidade básica de um vírus: um</p><p>ácido nucleico viral envolto por uma cobertura de proteínas.</p><p>Podemos então considerar que o vírus é um agente infeccioso muito pequeno (20</p><p>e 1.000 nanômetros de comprimento) e um parasita intracelular obrigatório. Devido</p><p>ao pequeno tamanho, só foi possível visualizar os vírus a partir da descoberta da</p><p>microscopia eletrônica. Eles são pequenos o suficiente para não serem observados</p><p>por microscopia de luz, que é a mais utilizada em laboratórios.</p><p>A palavra vírus significa “veneno” ou “toxina”. Esse significado está relacionado à</p><p>histórica associação desses agentes com diferentes doenças que afligem a humanidade</p><p>desde remotas épocas em que a existência dos vírus ainda não havia sido descoberta</p><p>(os vírus foram descobertos em 1931), como a pandemia de gripe espanhola em 1918,</p><p>quando 1/3 da população mundial foi infectada e aproximadamente 50 milhões de</p><p>pessoas vieram a óbito. Mais recentemente, a partir do final de 2019, a Virologia voltou</p><p>a ganhar destaque mundial quando o Coronavírus 2 associado à síndrome respiratória</p><p>aguda grave (SARS-CoV-2) foi responsável pela pandemia COVID-19 (SANTOS et al.,</p><p>2021). No momento em que esse capítulo está sendo escrito, os dados do Ministério</p><p>da Saúde indicam que, desde o início da pandemia, 705.054 mortes por complicações</p><p>da COVID-19 e 37.750.389 milhões de brasileiros já foram infectados. Futuramente,</p><p>você poderá obter dados atualizados em: https://infoms.saude.gov.br/extensions/</p><p>covid-19_html/covid-19_html.html.</p><p>5.2 Estrutura dos vírus</p><p>Você já sabe que o vírus é composto, basicamente, por um ácido nucleico envolto</p><p>por proteínas. Agora, iremos conhecer mais detalhes da estrutura viral:</p><p>- Ácido nucleico: pode ser DNA ou RNA, de fita simples ou dupla, em formato linear</p><p>ou circular. Um mesmo vírus nunca terá DNA e RNA, e sim apenas um desses dois</p><p>tipos de ácido nucleico. Por isso, os vírus podem ser coletivamente divididos em dois</p><p>grandes grupos: vírus de DNA e vírus de RNA. O DNA sempre se apresenta como uma</p><p>https://infoms.saude.gov.br/extensions/covid-19_html/covid-19_html.html</p><p>https://infoms.saude.gov.br/extensions/covid-19_html/covid-19_html.html</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 57</p><p>molécula única; já o RNA também se apresenta como molécula única, mas para alguns</p><p>vírus (como influenzavírus e rotavírus) ele se apresenta como uma molécula dividida</p><p>em vários fragmentos. O ácido nucleico de um vírion contém somente uma pequena</p><p>quantidade dos genes necessários para a síntese de novos vírus.</p><p>- Capsídeo: é o envoltório formado por proteínas que envolve o ácido nucleico.</p><p>- Capsômeros: o capsídeo é formado por várias subunidades, que são os capsômeros,</p><p>cada um deles é formado por uma ou várias proteínas.</p><p>- Nucleocapsídeo: é o nome dado ao conjunto formado por ácido nucleico e capsídeo.</p><p>- Envelope: é uma membrana que fica externa ao capsídeo e contém lipídeos derivados</p><p>da célula hospedeira e proteínas codificadas pelo vírus. Quando essa membrana está</p><p>presente, o vírus é chamado de vírus envelopado, enquanto nos vírus não-envelopados,</p><p>ela está ausente. O envelope se funde com a membrana da célula hospedeira, o que</p><p>facilita o processo de infecção pelo vírus, ao mesmo tempo que o protege do sistema</p><p>de defesa do organismo hospedeiro (BLACK; BLACK, 2021; MADIGAN et al., 2016).</p><p>- Espículas: são glicoproteínas (um complexo formado por carboidrato e proteína)</p><p>que se projetam na superfície do envelope.</p><p>Título: Estruturas básicas presentes nos vírus. Observe que a presença do envelope confere ao vírus um aspecto arredondado.</p><p>Fonte: Trabulsi e Alterthum (2015).</p><p>5.3 Morfologia dos vírus</p><p>Os vírus são classificados em vários tipos morfológicos diferentes, com base no</p><p>formato do seu capsídeo.</p><p>Os vírus helicoidais possuem um capsídeo oco e cilíndrico, que confere a eles um</p><p>formato de bastonete longo, que pode ser rígido ou flexível. Dentro do capsídeo, está</p><p>um ácido nucleico com formato helicoidal (espiral). Os vírus da raiva e da ebola são</p><p>exemplos de vírus helicoidais.</p><p>Já os vírus poliédricos possuem um capsídeo formado por muitas faces e cada</p><p>uma delas forma um triângulo. Podemos considerar que esse capsídeo é um icosaedro</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 58</p><p>com 20 faces triangulares e 12 vértices. Muitos vírus animais, vegetais e bacterianos</p><p>são poliédricos, como por exemplo, os adenovírus e poliovírus.</p><p>Por sua vez, os vírus envelopados (que são aqueles envoltos por um envelope</p><p>externo) podem ter formato relativamente esféricos e se classificam em vírus helicoidais</p><p>envelopados (como o influenza) e vírus poliédricos envelopados (como o vírus do</p><p>herpes humano).</p><p>Os bacteriófagos ou apenas fagos, que são vírus que infectam as bactérias, possuem</p><p>uma estrutura bastante peculiar e por isso são um exemplo de vírus classificados</p><p>como complexos. A figura abaixo ilustra a morfologia de do bacteriófago:</p><p>Figura - Tipos de vírus quanto ao formato do seu capsideo.</p><p>Fonte: https://www.shutterstock.com/pt/image-vector/types-viruses-vector-illustration-labeled-drawings-1663543132</p><p>ISTO ESTÁ NA REDE</p><p>Um grupo de pesquisadores da Universidade Federal do Rio Grande do Sul</p><p>(UFRGS) estuda o uso de vírus bacteriófagos como alternativa a medicamentos</p><p>convencionais aos quais as bactérias já se tornaram resistentes.</p><p>Esse processo, que recebe o nome de fagoterapia, consiste em utilizar</p><p>bacteriófagos que coexistem com suas bactérias hospedeiras em seu hábitat</p><p>natural: nos dejetos animais e humanos, no oceano ou em plantas. Ao aplicar o</p><p>fago, não há risco de efeitos colaterais, pois esse vírus ataca especificamente a</p><p>bactéria e não o homem.</p><p>Você pode conhecer mais sobre esse assunto acessando o site Fagos do Brasil</p><p>(https://www.ufrgs.br/fagos/fagos_aplicacao.php)</p><p>https://www.ufrgs.br/fagos/fagos_aplicacao.php</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 59</p><p>5.4 Hospedeiros virais</p><p>Os vírus precisam infectar uma célula hospedeira para se multiplicar. E o espectro</p><p>de hospedeiros que podem ser infectados é muito amplo: bactérias, fungos, protistas,</p><p>plantas, animais vertebrados e invertebrados.</p><p>Mas, geralmente os vírus são específicos: eles infectam apenas uma única espécie</p><p>hospedeira e, mesmo nesse hospedeiro, tipos específicos de células são infectadas. E</p><p>por que isso acontece? Para que o vírus seja capaz de infectar uma célula hospedeira,</p><p>a sua superfície precisa ser capaz de interagir quimicamente com a superfície da</p><p>célula hospedeira. Ou seja, existe um reconhecimento que é hospedeiro-específico.</p><p>A capacidade de infectar diversos hospedeiros torna os vírus amplamente</p><p>disseminados. Tortora, Funke e Case (2017) enfatizam que pelo menos 60% de todas</p><p>as doenças infecciosas são causadas por vírus nos países desenvolvidos.</p><p>Em laboratório, não é possível cultivar os vírus em um meio de cultura, como ocorre</p><p>com fungos e bactérias, já que eles obrigatoriamente precisam de um hospedeiro para</p><p>se multiplicarem. Portanto, em laboratório, o cultivo de vírus também requer o uso de</p><p>células que servem como hospedeiras.</p><p>Os bacteriófagos são cultivados em meios líquidos ou sólidos contendo culturas</p><p>bacterianas. Vírus que infectam animais são cultivados em animais vivos (como</p><p>camundongos e coelhos), ovos embrionados ou culturas de células animais.</p><p>Apesar de tradicionalmente a Virologia concentrar seus estudos na interação vírus-</p><p>hospedeiro, hoje os estudos mais avançados de metagenômica já mostraram que que</p><p>há um grande “viroma” em toda a biosfera, o que significa que assim como fungos e</p><p>bactérias, esses agentes microscópicos estão distribuídos por todos os ambientes.</p><p>Estudos de metagenômica já estimaram que a biomassa de vírus equivale a de 75</p><p>milhões de baleias-azuis (aproximadamente 200 milhões de toneladas) (SANTOS et</p><p>al., 2021) .</p><p>5.5 Ciclo de vida dos vírus</p><p>De uma forma geral, a multiplicação de um vírus consiste em: infectar uma célula</p><p>hospedeira viva e utilizar a maquinaria celular para sintetizar os componentes virais</p><p>necessários para gerar vários novos vírus. Para um vírus replicar-se, ele deve induzir</p><p>uma célula hospedeira viva a sintetizar todos os componentes essenciais necessários</p><p>à produção de novos vírions.</p><p>A tabela abaixo resume as diferentes fases do ciclo de replicação de um vírus:</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 60</p><p>Etapa Descrição</p><p>Ligação ou Adsorção O vírion reconhece a célula hospedeira e se liga à sua superfície.</p><p>Desnudamento Enzimas presentes nos lisossomos da célula hospedeira fazem a remoção do</p><p>capsídeo, expondo o genoma viral.</p><p>Penetração O ácido nucleico do vírus é injetado dentro da célula hospedeira.</p><p>Síntese Utilizando a maquinaria da célula hospedeira, os componentes virais (como ácido</p><p>nucleico e proteínas) são produzidos. Diferentes processos ocorrem nessa etapa, para</p><p>os vírus de DNA e RNA.</p><p>Montagem ou</p><p>Maturação</p><p>Os componentes virais se organizam para formar o novo vírion, por exemplo, o</p><p>capsídeo envolve o ácido nucleico viral. Esse processo ocorre espontaneamente.</p><p>Liberação A saída do vírus da célula pode ocorrer por lise celular (para vírus não envelopados)</p><p>ou brotamento (para vírus envelopados).</p><p>Na lise celular, a célula hospedeira se rompe devido à grande quantidade de vírus em</p><p>seu interior. As novas partículas virais irão infectar outras células.</p><p>No brotamento, após a montagem dos nucleocapsídeos, eles migram para a</p><p>face interna da membrana plasmática. O nucleocapsídeo se envolve por parte da</p><p>membrana, formando o seu envelope, e então se destaca da célula.</p><p>Tabela - Etapas do ciclo de vida de um vírus.</p><p>Fonte: a autora. Adaptado de Madigan et al. (2016) e Tortora, Funke e Case (2017).</p><p>As etapas listadas na tabela acima, estão também ilustradas na figura abaixo.</p><p>Observe que, simultaneamente, vários vírus são produzidos em uma única célula</p><p>hospedeira.</p><p>Figura 3. Representação básica das fases do ciclo de vida de um vírus, mostrando o processo de multiplicação de um bacteriófago que infecta uma célula</p><p>bacteriana.</p><p>Fonte da figura: Madigan et al. (2016).</p><p>Para os outros tipos de vírus, pode haver uma alguma variação no ciclo de vida, em</p><p>relação a por exemplo, a síntese do RNA ou perda do envelope viral. Mas as etapas</p><p>comuns a todos os vírus estão listadas acima.</p><p>A etapa de liberação, ao final do ciclo de vida dos vírus, é bastante variável:</p><p>bacteriófagos podem liberar até de dez até mil partículas virais, mas normalmente são</p><p>liberadas poucas centenas. Vírus de animais podem liberar de poucos mil a milhões</p><p>de partículas virais por célula hospedeira.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 61</p><p>Para os vírus de DNA, o ciclo de vida recebe duas classificações: no ciclo lítico, a</p><p>célula hospedeira é destruída, ao contrário do ciclo chamado de lisogênico, onde a</p><p>célula hospedeira é preservada.</p><p>5.6 Classificação e importância dos vírus</p><p>O nome do vírus geralmente é em inglês, conforme publicado pelo Comitê Internacional</p><p>de Nomenclatura dos Vírus ou ICTV (do inglês, International Committee on Taxonomy</p><p>of Viruses).</p><p>Os critérios mais importantes para a agrupar os vírus são a sua morfologia, o tipo</p><p>de ácido nucleico presente e o tipo de hospedeiro. Assim, basicamente, as famílias</p><p>de vírus se classificam em dois grandes grupos: vírus de DNA e vírus de RNA.</p><p>Os vírus geralmente são agrupados em ordens e a classificação taxonômica possui</p><p>terminações específicas: -virales (ordem), -viridae (família), -virinae (subfamília, se</p><p>houver) e -virus (gênero). Os nomes de ordens, famílias, subfamílias, gêneros e espécies</p><p>aprovados pelo ICTV são escritos em itálico, com a primeira letra maiúscula (TRABULSI;</p><p>ALTERTHUM, 2015). Por exemplo, vamos conhecer a classificação taxonômica e</p><p>nomenclatura do vírus da hepatite A:</p><p>Ordem: Picornavirales</p><p>Família: Picornaviridae</p><p>Gênero: Hepatovirus</p><p>Espécie: Hepatitis A virus</p><p>A classificação atual dos vírus, segundo dados atualizados do site do ICTV, contém</p><p>72 ordens, 264 famílias, 182 subfamílias, 2818 gêneros e 11273 espécies.</p><p>5.6.1 Importância clínica dos vírus</p><p>De uma forma geral, os vírus se destacam por sua importância clínica, por causarem</p><p>doenças em seres humanos. Em seu livro, Levinson (2011) detalha a classificação de</p><p>vírus de importância médica.</p><p>Para a manutenção do processo infeccioso, o vírus precisa ser capaz de penetrar e</p><p>se replicar em seu agente hospedeiro, utilizando então sua maquinaria celular para que</p><p>ocorra a produção de novos vírus. Esses, por sua vez, também precisam ser capazes</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 62</p><p>de serem liberados da célula hospedeira em quantidade viável para a infecção de</p><p>novas células (STEPHENS et al., 2009).</p><p>A Fiocruz disponibiliza gratuitamente um livro intitulado Conceitos e métodos para</p><p>a formação de profissionais em laboratórios de saúde, no qual no capítulo de Virologia</p><p>há uma descrição dos principais grupos virais e sua importância clínica. Leia mais a</p><p>esse respeito acessando o site https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/13725.</p><p>Também há vírus que causam doenças em outros animais e em plantas, sendo</p><p>que nestas, eles causam mudanças na coloração, deformações ou interrupção do</p><p>crescimento vegetal, entre outros sintomas específicos para cada interação vírus-</p><p>hospedeiro.</p><p>Alguns vírus importantes estão listados na tabela abaixo:</p><p>Classificação Família Exemplos de doenças causadas</p><p>Vírus de DNA Adenoviridae Doenças respiratórias</p><p>Vírus de RNA Coronaviridae Resfriado comum e covid-19</p><p>Vírus de RNA Flaviviridae Hepatite C, febre amarela e dengue</p><p>Vírus de DNA Hepadnaviridae Hepatite E</p><p>Vírus de RNA Orthomyxoviridae Diferentes tipos de influenza</p><p>Vírus de DNA Papillomaviridae Papiloma humano</p><p>Vírus de DNA Papovaviridae Doenças associadas à verrugas e algumas espécies</p><p>podem transformar células resultando em câncer</p><p>Vírus de RNA Picornaviridae Febre aftosa, hepatite A, poliomielite</p><p>Vírus de DNA Poxviridae Doenças com lesões cutâneas</p><p>Vírus de RNA Rhabdoviridae Raiva, nanismo amarelo da batata</p><p>Vírus de RNA Reoviridae Rotavírus em seres humanos e animais</p><p>Vírus de RNA Togaviridae Rubéola</p><p>Tabela - Exemplos de doenças relacionadas às diferentes famílias de vírus de DNA e RNA.</p><p>Fonte: a autora. Adaptado de Trabulsi e Alterthum (2016) e Tortora, Funke e Case (2017).</p><p>5.6.1 Importância ambiental e sanitária dos vírus</p><p>Além da sua importância clínica e agronômica, pelas doenças que causam nos</p><p>diferentes hospedeiros, os vírus possuem uma importância ambiental e de saneamento</p><p>básico.</p><p>Por exemplo, durante a pandemia que vivenciamos recentemente, a contaminação</p><p>pelo coronavírus em áreas urbanas foi maior nas regiões com menor infraestrutura</p><p>sanitária e ambiental houve um número maior de pessoas contaminadas pelo</p><p>coronavírus (NORONHA et al., 2023).</p><p>https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/13725</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 63</p><p>Também para a hepatite A, a ocorrência dessa doença entre 2012 e 2021 mais</p><p>elevada em regiões com maior consumo de água não tratada e saneamento básico</p><p>ineficiente (BASTOS et al., 2022). Esses exemplos nos mostram que condições</p><p>adequadas de saneamento básico contribuem para a redução da disseminação viral.</p><p>ISTO ACONTECE NA PRÁTICA</p><p>Acredito que você se lembre que, em 2019, houve o rompimento da barragem da</p><p>Vale em Brumadinho, Minas Gerais. Um artigo científico recente (TROVÃO et al.,</p><p>2023) mostrou que em 2019 foi observado expressivo aumento nas notificações</p><p>das doenças relativas à transmissão fecal-oral, em relação aos anos anteriores ao</p><p>desastre.</p><p>Além disso, os dados também demonstraram que, em 2019, houve um aumento</p><p>expressivo nas notificações das arboviroses (dengue, zica, febre amarela e</p><p>chikungunya) em relação aos anos anteriores. Esse caso comprova a importância</p><p>da implementação de políticas públicas voltadas para a redução das situações de</p><p>vulnerabilidade relacionadas ao acesso à água.</p><p>Faça uma leitura completa sobre esse assunto, acessando o artigo: Trovão et al.</p><p>(2023). Alterações no acesso à água e na incidência de doenças de veiculação</p><p>hídrica após o rompimento da barragem da Vale em Brumadinho (MG). Revista</p><p>Brasileira de Epidemiologia, 26, 2023. Disponível em: https://doi.org/10.1590/1980-</p><p>549720230010.2</p><p>5.6.2 Viroides e príons</p><p>É importante que você saiba que, além dos vírus, os cientistas já descobriram a</p><p>existência de outros dois agentes subvirais, ainda menores e mais simples em estrutura.</p><p>O primeiro deles é o viroide, que infecta apenas plantas e é uma pequena molécula</p><p>de RNA de fita simples em formato circular, sem nenhum envoltório proteico e sem</p><p>capacidade de codificar proteínas. Um exemplo é o viroide do tubérculo afilado da batata,</p><p>mas outras plantas também são atacadas por esses agentes. Devido às características</p><p>dos viroides, as doenças provocadas por eles ocorrem por mecanismos que ainda</p><p>não estão totalmente conhecidos pelos cientistas.</p><p>Já os príons são agentes subvirais infecciosos compostos apenas por proteínas,</p><p>sem nenhum ácido nucleico presente. A “doença da vaca louca” é um exemplo de</p><p>doença priônica. Todas as doenças causadas por príons ocorrem pela degeneração</p><p>do tecido cerebral devido a uma proteína que teve sua função alterada devido a uma</p><p>https://doi.org/10.1590/1980-549720230010.2</p><p>https://doi.org/10.1590/1980-549720230010.2</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 64</p><p>mutação genética. Essas doenças são sempre fatais, pois o hospedeiro não apresenta</p><p>resposta inflamatória e nem resposta imunológica para combatê-la.</p><p>5.7 Conclusão</p><p>Ao finalizar o estudo desse capítulo, você é capaz de responder uma grande dúvida</p><p>quando se trata dos vírus: ele é ou não um ser vivo? Além disso, agora você é capaz</p><p>de diferenciar os componentes e morfologia que os vírus podem apresentar.</p><p>Você também aprendeu mais sobre o ciclo de vida de um vírus e como ocorre o</p><p>processo de multiplicação dentro da célula hospedeira. As regras de classificação</p><p>dos</p><p>vírus e sua importância foram apresentadas. Embora os vírus sejam constantemente</p><p>associados a malefícios, você aprendeu que atualmente estudos científicos avaliam</p><p>a possibilidade de usar vírus de bactérias para o tratamento de bactérias resistentes</p><p>a antibióticos! E por fim, pudemos refletir a respeito da necessidade de políticas</p><p>públicas que melhorem as condições de saneamento básico como uma ferramenta</p><p>de diminuição da propagação viral.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 65</p><p>CAPÍTULO 6</p><p>ALGAS E PROTOZOÁRIOS:</p><p>CARACTERIZAÇÃO,</p><p>DIVERSIDADE E IMPORTÂNCIA</p><p>Por muito tempo, o termo protista foi utilizado para agrupar eucariotos unicelulares</p><p>e multicelulares simples, principalmente algas e protozoários, no Reino Protista.</p><p>A Ficologia é o ramo que estuda as algas – juntamente com a Microbiologia – e,</p><p>entre os taxonomistas, atualmente não há um consenso entre sua classificação, por</p><p>isso, elas não ocupam um único Reino.</p><p>Atualmente, sabe-se que os protozoários – que são os objetos de estudo da</p><p>Protozoologia assim como a Microbiologia – também formam um grupo diverso e</p><p>complexo, com divergências taxonômicas quanto à sua classificação, sendo divididos</p><p>em grupos diversos de filos.</p><p>Neste capítulo, iremos conhecer os principais grupos de algas e protozoários, quanto</p><p>às suas características principais, habitats, modos de vida e importância clínica,</p><p>biotecnológica e ambiental.</p><p>6.1 Algas: características gerais</p><p>De uma forma geral, podemos definir as algas como eucariotos, unicelulares e</p><p>microscópicos, ou pluricelulares e macroscópicos. Em sua maioria, habitam os</p><p>ambientes aquáticos, mas há espécies de água doce ou interagem de forma mutualística</p><p>com fungos formando os liquens.</p><p>As algas macroscópicas se assemelham às plantas por sua aparência externa, mas</p><p>se diferem por não apresentarem tecidos vegetais típicos, o que significa que algas não</p><p>possuem folhas, raízes e caules; além de não possuírem tecidos condutores de seiva.</p><p>A estrutura celular da água é mais simples que a das plantas: uma alga pluricelular</p><p>tipicamente apresenta um corpo filamentoso que recebe o nome de talo. As células</p><p>da superfície do talo fazem absorção e fotossíntese, realizada nos cloroplastos. Esse</p><p>talo se ramifica em hastes ou lâminas que nos lembram folhas.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 66</p><p>ANOTE ISSO</p><p>Algas multicelulares alternam o seu ciclo de vida entre fases de reprodução</p><p>assexuada e sexuada por meio de gametas com dois flagelos. Já as algas</p><p>unicelulares se reproduzem pelo processo de fissão binária, semelhante ao que</p><p>ocorre com as bactérias.</p><p>6.1.2 Diversidade de algas</p><p>Aqui, vamos estudar as algas com base em agrupamentos que consideram</p><p>pigmentos e outras características, e dados obtidos por sequenciamento de genes.</p><p>Assim, utilizaremos a classificação em: algas verdes, algas vermelhas, algas marrons,</p><p>diatomáceas, dinoflagelados e bolores aquáticos.</p><p>Algas verdes podem ser unicelulares ou pluricelulares, e a maioria é microscópica.</p><p>Evolutivamente, acredita-se que elas originaram as plantas terrestres devido às</p><p>características em comum: parede celular de celulose, clorofilas a e b, e armazenamento</p><p>de amido como polissacarídeo de reserva (TORTORA; FUNKE, CASE, 2017).</p><p>O principal grupo de algas verdes é o das clorófitas, que engloba mais de 7 mil</p><p>espécies, predominantemente de água doce, mas com representantes marinhas e</p><p>terrestres. As espécies unicelulares vivem livremente em solo úmido ou hábitats</p><p>aquáticos como fitoplâncton, ou habitam solo úmido. Algumas formam associações</p><p>simbióticas com outros eucariotos.</p><p>Título: Alface-do-mar, nome popular das algas do gênero Ulva sp., mostrando suas ramificações do talo.</p><p>Fonte: https://visualhunt.com/f7/photo/42701216375/09d184b1f2/</p><p>Algas vermelhas pertencem ao FIlo Rhodophyta, que é formado por mais de mais</p><p>6 mil espécies já descritas. Essas algas possuem coloração avermelhada devido à</p><p>presença do pigmento ficoeritrina. São principalmente pluricelulares e marinhas, sendo</p><p>encontradas formando uma cobertura sobre rochas e conchas ou nas profundezas</p><p>oceânicas.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 67</p><p>Título: Alga vermelha da espécie Gracilaria tikvahiae, mostrando as delicadas ramificações do seu talo.</p><p>Fonte: https://visualhunt.com/f7/photo/23689864994/e7b335055c/</p><p>Algas marrons possuem essa coloração devido à presença de carotenoides. Elas</p><p>são pluricelulares e de habitat marinho, onde são encontradas fixas sobre rochas,</p><p>epífitas ou vivendo de forma flutuante. Podem ser microscópicas ou macroscópicas,</p><p>o que inclui as algas marrons gigantes que podem ter talos de 25 a 60 m.</p><p>Uma característica interessante das algas marrons, apontada por Reece et al.</p><p>(2015) é que algumas espécies possuem têm tecidos especializados e órgãos que</p><p>se assemelham aos das plantas, como um apreensório semelhante à raiz, que fixa</p><p>a alga ao seu substrato, e um estipe semelhante ao caule, que sustenta as lâminas</p><p>que se assemelham a folhas.</p><p>Título: Alga marrom da espécie Laminaria japonica, possui um longo talo, e é cultivada apenas na Ásia..</p><p>Fonte: https://visualhunt.com/f7/photo/27947921623/90927332ba/</p><p>As diatomáceas são um grupo bastante diverso de algas, com mais de 100 mil</p><p>espécies conhecidas. Uma característica particular de suas células é a presença de</p><p>parede celular única composta de sílica e sua forma peculiar que se assemelha a</p><p>estrelas, formas geométricas entre outras. Possivelmente, elas sejam o grupo de</p><p>seres fotossintetizantes mais abundantes nos lagos e oceanos. Quando quantidades</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/23689864994/e7b335055c/</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/27947921623/90927332ba/</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 68</p><p>abundantes de nutrientes estão disponíveis no meio aquático, ocorre um rápido</p><p>crescimento populacional, que é chamado de floração.</p><p>Em geral, as diatomáceas são consumidas por protistas e invertebrados aquáticos,</p><p>mas durante uma floração, há um acúmulo de diatomáceas não consumidas que, após</p><p>sua morte, se depositam no fundo oceânico onde permanecem por décadas a séculos</p><p>até serem degradadas por seres decompositores. Só então, o carbono presente em</p><p>seus corpos retorna ao ciclo do carbono como dióxido de carbono (CO2) a partir da</p><p>respiração dos decompositores (REECE et al., 2015). Algumas diatomáceas produzem</p><p>o ácido domóico, uma toxina que já ocasionou um surto de intoxicação ocasionado</p><p>pelo consumo de mexilhões contaminados, em 1987 no Canadá (TORTORA; FUNKE,</p><p>CASE, 2017).</p><p>Título: Diatomáceas podem formar arranjos exibindo suas formas variadas.</p><p>Fonte: https://visualhunt.com/f7/photo/27947921623/90927332ba/</p><p>Dinoflagelados são algas unicelulares que vivem de forma flutuante em água</p><p>marinha ou água doce, sendo coletivamente chamadas de plâncton e, assim como</p><p>as diatomáceas, podem causar florações sazonais, que são chamadas de marés</p><p>vermelhas porque causam coloração avermelhada ou marrom nas águas. A presença</p><p>de uma membrana plasmática rica em celulose lhes confere uma estrutura rígida, com</p><p>um aspecto de armadura. Outra característica peculiar é a presença de dois flagelos</p><p>localizados em cavidades perpendiculares em sua superfície, que fazem com que eles</p><p>girem enquanto se movem pelo ambiente aquático.</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/27947921623/90927332ba/</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 69</p><p>Título: Dinoflagelado do gênero Peridinium visto por microscopia (figura 1) e desenho esquemático (figura 2) destacando os flagelos não visíveis ao</p><p>microscópio.</p><p>Fonte (1): https://visualhunt.com/f7/photo/40432787363/0c2057fa5c/</p><p>Fonte (2): Tortora; Funke e Case (2017)</p><p>Muitas espécies de dinoflagelados produzem neurotoxinas que quando ingeridas em</p><p>grande quantidade por moluscos e peixes podem causar surtos</p><p>de envenenamento</p><p>em seres humanos. Nos últimos 20 anos, um aumento mundial dinoflagelados matou</p><p>milhões de peixes, centenas de mamíferos marinhos e até mesmo seres humanos</p><p>(TORTORA; FUNKE, CASE, 2017).</p><p>Por fim, temos o grupo dos bolores aquáticos ou oomicetos, pertencentes ao filo</p><p>Oomycota, que formam massas cotonosas (com aspecto de bolor ou mofo) sobre</p><p>algas e animais mortos, em ambientes de água doce. Mas, algumas espécies são</p><p>terrestres e parasitas de plantas.</p><p>Os oomicetos se assemelham aos fungos zigomicetos, mas seus esporos (chamados</p><p>de zoósporos) produzidos dentro de um esporângio são flagelados. Ao mesmo tempo</p><p>em que se aproximam dos fungos, possuem paredes celulares ricas em celulose (e</p><p>não em quitina, como nos fungos), o que sugere uma proximidade com as algas. E</p><p>você pode estar se perguntando: é um fungo ou uma alga? Bem, análises de Biologia</p><p>Molecular revelaram que o DNA dos oomicetos está filogeneticamente mais relacionado</p><p>às diatomáceas e dinoflagelados do que aos fungos.</p><p>A espécie mais importante entre os oomicetos é Phytophthora infestans, um</p><p>fitopatógeno que causa o crestamento tardio ou requeima da batata, mas também</p><p>pode ocorrer em cacau, tomate e soja.</p><p>Título: Requeima da batata, causada por Phytophthora infestans.</p><p>Fonte: (1) https://visualhunt.com/f7/photo/27567385652/c0d246e4b9/</p><p>(2) https://visualhunt.com/f7/photo/281344513/74bbffe5fe/</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/40432787363/0c2057fa5c/</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/27567385652/c0d246e4b9/</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 70</p><p>6.1.3 Importância das algas</p><p>As algas fazem o papel de produtores na cadeia alimentar aquática, por serem</p><p>fotossintetizantes, fixando o dióxido de carbono CO2 em moléculas orgânicas, que</p><p>podem ser consumidas pelos quimio-heterotróficos (consumidores da cadeia alimentar).</p><p>Diatomáceas e dinoflagelados, como já aprendemos neste capítulo, podem causar</p><p>florações que indicam o seu crescimento super elevado, o que pode causar problemas</p><p>de saúde pública e ambiental devido às toxinas liberadas que infectam e podem</p><p>ocasionar a morte de animais aquáticos e do homem, pelo consumo de peixes e</p><p>moluscos contaminados. Já os oomicetos incluem um importante gênero de patógenos</p><p>de plantas (Phytophthora).</p><p>Algas vermelhas são utilizadas para fins industriais: o ágar utilizado como agente</p><p>solidificante nos meios de cultura é um polissacarídeo parede celular de algas vermelhas</p><p>marinhas da classe Rhodophyceae. A carragenana, um espessante e geleificante de</p><p>alimentos, também é obtida de algas vermelhas marinhas. Similarmente, da parede</p><p>celular das algas marrons é obtida a algina, um espessante utilizado na fabricação</p><p>de sorvetes e outros produtos da indústria, como cosméticos e pneus. Aplicações</p><p>biotecnológicas das algas incluem, ainda, o uso para a recuperação de efluentes</p><p>industriais e produção de biodiesel a partir de microalgas.</p><p>ISTO ESTÁ NA REDE</p><p>As algas estão sendo estudadas e testadas também quanto ao seu potencial</p><p>para a produção de fibras têxteis. Uma startup brasileira está investindo nas algas</p><p>vermelhas (Filo Rhodophyta) para a produção de uma fibra têxtil sustentável, que</p><p>pode ser combinada com outras fibras naturais como algodão e linho.</p><p>Ao contrário dos tecidos sintéticos, as algas são uma alternativa ecológica por</p><p>serem biodegradáveis, além de estarem amplamente disponíveis na costa brasileira.</p><p>Saiba mais acessando a notícia completa disponível no portal Agência Sebrae de</p><p>Notícias: https://agenciasebrae.com.br/inovacao-e-tecnologia/sustentabilidade-na-</p><p>moda-startup-inova-na-producao-de-tecidos-a-partir-de-algas/</p><p>6.2 Protozoários: características gerais</p><p>Ainda que no passado protozoários (junto com algumas algas) foram agrupados</p><p>no Reino Protista, evidências mais recentes, sobretudo considerando o avanço da</p><p>Biologia Molecular, mostram que há protistas filogeneticamente mais relacionados</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 71</p><p>com plantas, animais ou fungos. Por isso, a tendência é que haja uma divisão em</p><p>outros reinos.</p><p>Protozoários são eucariotos unicelulares e, em geral, quimio-heterotróficos. Possuem</p><p>morfologia variada, e são encontrados em diversos habitats como solo e água, e podem</p><p>ter modo de vida livre ou comensal. Os parasitas de plantas, homem e outros animais,</p><p>são transmitidos por insetos e água contaminada. Há parasitas que são intracelulares</p><p>obrigatórios, que são classificados como apicomplexos ou esporozoários.</p><p>Outras classificações dos protozoários se referem às suas estruturas/ formas de</p><p>locomoção: ciliados (contém cílios), flagelados (contém flagelos), sarcodíneos ou</p><p>rizópodes (contém pseudópodes, que são projeções do citoplasma).</p><p>Mas nem todos os protozoários causam doenças: há protozoários de vida livre que</p><p>interagem com outros microrganismos do solo, melhorando o seu funcionamento e</p><p>o desenvolvimento das plantas.</p><p>Sua morfologia é variada, mas há características típicas: cisto protetor que reveste</p><p>a célula para proteção fora do hospedeiro e em condições ambientais ou nutricionais</p><p>adversas; alternância de diferentes formas ao longo do ciclo de vida; estruturas de</p><p>locomoção podem estar ou não presentes.</p><p>ANOTE ISSO</p><p>Durante o seu ciclo de vida, os protozoários apresentam algumas formas de</p><p>vida distintas: cisto e oocisto são formas de resistência envoltas por uma parede</p><p>protetora quando estiverem em condições inadequadas ou fase de latência.</p><p>Gametas (microgameta masculino e macrogameta femnini) são formas de vida</p><p>que participam da reprodução sexuada. Trofozoíto: forma ativa do protozoário, na</p><p>qual ele se alimenta e reproduz por diversos processos metabólicos e infecciosos</p><p>(FREITAS; GONÇALVES, 2015).</p><p>De uma forma geral, seu ciclo de vida pode alternar fases de reprodução assexuada</p><p>e reprodução sexuada, pelo seguintes processos destacados por Freitas e Gonçalves</p><p>(2015):</p><p>- Reprodução assexuada: ocorre por fissão binária ou cissiparidade; por brotamento;</p><p>ou por endogenia (brotamento interno). A reprodução sexuada também pode ocorrer por</p><p>esquizogonia, que consiste na divisão nuclear seguida de divisão do citoplasma, gerando</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 72</p><p>diversos indivíduos simultaneamente. A merogonia produz merozoítos, gametogonia</p><p>gera produz gametas e esporogonia produz esporozoítos.</p><p>- Reprodução sexuada: pode ocorrer por conjugação, que é o processo onde dois</p><p>indivíduos se unem mutuamente, com troca mútua de materiais celulares. Outras</p><p>espécies se reproduzem pela fecundação dos gametas femino e masculino, formando</p><p>o zigoto, que se divide, formando esporozoítos.</p><p>6.2.1 Diversidade de protozoários</p><p>Podemos classificar os protozoários em apicomplexos (ou esporozoários), ciliados,</p><p>flagelados, e rizópodes. Vamos, agora, conhecer as características de cada grupo.</p><p>Os apicomplexos são parasitos que se espalham pelo organismo hospedeiro por meio</p><p>de formas infecciosas chamadas esporozoítos (que são trofozoitos), que contém em</p><p>uma das suas extremidades um complexo de organelas responsáveis pela penetração</p><p>nas células hospedeiras. Podem também ser nomeados como esporozoários devido</p><p>a serem disseminados por esporos. O seu ciclo de vida se alterna entre estágios</p><p>sexuados e assexuados que podem requerer mais de um hospedeiro. Entre seus</p><p>representantes estão Toxoplasma gondii (causador da toxoplasmose) e Plasmodium</p><p>spp., que causa malária.</p><p>Os ciliados são predominantemente predadores de bactérias ou pequenos protistas.</p><p>Sua célula possui uma característica bastante peculiar: presença de micronúcleo</p><p>(desempenha função na reprodução sexuada) e macronúcleo (envolvido na síntese</p><p>de proteínas). O gênero mais bem estudado pelos cientistas é o Paramecium, mas o</p><p>único ciliado que é um parasito de seres humanos é o Balantidium coli, causador de</p><p>um tipo de disenteria rara, porém, grave. A forma infecciosa que se desenvolve no</p><p>intestino delgado, após a ingestão dos cistos, se chama trofozoíto.</p><p>Título: Micrografia de Paramecium bursaria: observe os múltiplos e pequenos cílios que circundam toda a célula.</p><p>Fonte: https://visualhunt.com/f7/photo/7985636788/8632ca6e28/</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 73</p><p>Os protozoários flagelados são ovais, alongados ou esféricos e se locomovem pelo</p><p>batimento de seus flagelos, que em geral, tem forma de chicote. Eles se dividem por</p><p>fissão binária longitudinal e algumas espécies apresentam reprodução sexual por fusão</p><p>de gametas. Um importante representante é a Giardia lamblia (também chamada de</p><p>Giardia intestinalis), transmitida por fezes contaminadas com cistos que no intestino</p><p>delgado se desenvolvem em células infecciosas chamadas trofozoítos, que causam</p><p>uma gastrenterite aguda, conhecida como giardíase.</p><p>Título: Giardia lamblia vista ao microscópio, mostrando os seus diversos flagelos e seus dois núcleos simétricos.</p><p>Fonte: https://visualhunt.com/f7/photo/6912948227/6ac50f3d8b/</p><p>Por fim, os rizópodes, também chamados de sarcodíneos,ou popularmente por</p><p>amebas, se movimentam por projeções do citoplasma chamada pseudópodes e</p><p>geralmente são transmitidos pela água ou alimentos contaminados. A única ameba</p><p>patogênica encontrada no intestino de seres humanos é a Entamoeba histolytica.</p><p>Título: estrutura geral de uma ameba: mostrando os pseudópodes, núcleo e (a) vacúolo alimentar são formados quando os pseudópodes circundam o</p><p>alimento e o trazem para dentro da célula. Entamoeba histolytica fagocita as hemácias do seu hospedeiro.</p><p>Fonte: Tortora, Funke e Case (2017).</p><p>6.2.2 Importância dos protozoários</p><p>Sem nenhuma dúvida, os protozoários são mais notados como objetos de estudo</p><p>da Parasitologia, que estuda as doenças causadas por eles. A tabela abaixo lista</p><p>algumas doenças causadas por protozoários.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 74</p><p>Doença Características</p><p>Doença de Chagas O agente etiológico, Trypanosoma cruzi, tem animais selvagens como</p><p>reservatório. O vetor da doença para o ser humano é o inseto barbeiro.</p><p>Toxoplasmose Oocistos do agente etiológico Toxoplasma gondii são eliminados nas</p><p>fezes dos gatos, onde evoluem para formas infecciosas que podem</p><p>atingir os seres humanos.</p><p>Malária Transmitida por mosquitos do gênero Anopheles, sendo causada por</p><p>espécies do gênero Plasmodium. Seu ciclo envolve diferentes formas</p><p>de vida, com multiplicação no fígado e nas hemácias do ser humano.</p><p>Giardíase Giardia lamblia causa gastrenterite aguda pela contaminação fecal da</p><p>água potável.</p><p>Disenteria amebiana Entamoeba histolytica é transmitida via contaminação fecal de água</p><p>potável.</p><p>Disenteria balantidiana Balantidium coli é transmitido via contaminação fecal de água potável.</p><p>Tabela - Doenças causadas por protozoários</p><p>Fonte: a autora. Adaptado de Tortora, Funke e Case (2017).</p><p>Protozoários também possuem uma importância ambiental e farmacológica devido</p><p>a atuarem como bioindicadores. Eles são os melhores indicadores da qualidade da</p><p>água para mudanças bruscas e para mudanças contínuas ao longo de certo período.</p><p>Além disso, podem ser utilizados como bioindicadores para o estudo toxicológico de</p><p>compostos químicos e orgânicos. pontuam as seguintes características que tornam</p><p>os protozoários efetivos para essa finalidade:</p><p>• Facilidade de cultivo;</p><p>• São organismos facilmente comparáveis, largamente distribuídos em diversos</p><p>habitats;</p><p>• Possuem ciclo de vida curto, com altas taxas de reprodução e metabolismo;</p><p>• Ausência de estágios complexos de desenvolvimento;</p><p>• Reagem rapidamente às mudanças ambientais no ambiente aquáticos;</p><p>• A membrana externa está em contato direto com o meio externo.