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Microbiologia da água 1. Ciclo hidrológico 2 Introdução No meio aquático os nutrientes estão diluídos: baixa diversidade microbiana A presença de matéria.

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1 Microbiologia da água 1

2 Ciclo hidrológico 2

3 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 (Dados da ONU apontam que mais de 1,8 milhões de crianças com menos de 5 anos de idade morrem por ano devido à contaminação da água) 3

4 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: –TERMÓFILOS »Pyrodictium occultum (ótimo 105ºC, Itália) O ambiente aquático Os microrganismos presentes dependem das condições físicas e químicas 4

5 Coleta de amostras nas Fossas Marianas (Filipinas, Oceano Pacífico) a uma profundidade de m 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 5

6 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 6

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8 Salinidade da água –água doce: 0 % –água do mar: 2,75 % de NaCl + outros sais = 3,3 - 3,7 % HALOFÍLICOS –lagos salgados (ex.: Salt Lake, EUA): 32 % HALOFÍLICOS EXTREMOS O ambiente aquático 8

9 Turbidez TURBIDEZ x LUZ Material suspenso: partículas minerais: intemperismo das rochas, erosão do solo microrganismos suspensos matéria orgânica: tecidos vegetais e animais - superfície de adesão e fonte de nutrientes O ambiente aquático 9

10 pH –A maioria dos microrganismos aquáticos cresce melhor próximo à neutralidade: 6,5 - 8,5 –pH dos 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 10

11 Nutrientes orgânicos e inorgânicos –nitratos e fosfatos: »algas eutrofização O 2 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 11

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13 Água potável: livre de microrganismos patogênicos e de substâncias químicas nocivas Rios, riachos, lagos estão sujeitos a freqüente 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 13

14 Físicos AsbestosResíduos industriaisCâncer Argila suspensaPrecipitaçãoInterfere com tratamentos sanitários Químicos Metais pesadosIndústriasVárias doenças SulfatosAlgicidas e minasDiarréias NitratosFertilizantesMetemoglobinemia SódioAmaciantes de águaRetenção de fluidos Doenças do coração PesticidasAgriculturaVárias doenças ClorofórmioIndústriaCâncer Biológicos BactériasFezes e urinaFebre tifóide Shigeloses Salmoneloses Gastroenterites Tularemia Leptospirose VírusFezesHepatite Poliomielite Gastroenterites ProtozoáriosFezesDisinteria amébica Giardíase Balantidíase PoluentesPossível fonteEfeitos adversos 14

15 Necessidade de métodos de purificação Microbiologia da Água Potável Re-utilização da água - Processo natural como parte do ciclo hidrológico -Enormes pressões forçam a reciclagem mais rápida e eficiente da água (crescimento populacional, uso industrial, irrigação) 15

16 Purificação da água áreas rurais: poços e fontes (filtração pelo solo) cidades: estações de tratamento sedimentação filtração cloração 16

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18 Microrganismos patogênicos na água Bactérias Salmonella spp.: enterite 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 18

19 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 19

20 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? 20

21 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 21

22 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 (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. 22

23 Análise bacteriológica da água –metodologia: teste presuntivo teste confirmativo teste completo 23

24 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 de coliformes Teste Presuntivo: caldo lauril triptose (caldo lactosado) 24

25 Tubos com gás do teste anterior Tubos com caldo lactosado + bile verde brilhante Incubação a 35 ºC/24-48 h Teste confirmativo: 25

26 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 26

27 Teste da membrana filtrante: Colônias típicas: brilho metálico Colônias típicas: azuis 27

28 Classificação das águas interiores do território nacional ClasseCaracterísticas microbiológicasDBOODUtilização colif. totaiscolif. fecaismg/Lmg/L 1< 1< Potável > 5Recreação Irrigação (frutas, hortaliças) > 4Pesca Consumo animal 4> > 4.000> 10>0,5Navegação Indústria Irrigação (grandes culturas) 28


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