Aula 09 - Microbiologia da Água

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Microbiologia da água
Alexandre Tourino
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Ciclo hidrológico
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Introdução
No meio aquático os nutrientes estão diluídos:
- baixa diversidade microbiana
A presença de matéria orgânica aumenta sua atividade
Os microrganismos podem:
mudar a composição química da água
fornecer nutrientes para outros organismos 
representar um grande risco para a saúde
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a) Temperatura
superfície: 
 - varia de 0 ºC nos pólos a 40 ºC nos trópicos
sob a superfície: 
 - 90 % do ambiente marinho estão a 5 ºC 
 PSICRÓFILOS
nas fendas oceânicas:
 - habitats com alta temperatura (acima de 100 ºC)
 TERMÓFILOS	
Pyrodictium occultum (ótimo 105ºC, Itália)
	 
		O ambiente aquático 
		Os microrganismos dependem das condições físicas e químicas
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Nas baixas e médias latitudes ocorre uma variação brusca da temperatura:
- A termoclina, importante na distribuição dos microrganismos 
Mudanças da temperatura acarretam em alterações na densidade, viscosidade e solubilidade e oxigênio, que por sua vez podem influenciar na flutuabilidade, locomoção e respiração dos organismos.
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Coleta de amostras nas Fossas Marianas (Filipinas, Oceano Pacífico) a uma profundidade de 10.000 m
b) Pressão hidrostática
pressão devido a coluna de água: danos às células
BAROFÍLICOS, encontrados a 2500 m de profundidade (vesículas de gás) 
em profundidades acima de 4000 m, ocorrem os BAROFÍLICOS EXTREMOS
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c) Luz
A vida na água depende, direta ou indiretamente, dos produtos da fotossíntese
Algas e cianobactérias são os principais microrganismos fotossintetizantes encontrados nos ambientes aquáticos
 - estão limitados às regiões superficiais
O ambiente aquático
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d) Salinidade
água doce: 0 %
água do mar: 2,75 % de NaCl + outros sais +/- 3,5 % 
	 HALOFÍLICOS
lagos salgados (ex.: Salt Lake, EUA): 32 % 
		 HALOFÍLICOS EXTREMOS
O ambiente aquático
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e) Turbidez 
		Material suspenso:
partículas minerais: erosão das rochas, solo
microrganismos suspensos
matéria orgânica: tecidos vegetais e animais
	
				
O ambiente aquático
Ao mesmo tempo que impede a passagem da luz, serve de superfície de adesão e fonte de nutrientes	
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f) pH
A maioria dos microrganismos aquáticos cresce
	melhor próximo à neutralidade
pH dos oceanos: 7,5 - 8,5
lagos e rios: variação ampla
Archaea de lagos do sul da África: 11,5
Archaea de geisers: 1,0
O ambiente aquático
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Nutrientes
orgânicos e inorgânicos
nitratos e fosfatos: 	
algas	 eutrofização O2 crescimento de outros organismos
carga de nutrientes:
águas próximas à praia: variável devido aos esgotos
águas de mar aberto: estável e baixa
baixo fitoplâncton (baixo N e Fe)
baixa atividade heterotrófica
atividade fotossintetizante: cianobactérias
efluentes industriais: presença de antimicrobianos
alguns microrganismos convertem tais substâncias em formas menos nocivas: 
Pseudomonas spp.: mercúrio 	 metil mercúrio (volátil)
O ambiente aquático
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Água potável: livre de microrganismos patogênicos e de substâncias 		químicas nocivas
Rios, riachos e lagos estão sujeitos a poluição:
- esgoto doméstico
- agricultura
 dejetos industriais
A água pode ser límpida, inodora e sem sabor e mesmo assim não ser potável, devido a presença de contaminantes (físicos, químicos e biológicos)
	Microbiologia da água potável
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Necessidade de métodos de purificação 
	Microbiologia da Água Potável
Re-utilização da água
Processo natural como parte do ciclo hidrológico
O crescimento populacional, o uso industrial e a irrigação forçam a reciclagem mais rápida da água. 
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	Purificação da água
áreas rurais: poços e fontes (filtração pelo solo)
cidades: estações de tratamento
		