</p><p>6.3 Conclusão</p><p>Neste capítulo, você conheceu a diversidade de algas com base em agrupamentos</p><p>por características como pigmentos e outras características, e dados obtidos por</p><p>sequenciamento de genes. Você conheceu as características principais, habitat e modo</p><p>de vida das algas verdes, algas vermelhas, algas marrons, diatomáceas, dinoflagelados</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 75</p><p>e bolores aquáticos. Você também aprendeu as características principais, habitat</p><p>e modo de vida de protozoários classificados em protozoários em apicomplexos,</p><p>ciliados, flagelados, e rizópodes com base na presença ou ausência de estruturas de</p><p>locomoção.</p><p>Para encerrar o nosso estudo, algas e protozoários possuem importância ambiental,</p><p>industrial, econômica e biotecnológica, o que foi exemplificado para esses dois grupos</p><p>de estudo.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 76</p><p>CAPÍTULO 7</p><p>MICROBIOLOGIA DO AR</p><p>Olá, aluno (a)! Neste capítulo, vamos conhecer os padrões de qualidade do ar,</p><p>estabelecidos pela legislação brasileira. Você também irá aprender porque os fungos</p><p>são o grupo microbiano com maior potencial para se disseminar pelo ar. Além disso,</p><p>fungos associados às algas (os líquens) são os principais organismos utilizados para</p><p>o monitoramento da qualidade do ar. Embora o foco de nosso estudo seja os micro-</p><p>organismos, é importante também destacarmos o gênero Tradescantia – que engloba</p><p>plantas de coloração roxas, que você já deve ter visto em canteiros de sua cidade</p><p>– quanto à sua eficiência para o monitoramento da qualidade do ar. Bons estudos!</p><p>7.1 Padrões de qualidade do ar</p><p>O ar poluído é uma mistura de partículas – material particulado e gases – que são</p><p>emitidas para a atmosfera por indústrias, veículos e termelétricas, queima de biomassa</p><p>e de combustíveis fósseis. Segundo Arbex et al., 2012, os poluentes recebem duas</p><p>classificações diferentes:</p><p>- Poluentes primários: são emitidos diretamente para a atmosfera, como por exemplo,</p><p>óxidos de nitrogênio (NO2), monóxido de carbono (CO) e dióxido de enxofre (SO2);</p><p>- Poluentes secundários: são resultantes de reações químicas entre os poluentes</p><p>primários, como é o caso do ozônio (O3)</p><p>O nível da poluição do ar é determinado pela quantificação das principais substâncias</p><p>poluentes que estão presentes no ar. Por isso, chamamos esses poluentes de indicadores</p><p>da qualidade do ar. No Brasil, os padrões de qualidade do ar são estabelecidos pela</p><p>Resolução CONAMA 03/90. Essa resolução define como poluente atmosférico qualquer</p><p>substância que presente em quantidade, concentração, tempo ou características em</p><p>desacordo com os níveis estabelecidos, tornem o ar impróprio, nocivo ou ofensivo à</p><p>saúde; inconveniente ao bem-estar público; ou danoso aos materiais, à fauna e flora</p><p>(BRASIL, 1990).</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 77</p><p>Um ambiente aceitável é ambientes livres de contaminantes em concentrações</p><p>potencialmente perigosas à saúde dos ocupantes ou que apresentem um mínimo de</p><p>80% dos ocupantes destes ambientes sem queixas ou sintomatologia de desconforto.</p><p>Além disso, a Resolução nº 09 de janeiro de 2003, da Agência Nacional de Vigilância</p><p>Sanitária do Ministério da Saúde (BRASIL, 2003) nos traz dados de referência sobre a</p><p>qualidade do ar interior em ambientes climatizados artificialmente, ou seja, ambientes</p><p>com ar condicionado. Além dos aspectos físicos em relação ao uso do ar condicionado,</p><p>a Resolução 09/2003, traz os seguintes parâmetros:relação aos aspectos químicos</p><p>da contaminação do ar, os seguintes valores máximos são tolerados:</p><p>- Valores ≤1000 ppm de dióxido de carbono (CO2), como indicador de renovação</p><p>de ar externo, recomendado para conforto e bem-estar.</p><p>- Valores ≤80 µg/m3 de aerodispersóides totais no ar, como indicador do grau de</p><p>pureza do ar e limpeza do ambiente climatizado.</p><p>7.2 Micro-organismos presentes no ar</p><p>De acordo com a Resolução 09/2003, bactérias, algas e protozoários podem ser</p><p>encontradas em locais mais pontuais dos aparelhos de ar condicionado e outros</p><p>aparelhos climatizadores: reservatórios com água estagnada, torres</p><p>de resfriamento,</p><p>bandejas de condensadores, desumidificadores, umidificadores, serpentinas de</p><p>condicionadores de ar, sem manutenção adequada, e superfícies úmidas e quentes.</p><p>Por isso, é importante realizar a limpeza e higienização correta desses reservatórios.</p><p>Recentemente, todos nós passamos por uma pandemia mundial causada pelo</p><p>coronavírus. A COVID-19 nos mostrou toda a capacidade do vírus se propagarem</p><p>pelo ar. Contudo, embora os vírus possam ser propagados durante a tosse ou espirro,</p><p>eles precisam de um hospedeiro humano, não crescendo em objetos e superfícies</p><p>inanimadas.</p><p>Por sua vez, os fungos possuem uma característica especial – a propagação de</p><p>esporos pelo ar – o que os coloca como objeto de interesse central da Microbiologia</p><p>do ar.</p><p>Os micro-organismos precisam de nutrientes que forneçam os nutrientes necessários</p><p>para o seu crescimento. Ao contrário do solo e da água, o ar não supre as exigências</p><p>nutricionais para o crescimento microbiano. Os micro-organismos encontrados no ar,</p><p>também chamados de anemófilos, muitas vezes são provenientes de outras fontes,</p><p>como solo, água, plantas, animais, superfícies, poeira e aerossóis.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 78</p><p>Por isso, podemos considerar que a permanência de micro-organismos no ar é</p><p>transitória, pois ele funciona como um meio de dispersão. A quantidade de micro-</p><p>organismos presentes no ar é variável: com a chuva, a quantidade de micro-organismos</p><p>do ar diminui, porque eles são levados até as superfícies do solo e água. Nesses</p><p>substratos, eles encontrarão os nutrientes necessários para se multiplicarem e retornam</p><p>ao ar, aumentando novamente a população. Baixas altitudes também favorecem a</p><p>dispersão dos micro-organismos pelo ar.</p><p>ANOTE ISSO</p><p>Uma importante fonte de contaminação microbiana no ar são os aerossóis</p><p>liberados pelo fluxo de ar de aparelhos de ar condicionado. E a presença microbiana</p><p>nesses equipamentos é tão significativa, que em 1982, a Organização Mundial de</p><p>Saúde (OMS) definiu como Síndrome do Edifício Doente o conjunto de doenças</p><p>causadas ou estimuladas pela poluição do ar em espaços internos, como edifícios e</p><p>veículos de transporte público ou privado.</p><p>O termo Síndrome do Edifício Doente é utilizado para representar sinais e sintomas</p><p>relacionados à má qualidade do ar de interiores, com concentrações acima do aceitável</p><p>de contaminantes químicos e biológicos, principalmente em ambientes climatizados</p><p>com ar condicionado.</p><p>A Síndrome do Edifício Doente se refere ao fato de que os trabalhadores de um</p><p>mesmo ambiente externo apresentam, simultaneamente, alguns dos sintomas típicos</p><p>da SED, que são geralmente: congestão, ressecamento e prurido nasal, dispneia, cefaleia,</p><p>faringites, tonturas, fadiga, dificuldades de concentração, náuseas, urticária, fadiga,</p><p>letargia, cefaleia, prurido e ardor nos olhos, anormalidades na pele, irritação do nariz e</p><p>garganta e falta de concentração (TRABULSI; ALTERTHUM, 2015). Como as síndromes</p><p>respiratórias aéreas são disseminadas pelo ar condicionado, podemos considerar</p><p>que todos os funcionários – ou uma parte considerável deles – estão coletivamente</p><p>doentes em um mesmo período de tempo.</p><p>Os seres humanos também são uma fonte de contaminação do ar: inúmeras</p><p>gotículas de umidade (com cerca de 10 nm de diâmetro) são expelidas durante o</p><p>espirro, cada uma delas podendo conter uma ou duas células microbianas ou vírions,</p><p>nome dado às formas extracelulares dos vírus (MADIGAN et al., 2016).</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 79</p><p>Entre as bactérias, as Gram-positivas são geralmente mais resistentes ao</p><p>dessecamento, devido à sua parede celular ser mais espessa e rígida, por isso, sua</p><p>ocorrência no ar é mais comum. Mas, sem dúvidas, os fungos notavelmente se destacam</p><p>quanto a eficiência de dispersão aérea devido à alta produção de esporos, formados</p><p>em grande quantidade e carregados pelo vento por longas distâncias. Os esporos</p><p>fúngicos caem no solo ou outros substratos, onde geram novos indivíduos. Fungos</p><p>anemófilos são deteriorantes de substratos diversos, mas são o um importante objeto</p><p>de estudo da Medicina, por causarem doenças respiratórias, como asma brônquica e</p><p>rinites alérgicas (TRABULSI; ALTERTHUM, 2015).</p><p>O trato respiratório humano é dividido em duas regiões (superior e inferior) e os</p><p>patógenos respiratórios tendem a explorar uma ou das duas regiões do trato respiratório.</p><p>Assim, segundo Madigan et al. (2016), podemos classificar as doenças respiratórias em:</p><p>• Infecções respiratórias superiores: são geralmente agudas e não fatais. Exemplo:</p><p>o resfriado comum;</p><p>• Infecções respiratórias inferiores: são geralmente crônicas e podem ser muito</p><p>graves, especialmente em idosos e pessoas imunocomprometidas. Exemplo:</p><p>pneumonias bacterianas ou virais.</p><p>Título - Alguns dos patógenos encontrados no sistema respiratório.</p><p>Fonte: Madigan et al. (2016).</p><p>Em sua maioria, as doenças são transmitidas entre indivíduos, pois em geral os</p><p>seres humanos são os únicos reservatórios desses patógenos respiratórios. A figura</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 80</p><p>abaixo exemplifica alguns patógenos respiratórios que podem ser encontrados no</p><p>trato superior e inferior.</p><p>7.2.1. Fungos e sua associação a alergias respiratórias</p><p>Fungos anemófilos frequentemente são encontrados na microbiota transitória do</p><p>homem e de animais, em água doce e salgada, como contaminantes de alimentos,</p><p>deteriorantes de acervos, madeiras e outros materiais. Por essa ampla dispersão</p><p>na natureza, considera-se que eles desempenham um importante papel na etiologia</p><p>das alergias respiratórias. Cerca de 300 espécies de fungos já foram descritas como</p><p>alergizantes, mas as mais conhecidas e estudadas mundialmente pertencem aos</p><p>gêneros Alternaria, Aspergillus, Cladosporium e Penicillium. No Brasil, a literatura</p><p>científica associa mais algumas espécies às alergias respiratórias, como Candida</p><p>albicans, Dreschlera monoceras, Metarhizium anisopliae e Pysolithus tinctorius</p><p>(TRABULSI; ALTERTHUM, 2015).</p><p>Além da dispersão de fungos em ambientes externos, existe uma grande preocupação</p><p>quanto à dispersão desses micro-organismos por áreas internas, como é o caso</p><p>da Síndrome do Edifício Doente, que você já conheceu em nosso estudo. Por isso,</p><p>segundo a Resolução 09/2003 (BRASIL, 2003), a contaminação microbiológica é um</p><p>parâmetro da qualidade do ar interior em ambientes climatizados. Entende-se por</p><p>ambiente climatizado todo o espaço fisicamente caracterizado por ter instalações</p><p>próprias de climatização, por meio de equipamentos de ar condicionado, por exemplo.</p><p>O valor de contaminação máximo tolerado deve ser inferior a 750 UFC/m3 de fungos,</p><p>com uma relação I/E ≤ 1,5, onde I é a quantidade de fungos no ambiente interior; E é a</p><p>quantidade de fungos no ambiente exterior. Quando o valor de contaminação máximo</p><p>tolerado por ultrapassado, ou a relação I/E for >1,5, é necessário um diagnóstico</p><p>de fontes poluentes, para que sejam tomadas medidas de intervenção corretiva. A</p><p>ocorrência de fungos patogênicos e toxigênicos é inaceitável.</p><p>A microbiota fúngica do ar pode variar em cada cidade ou região, porque sua</p><p>incidência é afetada por condições ambientais, como temperatura, umidade relativa,</p><p>precipitação pluviométrica, nebulosidade, direção e velocidade do vento, irradiação</p><p>solar e estação climática (SOUZA, ANDRADE; LIMA, 2013)..</p><p>Um estudo de Souza, Andrade e Lima (2013) avaliou a ocorrência de fungos</p><p>anemófilos em restaurantes self-service – aqueles em que o próprio consumidor se</p><p>serve, escolhendo entre alimentos prontos para o consumo. Para realizar essa análise,</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 81</p><p>os autores mantiveram abertas, durante 10 minutos, placas de Petri contendo</p><p>meio de cultura em locais próximos aos balcões em que se encontravam os alimentos.</p><p>CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 10</p><p>Foto: Fissão binária em bactérias.</p><p>Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Binary-fission-in-bacteria.jpg</p><p>Primeiro, a célula se alonga e seu DNA é duplicado. Em seguida, ocorre a constrição</p><p>da membrana plasmática e parede celular, com a formação de duas novas células</p><p>que se separam.</p><p>E então eu lhe pergunto: será que o tempo de geração é similar para todos os</p><p>micro-organismos? A resposta é não! Os seres unicelulares e procariotos terão um</p><p>tempo de geração menor do que os seres eucariotos e pluricelulares, que são mais</p><p>complexos em sua composição celular.</p><p>O crescimento de um microrganismo pode ser contado em intervalos regulares,</p><p>o que nos dá informações para traçarmos uma curva de crescimento, que mostra</p><p>o crescimento das células em função do tempo. Vamos conhecer cada etapa desse</p><p>crescimento?</p><p>1.2.1 Curva do crescimento microbiano</p><p>Vamos utilizar, como exemplo, o crescimento de bactérias em laboratório, em</p><p>um meio de cultura líquido que fornece os nutrientes necessários e estimula esse</p><p>crescimento. Ao contar a população bacteriana em intervalos regulares, teremos uma</p><p>curva de crescimento com quatro fases distintas, conforme você aprenderá a seguir.</p><p>Figura: Curva do crescimento microbiano em função do tempo, mostrando suas quatro fases características.</p><p>Fonte: https://www.shutterstock.com/pt/image-vector/bacterial-growth-curve-graph-multiplication-doubling-1957664860</p><p>https://www.shutterstock.com/pt/image-vector/bacterial-growth-curve-graph-multiplication-doubling-1957664860</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 11</p><p>• Fase lag: é a fase inicial ou de adaptação, que dura algumas horas até alguns</p><p>dias, dependendo de cada espécie bacteriana. Nela, as bactérias se adaptam ao</p><p>novo meio de cultura e passam por uma intensa atividade metabólica, produzindo</p><p>enzimas e todas as moléculas necessárias para a sua multiplicação. Há pouco</p><p>ou nenhum aumento no número de células.</p><p>• Fase log: nessa segunda fase, as bactérias iniciam o processo de divisão celular,</p><p>e passam por um processo de crescimento logarítmico ou exponencial. Isso</p><p>significa que o tempo de geração é constante e, por isso, essa fase é representada</p><p>por uma linha reta crescente no gráfico do crescimento microbiano. Essa é a</p><p>etapa em que a atividade metabólica é mais intensa.</p><p>• Fase estacionária: nessa terceira fase, passa a ocorrer um equilíbrio entre o</p><p>número de novas células e o número de células mortas. Esse fato ocorre porque</p><p>a velocidade da divisão celular diminui e o esgotamento de nutrientes, o acúmulo</p><p>de resíduos no meio de cultura e mudanças no pH desfavoráveis às células</p><p>bacterianas causam a interrupção do crescimento exponencial.</p><p>• Fase de morte celular: essa é a fase final do crescimento. Nela, o número</p><p>de células mortas ultrapassa o número de novas células. Essa diminuição no</p><p>número de células bacterianas vivas ocorre de forma logarítmica, o que resulta na</p><p>morte de toda ou da maior parte da população microbiana morra. Por isso, essa</p><p>fase é representada por uma linha reta decrescente no gráfico do crescimento</p><p>microbiano.</p><p>1.2.2 Fatores físicos e químicos que afetam o crescimento microbiano</p><p>O crescimento microbiano é um processo influenciado por fatores físicos</p><p>(temperatura, pH e pressão osmótica) e químicos (oxigênio carbono, nitrogênio, enxofre,</p><p>fósforo, elementos-traço e fatores orgânicos). Vamos conhecê-los?</p><p>1.2.2.1 Fatores físicos</p><p>Os micro-organismos recebem diferentes classificações quanto à temperatura ótima</p><p>para o seu crescimento: são chamados de psicrófilos aqueles com temperatura ótima</p><p>de crescimento ≤15 ºC; já os psicrotróficos preferem temperaturas entre 20 e 30</p><p>ºC. Mesófilos apresentam melhor crescimento entre 25 e 40 ºC; termófilos (50 a 60</p><p>ºC) e hipertermófilos (≥80 ºC) possuem preferência por temperaturas mais elevadas</p><p>(MADIGAN et al., 2016; TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 12</p><p>ANOTE ISSO</p><p>Embora haja uma temperatura ótima para o crescimento, todos os micro-</p><p>organismos toleram uma temperatura mínima e uma temperatura máxima onde é</p><p>possível ocorrer o crescimento. Essas três temperaturas (mínima, máxima e ótima),</p><p>são chamadas de temperaturas cardeais.</p><p>O gráfico abaixo ilustra as temperaturas cardeais para cada grupo de micro-</p><p>organismos:</p><p>Título: Faixas de temperatura mínima, ótima e máxima para o crescimento microbiano.</p><p>Fonte: TORTORA; FUNKE; CASE (2017).</p><p>Em nosso cotidiano, dois desses grupos são mais comuns e importantes: os mesófilos</p><p>são aqueles que apresentam crescimento em temperatura moderada e nas condições</p><p>mais próximas da temperatura ambiente; por isso, incluem a maioria dos deteriorantes</p><p>de alimentos e os patógenos de plantas e animais. Já os psicrotróficos podem crescer</p><p>nas temperaturas utilizadas para refrigeração, senso capazes de deteriorar lentamente</p><p>os alimentos. Aposto que você se lembrou de uma laranja coberta por um bolor</p><p>esverdeado, que você já encontrou esquecida em sua geladeira, não é mesmo?</p><p>Os diferentes micro-organismos também possuem em um pH ótimo para o seu</p><p>crescimento: os neutrófilos crescem melhor em pH neutro (entre 5,5 e 7,9); os acidófilos</p><p>crescem melhor em pH ácido (pH <5,5) e os alcalófilos preferem pH alcalino (pH ≥8).</p><p>Em geral, fungos filamentosos e leveduriformes crescem melhor em pH entre 5,0 e</p><p>6,0; já as bactérias costumam preferir pH entre 6,5 e 7,5, sendo poucas aquelas que</p><p>toleram pH mais ácido (MADIGAN et al., 2016)</p><p>O terceiro fator físico que afeta o crescimento microbiano é a pressão osmótica.</p><p>Em pressões osmóticas elevadas, a concentração de solutos se torna maior fora do</p><p>que dentro da célula (o que recebe o nome de solução hipertônica), portanto, a água</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 13</p><p>do interior da célula atravessa a membrana celular e chega ao meio externo, causando</p><p>o fenômeno conhecido como plasmólise (encolhimento do citoplasma).</p><p>Foto: Fenômeno da plasmólise.</p><p>Fonte: TORTORA; FUNKE; CASE (2017).</p><p>ISTO ACONTECE NA PRÁTICA</p><p>Alimentos como picles e chucrute, por exemplo, são conservados em pH ácido, o</p><p>que os protege da ação da maioria das bactérias.</p><p>E você já parou para pensar se existe alguma relação entre alimentos ricos em sal</p><p>e açúcar e o crescimento microbiano? Alimentos como mel, compotas de frutas,</p><p>peixe salgado também ficam preservados da ação microbiana devido ao fenômeno</p><p>da plasmólise.</p><p>Esses são exemplos de uma aplicação prática, na indústria de alimentos, do</p><p>conhecimento sobre como o pH e a pressão osmótica afetam o crescimento</p><p>microbiano.</p><p>1.2.2.2 Fatores químicos</p><p>O oxigênio é fundamental para a nossa sobrevivência, não é mesmo? Mas quando</p><p>se trata dos micro-organismos, há diferentes necessidades e tolerâncias em relação</p><p>ao oxigênio. E por isso, os micro-organismos recebem diferentes classificações:</p><p>• Seres aeróbios obrigatórios: como o nome já sugere, eles obrigatoriamente</p><p>precisam de oxigênio para o seu metabolismo e crescimento;</p><p>• Seres aeróbios (ou anaeróbios facultativos): são capazes de crescer tanto na</p><p>presença quanto na ausência de oxigênio; mas tem melhor crescimento na</p><p>presença do mesmo;</p><p>• Seres anaeróbios obrigatórios: são incapazes de utilizar o oxigênio, o que significa</p><p>que obrigatoriamente só conseguem crescer na ausência desse elemento;</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 14</p><p>• Seres anaeróbios aerotolerantes: toleram, mas não utilizam o oxigênio para o</p><p>seu crescimento. Ao contrário do grupo anterior, esse grupo consegue crescer</p><p>na presença do oxigênio, mas não o utiliza;</p><p>• Seres microaerófilos: são aqueles que crescem em baixas concentrações de</p><p>oxigênio, menores que a presente no ar atmosférico.</p><p>Se cultivarmos bactérias em tubos contendo meio de cultura, percebemos que o</p><p>crescimento irá ocorrer mais próximo ou mais distante</p><p>Como resultado, foram encontrados os fungos Aspergillus niger, Aspergillus terreus,</p><p>Penicillium sp. e Syncephalastrum sp.; com maior ocorrência do gênero Aspergillus,</p><p>mas os resultados variaram entre os estabelecimentos de alimentação.</p><p>Recentemente, Agertt et al. (2022), avaliaram a presença de fungos no ambiente</p><p>aéreo de uma biblioteca contendo um acervo de aproximadamente 30.000 exemplares,</p><p>incluindo folhetos, livros, periódicos, mapas, fitas cassetes e disquetes. Placas de</p><p>Petri foram expostas aleatoriamente em mesas de leitura, saídas de ar-condicionado</p><p>e corredores entre as estantes de livros. Como resultado, os autores observaram a</p><p>ocorrência de 844 colônias fúngicas, sendo que o valor máximo recomendável pela Anvisa</p><p>é de <750 UFC/m³. Oito gêneros foram identificados: Alternaria (o mais abundante),</p><p>Curvularia, Penicillium, Epicoccum, Aspergillus, Bipolaris, Periconia, Fusarium, além de</p><p>representantes da família Corticiaceae.</p><p>Esses dois exemplos de estudos científicos nos mostram que os fungos anemófilos</p><p>podem estar presentes nos mais variados ambientes internos. Mas eu lhe pergunto:</p><p>como esses fungos chegam até os ambientes internos?</p><p>Esses fungos estão nos ambientes externos e foram introduzidos em áreas internas</p><p>principalmente pelo ar atmosférico. De maneira geral, o ar deve apresentar um equilíbrio</p><p>entre a diversidade microbiana existente no ar exterior e interior de um ambiente. Mas,</p><p>eventualmente, o ambiente interno contém substratos adequados para a multiplicação</p><p>dos fungos, o que causa um aumento da sua população em relação ao ambiente</p><p>interno. Se esse desequilíbrio é descoberto, sua causa deve ser investigada e corrigida</p><p>(TRABULSI; ALTERTHUM, 2015).</p><p>7.3 Bioindicadores da qualidade do ar</p><p>São chamadas de bioindicadores as espécies ou comunidades biológicas cuja</p><p>presença indica uma determinada condição quanto à qualidade do ar. É importante que</p><p>você saiba que os estudos com bioindicadores complementam, mas não substituem</p><p>a necessidade de avaliar a concentração de poluentes do ar por meio de métodos</p><p>físico-químicos.</p><p>A filosfera, que é a superfície foliar das plantas, abriga uma microbiota diversificada</p><p>de bactérias e de fungos. Entre os fungos da filosfera estão as leveduras, que são</p><p>fungos unicelulares. Em especial, a espécie Sporobolomyces roseus é comumente</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 82</p><p>encontrada em folhas de ipê amarelo e roxo em locais com baixos índices de poluição.</p><p>Por ser sensível a CO2 (dióxido de carbono) e SO2 (dióxido de enxofre), por isso sua</p><p>baixa frequência na superfície de folhas pode ser uma indicadora da má qualidade do</p><p>ar. Mas, quando pensamos em qualidade do ar, se destacam como bioindicadores os</p><p>líquens e plantas do gênero Tradescantia.</p><p>7.3.1 Líquens indicadores da qualidade do ar</p><p>Um líquen é uma combinação de uma alga verde (ou uma cianobactéria, o que é</p><p>menos comum) com um fungo, normalmente um ascomiceto (em 98% dos líquens);</p><p>porém também pode ocorrer com basidiomicetos. Nessa associação, o fungo ocupa</p><p>mais de 90% do volume do líquen, onde as algas ou cianobactérias estão entrelaçadas</p><p>em suas hifas. Em solos e pedras recentemente expostos, eles são a primeira forma</p><p>de vida a colonizá-los; mas em seu cotidiano, é frequente você encontrar líquens</p><p>associados aos troncos de árvores.</p><p>Essa relação entre algas e fungos é simbiótica/mutualística, na qual o fungo obtém</p><p>nutrientes provenientes das algas, que são seres fotossintetizantes; já os fungos</p><p>fornecem fixação no substrato e proteção para as algas.</p><p>Título: Estrutura de um líquen.</p><p>Fonte: Tortora, Funke e Case (2017).</p><p>A figura acima nos mostra a estrutura de um líquen, chamada coletivamente de</p><p>talo. Observe que a parte o córtex é uma camada de hifas fúngicas que protege a</p><p>medula, região onde as hifas fúngicas crescem ao redor das células das algas. Para</p><p>se fixar no substrato, hifas fúngicas se projetam como raízes, formando uma estrutura</p><p>de fixação chamada de rizina.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 83</p><p>Em geral, a coloração de um líquen formado pela associação entre fungos e algas</p><p>varia entre branco a cinza, com um tom esverdeado quando ele é formado por algas</p><p>verdes. Já a coloração mais escura (preto, marrom e cinza-chumbo) normalmente é</p><p>observada em fungos formados pela associação entre fungos e cianobactérias. Já</p><p>a coloração mais intensa (amarela, vermelha, entre outras) se deve à produção de</p><p>substâncias fúngicas quando há excesso de iluminação no ambiente.</p><p>Em alguns liquens formados por ascomicetos, os corpos de frutificação em forma</p><p>de bolsa ou saco podem estar visíveis. Além disso, eles podem apresentar alguns</p><p>tipos morfológicos, como mostra a figura abaixo.</p><p>Título: Tipos morfológicos de liquens: crustoso, folhoso e fruticoso; corpos de frutificação visíveis na última foto.</p><p>Fonte: https://visualhunt.com/f7/photo/33709751088/8939217810/</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/17357820625/5e60d17cc8/ https://visualhunt.com/f7/photo/51087331416/deae4f8c97/</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/50860809051/eb08c48f8f/</p><p>Os liquens crustosos são aqueles que crescem incrustados no substrato; já os</p><p>liquens foliosos têm aspecto parecido com folhas; liquens fruticosos apresentam</p><p>muitas ramificações, lembrando pequenos arbustos. Entre esses grupos, os fungos</p><p>fruticosos são os mais sensíveis à poluição atmosférica e os fungos crustosos são</p><p>os mais resistentes.</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/33709751088/8939217810/</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/33709751088/8939217810/</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/17357820625/5e60d17cc8/</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/51087331416/deae4f8c97/</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/51087331416/deae4f8c97/</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/50860809051/eb08c48f8f/</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 84</p><p>O sucesso dos fungos como indicadores da qualidade do ar se deve às seguintes</p><p>características, elencadas por Legaz et al. (2006):</p><p>- Não possuem camadas protetoras típicas das folhas vegetais;</p><p>- Não excretam substâncias tóxicas;</p><p>- Gases e aerossóis presentes no ar são absorvidos pelo talo e se difundem</p><p>rapidamente pelas células do líquen;</p><p>- Crescem ao longo de todo o ano, sem alterar significativamente a sua morfologia;</p><p>- Possuem vasta distribuição geográfica;</p><p>- Sua taxa de hidratação depende diretamente da umidade atmosférica.</p><p>- São extremamente sensíveis às alterações ambientais.</p><p>Quando o líquen está em local afetado pela poluição do ar, a alga é a primeira</p><p>a ser afetada, ocorrendo o desenvolvimento das anormalidades no talo, como o</p><p>branqueamento da clorofila e o desenvolvimento de áreas pardas nos cloroplastos.</p><p>Se houver uma contaminação do ar contínua, os liquens dessa região podem</p><p>desaparecer, o que chamamos de deserto liquênico; por outro lado, eles podem</p><p>recolonizar uma área se houver melhora nas condições do ambiente ().</p><p>Em muitos casos, os liquens são avaliados nos seus pontos de localização</p><p>(monitoramento passivo); mas em outros casos, é feita a transferência (chamada de</p><p>“transplante”) de um líquen de um local não contaminado para um local contaminado</p><p>(monitoramento ativo).</p><p>ISTO ACONTECE NA PRÁTICA</p><p>Itabira, localizada em Minas Gerais, é uma cidade com intensa atividade mineradora,</p><p>o que gera poeira contendo material particulado das minas de minério de ferro, o</p><p>que torna a qualidade do ar precária. Costa et al. (2020) avaliaram a presença de</p><p>liquens em quatro pontos distintos da cidade, empregando a análise IPA (Índice de</p><p>Poluição do Ar), que relaciona a quantidade e tipos morfológicos encontrados.</p><p>A qualidade do ar variou de medíocre a baixa e a sua contaminação de média a alta.</p><p>Índices melhores foram obtidos quando a distância entre o ponto amostrado e as</p><p>áreas de mineração foi maior, e quando houve a presença de matas ao redor dos</p><p>pontos amostrados.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 85</p><p>7.3.2 Plantas indicadoras da qualidade do ar</p><p>Espécies vegetais são preferidas em ensaios de monitoramento do ar em relação</p><p>aos animais, pois geralmente as plantas são mais sensíveis à poluição. Além disso, os</p><p>agentes que causam danos ao material genético dos vegetais podem causar danos</p><p>os cromossomos dos seres humanos</p><p>Plantas também são utilizadas como indicadoras da qualidade do ar, sendo utilizadas</p><p>em dois tipos de análise: o biomonitoramento passivo se refere à observação e a análise</p><p>no habitat natural da planta. Já no biomonitoramento ativo ocorre a exposição da</p><p>planta na área a ser avaliada. Além disso, as plantas recebem a seguinte classificação</p><p>de acordo com as características analisadas para essa finalidade:</p><p>Classificação Características</p><p>Bioindicadoras</p><p>Apresentam sintomas visíveis a olho nu, como necrose (morte celular)</p><p>e clorose (amarelamento por falta de clorofila) das folhas, distúrbios</p><p>fisiológicos e aborto em flores e frutos.</p><p>Biosensoras ou</p><p>biomarcadoras</p><p>Não apresentam sintomas visíveis a olho nu; os danos são identificados</p><p>em laboratório (como microscopia, análises bioquímicas celulares).</p><p>Bioacumuladoras ou</p><p>bioarticuladoras</p><p>São as menos sensíveis à poluição atmosférica, mas acumulam</p><p>partículas de poeira em seus tecidos.</p><p>Indicadoras ecológicas</p><p>São espécies cuja ausência ou presença em um ambiente ocorre devido</p><p>à tolerância (ou não) à poluição.</p><p>Tabela - Classificação das plantas indicadoras da qualidade do ar.</p><p>Fonte: a autora.</p><p>A bromélia conhecida como barba-de-velho (Tillandsia usneoides), é uma espécie</p><p>presente nas matas brasileiras, e pode ser usada para estudar as concentrações de</p><p>metais pesados no ar, por meio de técnicas de análises bioquímicas e de microscopia,</p><p>entre outras, que são ferramentas que permitem avaliar a absorção de contaminantes</p><p>pelas suas folhas e talos.</p><p>Com certeza, você já deve ter observado uma planta de coloração roxa, com</p><p>pequenas e delicadas flores, em algum canteiro da sua cidade. Essa planta, do gênero</p><p>Tradescantia, é muito utilizada para o biomonitoramento da qualidade do ar.</p><p>Seu uso dessa se deve aos seguintes fatores: ela tem crescimento mundial, tanto</p><p>ao ar livre, quanto em estufas; tem tamanho relativamente pequeno; cresce o ano todo;</p><p>tem apenas seis pares de cromossomos, que são relativamente grandes; é capaz de</p><p>sobreviver mesmo em áreas com grande poluição ambiental.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 86</p><p>Os testes consideram, geralmente, o seu potencial como biomarcadora, a partir do</p><p>teste do micronúcleo. Os micronúcleos são pequenos fragmentos de cromossomos</p><p>que se formam durante a meiose (etapa do processo de divisão celular).</p><p>Título: Tradescantia, gênero utilizado para o monitoramento ambiental.</p><p>Fonte: https://visualhunt.com/f7/photo/24825352686/b5a1e15538/</p><p>7.4 Conclusão</p><p>Neste capítulo, você conheceu os padrões de qualidade do ar estabelecidos pelo</p><p>CONAMA – Conselho Nacional do Meio Ambiente. Bactérias, algas, vírus e protozoários</p><p>podem ser encontrados no ar, mas notavelmente, os fungos são o grupo microbiano</p><p>com maior potencial para se disseminar pelo ar devido às suas estruturas reprodutivas</p><p>chamadas esporos. Um problema ambiental, mas também de saúde pública, é a</p><p>presença de fungos (em conjunto com outros micro-organismos) em ambientes</p><p>externos, sendo disseminados a partir do fluxo do ar condicionado. Esse fato é tão</p><p>sério, que foi intitulado como Síndrome do Edifício Doente pela Organização Mundial</p><p>da Saúde – OMS.</p><p>Você também aprendeu que fungos associados às algas – formando os líquens</p><p>– são os principais organismos utilizados para o monitoramento da qualidade do ar,</p><p>assim como plantas. Entre as espécies vegetais, se destaca o gênero Tradescantia,</p><p>que engloba plantas de coloração roxas que você já deve ter visto em canteiros de</p><p>sua cidade. Para finalizar o nosso estudo, você também aprendeu as características</p><p>que os tornam tão eficientes para o monitoramento da qualidade do ar.</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/24825352686/b5a1e15538/</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/24825352686/b5a1e15538/</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 87</p><p>CAPÍTULO 8</p><p>MICROBIOLOGIA DA ÁGUA</p><p>Olá, aluno (a)! Neste capítulo, vamos estudar a Microbiologia da água. Você irá</p><p>conhecer sobre a microbiota de água doce e marinha e sobre as formas de poluição da</p><p>água. Também iremos conhecer os padrões de qualidade da água e como a Escherichia</p><p>coli, uma bactéria em forma de bastonete, é um importante indicador da qualidade</p><p>da água para consumo. Bons estudos!</p><p>8.1 A vida no ambiente aquático</p><p>Nós podemos classificar os micro-organismos aquáticos em microbiota de água</p><p>doce e microbiota marinha. Em geral, um grande número de micro-organismos em</p><p>um corpo d’água indica altos níveis de nutrientes na água. Porém, esses nutrientes</p><p>podem ter origem na contaminação da água pelos sistemas de esgoto ou resíduos</p><p>orgânicos industriais.</p><p>Quando há baixas concentrações de nutrientes, os micro-organismos crescem em</p><p>superfícies paradas e em partículas, porque assim, eles conseguem tem maior contato</p><p>com nutrientes do que se estivessem em suspensão e flutuando livremente. Todo ser</p><p>vivo precisa de nutrientes para o seu crescimento e, no ambiente aquático, o nutriente</p><p>mais limitante no ambiente aquático é o oxigênio, por não se difundir muito bem na</p><p>água.</p><p>Podemos classificar os micro-organismos aquáticos em microbiota de água doce</p><p>e microbiota marinha. Aqui, iremos utilizar um lago ou lagoa como exemplo, para que</p><p>você possa perceber que teremos a divisão em algumas regiões na qual encontraremos</p><p>grupos de organismos específicos, como definem Tortora, Funke e Case (2017) e</p><p>Esteves (2011): (i) zona litorânea, (ii) zona limnética ou pelágica, (iii) zona profunda e</p><p>(iv) zona bêntica.</p><p>A zona litorânea tem uma vegetação enraizada considerável e a luz solar penetra</p><p>através dela. É a região de um lago que está em contato direto com o ecossistema</p><p>terrestre adjacente e, por ser essa região de transição entre o ecossistema terrestre</p><p>e aquático, apresenta um compartimento com grande número de nichos ecológicos</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 88</p><p>e cadeias alimentares com todos os níveis tróficos de um ecossistema (produtores,</p><p>consumidores, decompositores). Por isso, podemos definir a zona litorânea como um</p><p>compartimento autônomo dentro do ecossistema terrestre.</p><p>A zona limnética ou pelágica consiste na superfície de uma área de água aberta</p><p>longe da costa. Os seres vivos dessa região dividem em dois grandes grupos: plâncton</p><p>e nécton. O plâncton se caracteriza por ser formado por seres que flutuam na água,</p><p>e se subdivide em fitoplâncton e zooplâncton. O fitoplâncton é formado por bactérias</p><p>e algas unicelulares e pluricelulares; ou seja, aqui estão os seres fotossintetizantes.</p><p>Algumas espécies microbianas do plâncton podem ser bioluminescentes, devido à</p><p>presença da enzima luciferase, o que origina o fenômeno chamado de bioluminescência</p><p>microbiana, visível na superfície do mar, como mostra a figura abaixo.</p><p>Título - Bioluminescência vista em praia de San Diego, sul da Califórnia, Estados Unidos.</p><p>Fonte - https://visualhunt.com/f7/photo/49884222908/6478e55171/</p><p>Já o zooplâncton é formado por animais invertebrados, muitas vezes microscópicos:</p><p>protozoários (amebas, flagelados, ciliados); vermes (como os rotíferos), crustáceos</p><p>(como os copépodes) e larvas de insetos. Já o nécton é formado por seres vivos que</p><p>possuem movimentos próprios, que no caso dos lagos, são quase que exclusivamente</p><p>os peixes.</p><p>A zona profunda está abaixo da zona limnética, e como o nome sugere, contém as</p><p>águas mais profundas dos lagos ou lagoas. região é caracterizada pela ausência de</p><p>organismos fotoautotróficos. Se não há fotossíntese, essa região depende da matéria</p><p>orgânica produzida nas regiões litorânea e limnética. Sua comunidade,</p><p>é formada</p><p>principalmente por animais invertebrados aquáticos como: oligoquetas, crustáceos,</p><p>moluscos e larvas de insetos.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 89</p><p>A zona bêntica compreende águas mais profundas e o sedimento dos lagos. As</p><p>águas mais profundas das zonas bênticas têm baixas concentrações de oxigênio e</p><p>menos luz, e abrigam bactérias sulfurosas púrpuras e verdes, que são anaeróbias e</p><p>fotossintéticas, porém utilizam compostos de enxofre ao invés de oxigênio.</p><p>Em específico, quando consideramos o habitat marinho, nos sedimentos dos</p><p>oceanos são encontradas arqueias (procariotos com hábitos extremos ou incomuns),</p><p>que se adaptam à escassez de nutrientes e luminosidade. Em meio à escuridão das</p><p>profundezas dos oceanos também é comum que ocorra uma associação simbiótica</p><p>entre peixes e bactérias bioluminescente. Os peixes se utilizam do brilho dessas</p><p>bactérias para atrair e capturar suas presas.</p><p>8.2 Poluição das águas</p><p>Borsano e Japi (2014) pontuam que a poluição aquática é causada principalmente</p><p>pelo lançamento de efluentes sanitários e industriais nos corpos d’água, o que pode</p><p>ocorrer de forma acidental ou não. Tanto os corpos d’água superficiais quanto as</p><p>águas subterrâneas podem ser atingidas, impactando a vida de todos os seres vivos</p><p>aquáticos, incluindo plantas e animais.</p><p>Já Davis e Masten (2016) classificam os poluentes aquáticos, segundo sua origem,</p><p>em fontes pontuais e não pontuais. As fontes pontuais de poluentes se originam em</p><p>sistemas de tubulações ou de canais, e são levadas até um único ponto de despejo</p><p>no corpo hídrico, como é o caso do esgoto doméstico e dos resíduos industriais. Por</p><p>sua vez, as fontes não pontuais se caracterizam por escoamentos originados em</p><p>áreas urbanas e agrícolas com múltiplos pontos de descarga. É o caso, por exemplo,</p><p>dos fertilizantes e herbicidas ricos em nitrogênio e fósforo que são carregados pela</p><p>água das chuvas.</p><p>Os produtos químicos industriais e agrícolas que entram em contato com o ambiente</p><p>aquático, geram a chamada poluição química, como é o caso de fertilizantes agrícolas.