A8 Microbiologia das Águas

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MICROBIOLOGIA DA ÁGUA
 O planeta com muita umidade e circulação contínua – evaporação e transpiração.
 Uma gota é complexa – possui compostos químicos e micro-organismos (importância ambiental).
- Água utilizada pelo homem, tratada ou não.
- Água de esgoto ou residuais (fins doméstico ou industrial), tratamento – micro-organismos.
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ÁGUAS NATURAIS
Ciclo hidrológico – processo em que a umidade da terra circula para a atmosfera e vice-versa.
-  Evaporação: oceanos, lagos, rios e águas de superfície.
-  Transpiração: das folhas das plantas
-  Precipitação: chuva, granizo, neve.
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Classificação das águas quanto a localização:
Água atmosférica
Água superficial
Água de lençol freático
	A água serve como habitat: -habitat de água doce, -estuário e -marinho
Microbiologia aquática depende das características físicas e químicas dos ambientes aquáticos.
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Ambiente aquático:
Condições físicas, químicas e ambientais:
Temperatura, 
Luminosidade, 
pH 
Nutrientes
Vão determinar os tipos de micro-organismos encontrados.
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Temperatura:
 0 a 40 graus (regiões polares e equatoriais). 
 A arqueobactéria (hipertermófila) Pyrodictium occultum – encontrado em fendas no fundo do oceano, com água de até 103C. Não cresce em temp. inferiores a 82C, é autotrófica, anaeróbica forma H2S – de H2 + S.
 Micro-organismos psicrófilos deterioram alimentos em temperaturas de 4-10C. Alguns são encontrados em águas frias e solos, tais como os oceanos e regiões polares (Pseudomonas, Flavobacterium, Alcaligens).
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Pressão hidrostática:
- É a pressão do fundo de uma coluna de água.
- A pressão é maior em profundidades maiores (1 atm. a cada 10 metros).
- Há adaptações para as profundezas, pois muda a velocidade das reações, solubidade dos nutrientes e o ponto de ebulição da água.
Organismos barófilos: necessitam de altas pressões (com profundidades de 1000 a 10000). 
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Luz:
- Organismos fotossintéticos, e outros dependem de seus produtos. 
Algas e cianobactérias: são restritas na camada superficiais, estão presentes na Zona fótica – região onde ocorre a fotossíntese. 
- Seu tamanho depende das condições como: posição do sol, estação de ano e principalmente a turbidez da água.
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Salinidade:
- NaCl, varia de zero (água doce) até 32% (lagos salgados). 
- São encontrados outro sais como sulfatos, carbonatos, cloretos.
- Concentração variável nos estuários.
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Turvação:
- Há variações na turbidez das águas: oceanos podem ser límpido em grandez profundidades, enquanto alguns rios são muito turvos, a turvação é determinada por:	
 Partículas de materiais minerais provenientes de erosão.
 Detritos, formada por decomposição de matéria orgânica.
 Microrganismos suspensos.
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- Quanto maior a turbidez menor a zona fótida.
- As partículas servem como superfície para os micro-organismos, como as epibactérias.
- As partículas são também metabolizadas pelos micro-organismos.
pH (concentração hidrogeniônica)
- Micro-organismos aquáticos crescem bem em pH de 6,5-8,5.
- Em lagos e rios apresentam uma amplitude maior de pH, com variações de 1 a 11,5 (arqueobactérias).
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Nutrientes:
- Quantidade e tipo de matéria orgânica e inorgânica nos ambientes aquáticos influenciam no tipo de microrganismo que irá crescer – carga de nutriente de um ambiente.
- Variável em locais de recebimento de esgoto e com variação menor em alto mar.
- Nitratos e fosfatos (MI) dos esgotos – promovem o crescimento das algas.
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- Em quantidades excessivas leva ao excesso de algas, esgotando o O2 da água e matando outros organismos.
- Entretanto, dejetos podem possuir agentes antimicrobianos, mercúrio e metais pesados e selecionam alguns resistentes.
- Pseudomonas, removem o mercúrio convertendo-o em mercúrio metilado que vai para a atmosfera.
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 Zooplâncton fitoplâncton
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 Zooplâncton fitoplâncton
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DISTRIBUIÇÃO DOS MICRO-ORGANISMOS NO AMBIENTE AQUÁTICO.
