Microbiologia do ar, do solo e da água

Ar

Composição da atmosfera: 79% de nitrogênio, 21% de oxigênio, 0,032% de dióxido de carbono e outros gases (neônio, argônio e hélio). partículas de pó e água (sob forma de vapor líquido ou cristais de gelo)

Micro-organismos do ar flora microbiana do ar: transitória e variável; o número e os tipos de agentes contaminantes do ar são determinados pelas várias fontes de contaminação existentes no ambiente; podem ser encontrados em suspensão, em material particulado e gotas de água; transporte: através de ventos, massas de ar e turbulências da atmosfera.

Bioaerossóis Partículas biológicas finas de diâmetro de 0,05 a 100mm. Microbiota dispersa no ar: Fungos, bactérias, vírus, pólens, algas, etc.

Principais doenças de transmissão aérea

Principais doenças de transmissão aérea

Micro-organismos Externos do Ar (Atmosfera) superfície da Terra representa a principal fonte dos micro-organismos; gotículas d’água produzidas pela ruptura de bolhas de ar na microcamada (contém maior número de micro-organismos do que as camadas mais profundas)

Micro-organismos Externo do Ar (Atmosfera) Instalações industriais, agrícolas e municipais que produzem aerossóis microbianos: Irrigação de lavouras com efluentes de esgoto, mediante o borrifadores; uso de Filtros gotejadores de estação de tratamento de esgotos; Matadouros e instalações de distribuição; Incineradores mal operados e estações de tratamento de composto esgoto orgânico e lodo de esgoto.

Micro-organismos Externo do Ar (Atmosfera) algas, protozoários, leveduras, bolores e bactérias; fungos predominantes: Cladosporium, Alternaria, Penicillium, Aspergillus, Pullularia e Agaricus; Esporos de bolores constituem a maior parte da microflora aérea; Bactérias: bacilos Gram-positivos esporulados (Bacillus) e não-esporulados (Kurthia), bacilos Gram negativos Alcaligenes) Gram positivos negativos (e cocos Gram-(Micrococus e Sarcina); Leveduras e actinomicetos têm sido detectados em alguns locais, mas em baixa porcentagem.

Micro-organismos Externo do Ar (Atmosfera) intensidade da contaminação microbiana é influenciada por: mecanismos de dispersão Terra a partir da superfície da Terra, a hora do dia, a estação do ano, situações de ordem climática,

Micro-organismos Externo do Ar (Atmosfera) A habilidade do micro-organismo causar doenças depende da sobrevivência e infectividade ao hospedeiro suscetível. Mas dependem ainda de parâmetros ambientais: umidade relativa, temperatura temperatura, intensidade da radiação, comprimento de onda, tensão de oxigênio, níveis de poluente.

Micro-organismos do Ar Interno Fatores determinantes do grau de contaminação do ar: taxas de ventilação, número de pessoas que ocupam o ambiente, natureza e grau de atividade exercida por esses indivíduos.

Micro-organismos do Ar Interno micro-organismos: expelidos em gotículas do nariz e da boca durante o espirro, tosse, ou até mesmo pelo ato de falar. Dimensões das gotículas: faixa micrométrica: podem permanecer em suspensão durante um tempo, faixa milimétrica: depositam rapidamente, como poeiras, em diversas superfícies

Micro-organismos do Ar Interno Essa poeira pode ser veiculada pelo ar, nos períodos de atividade no interior do recinto ou através de correntes de ar. A sobrevivência dos micro-organismos por tempo relativamente longo na poeira cria importantes riscos, particularmente em áreas hospitalares. São freqüentemente encontrados: bacilos da tuberculose, bacilos da difteria e estreptococos , hemolíticos;

Síndrome do Edifício Doente (SED) A Organização Mundial de Saúde (OMS) classificou como SED, uma série de sintomas gerais, que epidemiologicamente afetam ocupantes de um ambiente fechado sem origens determinadas e que, quando os queixosos são afastados do ambiente, apresentam melhoras espontâneas dos sintomas.

Controle dos micro-organismos do ar Medidas de controle de micro-organismos no ar dependem muito da finalidade a que se destinam: ambientes fechados: simples circulação do ar ambiente hospitalar: circulação do ar, desinfecção e limpeza microbiologia industrial, processos aeróbicos: se necessita de uma completa remoção dos germes, deve-se lançar mão de mecanismos de esterilização ou de desinfecção.

Controle dos micro-organismos do ar Métodos utilizados na desinfecção de ambientes: Vaporização do ar ( nebulização) Desinfecção por radiações Filtração Aquecimento

Controle dos micro-organismos do ar Vaporização do ar ( nebulização): com substâncias germicidas é eficiente na desinfecção do ar atmosférico; composto químico é dispersado em aerossol e manifesta sua ação antimicrobiana através do contato com as partículas contaminadas; exige grandes cuidados.