</p><p>Esse excesso de nutrientes ocasiona o crescimento descontrolado (chamado de</p><p>florescência) de algas, o que provoca, por exemplo, o fenômeno da maré vermelha</p><p>causada por algas dinoflageladas do fitoplâncton, algas liberam toxinas que afetam</p><p>a sobrevivência dos organismos aquáticos.</p><p>Mas sem dúvidas, para o homem, a forma mais perigosa de poluição aquática</p><p>provém da contaminação por fezes humanas ou animais no abastecimento da água</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 90</p><p>que será ingerida. Essa ocorrência é indicada como contaminação oral-fecal e é a</p><p>causa mais comum da cólera.</p><p>8.3 Qualidade da água para consumo humano</p><p>Os padrões de qualidade da água variam conforme a classificação da água. Você</p><p>sabia que a água recebe diferentes classificações? As águas doces, salobras e salinas</p><p>do território brasileiro são classificadas em 13 classes, segundo a qualidade requerida</p><p>para os seus usos.</p><p>A água doce inclui a água potável. A água salina, como o próprio nome sugere, é a</p><p>água com maior concentração de sal, enquanto a água salobra é uma intermediária</p><p>entre a água doce e salina.</p><p>Você pode conhecer os detalhes dessa classificação a partir da leitura da resolução</p><p>CONAMA 357/2005 (BRASIL, 2005). Na tabela abaixo, você terá uma visão geral dos</p><p>principais usos de cada tipo de água:</p><p>Classificação Exemplos de uso</p><p>Água doce</p><p>• Abastecimento para consumo humano;</p><p>• Preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas;</p><p>• Preservação dos ambientes aquáticos em unidades de conservação</p><p>de proteção integral;</p><p>• Recreação de contato primário (como natação) e secundário (como</p><p>pesca), navegação;</p><p>• Irrigação de hortaliças e plantas frutíferas, parques e outras vias públicas</p><p>de lazer;</p><p>• Dessedentação de animais.</p><p>Água salobra</p><p>• Preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas;</p><p>• Preservação dos ambientes aquáticos em unidades de conservação</p><p>de proteção integral;</p><p>• Irrigação de hortaliças;</p><p>• Recreação de contato secundário, navegação.</p><p>Água salina</p><p>• Preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas;</p><p>• Preservação dos ambientes aquáticos em unidades de conservação</p><p>de proteção integral;</p><p>• Recreação de contato primário e secundário, navegação.</p><p>Tabela – Uma visão da classificação da água e usos para qual se destinam.</p><p>Adaptado de Resolução CONAMA 357/2005 (BRASIL, 2005).</p><p>Como consumidores, nossa expectativa é que a água que sai de nossas torneiras</p><p>seja segura e agradável, o que significa que ela deve atender duas características:</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 91</p><p>ser palatável (sem odor ou sabor) e potável (livre de compostos químicos, micro-</p><p>organismos e outros contaminantes). Por isso, Davis e Masten (2016) classificam</p><p>as características da água potável em quatro categorias: físicas, microbiológicas,</p><p>químicas e radioativas.</p><p>As características físicas se referem à turbidez, cor, sabor e odor da água para</p><p>consumo doméstico.</p><p>A turbidez é definida como uma medida do grau de interferência à passagem da</p><p>luz através do líquido devido a partículas em suspensão, sendo expressa por meio de</p><p>unidades de turbidez. Essas partículas em suspensão podem ser oriundas de solo e</p><p>rochas (erosão), rejeitos domésticos e industriais. No Brasil, o limite máximo aceitável</p><p>é de 5,0 uT (unidades de turbidez).</p><p>Título - O Rio da Prata se origina do encontro dos rios Paraná e Uruguai, e devido a altas concentrações de sedimentos em suspensão, apresenta uma zona</p><p>de turbidez máxima bastante acentuada.</p><p>Fonte - https://visualhunt.com/f7/photo/7048149339/53ebe8a310/</p><p>Enquanto a turbidez se refere à presença de partículas em suspensão na água, a cor</p><p>se refere à presença de partículas dissolvidas na água. A cor pode variar pela presença</p><p>de material orgânico (como por exemplo, pela decomposição de detritos vegetais),</p><p>material inorgânico (como os metais) ou resíduos industriais. O efeito também pode</p><p>ser causado por florações de algas ou o crescimento de outros micro-organismos</p><p>aquáticos.</p><p>Normalmente, consideramos que a água não tem sabor e odor. Porém, a presença</p><p>de algas, compostos orgânicos e sais inorgânicos, gases dissolvidos e outros materiais</p><p>estranhos podem conferir odor e sabor indesejáveis à água. Além disso, a água potável</p><p>tem temperatura baixa, constante e sujeita a poucas oscilações.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 92</p><p>As características microbiológicas da água referem-se à presença de micro-</p><p>organismos importantes no contexto da saúde pública, mas que também alteram as</p><p>propriedades químicas e físicas da água.</p><p>Os micro-organismos presentes nas águas naturais são, em sua maioria, inofensivos</p><p>à saúde humana. Porém, na contaminação por esgoto sanitário podem estar presentes</p><p>principalmente vírus, bactérias, protozoários e helmintos que podem ser prejudiciais</p><p>à saúde humana.</p><p>A análise microbiológica fornece informações a respeito da potabilidade da água. A</p><p>água potável é aquela livre de micro-organismos causadores de doenças provenientes</p><p>da contaminação por fezes humanas ou de outros animais. Portanto, a água potável</p><p>deve ser ausente de micro-organismos patogênicos e bactérias do grupo coliforme</p><p>que são indicadoras de contaminação fecal. Mais adiante, nesse capítulo, você irá</p><p>aprender mais sobre os micro-organismos indicadores da qualidade da água.</p><p>As características químicas se referem à identificação dos componentes químicos</p><p>da água e suas concentrações. A água para consumo humano também recebe a</p><p>aplicação de flúor, com a finalidade de prevenir a cárie dental.</p><p>Além disso, a Portaria 2914/2011 do Ministério da Saúde (BRASIL, 2011) orienta que</p><p>toda água para consumo humano, fornecida coletivamente, passe por um processo</p><p>de desinfecção ou cloração, com padrões mínimos</p><p>de cloro residual que variam entre</p><p>0,2 e 2 mg/L, conforme especificações descritas na Portaria.</p><p>A presença de nitratos e outros componentes que possam ser liberados na água</p><p>a partir da aplicação de fertilizantes químicos também é monitorada.</p><p>A radioatividade da água é um tema de interesse na saúde pública, por isso, as</p><p>características radioativas precisam ser consideradas em áreas onde existe o risco</p><p>de a água entrar em contato com radionuclídeos, que são radioisótopos instáveis</p><p>que emitem radiação. Estes compostos são encontrados na água da chuva, nos</p><p>escoamentos superficiais, nas rochas hidratadas e no solo, em alguns países, como</p><p>por exemplo, em regiões montanhosas dos Estados Unidos (DAVIS; MASTEN, 2016).</p><p>No Brasil, a radioatividade da água também é monitorada. Em uma revisão da</p><p>literatura científica Almeida, Pelegrineli e Silva Filho (2020) pontuam que radionuclídeos</p><p>naturais – pertencentes à série do urânio e a série do tório – são encontrados na água</p><p>destinada ao abastecimento público e estão associados às captações no subsolo em</p><p>locais onde existem depósitos naturais de elementos radioativos. Quanto aos elementos</p><p>radioativos de interesse de saúde pública, podemos citar o radônio, que é um gás incolor</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 93</p><p>e inodoro, solúvel em água, mas a sua solubilidade decresce rapidamente quando a</p><p>temperatura aumenta, o que faz com que esse gás seja liberado para o ambiente. E</p><p>esse fato traz impactos à saúde pública, pois a exposição a concentrações elevadas</p><p>de radônio a longo prazo aumenta o risco de câncer de pulmão.</p><p>ISTO ESTÁ NA REDE</p><p>O Mapa da Água revela resultados de testes feitos na água tratada, entre 2018 e</p><p>2020, que detectaram substâncias químicas e radioativas que podem oferecer risco</p><p>à saúde. Estão compilados os resultados obtidos para agrotóxicos, substâncias</p><p>orgânicas, inorgânicas, parâmetros radioativos e subprodutos da desinfecção, que</p><p>são substâncias químicas indesejáveis geradas a partir do processo de tratamento</p><p>da água. Acesse o site https://mapadaagua.reporterbrasil.org.br/ e conheça o Mapa</p><p>da Água da sua cidade.</p><p>8.4 Indicadores da qualidade da água</p><p>No Brasil, a Agência Nacional de Águas e Saneamento Básico (ANA) monitora a</p><p>qualidade das águas superficiais e subterrâneas, a partir de dados fornecidos pelos</p><p>órgãos estaduais gestores de recursos hídricos. Mas há diferenças regionais nos</p><p>critérios e parâmetros aplicados em cada estado ou região.</p><p>Em 2013, a ANA lançou a Rede Nacional de Monitoramento de Qualidade da Água</p><p>(RNQA), que conta com uma estratégia de cooperação entre os operadores das redes</p><p>de monitoramento, padronizando e ampliando o monitoramento da qualidade da água</p><p>em nível nacional.</p><p>Para avaliar a qualidade da água para o abastecimento público, a ANA criou o Índice</p><p>de Qualidade das Águas (IQA), que é o principal indicador qualitativo usado no Brasil.</p><p>A interpretação dos resultados do IQA deve considerar o uso da água. Por exemplo,</p><p>um valor baixo de IQA indica a má qualidade da água para abastecimento, mas essa</p><p>mesma água pode ser utilizada em usos menos exigentes, como a navegação ou</p><p>geração de energia.</p><p>O IQA é calculado com base nos seguintes parâmetros: turbidez, temperatura, pH,</p><p>oxigênio dissolvido, resíduo total, demanda bioquímica de oxigênio, nitrogênio total e</p><p>fósforo total e presença de coliformes.</p><p>Quanto à turbidez, em nosso estudo, você já aprendeu que, no Brasil, o limite máximo</p><p>aceitável é de 5,0 uT (unidades de turbidez). O pH da água varia de acordo com a</p><p>https://mapadaagua.reporterbrasil.org.br/</p><p>https://mapadaagua.reporterbrasil.org.br/</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 94</p><p>origem e características naturais da água, mas pode ser alterado pela presença de</p><p>resíduos de resíduos, o ideal é que a água tenha pH entre 6 e 9, mas para consumo</p><p>humano, o pH ideal é 7.</p><p>A demanda bioquímica do oxigênio, ou DBO, é um importante indicador da quantidade</p><p>de matéria orgânica presente na água, pois expressa a quantidade de oxigênio necessária</p><p>para a oxidação da matéria orgânica por bactérias aeróbias.</p><p>Aqui nesse capítulo, você já aprendeu que a água potável tem temperatura baixa,</p><p>constante e sujeita a poucas oscilações. A temperatura da água também influencia</p><p>as propriedades físico-químicas da água. E, além disso, quando pensamos em</p><p>ambientes aquáticos que abrigam seres aquáticos, a temperatura impacta diretamente</p><p>a sobrevivência dos mesmos.</p><p>No meio ambiente, em geral o oxigênio dissolvido é originado da fotossíntese dos</p><p>produtores da cadeia alimentar aquática, ou pela difusão do gás oxigênio no e na</p><p>superfície da água. Mas se há contaminação por esgoto doméstico ou industrial, o</p><p>aumento da matéria orgânica causa diminuição do oxigênio dissolvido.</p><p>Há resíduos (também chamados de sólidos, pelo seu estado físico) que permanecem</p><p>na água após a filtragem da amostra em análise. O Ministério da Saúde estabelece</p><p>como padrão de potabilidade 1000 mg/L de sólidos totais dissolvidos, mas os valores</p><p>podem variar conforme a classificação do tipo de água.</p><p>Nitrogênio em excesso torna-se prejudicial à saúde, podendo causar intoxicação.</p><p>Igualmente, o fósforo em grandes quantidades também torna-se um poluente. A</p><p>Resolução CONAMA 357/2005, lista a quantidade de nitrogênio e fósforo para água</p><p>salobra, salina e água doce.</p><p>Como nosso estudo tem foco na Microbiologia, agora iremos conhecer mais detalhes</p><p>sobre a presença dos coliformes como indicadores do padrão de qualidade da água.</p><p>8.4.1 Coliformes termotolerantes</p><p>As bactérias do grupo coliforme abrangem mais de 20 espécies que habitam</p><p>locais diversos, mas não são estão naturalmente presentes na água e alimentos. A</p><p>maioria das bactérias coliformes são dos gêneros Escherichia, Citrobacter, Klebsiella</p><p>e Enterobacter. Para indicar coletivamente a presença dessas bactérias nas amostras</p><p>de água, utilizamos o termo coliformes totais.</p><p>Um subgrupo dos coliformes, que habita normalmente o intestino de homens e</p><p>animais, é conhecido como fecal. Quando presentes nos alimentos ou água, essas</p><p>bactérias são consideradas indicadoras de que há contaminação por fezes.</p><p>A maior parte das doenças associadas com a água é transmitida quando os</p><p>organismos patogênicos eliminados com fezes atingem o ambiente aquático, podendo</p><p>vir a contaminar as pessoas que se abasteçam de forma inadequada desta água, o que</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 95</p><p>nós chamamos de contaminação oral-fecal. Em análises de laboratório, o subgrupo</p><p>dos coliformes fecais tolera temperaturas mais elevadas que os outros coliformes.</p><p>Por isso, atualmente, o uso do termo “coliforme fecal” vem sendo substituído pelo</p><p>termo “coliforme termotolerante”.</p><p>Escherichia coli é o coliforme termotolerante cujo único hábitat é o intestino</p><p>humano ou de outros animais. Essa bactéria sobrevive apenas por um período de</p><p>tempo relativamente curto fora deste ambiente. Por isso, sua presença em outros</p><p>locais indica uma contaminação.</p><p>ANOTE ISSO</p><p>Em testes laboratoriais, para diferenciar coliformes totais e coliformes</p><p>termotolerantes, é importante você observar as seguintes características:</p><p>Coliformes totais são bastonetes aeróbios ou anaeróbios facultativos, gram-</p><p>negativos, não formadores de endósporos, que fermentam a lactose, formando</p><p>ácido e gás dentro de 24 a 48 horas a 35 ºC.</p><p>O subgrupo dos coliformes termotolerantes é formado por bactérias que fermentam</p><p>a lactose a 44,5 ºC por 24 horas.</p><p>O Manual Prático de Análise de Água da Fundação Nacional de Saúde (FUNASA)</p><p>pontua as seguintes características que justificam a escolha dos coliformes</p><p>termotolerantes como bioindicador da qualidade da água (BRASIL, 2013):</p><p>1. Está presente nas fezes do ser humano e outros animais de sangue quente;</p><p>2. É facilmente detectável e quantificável por técnicas simples e econômicas, em</p><p>qualquer tipo de água;</p><p>3. Sua concentração</p><p>na água contaminada é diretamente proporcional ao nível</p><p>de contaminação fecal;</p><p>4. Apresenta maior tempo de sobrevivência na água do que as bactérias patogênicas</p><p>intestinais;</p><p>5. Pouco exigente nutricionalmente, não se multiplica no ambiente aquático, ou</p><p>se multiplica menos que as bactérias entéricas;</p><p>6. É mais resistente aos agentes tensoativos e agentes desinfetantes do que</p><p>bactérias patogênicas.</p><p>De acordo com a Portaria 2914/2011 do Ministério da Saúde (BRASIL, 2011),</p><p>quando forem detectadas amostras com resultado positivo para coliformes totais,</p><p>ações corretivas devem ser adotadas e novas amostras devem ser coletadas em dias</p><p>imediatamente sucessivos até que revelem resultados satisfatórios.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 96</p><p>Para monitorar a presença de coliformes na água, os testes de detecção consideram</p><p>a capacidade dessas bactérias fermentarem lactose. O método dos tubos múltiplos é</p><p>comumente utilizado para estimar o número de coliformes pelo método do número mais</p><p>provável, indicado pelas siglas MNP ou MPN (do inglês Most Probable Number method).</p><p>Conforme explicam Tortora, Funke e Case (2017), essa técnica estatística considera</p><p>que quanto maior o número de bactérias em uma amostra, maior será o número de</p><p>diluições necessárias para reduzir a densidade até um ponto no qual mais nenhuma</p><p>bactéria esteja presente nos tubos de diluição seriada. Os dados obtidos para os</p><p>tubos são confrontados com a tabela do MNP, e o índice obtido é comparado com</p><p>os parâmetros estatísticos.</p><p>Título - Método do Número Mais Provável (MPN).</p><p>Fonte - Tortora, Funke e Case (2017).</p><p>No exemplo mostrado na figura acima, o número de tubos positivos (amarelos) é</p><p>anotado para cada grupo: no exemplo destacado com cor branca, 5, 3 e 1, correspondem</p><p>a um índice do MPN para 100 mL é 110. Estatisticamente, isso significa que 95% das</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 97</p><p>amostras de água que apresentaram esse resultado contêm 34 a 250 bactérias, com</p><p>110 sendo o número mais provável (TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>O Manual Prático de Análise de Água da FUNASA orienta que é obrigatória a ausência</p><p>de coliformes totais em 100 mL de amostra na saída da estação de tratamento. Já</p><p>a Portaria 2914/2011 admite a presença de coliformes totais em apenas 1 amostra</p><p>mensal para sistemas de abastecimento de água para menos de 20.000 habitantes e</p><p>em 5% das amostras mensais em sistemas que abastecem mais de 20.000 habitantes.</p><p>Mas é importante que você perceba que aqui estamos falando em coliformes totais.</p><p>Em ambos os documentos orientadores, não é permitida a presença de Escherichia coli</p><p>na água para consumo humano, por se tratar de uma contaminação de origem fecal.</p><p>Adicionalmente, a Portaria 2914/2011 determina que a contagem de bactérias</p><p>heterotróficas deva ser realizada como um dos parâmetros para avaliar a integridade do</p><p>sistema de distribuição (reservatório e rede), devendo ser feita em 20% das amostras</p><p>mensais de coliformes totais. O resultado não deve exceder a 500 Unidades Formadoras</p><p>de Colônias por 1 mililitro de amostra (500 UFC/mL).</p><p>Em complementação, a Portaria 518/2004 do Ministério da Saúde (BRASIL, 2004),</p><p>recomenda a inclusão de pesquisa de organismos patogênicos, com o objetivo de</p><p>atingir, como meta, um padrão de ausência, dentre outros, de enterovírus, cistos de</p><p>Giardia e oocistos de Cryptosporidium.</p><p>8.5 Conclusão</p><p>Neste capítulo, você aprendeu que o ambiente aquático pode ser dividido em</p><p>diferentes zonas e regiões, onde os fatores ambientais, principalmente luminosidade</p><p>e oxigênio, afetam a diversidade de vida existente.</p><p>Você conheceu também as principais formas de poluição da água. Quando</p><p>consideramos a água potável, própria para o consumo, a sua qualidade é afetada</p><p>por fatores físicos, químicos, microbiológicos e, até mesmo, radioativos!</p><p>Por fim, você conheceu como a Escherichia coli, uma bactéria em forma de bastonete,</p><p>é um importante indicador de contaminação fecal na água e qual o método mais</p><p>utilizado para sua detecção.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 98</p><p>CAPÍTULO 9</p><p>MICROBIOLOGIA DO SOLO:</p><p>MICROBIOTA E INDICADORES</p><p>DE QUALIDADE</p><p>Olá, aluno(a)! A Microbiologia do Solo é a área que estuda os organismos que habitam</p><p>o solo, o seu papel na ciclagem de nutrientes, e suas interações positivas e negativas</p><p>com o solo. Neste capítulo, iremos estudar a composição do solo, a diversidade de</p><p>organismos do solo e as interações existentes entre eles, com destaque especial para</p><p>as interações que envolvem os micro-organismos. Por fim, iremos compreender quais</p><p>atributos podem ser utilizados como indicadores da qualidade do solo. Bons estudos!</p><p>9.1 Solo: fonte organismos e interações diversas</p><p>Para começar o nosso estudo, eu lhe pergunto: você sabe do que o solo é formado?</p><p>O solo é uma mistura heterogênea e descontínua de componentes abióticos (como</p><p>matéria orgânica, areia, argila, ar, água e minerais) e componentes bióticos, que são</p><p>organismos com metabolismo diversos, como ilustra a figura abaixo. Segundo Araújo</p><p>e Monteiro (2007), a atividade biológica está predominantemente concentrada nas</p><p>primeiras camadas do solo, em 1 a 30 cm de profundidade .</p><p>Título: Componentes abióticos e bióticos do solo.</p><p>Fonte: Cardoso e Andreote (2016).</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 99</p><p>A matéria orgânica do solo é uma complexa e variada mistura de substâncias</p><p>orgânicas, tendo obrigatoriamente a presença de carbono. Brady e Weil (2013) destacam</p><p>que o solo contém duas a três vezes mais carbono do que a vegetação mundial. Logo,</p><p>a matéria orgânica dos solos desempenha um importante papel no ciclo do carbono</p><p>e está diretamente relacionada ao aquecimento global, ou efeito estufa.</p><p>É importante destacarmos que a matéria orgânica do solo é diretamente afetada</p><p>pelo manejo intensivo do solo, monocultura, uso de pesticidas e fertilizantes químicos.</p><p>Ou seja: as práticas utilizadas para aumentar a produção agrícola reduzem a matéria</p><p>orgânica, além de trazerem outras consequências, como a redução da biodiversidade</p><p>do solo, erosão e contaminação do solo e água, já que os contaminantes infiltram</p><p>pelo solo e chegam até o lençol freático.</p><p>Conhecer as características físicas do solo é importante para compreender o seu</p><p>comportamento e características em ecossistemas naturais ou ecossistemas que</p><p>sofreram intervenção humana. As características químicas também são essenciais, pois</p><p>associam-se com a fertilidade – capacidade do solo de fornecer nutrientes essenciais</p><p>para o desenvolvimento das plantas – e estão correlacionados com as propriedades</p><p>físicas e biológicas dos solos.</p><p>As características biológicas do solo, que se referem à biota do solo, desempenham</p><p>também um importante fundamental para diversos processos que ocorrem no solo,</p><p>principalmente, no que se refere à sua estrutura e ciclagem de nutrientes.</p><p>Reichardt e Timm (2022) consideram que as plantas, os animais e os micro-</p><p>organismos do solo se interligam por uma complexa rede de relações funcionais, o</p><p>que inclui o ambiente no qual existem. Essa rede opera por si só há milênios, por meio</p><p>de mecanismos próprios de evolução. O conjunto dos componentes físicos, químicos e</p><p>biológicos são interdependentes entre si, constituindo o que os biólogos denominam</p><p>ecossistema. Esse conceito se baseia sobretudo nas relações funcionais entre os</p><p>organismos vivos e o ambiente em que vivem. Entre todos os organismos vivos que</p><p>integram o sistema solo-planta-atmosfera, o homem é o único com a capacidade de</p><p>alterar diretamente, e propositalmente, seu curso ou sua dinâmica</p><p>Ou seja, a fração viva do solo é essencial para seu funcionamento, sendo responsável</p><p>por muitos processos que regem a manutenção e a funcionalidade dos solos. A</p><p>diversidade microbiana do solo está intimamente relacionada a um conjunto</p><p>de fatores</p><p>abióticos (como atmosfera, temperatura, água, pH, fontes de nutrientes entre outros)</p><p>e bióticos (genética microbiana, a interação entre os microrganismos, entre outros)</p><p>(CARDOSO; ANDREOTE, 2016).</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 100</p><p>O solo é o maior reservatório de organismos do planeta, abrigando bilhões de seres</p><p>macroscópicos e microscópicos. Cada grama de solo típico tem milhões de bactérias</p><p>em cada grama. Um grama de solo pode parecer uma amostra pequena, mas pode</p><p>fornecer estatísticas surpreendentes. Estima-se que essa amostra teria 20 mil metros</p><p>quadrados de área de superfície, com cerca de 1 bilhão de bactérias e ela pode conter</p><p>mais de um quilômetro de hifas fúngicas (TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>Com base em seu tamanho, a diversidade biótica do solo se divide em microfauna,</p><p>mesofauna, macrofauna, microflora e macroflora, como mostra a tabela abaixo. Nesta</p><p>classificação, proposta por Brady e Weil (2013), os termos fauna e flora são usados</p><p>para distinguir o grupo dos animais do grupo das plantas, respectivamente. O termo</p><p>“flora”, além de se referir a todos os vegetais que verdadeiramente são plantas, também</p><p>contém as algas e os micro-organismos (separando-os dos animais microscópicos).</p><p>Grupo Principais representantes</p><p>Microfauna</p><p>Animais com <0,1 mm de tamanho, de hábitos detritívoros, predadores, fungíveros,</p><p>bacterívoros. Incluem os grupos dos nematoides, rotíferos, protozoários e</p><p>tardígrados.</p><p>Mesofauna</p><p>Em sua maioria, são animais detritívoros ou predadores, com 0,1 a 2 mm de</p><p>tamanho. Os principais grupos são os anelídeos e os artrópodes.</p><p>Macrofauna</p><p>Em sua maioria, são animais herbívoros e detritívoros, com tamanho >2 mm.</p><p>Os principais grupos de animais são: os moluscos, anelídeos, artrópodes e</p><p>vertebrados.</p><p>Microflora Inclui plantas vasculares, algas, fungos, bactérias e arqueias.</p><p>Macroflora Inclui plantas vasculares e briófitas.</p><p>Tabela - Principais grupos de organismos do solo por tamanho e taxonomia.</p><p>Fonte: Adaptado de Brady e Weil (2013).</p><p>O metabolismo dos micro-organismos do solo é bastante variado, sendo responsável</p><p>pelos mais diversos processos biogeoquímicos que ocorrem neste ambiente. Essa</p><p>diversidade engloba espécies fototróficas ou quimiotróficas (quanto à fonte de energia),</p><p>e espécies autotróficas ou heterotróficas (quanto à fonte de carbono).</p><p>A grande maioria dos micro-organismos encontrados no solo são quimio-</p><p>heterotróficos. E eles podem ser classificados quanto ao seu modo de alimentação,</p><p>sendo divididos em:</p><p>- Biófagos: se alimentam de seres vivos;</p><p>- Saprófagos: se alimentam de matéria orgânica morta;</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 101</p><p>- Simbiotróficos: (se alimentam de substâncias oriundas da simbiose com organismos</p><p>vivos).</p><p>Além disso, devido à grande diversidade e número de espécies que podemos encontrar</p><p>no solo, os seres vivos presentes no solo não sobrevivem de forma independente e</p><p>isolada, mas sim, estão em constante interação uns com os outros.</p><p>Uma importante interação que ocorre no solo é a interação micróbio-planta, pois</p><p>os micro-organismos impactam na produtividade dos vegetais de forma direta ou</p><p>indireta. O impacto direto ocorre devido aos micro-organismos que se associam às</p><p>raízes das plantas, interagindo de forma benéfica ou patogênica. Já o impacto indireto</p><p>ocorre devido aos micro-organismos de vida livre que alteram as taxas de nutrientes</p><p>disponíveis.</p><p>A fixação biológica do nitrogênio e a formação de micorrizas são, sem dúvida, os</p><p>exemplos mais destacados quanto às interações que ocorrem no solo. Mas Brady</p><p>e Weil (2013) consideram que bactérias nitrificantes e minhocas escavadoras são</p><p>consideradas espécies-chave e merecem uma atenção especial, pois a presença de</p><p>suas populações em abundância pode indicar que o ecossistema do solo, como um</p><p>todo, é saudável.</p><p>A diversidade microbiana do solo é imensa e podem desenvolver várias relações</p><p>com os outros organismos, como destacam Cardoso e Andreote (2016):</p><p>- Relações simbióticas mutualísticas: são interações positivas, na qual ambos os</p><p>organismos envolvidos são beneficiados. É o que ocorre entre plantas e bactérias</p><p>diazotróficas ou fungos micorrízicos arbusculares, onde os vegetais ampliam a aquisição</p><p>de nutrientes, e os micro-organismos se beneficiam recebendo parte desses nutrientes.</p><p>- Comensalismo: é uma interação positiva, mas apenas um dos organismos se</p><p>beneficia; o outro não se beneficia, mas também não é prejudicado. Temos um exemplo</p><p>dessa interação quando uma população microbiana produz vitaminas e aminoácidos,</p><p>que são utilizados pelas plantas para o seu próprio benefício.</p><p>- Antagonismo: é uma interação negativa pois um organismo produz substâncias</p><p>que podem inibir o crescimento do outro. Um exemplo são as substâncias com ação</p><p>antibiótica, produzidas por fungos, limita o crescimento de algumas bactérias do solo.</p><p>- Predação: é uma interação negativa porque um organismo ataca o consome o</p><p>outro, como no caso dos protozoários que são predadores de bactérias do solo.</p><p>- Parasitismo: é uma interação negativa, onde o parasita se beneficia do metabolismo</p><p>do organismo hospedeiro para obter a energia necessária para sua sobrevivência.</p><p>Podemos citar como exemplo os fungos fitopatogênicos que habitam as plantas.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 102</p><p>- Competição: é uma interação negativa onde os organismos competem</p><p>principalmente por nutrientes, o que pode ocorrer entre plantas e micro-organismos</p><p>que competem por carbono e nitrogênio do solo.</p><p>9.2 Principais grupos de micro-organismos do solo</p><p>O solo abriga bilhões de micro-organismos com funções e nichos ecológicos</p><p>específicos. Devido ao seu pequeno tamanho, os procariontes podem se difundir por</p><p>quase todos os ambientes do solo. Brady e Weil (2013) comparam a diversidade de</p><p>procariotos em um punhado de solo com a diversidade de insetos, aves e mamíferos</p><p>da Amazônia! Os autores destacam, ainda, que os protozoários são os seres mais</p><p>numerosos da microfauna do solo, com cerca de 50 mil espécies. No solo são</p><p>encontrados: amebas (que se movem por pseudópodes), ciliados (que se movimentam</p><p>por cílios e os flagelados (que se movimentam por flagelos).</p><p>Entre as bactérias do solo, se destacam aquelas responsáveis pela fixação do</p><p>nitrogênio, que são chamadas de diazotróficas. Elas possuem a nitrogenase, enzima que</p><p>promove a conversão do gás nitrogênio em amônia. Como resultado, essas bactérias</p><p>fornecem uma quantidade muito significativa de nitrogênio para o ciclo do nitrogênio e</p><p>nenhum organismo eucariótico é conhecido por ter essa capacidade. Entre as bactérias</p><p>diazotróficas do solo destacam-se aquelas capazes de fixar nitrogênio em simbiose</p><p>com plantas leguminosas, como as do gênero Rhizobium. Essas bactérias colonizam</p><p>células dentro dos nódulos radiculares das raízes da planta, onde elas convertem o</p><p>nitrogênio atmosférico em amônia.</p><p>Título: Nódulos nas raízes de leguminosas, que são colonizados por Rhizobium.</p><p>Fonte: https://visualhunt.com/f7/photo/33170581874/7bd91f120e/</p><p>Entre os fungos, os ascomicetos frequentemente dominam a microflora da superfície</p><p>de solos ácidos, com destaque para quatro gêneros: Aspergillus, Fusarium, Penicillium</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 103</p><p>e Mucor. Mas, em especial, os fungos do solo se destacam pela associação com</p><p>plantas, formando as micorrizas (mico = fungo; riza = raízes), que são associações</p><p>simbióticas com as raízes vegetais. O crescimento das raízes vegetais está diretamente</p><p>relacionado a condições favoráveis, como a disponibilidade de água e nutrientes, no</p><p>microambiente que as circunda, chamado de rizosfera.</p><p>9.2.1 Endomicorrizas e ectomicorrizas</p><p>As plantas podem obter os nutrientes do solo diretamente por suas raízes, mas,</p><p>em geral, esse processo é otimizado pela associação de fungos</p><p>ao sistema de raiz</p><p>para formar uma micorriza. Nessa relação simbiótica, ambos se beneficiam: o fungo</p><p>aumenta a absorção de nutrientes para as plantas e, em contrapartida, eles recebem</p><p>carboidratos de origem vegetal.</p><p>As associações micorrízicas podem ser de dois tipos: micorrizas arbusculares</p><p>(ou endomicorrizas) e ectomicorrizas. As micorrizas são amplamente distribuídas na</p><p>natureza, e ocorrem em cerca de 90% das espécies vegetais, incluindo a maioria das</p><p>principais culturas de importância econômica. Contudo, algumas práticas agrícolas</p><p>podem reduzir ou eliminar a formação de micorrizas, como a hidroponia, uso de altas</p><p>concentrações de fertilizantes e fungicidas.</p><p>As endomicorrizas ocorrem na grande maioria das plantas vasculares, sendo</p><p>geralmente formadas pela associação com fungos glomeromicetos – que são fungos</p><p>cenocíticos multinucleados, relacionados aos zigomicetos – mas podem ocorrer</p><p>também com ascomicetos.</p><p>Título: Endomicorriza, formada pela raiz da planta (indicada pela seta) e hifas fúngicas (indicadas pelos triângulos)</p><p>Fonte: TAIZ et al. (2017).</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 104</p><p>Nessa associação, a hifa do fungo penetra nas células corticais da raiz da planta, onde</p><p>formam arbúsculos, que são estruturas ramificadas que se parecem com pequenas</p><p>árvores. O grande benefício dessa associação é o aumento na captação de nutrientes</p><p>do solo: as endomicorrizas absorvem nutrientes em um raio de 25 cm de distância</p><p>das raízes, e os translocam rapidamente para as raízes, superando a lenta difusão</p><p>no solo (TAIZ et al., 2017).</p><p>Já as ectomicorrizas se formam pela ação de plantas principalmente com fungos</p><p>basidiomicetos, mas pode ocorrer com algumas espécies de ascomicetos. O grupo</p><p>de plantas que formam ectomicorrizas é menos diverso, e ocorre, por exemplo, com</p><p>pinheiros, carvalhos e castanheiros, entre outras plantas de regiões temperadas. Nessa</p><p>associação, as células das raízes não são penetradas pelas hifas fúngicas, mas sim,</p><p>envoltas por uma rede de hifas denominada rede de Hartig. Essa rede aumenta a área</p><p>de contato envolvida nas transferências de nutrientes, pois forma uma bainha que</p><p>recobre externamente a superfície da raiz, aumentando a absorção dos nutrientes do</p><p>solo (TAIZ et al. 2017).</p><p>Uma ectomicorriza com importância econômica é a trufa, associada às raízes de</p><p>carvalho, mundialmente empregada na culinária. O seu valor elevado para uso culinário</p><p>está associado à dificuldade de obtenção desse produto.</p><p>Título:Trufa, uma ectomicorriza encontrada em carvalho.</p><p>Fonte: https://visualhunt.com/f7/photo/8946593974/ebf5d310f2/=</p><p>A colheita da trufa é feita em poucos meses do ano – entre setembro e dezembro – e</p><p>somente em algumas partes da Europa, como na França. E não se cultiva a trufa, ela precisa</p><p>ser encontrada na natureza, o que geralmente ocorre com a ajuda de cães farejadores.</p><p>9.3 Indicadores da qualidade do solo</p><p>O solo é um sistema vivo e dinâmico, cujas características permitem a realização de uma</p><p>série de funções, como: armazenamento de nutrientes necessários ao crescimento das</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/8946593974/ebf5d310f2/=</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 105</p><p>plantas; regulação, armazenamento e proteção dos fluxos da água; promoção da ciclagem</p><p>e armazenamento de nutrientes; formação, atenuação e degradação de compostos nocivos</p><p>ao ambiente. É a interação complexa entre as propriedades químicas, físicas e biológicas</p><p>do solo que determina a sua qualidade (MÜLLER et al., 2021).</p><p>A qualidade do solo pode ser avaliada por meio de atributos, chamados de indicadores, que</p><p>medem ou refletem o status ambiental ou a condição de sustentabilidade do ecossistema.</p><p>Ar, água e solo constituem os três componentes da qualidade ambiental. Para a água</p><p>e o ar, o conceito de qualidade já é bem definido e geralmente considera o seu grau de</p><p>poluição. Porém, ainda não existem indicadores padronizados para a qualidade do solo,</p><p>pois a base de dados sobre a biologia completa do solo ainda é escassa de informações.</p><p>Nesse sentido, Müller et al. (2021) apontam que uma das dificuldades para a</p><p>padronização de indicadores de qualidade do solo é a interpretação. Isso significa</p><p>que há dificuldades em compreender quando os indicadores obtidos indicam que a</p><p>qualidade do solo é satisfatória, pois a qualidade ideal de um determinado tipo de solo</p><p>depende de fatores como o tipo de solo e a cultura estabelecidas.</p><p>De forma geral, considera-se que indicadores de qualidade do solo podem ser</p><p>classificados em físicos, químicos e biológicos, como mostra a tabela abaixo. Nenhum</p><p>indicador, de forma isolada, descreve e quantifica todos os atributos da qualidade do</p><p>solo. O que existe é uma relação entre todos os diferentes indicadores.</p><p>Tipo de indicador Indicador Relação com a qualidade do solo</p><p>Biológico Matéria orgânica do solo Fertilidade, estrutura e estabilidade do solo</p><p>Biomassa microbiana Atividade microbiana e reposição de nutrientes</p><p>Respiração do solo Atividade microbiana</p><p>Atividade enzimática Atividade antimicrobiana do solo</p><p>Mineralização de nutrientes Produtividade do solo e suprimento de nutrientes</p><p>Fixação biológica do nitrogênio Potencial de suprimento de nitrogênio para as plantas</p><p>Físico Estrutura do solo Transporte e retenção de águas e nutrientes</p><p>Infiltração e densidade do solo Movimento da água e porosidade do solo</p><p>Capacidade de retenção de</p><p>umidade</p><p>Armazenamento e disponibilidade de água</p><p>Químico pH disponibilidade de nutrientes e atividade biológica</p><p>Condutividade elétrica Crescimento vegetal e atividade microbiana</p><p>Conteúdo de nitrogênio, fósforo</p><p>e potássio</p><p>Disponibilidade de nutrientes para as plantas</p><p>Tabela - Indicadores da qualidade do solo.</p><p>Fonte: Araújo e Monteiro (2007).</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 106</p><p>ANOTE ISSO</p><p>A mineralização de nutrientes significa a transformação de substâncias orgânicas</p><p>em substâncias inorgânicas, tornando vários nutrientes disponíveis para serem</p><p>absorvidos pelas plantas.</p><p>Independentemente de ser um indicador físico, químico ou biológico, algumas</p><p>características são desejadas para qualquer indicador de qualidade:</p><p>1) ser facilmente interpretável;</p><p>2) ter reprodutibilidade;</p><p>3) ter baixa variabilidade temporal e espacial;</p><p>4) permitir avaliações de curto, médio e longo prazo;</p><p>5) ser analisado por métodos analíticos simples;</p><p>6) ter seus resultados extrapolado para escalas maiores;</p><p>7) ter relação com as funções e serviços do ecossistema;</p><p>8) integrar processos que ocorrem no solo;</p><p>9) ser sensível às mudanças do solo;</p><p>10) contemplar as propriedades físicas, químicas e/ou biológicas do solo.</p><p>O uso de um indicador biológico é mais vantajoso do que usar um indicador físico</p><p>ou químico! Araújo e Monteiro (2007) listam algumas dessas vantagens: são parte viva</p><p>da constituição do solo; respondem mais rapidamente às mudanças no manejo do</p><p>solo; alterações na população e na atividade microbiana podem preceder mudanças</p><p>nas propriedades químicas e físicas do solo.</p><p>Conforme salientam Brady e Weil (2013), os pesquisadores que estudam o solo</p><p>utilizam o conceito de diversidade biológica como um indicador de qualidade porque a</p><p>alta diversidade de espécies indica que os organismos presentes estão bem distribuídos</p><p>entre um grande número de espécies.</p><p>Além disso, acredita-se que essa diversidade de espécies geralmente está associada</p><p>a um alto grau de diversidade funcional, o que se refere à capacidade de habitarem</p><p>uma ampla variedade de substratos e realizarem uma grande variedade de processos.</p><p>Diante desse alto grau de diversidade, nenhuma espécie de organismo em particular</p><p>tende a se tornar completamente dominante dentro das interações que ocorrem no</p><p>solo.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 107</p><p>Os mesmos autores (BRADY; WEIL, 2013) ainda nos chamam a atenção para</p><p>que</p><p>o fato da diversidade funcional está relacionada a duas características do solo:</p><p>estabilidade e resiliência do ecossistema.