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Microbiologia e a água
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Introdução
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• O meio aquático: • nutrientes diluídos
• baixa diversidade de microrganismos
• A presença de matéria orgânica:• aumento da atividade microbiana com aumento das
populações microbianas devido ao aumento da carga orgânica = eutrofização
Introdução
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Introdução
• Microrganismos podem:• mudar a composição química da água
• fornecer nutrientes para outros organismos aquáticos» CICLOS DA MATÉRIA
• representar um grande risco para a saúde humana e animal
» PATÓGENOS
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Vapor dágua
Transpiração
Evaporação
Chuva e neve(Precipitação)
Infiltração Lagos e córregos
Lençol freático Água subterrânea
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• Temperatura• superfície:
» varia de 0ºC, nos polos, a 40ºC, nos trópicos
• sob a superfície: » 90% do ambiente marinho está a 5ºC
– PSICRÓFILOS
• mas, nas fendas oceânicas:– TERMÓFILOS E HIPERTERMÓFILOS
» Pyrodictium occultum (ótimo 105ºC) - Archaea» Pyrodictium organothrophum (Archaea isolada do
fundo do oceano em diferentes locais)
O ambiente aquático
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Fonte: Microbiologia de Brock; Madigan et al., 2004
+ morna- densa
+ fria+ densa
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• Luz– a vida na água depende, direta ou
indiretamente, dos produtos da fotossíntese• algas e cianobactérias são os principais
microrganismos fotossintetizantes encontrados na maioria dos ambientes aquáticos, ficando limitados às regiões superficiais
O ambiente aquático
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• Pressão hidrostática– pressão no fundo de uma coluna d’água:
• 1 atm/10 m, no fundo dos oceanos é enorme:– danos às células
– BAROTOLERANTES: até 3.000 m– BAROFÍLICOS: 4.000-6.000 m – BAROFÍLICOS EXTREMOS: acima de
6.000m
O ambiente aquático
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Fonte: Microbiologia de Brock; Madigan et al., 2004
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O ambiente aquático
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Efeito da pressão
• funcionamento das enzimas– estratégias especiais de dobramento
• transporte de membrana– ácidos graxos insaturados nos lipídeos
• Presença de estruturas como isoprenos/isoterpenos (CH2=C(CH3)CH=CH2) das membranas
O ambiente aquático
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Efeito da pressão
• funcionamento das enzimas– estratégias especiais de dobramento
• transporte de membrana– ácidos graxos insaturados nos lipídeos– proteínas especiais de transporte
• OmpH (outer membrane protein H) em barofílicos gram-negativos só é formada quando a bactéria cresce sob alta pressão
O ambiente aquático
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Fonte: Microbiologia de Brock; Madigan et al., 2004
Estimativas do número totalnos oceanos:
3,1 x 1028 Bacteria1,3 x 1028 Archaea
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• Salinidade da água– água doce: 0%– lagos salgados (ex. Salt Lake, EUA): 32% NaCl
HALOFÍLICOS EXTREMOS– água do mar: 2,75% de NaCl + outros sais =
3,3-3,7%
HALOFÍLICOS
O ambiente aquático
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• Turbidez– material suspenso:
• partículas minerais: erosão das rochas, solo• matéria orgânica: tecidos vegetais e animais• microrganismos suspensos
– matéria orgânica:• superfície de adesão dos microrganismos• fonte de nutrientes
TURBIDEZ x LUZ
O ambiente aquático
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• pH– microrganismos aquáticos: 6,5 - 8,5– oceanos: 7,5 - 8,5– organismos marinhos: 7,2 - 7,6– lagos e rios: variação ampla
• Archaea de lagos do sul da África: 11,5• Archaea de geisers: 1,0
O ambiente aquático
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• Nutrientes• orgânicos e inorgânicos
– nitratos e fosfatos:
» algas eutrofização O2 crescimento de outros organismos
• carga de nutrientes: quantidade de nutrientes– águas próximas à praia: variável (esgotos)– águas de mar aberto: estável e baixa
» baixo fitoplâncton (baixo N e Fe)» baixa atividade heterotrófica» atividade fotossintetizante: cianobactérias
• efluentes industriais: presença de antimicrobianos» alguns microrganismos convertem tais substâncias em
formas menos nocivas: Pseudomonas spp.:
metil mercúrio mercúrio (volátil)
O ambiente aquático
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Fonte: Microbiologia de Brock; Madigan et al., 2004
Demanda bioquímica/biológica de O2
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• rios, riachos, lagos, – sujeitos a freqüente poluição:
• esgoto doméstico• agricultura• dejetos industriais
– reutilização da água• processo natural, parte do ciclo hidrológico• mas, atualmente, há enormes pressões
crescimento populacional Necessidade de ciclagem mais
uso industrial rápida e eficiente da água
irrigação Métodos de purificação
Microbiologia da Água Potável
