Aula - Microbiologia da água

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Microbiologia da água
Professor Dr. Hélio
História
1905 - Os métodos de cultura para contagem de
coliformes.
 Nessa época, a purificação da água limitava-se à
filtração a fim de reduzir a turbidez.
 1910 – uso do Cloro como desinfectante .
Drástica redução de febre tifóide
(causada por Salmonella typhi) em
uma importante cidade americana,
após a introdução de procedimentos
de filtração e cloração.
Água
Água livre de 
contaminantes 
biológicos e químicos 
Essencial para a Saúde Publica 
Procedimentos:
monitorar e avaliar a
qualidade da água
Tratamento da 
água
Desinfecção de água 
potável 
Remediação da água de 
rejeitos
Microbiologia da água de rejeitos e 
purificação da água
água
Principal fonte comum potencial de doenças infecciosas.
Fonte de intoxicações induzidas por compostos químicos
Os métodos avaliar a qualidade de água dependem de técnicas:
Identificar
Remover
Degradar poluentes
Física
Químicas
Microbiológicas.
Saúde pública e qualidade da água
Amostras de fontes de água podem ser
examinadas quanto:
Mesmo uma água de aparência perfeitamente
transparente e limpa pode estar contaminada
por microorganismos patogênicos.
à presença de 
microorganismos
indicadores específicos.
Coliformes e qualidade da água
bactérias bacilares
Gram-negativas
Aeróbias facultativas
Não formadoras de esporos
Fermentam a lactose produzindo gás, no 
decorrer de um período de 48 horas, 36ºC. 
Os coliformes 
Coliformes e qualidade da água
São indicadores úteis de contaminação da água
Estão presentes em grandes quantidades no
trato intestinal de seres humanos e outros
animais.
Sua presença na água indica contaminação fecal.
Coliformes 
Coliformes e qualidade da água
Enterobacter
Escherichia coli
Klebsiela pneumoniae
Quando excretados na água, os coliformes
eventualmente morrem, porém não tão
rapidamente quanto alguns patôgenos.
Muitos coliformes, pertencem ao grupo das
bactérias entéricas.
Teste para coliformes e Escherichia coli
Todos os testes avaliam o crescimento de
organismos recuperados a partir das amostras
de água.
Vários procedimentos são utilizados para
verificar a presença de coliformes e E.coli
em amostras de água.
Teste para coliformes e Escherichia coli
- Procedimento do número mais
provável (NMP)
- Procedimento utilizado membrana
filtrante (MF)
- 100 ml da amostra de água são filtrados através de uma
membrana filtrante estéril.
- O filtro é depositado em uma placa contendo o meio de
cultura (EAM).
- Após a incubação as colônias de coliformes são contadas
e, a partir desse valor, é possível determinar o número
de coliformes presentes na amostra original de água.
Métodos comuns de contagem 
de amostras incluem: 
coliformes
Colônias de bactérias coliformes desenvolvendo-se
sobre uma membrana filtrante.
Meio: eosina-azul de metileno (EAM) – seletivo e
diferencial para bactérias fermentadores de lactose
(coliformes).
Coliformes totais 
e E. coli
Filtro exposto a uma amostra de água potável foi
incubada a 35°c, por 24h, em MI e examinado sob
luz UV.
Única colônia de E. coli apresenta coloração azul
escuro (seta)
Outras colônias são coliformes que fluorescem de
branco e azul claro.
Teste para coliformes e Escherichia coli
Os atuais métodos empregando meios
seletivos são capazes:
- Detectar não somente os Coliformes Totais
- Identificam especificamente E.coli de modo
simultâneo.
Teste para coliformes e Escherichia coli
 Um teste (+) indica que houve uma falha no
sistema de purificação ou distribuição.
Sistemas de fornecimento de 
água potável 
Os testes para coliformes e E. coli 
devem ser (-)
Estação de purificação de água 
Tratamento de água de rejeitos e esgotos
 Esgoto doméstico
 Rejeitos líquidos industriais
Água efluente
Água de rejeitos corresponde:
O tratamento de água de rejeitos baseia-se no
uso em escala industrial de microorganismos para
a bioconversão.
Água de rejeitos
industrial inclui:
 efluentes de indústrias petroquímicas
 de pesticidas
 de alimentos e lacticínios
 de plásticos
 farmacêuticas e metalúrgicas.