Podem ocorrer em todas as profundidades:
 Camada superior: a película da superfície
 Sedimento do fundo: em águas profundas
A vida microbiana de pântanos, lagos e oceanos é denominada de plâncton.
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Pode ser Fitoplancton – algas ou cianobactérias. 
Fotossintetizantes - são produtores primários. Muitos flutuam, sendo móveis e permanecendo na superfície.
 ou Zooplâncton – protozoários e outros.
- Regiões profundas são chamadas de Zonas Bênticas. Essas regiões são as mais ricas do sistema aquático. Além de microrganismos serem encontrados em outros organismos.
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ÁGUA DOCE
Lagos, pantanos, rios e ribeirões – a área de estudo dos microrganismos é a limnologia.
Lagos e pantanos
Zonas ou camadas
 Zona Litorânea
 Zona Limnética
 Zona Profunda
 Zona Bêntica
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Zona limnética e litorânea – apresenta grande variedade de micro-organismos, sendo as regiões mais produtivas de MO.
As zonas bênticas são ricas em matéria orgânica – região rica em microrganismos heterotróficos anaeróbios.
Os micro-organismos são afetados pelas alterações sazonais.
- No verão a camada superior é quente e menos denso e se inverte no inverno.
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 Durante o outono e a primavera há mistura de nutrientes e oxigênio que aumenta o crescimento de algas – florescência.
 As algas além de atuar na cadeia alimentar diretamente, também influenciam na população de animais (peixes), pela produção de toxinas e neurotoxinas. 
 Eutrófico: ricos em N e P – crescimento maciço de algas
- Oligotrógico: pobres em nutrientes e micro-organismos.
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População bacteriana de um lago
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Rios e córregos
- Maioria dos nutrientes vêm do sistema terrestre.
Os microrganismos aquáticos refletem as condições terrestres que o cercam:
práticas domésticas,
agrícolas e 
Industriais.
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ESTUÁRIOS
Variações constantes ao longo do tempo.
Baia de Chesapeake - 9 rios
 Salinidade de 1 - 3,5%
 Grande área litorânea, afetada pela industrialização
 Presença de milhões de pessoas.
 População microbiana sujeita a flutuações consideráveis.
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Espécies nativas ou específicas da região
Transitórias, de fontes domésticas, agrícolas e industriais.
Esgotos: rico em MO – bactérias predomimantes são os coliformes (bacilos gram-negativos: E. coli; estreptococos fecais (S. faecalis); Aeromonas, Bacillus, Proteus, Clostridium, Thiobacillus...além de vírus intestinais como da Hepatite A e poliomielite.
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 Regiões pobres dos estuários – bactéria pedunculares e gemulantes (Hyphomicrobium, Caulobacter e Gallionella).
 Bactérias de solo – Azotobacter, Nitrosomonas e Nitrobacter.
 Fungos – ascomycetes, Phycomycetes e Deuteromycetes.
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Rede alimentar simplificada de estuário
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OCEANOS
- Micro-organismos habitam todas as latitudes e profundidades.
- As condições são mais uniformes que outras águas.
	- Dificuldades para estudo.
Plâncton Marinho: A população consiste de espécies de cianobactérias e algas (diatomáceas, dinoflagelados, cocolitóforos e clamidomonas).
- Conversão de energia radiante em energia química (MO) que se acumulam no mar.
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para a obtenção de 50 milhões de ton. de peixe são necessários 50 bilhões de metros cúbicos de fitoplâncton.
Bactérias e algas em regiões costeiras podem alterar a cor da água (ver fig.)
- O Mar vermelho – cianobacteria Oscillatoria erythraea
- algas com pigmentos (maré-vermelha)
- Coloração parda ou amarelo esverdeado – fluorescência de micro-organismos
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Florescência de Algas douradas
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Florescência de Algas azul esverdeadas (Trichodesmium)
Maré vermelha (Noctiluca scintillans)
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- Algas fitoplantônicas na Zona fótida – determina presença de bactérias.
- Além do alimento, auxiliando como suporte 
- Bactérias são moderadamente halofílicas
- Temperatura adequada para psicrófilas, como bactérias luminosas – estreita relação com os animais marinhos.
- As gram-negativas com vantagem emambientes com nutrientes diluídos – presença de enzimas na Membrana Externa e o LPS serve como proteção.
 Vibrios, Acinetobacter, Pseudomonas, Flavobacterim...