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	Microrganismos patogênicos na água
Bactérias
Salmonella spp.: enterites
Vibrio cholerae: principais problemas associados à falta de cuidados sanitários
Shigella spp.: disenteria
Yersinia enterocolitica: gastroenterite aguda
Escherichia coli: linhagens patogênicas (enterites)
Clostridium perfringens: enterite, gangrena gasosa
Vibrio parahaemolyticus: gastroenterites
Pseudomonas aeruginosa: infecções nos olhos, ouvidos
Staphylococcus aureus: infecções cutâneas, garganta e intoxicações alimentares
Leptospira spp.: hepatite, conjuntivite e insuficiência renal
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Fungos:
	- saprófitas e parasitas de peixes
	- Candida albicans: levedura que causa infecções da pele e mucosas
	- Geotrichum: fungo dermatófito
Protozoários:
	ciliados 
	Giardia lamblia: esporos resistentes ao cloro
	amebas 
	Entamoeba histolytica: amebíase (doença intestinal)
Vírus:
	Hepatites A e B
	Gastroenterite infecciosa não bacteriana
	Poliomielite
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O monitoramento de todos os microrganismos patogênicos 
é difícil e anti-econômico:
 - meios de cultura e metodologias diferentes 
 - dificuldade de analisar os resultados 
Microrganismos indicadores de qualidade da água
- O que é um microrganismo indicador?
- Qual seria o ideal?
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Indicador ideal de qualidade da água
Ocorrência e desaparecimento concomitante com patogênicos
Densidade populacional diretamente relacionada com o grau de contaminação
Maior sobrevida que a dos patogênicos
Ausência em água potável
Fácil detecção e recuperação laboratorial
Não prejudicial à pessoas e animais
Manipulação segura
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 Escherichia coli e outros coliformes
Bacilos curtos
Gram –
Fermentam a lactose (lac+) com produção de ácido e gás, dentro de 48 h a 35 ºC.
	
- Escherichia: coliformes fecais
- Enterobacter, Citrobacter, Klebsiella: coliformes ambientais
				 (fezes, vegetais e solo)
► a fermentação da lactose é a chave do teste
Presença de coliformes totais não indica necessariamente contaminação fecal ou ocorrência de enteropatógenos.
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Análise bacteriológica da água
Metodologia:
teste presuntivo
teste confirmativo
teste coliformes fecais
teste completo (prevê o isolamento)
membrana filtrante
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10 ml por tubo
0,1 ml por tubo
1 ml por tubo
incubação a 35 ºC/24-48 h:
formação de gás - NMP
Amostra de
água
	Técnica dos tubos múltiplos para determinação do Número Mais 	Provável (NMP) de coliformes 
Teste presuntivo:
caldo lauril triptose (caldo lactosado)
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Tubos com 
gás do teste
anterior
Tubos com 
caldo lactosado
+ bile verde brilhante
Incubação a 35 ºC/24-48 h
Teste confirmativo:
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Tubos com gás	 			Caldo lactosado
do teste confirmativo 			incubação a 44,5 ºC
Teste coliformes fecais:
Coliformes fecais fermentam a lactose a 44,5 ºC até 48 h
Coliformes não fecais fermentam a lactose somente até 37 ºC
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Teste da membrana filtrante:
Colônias típicas: brilho metálico em meio Teague
Colônias típicas: azuis
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Método substrato cromogênico/fluorogênico
- Baseia-se na utilização de substratos análogos à lactose
- Específicos para Escherichia coli
 Exemplos: ONPG-MUG
 ONPG - Orto Nitrofenil Galactopiranosídeo 
 MUG - Metil-Umbeliferone Galactopiranosídeo
Ferramenta poderosa para identificação de Escherichia coli (teste confirmativo)
Luz UV
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Teste para separar Escherichia coli de outros coliformes
Enterobacter aerogenes
Escherichia coli
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Classificação das águas interiores do território nacional
Classe	Características microbiológicas	DBO	OD	Utilização
	colif. totais	colif. fecais	mg/L	mg/L	
1	< 1		< 1		-----	-----	Potável
2	≤ 5.000		≤ 1.000		≤ 5	> 5	Recreação
							Irrigação (frutas,
							hortaliças)
3	≤ 20.000		≤4.000		≤ 10	> 4	Pesca
							Consumo animal
4	> 20.000		> 4.000		> 10	>0,5	Navegação
							Indústria
							Irrigação (grandes
							culturas))