 O pré-tratamento pode envolver processos mecânicos,
pelos quais os fragmentos grandes são removidos.
Tratamento de água de rejeitos e esgotos
 Cianeto
 Metais pesados : arsênio, chumbo, e mercúrio
 Compostos orgânicos: acrilamida, atrazina (um
herbicida)
 Benzeno.
Tratamento de água de rejeitos e esgotos
Tratamento biológico ou químico
neutralização; oxidação; precipitação ou
volatilização desses rejeitos.
Tratamento da água de rejeitos e demanda 
bioquímica de oxigênio
Estação de 
tratamento de 
água de rejeitos 
- redução dos compostos 
orgânicos e inorgânicos 
- Eliminar outros compostos 
potencialmente tóxicos. 
A eficiência do tratamento é expressa em
termos de uma redução da demanda bioquímica de
oxigênio (DBO):
Quantidade relativa de O2 dissolvido consumido por
microorganismos, na oxidação completa de toda a
matéria orgânica e inorgânica presente em uma
amostra de água.
Tratamento da água de rejeitos e demanda 
bioquímica de oxigênio
 É uma operação de múltiplas etapas.
 Emprega uma série de processos: 
- físicos 
- biológicos independentes. 
 Para reduzir a contaminação biológica e química da
água de rejeitos
Tratamento:
Tratamentos
primário 
secundário 
terciário
Processo de 
tratamento de 
água de 
rejeitos
Tratamento primário da água de rejeitos
Tratamento primário da 
água de rejeitos 
Utiliza apenas métodos de separação 
orgânicos e inorgânicos particulados 
da água de rejeitos
Tratamento primário de água de rejeitos 
A água de rejeitos é bombeada para o interior do
reservatório onde ocorre a sedimentação dos
sólidos.
Tratamento secundário anóxico da água de 
rejeitos
Tratamento secundário
Envolve uma serie de reações digestivas e 
fermentativas, realizadas por vários 
procariotos em condições anóxicas.
O processo de degradação anóxica e realizado
em grandes tanques fechados denominados
digestores de Iodo ou biorreatores.
Tratamento secundário anóxico da água de rejeitos
Tratamento secundário aeróbio da água de 
rejeitos
Tratamento secundário aeróbio 
- Utiliza reações digestivas realizadas por micro-
organismos em condições aeróbias
- Baixos níveis de matérias orgânicas
- As águas de rejeitos de origem residencial 
 Métodos: de filtro percolador e Iodo ativado são 
os mais comuns.
Tratamento secundário aeróbio da água de rejeitos
 Um filtro percolador
consiste em um leito
de rochas trituradas.
Tratamento terciário de água de rejeitos
Tratamento terciário 
Processo físico-químico ou biológico que emprega
biorreatores, processos de precipitação, filtração e
cloração, similares àqueles empregados na
purificação da água potável.
 Desvantagem: reduz significativamente os
nutrientes inorgânicos, especialmente fosfato,
nitrito e nitrato, do efluente final.
 É o método mais completo de tratamento de esgoto
 Não foi amplamente adotado $
Purificação de água potável
Águas de rejeitos 
tratadas pelos 
métodos 
secundários
Geralmente podem ser lançadas 
diretamente em rios e riachos. 
Não é potável
A produção de 
água potável 
requer tratamento 
adicional
Remover patôgenos
potenciais
Eliminar o sabor e o odor
Reduzir os produtos 
químicos indesejáveis 
(ferro e manganês)Diminuir a turbidez
Purificação física e química
Os filtros consistem normalmente em espessas
camadas de areia, carvão ativado e meios de
filtração de troca iônica.