Controle dos micro-organismos do ar Desinfecção por radiações: ondas sônicas, raios catódicos de alta energia, raios gama e ultravioleta; deve-se levar me conta a eficiência de destruição dos germes, custo envolvido na obtenção da radiação e a periculosidade; utilizadas para desinfetar o ar condicionado em dutos antes de chegar ao local desejado.

Controle dos micro-organismos do ar Filtração: camada porosa, que permitem a filtração de grandes quantidades de ar; sistema de fluxo laminar (HEPA); eficaz na remoção de partículas tão pequenas como 0,3 µm; várias aplicações industriais.

Controle dos micro-organismos do ar Aquecimento: método de esterilização que deve levar em conta o tempo e a temperatura de exposição; aquecimento direto, aquecimento por meio de resistências elétricas e aquecimento por meio de compressão.

Água

Ambiente Aquático Águas naturais: *água atmosférica – nuvens e precipitações *água superficial – lagos, rios oceanos *água de lençol freático e poros do solo • habitat para muitos micro-organismos

Meio Aquático Nutrientes diluídos; Baixa diversidade de micro-organismos; Presença de matéria orgânica: aumento da atividade microbiana exemplos de aumento das populações microbianas devido ao aumento da carga orgânica

Meio Aquático Uma gota d’água parece simples mas é, na realidade, bastante complexa: diferentes substâncias químicas diferentes tipos de micro-organismos

Condições Ambientais Os tipos de micro-organismos presentes em ambientes aquáticos são determinados pelas condições físicas e químicas que prevalecem naquele ambiente: Temperatura – de 0 a 40°C 90% do ambiente marinho está a 5 °C – psicrófilos Alguns locais: próximo a 100°C

Microbiologia da Água Micro-organismos 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

Microbiologia da Água Papel dos micro-organismos aquáticos - Cadeia alimentar e rede alimentar Produtores primários Fitoplâncton e bactérias quimiossintéticas Consumidores primários Zooplâncton alimenta-se de fitoplâncton Decompositores (degradação e mineralização) Plantas mortas e tecido animal degradados por micro-organismos a compostos inorgânicos, que servem como nutrientes para produtos primários Zooplâncton Serve como suprimento de alimentos nos estágios iniciais da cadeia

Microbiologia da Água Água Potável Potável – livre de micro-organismos patogênicos e substâncias químicas prejudiciais à saúde. Normalmente proveniente das águas superficiais. Poluição (Pontual – fácil identificação / difusa – sem foco definido de poluição) Purificação da água

Potabilidade da Água Micro-organismos indicadores da qualidade da água micro-organismo indicador – tipo de micro-organismo cuja presença na água é evidência de que ela está poluída com material fecal de origem humana ou de outros animais de sangue quente. Indica que qualquer micro-organismo patogênico que ocorre no trato intestinal pode estar presente. micro-organismos: Escherichia coli; Streptococcus (Enterococcus) faecalis, Clostridium perfringens. Bacilos Gram negativos não esporulados, facultativos, que fermentam lactose com produção de ácido e gás em 48 h a 35°C.

Potabilidade da Água Características do micro-organismo indicador : * está presente em águas poluídas e ausentes em águas não poluídas; * está presente quando os patogênicos estiverem; * número de micro-organismos indicadores está relacionado com o índice de poluição; * sobrevive melhor e por mais tempo que os patogênicos; * apresenta propriedades uniformes e estáveis; * inofensivo ao homem e outros animais; * facilmente evidenciado por técnicas laboratoriais padronizadas.

Águas Residuais Esgotos sanitários – eliminam despejos domésticos e industriais. Esgotos pluviais – carregam as águas de superfície e das chuvas Esgotos combinados

Águas Residuais Características das águas residuais: características físicas e químicas – 99,9% de água; sólidos até 100 ppm – grandes volumes. Compostos orgânicos e inorgânicos provenientes da indústria. características microbiológicas – fungos, protozoários, algas, bactérias e vírus.

Solo

Microbiologia do solo O solo contém um grande número de seres microscópicos, dentre eles bactérias, fungos, algas, protozoários e vírus. Ou seja, o solo contém ABUNDÂNCIA e DIVERSIDADE. Solo: Ambiente de seres vivos muito complexo.

Composição do solo Um solo é sempre constituído por matéria mineral(areia, calcário, limo, argila), matéria orgânica (húmus, restos de plantas e animais), ar e água. A fração sólida do solo ocupa cerca de metade do seu volume total e é constituída por matéria mineral e matéria orgânica.  Rizosfera Região onde o solo e as raízes das plantas entram em contato.

Fertilidade do solo Está diretamente relacionada com a presença de nutrientes no solo: Dejetos, plantas e animais mortos penetram no mesmo. Os micro-organismos, com o tempo, transformam essas substâncias em substâncias inorgânicas simples e enriquecem o solo.