</p><p>A estabilidade se refere à capacidade dos solos de continuar desempenhando –</p><p>mesmo em meio às variações das condições ambientais – suas funções, como a</p><p>ciclagem de nutrientes e a assimilação de resíduos orgânicos. Já resiliência descreve</p><p>a capacidade do solo em “recuperar” a sua saúde funcional, mesmo depois de seus</p><p>processos normais terem sido interrompidos por uma perturbação ambiental.</p><p>Há diversos modelos propostos por pesquisadores, mas há falta de um padrão, o</p><p>que abre brecha para interpretações e necessidade de mais investimento em pesquisas.</p><p>Por exemplo, embora não haja dúvidas sobre a importância das enzimas microbianas</p><p>para o funcionamento adequado do solo, o uso da atividade enzimática como indicador</p><p>de qualidade ainda é muito escasso e não bem estabelecido.</p><p>ISSO ACONTECE NA PRÁTICA</p><p>Todos os grupos de organismos do solo podem nos trazer indícios da qualidade</p><p>do solo. Os colêmbolos da mesofauna, por exemplo, podem ser bioindicadores</p><p>dos efeitos de combustíveis e metais pesados no solo. Em um estudo científico,</p><p>AntoniolliI et al. (2013) mostraram que na presença de combustíveis, os colêmbolos</p><p>apresentaram incapacidade de reprodução, independente da dose aplicada no</p><p>solo. A presença de óleo lubrificante queimado e óleo diesel no solo inibem o</p><p>desenvolvimento dos colêmbolos no solo. Os metais pesados cobre e zinco</p><p>também têm ação negativa sobre a população de colêmbolos.</p><p>9.4 Conclusão</p><p>Nesse capítulo dedicado ao estudo da Microbiologia do Solo, você conheceu os</p><p>componentes do solo, com ênfase na diversidade de organismos vivos que habitam</p><p>o solo. Podemos encerrar esse nosso estudo considerando que o solo é uma rede</p><p>dinâmica de interações positivas e negativas entre os seus componentes, o que afeta</p><p>diretamente a ciclagem de nutrientes. Você conheceu também como as características</p><p>químicas, físicas e biológicas do solo podem ser indicadores da sua qualidade. Embora</p><p>ainda não haja parâmetros universalmente estabelecidos para a qualidade do solo, o</p><p>estudos envolvendo os indicadores é importante pois reflete o status ambiental ou a</p><p>condição de sustentabilidade do ecossistema.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 108</p><p>CAPÍTULO 10</p><p>MICROBIOLOGIA DO SOLO:</p><p>CICLOS BIOGEOQUÍMICOS</p><p>Olá, aluno(a)! Neste capítulo, você irá estudar o ciclo do carbono, nitrogênio, enxofre</p><p>e fósforo. Você irá entender porque os micro-organismos desempenham importantes</p><p>papéis em cada um desses ciclos. Iremos conhecer também os problemas ambientais</p><p>relacionados aos elementos químicos envolvidos nos ciclos biogeoquímicos. Bons</p><p>estudos!</p><p>10.1 Ciclo do carbono</p><p>Botkin e Keller (2011) definem um ciclo biogeoquímico como a trajetória cíclica e</p><p>completa de um elemento químico através de quatro reservatórios principais: atmosfera,</p><p>hidrosfera (oceanos, rios, lagos, águas subterrâneas e geleiras), a litosfera (rochas e</p><p>solos) e a biosfera (plantas e animais). O ciclo do carbono é o primeiro que iremos</p><p>estudar neste capítulo.</p><p>Para iniciar o nosso estudo, lhe pergunto: você sabe porque o carbono é tão</p><p>importante? Todas as macromoléculas essenciais para a vida que formam os</p><p>organismos vivos contêm carbono, e a maior parte da energia que os organismos usam</p><p>para executar suas atividades metabólicas é armazenada em compostos orgânicos</p><p>que contêm carbono (SADAVA et al., 2020).</p><p>Os reservatórios de carbono na natureza são a atmosfera, os combustíveis fósseis, os</p><p>solos, os sedimentos de ecossistemas aquáticos, os oceanos, as rochas sedimentares</p><p>e a biomassa vegetal e animal. Processos naturais movimentam o carbono entre a</p><p>atmosfera e os continentes, e entre a atmosfera e os oceanos. Vamos entender como</p><p>os micro-organismos participam desse ciclo?</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 109</p><p>Título - Ciclo do carbono.</p><p>Fonte: Tortora, Funke e Case (2017).</p><p>Como ilustra a figura acima, as bactérias que fazem fotossíntese (assim como as</p><p>plantas e algas) utilizam a luz solar para incorporar o gás carbônico (CO2) em sua</p><p>matéria orgânica, com liberação de oxigênio (O2) – isto é o que chamamos de fixação</p><p>fotossintética. Essas formas orgânicas de carbono são incorporadas principalmente</p><p>pelos animais, que são seres quimiotróficos que participam da cadeia alimentar como</p><p>consumidores primários.</p><p>O CO2 também se move para as águas oceânicas a partir da atmosfera, principalmente</p><p>por difusão simples na superfície dos oceanos, sendo então utilizado produtores</p><p>primários marinhos (as algas). Nos sedimentos marinhos e na água do mar, o carbono</p><p>é armazenado sob forma de íons. Nas rochas terrestres, o carbono encontra-se na</p><p>forma de calcário. E há depósitos de matéria orgânica fóssil na forma de combustíveis</p><p>fósseis – como o carvão e o petróleo – cuja queima libera CO2 na atmosfera.</p><p>Além disso, pelo processo de respiração, os micro-organismos do solo e água,</p><p>plantas e animais, utilizam O2 e liberam CO2. Já as bactérias e fungos decompositores</p><p>também são importantes para esse ciclo porque a matéria orgânica dos organismos</p><p>mortos é absorvida, com o retorno de CO2 para o ciclo do carbono.</p><p>Esse processo de decomposição pode ser dividido em diferentes etapas, conforme</p><p>descrevem Cardoso e Andreote (2016):</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 110</p><p>• Macro-organismos (invertebrados macroscópicos ou microscópicos) atuam</p><p>como reguladores atuam como predadores e parasitas que trituram os materiais</p><p>orgânicos;</p><p>• Micro-organismos atuam como transformadores, fazendo a decomposição: eles</p><p>entram em contato com o material orgânico triturado pelos macro-organismos</p><p>e fazem a sua quebra em compostos solúveis que são absorvidos pelas células</p><p>microbianas;</p><p>• Já a mineralização é a etapa em que enzimas extracelulares atuam sobre</p><p>macromoléculas durante o processo de degradação, transformando-as em</p><p>compostos de baixo peso molecular que são absorvidas e metabolizadas por</p><p>células microbianas, transformando-as em formas inorgânicas.</p><p>Outro gás importante para o ciclo do carbono é o gás metano (CH4). Estima-se que</p><p>nos sedimentos do fundo oceânico haja 10 trilhões de toneladas de metano. E um</p><p>grupo de bactérias em especial, chamadas de metanogênicas, habitam as profundezas</p><p>oceânicas, produzem metano constantemente. Além disso, o CH4 é muito mais potente</p><p>como gás de efeito estufa do que o CO2 (TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>ISTO ESTÁ NA REDE</p><p>Recentemente, em 2021, mais de 100 países, incluindo o Brasil, firmaram o</p><p>compromisso de reduzir as emissões globais de metano em pelo menos 30% até</p><p>2030 em relação aos níveis de 2020. Em um esforço global para reduzir em 30%</p><p>as emissões de metano até 2030 em relação aos níveis de 2020, o Brasil e mais de</p><p>cem países aderiram ao Compromisso Global do Metano, que foi firmado durante a</p><p>Conferência das Nações Unidas sobre Mudança Climática (COP26), que ocorreu em</p><p>2021, em Glasglow, na Escócia. É importante destacar que o Brasil é o quinto maior</p><p>emissor global de metano, principalmente da pecuária.</p><p>Saiba mais sobre esse assunto, acessando a reportagem disponível em: https://</p><p>g1.globo.com/meio-ambiente/cop-26/noticia/2021/11/02/cop26-97-paises-se-</p><p>comprometem-a-reduzir-emissoes-de-metano-em-30percent-ate-2030-brasil-</p><p>aparece-na-lista.ghtml</p><p>Você sabia que o ciclo do carbono é de extrema importância para o solo? Cardoso</p><p>e Andreote (2016) definem o termo MOS (matéria orgânica do solo) como o conjunto</p><p>de compostos do solo que contêm carbono orgânico: micro-organismos vivos e</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 111</p><p>mortos, resíduos de plantas e animais parcialmente decompostos, produtos de sua</p><p>decomposição e substâncias orgânicas microbiológica e/ou quimicamente alteradas.</p><p>Para os sistemas agrícolas e florestais, a MOS é</p><p>de extrema importância pois confere</p><p>diversos benefícios para as propriedades químicas, físicas e biológicas do solo, como</p><p>mostra a tabela abaixo:</p><p>Processo Mecanismo Importância</p><p>Fotossíntese Incorporação de carbono e energia Atividade microbiana no solo</p><p>Decomposição Quebra de macromoléculas Formação de húmus no solo</p><p>Mineralização</p><p>Liberação de CO2 e nutrientes</p><p>minerais</p><p>Fertilidade do solo e concentração de CO2</p><p>atmosférico</p><p>Tabela - Principais processos e mecanismos de transformações bioquímicas que regulam a ciclagem do carbono no sistema solo-planta-atmosfera.</p><p>Fonte: Cardoso e Andreote (2016)</p><p>10.2 Ciclo do nitrogênio</p><p>Você sabe qual a importância desse elemento químico? O nitrogênio é necessário</p><p>para a síntese de componentes celulares como as proteínas e ácidos nucleicos. Na</p><p>atmosfera, esse elemento está presente principalmente como nitrogênio molecular</p><p>(N2), o que corresponde a 78% da atmosfera terrestre.</p><p>Porém, o N2 não está diretamente disponível para os seres vivos e cinco processos são</p><p>responsáveis pela sua disponibilização: fixação, nitrificação, assimilação, mineralização</p><p>e desnitrificação. A seguir, vamos conhecer cada etapa desse ciclo e o papel dos</p><p>micro-organismos.</p><p>Na etapa de fixação, reações químicas quebram a ligação tripla covalente (NΞN) entre</p><p>os dois átomos de nitrogênio (N2), gerando compostos de nitrogênio que os produtores</p><p>da cadeia alimentar podem utilizar. Essas reações podem ocorrer por processos</p><p>industriais, fenômenos atmosféricos (desencadeadas pela ação de relâmpagos) ou</p><p>por processos biológicos.</p><p>Na fixação biológica, ocorre a conversão do N2 em amônia (NH3), que posteriormente é</p><p>liberada no solo, por meio da ação da enzima nitrogenase presente em algumas espécies</p><p>de cianobactérias, bactérias de vida livre, como o gênero Azotobacter, e em bactérias</p><p>mutualísticas, como as do gênero Rhizobium, que habitam os nódulos radiculares</p><p>de plantas leguminosas. Por isso, o cultivo de plantas como feijão, ervilha e alfafa</p><p>aumenta a disponibilidade de nitrogênio no solo. A fixação biológica é extremamente</p><p>importante, pois as plantas superiores possivelmente não seriam capazes de fixar</p><p>nitrogênio sem nenhum auxílio.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 112</p><p>Já o processo de nitrificação, é responsável pela conversão de NH3 em nitrito (NO2</p><p>–)</p><p>e esse, por sua vez, é convertido em nitrato (NO3</p><p>–). A primeiraetapa da conversão (NH3</p><p>em NO2</p><p>–) recebe o nome de nitrosação e ocorre tanto nos ecossistemas terrestres</p><p>quanto nos ecossistemas aquáticos, sendo executada por bactérias dos gêneros</p><p>Nitrosomonas e Nitrosococcus. Já a segunda conversão, que gera nitrato (nitratação),</p><p>ocorre com participação de bactérias dos gêneros Nitrobacter e Nitrococcus.</p><p>Os nitratos produzidos pela nitrificação são lixiviados dos solos para dentro de vias</p><p>aquáticas, onde se estabelecem nos sedimentos dos alagados, rios, lagos e oceanos.</p><p>Sob condições anaeróbicas, os nitratos podem ser transformados de volta em nitritos,</p><p>que são transformados em óxido nítrico (NO) por bactérias como Pseudomonas</p><p>denitrificans. Reações químicas adicionais sob condições anaeróbias nos solos e na</p><p>água subsequentemente convertem o óxido nítrico em gás nitrogênio, completando</p><p>o ciclo. Como o nitrogênio não pode ser assimilado pelos produtores, esse processo</p><p>– chamado de desnitrificação – faz com que o nitrogênio deixe os solos alagados e</p><p>ecossistemas aquáticos sob a forma de um gás.</p><p>No solo, o nitrogênio está incorporado em moléculas orgânicas, principalmente nas</p><p>proteínas. Quando um organismo morre, a decomposição feita por fungos e bactérias</p><p>resulta na quebra hidrolítica de proteínas em aminoácidos. Em um processo, chamado</p><p>de desaminação, os grupos amina dos aminoácidos são removidos e convertidos em</p><p>NH3. Essa liberação de NH3 recebe o nome de amonificação.</p><p>A figura abaixo resume o papel das bactérias no ciclo do nitrogênio.</p><p>Título - Papel das bactérias no ciclo do nitrogênio</p><p>Fonte: Reece et al. (2015).</p><p>Em síntese, a amônia é disponibilizada para os plantas por dois grupos de bactérias</p><p>do solo: aquelas que fixam N2 atmosférico (que são as bactérias fixadoras de nitrogênio)</p><p>e aquelas que decompõem a matéria orgânica (bactérias amonificantes). As plantas</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 113</p><p>absorvem principalmente nitrato do solo, que é produzido a partir do amônio pelas</p><p>bactérias nitrificantes. Os vegetais reduzem o nitrato de volta a amônia, antes de</p><p>incorporar o nitrogênio em compostos orgânicos. As bactérias desnitrificantes</p><p>convertem NO3– em N2, que se difunde para a atmosfera (REECE et al.,2015).</p><p>Você sabia que uma importante área de estudo da Biotecnologia é a produção de</p><p>inoculantes bacterianos para a fixação biológica do nitrogênio?</p><p>Podemos definir como inoculante biológico todo produto que contém micro-</p><p>organismos e que atua no desenvolvimento das plantas. Para cada leguminosa, há</p><p>bactérias específicas nos inoculantes. Como benefícios do uso de inoculantes de</p><p>origem biológica, podemos destacar a maior produtividade das culturas, preservação</p><p>da microbiota e da microfauna do solo, não provoca danos ao meio ambiente e reduz o</p><p>custo de produção. Além disso, podem substituir total ou parcialmente a necessidade</p><p>de adubação nitrogenada (CARDOSO; ANDREOTE, 2016).</p><p>A importância dos inoculantes biológicos se torna ainda mais evidente quando</p><p>analisamos os problemas ambientais causados pelo uso de fertilizantes químicos.</p><p>Um estudo de revisão bibliográfica da literatura científica, conduzido por Florencio et</p><p>al. (2022) relata que fertilizantes fosfatados e nitrogenados têm gerado problemas</p><p>relacionados à lixiviação, como eutrofização de rios e lagos. O principal fertilizante</p><p>nitrogenado utilizado no mundo é a ureia, que está associada a emissões consideráveis</p><p>de gases como o óxido nitroso (N2O), um gás do efeito estufa e relacionado à degradação</p><p>do ozônio estratosférico. Além disso, os processos de produção dos fertilizantes</p><p>químicos também geram impactos significativos.</p><p>Considerando a importância de avaliar novos inoculantes biológicos, Arruda, Costa</p><p>e Maximiano (202avaliaram o desenvolvimento de soja após a aplicação de diferentes</p><p>doses de um inoculante formulado com Bradyrhizobium japonicum. Para tanto, o</p><p>inoculante biológico foi aplicado via semente, com 2 ml/kg, 8 ml/kg, 16 ml/kg. A</p><p>avaliação de vários parâmetros (altura da planta, comprimento radicular, número de</p><p>vagem por planta, número de nódulos e matéria fresca da planta e da raiz) mostrou</p><p>que doses de 2 e 8 mL proporcionaram melhorias no desenvolvimento vegetativo e</p><p>produtivo da cultura da soja, em comparação com o fertilizante químico a base de ureia.</p><p>.</p><p>10.3 Ciclo do enxofre</p><p>O enxofre é necessário para a síntese dos aminoácidos cisteína e metionina e, a</p><p>partir deles, o enxofre pode ser incorporado às proteínas e a diversos outros compostos,</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 114</p><p>como a acetil-CoA (acetilcoenzima A). Além disso, é um fator determinante na acidez</p><p>da chuva, das águas superficiais e do solo.</p><p>De modo geral, o sulfato (SO4-2) é a forma presente na solução do solo e assimilável</p><p>por plantas e micro-organismos. As transformações microbianas do enxofre são</p><p>complexas, porque várias transformações do enxofre ocorrem de forma abiótica.</p><p>Além disso, há uma variedade de estados de oxidação que o enxofre pode assumir,</p><p>incluindo o sulfeto de hidrogênio (H2S), sulfato (SO4</p><p>2-), ácido sulfúrico (H2SO4) e dióxido</p><p>de enxofre (SO2). O sulfato é a principal forma que é reduzida pelos autotróficos e</p><p>incorporada às proteínas.</p><p>A maior parte do enxofre da Terra está estocada em rochas (pirita e calcopirita) de</p><p>ambientes terrestres e como sais de sulfato nos sedimentos do fundo do mar, mas</p><p>ele se move para a atmosfera de diferentes formas.</p><p>A queima de um combustível que contém enxofre (S) gera o gás</p><p>dióxido de enxofre</p><p>(SO2) e outros gases de combustão. Como o SO2 é solúvel em água, ele pode ser</p><p>incorporado às gotículas de água que formam as nuvens, formando o ácido sulfuroso.</p><p>Além disso, o SO2 pode reagir novamente com o oxigênio do ar, originando o trióxido</p><p>de enxofre (SO3), que na presença da umidade origina o ácido sulfúrico.</p><p>Plantas e bactérias incorporam sulfatos, que se tornam parte dos aminoácidos</p><p>que contêm enxofre para seres humanos e outros animais. Nesses organismos, eles</p><p>formam ligações dissulfeto que constituem a estrutura das proteínas. À medida que</p><p>as proteínas são decompostas (processo de dissimilação), o enxofre é liberado na</p><p>forma de sulfeto de hidrogênio (H2S) e reintegra o ciclo.</p><p>No meio aquoso, em condições oxidantes, o enxofre encontra-se sob a forma de</p><p>sulfatos; em condições redutoras, encontra-se normalmente sob a forma de H2S, que</p><p>representa uma fonte de energia para bactérias autotróficas, as quais convertem o</p><p>enxofre reduzido H2S em grânulos de enxofre elementar (S0) e sulfatos completamente</p><p>oxidados (SO4</p><p>2-).</p><p>As formas reduzidas do enxofre como H2S e enxofre elementar são fontes de</p><p>energia para muitos micro-organismos sob condições aeróbicas e anaeróbicas. Sob</p><p>condições anaeróbicas, o H2S pode ser usado como substituto de H2O na fotossíntese</p><p>por bactérias púrpuras e verdes para produzir S0. Formas oxidadas do enxofre, como</p><p>sulfatos (SO4</p><p>2-), são utilizadas como um substituto para o oxigênio, sob condições</p><p>anaeróbicas por certas bactérias. Esses processos estão ilustrados na Figura abaixo.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 115</p><p>Acidithiobacillus é o gênero bacteriano que se destaca no ciclo do enxofre por ser</p><p>capaz de obter energia pela oxidação de formas reduzidas de enxofre, como o sulfeto</p><p>de hidrogênio (H2S), ou o enxofre elementar S0, em SO4</p><p>2- (TORTORA; FUNKE; CASE,</p><p>2017).</p><p>Título - Ciclo do enxofre</p><p>Fonte: Tortora, Funke e Case (2017).</p><p>O ciclo do enxofre vem recebendo crescente atenção devido aos possíveis problemas</p><p>ambientais decorrentes da intensa utilização de combustíveis fósseis, gerando formas</p><p>ácidas para a atmosfera, as quais têm causado grandes problemas (CARDOSO;</p><p>ANDREOTE, 2016).</p><p>Você conhece o fenômeno da chuva ácida? Ela ocorre porque as gotículas de água</p><p>presentes nas nuvens ficam elevada concentração de ácido sulfúrico, que é muito</p><p>corrosivo.Quando ocorre a precipitação, as gotículas de água caem sobre a forma</p><p>de chuva, que, devido ao seu baixo pH, se denomina “chuva ácida”. A chuva ácida é</p><p>provocada principalmente pela queima de combustíveis fósseis, tais como o carvão</p><p>e o petróleo que produzem gases poluentes, como o dióxido de enxofre (SO2), óxido</p><p>nítrico (NO) e o dióxido de nitrogênio (NO2) (CARMO et al., 2016).</p><p>Esta chuva, ao chegar ao solo, causa a destruição de plantações e monumentos.</p><p>Outro dano causado pelas chuvas ácidas é a acidificação de lagos: o pH da água em</p><p>torno de 5,5 mata larvas, pequenas algas e insetos, o que por consequência afeta a</p><p>cadeia alimentar. O pH entre 4,0 e 4,5 causa a intoxicação da maioria das espécies</p><p>de peixes, o que pode acarretar em morte.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 116</p><p>No Brasil, uma das maiores tragédias ambientais relacionadas à chuva ácida ocorreu</p><p>na Vila Parisi, um bairro da cidade Cubatão que ficava próximo às indústrias de petróleo,</p><p>fertilizantes e metais. As águas de chuva da região, entre 1984 e 1985, funcionavam</p><p>como uma verdadeira salmoura, devido à alta presença de sulfato em níveis 10 vezes</p><p>acima das concentrações observadas na capital (São Paulo) no mesmo período. E</p><p>como consequência, nasciam crianças com graves malformações nos membros e</p><p>no sistema nervoso (FORNARO, 2006).</p><p>ISTO ACONTECE NA PRÁTICA</p><p>Considerando a ocorrência das chuvas ácidas, Carmo et al. (2016) avaliaram a</p><p>influência da acidez e alcalinidade na germinação e no desenvolvimento de espécies</p><p>de vegetais amplamente utilizadas na agricultura da região de Varginha, Minas</p><p>Gerais. Para tanto, os autores cultivaram milho (Zea mays), ervilha (Pisum sativum)</p><p>e feijão (Phaseolus vulgaris) em solo ácido, neutro e alcalino e a pulverização com</p><p>solução de ácido sulfúrico simulando a chuva ácida. Como resultado, os autores</p><p>observaram que a acidez do solo influencia na germinação e desenvolvimento do</p><p>feijão e no crescimento e floração do milho. Em conclusão, os autores afirmam que</p><p>em áreas agrícolas destes cultivos, deve ser feita a correção antes do plantio ou</p><p>devem ser criadas estratégias para minimizar os efeitos das precipitações ácidas.</p><p>10.4 Ciclo do fósforo</p><p>O fósforo é um componente dos ossos, escamas, dentes, ácidos nucleicos (DNA e</p><p>RNA), fosfolipídios da membrana plasmática das células e ATP (adenosina trifosfato,</p><p>que é a principal molécula que utilizada como fonte de energia). O fósforo também</p><p>está na composição da maioria dos fertilizantes.</p><p>Podemos destacar que o fósforo é um recurso natural não renovável, com relativa</p><p>escassez, pouca mobilidade entre os diferentes reservatórios e com alta tendência à</p><p>fixação em solos tropicais. Se todo o fósforo acumulado nos solos agrícolas através</p><p>da fertilização fosfatada pudesse ser disponibilizado para as plantas, ele suprimiria</p><p>demanda dos plantios por aproximadamente 100 anos (CARDOSO; ANDREOTE, 2016).</p><p>A atmosfera não é um componente importante desse ciclo, porque o fósforo não</p><p>tem uma fase gasosa; mas ele pode entrar na atmosfera na forma de poeira. Esse</p><p>elemento raramente muda sua forma química, a forma inorgânica de fósforo mais</p><p>importante para os seres vivos é o fosfato (PO4</p><p>3-).</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 117</p><p>O fosfato de cálcio (Ca(H2PO4)2) que se precipita da água oceânica lentamente</p><p>forma as rochas sedimentares. Forças geológicas elevam as rochas, que se tornam</p><p>expostas e sofrem intemperização (desintegração ou quebra de suas partículas),</p><p>liberando lentamente íons fosfato.</p><p>Ao entrarem nos ecossistemas terrestres, esses íons podem se ligar ao solo ou</p><p>serem assimilados pelas plantas, que os incorporam em vários compostos orgânicos.</p><p>O fosfato nas rochas pode ser solubilizado pelo ácido produzido por bactérias como o</p><p>Thiobacillus. Já os animais, obtêm fósforo por meio da cadeia alimentar, por exemplo,</p><p>aves marinhas extraem fósforo do mar alimentando-se de peixes que contêm fósforo.</p><p>As excreções dos animais e a decomposição de todos os organismos terrestres liberam</p><p>fósforo de volta para o solo.</p><p>No solo, o fósforo pode ser fixado, tornando-se indisponível para as plantas, devido à</p><p>sua estabilização com minerais de argila, ou devido à sua precipitação na presença de</p><p>óxidos de ferro e alumínio, os quais ocorrem principalmente em solos tropicais. Assim,</p><p>os microrganismos solubilizadores de fósforo presentes no solo fazem a ciclagem</p><p>desse nutriente, devolvendo-o para plantas e outros micro-organismos (CARDOSO;</p><p>ANDREOTE, 2016).</p><p>O ciclo do fósforo na natureza, está ilustrado na figura abaixo:</p><p>Título - Ciclo do fósforo.</p><p>Fonte: Reece et al. (2015).</p><p>Embora a maior parte do fósforo esteja ligada ao solo, o seu excedente é assimilado</p><p>pelas plantas ou se move pela superfície da terra durante as chuvas, acarretando em</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 118</p><p>escoamento superficial ou lixiviação do solo, o que consiste na “lavagem superficial”</p><p>do fósforo para as camadas mais profundas do solo.</p><p>O fósforo se acumula nos mares de diferentes formas. Em águas bem oxigenadas, o</p><p>fósforo se liga prontamente com o cálcio e com os íons de ferro, e se precipita da coluna</p><p>de água para tornar-se parte dos sedimentos. Em condições de baixa oxigenação, o</p><p>ferro se combina com o enxofre, e por isso o fósforo fica mais disponível na coluna de</p><p>água. O fosfato que se precipita para o fundo dos sedimentos oceânicos é convertido</p><p>em rochas fosfatadas de cálcio,</p><p>da superfície (onde há maior</p><p>concentração de oxigênio), nos diferentes grupos mencionados acima. Observe na</p><p>figura abaixo:</p><p>Título: Diferentes bactérias cultivadas em meio líquido. A posição das bactérias em cada tubo está relacionada à sua necessidade/ exigência de oxigênio</p><p>para o seu crescimento.</p><p>Fonte: https://www.shutterstock.com/pt/image-vector/science-microbiology-experiment-oxygen-requirement-microbial-1643268787</p><p>O carbono é um elemento essencial para a síntese de compostos orgânicos das</p><p>células (carboidratos, lipídeos e proteínas), sendo obtido a partir do gás carbônico</p><p>(CO2) pelos seres autotróficos, ou a partir de fontes orgânicas pelos seres quimio-</p><p>heterotróficos. No cultivo em laboratório, os micro-organismos obtêm carbono a partir</p><p>do açúcar (como a glicose, galactose ou sacarose) presente no meio de cultura.</p><p>O nitrogênio também é fundamental para a síntese de componentes celulares (DNA,</p><p>RNA e proteínas). Na natureza, está disponível como amônia (NH3), nitrato (NO3</p><p>-) ou</p><p>gás nitrogênio (N2). Nos meios de cultura utilizados em laboratório, o nitrogênio é</p><p>adicionado na forma de sais inorgânicos, como o nitrato de sódio (NaNO3).</p><p>Também necessário para a síntese de proteínas e outros componentes celulares,</p><p>o enxofre é obtido a partir de aminoácidos (como a cisteína e metionina) e também</p><p>em várias vitaminas, como por exemplo, a biotina e a timina. Já o fósforo é obtido</p><p>em íons fosfato inorgânico (PO3</p><p>4-), sendo utilizado na síntese de ATP, fosfolipídios e</p><p>ácidos nucleicos (BLACK; BLACK, 2021).</p><p>https://www.shutterstock.com/pt/image-vector/science-microbiology-experiment-oxygen-requirement-microbial-1643268787</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 15</p><p>Já os elementos-traço são metais necessários em pequenas quantidades para o</p><p>crescimento microbiano. O principal deles é o ferro, que desempenha importantes</p><p>funções nas reações bioquímicas envolvidas na respiração celular. Por fim, são</p><p>necessários também micronutrientes que funcionam como fatores de crescimento,</p><p>sendo as vitaminas os exemplos mais comuns.</p><p>1.3 Contagem dos micro-organismos</p><p>Nós podemos quantificar os micro-organismos de forma direta ou indireta. E você</p><p>aprenderá a seguir, as técnicas de contagem mais utilizadas. A contagem direta pode</p><p>ser feita por: microscopia, contagem em placas e filtração. Já a contagem indireta é</p><p>feita por análises bioquímicas, espectrofotometria e peso seco.</p><p>1.3.1 Contagem direta crescimento microbiano</p><p>Para os microrganismos unicelulares (bactérias) – e também para os fungos</p><p>leveduriformes (ou leveduras), que também são unicelulares – o crescimento resulta</p><p>na formação de colônias. Por isso, a contagem desses organismos geralmente é</p><p>expressa pelo número de unidades formadoras de colônia por mililitro de cultura (UFC/</p><p>ml). Já para os fungos filamentosos (como os cogumelos e bolores), o crescimento</p><p>corresponde ao aumento da biomassa de hifas e para sua contagem são propostas</p><p>equações que consideram a variação da biomassa em função do tempo ESPOSITO;</p><p>AZEVEDO, 2010).</p><p>A microscopia direta consiste em colocar um pequeno volume da amostra em</p><p>uma lâmina microscópica própria para essa finalidade (contador de células de Petroff-</p><p>Hausse) e fazer a contagem das bactérias presentes na amostra.</p><p>Um método bastante utilizado para a contagem direta é a diluição seriada com</p><p>contagem em placas. Nesse método, placas de Petri com meio de cultura sólido</p><p>recebem alíquotas de meio líquido contendo diluições seriadas de uma solução</p><p>bacteriana.</p><p>Para a diluição seriada, ilustrada na figura abaixo, Uma alíquota de 1 ml da solução</p><p>bacteriana original é transferida para um tubo com 9 ml de água estéril, obtendo, uma</p><p>diluição 1:10. Novamente, uma alíquota dessa primeira diluição é transferida para um</p><p>novo tubo com 9 ml de água estéril. Esse processo ocorre sucessivamente para gerar</p><p>novas diluições.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 16</p><p>Foto - processo de diluição seriada</p><p>Fonte: https://www.shutterstock.com/pt/image-vector/10fold-serial-dilutions-reduction-concentration-solution-2167035505</p><p>Então, obtidas as diluições seriadas, é feita a transferência de alíquotas para uma</p><p>placa com meio sólido. E para isso, duas técnicas podem ser empregadas, conforme</p><p>descrito a seguir. Para ambas, os resultados serão expressos em UFC/ml (BLACK;</p><p>BLACK, 2021):</p><p>• Incorporação em placa: 0,1 ml da diluição previamente obtida é misturada a 9</p><p>ml de meio de cultura ágar-nutriente fundido. A mistura é transferida para uma</p><p>placa de Petri vazia, a placa é incubada por no mínimo 24 h para que depois</p><p>ocorra a contagem das bactérias que terão crescido no interior e na superfície</p><p>da placa.</p><p>• Espalhamento em placa: o meio de cultura ágar-nutriente é transferido para</p><p>uma placa de Petri vazia e após sua solidificação, 0,1 ml da diluição seriada é</p><p>espalhada na superfície do meio de cultura. Similarmente a técnica anterior, a</p><p>contagem das bactérias é feita a partir de 24 h de crescimento.</p><p>A técnica de filtração costuma ser empregada quando a amostra bacteriana é</p><p>muito pequena. Por exemplo, uma amostra de água é passada por um filtro que retém</p><p>as bactérias da amostra. O filtro é colocado sobre um meio de cultura, permitindo o</p><p>crescimento e posterior contagem das bactérias.</p><p>1.3.1 Contagem indireta crescimento microbiano</p><p>As análises bioquímicas se referem à inferir uma atividade metabólica que seja</p><p>proporcional à quantidade de bactérias presentes em determinada amostra, que pode</p><p>ser um meio de cultura líquido. Por exemplo, são analisados a produção de ácidos.</p><p>https://www.shutterstock.com/pt/image-vector/10fold-serial-dilutions-reduction-concentration-solution-2167035505</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 17</p><p>A espectrofotometria consiste em analisar a turbidez de um meio líquido. Isso ocorre</p><p>porque o meio de cultura fica turvo após o crescimento bacteriano. Um feixe de luz</p><p>é transmitido através de uma suspensão bacteriana até um detector fotossensível</p><p>(Figura 6.21). Com o aumento do número de bactérias, menos luz atingirá o detector</p><p>(TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>Foto - Nos tubos de ensaio contendo Escherichia coli cultivada em meio líquido, é possível perceber que à medida que a concentração de bactérias na amostra</p><p>aumenta, o meio de cultura adquire mais aspecto curvo ou opaco. Fonte: Madigan et al. (2016).</p><p>A terceira técnica de contagem indireta é o cálculo do peso seco, mais comum para</p><p>fungos filamentosos. Para isso, crescemos o fungo em um meio de cultura líquido,</p><p>e então removemos esse fungo do meio utilizando um filtro para retirar resíduos</p><p>indesejados. O fungo é transferido para um dessecador e é então pesado. Nesse</p><p>processo, a água presente na amostra é removida, por isso, o peso seco é menos que</p><p>o peso úmido (peso original do fungo).</p><p>1.4 Conclusão</p><p>Neste capítulo, você aprendeu que para que um micro-organismo cresça em</p><p>laboratório, ele precisa receber nutrientes a partir de um meio de cultura. Há diferentes</p><p>meios de cultura, cada um será adequado ao micro-organismo ou ao propósito de</p><p>interesse. Além disso, temperatura, pH, oxigênio (e, em alguns casos a ausência dele)</p><p>precisam ser adequados para que ocorra o crescimento.</p><p>Normalmente, em laboratório, precisamos quantificar a presença de fungos e</p><p>bactérias em uma determinada amostra, que pode ser água ou meio de cultura, por</p><p>exemplo. Existem técnicas de contagem direta desses micro-organismos, mas nem</p><p>sempre isso é possível, e a contagem ocorre por métodos indiretos de estimativa da</p><p>concentração microbiana.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 18</p><p>CAPÍTULO 2</p><p>CONTROLE DO</p><p>CRESCIMENTO MICROBIANO</p><p>Olá, aluno(a)! Neste capítulo, você conhecerá os métodos físicos e químicos de controle</p><p>do crescimento microbiano, compreendendo sua aplicação. Além disso, você também</p><p>conhecerá óleos essenciais</p><p>e o ciclo do fósforo recomeça novamente.</p><p>10.5 Conclusão</p><p>Neste capítulo, você aprendeu também que por envolverem tanto componentes</p><p>bióticos quanto abióticos, a ciclagem de nutrientes nos ecossistemas é chamada de</p><p>ciclo biogeoquímico. Aqui, estudamos o ciclo do carbono, o ciclo do nitrogênio, o ciclo</p><p>do enxofre e o ciclo do fósforo, destacando o importante papel desempenhado pelos</p><p>micro-organismos em cada um desses ciclos.</p><p>Além disso, você também aprendeu que o excesso desses elementos podem estar</p><p>associados a danos ambientais. Nesse sentido, soluções biotecnológicas têm sido</p><p>estudadas para minimizar esse impacto negativo, oferecendo produtos de origem</p><p>microbiana para substituir o uso de produtos químicos.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 119</p><p>CAPÍTULO 11</p><p>MICROBIOLOGIA DO</p><p>SOLO: BIORREMEDIAÇÃO</p><p>Olá, aluno(a)! Os micro-organismos presentes no solo degradam a matéria orgânica</p><p>natural, como folhas caídas ou resíduos animais. Porém, nem todos os materiais</p><p>presentes no ambiente são naturalmente degradados. Neste capítulo, você irá conhecer</p><p>as principais técnicas utilizadas no processo de biorremediação, que é um processo</p><p>biotecnológico que visa o uso de organismos vivos para modificar ou decompor</p><p>contaminantes do solo. Bons estudos!</p><p>11.1 Conceitos básicos sobre biorremediação</p><p>Esse é um processo biotecnológico que consiste na utilização de organismos vivos</p><p>– micro-organismos e plantas (nesse último caso, o processo é geralmente chamado</p><p>de fitorremediação) – com capacidade de modificar ou decompor determinados</p><p>contaminantes, transformando-os em substâncias inertes.</p><p>Do ponto de vista prático, Moreira (2006) aponta que a biorremediação é</p><p>fundamentada em três aspectos principais:</p><p>1. Existência de micro-organismos com capacidade catabólica para degradar o</p><p>contaminante;</p><p>2. O contaminante tem que estar disponível ou acessível à ação do micro-organismo;</p><p>3. Existência de condições ambientais adequadas para o crescimento e a atividade</p><p>do agente biorremediador.</p><p>A Instrução Normativa nº 5 de 2010, do Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos</p><p>Recursos Naturais e Renováveis - IBAMA (BRASIL, 2010a), define como “remediador”</p><p>todo o produto, constituído ou não por micro-organismos, utilizado para: recuperar</p><p>ambientes e ecossistemas contaminados; tratar efluentes e resíduos; desobstruir e</p><p>limpar de dutos e equipamentos, atuando como agente de processo físico, químico,</p><p>biológico ou combinados entre si.</p><p>Essa instrução normativa ainda classifica os agentes remediadores em:</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 120</p><p>• Biorremediador: seu ingrediente ativo são micro-organismos capazes de</p><p>se reproduzir e de degradar bioquimicamente compostos e substâncias</p><p>contaminantes;</p><p>• Remediador químico ou físico-químico: seu ingrediente ativo é uma substância</p><p>ou composto químico oxidante, surfactante ou dispersante, ou, ainda, polímeros,</p><p>enzimas, entre outras moléculas capazes de degradar, adsorver ou absorver</p><p>compostos e substâncias contaminantes.</p><p>• Bioestimulador: contém nutrientes em sua composição, favorecendo o</p><p>crescimento de micro-organismos naturalmente presentes no ambiente a ser</p><p>tratado, acelerando o processo de biorremediação.</p><p>No caso da contaminação dos solos, Melo e Azevedo (2008) chamam a atenção</p><p>para o fato de que a sua ocorrência se iniciou junto ao surgimento das primeiras</p><p>sociedades humanas: os primeiros registros sobre a poluição dos solos poluídos por</p><p>rejeitos de mineração e metais datam do século I a.C.</p><p>A Revolução Industrial representou avanços tecnológicos, desenvolvimento e</p><p>expansão do comércio mundial, e a produção em larga escala passou a ser fundamental</p><p>para manter os padrões de consumo impostos pelo capitalismo. Como consequência</p><p>negativa, as tecnologias industriais passaram a produzir e introduzir moléculas</p><p>estranhas ao ambiente natural, aumentando os níveis de contaminação ambiental.</p><p>A presença de contaminantes pode resultar na perda de algumas ou várias funções</p><p>do solo, além de causar a contaminação das águas subterrâneas. A cadeia alimentar</p><p>também pode ser impactada, o que inclui o homem. Moreira (2006) destaca que</p><p>as principais categorias de contaminantes do solo são, em ordem decrescente:</p><p>cloroalifáticos > pesticidas > hidrocarbonetos aromáticos > cloroaromáticos ></p><p>aromáticos simples e outros. Eles se originam da industrialização do petróleo bruto,</p><p>indústrias químicas e atividades agrícolas.</p><p>Mas, conforme salientam Gaylarde, Bellinaso e Bellinaso (2005), na biosfera não</p><p>existem rotas enzimáticas capazes de degradar todos os compostos que a cultura</p><p>humana sintetizou durante o último século. Por isso, é crescente a preocupação em</p><p>relação aos impactos ambientais causados pelas atividades humanas, como por</p><p>exemplo, a contaminação do solo agrícola devido ao uso de herbicidas e inseticidas,</p><p>que são moléculas estranhas ao ambiente natural.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 121</p><p>Essas moléculas estranhas ao ambiente natural são chamadas de xenobióticas, cujo</p><p>termo tem origem grega e significa “estranho aos seres vivos” (xenos = estrangeiro,</p><p>biótico = relativo aos seres vivos). Moreira (2006) chama a atenção para o fato de</p><p>que a produção mundial de xenobióticos atinge um total de 200 milhões de toneladas</p><p>anuais. Agrotóxicos, corantes e fármacos são alguns exemplos de xenobióticos. Como</p><p>alternativa para a remediação dos danos ambientais causados pelos xenobióticos</p><p>está a remediação ambiental ou biorremediação.</p><p>Neste capítulo, o nosso estudo terá como foco a remediação do solo utilizando</p><p>micro-organismos. Cardoso e Andreote (2016) e Moreira (2006) listam alguns princípios</p><p>da biorremediação microbiana:</p><p>1. Tem como objetivo induzir e/ou acelerar os processos biológicos naturais;</p><p>2. Pode empregar micro-organismos nativos ou não;</p><p>3. Micro-organismos geneticamente modificados podem ser utilizados;</p><p>4. Composto tóxico é transformado em CO2 e água, ou é degradado em substâncias</p><p>menos nocivas;</p><p>5. Possui baixo custo em relação a outras técnicas;</p><p>6. É uma solução permanente de descontaminação, pois ocorre degradação;</p><p>7. É fundamentada em processos naturais, sem interferências adicionais ao</p><p>ambiente;</p><p>8. Pode ser aplicada a uma variedade de contaminantes e condições do solo;</p><p>9. Possui grande aceitação pública.