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• Poluição– água pode ser límpida, inodora e sem sabor e
mesmo assim não ser potável devido à presença de contaminações
• Água potável: livre de microrganismos patogênicos e de substâncias químicas nocivas
• contaminantes:– químicos– físicos– biológicos
Microbiologia da Água Potável
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• Poluição– água pode ser límpida, inodora e sem sabor e
mesmo assim não ser potável devido à presença de contaminações
• Água potável: livre de microrganismos patogênicos e de substâncias químicas nocivas
• contaminantes:– químicos
– físicos
– biológicos
Microbiologia da água potávelFísicos
Asbestos Resíduos industriais CâncerArgila suspensa Precipitação Interfere com
tratamentos sanitários
QuímicosMetais pesados Indústrias Várias doençasSulfatos Algicidas e minas DiarréiasNitratos Fertilizantes MetemoglobinemiaSódio Amaciantes de água Retenção de fluidos
Doenças do coraçãoPesticidas Agricultura Várias doençasClorofórmio Indústria Câncer
BiológicosBactérias Fezes e urina Febre tifóide
ShigelosesSalmonelosesGastroenteritesTularemiaLeptospirose
Vírus Fezes HepatitePoliomieliteGastroenterites
Protozoários Fezes Disinteria amébicaGiardíaseBalantidíase
Poluentes Possível fonte Efeitos adversos
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• Purificação da água– abastecimento residencial:
• áreas rurais: poços e fontes - filtração no solo• cidades: estações de tratamento:
– sedimentação– filtração– cloração
Microbiologia da Água Potável
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Ac. hipoclóricoAc. hidroclórico
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Fonte: Microbiologia de Brock; Madigan et al., 2004
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• Bactérias– Salmonella spp. – Vibrio cholerae
» principais problemas associados à falta de cuidados sanitários
– Shigella spp.– Yersinia enterocolitica: gastroenterite aguda– Escherichia coli: linhagens patogênicas - enterites– Clostridium perfringens: enterite, gangrena gasosa– Vibrio parahaemolyticus: gastroenterites– Pseudomonas aeruginosa: infecções nos olhos,
ouvidos– Staphylococcus aureus: infecções cutâneas, garganta
e intoxicações alimentares– Leptospira: hepatite, conjuntivite e insuficiência renal
Microrganismos patogênicos na água
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• Fungos
• Saprófitas aquáticos, parasitas de peixes• oriundos do solo: leveduras
– Candida albicans: infecções da pele, mucosas
• fungos dermatófitos– Geotrichum
Microrganismos patogênicos na água
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• Protozoários
– ciliados • Giardia lamblia: esporos resistentes ao cloro
– amebas • Entamoeba hystolytica
Microrganismos patogênicos na água
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• Vírus
– Hepatite A– Gastroenterite infecciosa não bacteriana– Poliomielite
Microrganismos patogênicos na água
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• Microrganismos indicadores da qualidade da água
– Espécies de bactérias utilizadas para indicar contaminação microbiana na água
• Qual é o indicador ideal?
Métodos de detecção da qualidade microbiológica da água
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• útil para todos os tipos de água
• sempre presente nos lugares onde estão os patógenos entéricos
• sobreviver na água mais tempo que os patógenos entéricos
• não se reproduzir na água contaminada (algumas vezes se reproduz)
• o teste de detecção deve ser específico e sensível
• o teste de detecção deve ser de fácil execução
• o indicador deve ser não patogênico (nem sempre)
• o nível do indicador na água contaminada deve ser proporcional ao grau de poluição fecal
Indicador ideal de qualidade sanitária
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• Bacterias Gram -, que fermentam a lactose com produção de ácido e gás dentro de 24/48 h a 35/37ºC – lac+
• Escherichia coli: coliforme fecal
• Klebsiella pneumoniae: coliforme fecal
• Enterobacter aerogenes: coliforme não fecal
Escherichia coli e outros coliformes
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• Análise bacteriológica da água– Metodologia de filtragem e plaqueamento– Metodologia de incubação com kits específicos– Metodologia de cultivo:
• teste presuntivo
• teste confirmativo
• teste completo
Metodologia de execução
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• Análise bacteriológica da água– Metodologia de incubação com kits específicos
• Presença de coliformes totais: hidrólise ONPG
Metodologia de execução
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• Análise bacteriológica da água– Metodologia de incubação com kits específicos
• Presença de E. coli: hidrólise MUG
Metodologia de execução
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• Análise bacteriológica da água– Metodologia:
• teste presuntivo
• teste confirmativo
• teste completo
Metodologia de execução
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Teste presuntivo, confirmativo e completo
LST = Caldo Lauril Sulfato Triptose
Presuntivo Confirmativo
EMB = Eosina Metileno Blue
VBBL = Verde Brilhante Bile Lactose
Completo