Tratamento 
com cloro
água agora 
potávelé 
bombeada para 
os tanques de 
armazenagem
consumidores
Física 
Química
Estação de purificação de água 
Purificação física e química
cloro gasoso 
(extremamente 
volátil)
adiciona gás 
de amônia com 
o cloro
cloramina
HOCl + NH3 → NH2Cl + H2O
Purificação física e química
radiação 
UV
 Não mata cistos e oocistos de protistas como 
Giardia e Cryptosporidium
Processo físico que não 
introduz compostos 
químicos na água
Custos muito baixos
Não há a formação de 
subprodutos associados à 
desinfecção
Desvantagem
DOENÇAS MICROBIANAS 
TRANSMITIDAS PELA ÁGUA
Os números exatos 
de patógenos 
necessários para 
causar as doenças 
dependem: 
Da virulência do patógeno 
Da capacidade geral do 
hospedeiro em resistir a 
infecção
 giardíase e a criptosporidiose e Legionella
 infecções causadas pela linhagem O157:H7 de 
Escherichia coli e vírus gastrointestinais
Água recreacional
águas 
recreacionais
áreas de água doce, como 
lagoas, riachos e lagos, 
bem como piscinas 
públicas 
Infecções transmitidas pela água em 
países em desenvolvimento
Países em desenvolvimento
Cólera
Febre 
tifóide
Amebíase 
Cólera
Causada por Vibrio cholerae, uma proteobactéria
bacilar curva, Gram-negativa
• Desde 1817, a cólera varreu o mundo em 7
importantes pandemias.
 Também associada ao consumo de alimentos 
 É endêmica 
África
Sudeste da Ásia
Subcontinente Indiano 
Américas Central e do Sul. 
Cólera
Células de Vibrio cholerae aderidas à superfície de 
Volvox, uma alga de água doce.
Patogênese
Ingestão de 108-109 vibriões 
coléricos para causar a doença. 
V. cholerae adere-
se às células 
epiteliais do 
intestino delgado
enterotoxina
diarreia 
severa
Tratamento com fluidos e eletrólitos
A taxa de mortalidade se não tratada é 
geralmente de 25-50%.
20 L por dia
Diagnóstico e prevenção da cólera 
Presença Víbrio cholerae em forma de vírgula nas 
fezes com aspecto de “ água de arroz” (fezes 
quase liquidas) 
Evitar o consumo de água não tratada, alimentos 
crus, peixes e mariscos.
Diagnóstico
Prevenção 
Tratamento da cólera 
Tratamento
A reposição endovenosa ou oral de 
líquidos e eletrólitos (20g de 
glicose; 4,2g de NaCl; 4,0g de 
NaHCO3 ; 1,8g de KCl, dissolvidos 
em um litro de água). 
Estreptomicina ou Tetraciclina 
O tratamento reduz a mortalidade global 
a cerca de 1%.
Giardíase e criptosporidiose 
Giardíase Giardia intestinalis
Altamente resistentes ao cloro
Cryptosporidium parvumCriptosporidiose
Giardíase 
Giardia
intestinalis
água contaminada 
por fezes
alimentos
contato sexual 
gastrenterite
Diagnóstico 
laboratorial 
presença de cistos de Giardia nas 
fezes
detecção de antígenos de Giardia nas 
fezes, por meio do teste de ELISA 
Quinacrina, Furazolidona e Metronidazoltratamento 
Criptosporidiose
Cryptosporidium
parvum
Até 14 x mais resistentes ao 
cloro quando comparado a 
Giardia.
Desinfecção por radiação UV
Diagnóstico 
laboratorial 
tratamento 
demonstração da presença de 
oocistos de Cryptosporidium nas 
fezes 
Indivíduos imunocomprometidos: 
administração intravenosa de fluidos e 
eletrólitos.
Indivíduos apresentando imunidade 
normal: Não há necessidade de tratamento. 
Legionelose (doença dos 
legionários)
Legionella
pneumophila legionelose
invade 
macrófagos 
e monócitos 
alveolares 
 Frequentemente, as infecções são assintomáticas 
ou provocam: 
Tosse moderada
Faringite
Cefaléia
Febre
Legionelose (doença dos 
legionários)
Legionella pneumophila
Diagnóstico 
laboratorial 
tratamento 
Técnicas de imunofluorescencia
Rifampicina e Eritromicina
Vírus
De forma bastante comum, enterovirus como o 
poliovirus, norovirus e o vírus da hepatite A são 
liberados na água a partir da matéria fecal. 
Amebíase
Entamoeba
histolytica
- É uma ameba anaeróbia
 trofozoítos invasivos podem invadir o fígado e
ocasionalmente, os pulmões e o cérebro.
Diagnóstico 
laboratorial 
Detecção:
- de cistos nas fezes
- de trofozoítos em tecidos
- de anticorpos no sangue, pelo 
método de ELISA 
“De quanto mais coisas um homem se envergonha, 
mais respeitável se torna”.
Bernard Shaw
Escritor irlandês, vencedor do prêmio Nobel de literatura em 1925.