</p><p>Embora seja um processo versátil, com bom custo-benefício e, em geral, seguro,</p><p>é preciso atentar-se ao risco de malefícios que podem ocorrer, como a formação de</p><p>um subproduto mais tóxico que o alvo original. Nesse contexto, podemos analisar</p><p>algumas vantagens e desvantagens da biorremediação:</p><p>Vantagens da biorremediação Desvantagens da biorremediação</p><p>Baixo custo Resultado obtido a longo prazo</p><p>Aplicação no próprio local contaminado Requer conhecimento sobre o local contaminado</p><p>Não requer uso de produtos químicos A degradação pode ser apenas parcial</p><p>Aplicável a vários contaminantes Adsorção de alguns compostos no solo</p><p>Tabela - Vantagens e desvantagens dos processos de remediação ambiental.</p><p>Fonte: Cardoso e Andreote (2016)</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 122</p><p>A biorremediação é considerada uma técnica ideal para grandes áreas contaminadas,</p><p>principalmente para aquelas que envolvem um ambiente natural, ainda que possa</p><p>levar mais tempo que outras metodologias de tratamento.</p><p>Para que esse processo seja implementado, as seguintes etapas são necessárias:</p><p>• Caracterização do ambiente: a natureza do ambiente deve ser avaliada; e é</p><p>preciso caracterizar o ambiente afetado: qual o tipo de ambiente contaminado</p><p>(solo, sedimento, aquífero ou outro) e sua extensão;</p><p>• Caracterização da contaminação de acordo com a natureza do composto,</p><p>quantidade e distribuição;</p><p>• Classificação do tipo de contaminante;</p><p>• Planejamento do tipo de biorremediação que será empregada, por meio de</p><p>análises diversas</p><p>(biológicas, geológicas, geofísicas, hidrológicas);</p><p>• Escolha da técnica mais adequada: biorremediação in situ ou ex situ.</p><p>De uma forma geral, podemos considerar que a biorremediação requer que sejam</p><p>feitos ajustes bióticos e abióticos no ambiente, garantindo uma ação conjunta entre o</p><p>potencial metabólico do solo e os fatores propícios para que a ação sobre a molécula</p><p>contaminante ocorra. A estrutura química dos poluentes orgânicos influencia a sua</p><p>metabolização pelos micro-organismos, especialmente quanto às taxas e à extensão da</p><p>biodegradação: os poluentes biodegradáveis vão sofrer a ação microbiana de forma mais</p><p>rápida, enquanto os recalcitrantes serão de difícil degradação. Se o xenobióticos possui</p><p>estrutura química semelhante a compostos naturais, eles podem ser reconhecidos</p><p>pelo sistema ativo da enzima microbiana, sendo aproveitado pelo micro-organismo</p><p>como fonte de nutrientes e energia (GAYLARD; BELLINASO; MANFIO, 2005).</p><p>11.1.1 Classificação dos contaminantes do solo</p><p>Quanto aos contaminantes do solo que podem ser remediados pela ação microbiana,</p><p>aqui iremos considerar a classificação em três grupos.</p><p>• Compostos biodegradáveis: sua composição é similar a moléculas que</p><p>naturalmente ocorrem nos solos como, os componentes da matéria orgânica.</p><p>Por isso, são biodegradáveis, após certo tempo, na maioria das condições</p><p>ambientais. Alguns inseticidas e fertilizantes são exemplos de contaminantes</p><p>biodegradáveis.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 123</p><p>• Compostos persistentes: se mantêm por longos períodos no meio ambiente</p><p>e nos organismos, sendo biodegradáveis apenas em determinadas condições</p><p>ambientais. Mercúrio e DDT são contaminantes persistentes.</p><p>• Compostos recalcitrantes: são moléculas de difícil degradação. A causa da</p><p>recalcitrância pode estar relacionada às características do poluente, por exemplo,</p><p>baixa solubilidade, alta adsorção molecular aos componentes do solo, alta</p><p>toxicidade do composto, ou à geração de compostos intermediários tóxicos</p><p>aos organismos do solo. Hidrocarbonetos derivados do petróleo são exemplos</p><p>de contaminantes recalcitrantes.</p><p>11.2 Papel dos micro-organismos na biorremediação</p><p>Em nossa disciplina, teremos como foco o uso de micro-organismos para a</p><p>biorremediação. Os fungos se destacam como biorremediadores pois são capazes</p><p>de crescer em condições mais adversas do que as bactérias. Além disso, suas hifas</p><p>permitem a colonização de grandes áreas que podem ser degradadas por suas enzimas</p><p>extracelulares. Mas, bactérias também podem ser utilizadas, como por exemplo, aquelas</p><p>dos gêneros Bacillus e Pseudomonas.</p><p>Os micro-organismos aplicados devem atuar em sinergismo com as espécies</p><p>autóctones, sem interferir nos processos biogeoquímicos naturais. Mas é importante que</p><p>você saiba que apenas uma parcela muito pequena de toda a diversidade microbiana</p><p>existente na natureza já foi isolada pelos cientistas e estudada. Com isso, o avanço da</p><p>biorremediação ainda esbarra na falta de micro-organismos conhecidos para degradar</p><p>determinadas substâncias contaminantes.</p><p>O princípio do processo de biorremediação está na biodegradação. Isso significa que</p><p>a microbiota do solo presente no local a ser remediado, seja ela natural ou inoculada na</p><p>área contaminada, deve ser capaz de degradar os compostos tóxicos, transformando-os</p><p>em gás carbônico e água, quando completamente mineralizados – processo biológico</p><p>onde uma substância orgânica é convertida em uma substância inorgânica disponível</p><p>para os seres vivos – ou em substâncias menos nocivas que são incorporadas nos</p><p>ciclos biogeoquímicos.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 124</p><p>ISSO ACONTECE NA PRÁTICA</p><p>Em laboratório, os pesquisadores precisam isolar e selecionar potenciais candidatos</p><p>para o processo de biorremediação: Inicialmente, é preciso isolar os micro-</p><p>organismos a partir de uma amostra do solo, que é diluída e plaqueada em um</p><p>meio de cultura específico. Os micro-organismos que cresceram são isolados e</p><p>identificados por microscopia (identificação das características das colônias) ou por</p><p>técnicas de identificação molecular. Por fim, ocorre a seleção dos micro-organismos</p><p>quanto à sua capacidade de crescer em meio de cultura contendo o contaminante</p><p>de interesse.</p><p>Do ponto de vista do metabolismo microbiano, os processos de biorremediação</p><p>podem ser classificados em três tipos, assim definidos por Andrade, Augusto e Jardim</p><p>(2010):</p><p>• Biorremediação aeróbica: é aquela que requer um meio oxidante, na qual o</p><p>oxigênio atua como receptor de elétrons e os contaminantes são utilizados</p><p>como fontes de carbono (doador de elétrons);</p><p>• Biorremediação anaeróbica: é aquela que requer um meio redutor e ocorre</p><p>pela ação de espécies doadoras de elétrons, responsáveis pela degradação,</p><p>principalmente, dos poluentes halogênicos. Quando metabolizam fontes</p><p>alternativas de carbono que não sejam os contaminantes de interesse, os</p><p>micro-organismos liberam compostos inorgânicos contendo hidrogênio que</p><p>reagem com as moléculas do contaminante e substituem um átomo de cloro</p><p>(hidrogenólise) ou removem simultaneamente dois átomos de cloro adjacentes</p><p>originando uma ligação dupla entre os átomos de carbono.</p><p>• Biorremediação co-metabólica: é aquela em que a degradação ocorre pela</p><p>ação de enzimas produzidas por micro-organismos para outros fins. Ou seja, a</p><p>remediação do contaminante não é o foco do processo metabólico, mas ocorre</p><p>simultaneamente a outros processos do metabolismo microbiano. É uma técnica</p><p>praticamente idêntica às anteriores, sendo que, do ponto de vista bioquímico</p><p>rege o princípio das reações de óxido-redução.</p><p>É importante que você saiba que existe um fator limitante para o uso dos micro-</p><p>organismos nos processos de biorremediação: apenas cerca de 1% dos micro-</p><p>organismos existentes na natureza já foram isolados e estudados pelos cientistas, por</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 125</p><p>isso o conhecimento sobre os micro-organismos capazes de degradar uma substância</p><p>contaminante específica é escasso.</p><p>No Brasil, Resolução nº 314, de 29 de outubro de 2002 do Conselho Nacional do Meio</p><p>Ambiente - CONAMA (BRASIL, 2002) estabeleceu que os organismos biorremediadores</p><p>devem ser registrados no Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e Recursos Naturais</p><p>Renováveis (IBAMA) para fins de produção, importação, comercialização e utilização.</p><p>11.3 Técnicas de biorremediação do solo</p><p>Nós podemos dividir a biorremediação em duas grandes técnicas: na técnica in</p><p>situ o material contaminado é tratado no seu próprio local de origem; já a técnica ex</p><p>situ requer a emoção do material contaminado para tratamento em local externo ao</p><p>de sua origem, geralmente onde é possível obter condições mais controladas.</p><p>Em geral, todos os micro-organismos metabolizam substâncias orgânicas para</p><p>as se obtêm nutrientes e energia. Mas, independentemente da aplicação in situ ou</p><p>ex situ, a biorremediação tem como objetivo principal a mineralização completa dos</p><p>contaminantes, o que corresponde a transformá-los em CO2 e água. Quando isso não</p><p>é possível, espera-se que produtos menos nocivos, que possam ser incorporados aos</p><p>ciclos biogeoquímicos, sejam gerados.</p><p>A figura abaixo ilustra as etapas do processo de mineralização:</p><p>Título: Esquema geral da mineralização de um contaminante por micro-organismos.</p><p>Fonte: Andrade, Augusto e Jardim (2010).</p><p>11.3.1 Biorremediação in situ</p><p>A biorremediação in situ pode ser realizada por meio de três processos: biorremediação</p><p>natural, bioestimulação e bioaumentação.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 126</p><p>Biorremediação intrínseca ou natural: pode ser realizada sem intervenção humana,</p><p>pois a ação remediadora é naturalmente realizada por micro-organismos encontrados</p><p>na área contaminada. Para que o resultado seja obtido, a taxa de degradação do</p><p>contaminante deve ser maior do que a taxa de migração do contaminante.</p><p>Esse processo ocorre porque, genericamente, os micro-organismos nativos da</p><p>subsuperfície podem desenvolver a capacidade de degradar contaminantes após</p><p>longo período de exposição a eles.</p><p>Bioestimulação: é realizada pela adição de nutrientes como nitrogênio e fósforo,</p><p>para estimular a ação dos micro-organismos degradadores autóctones do ambiente.</p><p>Oferece custo mais baixo em relação às demais técnicas de biorremediação.</p><p>Bioaumentação: é realizada pela introdução de micro-organismos que não são</p><p>naturais daquele local. Pode ser feita a inoculação do solo com culturas puras ou por</p><p>um consórcio microbiano contendo micro-organismos previamente selecionados para</p><p>degradação de contaminantes específicos.</p><p>Os micro-organismos que serão inoculados também podem vir de produtos</p><p>biotecnológicos comercializados, ou serem geneticamente modificados. Esta técnica</p><p>é mais utilizada para tratamentos de contaminantes recalcitrantes em contaminações</p><p>recentes.</p><p>ISTO ESTÁ NA REDE</p><p>Em julho do ano 2000, houve o vazamento de 4 milhões de litros de petróleo</p><p>na Refinaria Presidente Getúlio Vargas, em Araucária, Paraná. Para combater o</p><p>problema, a Petrobrás criou uma técnica própria de descontaminação utilizando</p><p>micro-organismos remediadores presentes no próprio solo.</p><p>Primeiro, houve retirada do contaminante por bombas a vácuo. Restaram 132</p><p>mil litros de petróleo no solo, dos quais 36 mil litros foram removidos pelo lençol</p><p>freático superior por meio de um sistema de canalização que arrasta o óleo do fluxo</p><p>subterrâneo para separadores. A biorremediação foi empregada para os 96 mil litros</p><p>restantes desse óleo.</p><p>Foi aplicada então a técnica in situ de bioaumentação, com a inoculação de</p><p>fungos e bactérias autóctones (do solo local) nas áreas de biorremediação dos</p><p>resíduos. Após 70 dias de inoculação com os micro-organismos, o local mostrou-se</p><p>satisfatoriamente recuperado, com uma aceleração da biodegradação do óleo de</p><p>272%, ou seja, quase dez vezes mais rápida do que a remediação natural do solo.</p><p>Leia a notícia completa em: https://www.quimica.com.br/ambiente-petrobras-</p><p>descontamina-vazamento-com-microbios/</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 127</p><p>11.3.2 Biorremediação ex situ</p><p>A técnica biorremediação ex situ pode ser aplicada, por exemplo, para o tratamento</p><p>do solo, águas subterrâneas e águas residuárias, com o escavamento e transporte</p><p>(no caso dos solos) ou bombeamento (no caso da água) para locais fora da zona</p><p>contaminada para tratamento utilizando micro-organismos selecionados e controlados.</p><p>Segundo Cardoso e Andreote (2016), os principais tipos de biorremediação ex situ</p><p>são: compostagem, biorreatores e landfarming.</p><p>Compostagem: técnica na qual o solo contaminado é removido do local de origem</p><p>e empilhado, em um local que permita o controle da lixiviação e do escoamento</p><p>superficial dos líquidos originados dessas pilhas.</p><p>O solo escavado passa inicialmente pela remoção de pedras e entulho, e depois, é</p><p>misturado com água. Os sólidos são mantidos em suspensão num reator cilíndrico e</p><p>misturados com nutrientes e oxigênio, em pH adequado. Micro-organismos também</p><p>podem ser adicionados ao sistema se a população presente não for suficiente.</p><p>Neste solo, será desencadeado um processo em que os micro-organismos aeróbios</p><p>irão degradar os contaminantes orgânicos, transformando-os em material orgânico</p><p>estabilizado, CO2 e água. Este último é utilizado no tratamento da parte orgânica do</p><p>resíduo sólido urbano.</p><p>Biorreatores: técnica baseada no uso de tanques, nos quais o material contaminado</p><p>é inoculado juntamente com a microbiota. São muito úteis em degradar substâncias</p><p>altamente recalcitrantes. Como desvantagem, essa técnica é considerada de alto</p><p>custo, pois há muitos gastos envolvidos no transporte do material contaminado, na</p><p>construção de equipamentos para uma particular descontaminação, mão-de-obra</p><p>adicional e energia.</p><p>Título: Exemplo de um biorreator, que pode ser utilizado para diversos fins industriais e biotecnológicos, incluindo a biorremediação.</p><p>Fonte: https://visualhunt.com/f7/photo/8456453516/08c59d1029/</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 128</p><p>Landfarming: técnica baseada na aplicação de contaminantes ou rejeitos</p><p>contaminados, sobretudo por petróleo, na superfície de um solo não contaminado.</p><p>Nessa região do solo se concentram cerca de 90% dos micro-organismos que usam</p><p>os contaminantes como fonte de energia.</p><p>O contaminante é misturado ao solo por aração e gradagem e as condições físico-</p><p>químicas do solo (água, aeração e nutrientes) são ajustadas para maximizar a atividade</p><p>heterotrófica. É mantida uma boa distância de vias fluviais e lençol freático profundo,</p><p>impermeabilizando o solo abaixo da linha de aração e inclinação mínima do terreno,</p><p>a fim de evitar contaminações laterais ou em profundidade. Cria-se, assim, a camada</p><p>de tratamento com até 0,5 m de profundidade, fazendo com que essa região do solo</p><p>atue como biorreator natural.</p><p>Nesse processo, além da degradação microbiana, pode haver o uso adicional de</p><p>plantas classificadas como hiperacumuladoras, para auxiliar na extração dos poluentes.</p><p>Como regra, poderíamos considerar que as metodologias ex situ costumam ser mais</p><p>eficientes do que os processos in situ, porque é possível manter as condições ambientais</p><p>mais controladas. Porém, nem sempre é possível a utilização da biorremediação ex</p><p>situ, como por exemplo, na biorremediação de grandes áreas de solo, onde a remoção</p><p>deste material é inviável tanto do ponto de vista econômico, quanto da preservação</p><p>do solo.</p><p>11.4 Monitoramento do processo de biorremediação</p><p>Uma vez aplicada uma técnica de biorremediação, é necessário monitorar como</p><p>está ocorrendo a degradação do contaminante. Cardoso e Andreote (2016) sugerem</p><p>que esse processo geralmente é realizado por:</p><p>Quantificação da molécula contaminante: é feita por variados métodos de química</p><p>analítica, capazes de determinar a concentração exata da molécula alvo. Contudo, como</p><p>ponto negativo, essas técnicas apresentam alto investimento de tempo e dinheiro.,</p><p>Uso de bioindicadores de toxicidade: testes com organismos ou uma comunidade</p><p>de organismos sensíveis à poluição, que servem como indicadores da presença do</p><p>contaminante em estudos para avaliar os impactos de poluentes nos organismos do</p><p>solo. Como resposta ao contaminante, o bioindicador pode apresentar alterações dos</p><p>seus processos vitais, acumulação do poluente em seus tecidos.</p><p>Por permanecerem fixas no local tratado, as plantas estão sempre expostas ao</p><p>estresse das emissões locais, e em maior intensidade que os animais. Por esta razão,</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 129</p><p>as plantas são usadas como bioindicadores em relação a uma variedade de substâncias</p><p>tóxicas. Em geral, como resposta, elas apresentam alterações na composição florística;</p><p>declínio ou desaparecimento; ou, ao contrário, abundância no crescimento e aumento</p><p>da capacidade de reprodução.</p><p>Nesse contexto dos ensaios de toxicidade utilizando plantas como bioindicadoras,</p><p>Nogueira et al. (2011) avaliaram o efeito do solo contaminado por petróleo e</p><p>biorremediado na germinação, crescimento e estrutura anatômica de Allophylus edulis,</p><p>conhecida como fruta-do-pombo ou chal-chal.</p><p>Título: Allophylus edulis, conhecida como fruta-do-pombo ou chal-chal.</p><p>Fonte: https://visualhunt.com/f7/photo/23378673713/ddbb4e5453/</p><p>Como tratamento para o estudo, foi utilizado o solo contaminado com petróleo</p><p>na Refinaria Presidente Getúlio Vargas, em Araucária, Paraná. Foi utilizado tanto</p><p>uma amostra de solo que não recebeu tratamento, quanto o solo biorremediado.</p><p>A biorremediação foi realizada cinco anos após o solo contaminado ser tratado in</p><p>situ pela bioaumentação com bactérias heterotróficas e fungos classificados como</p><p>hidrocarbonoclásticos (pelo seu potencial</p><p>de degradação de hidrocarbonetos).</p><p>Esses autores (NOGUEIRA et al., 2011) testaram o efeito do solo contaminado por</p><p>petróleo, solo biorremediado e solo não contaminado sobre as plantas. Foram avaliados:</p><p>porcentagem e índice de velocidade de germinação , biomassa e comprimento radicular</p><p>e aéreo, biomassa total, diâmetro radicular e do hipocótilo, espessura dos cotilédones</p><p>e eofilos, área foliar, índice estomático dos eofilos e a estrutura anatômica da plântula.</p><p>Após 60 dias, a espessura do cotilédone, em solo biorremediado, foi maior que nos</p><p>demais tratamentos. A estrutura radicular e o eófilo apresentaram poucas alterações</p><p>em solo contaminado. Demais parâmetros não sofreram alterações, e, por isso, os</p><p>autores concluíram que A. edulis não foi afetada pelo solo contaminado e biorremediado.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 130</p><p>11.5 Conclusão</p><p>Neste capítulo, você aprendeu os conceitos básicos de biorremediação, seus</p><p>princípios, vantagens e desvantagens. Você também aprendeu a classificar os tipos de</p><p>contaminantes, avaliando que os contaminantes biodegradáveis são os mais facilmente</p><p>remediados, ao contrário dos contaminantes recalcitrantes.</p><p>Estudamos também o modo de ação microbiana, e as técnicas in situ e ex situ</p><p>que podem ser aplicadas no processo de biorremediação. Por fim, você também</p><p>conheceu as formas de monitorar o processo de remediação ambiental, o que é feito</p><p>preferencialmente pelo uso de plantas.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 131</p><p>CAPÍTULO 12</p><p>MICROBIOLOGIA DO</p><p>TRATAMENTO DE RESÍDUOS</p><p>SÓLIDOS E COMPOSTAGEM</p><p>Olá, aluno(a)! Neste capítulo, você irá conhecer alguns conceitos, princípios e objetivos</p><p>relacionados à Política Nacional de Resíduos Sólidos. Você também irá conhecer a</p><p>classificação dos resíduos sólidos. Será feita uma reflexão sobre os R’s relacionados</p><p>com a sustentabilidade, que são essenciais para avaliarmos o nosso consumo e boas</p><p>práticas que podem ser adotadas para que menos resíduos sólidos sejam gerados.</p><p>Por fim, você irá compreender as etapas do processo de compostagem, uma forma</p><p>de tratamento de resíduos sólidos orgânicos que gera adubo, um composto de valor</p><p>agregado que pode ser aplicado na jardinagem, reduzindo o uso de produtos químicos.</p><p>Bons estudos!</p><p>12.1 Resíduos sólidos</p><p>Iremos iniciar a nossa aula conhecendo a Lei nº 12.305 de 2010, que trata da Política</p><p>Nacional de Resíduos Sólidos (BRASIL, 2010b). São considerados resíduos sólidos os</p><p>materiais, substâncias, objetos ou bens descartados nos estados sólido, semissólido,</p><p>líquido ou gasoso cujas particularidades tornem inviável o seu lançamento na rede</p><p>pública de esgotos ou em corpos d’ água.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 132</p><p>Título - Resíduos sólidos são particularmente chamados de “lixo”.</p><p>Fonte - https://visualhunt.com/f7/photo/23515619515/18695e23b5/</p><p>É importante que você não confunda resíduos sólidos com substâncias no estado</p><p>sólido. Esses resíduos podem ter vários estados físicos, como mostra a tabela abaixo.</p><p>Uma observação importante é que os resíduos líquidos de processos industriais e de</p><p>atividades humanas são denominados esgoto sanitário.</p><p>Estado físico Exemplos de resíduos</p><p>Sólido</p><p>Domiciliares, lâmpadas fluorescentes, pilhas, pneus, eletroeletrônicos, cavacos,</p><p>serragem, raspas de couro, poliméricos, cerâmicos, cascas e fibras vegetais, penas</p><p>e carcaças de animais, papel, celulose, concreto, tijolo, madeira.</p><p>Semissólido</p><p>Lodos de estações de tratamento de água e de esgoto, lodos provenientes de corte</p><p>industrial, lodos de lavadores de gases, graxas.</p><p>Líquido Tintas, vernizes, óleos.</p><p>Gasoso</p><p>Gases contidos em recipientes aerossóis, extintores de incêndio, contidos em</p><p>geladeiras, aparelhos de ar-condicionado e freezers.</p><p>Tabela - Estado físicos dos resíduos sólidos.</p><p>Fonte: Telles (2022)</p><p>Entre os princípios da Política Nacional de Resíduos Sólidos estão:</p><p>I. a prevenção e a precaução;</p><p>II. o poluidor-pagador e o protetor-recebedor;</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 133</p><p>III. a visão sistêmica, na gestão dos resíduos sólidos, que considere as variáveis</p><p>ambiental, social, cultural, econômica, tecnológica e de saúde pública;</p><p>IV. o desenvolvimento sustentável;</p><p>V. a ecoeficiência, mediante a compatibilização entre o fornecimento, a preços</p><p>competitivos, de bens e serviços qualificados que satisfaçam as necessidades</p><p>humanas e tragam qualidade de vida e a redução do impacto ambiental.</p><p>ANOTE ISSO</p><p>O princípio do poluidor-pagador se refere à obrigação do poluidor em arcar com os</p><p>custos da reparação do dano por ele causado ao meio ambiente.</p><p>Já o princípio do protetor-recebedor estabelece uma lógica inversa: aquele que deixa</p><p>de poluir é remunerado por isso.</p><p>Já entre os objetivos da Política Nacional de Resíduos Sólidos estão:</p><p>I. proteção da saúde pública e da qualidade ambiental;</p><p>II. não geração, redução, reutilização, reciclagem e tratamento dos resíduos</p><p>sólidos, bem como disposição final ambientalmente adequada dos rejeitos;</p><p>III. estímulo à adoção de padrões sustentáveis de produção e consumo de bens</p><p>e serviços;</p><p>IV. adoção, desenvolvimento e aprimoramento de tecnologias limpas como forma</p><p>de minimizar impactos ambientais;</p><p>V. redução do volume e da periculosidade dos resíduos perigosos;</p><p>VI. incentivo à indústria da reciclagem, tendo em vista fomentar o uso de matérias-</p><p>primas e insumos derivados de materiais recicláveis e reciclados;</p><p>VII. gestão integrada de resíduos sólidos;</p><p>VIII. articulação entre as diferentes esferas do poder público, e destas com o setor</p><p>empresarial, com vistas à cooperação técnica e financeira para a gestão</p><p>integrada de resíduos sólidos;</p><p>Os resíduos sólidos são materiais descartados de forma inadequada na natureza</p><p>e por isso precisam ser tratados. O tratamento de resíduos sólidos pode ser definido</p><p>como conjunto de ações que visam à gestão adequada dos materiais descartados</p><p>pela sociedade. Assim, conseguimos reduzir impactos ambientais e de saúde pública.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 134</p><p>Em geral, os resíduos sólidos são gerados pelas atividades humanas, desde</p><p>residências até indústrias e comércio. Vamos conhecer o tempo necessário para a</p><p>degradação de alguns deles?</p><p>Embalagem PET: mais de 100 anos;</p><p>Lata de alumínio: 80 a 100 anos;</p><p>Sacos e sacolas plásticas: mais de 450 anos;</p><p>Vidro: 1 milhão de anos;</p><p>Pneu: tempo indeterminado.</p><p>A Política Nacional de Resíduos Sólidos orienta que os resíduos sejam tratados o</p><p>máximo possível, e que apenas após esgotadas todas as possibilidades de tratamento e</p><p>recuperação por processos tecnológicos, seja feita a disposição final (descarte) correta.</p><p>Quando os resíduos sólidos não são corretamente tratados, geram lixo altamente</p><p>poluente, que pode acarretar em problemas de saúde pública devido a ocorrência de</p><p>doenças como febre tifoide, diarreias, giardíase, leptospirose, entre outras. Os impactos</p><p>negativos afetam também o meio ambiente, já que o produto final da decomposição da</p><p>matéria orgânica presente no lixo – líquido escuro com odor nauseante, chamado de</p><p>chorume – é um contaminante do solo e lençóis freáticos (BARBOSA; IBRAHIN, 2014).</p><p>12.1.1 Classificação dos resíduos sólidos</p><p>Quanto à periculosidade, temos três diferentes classes:</p><p>Classe Classificação Características Exemplos</p><p>Classe I Perigosos</p><p>Apresentam alto risco à saúde pública ou</p><p>à qualidade ambiental, pois podem ser</p><p>inflamáveis, corrosivos, reativos, tóxicos,</p><p>patogênicos, carcinogênicos, teratogênicos ou</p><p>mutagênicos.</p><p>Pilhas, lâmpadas, baterias, pesticidas,</p><p>resíduos de saúde infectantes.</p><p>Classe II - A</p><p>Não perigosos</p><p>não inertes</p><p>Podem ter algumas propriedades, como:</p><p>serem biodegradáveis ou solúveis em água,</p><p>ou sofrem combustão.</p><p>Lodo de estação de tratamento de</p><p>efluentes da indústria</p><p>alimentícia;</p><p>produtos alimentícios com data de validade</p><p>excedida ou fora do padrão de qualidade;</p><p>restos de alimentos de refeições.</p><p>Classe II - B</p><p>Não perigosos</p><p>inertes</p><p>Não apresentam mudanças ao contato</p><p>com a água destilada ou deionizada quando</p><p>expostos à temperatura média dos espaços</p><p>exteriores dos locais onde foram produzidos.</p><p>Latas de alumínio, vidro, entulhos de</p><p>construção, pedra e areia, madeiras,</p><p>sucatas.</p><p>Tabela - Classificação dos resíduos sólidos quanto à sua periculosidade:</p><p>Fonte: Associação Brasileira de Normas Técnicas (2004), Brasil (2010b).</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 135</p><p>Quanto à sua origem, a Política Nacional de Resíduos Sólidos classifica os resíduos</p><p>em: domiciliares, de limpeza urbana, sólidos urbanos, de estabelecimentos comerciais</p><p>e de prestadores de serviço, dos serviços públicos de saneamento básico, industriais,</p><p>de serviços de saúde, da construção civil, agropastoris, de serviços de transporte e</p><p>de mineração.</p><p>Podemos também classificar os resíduos em úmidos e secos. Os resíduos orgânicos,</p><p>ou úmidos, têm origem animal ou vegetal, como restos de alimentos, folhas, sementes,</p><p>restos de carne e ossos, e outros restos de alimentos que fazem parte do lixo doméstico</p><p>ou de estabelecimentos de alimentação. Já os resíduos secos, ou não orgânicos, são</p><p>classificados em: resíduo sólido urbano (resíduo doméstico, resíduo produzido em</p><p>instalações públicas e instalações comerciais, resíduo industrial, resíduo hospitalar</p><p>(resíduos perigosos que podem conter agentes causadores de doenças), resíduo nuclear</p><p>ou radioativo. resíduos de construção e demolição (TELLES, 2022).</p><p>Toneto Júnior et al. (2014) nos esclarecem que segundo o Conselho de Logística</p><p>Reversa do Brasil, a logística reversa se refere ao planejamento, operação e controle</p><p>do fluxo físico e de informações do retorno de bens de pós-venda e pós-consumo ao</p><p>ciclo de negócios ou ao ciclo produtivo. Ou seja, a vida de um produto não termina</p><p>com sua entrega ao cliente, e sim com o seu retorno ao ponto de origem para ser</p><p>adequadamente descartado, reparado ou reaproveitado.</p><p>Portanto, a logística reversa coleta produtos considerados velhos, danificados,</p><p>ou inúteis para garantir a disposição final ou tratamento adequado, que pode ser a</p><p>reciclagem, a reutilização, a remanufatura, entre outras possibilidades.</p><p>Os seguintes resíduos sólidos passíveis de logística reversa: agrotóxicos, seus</p><p>resíduos e embalagens; óleos lubrificantes, seus resíduos e embalagens; lâmpadas</p><p>fluorescentes, de vapor de sódio e mercúrio e de luz mista; produtos eletroeletrônicos</p><p>e seus componentes; pilhas e baterias, e pneus. Certos resíduos sólidos podem causar</p><p>inúmeros problemas para a saúde da população e para o meio ambiente, contaminando</p><p>água, solo e ar, o que é evitado com a logística reversa.</p><p>Tratar os resíduos sólidos corretamente também inclui avaliar o destino final</p><p>adequado. Por exemplo, para os resíduos hospitalares ou industriais que podem conter</p><p>micro-organismos que causam doenças, o tratamento correto é a incineração (queima</p><p>em fornos e usinas próprias). A incineração também possibilita aproveitar a energia</p><p>térmica gerada, transformando-a em energia elétrica.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 136</p><p>Título - Processo de incineração</p><p>Fonte - https://visualhunt.com/f7/photo/12238582414/8d2d94cf3f/</p><p>12.2 Repense, reduza, reutilize, recicle!</p><p>Barbosa e Ibrahin (2014) enfatizam que a coleta seletiva, a reciclagem e a</p><p>compostagem são bons exemplos de alternativas para o processamento correto</p><p>dos resíduos. Os resíduos sólidos denominados “rejeitos”, que não são aproveitados,</p><p>devem ser ser encaminhados para os seus destinos finais, como aterros sanitários,</p><p>processamento e incineração. Mas cerca de 50% dos resíduos urbanos recebem</p><p>destinação inadequada, diante do custo quase zero dos lixões e aterros “controlados”,</p><p>ou em razão de não serem atendidos por coleta pública.</p><p>Dentro desse contexto, é importante destacarmos a importância dos 4 R’s para a</p><p>nossa conscientização a respeito da geração de resíduos sólidos.</p><p>O princípio dos três R’s (Reduzir, Reutilizar e Reciclar) ficou mundialmente conhecido</p><p>por meio da Agenda 21, um documento elaborado por 179 países durante a Conferência</p><p>das Nações Unidas para o Meio Ambiente e Desenvolvimento (Rio-92). Somamos a</p><p>esse princípio um quarto R: Repensar.</p><p>Repensar significa ter consciência do quanto é importante diminuirmos a quantidade</p><p>de lixo gerado. Isso evita o desperdício em geral, reduz o desmatamento e a poluição.</p><p>Antes de uma próxima compra, avalie se o que você está comprando é algo de que</p><p>realmente está precisando, ou se a compra está ocorrendo por impulso.</p><p>Uma vez que você repensa os seus hábitos, o próximo passo é reduzir o consumo</p><p>desnecessário de produtos e o desperdício, a fim de diminuir a quantidade de lixo</p><p>gerado. Práticas simples no dia a dia podem ser adotadas, como: utilizar frente e</p><p>verso das folhas de papel e comprar um produto que possua refil.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 137</p><p>Quando pensamos em reutilizar, isso significa dar uma nova utilidade (reaproveitar)</p><p>materiais que poderiam ser jogados no lixo. Isso é facilmente obtido por conserto e</p><p>restauração de itens quebrados ou que sofreram algum tipo de dano. Um exemplo</p><p>também muito comum de reuso é o reaproveitamento de embalagens (como garrafas</p><p>de suco) para o armazenamento de alimentos.</p><p>Título - Reuso de vidros de sucos para o armazenamento de alimentos.</p><p>Fonte: https://visualhunt.com/f7/photo/2954648626/bbfd4d2822/</p><p>Já reciclar se refere a recuperar matéria-prima do lixo industrial, agrícola ou artesanal</p><p>para fabricar outros produtos. Hoje, existem muitas empresas que fabricam produtos</p><p>reciclados. A reciclagem só é possível se houver conscientização da população para</p><p>recolher, separar e destinar os produtos aos postos de coleta.</p><p>Título - O correto descarte dos resíduos sólidos é um passo importante para o processo de reciclagem.</p><p>Fonte: https://visualhunt.com/f7/photo/5190485370/e14a8c3d1f/</p><p>A reciclagem dos resíduos sólidos está diretamente associada com a coleta seletiva.</p><p>Toneto Júnior et al. (2014) nos lembram que de acordo com a Constituição Federal de</p><p>1988, no Brasil, a prestação do serviço de coleta dos resíduos urbanos domiciliares e</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 138</p><p>públicos é uma atribuição do poder público municipal. Esse serviço consiste na coleta</p><p>de resíduos previamente separados segundo sua constituição ou composição: papéis,</p><p>plásticos, vidros, metais, embalagens longa vida, isopor, entre outros.</p><p>Dica de leitura! O livro de Telles et al. (2022), que faz parte das referências bibliográficas</p><p>da nossa disciplina, traz informações sobre a reciclagem de cada tipo de material.</p><p>Aos 4 R’s existe a tendência atual de acrescentar um quinto R: Recusar. Isto</p><p>implica abrir mão de produtos que agridem a saúde e o meio ambiente, consumindo</p><p>produtos de empresas que tenham compromisso com o meio ambiente e princípios</p><p>sustentáveis. Além disso, pequenas trocas podem ser feitas, como por exemplo: evitar</p><p>o excesso de sacolas plásticas, utilizando sacolas “retornáveis”, vendidas nos próprios</p><p>supermercados, ou sacolas de pano.</p><p>ISTO ESTÁ NA REDE</p><p>A marca brasileira Nana Dudu, criada em julho de 2023, tem como foco transformar</p><p>a matéria-prima, normalmente descartável, em uma peça de design inovador e</p><p>durável. Para isso, a empresa aposta na reciclagem do plástico para fabricação</p><p>de bolsas a partir de impressão 3D, gerando menos de 1% de resíduos em seu</p><p>processo de fabricação. Além disso, a empresa se compromete a reciclar o plástico</p><p>equivalente a cem vezes o peso de cada bolsa vendida.</p><p>Conheça mais sobre a empresa acessando a reportagem https://umsoplaneta.</p><p>globo.com/financas/negocios/noticia/2023/10/26/conheca-a-marca-de-bolsas-</p><p>brasileira-que-gera-menos-de-1percent-de-residuos-em-suas-producoes.ghtml</p><p>12.3 Compostagem</p><p>Grande parte do lixo produzido em nosso cotidiano é constituído por matéria</p><p>orgânica, ou seja, são restos de alimentos, de frutos e resíduos de jardinagem. Sem</p><p>dúvida, diante da enorme geração de resíduos orgânicos, um dos grandes desafios</p><p>para o ser humano é a destinação correta!</p><p>A compostagem é um processo de aproveitamento desses descartes, que pode</p><p>ser útil para minimizar a quantidade de resíduos destinados aos aterros sanitários,</p><p>aumentando assim a vida útil dos mesmos e gerando menos impacto no meio ambiente.</p><p>Além disso, a compostagem gera um produto de valor agregado: adubos ou fertilizantes</p><p>agrícolas e corretivos do solo. Além disso, a presença dessa matéria orgânica no solo</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 139</p><p>aumenta o número de minhocas, insetos e micro-organismos que interagem de forma</p><p>positiva com as plantas, contribuindo para a redução da incidência de doenças.</p><p>A revisão da literatura de Silva et al. (2019) classifica os resíduos orgânicos</p><p>compostáveis em castanhos e verdes, segundo a proporção de materiais inorgânicos</p><p>como carbono e nitrogênio em sua composição, teor de umidade e velocidade de</p><p>decomposição, como compara a tabela abaixo:</p><p>Classificação Característica</p><p>Castanho</p><p>• Maior concentração de carbono do que nitrogênio;</p><p>• Baixo teor de umidade;</p><p>• Decomposição lenta.</p><p>Verde</p><p>• Maior concentração de nitrogênio do que carbono;</p><p>• Alto teor de umidade;</p><p>• Decomposição rápida.</p><p>Tabela - Comparação entre os resíduos orgânicos verdes e castanhos.</p><p>Fonte - Adaptado de Silva et al. (2019).</p><p>Para o processo de compostagem, são construídas pilhas ou camadas dos resíduos</p><p>orgânicos a serem degradados, com manutenção de ambiente aeróbio (por insuflação</p><p>de ar ou revolvimento da pilha) e umidade adequada (ao redor de 50% da capacidade de</p><p>retenção de água). Outro ponto importante é a relação carbono/nitrogênio do material</p><p>e o tamanho das partículas.</p><p>A seguir, você terá uma visão geral sobre esses fatores que afetam o processo de</p><p>compostagem:</p><p>• Umidade: afeta diretamente a atividade e metabolismo microbiano, pois os</p><p>micro-organismos dependem da água para se desenvolver. A umidade pode</p><p>ser verificada apertando-se o composto com as mãos: se o mesmo tiver uma</p><p>concentração de água adequada, poderemos sentir o material úmido e agregado</p><p>ao toque das mãos. É recomendável misturar materiais secos com materiais</p><p>úmidos, para controlar a umidade excessiva e a presença de líquidos lixiviados</p><p>no processo de compostagem.</p><p>• Aeração: a decomposição é um processo aeróbio de oxidação biológica das</p><p>moléculas ricas em carbono, com liberação de energia, que será consumida pelos</p><p>organismos. O oxigênio deve ser suficiente para manter a atividade microbiana</p><p>em condições aeróbias; não deve se chegar a condições anaeróbias, para que</p><p>não haja queda no rendimento ou mau odor.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 140</p><p>• Temperatura: afeta diretamente as fases do processo de compostagem, por</p><p>isso, é preciso garantir uma forma de armazenamento correta dos resíduos</p><p>para que a temperatura possa chegar a cerca de 80 ºC.</p><p>• Relação Carbono/Nitrogênio: essa relação deve ser em torno de 30/1, ou seja,</p><p>que para cada parte de nitrogênio, devem estar presentes 30 partes de carbono</p><p>na forma de palhada, para que a compostagem se realize com eficiência.</p><p>• Tamanho das partículas: as partículas dos resíduos não devem ser muito</p><p>pequenas, para evitar a compactação durante o processo, comprometendo a</p><p>aeração.</p><p>• Presença de agentes indesejáveis: sementes de plantas invasoras, patógenos e</p><p>metais pesados, que interferem na produção agrícola, são considerados agentes</p><p>indesejáveis e comprometem o resultado da compostagem.</p><p>A compostagem é um processo natural, que ocorre em uma mata com as folhas</p><p>secas. No processo de compostagem que ocorre pela intervenção humana, a pilha</p><p>de resíduos cria condições para que os diferentes grupos de micro-organismos atuem,</p><p>rompendo as moléculas das mais simples às mais complexas.</p><p>O processo de compostagem pode ser dividido em três fases: mesofílica, termofílica</p><p>e de maturação.</p><p>Fase mesofílica: é a primeira fase da compostagem tem duração de até 15 dias.</p><p>Nela, atuam principalmente bactérias mesofílicas, que são aquelas que crescem em</p><p>temperaturas próximas à temperatura ambiente (até 40 ºC). Essas se multiplicam</p><p>rapidamente e, com grande atividade metabólica, metabolizando os nutrientes mais</p><p>facilmente encontrados, ou seja, as moléculas mais simples.