Fertilidade do solo Os micro-organismos funcionam como elo de ligação entre animais e plantas, e desempenham um papel importante na manutenção da vida na terra. Húmus = matéria orgânica insolúvel formada durante a decomposição microbiana de resíduos de plantas e animais.

Microbiologia do solo A quantidade de micro-organismos presentes no solo depende: Quantidade e tipo de nutrientes Umidade disponível Grau de aeração Temperatura pH Práticas ou eventos que podem introduzir micro-organismos no solo (adubo, enchentes, dejetos de esgoto) ou remover micro-organismos (tempestades de poeira)

Microbiologia do solo Tipos de micro-organismos que habitam o solo: Bactérias - maior parte da população microbiana do solo, tanto em variedade como em quantidade. Bacillus/ Chlostridium/Arthrobacter bilhões/gr Pseudomonas/Rhizobium/Nitrobacter de solo Cianobactérias/Bactérias fotossintéticas

Microbiologia do solo Streptomyces Os actinomicetos do gênero Micromonospora solos secos e quentes Ordem de grandeza: milhões/gr de solo. há outros m.os. concorrentes; Obs: 1) Os antibióticos não são detectados no solo não há nutrientes suficientes para a síntese. 2)Quando umidificados cheiro de “terra molhada” Fungos Os mais encontrados no solo são: Penicillium, Mucor, Fusarium, Clodosporium, Aspergillus e Tricoderma. centenas de milhares

Microbiologia do solo Leveduras solos de vinhedo, pomares, solos com abundância em folhas, troncos, frutas que caem no solo. Algas Algas chlorophyta chrysophyta Fotoautrotóficas superfície do solo Algas + fungos auxiliam na transformação do material rochoso em solo Terras improdutivas e com erosão

Microbiologia do solo Interações dos micro-organismos e o solo: Simbiose – condição em que os indivíduos de uma espécie vivem em associação íntima com indivíduos de outra espécie. Mutualismo - Simbiose na qual cada organismo recebe benefícios da associação. * Líquens - compostos de m.os, algas ou cianobactéria com um fungo, normalmente presentes em rochedos e em casca de árvores. Possuem várias cores: branco, preto, vermelho, laranja, amarelo e verde.

* Micorrizas tratam-se de fungos mais raízes, onde o micélio ao redor das raízes alimentam a planta.

Microbiologia do solo Comensalismo – associação em que um dos organismos recebe benefícios e o outro não é afetado Ex: muitos fungos degradam a celulose em glicose e as bactérias podem utilizar essa glicose. Antibiose – inibição de uma espécie de micro-organismo por outra. Ex: alguns fungos produzem cianeto em concentrações que são tóxicas para outros micro-organismos; antibióticos

Microbiologia do solo Parasitismo – um micro-organismo vive sobre ou dentro de um outro organismo. O parasita vive em associação metabólica com o hospedeiro. Predação – um organismo (predador) alimenta-se e digere outro organismo (presa). Ex: alguns protozoários alimentam-se de bactérias Competição – na falta de nutrientes, a espécie que se desenvolve mais rápido privam de alimentos aqueles que crescem mais lentamente

Microbiologia do solo Ecossistema: O solo tem vida, pois os m.os. que nele habitam realizam suas funções metabólicas. Dessa forma: Ecossistema Relação dos m.os. com o meio ambiente Luz solar energia E Organismos fotossintéticos e minerais herbívoros carnívoros excretas micro-organismos Degradam compostos orgânicos a fim de dar continuidade ao ciclo vital

Microbiologia do solo Importância: Os micro-organismos apresentam uma imensa diversidade genética e desempenham funções únicas e cruciais na manutenção de ecossistemas, como componentes fundamentais de cadeias alimentares e ciclos biogeoquímicos. Apesar de sua grande importância na manutenção da biosfera, estima-se que menos de 5% dos micro-organismos existentes no planeta tenham sido caracterizados e descritos. É importante ressaltar que grande parte dos avanços da biotecnologia moderna e agricultura são derivados das descobertas recentes nas áreas de genética, fisiologia e metabolismo de micro-organismos.

A diversidade genética e metabólica dos micro-organismos tem sido explorada há muitos anos visando a obtenção de produtos biotecnológicos, tais como: * produção de antibióticos (estreptomicina, penicilina, etc.) * produção de alimentos (cogumelos, etc.) * processamento de alimentos (queijo, yogurte, vinagre, etc.) * bebidas alcóolicas (vinho, cerveja, etc.) * ácidos orgânicos (cítrico e fumárico) * álcoois (etanol) * alimentos fermentados (molho de soja) * tratamento e/ou remediação de resíduos (esgotos domésticos, lixo) *na agricultura: na fertilização de solos (fixação biológica de nitrogênio) e controle biológico de pragas e doenças (controle da lagarta da soja, da cigarrinha da cana de açúcar, de fitopatógenos como Rhizoctonia e outros).