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Fungos e Protozoários Marinhos: 
Esporos de bolores e micélio (deuteromicetos, ficomicetos e mixomicetos)
Protozoários como Foraminífera e Radiolaria, flagelados e ciliados estes Zooplacton se alimentam dos fitoplancton.
- Durante o dia estão mais no fundo (fugindo da luz) e à noite sobem para se alimentar (região fótica).
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População Bêntica
O sedimentos são habitados por bactérias e protozoários
Muito variável no número e na fisiologia
Sedimento Microbiano
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Sedimento Microbiano
Algas e protozoários da região superficial com cálcio ou sílica na Parede Celular – sedimentam quando morrem
Diatomáceas, radiolárias e os silicoflagelados – silicosos
Foraminíferos e cocolitóforos – calcáreo
Leitos do fundo dos oceanos são formados com centenas de metros destes esqueletos insolúveis e acumulados.
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Bactérias (cianobactérias) precipitação de carbonato de cálcio – formação de calcário.
Deposição e transformação de Fe+ e S em sedimentos.
Micro-organismos também são importantes na formação dos depósitos de petróleo a partir de MO acumulada.
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PAPEL DOS MICRO-ORGANISMOS AQUÁTICOS
-Interação entre microrganismos e entre formas superiores (animais e vegetais)
-Realizam alterações bioquímicas, reciclam elementos e nutrientes (~solo).
-Ocupam posição-chave na cadeia alimentar de ambientes aquáticos.
Cadeia e Rede Alimentar
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Varia em relação aos outros ambientes
 Quantidades de Nutrientes Orgânicos (MO) são fornecidas por vegetação e detritos, e estes decompostos por microrganismos, sendo convertido em proteínas que alimentam os protozoários.
 Animais são consumidores diretos dos vegetais e dos detritos:
 Crustáceos, moluscos, larvas de insetos, nematóides, poliquetas e peixes.
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 Fitoplancton e algas bênticas apresentam pouca contribuição no fornecimento de alimento, ao contrário dos ambientes marinhos.
 Águas oceânicas – produção primária ocorre por fotossíntese realizada pelo plâncton e em menor extensão por bactérias quimiossintetisantes.
 Fendas hidrotérmicas: fontes de nutrientes para animais.
Fontes quentes do fundo mar – cadeias de montanhas vulcânicas (2600m).
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H2S (sulfeto de hidrogênio) com temp. de 350C e ao redor o ambiente é de 10-20C.
Bactérias autotróficas que oxidam H2S a energia é utilizada para fixação de CO2 e produção de compostos orgânicos.
Assim a vida animal é abundante, dependendo das bactérias que oxidam sulfetos.
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Fertilidade do oceano
- Produtividade do oceano  produção de MO.
 A fertilidade depende da população plantônica (Pastagem do mar).
 Peixes, baleias e as lulas (direta ou indiretamente)
 No solo é produzido 1 a 10 g de MOm2 e no fundo do oceano é apenas 0,5%, mesmo assim, sua produtividade é muito maior.
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O oceano Atlântico é o mais rico em forma de vida, pois nele há o encontro dos oceanos Atlântico, Pacífico e Índicos que levam nutrientes pelas correntes profundas de água frias:
  Nutrientes  Fitoplancton.
Crustáceo vermelho (krill) – Euphausia superbas, se alimenta de fitoplancton.
 Micro-organismos  Krill 
 (fitoplancton)			  
				peixes, pinguins, pássaros 
				marinhos, focas e baleias. 
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Pirâmede ecológica – níveis tróficos
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Fenômeno da Ressurgência
 Importância das correntezas para o movimento dos oceanos.
 Ressurgência: águas profundas sobem para regiões mais rasas – carrega suprimentos de nutrientes.
	Turbilhões: correntes superficiais espiraladas no oceano que retém nutrientes, dejetos e micro-organismos (imagens de satélite).
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ÁGUA POTÁVEL
 Poluição
 Purificação de água
 Abastecimento Residencial de Água
 Abastecimento Municipal de Água
 Microrganismos como indicadores de qualidade da água.
 Microrganismos indicadores
 E. coli e outros coliformes
 Análise bacteriológica da água para patologia.
Contagem padrão em placas
 Técnicas da ebrana filtrante
 Bactérias nocivas os sistemas de água.
ÁGUA DE PISCINAS
ÁGUA DE ESGOTOS