</p><p>Fase termofílica: essa segunda fase tem duração longa (aproximadamente dois</p><p>meses). Como nesse momento a temperatura das pilhas de compostagem pode</p><p>atingir 65-70ºC, ocorre a ação de fungos e bactérias termofílicos, que transformam</p><p>o nitrogênio em amônia (NH3), alterando o pH para alcalino. Esses micro-organismos</p><p>irão degradar as mais complexas. É importante destacarmos que a alta temperatura</p><p>ocasiona a morte de eventuais organismos patogênicos, já que esses são mesofílicos.</p><p>Fase de maturação: essa última etapa tem duração de um a dois meses e marca</p><p>gradativamente o encerramento da atividade microbiana. A temperatura passa a</p><p>diminuir de forma gradual, se aproximando da temperatura ambiente. Nesta fase</p><p>ocorre também diminuição da acidez antes observada no composto, o que poderia</p><p>ser prejudicial às culturas caso fosse aplicado diretamente na agricultura.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 141</p><p>Título - Pilhas de resíduos em uma composteira doméstica.</p><p>Fonte - https://visualhunt.com/f7/photo/6555090759/88f45e9d23/</p><p>Silva et al. (2019) reforçam que a compostagem doméstica pode ser uma prática</p><p>individual e rotineira para reduzir a quantidade de resíduos que é destinada aos aterros</p><p>sanitários, sendo possível adaptá-la ao espaço disponível.</p><p>12.4 Conclusão</p><p>Neste capítulo, você aprendeu os conceitos básicos relacionados ao tratamento</p><p>de resíduos sólidos, e os princípios e objetivos relacionados à Política Nacional de</p><p>Resíduos Sólidos. Ao final do nosso estudo, você é capaz de classificar corretamente</p><p>os resíduos sólidos.</p><p>Agora que você conhece os R’s relacionados à sustentabilidade, é capaz de refletir</p><p>e colocar em prática no seu cotidiano ações relacionadas a repensar, reduzir, reutilizar,</p><p>reciclar e recusar ações, produtos e serviços que promovam o aumento da geração</p><p>de resíduos sólidos.</p><p>Ao final do nosso estudo, você aprendeu os conceitos e processos relacionados à</p><p>compostagem, uma forma de tratamento de resíduos sólidos que gera um produto</p><p>de valor agregado: o adubo orgânico.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 142</p><p>CAPÍTULO 13</p><p>MICROBIOLOGIA DO</p><p>TRATAMENTO DE</p><p>ÁGUAS RESIDUÁRIAS</p><p>Olá, aluno(a)! Por ser um recurso natural, a água é um bem finito e deve ser utilizada de</p><p>forma consciente para garantir que esse recurso ainda exista para as futuras gerações.</p><p>Além disso, a água utilizada e os resíduos que ela contém devem passar por um correto</p><p>tratamento antes do seu descarte. Neste capítulo, iremos conhecer as etapas de tratamento</p><p>do esgoto. Iremos também discutir hábitos que podemos inserir em nosso cotidiano, para</p><p>diminuir o lançamento de resíduos indesejáveis. Bons estudos!</p><p>13.1 Conceitos gerais</p><p>Segundo a UNICEF - Fundação das Nações Unidas para a Infância, o consumo de</p><p>água doce disponível está distribuído em: 73% para irrigação, 21% para indústria e</p><p>apenas 6% para o consumo humano. Por ser um recurso finito, a sua disponibilidade é</p><p>ameaçada pelo crescimento da população e pelo aumento da demanda da quantidade</p><p>de água para uso doméstico, na agricultura, na mineração, da produção industrial,</p><p>da geração de energia e da silvicultura. O uso inapropriado da água pode reduzir sua</p><p>disponibilidade e piorar a sua qualidade (BITTENCOURT; PAULA, 2014).</p><p>A água</p><p>doce inclui as águas residuárias ou residuais, também chamadas de esgoto.</p><p>O esgoto consiste na água utilizada e nos resíduos que ela contém, e representa a</p><p>soma de todas as águas que foram destinadas a diferentes usos e descartadas. São</p><p>exemplos de águas residuais:</p><p>• Águas residuais domésticas: originadas das águas utilizadas nos banhos,</p><p>cozinhas e lavagens de pavimentos domésticos;</p><p>• Águas de infiltração: originadas do subsolo e penetram nas canalizações;</p><p>• Águas urbanas: originadas das águas das chuvas, lavagem de pavimentos, regas,</p><p>entre outras atividades urbanas;</p><p>• Águas residuais industriais: originadas das águas utilizadas em processos de</p><p>fabricação.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 143</p><p>Madigan et al. (2016) nos trazem uma outra definição: a água de rejeitos, que</p><p>corresponde ao esgoto doméstico ou aos rejeitos líquidos industriais que não podem</p><p>ser descartados, sem tratamento, em lagos ou rios por questões de saúde pública,</p><p>econômicas, ambientais e estéticas</p><p>Basicamente, o esgoto é composto apenas por água, com uma mínima porcentagem</p><p>de material particulado (0,03%). No entanto, nas grandes cidades, a porção sólida do</p><p>esgoto pode representar mais de mil toneladas diárias de material sólido (TORTORA;</p><p>FUNKE; CASE, 2017). Em muitas cidades, o esgoto também é composto por águas</p><p>da chuva e alguns resíduos industriais.</p><p>Black e Black (2021) listam os resíduos que podem ser encontrados no esgoto:</p><p>resíduos domésticos (fezes humanas, detergentes, gordura e qualquer outro material</p><p>que as pessoas despejam nos canos de esgoto ou trituradores de lixo), resíduos</p><p>industriais (ácidos e outros resíduos químicos e matéria orgânica proveniente de usinas</p><p>de processamento de alimentos) e resíduos transportados pela água da chuva que</p><p>entra no esgoto.</p><p>Telles e Costa (2010) listam os principais usos da água na indústria: consumo</p><p>humano (sanitários, vestiários, refeitório, bebedouros, entre outros); matéria-prima</p><p>para incorporação ao produto final (como no caso de bebidas); veículo de substâncias,</p><p>auxiliando em processos (como algumas moagens, preparo de soluções e operações</p><p>de lavagem); geração de eletricidade, por transformação de energia potencial, cinética</p><p>e térmica (processos hidrelétricos ou termoelétricos); transporte de calor, como fluido</p><p>para aquecimento ou resfriamento, incluindo o uso de vapor; outros usos, como</p><p>combate a incêndios, irrigação etc.</p><p>Toda a água que é utilizada em nosso cotidiano, deve passar pelas etapas de</p><p>tratamento de esgoto antes de retornar à natureza. Isso significa que nossa casa está</p><p>conectada à rede pública que encaminha o esgoto para uma estação de tratamento,</p><p>para assegurar que o seu descarte não prejudique o meio ambiente. Além disso,</p><p>segundo a Organização Mundial de Saneamento (OMS), a ausência de saneamento</p><p>é considerada o 11º fator de risco para mortes no mundo.</p><p>Assim, as estações de tratamento de esgoto (ETEs) são necessidades básicas</p><p>infraestruturantes em áreas urbanas, garantindo à população o controle e prevenção</p><p>de algumas doenças, gerando condições de higiene básicas condizentes com a</p><p>necessidade da população, bem como uma melhor experiência de saúde pública. As</p><p>estações são responsáveis por receber os efluentes (águas residuárias), tratá-los e</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 144</p><p>devolvê-los à natureza em padrões aceitáveis estabelecidos pelos órgãos fiscalizadores</p><p>(SOUZA; SANTOS; BRANDÃO, 2022).</p><p>13.2 Tipos de tratamento com relação aos micro-organismos</p><p>Em função dos tipos de organismos participantes dos tratamentos biológicos de</p><p>esgotos domésticos, os tratamentos podem ser categorizados em aeróbios, anaeróbios</p><p>e, na ausência de tratamento biológico, físico-químicos, assim definidos por Segundo</p><p>Bittencourt e Paula (2014):</p><p>• Tratamento aeróbio: realizado por micro-organismos aeróbios facultativos e</p><p>heterotróficos. Ou seja, que trabalham melhor e preferencialmente na presença</p><p>de oxigênio e são incapazes de sintetizar seus próprios alimentos a partir da</p><p>fotossíntese ou da quimiossíntese (heterotróficos);</p><p>• Tratamento anaeróbio: realizado por micro-organismos anaeróbios autróficos, ou</p><p>seja, capazes de gerar seus próprios alimentos a partir de substâncias simples.</p><p>Porém, o oxigênio livre exerce efeito tóxico sobre esse tipo de micro-organismo;</p><p>• Tratamento físico-químico: tem como princípio a precipitação de componentes</p><p>em função do tratamento físico e químico de substâncias.</p><p>13.3 Fases do tratamento do esgoto</p><p>Aqui, iremos considerar os tipos de tratamento com relação aos poluentes removidos.</p><p>Madigan et al. (2016) definem que o tratamento do esgoto promove a redução dos</p><p>compostos orgânicos e inorgânicos presentes, a um nível que não permita o crescimento</p><p>microbiano, e elimine outros compostos potencialmente tóxicos.</p><p>O tratamento do esgoto se inicia com a coleta, que tem como finalidade levar</p><p>o esgoto para longe das residências, enquanto a do tratamento é diminuir a carga</p><p>poluidora, para que ele retorne à natureza sem causar prejuízos ao meio ambiente.</p><p>Ao chegar na estação de tratamento, os efluentes domésticos, comerciais e industriais</p><p>passam por diversos processos que reduzem a alta concentração de compostos</p><p>orgânicos e outros nutrientes, e elementos que os tornam prejudiciais ao meio ambiente.</p><p>https://blog.brkambiental.com.br/cuidados-com-o-meio-ambiente/</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 145</p><p>Título - Etapas do tratamento do esgoto.</p><p>Fonte - Tortora, Funke e Case (2017).</p><p>A figura acima nos fornece uma visão geral do tratamento completo do esgoto.</p><p>Podemos dividir esse processo em três fases:</p><p>- Tratamento primário: consiste em métodos físicos para a remoção de resíduos</p><p>sólidos do esgoto;</p><p>- Tratamento secundário: consiste em métodos biológicos (a ação de micro-</p><p>organismos decompositores) para remover resíduos sólidos que permanecem após</p><p>o tratamento primário;</p><p>- Desinfecção e liberação: consiste em tratamento químicos antes da liberação de</p><p>um efluente dentro dos padrões aceitáveis.</p><p>13.3.1 Tratamento primário do esgoto</p><p>A primeira etapa do tratamento de esgoto é chamada de tratamento primário. Essa</p><p>etapa utiliza apenas métodos de separação física para remover os sólidos e materiais</p><p>orgânicos e inorgânicos particulados.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 146</p><p>À medida que o esgoto bruto entra em uma estação de tratamento, são utilizados</p><p>vários processos físicos para remover os resíduos: filtros formados por redes e grades</p><p>removem grandes pedaços de restos flutuantes, enquanto as escumadeiras removem</p><p>as substâncias oleosas, óleo e graxas flutuantes. Essa primeira filtragem ajuda a deixar</p><p>o líquido livre dos resíduos sólidos que foram descartados incorretamente. Os restos</p><p>flutuantes são fragmentados e triturados. A matéria sólida removida nessa etapa representa</p><p>aproximadamente metade de toda a matéria sólida do esgoto.</p><p>Em seguida, o esgoto segue para uma caixa de areia (ou tanque), onde é realizada</p><p>a remoção de todos os detritos sólidos presentes nele e que possam ter escapado ao</p><p>processo anterior, mediante decantação. A areia, os pedriscos, os cascalhos e outros</p><p>elementos sedimentam no fundo da caixa. Geralmente, a caixa de areia é dimensionada</p><p>para que ela seja removida do conjunto de sólidos do efluente.</p><p>O efluente é mantido em repouso por algumas horas, para que ocorra a sedimentação</p><p>dos sólidos no fundo do reservatório de separação, formando o que conhecemos por lodo.</p><p>O lodo é removido e o efluente é transferido para outro tanque onde ocorre o tratamento</p><p>secundário.</p><p>É importante que você saiba que após o tratamento primário ainda restam elevadas</p><p>concentrações de matéria orgânica solúvel e suspensa. Por isso, os municípios que realizam</p><p>somente o tratamento primário despejam água extremamente poluída e com alta DBO</p><p>nos cursos</p><p>de água adjacentes. Esses nutrientes podem desencadear o crescimento</p><p>microbiano indesejável, reduzindo, assim, a qualidade da água (MADIGAN et al., 2016).</p><p>A figura abaixo mostra uma estação de tratamento primário. Nele, a água de rejeitos é</p><p>bombeada para o reservatório (localizado à esquerda na foto), onde ocorre a sedimentação</p><p>dos sólidos.</p><p>Título - Estação de tratamento primário. A seta indica o vertedouro que onde ocorre o bombeamento para a estação de tratamento secundário.</p><p>Fonte - Madigan et al. (2016).</p><p>https://blog.brkambiental.com.br/esgoto-nao-e-lixeira/</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 147</p><p>À medida que o nível da água se eleva, ela verte por meio das grades para níveis</p><p>sucessivamente mais baixos. A água situada no nível mais baixo, está praticamente livre</p><p>de sólidos, penetra no vertedouro (indicado pela seta na foto) e é bombeada para uma</p><p>estação de tratamento secundário (MADIGAN et al., 2016). As fossas sépticas podem</p><p>ser utilizadas em áreas rurais para o tratamento primário do esgoto, para casas que não</p><p>estejam conectadas ao sistema municipal de esgoto.</p><p>13.3.2 Tratamento secundário do esgoto</p><p>A segunda etapa do tratamento do esgoto consiste na ação de micro-organismos</p><p>aeróbicos: basicamente, ocorre a remoção de material orgânico por ação bacteriana.</p><p>Nela, o esgoto passa por uma forte aeração, o que aumenta o crescimento de bactérias</p><p>aeróbias que irão oxidar a matéria orgânica dissolvida em dióxido de carbono (CO2) e</p><p>água. As bactérias se agrupam formando flocos biológicos e se alimentam das impurezas</p><p>presentes no esgoto, como gorduras e proteínas.</p><p>Os sistemas de tratamento secundário são de dois tipos: os de lodo ativado e os de</p><p>filtros biológicos (também chamados de filtros de gotejamento).</p><p>Nos sistemas de tratamento de lodo ativado, o esgoto é mantido em um tanque de lodo</p><p>ativado por 5 a 10 horas, para permitir a oxidação completa de toda a matéria orgânica. As</p><p>principais bactérias do lodo ativado pertencem ao gênero Zoogloea, e elas formam massas</p><p>com aspecto de flocos ou grânulos nos tanques de aeração. Ao serem sedimentadas em</p><p>um decantador secundário ou no fundo de uma lagoa de tratamento, as bactérias levam</p><p>consigo as impurezas, permitindo a purificação da água (BITTENCOURT, PAULA, 2014).</p><p>Protistas, pequenos animais, bactérias filamentosas e fungos ligam-se aos flocos.</p><p>Título - Massa em forma de floco formada por bactérias do gênero Zoogloea.</p><p>Fonte - Madigan et al. (2016).</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 148</p><p>A finalidade dessa etapa é remover a maior parte da matéria orgânica e reduzir a</p><p>DBO (demanda bioquímica do oxigênio). O tratamento com lodo ativado remove entre</p><p>75 a 95% da DBO.</p><p>Ocasionalmente, o lodo pode flutuar ao invés de sedimentar, permanecendo no</p><p>efluente descartado. Isto corresponde a um fenômeno chamado de intumescimento,</p><p>que é causado pelo crescimento de bactérias filamentosas, como as do gênero Nocardia,</p><p>e acarreta em poluição local.</p><p>ANOTE ISSO</p><p>A demanda bioquímica de oxigênio (DBO) é medida da matéria orgânica degradada</p><p>na água de forma biológica. Isso significa que DBO é determinada pela quantidade</p><p>de oxigênio necessária para a bactéria metabolizar a matéria orgânica. Quanto mais</p><p>oxigênio é consumido pela bactéria para degradar a matéria orgânica na amostra, maior</p><p>a DBO, a qual normalmente é expressa em miligramas de oxigênio por litro de água.</p><p>No sistema de filtros biológicos, o esgoto é vaporizado sobre um leito de pedras ou</p><p>rochas (com 5 a 10 cm de diâmetro) ou plásticos moldados. Sobre esse leito, micro-</p><p>organismos, como Sphaerotilus e Beggiatoa, crescem formando o que nós chamamos</p><p>de biofilmes.</p><p>Título - Bactéria filamentosa do gênero Beggiatoa.</p><p>Fonte - https://visualhunt.com/f7/photo/53175738086/140508c6d3/</p><p>Você sabe o que é um biofilme? Biofilmes são comunidades microbianas que crescem</p><p>aderidas a uma determinada superfície, formando uma camada fina e viscosa. O leito</p><p>de pedras e a vaporização oxigenam o esgoto, de modo que os micro-organismos</p><p>aeróbios do biofilme possam decompor a matéria orgânica, gerando CO2 e água.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 149</p><p>Os filtros biológicos removem 80 a 85% da DBO, sendo, assim, de modo geral,</p><p>menos eficientes do que os sistemas de lodo ativado.</p><p>Título - Sistema de filtro biológico.</p><p>Fonte - Black e Black (2021).</p><p>13.3.3 Desinfecção e liberação do esgoto</p><p>O efluente do tratamento secundário contém apenas 5% a 20% da quantidade original</p><p>de matéria orgânica e pode ser despejado em rios sem causar graves problemas</p><p>(BLACK; BLACK, 2021).</p><p>Mas, antes disso é feita a desinfecção, ou seja, a remoção de micro-organismos</p><p>potencialmente prejudiciais à saúde (patogênicos) e geralmente realizada com a</p><p>utilização do cloro como agente desinfetante.</p><p>A liberação ou descarte, em geral, é feito no oceano ou em córregos. Esse é o principal</p><p>local de descarte no Brasil. Mas campos de irrigação agrícola e jardins podem receber</p><p>essa água por pulverização. O destino do lodo gerado nas estações de tratamento de</p><p>esgoto no Brasil costuma ser o aterro sanitário.</p><p>13.4 É possível obter água potável a partir do esgoto?</p><p>Embora as águas de rejeitos possam ser lançadas diretamente em rios e riachos</p><p>após esses tratamentos, não se trata de uma água potável, segura para o consumo</p><p>humano).</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 150</p><p>O esgoto pode ser tratado até um nível de pureza que permite o seu uso como água</p><p>para consumo – sugestivamente denominado “da privada à torneira”. Essa prática é</p><p>utilizada atualmente em algumas cidades dos Estados Unidos e provavelmente será</p><p>expandida.</p><p>A produção de água potável requer tratamento adicional, a fim de remover patógenos</p><p>potenciais, eliminar o sabor e o odor, reduzir os produtos químicos indesejáveis, como</p><p>ferro e manganês, bem como diminuir a turbidez, que corresponde a uma medida dos</p><p>sólidos em suspensão.</p><p>Em um sistema típico, o esgoto tratado é filtrado para a remoção das partículas</p><p>microscópicas suspensas e, então, passado através do sistema de purificação por</p><p>osmose reversa para remoção dos micro-organismos. Quaisquer micro-organismos</p><p>remanescentes são destruídos pela exposição à luz UV e ao peróxido de hidrogênio.</p><p>ISTO ESTÁ NA REDE</p><p>Nosso país apresenta grande desigualdade no que se trata ao saneamento básico:</p><p>há cidades com altos níveis de investimento em obras de saneamento, onde quase</p><p>todos os moradores têm acesso a água potável e coleta de esgoto. Porém, há</p><p>municípios em que metade da água tratada é perdida por conta de tubulações</p><p>antigas e pequena parcela de moradores com acesso à coleta de esgoto.</p><p>Um estudo do Instituto Trata Brasil, publicado em março de 2023, lista as 20</p><p>melhores e as 20 piores cidades brasileiras quanto ao saneamento, com dados</p><p>referentes ao ano de 2021.</p><p>Você pode conhecer a lista completa das cidades acessando a reportagem</p><p>disponível no G1, Portal de Notícias da Globo:</p><p>https://g1.globo.com/economia/noticia/2023/03/20/ranking-do-saneamento-veja-</p><p>quais-sao-as-grandes-cidades-com-os-melhores-e-os-piores-servicos-no-brasil.ghtml</p><p>13.5 Conscientização ambiental</p><p>A falta de conscientização da população é um dos grandes desafios da coleta</p><p>e do tratamento de esgotos. Ainda é comum o descarte indevido de resíduos e</p><p>outros produtos no sistema de esgotamento sanitário, o que causa entupimentos e</p><p>extravasamentos na rede.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 151</p><p>Independentemente dos hábitos incorretos serem intencionais ou não, é necessário</p><p>refletirmos sobre nossas práticas habituais, pois em nosso cotidiano podemos adotar</p><p>algumas mudanças de hábitos simples:</p><p>Descarte correto de restos de alimentos: restos de alimentos não devem ser</p><p>descartados na pia da cozinha. Você deve descartar os restos</p><p>de alimentos corretamente</p><p>como lixo orgânico; outra opção é fazer o processo de compostagem caseira.</p><p>Descarte correto do óleo de cozinha: é muito comum que as pessoas descartem</p><p>na pia da cozinha o óleo de cozinha utilizado para frituras. Mas, ao esfriar, o óleo</p><p>que era líquido se transforma em um bloco sólido no encanamento, diminuindo o</p><p>espaço para a passagem do esgoto. A forma correta de descartar o óleo de cozinha é</p><p>armazená-lo em uma garrafa pet após o uso, para posterior descarte no no ponto de</p><p>coleta mais próximo. Quando a garrafa estiver cheia, direcione para o ponto de coleta</p><p>mais próximo – aí vai uma dica: muitas escolas funcionam como ponto de coleta! Se</p><p>não tiver um ponto de coleta próximo, coloque a garrafa bem fechada junto do lixo.</p><p>Assim, os riscos de contaminação dos solos e dos recursos hídricos são reduzidos.</p><p>Título - Ponto de coleta de óleo de cozinha usado.</p><p>Fonte - Banco de imagens da Prefeitura de Praia Grande https://fotos.praiagrande.sp.gov.br/imprensa/fotos/?p=406695</p><p>Descarte correto de resíduos sólidos e sanitários: restos de alimentos não devem ser</p><p>descartados na pia da cozinha. Também é preciso ter atenção para os resíduos que</p><p>são incorretamente descartados em vasos sanitários, como papel higiênico. Também</p><p>devemos evitar cabelos desçam pelo encanamento. Devemos retirar pelos e cabelos</p><p>que estejam no ralo do banheiro, descartando-os no lixo. Isso porque os fios de cabelo</p><p>https://blog.brkambiental.com.br/descarte-de-oleo/</p><p>https://fotos.praiagrande.sp.gov.br/imprensa/fotos/?p=406695</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 152</p><p>que descem pelo encanamento formam uma rede, que pode reter outros resíduos</p><p>sólidos descartados, o que pode levar até ao entupindo das tubulações.</p><p>13.5 Conclusão</p><p>Neste capítulo, você conheceu os resíduos básicos a respeito das águas resdiduárias</p><p>ou esgoto. Você aprendeu também que o esgoto deve passar por um correto tratamento</p><p>antes do seu descarte, o que inclui três etapas: (i) um tratamento primário, com processos</p><p>físicos para a remoção de resíduos sólidos; (ii) um tratamento secundário, com a</p><p>ação de micro-organismos decompositores; (iii) um processo químico de desinfecção</p><p>antes da liberação no oceano ou em córregos, já que no Brasil, o tratamento de</p><p>águas residuárias não resulta em água potável (própria para o consumo). Por fim,</p><p>refletimos sobre alguns hábitos que podemos inserir em nosso cotidiano, para diminuir</p><p>o lançamento de resíduos indesejáveis no esgoto.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 153</p><p>CAPÍTULO 14</p><p>MICROBIOLOGIA INDUSTRIAL</p><p>Olá, aluno(a)! Neste capítulo, iremos estudar a Microbiologia Industrial: ramo da</p><p>Microbiologia destinado à produção de bens e serviços a partir de micro-organismos</p><p>e seus produtos. Você aprenderá que micro-organismos são explorados quanto à</p><p>aplicação farmacêutica de seus metabólitos, além da vasta aplicação industrial de</p><p>suas enzimas. Além disso, você aprenderá a importância dos micro-organismos para</p><p>os alimentos. Encerraremos nosso estudo apresentando a capacidade das algas para</p><p>a produção de biocombustíveis. Bons estudos!</p><p>14.1 Micro-organismos de importância industrial</p><p>O uso industrial dos micro-organismos teve início com a fermentação de alimentos em</p><p>larga escala: produção de ácido láctico a partir dos laticínios e etanol a partir da cerveja.</p><p>Essas duas substâncias químicas também se mostraram úteis em muitos processos</p><p>industriais não relacionados à produção de alimentos (TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>Para a fabricação industrial de produtos microbianos, normalmente se avalia a</p><p>capacidade dos micro-organismos realizarem fermentações. A fermentação industrial</p><p>pode ser definida como um cultivo em larga escala para a produção de substâncias</p><p>de valor comercial.</p><p>Schmidell et al. (2018) listam as características desejáveis aos micro-organismos</p><p>de interesse industrial:</p><p>- Não exigir o uso de meios de cultura dispendiosos para o seu crescimento;</p><p>- Ser eficiente para converter o substrato no produto industrial desejável;</p><p>- Liberar o produto de interesse no meio de cultura de forma rápida;</p><p>- Permitir o acúmulo de produto de interesse no meio de cultura;</p><p>- Não produzir substâncias incompatíveis com o produto;</p><p>- Não causar doenças ou danos ambientais.</p><p>Frequentemente, a indústria manipula os processos metabólicos microbianos, para</p><p>produzir as substâncias úteis para os seres humanos de forma contínua e em larga</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 154</p><p>escala. Conforme apontam Black e Black (2021), os microbiologistas industriais realizam</p><p>esse procedimento de diversas maneiras:</p><p>1) Alterando os nutrientes disponíveis;</p><p>2) Modificando as condições ambientais;</p><p>3) Selecionando micro-organismos mutantes com elevada capacidade de produção</p><p>de uma substância;</p><p>4) Recorrendo à engenharia genética para obter micro-organismos com determinadas</p><p>características de interesse.</p><p>14.2 Produtos do metabolismo microbiano</p><p>O uso industrial de um micro-organismo está diretamente relacionado ao seu</p><p>metabolismo, que é a soma de todos os processos químicos realizados pelos seres</p><p>vivos, sendo dividido em metabolismo primário e secundário.</p><p>O metabolismo primário se refere às reações necessárias para a sobrevivência</p><p>microbiana, como a produção de carboidratos, compostos contendo nitrogênio e</p><p>lipídeos. A produção desses metabólitos primários acompanha a curva do crescimento</p><p>microbiano e ocorre praticamente ao mesmo tempo da produção das novas células.</p><p>Já o metabolismo secundário diz respeito à produção de substâncias não</p><p>essenciais para a sobrevivência microbiana. Por isso, os metabólitos secundários</p><p>não são produzidos até que o micro-organismo tenha finalizado a fase de crescimento</p><p>logarítmico e tenha iniciado a fase estacionária do seu crescimento.</p><p>14.2.1 Produtos microbianos de importância farmacêutica</p><p>Entre os metabólitos primários, os polissacarídeos são os principais compostos</p><p>de importância medicinal. Polissacarídeos são polímeros com dezenas de unidades</p><p>de monossacarídeos unidos entre si. Popularmente, podemos considerar que os</p><p>polissacarídeos são “açúcares”, já que são constituídos de glucose, galactose, manose,</p><p>entre outros açúcares. Os polissacarídeos podem ser extraídos da parede celular</p><p>microbiana, ou de forma extracelular (chamados de exopolissacarídeos ou EPS), por</p><p>serem liberados no meio de cultura aquoso.</p><p>Entre as várias aplicações dos EPS estão sua ação antioxidante, anticoagulante, anti-</p><p>inflamatória, antialérgica, antimicrobiana e antitumoral. Os EPS compostos por glucose,</p><p>chamados de glucana, se destacam devido às suas ações medicinais, sobretudo, a</p><p>ação contra células tumorais.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 155</p><p>Podemos pontuar alguns marcos importantes, que datam das décadas de 1960 e</p><p>1970, a respeito da descoberta medicinal das glucanas, como mostra a tabela abaixo:</p><p>Ano Pesquisadores Fungo produtor Ação antitumoral</p><p>1968</p><p>Ikekawa e</p><p>colaboradores</p><p>Phellinus linteus Inibição de (96,7%) de células</p><p>de sarcoma (S180)</p><p>1969</p><p>Ikekawa e</p><p>colaboradores</p><p>Espécies de Auricularia,</p><p>Flammulina, Lentinus,</p><p>Pholiota, Pleurotus e</p><p>Tricholoma</p><p>Inibição de (91,8%) de células</p><p>S180</p><p>1969</p><p>Chihara e</p><p>colaboradores</p><p>Lentinus edodes Remissão do sarcoma S180</p><p>1970</p><p>Chihara e</p><p>colaboradores</p><p>Lentinus edodes</p><p>Isolamento da lentinana,</p><p>EPS com elevado potencial</p><p>antitumoral contra S180</p><p>Tabela - Fatos históricos relacionados à descoberta das glucanas.</p><p>Fonte: a autora.</p><p>A partir dos estudos destacados acima, em 1985, o Japão passou a comercializar</p><p>a lentinana para uso clínico como adjuvante à quimioterapia no tratamento de câncer</p><p>de estômago. Hoje, sabe-se que há mais fungos que produzem polissacarídeos com</p><p>ação antitumoral: o Sizofiran® (contendo a glucana produzida pelo basidiomiceto</p><p>Schizophyllum commune e o Krestin®, uma glucana</p><p>extraída do fungo Trametes</p><p>versicolor. Embora poucos sejam os produtos comercializados para essa finalidade,</p><p>a busca por novos polissacarídeos com atividade antitumoral é crescente.</p><p>Por exemplo, Orlandelli et al. (2016, 2017) investigaram o uso de fungos do gênero</p><p>Diaporthe para produção de polissacarídeos. Foram então obtidas duas glucanas</p><p>(polissacarídeos compostos por glucose), cujo aspecto está ilustrado na figura abaixo.</p><p>Título: Produção de polissacarídeos microbianos mostrando, na sequência, as células fúngicas cultivadas em meio líquido; o polissacarídeo gelatinoso</p><p>precipitado em etanol; o polissacarídeo após o processo de liofilização.</p><p>Fonte: Orlandelli et al. (2016).</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 156</p><p>Nos testes de atividade biológica, as glucanas de Diaporthe sp. inibiram em até 83,8%</p><p>o crescimento de células tumorais de hepatoma humano e em até 74,6% o crescimento</p><p>das células de adenocarcinoma mamário humano (ORLANDELLI et al., 2017).</p><p>Título - Células tumorais, coradas em roxo, de hepatoma humano (à esquerda) e células tumorais de hepatoma humano tratadas com a glucana de</p><p>Diaporthe sp. (à direita), com redução de 83,8% do crescimento celular.</p><p>Fonte - Arquivo pessoal da autora.</p><p>Quando consideramos os metabólitos secundários, possivelmente, o primeiro</p><p>metabólito fúngico eficaz como medicamento foi o antibiótico penicilina, descoberto</p><p>por Alexander Fleming em 1928. Durante seus experimentos, a colônia do fungo</p><p>Penicillium chrysogenun acidentalmente contaminou a placa e inibiu o crescimento</p><p>das bactérias. Esse foi também o primeiro medicamento produzido em larga escala,</p><p>na década de 1940.</p><p>Título - Metabólito secundário do fungo Lasiodiplodia theobromae possui atividade antibacteriana, visualizada pelos halos de inibição do crescimento</p><p>produzidos contra as bactérias Enterococcus hirae (à esquerda) e Xanthomonas axonopodis (à direita).</p><p>Fonte - Arquivo pessoal da autora.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 157</p><p>Desde então, vários outros produtos metabólicos de interesse farmacêutico já foram</p><p>descobertos e a indústria já fabricou cerca de 100 medicamentos antibacterianos de</p><p>origem microbiana, além de outros medicamentos com finalidades diversas. O valor</p><p>de mercado dos antibacterianos no mundo inteiro ultrapassa 30 bilhões de dólares</p><p>por ano. Porém, apenas cerca de 2% de todos os antibióticos já descobertos foram</p><p>comercializados, pois muitos deles são tóxicos ou não apresentam maior benefício</p><p>do que os antibióticos já disponíveis (BLACK; BLACK, 2021).</p><p>14.1.2 Enzimas microbianas de interesse industrial</p><p>A utilização de enzimas pelo homem iniciou em 6.000 anos a.C., com a fermentação</p><p>de grãos de cereais e a produção de bebidas alcoólicas pelos babilônios e sumérios.</p><p>Praticamente todas as enzimas utilizadas pela indústria são de origem microbiana.</p><p>Poucas são as exceções, como a papaína extraída do mamão papaia.</p><p>O interesse das enzimas para a área industrial é o fato de que cada enzima atua</p><p>sobre determinado substrato, gerando um determinado produto. E, além disso, os</p><p>processos industriais que utilizam enzimas são relativamente simples, fáceis de</p><p>controlar, eficientes e requerem investimentos de baixo custo.</p><p>A revisão bibliográfica de Orlandelli et al. (2012) lista algumas aplicações industriais</p><p>das enzimas:</p><p>• Produção de alimentos: são utilizadas para diversas finalidades, como na</p><p>panificação e na maturação de queijos; aumento da digestibilidade da ração</p><p>animal;</p><p>• Produção de bebidas: atuam na remoção do sabor amargo em cítricos, maceração</p><p>de polpas e na clarificação e extração de sucos e vinho;</p><p>• Fabricação de tecidos: atuam no processamento das fibras dos tecidos, reduzindo</p><p>o volume e o conteúdo dos efluentes formados; eliminação da goma de amido</p><p>utilizada durante o processo de tear dos fios;</p><p>• Formulação de cosméticos: atuam em reações bioquímicas, para proteger, reparar</p><p>ou remover algumas estruturas da pele;</p><p>• Indústria de papel: remoção da lignina, para a obtenção de uma polpa de celulose</p><p>mais pura;</p><p>• Formulação de detergentes: atuam na degradação de compostos com constituição</p><p>proteica, aumentando o poder de limpeza.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 158</p><p>Uma técnica eficiente para a produção de enzimas pelos microbiologistas industriais</p><p>é a seleção de mutantes capazes de produzir grandes quantidades de determinada</p><p>enzima.</p><p>14.2 Microbiologia de alimentos</p><p>A Microbiologia de alimentos está, de um modo geral, relacionada a três aspectos</p><p>fundamentais: uso de micro-organismos para a preservação dos alimentos; detecção</p><p>e prevenção de intoxicações e infecções produzidas pela ação de microbiana em</p><p>alimentos, e o controle da transmissão de doenças através dos alimentos.</p><p>Ao considerar o uso de micro-organismos benéficos na indústria, devemos distinguir</p><p>três termos importância em alimentos: probiótico, prebiótico e simbiótico. Neste capítulo,</p><p>temos como foco os micro-organismos que são utilizados de forma benéfica em alimentos.</p><p>Mas, é importante que você se lembre que há microrganismos patogênicos, que quando</p><p>presentes em um alimento, irão causar doenças veiculadas por alimentos. Microrganismos</p><p>deteriorantes são aqueles que conferem características indesejáveis aos alimentos. Já</p><p>os microrganismos indicadores são aqueles que indicam contaminação de origem fecal,</p><p>ou a presença de patógenos ou deteriorantes de alimentos.</p><p>ANOTE ISSO</p><p>• Probióticos: são micro-organismos vivos que conferem benefícios à saúde do</p><p>hospedeiro se administrados em quantidades adequadas;</p><p>• Prebióticos: são substratos que conferem benefícios à saúde do hospedeiro,</p><p>sendo seletivamente utilizados pelos micro-organismos do hospedeiro;</p><p>• Simbióticos: são combinações de micro-organismos probióticos e ingredientes</p><p>prebióticos em um único produto.</p><p>Quando consideramos o emprego dos micro-organismos na produção de alimentos, é</p><p>importante relembrarmos alguns conceitos relacionados aos padrões nutricionais. Para</p><p>manter se manter vivo, todo organismo precisa de energia e carbono para as reações</p><p>metabólicas que ocorrem no interior das células. As fontes de energia podem ser a luz</p><p>(para aqueles que fazem fotossíntese, utilizando oxigênio ou enxofre) ou compostos</p><p>orgânicos e inorgânicos. Já as fontes de carbono podem ser o CO2 ou compostos</p><p>orgânicos. Considerando essas variáveis, podemos classificar os micro-organismos</p><p>em: fotoautotróficos, foto-heterotróficos, quimio-autotróficos e quimio-heterotróficos.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 159</p><p>Há micro-organismos que em condições anaeróbias utilizam compostos orgânicos</p><p>como fonte de energia e carbono para fazer a fermentação, que é um processo</p><p>anaeróbio de transformação de uma substância em outra, a partir de micro-organismos,</p><p>tais como bactérias e fungos.</p><p>O processo de fermentação confere características desejáveis aos alimentos. Os</p><p>produtos finais dependem do micro-organismo específico, do substrato e das enzimas</p><p>que estão presentes e ativas. No grupo dos micro-organismos fermentadores estão</p><p>todos aqueles utilizados na fabricação de alimentos fermentados, como queijos; bebidas</p><p>lácteas fermentadas; cervejas, vinhos e pães.</p><p>Existem os seguintes tipos de fermentação: a alcoólica, que gera etanol; a fermentação</p><p>lática, que gera ácido lático; a fermentação acética (por convenção chamada de</p><p>fermentação, embora ocorram reações de oxidação) que gera ácido acético (vinagre).</p><p>Atualmente, o consumo de Kombucha tem crescido devido a suas propriedades</p><p>benéficas ao organismo, atuando como um probiótico. Para a produção dessa bebida,</p><p>é utilizada uma cultura simbiótica de bactérias e leveduras, que é adicionada a um</p><p>chá rico em açúcar.</p><p>Foto - Leite fermentado, queijo, chucrute e kombucha são exemplos de alimentos fabricados com auxílio da fermentação microbiana.</p><p>Fonte:</p><p>naturais e conservantes químicos utilizados pela indústria de</p><p>alimentos. Ao final de nosso estudo, você será capaz de identificar ações de controle do</p><p>crescimento de micro-organismos presentes em seu cotidiano. Bons estudos!</p><p>2.1 Contexto histórico</p><p>Até a metade do século XIX, existia um desconhecimento sobre a origem das doenças.</p><p>Considerava-se que elas eram causadas por emanações provenientes de substâncias</p><p>animais ou vegetais em decomposição, que eram chamadas de miasmas. Para se</p><p>proteger dos miasmas, os médicos utilizavam vestimentas e máscaras específicas:</p><p>as vestimentas eram longas e cobriam até os pés, as máscaras tinham um formato</p><p>de bico de pássaro para evitar que o miasma chegasse às narinas dos médicos.</p><p>Foto: Longas vestimentas e máscaras com bico de pássaro, utilizada para a proteção contra miasmas.</p><p>Fonte: https://pixabay.com/pt/illustrations/mascarar-médico-doctor-plague-praga-5770221/</p><p>https://pixabay.com/pt/illustrations/mascarar-m%C3%A9dico-doctor-plague-praga-5770221/</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 19</p><p>Abaixo, você conhecerá algumas evidências históricas das descobertas que</p><p>ocorreram na Idade de Ouro da Microbiologia (1857-1911). Essas descobertas foram</p><p>o pontapé inicial para que os cientistas conhecessem a necessidade de se realizar o</p><p>controle microbiano.</p><p>Uma das primeiras evidências data de 1861, quando Louis Pasteur demonstrou</p><p>que os micro-organismos estavam presentes no ar e poderiam contaminar soluções</p><p>estéreis. Contudo, o ar por si próprio não originava os micro-organismos. Assim, Pasteur</p><p>refutou a teoria da geração espontânea.</p><p>Além disso, os estudos de Pasteur serviram como base para as técnicas de assepsia</p><p>que conhecemos atualmente. Ele mostrou que era possível destruir a vida microbiana</p><p>pelo calor e era possível bloquear o acesso dos micro-organismos do ar aos frascos</p><p>contendo meios de cultura.</p><p>Poucos anos depois, em 1864, Pasteur contribuiu para o nosso conhecimento atual</p><p>sobre a pasteurização. Em um estudo conduzido a pedido de mercadores franceses,</p><p>Pasteur descobriu que o vinho e a cerveja azedavam porque leveduras convertiam</p><p>os açúcares em álcool na ausência de ar (fermentação). Na época, se acreditava que</p><p>era o ar – por si só – que convertia os açúcares das bebidas em álcool. Para resolver</p><p>esse problema, Pasteur aqueceu a cerveja e o vinho de modo suficiente para matar</p><p>os micro-organismos responsáveis por estragar as bebidas.</p><p>Para nós, parece improvável que médicos não conhecessem a necessidade de</p><p>controle dos micro-organismos em procedimentos de saúde. Mas foi apenas em 1840</p><p>que o médico húngaro Ignaz Semmelweis demonstrou que a falta de assepsia das</p><p>mãos fazia com que os médicos transmitissem infecções (febre puerperal ou em</p><p>crianças recém-nascidas) de uma paciente de obstetrícia para outra. Ainda nesse</p><p>contexto, em 1860, o cirurgião inglês Joseph Lister aplicou a teoria do germe nos</p><p>procedimentos médicos ao tratar as feridas cirúrgicas com uma solução de fenol.</p><p>Outro médico, o alemão Robert Koch, publicou em 1876 estudos sobre o antraz,</p><p>doença do gado bovino que pode afetar os seres humanos, demonstrando que apenas</p><p>animais infectados, mas não os animais saudáveis, possuíam a bactéria Bacillus</p><p>anthracis em seu sangue. Esses estudos contribuíram para o conhecimento sobre</p><p>etiologia e prevenção de doenças.</p><p>Hoje, em nosso cotidiano, escovar os dentes, lavar corretamente as mãos, higienizar</p><p>frutas e verduras, cozinhar e refrigerar alimentos em temperaturas adequadas, são</p><p>exemplos de métodos de controle do crescimento microbiano.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 20</p><p>2.2 Métodos de controle do crescimento microbiano</p><p>Métodos físicos e métodos químicos podem ser empregados para controlar o</p><p>crescimento de micro-organismos e a taxa de morte microbiana é constante. Mas,</p><p>nem sempre, isso significa ausência total de micro-organismos. Em alguns casos, o</p><p>controle se refere à redução microbiana a um número aceitável.</p><p>Vamos conhecer agora a terminologia referente aos processos de controle microbiano</p><p>e, também, os métodos físicos e químicos de controle do crescimento microbiano.</p><p>2.2.1 Conceitos básicos</p><p>• Esterilização: eliminação total de toda as formas de vida microbiana (exceto</p><p>príons);</p><p>• Esterilização comercial: eliminação dos endósporos (estruturas de sobrevivência)</p><p>de Clostridium botulinum em alimentos enlatados;</p><p>• Desinfecção: eliminação da forma vegetativa de micro-organismos em objetos</p><p>inanimados;</p><p>• Antissepsia: eliminação da forma vegetativa de micro-organismos em tecidos</p><p>vivos;</p><p>• Assepsia: ausência de contaminação significativa;</p><p>• Degermação: remoção mecânica de micro-organismos em uma área limitada,</p><p>como o local de aplicação de uma injeção;</p><p>• Sanitização: redução da contagem microbiana a um nível seguro de saúde</p><p>pública em utensílios alimentares.</p><p>Quanto ao efeito que um agente de controle do crescimento causa sobre um</p><p>microrganismo, há três terminologias utilizadas: o sulfixo -cida indica que o agente</p><p>causa a morte microbiana; ex: antibiótico (bactericida) e fungicida. O termo -lítico</p><p>se refere agentes que são microbiolíticos, ou seja, que lisam a célula microbiana,</p><p>causando a sua morte. É o caso de alguns detergentes, por exemplo. Por fim, o termo</p><p>-stático se refere à interrupção do crescimento sem causar a morte, como é o caso</p><p>da refrigeração, que tem efeito microbiostático sobre o crescimento microbiano.</p><p>2.2.2 Métodos físicos de controle do crescimento microbiano</p><p>Os seguintes métodos são utilizados para o controle microbiano: calor úmido e</p><p>seco, filtração, baixas temperaturas, pressão osmótica, liofilização e radiação. Cada</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 21</p><p>um deles será mais eficiente e indicado para uma determinada finalidade ou situação.</p><p>Vamos conhecê-los?</p><p>2.2.2.1 Calor úmido e seco</p><p>Os diferentes micro-organismos podem ter mais ou menos resistência ao calor. Nós</p><p>chamamos de ponto de morte térmica (PMT) a menor temperatura necessária para</p><p>morte de todos micro-organismos em um meio líquido, no tempo de 10 minutos. Já</p><p>o tempo de morte térmica (TMT) se refere ao tempo mínimo para a morte da cultura</p><p>microbiana em um meio líquido em determinada temperatura.</p><p>O calor úmido age sobre o micro-organismo promovendo a quebra das pontes</p><p>de hidrogênio das proteínas. O funcionamento incorreto das proteínas impede a</p><p>multiplicação microbiana. O calor úmido é mais eficiente que o calor seco e age de</p><p>forma mais rápida sobre o micro-organismo.</p><p>Há um método que você certamente já aplicou em sua casa: a fervura! Ferver potes</p><p>de vidro antes de armazenar geleias; mães que fervem a mamadeira dos filhos… são</p><p>ações cotidianas comuns. A fervura em água atinge a temperatura de 100º C, o que</p><p>num tempo de 10 minutos, seria o suficiente para agir contra as bactérias, vírus e</p><p>fungos mais comuns. Mas quando pensamos em estruturas mais resistentes, como</p><p>os esporos de resistências bacterianos (endosporos), seria necessária uma fervura</p><p>de 20 horas!</p><p>Por isso, para métodos de controle microbiano que não caseiros, há um processo</p><p>que utiliza calor úmido mais eficiente que a fervura: a esterilização em autoclave.</p><p>Em média, a temperatura de 121 ºC por 15 min é o suficiente para eliminar todos os</p><p>organismos (exceto príons) e seus endosporos.</p><p>Figura: Há vários modelos de autoclave: autoclaves menores de bancada, são utilizadas por exemplo, em clínicas odontológicas para esterilização de</p><p>materiais. Os modelos maiores, são de uso laboratorial ou industrial.</p><p>Fonte: https://visualhunt.com/f7/photo/8292577102/d75087248a/</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/7006411072/1568c7e1a1/</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/8292577102/d75087248a/</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/7006411072/1568c7e1a1/</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 22</p><p>A pasteurização também utiliza o calor</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/4013867131/10f97482c9/</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/52729275876/4011b92033/</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/5650180037/00a8d2f4d8/</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/24429738115/ef544f3092/</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/4013867131/10f97482c9/</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/52729275876/4011b92033/</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/5650180037/00a8d2f4d8/</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/5650180037/00a8d2f4d8/</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/24429738115/ef544f3092/</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 160</p><p>ISTO ACONTECE NA PRÁTICA</p><p>Uma forma de você experienciar a fermentação microbiana em casa é a partir da</p><p>produção caseira de iogurte natural. Nesse processo, há a liberação ácido lático,</p><p>que provoca a coagulação da caseína, proteína responsável por formar a “massa” do</p><p>iogurte a partir do leite.</p><p>Para fazer o iogurte caseiro, Ferva 1 litro de leite e espere ficar morno, em</p><p>temperatura tolerável ao toque dos dedos limpos. Misture 1 pote de iogurte natural.</p><p>Despeje a mistura em um pote com tampa, e coloque-a em um local que mantenha</p><p>a temperatura (por exemplo, dentro do forno desligado). Aguarde cerca de 8</p><p>horas até adquirir consistência. Após esse período, leve-o à geladeira. Consumir</p><p>preferencialmente em até 5-7 dias. Se desejar adoçar, adicione açúcar, adoçante ou</p><p>mel depois de pronto.</p><p>A tabela abaixo lista dezenas de micro-organismos e sua aplicação benéfica para</p><p>a indústria de alimentos fermentados, onde a ação microbiana está diretamente</p><p>relacionada ao produto obtido:</p><p>Bactérias Fungos Alimentos</p><p>Streptococcus thermophilus,</p><p>Lactobacillus delbrueckii, Lactococcus</p><p>lactis</p><p>Geotrichum candidum Iogurte e coalhada</p><p>L a c t o b a c i l l u s a c i d o p h i l u s ,</p><p>Bifidobacterium longum - Probióticos</p><p>S . t h e r m o p h i l u s , L . l a c t i s ,</p><p>Propionibacterium freudenreichii</p><p>P e n i c i l l i u m r o q u e f o r t i i ,</p><p>Penicillium camembertii</p><p>Queijos</p><p>L e u c o n o s t o c m e s e n t e r o i d e s ,</p><p>Pediococcus pentosaceus -</p><p>Picles, azeitonas e outros</p><p>vegetais</p><p>Lactobacillus sanfranciscensis Saccharomyces cerevisiae Pães</p><p>Pediococcus damnosus S. cerevisiae, Brettanomyces</p><p>bruxellensis, Pichia fermentans</p><p>Cerveja, vinho e outras</p><p>bebidas</p><p>Acetobacter aceti - Vinagre</p><p>L. delbrueckii, Bacillus subtilis</p><p>Aspergillus oryzae e Aspergillus</p><p>sojae</p><p>Alimentos orientais (molho</p><p>shoyu, missô entre outros)</p><p>Tabela - Alguns exemplos de micro-organismos responsáveis pela produção de alimentos fermentados.</p><p>Fonte: Adaptado de Ribeiro et al. (2018).</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 161</p><p>14.3 Produção de biocombustíveis</p><p>Uma alternativa promissora à substituição dos combustíveis fósseis são</p><p>os biocombustíveis. Por serem provenientes de fontes renováveis, os gases</p><p>gerados na sua queima são reabsorvidos pela natureza, assim não acumulam</p><p>e não contribuem para o efeito estufa. Surgindo assim de maneira viável os</p><p>biocombustíveis de primeira, segunda e terceira geração (LOURES, 2016; MAGRO</p><p>et al., 2016):</p><p>- Biocombustíveis de primeira geração: são provenientes de açúcares, grãos e</p><p>sementes. São exemplos o etanol de milho ou de cana-de-açúcar e o biodiesel produzido</p><p>a partir de plantas oleaginosas. como a mamona e grãos de soja;</p><p>- Biocombustíveis de segunda geração: são produzidos pelo processamento da</p><p>biomassa celulósica de plantas;</p><p>- Biocombustíveis de terceira geração: são obtidos a partir da biomassa de micro-</p><p>organismos, em especial de microalgas.</p><p>Em especial, o interesse nas microalgas para a produção de biodiesel se deve ao</p><p>seu alto conteúdo de lipídeos, como os triglicerídeos e ácidos graxos livres, que podem</p><p>ser convertidos em biodiesel e é totalmente compatível com o diesel de petróleo em</p><p>praticamente todas as suas propriedades.</p><p>As algas também possuem as seguintes vantagens que justificam o seu destaque</p><p>como fonte de biodiesel: possuem uma elevada taxa de crescimento, podem ser</p><p>cultivadas durante todo o ano, possuem alta capacidade de sequestro de CO2, o</p><p>cultivo pode ser realizado em terras com baixo potencial agrícola e, portanto, reduz a</p><p>competição por terras agricultáveis, ao contrário dos biocombustíveis de primeira e</p><p>segunda geração (MAGRO et al., 2016; RODRÍGUEZ et al., 2017).</p><p>O cultivo das algas para essa finalidade pode ser feito em diversos sistemas, como</p><p>lagos e lagoas naturais ou artificiais(lagos e lagoas), tanques fechados fechados como</p><p>fotobiorreatores, que possuem paredes transparentes para exposição à luz solar.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 162</p><p>Título - Cultivo de algas em tanques para a produção de biocombustíveis</p><p>Fonte: https://visualhunt.com/f7/photo/4150749229/b2791ab286/</p><p>Para o cultivo das microalgas são necessários parâmetros específicos que influenciam</p><p>a produção como: intensidade da luz e comprimento de onda adequado, concentração</p><p>de CO2 e temperatura adequadas, quantidade de nutrientes adequada.</p><p>O óleo de interesse nas algas são seus lipídios, que podem representar até 80% do</p><p>seu peso seco. Como eles se encontram ligados à membrana celular, os métodos de</p><p>extração requerem o rompimento da parede celular das algas.</p><p>14.3 Conclusão</p><p>Neste capítulo, você conheceu alguns conceitos básicos da Microbiologia Industrial.</p><p>Além disso, agora você é capaz de diferenciar metabólitos primários e secundários</p><p>produzidos por micro-organismos, identificando alguns exemplos práticos dessa</p><p>aplicação. Você conheceu também exemplos da vasta aplicação industrial das enzimas</p><p>microbianas e aprendeu a diferenciar os micro-organismos probióticos ou importantes</p><p>quando a sua capacidade de fermentação para a produção de alimentos. Por fim, você</p><p>conheceu a respeito do uso de microalgas para a produção de biocombustíveis, uma</p><p>área ainda em estudo, mas muito promissora!</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/4150749229/b2791ab286/</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 163</p><p>CAPÍTULO 15</p><p>MICROBIOLOGIA INDUSTRIAL:</p><p>MICRO-ORGANISMOS E SEUS</p><p>PRODUTOS</p><p>Olá, aluno! Ao longo de nossa disciplina, você conheceu os micro-organismos: como</p><p>é feito o cultivo, como estimulamos ou controlamos o seu crescimento, quais os</p><p>diferentes grupos de micro-organismos, além dos vírus, que também são objeto de</p><p>estudo da Microbiologia. Você conheceu também o papel dos vírus na Vimos o seu</p><p>papel no ar, na água, no solo e em alguns processos industriais. Neste último capítulo,</p><p>você irá conhecer a Biotecnologia Microbiana Ambiental: a obtenção de produtos e</p><p>serviços de importância ambiental a partir da exploração de uma grande diversidade</p><p>de micro-organismos. Bons estudos!</p><p>15.1 Conceitos gerais</p><p>A Biotecnologia é uma ciência que utiliza um conjunto de conhecimentos técnicos</p><p>e métodos, de base científica ou prática, para o desenvolvimento de processos e</p><p>produtos de interesse aplicado, de valor econômico ou social.</p><p>Mas Azevedo et al. (2018) destacam que desde a antiguidade, quando ainda não</p><p>existia o microscópio e a existência dos micro-organismos era desconhecida, eles já</p><p>beneficiavam o homem na produção de ácido acético e ácido cítrico, na produção</p><p>de pães e bebidas alcoólicas. Mas o marco que revolucionou a biotecnologia foi a</p><p>descoberta da penicilina por Fleming, em 1928.</p><p>Por isso, é cada vez mais crescente a busca por micro-organismos que não sejam</p><p>patogênicos e possam ser utilizados em processos biotecnológicos. Nesse sentido,</p><p>os micro-organismos endofíticos têm ganho cada vez mais destaque.</p><p>Podemos definir os micro-organismos endofíticos como aqueles que colonizam</p><p>o interior das plantas sem causar-lhes danos durante parte ou todo o seu ciclo de</p><p>vida. Nessa interação, benéfica para ambos, o endófito beneficia-se pela sua proteção,</p><p>alimentação e transmissão na planta; e por sua vez, o micro-organismo promove o</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 164</p><p>crescimento, reprodução, resistência da planta ao ambiente e adaptação ao estresse</p><p>biótico e abiótico.</p><p>Título - Fungos endofíticos isolados a partir de fragmentos de folhas.</p><p>Fonte: arquivo pessoal da autora.</p><p>Esses micro-organismos endofíticos têm sido isolados em laboratório a partir de</p><p>fragmentos vegetais que são inoculados em placas de Petri contendo meio de cultura</p><p>apropriado para obter o crescimento de bactérias ou fungos. Os micro-organismos</p><p>obtidos são identificados por técnicas clássicas de microscopia e/ou biologia molecular,</p><p>e então são explorados para diferentes finalidades, que aqui serão exemplificadas</p><p>com foco na área ambiental.</p><p>A literatura científica nos mostra que todas as plantas já pesquisadas possuem</p><p>micro-organismos científicos. Mas essa ocorrência pode variar conforme a localização</p><p>geográfica da planta, a altitude, a precipitação, a idade da planta e as condições</p><p>sazonais. Isso significa que a mesma espécie de planta em diferentes condições</p><p>irá apresentar diferenças quanto à quantidade e diversidade de espécie de micro-</p><p>organismos que podem ser isoladas em laboratório.</p><p>A distinção entre micro-organismos endofíticos, epifíticos (que vivem na superfície</p><p>das plantas) e patogênicos (que causam doenças às plantas) é puramente didática! É</p><p>possível que a interação endófito-planta ocorra devido a um equilíbrio entre a defesa</p><p>da planta hospedeira e o poder de virulência do fungo.</p><p>Vale lembrar que micro-organismos de vida livre, como aqueles encontrados no solo,</p><p>e os epifíticos que habitam a superfície dos vegetais, também podem ser explorados</p><p>quanto ao seu potencial biotecnológico.</p><p>15.2 Uso de micro-organismos no controle biológico</p><p>Fungos endofíticos são comumente utilizados por sua ação entomopatogênica:</p><p>capacidade de infectar e causar doenças em insetos, o que é largamente empregado</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 165</p><p>no controle biológico de insetos-pragas na agricultura. Os fungos foram os primeiros</p><p>patógenos de insetos utilizados no controle biológico e hoje já existem centenas de</p><p>produtos comerciais que contém fungos entomopatogênicos na sua formulação.</p><p>A ocorrência da entomopatogenicidade depende de uma cadeia de eventos</p><p>bioquímicos e mecânicos sincronizados, assim descritos na revisão bibliográfica de</p><p>Orlandelli e Pamphile (2011):</p><p>1. O conídio (esporo assexuado) adere e germina sobre a cutícula do inseto, e então</p><p>ocorre uma combinação entre degradação enzimática e pressão mecânica. Enzimas</p><p>hidrolíticas como quitinases, proteases e lipases são produzidas e possibilitam que a</p><p>hifa fúngica penetre no inseto hospedeiro.</p><p>2. As hifas que atravessaram a cutícula do hospedeiro engrossam e se ramificam.</p><p>Os fungos produzem metabólitos secundários que afetam os canais de transporte</p><p>de íons envolvidos na resposta muscular e na integridade da membrana celular; as</p><p>toxinas (metabólitos fúngicos) liberadas levam o hospedeiro à morte.</p><p>3. Ocorre a exteriorização das estruturas fúngicas, com a produção de conídios</p><p>sobre a carcaça do hospedeiro.</p><p>Beauveria bassiana e Metarhizium anisopliae são exemplos de fungos</p><p>entomopatogênicos que são comercializados em formulações para controle biológico</p><p>de pragas.</p><p>Título - Formulação comercial contendo B. bassiana e sua ação sobre o inseto-praga.</p><p>Fonte - https://visualhunt.com/f7/photo/17234284391/eebd36450e/</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/35401597205/9e609f2103/</p><p>Azevedo et al. (2018) apontam também que o uso de micro-organismos endofíticos</p><p>no controle biológico pode ser empregado para combater fitopatógenos de plantas,</p><p>como fungos e bactérias, ou outras pragas agrícolas. Em geral, os endófitos colonizam</p><p>áreas no interior vegetal semelhante àquele ocupado por fitopatógenos, o que permite</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/17234284391/eebd36450e/</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/35401597205/9e609f2103/</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 166</p><p>seu uso como agentes de controle biológico de doenças de plantas por atuarem de</p><p>duas formas:</p><p>- Atuação direta: o endófito age sobre o patógeno no interior da planta hospedeira,</p><p>por antagonismo, competindo por nutrientes, ou pela produção de substâncias que</p><p>são tóxicas para o organismos indesejado.</p><p>- Atuação indireta: o endófito não atua diretamente sobre o patógeno ou inseto,</p><p>mas sim induzindo uma resposta na planta que leva a uma resistência sistêmica, o</p><p>que geralmente envolve alterações bioquímicas e estruturais na planta hospedeira,</p><p>afetando o estabelecimento, crescimento e o desenvolvimento do fitopatógeno.</p><p>Como exemplo de atuação direta, podemos citar fungos endofíticos produtores de</p><p>alcalóides responsáveis pela proteção das plantas, especialmente gramíneas forrageiras</p><p>contra animais herbívoros, já que esse composto é tóxico para os herbívoros. Já um</p><p>exemplo de atuação indireta é a síntese de substâncias tóxicas por determinadas</p><p>plantas contra herbívoros. Essa produção pode ser estimulada pela presença de</p><p>enzimas ou outros compostos dos micro-organismos endofíticos, que atuam sobre</p><p>certos genes da planta, promovendo a biossíntese destes metabólitos tóxicos (PEIXOTO</p><p>NETO et al., 2022).</p><p>15.3 Promoção do crescimento vegetal</p><p>Vários estudos já comprovaram que plantas reinoculadas com micro-organismos</p><p>geralmente crescem mais rápido e com mais vigor que aquelas não reinoculadas. Isso</p><p>também gera um aumento de produtividade e redução da necessidade de insumo</p><p>quando inoculadas com micro-organismos. Como exemplo, a cultura da soja inoculada</p><p>com rizóbios fixadores de nitrogênio traz uma economia anual de bilhões de dólares,</p><p>pois evita a compra de adubo nitrogenado.</p><p>Nesse contexto, Gomes et al. (2013) avaliaram o desenvolvimento de plantas de</p><p>milho infectadas e não infectadas com o fungo endofítico Fusarium verticillioides,</p><p>comparando as alterações morfológicas e fisiológicas possivelmente ocasionadas pela</p><p>interação endófito-planta. Os autores observaram que houve interferência do endófito</p><p>F. verticillioides sobre o desenvolvimento das plantas de milho, com diminuição da</p><p>concentração de clorofila b,o que poderia ser vantajoso para a planta em situações</p><p>de estresse.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 167</p><p>ISTO ESTÁ NA REDE</p><p>Pesquisadores da Universidade Estadual do Norte Fluminense (Uenf) fazem estudos</p><p>com bactérias endofíticas como uma ferramenta para expandir a agricultura do</p><p>estado do Rio de Janeiro, evitando o uso de produtos químicos. Essas bactérias</p><p>que são encontradas dentro das próprias plantas ajudam no desenvolvimento dos</p><p>vegetais e no controle de doenças. Na foto abaixo, divulgada pelos pesquisadores,</p><p>é possível observar o aumento no crescimento de plantas de mamão que foram</p><p>inoculadas com as bactérias endofíticas, se comparadas com plantas controle (não</p><p>inoculadas).</p><p>Conheça mais sobre essa pesquisa acessando o link: https://siteantigo.faperj.</p><p>br/?id=861.2.7</p><p>A promoção de crescimento vegetal por micro-organismos pode ser realizada por</p><p>mecanismos diretos por meio da fixação biológica de nitrogênio; produção de fitormônios,</p><p>tais como ácido indolacético e citocinas, ou pelo aumento da biodisponibilidade de</p><p>minerais.</p><p>Indiretamente, os micro-organismos promovem o crescimento vegetal por meio</p><p>do controle biológico de fitopatógenos ou por promoverem que a planta tenha um</p><p>aumento na síntese de substâncias que atuam na regulação do crescimento e/ou</p><p>por fixar nitrogênio atmosférico. Bactérias endofíticas dos gêneros Acetobacter,</p><p>Acinetobacter, Actinomyces, Agrobacterium, Azospirillum, Bacillus, Burkholderia,</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 168</p><p>Pantoea,Pseudomonas e Xanthomonas são exemplos de bactérias promotoras do</p><p>crescimento vegetal (PEIXOTO NETO et al., 2022).</p><p>15.4 Uso de resíduos da agroindústria para a produção</p><p>de enzimas</p><p>A produção de enzimas microbianas pode ser feita a partir de dois processos</p><p>fermentativos, assim descritos por Specian, Costa e Pamphile (2021):</p><p>- Fermentação em estado sólido - FES: consiste no crescimento e na formação do</p><p>produto em partículas sólidas na ausência (ou quase ausência) de água, desde que o</p><p>substrato contenha a umidade necessária ao metabolismo microbiano.</p><p>Um exemplo de fermentação em estado sólido é o cultivo de fungos do gênero</p><p>Aspergillus em matriz de grãos de soja para a produção de enzimas. Para isso, o grão</p><p>de soja pode ser fragmentado em moinho e peneirado para o controle do tamanho</p><p>das partículas, pois quanto menor for a partícula, maior será a superfície de contato</p><p>do micro-organismo. A matriz de grãos de soja funciona como um meio de cultura:</p><p>ela é colocada em meio contendo solução tampão para o controle de pH e solução</p><p>nutritiva que forneça os nutrientes necessários para o processo (OLIVEIRA, 2015).</p><p>- Fermentação submersa - FS: onde o crescimento microbiano geralmente ocorre</p><p>em substrato dissolvido em excesso de água livre, ou suspenso na fase líquida.</p><p>Azevedo et al. (2018) destacam que considerando a aplicação biotecnológica</p><p>ambiental, com a minimização dos impactos ambientais advindos da produção de</p><p>resíduos, é possível utilizar micro-organismos para o aproveitamento de resíduos</p><p>agrícolas como substratos para a seleção, isolamento e produção de enzimas fúngicas.</p><p>São exemplos de resíduos que podem ser utilizados em fermentação submersa</p><p>para a produção enzimática: palhas, caules, folhas, cascas, fibras, sementes de frutas,</p><p>legumes e cereais, bagaços gerados a partir da cana-de-açúcar e pó de café.</p><p>Título - Sabugo de milho, casca de abacaxi, bagaço de cana-de-açúcar e farelo de trigo são exemplos de resíduos da indústria que podem ser utilizados na</p><p>produção de enzimas microbianas.</p><p>Fonte - arquivo pessoal da autora.</p><p>O aproveitamento desses resíduos é importante porque:</p><p>• Eles são abundamente gerados pelo processamento de matérias-primas agrícolas;</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 169</p><p>• Anualmente uma grande quantidade de resíduos é gerada;</p><p>• Principais destinos dos resíduos ainda são limitados ao uso em ração animal;</p><p>• São ricos em açúcares, fibras, proteínas e minerais, ou seja, são fontes de</p><p>nutrientes para o crescimento microbiano;</p><p>• Proporcionam condições adequadas para a fermentação microbiana visando à</p><p>redução dos custos do processo de obtenção de enzimas e outros compostos.</p><p>Specian, Costa e Pamphile (2021) avaliaram a produção enzimática pelo endofítico</p><p>Diaphorte helianthi, utilizando diferentes substratos (farelo de trigo, farelo de arroz,</p><p>farinha de soja) para a fermentação submersa. Os autores concluíram que a adição</p><p>dos resíduos agroindústrias propiciaram um resultado próximo ou superior ao valor</p><p>obtido para o meio de cultura convencional, indicando que a utilização desses resíduos</p><p>na produção enzimática supriu as necessidades do fungo sem o uso de qualquer outro</p><p>indutor, o que representa um potencial positivo quanto ao aproveitamento desses</p><p>substratos alternativos para a produção enzimática.</p><p>Orlandelli et al. (2017) avaliaram a produção de enzimas por fungos endofíticos</p><p>utilizando casca de abacaxi, sabugo de milho, bagaço de cana-de-açúcar e farelo de</p><p>trigo por fungos endofíticos em fermentação submersa. De uma forma geral, casca</p><p>de abacaxi e bagaço de bagaço de cana-de-açúcar foram os substratos alternativos</p><p>que propiciaram a maior produção enzimática.</p><p>15.5 Biorremediação de corantes têxteis e outros efluentes industriais</p><p>A água para consumo humano pode ser contaminada por vários poluentes de origem</p><p>antrópica ou natural. Produtos farmacêuticos e de higiene pessoal, hormônios, derivados</p><p>do colesterol e alguns sub-produtos industriais têm sido considerados contaminantes.</p><p>Mais de 700 mil toneladas de corantes são produzidas anualmente e o seu descarte</p><p>acarreta em graves danos ambientais. Indústrias de grande porte geralmente utilizam</p><p>processos biológicos de tratamento (utilizando bactérias aeróbias), enquanto indústrias</p><p>de médio porte têm adotado sistemas de tratamento envolvendo métodos físico-</p><p>químicos.</p><p>A biorremediação da água é uma tecnologia emergente no campo da Engenharia</p><p>Ambiental. Essa técnica utiliza organismos vivos visando a mineralização (transformação</p><p>em gás carbônico e água) dos poluentes, o que resulta na remoção ou atenuação</p><p>do composto do poluente para um produto menos prejudicial na área contaminada</p><p>(AZEVEDO et al., 2018).</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 170</p><p>As pesquisas e publicações envolvendo a biorremediação microbiana têm aumentado</p><p>nos últimos anos, devido a algumas características atrativas, pontuadas por Azevedo et</p><p>al. (2018): gera baixo consumo de energia, possui alta eficiência e segurança ambiental.</p><p>Nesse contexto, muitos micro-organismos podem atuar ferramentas alternativas de</p><p>biodegradação ou biotransformação, transformando os compostos tóxicos em formas</p><p>inertes que não causam danos ao ambiente.</p><p>A ação microbiana para essa finalidade tem sido pesquisada de forma isolada ou</p><p>para a produção de um nanobiocompósito. A associação entre micro-organismo e</p><p>nanopartícula facilita a remoção do micro-organismo no ambiente após o seu uso,</p><p>visto que a magnetita (um exemplo de nanopartícula que pode ser utilizada) apresenta</p><p>característica magnética. Isso torna possível resgatar esse material do ambiente com</p><p>ajuda de um ímã que seja desenvolvido para esse propósito.</p><p>As pesquisas de fungos com potencial para a remoção de corantes, metais pesados</p><p>e outros contaminantes líquidos descartados pela indústria se inicia com a pesquisa</p><p>em laboratório: primeiro, um micro-organismo candidato pode avaliar a partir do seu</p><p>crescimento em um meio de cultura sólido contendo corante ou metal pesado, por</p><p>exemplo.</p><p>Nesse momento é possível avaliar se o micro-organismo tolerou a presença do</p><p>contaminante, para então, avaliar o seu crescimento em meio líquido contendo o</p><p>contaminante. Alíquotas coletadas de forma periódica podem fornecer informações</p><p>sobre a quantidade de contaminante presente, em comparação à quantidade inicial,</p><p>o que nos gera informação sobre a ação microbiana: se o micro-organismo de fato</p><p>tem uma ação biorremediadora, a quantidade do contaminante irá diminuir ao longo</p><p>dos dias avaliados.</p><p>No caso dos corantes, à medida que o micro-organismo o remove do meio líquido e</p><p>o incorpora nas suas células, é visível também uma mudança na coloração do micélio</p><p>fúngico, como mostra a figura abaixo:</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 171</p><p>Tìtulo - Fungo cultivado em meio líquido mostrando sua coloração típica (à esquerda) e alteração de cor (à direita) após a remoção do corante vermelho</p><p>que estava presente no meio líquido e foi incorporado às células fúngicas.</p><p>Fonte: arquivo pessoal da autora.</p><p>Além disso, a descoloração de corantes têxteis em meio líquido pode ser avaliada</p><p>com o uso da biomassa microbiana viva e inativada. Por exemplo, o micro-organismo</p><p>pode ter sua biomassa inativada sendo esterilizado em autoclave, e, após esse processo,</p><p>ser aplicado para a remediação, mantendo sua capacidade de ação. Isso garante</p><p>que o micro-organismo não irá liberar nenhum tipo de toxina, ou irá se reproduzir no</p><p>ambiente que está sendo biorremediado.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 172</p><p>REFERÊNCIAS</p><p>ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 10004: Resíduos</p><p>Sólidos - Classificação. Rio de Janeiro, 2004.</p><p>AGERTT, M. et al. Ocorrência de fungos filamentosos no ambiente de uma seção</p><p>de coleções especiais. SaBios - Revista de Saúde e Biologia, v. 17, n. 1, p.1-10, 2022.</p><p>ALMEIDA, L. M.; PELEGRINELI, S. Q.; SILVA FILHO, W. S. 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Brasília, 1990.</p><p>BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Conselho Nacional do Meio Ambiente.</p><p>Resolução CONAMA n. 314 de 29 de outubro de 2002. Dispõe sobre o registro de</p><p>produtos destinados a remediação e dá outras providencias. Brasília, 2002.</p><p>BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resolução</p><p>CONAMA n. 314 de 29 de outubro de 2002. Dispõe sobre a classificação dos corpos</p><p>de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como estabelece as</p><p>condições e padrões de lançamento de efluentes, e dá outras providências. Brasília, 2002.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 174</p><p>BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos</p><p>Recursos Naturais Renováveis. Instrução normativa nº 5, de 17 de maio de 2010.</p><p>Estabelece os procedimentos e exigências a serem adotados para efeito de anuência</p><p>prévia para a realização de pesquisa e experimentação, registro e renovação de registro</p><p>de produtos remediadores. Brasília, 2010.</p><p>BRASIL. Ministério da Saúde. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Resolução</p><p>n. 09 de 16 de janeiro de 2002. Dispõe sobre os padrões referenciais de qualidade</p><p>do ar interior, em ambientes climatizados de uso público e coletivo. Brasília, 1990.</p><p>BRASIL. Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Portaria n. 357</p><p>de 18 de março de 2005. Estabelece os procedimentos e responsabilidades relativos</p><p>ao controle e vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de</p><p>potabilidade, e dá outras providências.</p><p>BRASIL. Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Portaria n. 2914 de</p><p>12 de dezembro de 2011. 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2006.</p><p>https://www.revista.ueg.br/index.php/biociencia/article/view/11376</p><p>https://www.revista.ueg.br/index.php/biociencia/article/view/11376</p><p>https://www.revista.ueg.br/index.php/biociencia/article/view/11376</p><p>https://www.revista.ueg.br/index.php/biociencia/article/view/11376</p><p>_heading=h.gjdgxs</p><p>_heading=h.3jdcu51um7w3</p><p>_heading=h.w1mwg5kd62lf</p><p>_heading=h.30j0zll</p><p>_heading=h.1fob9te</p><p>_heading=h.1fob9te</p><p>_heading=h.o2l226fhog2z</p><p>_heading=h.lew2c21rrla6</p><p>_heading=h.6j0j42qujx5n</p><p>_heading=h.tcj7u8w5lncz</p><p>_heading=h.3znysh7</p><p>_heading=h.k6irirwbkpo5</p><p>_heading=h.gyed88h7ek7l</p><p>_heading=h.a1kwqy9fnrrh</p><p>_heading=h.8tdboa8ce5i7</p><p>_heading=h.2et92p0</p><p>_heading=h.ipdt4tfp6agg</p><p>_heading=h.2et92p0</p><p>_heading=h.9x12ycivl8f8</p><p>_heading=h.2et92p0</p><p>_heading=h.inbpk3x626oo</p><p>_heading=h.2et92p0</p><p>_heading=h.5qs7iimstml3</p><p>_heading=h.1grvqp1z1lfj</p><p>_heading=h.1grvqp1z1lfj</p><p>_heading=h.r5iajxityjgs</p><p>_heading=h.ckywuz141dje</p><p>_heading=h.t2hs1elso5p</p><p>_heading=h.2arx24fy3dec</p><p>_heading=h.xtj97hx9hrea</p><p>_heading=h.z8so9bohfyw4</p><p>_heading=h.1grvqp1z1lfj</p><p>_heading=h.9oasof6jrkyw</p><p>_heading=h.1grvqp1z1lfj</p><p>_heading=h.bne0dxgipmek</p><p>_heading=h.9jjattfuhllg</p><p>_heading=h.viasst3adr3m</p><p>_heading=h.pdyyioqhpnfq</p><p>_heading=h.7q6e4z7oxqto</p><p>_heading=h.18kjdpmd3cz</p><p>_heading=h.hx6h6nv2jral</p><p>_heading=h.g446t6mnnbbu</p><p>_heading=h.3jdcu51um7w3</p><p>_heading=h.gjdgxs</p><p>_heading=h.u5lvdu85jnen</p><p>_heading=h.30vgv2wnurx0</p><p>_heading=h.jmkk9z8f1rr6</p><p>_heading=h.5641bglbfqok</p><p>_heading=h.xzqmn2jo51he</p><p>_heading=h.r97jvr8pcbga</p><p>_heading=h.x2jwhsk2oiot</p><p>_heading=h.pwz4sxkhnz46</p><p>_heading=h.kvj23j8nduvr</p><p>_heading=h.rco8ns2bsu97</p><p>_heading=h.9jt4tq42y2o0</p><p>_heading=h.j2atfdkmd5m5</p><p>_heading=h.7ok86m8grmzd</p><p>_heading=h.pcekiy90x1b</p><p>_heading=h.hd7yvq8b88os</p><p>_heading=h.gluj5p728w2n</p><p>_heading=h.5fv8kzrgdjs6</p><p>_heading=h.hd7yvq8b88os</p><p>_heading=h.vj9a7twb5qb7</p><p>_heading=h.pz01rkbk134u</p><p>_heading=h.2et92p0</p><p>_heading=h.rja1xhz2y3bo</p><p>_heading=h.8nsfuq22abtr</p><p>_heading=h.583rf5m5pfdp</p><p>_heading=h.cqa3i8ssodj6</p><p>_heading=h.ff9ksmv8udqg</p><p>_heading=h.x6q0xucusbt7</p><p>_heading=h.g7c6wc1jykby</p><p>_heading=h.nrex15c9h3n7</p><p>_heading=h.7i26cfis0bb9</p><p>_heading=h.7f3z09ttvju5</p><p>_heading=h.q0qbhe9m61mk</p><p>_heading=h.s8cqgx4jyk9</p><p>_heading=h.ap9xrfja9ytr</p><p>_heading=h.bhwjgu88n5fp</p><p>_heading=h.9s9j0p48sqi5</p><p>_heading=h.oyxniydh1ov1</p><p>_heading=h.m68nmxtk9wic</p><p>_heading=h.xdgewzoq3u7i</p><p>_heading=h.mibscp6e3jry</p><p>_heading=h.yowxfsg37lou</p><p>_heading=h.4rgscx62d8l9</p><p>_heading=h.vz4lksep3ofl</p><p>_heading=h.ab6sma3w7mrv</p><p>_heading=h.dmmmojb9ae8u</p><p>_heading=h.30vgv2wnurx0</p><p>_heading=h.25d6svmr225c</p><p>_heading=h.gjdgxs</p><p>_heading=h.30vgv2wnurx0</p><p>_heading=h.f7tiqt6p7kl</p><p>_heading=h.o7llhfeqts3i</p><p>_heading=h.mnme0tvxx47s</p><p>_heading=h.n7344hqag78k</p><p>_heading=h.a4kxili1660z</p><p>_heading=h.2xp4j0ixd25m</p><p>_heading=h.hu5s3tlg5xyv</p><p>_heading=h.30j0zll</p><p>_heading=h.2xp4j0ixd25m</p><p>_heading=h.9gp221a1kaz4</p><p>_heading=h.hu5s3tlg5xyv</p><p>_heading=h.ok2ci3b3ahg9</p><p>_heading=h.gzd3b0sqv5kh</p><p>_heading=h.pjgsa5qqjrg7</p><p>_heading=h.4nm1agban0je</p><p>_heading=h.iq2ls6h6znta</p><p>_heading=h.8l2o0f545oy</p><p>_heading=h.z9s7zum1saqc</p><p>_heading=h.r5me04smzv4i</p><p>_heading=h.r5me04smzv4i</p><p>_heading=h.esb0b84jh1zi</p><p>_heading=h.r5me04smzv4i</p><p>_heading=h.r5me04smzv4i</p><p>_heading=h.r5me04smzv4i</p><p>_heading=h.r5me04smzv4i</p><p>_heading=h.r5me04smzv4i</p><p>_heading=h.nkc0w06fk12s</p><p>_heading=h.cjghea4jsgq1</p><p>_heading=h.6r9t78oqvqy</p><p>_heading=h.4m2j9w6su16r</p><p>_heading=h.h26juedvo5ud</p><p>_heading=h.90gltgvvrd7l</p><p>_heading=h.jbpb9kg7qepr</p><p>_heading=h.4vgdacjutd0s</p><p>_heading=h.2u42sohld08z</p><p>_heading=h.glw1uqxr8uqs</p><p>_heading=h.qv6gzs6gmjq0</p><p>_heading=h.3dy6vkm</p><p>_heading=h.b5nozs5wgc97</p><p>_heading=h.sgj7c2x2x5sn</p><p>_heading=h.tl3cn0v7yhbm</p><p>_heading=h.jwgsek3641c8</p><p>_heading=h.ul2st6pdal53</p><p>_heading=h.h3o7h498kxk0</p><p>_heading=h.5nyybkn9w7uq</p><p>_heading=h.yoijd0xbet52</p><p>_heading=h.heuux1hgrf13</p><p>_heading=h.dqsb32gv8of0</p><p>_heading=h.4m8eurnm9bm6</p><p>_heading=h.yjv7ifk6rn9r</p><p>_heading=h.yizddrqpui1b</p><p>_heading=h.ovx53qm16bpg</p><p>_heading=h.l791p52gvo6r</p><p>_heading=h.tjmxda3mxelo</p><p>_heading=h.xz88ybnm757v</p><p>_heading=h.soi2s0lnl0zz</p><p>_heading=h.ffu4zr9w8526</p><p>_heading=h.93fjkssy813g</p><p>_heading=h.ef2yj8zdql75</p><p>_heading=h.kgiozpy11ukd</p><p>_heading=h.ejgtkepdkcnj</p><p>_heading=h.xlpbwt68h856</p><p>_heading=h.tr72r6unwm9</p><p>_heading=h.d6gi8z30gvop</p><p>_heading=h.sejytferfu4n</p><p>_heading=h.2u42sohld08z</p><p>_headin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CRESCIMENTO E CONTAGEM DOS MICRO-ORGANISMOS</p><p>CONTROLE DO CRESCIMENTO MICROBIANO</p><p>BACTÉRIAS: CARACTERIZAÇÃO, DIVERSIDADE E IMPORTÂNCIA</p><p>FUNGOS: CARACTERIZAÇÃO, DIVERSIDADE E IMPORTÂNCIA</p><p>VÍRUS: CARACTERIZAÇÃO, DIVERSIDADE E IMPORTÂNCIA</p><p>ALGAS E PROTOZOÁRIOS: CARACTERIZAÇÃO, DIVERSIDADE E IMPORTÂNCIA</p><p>MICROBIOLOGIA DO AR</p><p>MICROBIOLOGIA DA ÁGUA</p><p>MICROBIOLOGIA DO SOLO: MICROBIOTA E INDICADORES DE QUALIDADE</p><p>MICROBIOLOGIA DO SOLO: CICLOS BIOGEOQUÍMICOS</p><p>MICROBIOLOGIA DO SOLO: BIORREMEDIAÇÃO</p><p>MICROBIOLOGIA DO TRATAMENTO DE RESÍDUOS SÓLIDOS E COMPOSTAGEM</p><p>MICROBIOLOGIA DO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS</p><p>MICROBIOLOGIA INDUSTRIAL</p><p>MICROBIOLOGIA INDUSTRIAL: MICRO-ORGANISMOS E SEUS PRODUTOS</p><p>úmido, mas nesse caso, o aquecimento é</p><p>o suficiente para que apenas os micro-organismos deteriorantes sejam eliminados,</p><p>sem alterar o sabor do produto. O tempo e temperatura empregados variam; para o</p><p>leite, por exemplo, 72 ºC por 15 segundos: elimina os patógenos e o leite se conserva</p><p>bem sob refrigeração.</p><p>ISTO ACONTECE NA PRÁTICA</p><p>Ao comprar um litro de leite no supermercado, temos o “leite de saquinho” e o “leite</p><p>de caixinha” disponíveis. Você conhece a diferença entre eles?</p><p>O leite de saquinho passou por um processo de pasteurização, que o aqueceu a 72</p><p>ºC por 15 segundos: todos os micro-organismos que poderiam ser nocivos para a</p><p>sua saúde foram eliminados. Mas, há micro-organismos deteriorantes do leite que</p><p>podem crescer lentamente, causando características indesejáveis ao produto. É por</p><p>isso que esse tipo de leite é comercializado de forma refrigerada (a refrigeração</p><p>reduz o crescimento microbiano) e tem validade de poucos dias para o consumo, e</p><p>também permanece viável para consumo por poucos dias após aberto.</p><p>Já o leite de caixinha passou por uma esterilização, chamada de tratamento de</p><p>temperatura ultraelevada, abreviado como UHT (considerando o termo em inglês).</p><p>Em torno de 140 ºC por 4 segundos são suficientes para eliminar todos os micro-</p><p>organismos contidos no leite. É por isso que você pode armazenar o leite de</p><p>caixinha (também chamado de leite UHT) por vários meses, sem refrigeração.</p><p>Já o calor seco oxida os componentes das células microbianas. Um bom exemplo é o</p><p>uso da chama direta, para flambar a alça de inoculação em laboratório de Microbiologia,</p><p>ou para incinerar vestimentas contaminadas de ambientes hospitalares.</p><p>Outro método consiste na esterilização em ar quente, em um forno a 170 ºC por</p><p>2 horas, sendo empregado para materiais que não podem ser autoclavados, como</p><p>algumas vidrarias e seringas de vidro, instrumentos de corte que poderiam oxidar</p><p>com a umidade e para ceras e óleos.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 23</p><p>Foto - Alça de inoculação sendo flambada por chama direta e esterilização de vidrarias em forno de ar quente.</p><p>Fonte: https://www.dreamstime.com/heating-handle-bunsen-burner-microbiological-inoculation-image176770885</p><p>https://pixabay.com/pt/photos/%C3%B3culos-forno-esteriliza%C3%A7%C3%A3o-quente-4198238/</p><p>2.2.2.2 Filtração</p><p>Há materiais que são termossensíveis, o que significa que eles não poderiam ser</p><p>esterilizados pelo calor, como vitaminas, enzimas, alguns meios de cultura e algumas</p><p>outras soluções.</p><p>Para esses casos, é possível utilizar um filtro estéril acoplado a uma bomba a vácuo,</p><p>que cria uma pressão de ar para que o material líquido (que pode ser um meio de</p><p>cultura) passe pelo filtro, que irá reter partículas indesejadas. Em especial, o sistema de</p><p>filtração a vácuo pode ser empregado para situações que a amostra líquida é viscosa</p><p>e/ou contém grandes suspensões de material (como biomassas microbianas) e, por</p><p>isso, a pressão exercida torna possível a separação de ambos.</p><p>Foto - um sistema de filtro acoplado a uma bomba a vácuo foi utilizado para filtrar um meio líquido em que ocorreu o crescimento de fungos (a biomassa</p><p>fúngica suspensa no meio de cultura está ilustrada na segunda foto). Ao passar pelo sistema de filtração, a biomassa fúngica (terceira foto), ficou retida no</p><p>filtro, enquanto o meio líquido foi coletado.</p><p>Fonte: arquivo pessoal da autora, fotos obtidas durante o desenvolvimento de sua tese de doutorado.</p><p>Quando há a necessidade de reter micro-organismos presentes em pequenos</p><p>volumes de soluções, menores que 1 mL, por exemplo, é possível utilizar filtros de</p><p>membrana com pequenos poros que retêm os micro-organismos, tornando a solução</p><p>estéril. Esses pequenos filtros possuem poros de tamanho variável: 0,22 a 0,45 µm</p><p>é o suficiente para reter bactérias e fungos, já poros ainda menores (0,01 µm) são</p><p>necessários para reter a maioria dos vírus (TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>https://www.dreamstime.com/heating-handle-bunsen-burner-microbiological-inoculation-image176770885</p><p>https://pixabay.com/pt/photos/%C3%B3culos-forno-esteriliza%C3%A7%C3%A3o-quente-4198238/</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 24</p><p>E, por fim, existem filtros de ar particulado de alta eficiência (HEPA) que retém até</p><p>99% das partículas do ar e fazem a esterilização de grandes áreas e superfícies. É o</p><p>caso do filtro acoplado ao fluxo laminar de segurança biológica, onde manipulamos</p><p>os micro-organismos no laboratório de Microbiologia. E os filtros presentes em salas</p><p>de cirurgia e salas hospitalares que recebem pacientes com queimaduras (MADIGAN</p><p>et al., 2016).</p><p>2.2.2.3 Baixas temperaturas</p><p>As baixas temperaturas, nem sempre causam a morte dos micro-organismos, mas</p><p>sim, exercem um efeito microbiostático, interrompendo o suas atividades metabólicas</p><p>e o seu crescimento. Esse é um processo eficiente para a conservação de alimentos,</p><p>drogas (como antibióticos) e culturas microbianas.</p><p>As temperaturas utilizadas em refrigeração evitam a reprodução e síntese de toxinas</p><p>pela grande maioria dos micro-organismos, mas há um grupo – classificado como</p><p>psicrotrófico – que continua a crescer lentamente, alterando alimentos refrigerados</p><p>após certo período de tempo.</p><p>Já o congelamento compreende os freezers tradicionais, ultracongeladores e os</p><p>botijões de nitrogênio líquido, cuja temperatura pode chegar a -195 ºC. Em geral,</p><p>muitas espécies microbianas não resistem ao congelamento: os cristais de gelo que</p><p>se formam rompem a estrutura celular, principalmente de bactérias (TORTORA; FUNKE;</p><p>CASE, 2017).</p><p>Mas como há microrganismos que sobrevivem a temperaturas extremamente baixas,</p><p>a criopreservação em nitrogênio líquido, geralmente com auxílio de crioprotetores como</p><p>o glicerol, é utilizada para armazenar estoques de culturas microbianas, fazendo com</p><p>que esses se mantenham viáveis a longo prazo. Esse processo é utilizado tanto para</p><p>fungos, quanto para bactérias.</p><p>2.2.2.4 Pressão osmótica e liofilização</p><p>O controle do crescimento microbiano por pressão osmótica consiste em utilizar</p><p>soluções hipertônicas, ricas em sal ou açúcar, para conservar alimentos. Charque e</p><p>peixes salgados (como bacalhau), frutas cristalizadas ou em forma geleias e compotas</p><p>são exemplos que encontramos facilmente à venda nos supermercados.</p><p>Quando colocadas em solução hipertônica, as células microbianas sofrem o processo</p><p>de plasmólise: a água presente no citoplasma tende a sair da célula para equilibrar a</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 25</p><p>quantidade de solvente e soluto dentro e fora da célula. Isso causa o encolhimento</p><p>do citoplasma com consequente perda das funções celulares, impossibilitando o</p><p>crescimento microbiano.</p><p>Já a liofilização ou dessecação retira a água presente na amostra de interesse –</p><p>geralmente alimentos ou a própria cultura microbiana que pode ser estocada liofilizada</p><p>– a célula microbiana se mantém viável, mas não multiplica na ausência de água. Frutas</p><p>desidratadas, como a uva passa, e fungos comercializados secos ou desidratados,</p><p>como shitake e funghi, são exemplos de alimentos liofilizados que são comuns em</p><p>supermercados.</p><p>ISTO ESTÁ NA REDE</p><p>O ramo da alimentação tem investido cada vez mais em novos produtos para</p><p>atrair clientes. A comida desidratada vem se apresentando como um setor em</p><p>crescimento, principalmente na área de alimentação saudável.</p><p>Conheça mais acessando a reportagem e vídeo publicados pelo site do Programa</p><p>Pequenas Empresas e Grandes Negócios (transmitido pela Rede Globo), que mostra</p><p>o caso de uma empresária que investe na venda de comida desidratada e saudável.</p><p>Confira as informações em: https://g1.globo.com/economia/pme/pequenas-</p><p>empresas-grandes-negocios/noticia/2019/02/24/empresaria-investe-em-comida-</p><p>desidratada-e-saudavel.ghtml</p><p>2.2.2.5 Radiação</p><p>A radiação consiste em ondas eletromagnéticas ou partículas que se propagam</p><p>com uma determinada</p><p>velocidade. Sua aplicação para o controle microbiano causa</p><p>um efeito microbiocida, que elimina os micro-organismos, tornando estéril a superfície</p><p>ou amostra de interesse. Dois tipos de radiação podem ser empregadas:</p><p>A radiação não-ionizante consiste basicamente no uso da luz ultravioleta (UV), no</p><p>comprimento de onda entre 220 e 300 nanômetros (nm), que é capaz de ser absorvida</p><p>pelo DNA de micro-organismos e vírus. O efeito microbicida se deve à formação de</p><p>dímeros de timina (ligação de timinas adjacentes), que interferem na replicação do DNA,</p><p>como mostra a figura abaixo. Esse tipo de radiação é aplicada em superfícies expostas</p><p>ao ar, como salas hospitalares e nos intervalos de do fluxo laminar de segurança</p><p>biológica utilizado em laboratórios de Microbiologia.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 26</p><p>Foto - Formação de dímeros de timina pela ação da luz UV.</p><p>Fonte: Tortora, Funke e Case (2017).</p><p>Já a radiação ionizante ioniza os átomos das moléculas e gera radicais super-</p><p>reativos. Eles oxidam a célula microbiana e causam danos ao seu DNA, impedindo</p><p>a multiplicação. Como exemplo, temos os raios X e gama utilizados para esterilizar</p><p>equipamentos médicos e produtos farmacêuticos e para conservar alimentos.</p><p>Atenção aluno(a), para uma informação importante quanto à radiação aplicada</p><p>em alimentos: o alimento que recebe radiação torna-se “irradiado”, ou seja, recebeu</p><p>radiação em níveis seguros. Esse alimento não se torna “radioativo”, não contém</p><p>radioatividade e não oferece riscos aos seres humanos.</p><p>2.2.3 Métodos químicos de controle do crescimento microbiano</p><p>Agentes químicos são utilizados para impedir o crescimento microbiano em tecidos</p><p>vivos ou superfícies inanimadas. Para que seja eficiente, o agente químico deve atender</p><p>aos seguintes requisitos:</p><p>Possuir atividade antimicrobiana, sendo capaz de inibir o crescimento ou destruir</p><p>o micro-organismo;</p><p>Ser solúvel em água ou outros solventes;</p><p>Manter-se estável (não perder sua ação) quando armazenado;</p><p>Não reagir com outras moléculas presentes a ser material tratado;</p><p>Não ser tóxico ou prejudicial aos seres humanos, plantas e animais;</p><p>Ter ação em temperatura ambiente ou corporal;</p><p>Ter capacidade de penetração, atravessando a superfície do material tratado,</p><p>removendo os micro-organismos sem causar corrosão na superfície ou tornar sua</p><p>cor diferente;</p><p>Ser de fácil acesso e ter baixo custo.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 27</p><p>Como destacam Black e Black (2021), a efetividade de um agente químico depende</p><p>de alguns fatores de uso, como tempo, temperatura, pH e concentração. A taxa de</p><p>mortalidade desejada será obtida utilizando o agente pelo tempo ideal, e ultrapassar</p><p>esse tempo nem sempre será adequado para aumentar a ação obtida. Já a taxa de</p><p>mortalidade microbiana geralmente é acelerada pelo aumento da temperatura.</p><p>ISTO ACONTECE NA PRÁTICA</p><p>No início de 2020, a COVID-19 foi decretada pela Organização Mundial da Saúde</p><p>como sendo uma pandemia. Assim, todos nós tivemos a necessidade de nos</p><p>adaptarmos uma rotina até então não utilizada pela grande maioria da população:</p><p>uso frequente de álcool 70%. Ao procurar o álcool nas prateleiras do supermercado,</p><p>você se deparou com concentrações de 46 a 99%. E porque o álcool 70% é o mais</p><p>eficiente?</p><p>Embora concentrações mais altas sejam mais efetivas, como regra geral, é</p><p>necessária a presença de um pouco de água para que os álcoois atuem como</p><p>desinfetantes, desnaturando as proteínas das células microbianas. Além disso, uma</p><p>mistura de álcool a 70% e água torna a evaporação do álcool mais lenta, fazendo</p><p>com que o álcool penetre mais profundamente nos materiais a serem desinfetados.</p><p>Consequentemente, o tempo de contato com o micro-organismo aumenta,</p><p>garantido a ação desejada (BLACK; BLACK, 2021).</p><p>2.2.3.1 Mecanismo de ação dos agentes químicos</p><p>Como o próprio nome já sugere, os agentes químicos acarretam em danos à célula</p><p>microbiana a partir de reações químicas. Há diferentes componentes celulares que</p><p>servem como alvo para essa ação:</p><p>Mecanismo de ação Considerações gerais</p><p>Desnaturação da</p><p>proteína</p><p>Pode ter efeito microbiocida, quando altera permanentemente a proteína, acarretando na morte microbiana.</p><p>Em outros casos, o efeito é microbiostático, pois a alteração é temporária e a proteína pode recuperar sua</p><p>estrutura normal. No geral, os agentes rompem as ligações de hidrogênio e dissulfeto presentes nas proteínas.</p><p>Alterações na</p><p>membrana</p><p>plasmática</p><p>No geral, os agentes químicos causam danos às proteínas ou lipídeos da membrana, resultando no</p><p>extravasamento do conteúdo celular para o meio externo, ou interferem no crescimento da célula pois altera</p><p>o funcionamento das proteínas e lipídeos que participam da entrada de nutrientes para o interior da célula.</p><p>Danos aos ácidos</p><p>nucleicos</p><p>Diferentes danos DNA e RNA por substâncias químicas são letais para a célula, que deixa de se multiplicar</p><p>e sintetizar enzimas. Há vários fármacos que em alguma das etapas do processo de replicação do DNA,</p><p>transcrição do DNA em RNA e tradução em proteínas.</p><p>Fonte: a autora. Adaptado de Black e Black (2021) e Tortora, Funke e Case (2017).</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 28</p><p>2.2.3.2 Alguns agentes químicos utilizados em nosso cotidiano</p><p>Medicamentos antibióticos são amplamente utilizados para o tratamento contra</p><p>bactérias e têm alvo de ação variada: DNA, RNA, proteínas, parede celular e membrana</p><p>plasmática bacteriana. Já no caso dos medicamentos antifúngicos, há uma diferença</p><p>importante: os fungos são eucariotos, assim como os seres humanos. Por isso, a</p><p>ação do medicamento geralmente ocorre em estruturas ou moléculas que não estão</p><p>presentes nas células humanas, como o ergosterol presente na membrana plasmática</p><p>fúngica e os componentes da parede celular fúngica.</p><p>De uma forma geral, no nosso cotidiano, utilizamos produtos químicos que são</p><p>antissépticos e atóxicos para a lavagem das mãos ou tratamento de ferimentos.</p><p>Nas prateleiras do supermercado, encontramos vários sabonetes antissépticos para</p><p>a venda. Esses produtos matam os micro-organismos, mas não necessariamente os</p><p>seus esporos de resistência.</p><p>Também utilizamos com frequência desinfetantes químicos para descontaminar</p><p>objetos inanimados, ou seja, pisos, mesas, bancadas e outras superfícies. Exemplos</p><p>de desinfetantes são o etanol, quaternários de amônio e produtos à base de cloro,</p><p>que estão entre os mais utilizados. Esses produtos matam os micro-organismos, mas</p><p>não necessariamente os seus esporos de resistência.</p><p>Fique atento! Alguns agentes têm dupla função: antissépticos e desinfetantes. É</p><p>o caso do álcool 70% que utilizamos para assepsia das nossas mãos, mas também</p><p>em superfícies inanimadas.</p><p>No caso de restaurantes e estabelecimentos de alimentação, o objetivo é reduzir</p><p>a contagem microbiana a um nível seguro de saúde pública, de forma que não haja</p><p>contaminação do alimento a ponto de causar deterioração ou danos à saúde do</p><p>consumidor.</p><p>. Para isso, são utilizados sanitizantes químicos. Reduzem o número de</p><p>microrganismos a níveis toleráveis,Já em ambientes hospitalares, esterilizantes</p><p>químicos gasosos comumente são utilizados para equipamentos que não poderiam</p><p>ser esterilizados por calor, como é caro dos cateteres usados em pacientes.</p><p>2.2.3.3 Conservantes químicos de alimentos</p><p>Alguns agentes antimicrobianos naturais estão presentes em alimentos e promovem</p><p>a estabilidade frente ao ataque de microrganismos, retardando ou impedindo a</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 29</p><p>multiplicação microbiana. É o caso dos óleos essenciais presentes em plantas</p><p>aromáticas e especiarias exemplificados abaixo.</p><p>Planta ou especiaria Óleos essenciais</p><p>Alho Alilsulfonil, alilsulfito</p><p>Canela Eugenol, timol, carvacrol , transcinamaldeído</p><p>Cravo Eugenol, acetato de eugenol</p><p>Mostarda Alilisotiocianato</p><p>Orégano Timol, carvacrol</p><p>Páprica Capsaicina</p><p>Pimenta-da-jamaica Eugenol, metil eugenol</p><p>Tomilho Timol, carvacrol</p><p>Tabela - Exemplos de óleos essenciais com ação antimicrobiana presentes em plantas aromáticas ou especiarias.</p><p>Fonte: Forsythe (2013)</p><p>Ao comprar alimentos industrializados, é comum que você encontre algum</p><p>conservante químico na lista de ingredientes. De forma geral, as substâncias utilizadas</p><p>são consideradas seguras e são prontamente metabolizadas pelo nosso organismo</p><p>(TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>Os ácidos orgânicos são amplamente utilizados para evitar o crescimento de bolores</p><p>e algumas bactérias em alimentos. É o caso do propionato de cálcio presente no pão</p><p>industrializado. Nitratos e nitritos conferem coloração avermelhada aos alimentos e</p><p>previnem o crescimento de Clostridium botulinum.</p><p>A nisina é uma bacteriocina (proteína) produzida por bactérias ácido-lácticas, sendo</p><p>utilizadas como conservantes alimentícios em produtos lácteos. Sua ação é efetiva</p><p>contra organismos Gram-positivos, podendo até mesmo prevenir o desenvolvimento</p><p>de endósporos bacterianos (FORSYTHE, 2013).</p><p>2.3 Conclusão</p><p>Neste capítulo, você conheceu alguns acontecimentos históricos que comprovaram</p><p>que o controle do crescimento microbiano era possível e necessário em nosso cotidiano.</p><p>Os métodos físicos e químicos de controle do crescimento microbiano foram</p><p>apresentados, sendo possível perceber que cada um deles é empregado e mais indicado</p><p>para uma determinada finalidade. Alguns óleos essenciais naturais também atuam</p><p>como conservantes de alimentos pois inibem o crescimento de fungos e bactérias.</p><p>Além disso, há conservantes químicos que são considerados seguros para o consumo</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 30</p><p>humano e estão presentes em alimentos industrializados, para conferir a eles um</p><p>maior tempo de prateleira e evitar o crescimento microbiano.</p><p>Em nosso estudo, foi possível perceber que ações de controle do crescimento de</p><p>micro-organismos está presente em vários momentos do nosso cotidiano: ao lavarmos</p><p>as mãos e escovarmos os dentes, durante a ida a um restaurante ou preparo de</p><p>alimentos em casa, ao tomar um medicamento e até mesmo durante a limpeza de</p><p>nossa casa.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 31</p><p>CAPÍTULO 3</p><p>BACTÉRIAS: CARACTERIZAÇÃO,</p><p>DIVERSIDADE E IMPORTÂNCIA</p><p>Olá, aluno(a)! Nesse capítulo, você irá conhecer sobre os objetos de estudos da</p><p>Bacteriologia: as bactérias – seres visíveis apenas ao microscópio, mas muito presentes</p><p>em nosso cotidiano. Costumamos nos lembrar de sua existência apenas quando</p><p>tomamos um medicamento antibiótico, ou consumimos o leite fermentado, famoso</p><p>por contém lactobacilos vivos. Mas várias bactérias estão presentes em nosso corpo</p><p>sem nos causar nenhum malefício. Aqui, conheceremos a forma e estrutura da célula</p><p>bacteriana. Analisaremos também a diversidade das bactérias em relação a diferentes</p><p>aspectos. Bons estudos!</p><p>3.1 Procariotos: Domínio Bacteria e Archaea</p><p>Bactérias são seres procariotos, unicelulares e desprovidos de um envoltório que</p><p>separa o material genético do restante das células. Isso significa que as bactérias</p><p>possuem estrutura celular simples: uma célula já é um indivíduo completo, possui</p><p>poucas organelas (estruturas responsáveis pelas funções e atividades da célula) e</p><p>seu material genético está no citoplasma da célula, sem separação em um núcleo,</p><p>como ocorre como a célula de animais e plantas.</p><p>Por muito tempo, se considerou que todos os procariotos fossem bactérias. Hoje,</p><p>os cientistas sabem que há um segundo grupo de procariotos – as arqueias ou</p><p>arqueobactérias – que compartilham muitas características das bactérias, mas são</p><p>evolutivamente mais próximas dos dos eucariotos do que das bactérias.</p><p>As arqueias geralmente possuem hábitos extremos ou incomuns, por isso as dividimos</p><p>em três grupos: metanogênicas (que produzem metano como produto residual da</p><p>respiração); halófilas extremas (vivem em ambientes extremamente salgados, como</p><p>o Mar Morto) e termófilas extremas (que vivem em ambientes de águas quentes</p><p>sulfurosas) (TORTORA, FUNKE, CASE, 2017)</p><p>Como as bactérias são os procariotos mais comuns e diversos, são elas que iremos</p><p>considerar aqui em nosso estudo sobre os procariotos.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 32</p><p>3.2 Morfologia, arranjos e estrutura das células</p><p>Quanto ao formato de suas células, uma bactéria ter as seguintes classificações:</p><p>cocos (arredondados), bacilos (bastonetes) ou espirais em formato de vírgula (vibriões),</p><p>de saca-rolhas rígido (espirilos) ou um espiral flexível (espiroquetas).</p><p>Embora uma bactéria seja formada por apenas uma célula, nem sempre ela é</p><p>encontrada isoladamente. Duas ou mais células podem permanecer unidas, formando</p><p>arranjos: pares (diplococos e diplobacilos), cadeias (estreptococos e estreptobacilos),</p><p>cachos (estafilococos) e cubos de quatro (tétrades) ou oito cocos (sarcinas).</p><p>Foto - Morfologia e arranjos bacterianos.</p><p>Fonte: https://www.shutterstock.com/pt/image-illustration/types-bacteria-classified-into-5-groups-162012344</p><p>A célula bacteriana mede até 2 µm (micrômetros) de diâmetro e 8 µm de comprimento.</p><p>Agora, vamos conhecer a estrutura da célula, utilizando como exemplo, uma bactéria</p><p>em formato de bastonete:</p><p>Tradução para a figura:</p><p>Cápsula Flagelo bacteriano</p><p>Parede celular Nucleoide (DNA circular)</p><p>Membrana plasmática</p><p>Citoplasma</p><p>Ribossomos</p><p>Plasmídeos</p><p>Pili</p><p>Figura - Célula bacteriana com suas estruturas típicas.</p><p>Fonte: https://pixabay.com/pt/vectors/escola-educa%C3%A7%C3%A3o-ci%C3%AAncia-diagrama-40847/</p><p>https://www.shutterstock.com/pt/image-illustration/types-bacteria-classified-into-5-groups-162012344</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 33</p><p>Cápsula: camada gelatinosa rica em polissacarídeos (açúcares), que reveste a parede</p><p>celular e auxilia na fixação e proteção da bactéria.</p><p>Parede celular: envoltório externo que confere proteção e manutenção da forma</p><p>da célula. Também previne contra ruptura e protege contra alterações externas.</p><p>As bactérias se dividem em dois grandes grupos, com base nas características de</p><p>suas paredes: Gram-positivas e Gram-negativas.</p><p>Membrana plasmática: camada dupla de fosfolipídeos e proteínas, que envolve o</p><p>citoplasma da célula.</p><p>Citoplasma: mistura aquosa de proteínas, lipídeos e açúcares, sendo que o principal</p><p>componente é água (cerca de 80%).</p><p>Ribossomos: organelas envolvidas com a síntese de proteínas.</p><p>Plasmídeos:</p><p>Pili: estrutura utilizada para reprodução (conjugação) e locomoção. Pili se refere</p><p>ao conjunto, cada estrutura individualmente é chamada pilus. Apêndice de uma célula</p><p>bacteriana utilizado para conjugação e locomoção. Algumas bactérias têm outras</p><p>estruturas semelhantes, chamadas fímbrias, utilizadas para fixação.</p><p>Flagelo: estrutura longa e delgada utilizada para locomoção (nem sempre está</p><p>presente).</p><p>Nucleoide: DNA com formato celular que contém os cromossomos.</p><p>Plasmídeo: DNA extracromossômico.</p><p>Em relação à parede celular, podemos dividir as bactérias em dois grandes grupos:</p><p>bactérias Gram-positivas e Gram-negativas. O termo Gram origina-se do nome Christian</p><p>Gram, pesquisador que desenvolveu um método de coloração que detecta as diferenças</p><p>na composição da parede da célula bacteriana.</p><p>Paredes Gram-positivas consistem basicamente de uma camada muito espessa de</p><p>peptideoglicano (açúcares e aminoácidos). Já as paredes Gram-negativas possuem</p><p>uma membrana externa de lipopolissacarídeos (lipídeos e açúcares), lipoproteínas</p><p>(lipídeos e proteínas) e fosfolipídeos, com uma camada fina de peptideoglicano</p><p>(TORTORA; FUNKE, CASE, 2017).</p><p>Em microscópio de luz, diferenciamos as bactérias Gram-positivas e</p><p>Gram-negativas</p><p>pela coloração: roxa e avermelhada, respectivamente, como mostra a figura abaixo:</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 34</p><p>Figura: Bacillus megaterium (Gram-positiva) e Dichelobacter nodosus (Gram-negativa).</p><p>Fonte: https://visualhunt.com/f7/photo/6414374677/86b1c87604/</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/51854569331/dfa01a6f0c/</p><p>ANOTE ISSO</p><p>O método de coloração de Gram se baseia no tratamento sucessivo de um</p><p>esfregaço bacteriano cristal violeta, lugol, álcool e fucsina, que são fixados pelo</p><p>calor. Todas as bactérias igualmente absorvem o cristal violeta e o lugol, adquirindo</p><p>a cor roxa.</p><p>Ao serem tratadas pelo álcool, as bactérias Gram-negativas se descoram, já as</p><p>Gram-positivas mantêm a cor. Ao receber a fucsina, somente as bactérias Gram-</p><p>negativas se coram em vermelho. Assim, em microscópio de luz, visualizamos as</p><p>bactérias Gram-positivas em cor roxa e as Gram-negativas são avermelhadas.</p><p>3.3 Metabolismo de bactérias</p><p>Todos os seres vivos precisam de carbono e energia para que as reações metabólicas</p><p>que ocorrem no interior da células sejam realizadas. Mas, os padrões de obtenção</p><p>dessas duas fontes variam e por isso, podemos classificar os seres vivos em diferentes</p><p>grupos segundo os seus padrões nutricionais, ou seja, sua fonte de energia e sua</p><p>fonte de carbono.</p><p>Quando analisamos essas duas fontes separadamente, temos:</p><p>• Fonte de energia: organismos fototróficos (utilizam a luz como principal fonte</p><p>de energia) ou quimiotróficos (utilizam compostos orgânicos ou inorgânicos</p><p>para obter energia). Entre as bactérias quimiotróficas, podemos dividi-las em</p><p>dois subgrupos: quimiolitotróficas: utilizam compostos inorgânicos como fonte</p><p>de energia; quimiorganotróficas: utilizam compostos orgânicos como fonte de</p><p>energia.</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/6414374677/86b1c87604/</p><p>https://visualhunt.com/f7/photo/51854569331/dfa01a6f0c/</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 35</p><p>• Fonte de carbono: organismos autotróficos (utilizam dióxido de carbono - CO2)</p><p>e os heterotróficos (utilizam uma fonte de carbono orgânica).</p><p>Até agora, analisamos separadamente as fontes de carbono e energia. Mas, lembre-</p><p>se que todo o ser vivo precisa de uma fonte de carbono e uma fonte de energia. Fazendo</p><p>as combinações possíveis entre elas, teremos quatro classificações nutricionais: seres</p><p>fotoautotróficos, foto-heterotróficos, quimioautotróficos e quimio-heterotróficos. Vamos</p><p>conhecer cada um desses grupos?</p><p>Bactérias fotoautotróficas: são aquelas que utilizam luz como fonte de energia e</p><p>CO2 como fonte de carbono. As bactérias fotoautotróficas se dividem em dois grupos:</p><p>aquelas que fazem fotossíntese oxigênica e as que fazem fotossíntese anoxigênica.</p><p>A fotossíntese oxigênica é a fotossíntese “comum”, que utiliza os átomos de</p><p>hidrogênio da água (H2O) para reduzir o dióxido de carbono (CO2), liberando oxigênio</p><p>(O2). É o caso das cianobactérias.</p><p>Já as bactérias fototróficas utilizam enxofre (S), compostos sulfurosos (como o</p><p>sulfeto de hidrogênio, H2S), ou gás hidrogênio (H2) para reduzir o dióxido de carbono e</p><p>formar compostos orgânicos. É o caso, por exemplo, das bactérias púrpuras sulfurosas.</p><p>Bactérias foto-heterotróficas: são aquelas que utilizam a luz como fonte de energia,</p><p>mas não são capaz de utilizar o CO2. Ao invés disso, utilizam compostos orgânicos</p><p>como fonte de carbono (como os carboidratos e ácidos orgânicos) e doadores de</p><p>elétrons em suas reações metabólicas. É o exemplo das bactérias verdes e púrpuras</p><p>não sulforosas.</p><p>Bactérias quimioautotróficas: utilizam os elétrons obtidos de compostos inorgânicos</p><p>como fonte de energia, e o CO2 é fonte de carbono. É o caso das bactérias que participam</p><p>do ciclo do nitrogênio e oxidam compostos nitrogenados como fonte de energia,</p><p>sendo chamadas coletivamente de bactérias nitrificantes. Nesse grupo, temos as</p><p>Nitrosomonas (que oxida amônia a nitrito) e o gênero Nitrobacter (que oxida nitrito</p><p>a nitrato).</p><p>Bactérias quimio-heterotróficas: as fontes de energia e carbono são geralmente o</p><p>mesmo composto orgânico, por exemplo, glicose (açúcar), por exemplo. A maioria das</p><p>bactérias, os fungos, protozoários e animais são quimio-heterotróficos. Nesse grupo,</p><p>chamamos de saprófitas os seres que vivem na matéria orgânica morta, e parasitos</p><p>são aqueles que obtêm nutrientes de um hospedeiro vivo. Os micro-organismos de</p><p>importância médica, que causam doenças catabolizam substratos provenientes de</p><p>seu hospedeiro (TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 36</p><p>3.4 Diversidade taxonômica de bactérias</p><p>O corpo de um ser humano contém cerca de 10 trilhões de células, mas estima-</p><p>se que nosso corpo abriga aproximadamente 10 vezes mais células procarióticas do</p><p>que eucarióticas. Esse grande conjunto de procariotos recebe o nome de microbioma</p><p>humano. A maior parte desses procariotos habita o nosso intestino e dois grupos</p><p>bacterianos são predominantes: os Bacteroidetes e os Firmicutes (MADIGAN et al.,</p><p>2016). Você conhecerá mais sobre eles a seguir.</p><p>E você já imaginou que as bactérias presentes em nosso corpo podem interferir</p><p>em nosso peso corporal? Segundo Madigan et al. (2016), quanto maior a proporção</p><p>de Firmicutes em nosso organismo, maior peso terá o ser humano ou o camundongo.</p><p>Os cientistas sugerem que, nesse caso, mais gordura é absorvida a partir da mesma</p><p>quantidade de comida em relação a outras pessoas, pois as espécies de Firmicutes</p><p>convertem mais fibras em cadeias curtas de ácidos graxos que podem ser absorvidos</p><p>pelo organismo hospedeiro.</p><p>Quando pensamos na diversidade de bactérias, podemos considerar diferentes</p><p>fatores: habitat, modo de vida ou importância econômica; metabolismo, e classificação</p><p>taxonômica.</p><p>A classificação taxonômica, popularmente também chamada de classificação</p><p>científica, se refere à classificação científica dos seres vivos, hoje muito pautada nos</p><p>estudos de Biologia Molecular. A classificação taxonômica das bactérias é muito diversa!</p><p>Há mais de 10 mil espécies já descritas, mas um número bem menor já foi caracterizado</p><p>e estudado em laboratório pelos cientistas. Mais de 90% das bactérias já estudadas</p><p>pelos cientistas pertencem aos seguintes filos: Proteobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes</p><p>e Actinobacteria. A seguir, iremos conhecer as características gerais e representantes</p><p>que são de importância para os diferentes campos de estudo da Microbiologia.</p><p>3.4.1 Filo Proteobacteria</p><p>É o grupo mais numeroso e metabolicamente diversificado, formado por bactérias</p><p>Gram-negativas. As proteobactérias incluem bactérias patogênicas de plantas e de</p><p>seres humanos, e bactérias de importância industrial e agrícola.</p><p>O gênero Erwinia é formado por bacilos que causam podridões moles, queimas e</p><p>murcha em várias plantas de interesse econômico, como alho, batata e batata-doce</p><p>(DUARTE, 2011). Isso ocorre porque essas bactérias produzem enzimas que fazem a</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 37</p><p>quebra da pectina entre as células individuais das plantas, causando uma separação</p><p>entre as células, doença chamada de podridão mole (TORTORA; FUNKE, CASE, 2017).</p><p>Figura: Aspecto da podridão mole causada por Erwinia carotovora, essa doença pode acometer diversas culturas de planta.</p><p>Fonte: https://visualhunt.com/f7/photo/3622536730/f5e0ed3920/</p><p>Entre os patógenos de seres humanos estão os gêneros Escherichia, Helicobacter,</p><p>Salmonella e Vibrio, que são de interesse da Microbiologia Clínica e de Alimentos.</p><p>O gênero Escherichia compreende bastonetes Gram-negativos, anaeróbios facultativos,</p><p>que geralmente habitam o habitam o trato intestinal de animais, incluindo o homem.</p><p>No geral, são bactérias benéficas pois reduzem a multiplicação de bactérias nocivas e</p><p>sintetizam vitaminas importantes. Mas, algumas cepas causam gastroenterites e são</p><p>transmitidas pelo consumo de água</p><p>e alimentos contaminados, como carne moída</p><p>crua ou mal cozida, leite não pasteurizado (RAIMUNDO; PAMPHILE; ORLANDELLI,</p><p>2019; TORTORA; FUNKE; CASE, 2017).</p><p>Escherichia coli são as bactérias muito bem conhecidas pelos cientistas</p><p>servindo como organismos-modelo para estudos. principais representantes</p><p>dos coliformes; geralmente são inofensivas, mas algumas linhagens podem ser</p><p>patogênicas. Certamente, você já ouviu o termo “coliforme”, mas você sabe o que</p><p>ele significa? Coliformes são bactérias indicadoras de contaminação, encontradas</p><p>em fezes, terra e vegetais. O grupo dos coliformes é formado também pelos gêneros</p><p>Citrobacter, Enterobacter e Klebsiella. Coliformes totais são bactérias morfologicamente</p><p>semelhantes,. Os coliformes fecais somente provêm das fezes, ou seja, fazem parte</p><p>da flora normal das fezes de humanos e animais (FIGUEIREDO, 2012). As variedades</p><p>patogênicas (ou patovares) de E. coli são classificadas segundo suas características</p><p>e importância.</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 38</p><p>Patovares de E. coli Características e importância</p><p>EIEC</p><p>(E. coli enteroinvasiva)</p><p>Aderem às células do intestino delgado, invadem os enterócitos</p><p>e camadas mais profundas da mucosa intestinal, alcançando</p><p>o sistema linfático onde ocorre multiplicação; algumas células</p><p>bacterianas morrem liberando endotoxinas.</p><p>EaggEC</p><p>(E. coli enteroagregativa)</p><p>Possuem fímbrias, produzem a enterotoxina SJ-like e causam</p><p>diarreia em seres humanos.</p><p>EPEC</p><p>(E. coli enteropatogênica)</p><p>Possuem fatores de virulência responsáveis pela sua colonização,</p><p>mas produzem toxinas; causam diarreia em seres humanos e</p><p>animais.</p><p>ETEC</p><p>(E. coli enterotoxigênica)</p><p>Possuem fímbrias, produzem enterotoxinas causadoras da maioria</p><p>das colibaciloses neonatais em humanos e animais.</p><p>STEC</p><p>(E. coli produtora de toxina Shiga)</p><p>Envolvidas na síndrome urêmica hemolítica e colite hemorrágica</p><p>em humanos.</p><p>Tabela - Breve descrição das variedades patogênicas de Escherichia coli.</p><p>Fonte: a autora. Adaptado de: Merengue, Oliveira e Gonçalves (2022).</p><p>ANOTE ISSO</p><p>O termo endotoxina se refere à parte da porção externa da parede celular (lipídeo A)</p><p>da maioria das bactérias Gram-negativas. Corresponde a uma toxina ao ser liberada</p><p>quando a célula bacteriana é destruída.</p><p>A enterotoxina é uma proteína liberada extracelularmente pelas bactérias à medida</p><p>que elas crescem. Causa danos ao intestino delgado do hospedeiro (gastrenterite).</p><p>Os representantes do gênero Helicobacter são bastonetes Gram-negativos curvos,</p><p>microaerófilos, com vários flagelos. Podemos destacar a espécie A espécie Helicobacter</p><p>pylori, que está associada com mais de 80% das úlceras pépticas, 49% dos cânceres</p><p>gástricos e a mais de 90% dos casos de linfomas associados à mucosa gástrica. Sua</p><p>prevalência entre adultos de meia-idade é maior nos países em desenvolvimento (80</p><p>a 90%) do que em países desenvolvidos (40%) (FIGUEIREDO, 2012). Essa bactéria</p><p>debilita a camada mucosa protetora do estômago e do duodeno, permitindo que o</p><p>ácido gástrico chegue até a parede estomacal; esse ácido e a bactéria irritam a parede,</p><p>causando dor e úlceras (FIGUEIREDO, 2012).</p><p>Salmonella é um gênero de bacilos Gram-negativos, anaeróbios facultativos,</p><p>agrupados em apenas duas espécies: Salmonella bongori e Salmonella enterica, que</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 39</p><p>inclui mais de 2.000 sorotipos. A salmonelose causa náusea, dor abdominal e diarréia,</p><p>a partir de 12 h após a ingestão de alimentos contaminados; choque séptico pode</p><p>ocorrer em lactentes e idosos. Surtos de salmonelose ocorrem a partir de carnes,</p><p>aves, ovos, leite e produtos lácteos, e preparos com ovos crus, como molhos para</p><p>salada e sobremesas (RAIMUNDO; PAMPHILE; ORLANDELLI, 2019; TORTORA; FUNKE;</p><p>CASE, 2017).</p><p>Bastonetes Gram-negativos, ligeiramente curvados e com um flagelo polar formam</p><p>o gênero Vibrio, que tem Vibrio cholerae e Vibrio parahaemolyticus como seus</p><p>principais representantes. V. cholerae: causa a cólera, sendo transmitida pela água.</p><p>V. parahaemolyticus é transmitida por peixes, mariscos, ostras e crustáceos crus ou</p><p>mal cozidos que foram armazenados de forma inadequada (RAIMUNDO; PAMPHILE;</p><p>ORLANDELLI, 2019).</p><p>3.4.2 Filo Bacteroidetes</p><p>Compreende mais de 700 espécies de bacilos Gram-negativos aeróbios estritos,</p><p>anaeróbios facultativos ou anaeróbios obrigatórios. O gênero Bacteroides é o</p><p>representante mais bem estudado, pois é um dos principais componentes da microbiota</p><p>intestinal humana e de outros animais, onde são normalmente comensais (MADIGAN et</p><p>al., 2016). Embora sejam parte da microbiota intestinal, espécies desse gênero podem</p><p>causar infecções que resultam de ferimentos ou cirurgias, como a peritonite, uma</p><p>inflamação resultante de uma perfuração intestinal (TORTORA; FUNKE, CASE, 2017).</p><p>3.4.3 Filo Firmicutes</p><p>Composto por bactérias Gram-positivas que incluem bacilos isolados ou em arranjos</p><p>(estreptobacilos). Nesse filo estão os lactobacilos, utilizados em produtos lácteos</p><p>fermentados. Outros têm importância clínica, como os clostrídios causadores do tétano</p><p>e botulismo (Clostridium tetani e C. botulinum, respectivamente) (MADIGAN et al., 2016).</p><p>O gênero Lactobacillus é o mais importante da ordem Lactobacillales, e engloba</p><p>bactérias produtoras de ácido láctico e espécies industrialmente importantes, como</p><p>por exemplo, o Lactobacillus casei presente naquela famosa marca de leite fermentado,</p><p>conhecida por todos nós. Mas, você sabe para que servem os lactobacilos nos alimentos?</p><p>Eles equilibram o funcionamento do nosso intestino, impedem a multiplicação de</p><p>bactérias nocivas, inibem a produção de toxinas, melhoram a digestão e fortalecem</p><p>o sistema imunológico (FIGUEIREDO, 2012).</p><p>MICROBIOLOGIA AMBIENTAL</p><p>PROF.a RAVELY CASAROTTI ORLANDELLI</p><p>FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 40</p><p>Foto 1 - Microscopia eletrônica de varredura, mostrando os Lactobacillus, com sua célula típica em formato de bastonete.</p><p>Fonte: https://visualhunt.com/f7/photo/50789570366/75daf12dba/</p><p>Foto 2 - Leite fermentando, um produto mundialmente conhecido por conter lactobacilos vivos que conferem propriedades benéficas (probióticas) ao</p><p>organismo.</p><p>Fonte: https://visualhunt.com/f7/photo/4013867131/10f97482c9/</p><p>Os bacilos do gênero Clostridium são formadores de endósporos (estrutura dormente,</p><p>de resistência) e anaeróbios. C. botulinum cresce em alimentos enlatados que não sejam</p><p>ácidos (pH> 4,7), causando botulismo. Essa doença está relacionada à produção de</p><p>neurotoxinas que impedem a transmissão de impulsos nervosos através das sinapses.</p><p>Os sintomas incluem fadiga, náusea, tontura, fraqueza generalizada, visão dupla e</p><p>paralisia flácida progressiva; podendo evoluir para morte por insuficiência cardíaca</p><p>e respiratória (RAIMUNDO; PAMPHILE; ORLANDELLI, 2019). É importante que você</p><p>saiba que a toxina botulínica é produzida somente em um ambiente anaeróbico (sem</p><p>oxigênio) e de baixa acidez, o que inclui uma grande variedade de alimentos enlatados,</p><p>como milho, feijão, sopas, atum, palmito e patê (FIGUEIREDO, 2012).</p><p>C. botulinum produz sete neurotoxinas diferentes, indicadas por letras de A a G,</p><p>sendo que as dos tipos A e B já foram encontradas em vários alimentos, principalmente</p><p>os em conserva, enquanto o tipo E é encontrado em peixes e frutos do mar. A toxina</p><p>letal do botulismo (Botox) tem usos terapêuticos para várias condições clínicas, como</p><p>cefaleias crônicas, paralisia cerebral, doença de Parkinson e esclerose múltipla, suor</p><p>excessivo (hiperidrose), entre outros. O Botox utilizado para fins estéticos se refere</p><p>à toxina botulínica do tipo A, purificada e em quantidades seguras e aprovadas para</p><p>uso por órgãos regulatórios.</p><p>Outra espécie importante de Clostridium é a C. tetani, comum em solo contaminado</p><p>com fezes de animais. Essa bactéria produz uma neurotoxina chamada tetanospasmina,</p><p>que penetra no sistema nervoso central pelos nervos periféricos ou pelo sangue.</p><p>Implicações comuns da</p>