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A análise da qualidade da água é vital para salvaguardar a integridade dos recursos hídricos. A presença de microrganismos indicadores está correlacionada com a presença de matéria fecal, que pode conter patógenos causadores de doenças. Os organismos indicadores podem, portanto, ser usados para avaliar a segurança do abastecimento de água.
A contaminação fecal na água representa um risco significativo para a saúde de plantas, animais e humanos, pois os patógenos gastrointestinais são eliminados em números muito altos nas fezes. No entanto, o monitoramento de amostras de água para cada tipo de patógeno único associado à poluição fecal não é viável. O levantamento de organismos indicadores fornece uma maneira simples, rápida e econômica de detectar contaminação fecal em recursos hídricos.
Este vídeo ilustrará os princípios por trás do uso de organismos indicadores para avaliar a qualidade da água, como testar amostras de água coletadas e a interpretação e quantificação dos dados resultantes.
Para ser usado como indicador de qualidade da água, os organismos devem atender a cinco critérios específicos. Primeiro, deve ser detectável na água onde o patógeno está presente e ausente quando o patógeno está ausente. Em segundo lugar, o número de organismos indicadores deve corresponder aos níveis de patógenos. Também deve ser mais resistente e persistir por mais tempo no ambiente do que o patógeno. Finalmente, a detecção deve ser fácil, segura, barata e eficaz em todos os tipos de água.
Dois dos grupos indicadores bacterianos mais comuns são coliformes totais e coliformes fecais, normalmente E. coli. Os coliformes totais podem ser encontrados no intestino dos mamíferos, mas também podem ocorrer naturalmente no solo e nas águas superficiais. Os coliformes fecais são um subconjunto que reside inteiramente no trato gastrointestinal de mamíferos e aves e são continuamente eliminados nas fezes. Os coliformes são vulneráveis aos mesmos estresses que muitos patógenos intestinais comuns, como tratamento de água ou baixos níveis de nutrientes, sua presença em uma amostra de água é um indicador útil da presença potencial de patógenos. Tanto os coliformes totais quanto a E. coli são prontamente detectados em laboratório.
Para detecção, substratos químicos são adicionados à amostra que os coliformes metabolizam, resultando em uma mudança de cor. Para coliformes totais, o ONPG adicionado é convertido em nitrofenol, tornando a água amarela. Para coliformes fecais, E. coli converte MUG em um produto de metil-umbeliferona que fluoresce azul-esverdeado sob luz ultravioleta. Em sua aplicação mais simples, o teste de substrato pode confirmar a presença ou ausência de coliformes existentes na água no momento da amostragem.
Em contraste com este método qualitativo, o número de coliformes totais por amostra pode ser estimado usando uma bandeja particionada especializada. Depois que o substrato reativo é dissolvido, a amostra de água é adicionada a uma bandeja contendo poços grandes e pequenos e, em seguida, incubada. Os poços que exibem a mudança de cor são contados e a proporção de poços pequenos para grandes que demonstram sinais colorimétricos positivos é alinhada a um gráfico que indica uma quantidade. O abastecimento de água potável dos EUA deve conter zero coliformes totais por 100 mL.
Agora que estamos familiarizados com os princípios do uso de organismos indicadores para identificar e quantificar a contaminação da água, vamos dar uma olhada em como isso é realizado em laboratório.
Depois que as amostras forem coletadas, leve-as ao laboratório para teste. Para começar, abra uma garrafa de plástico de 100 mL. Os frascos podem conter uma pequena quantidade de reagente de tiossulfato de sódio em pó que é usado para garantir a neutralização de qualquer cloro que possa estar presente. Adicione 100 mL de amostra de água na garrafa. Abra um tubo de travesseiro contendo substrato nutritivo e despeje o conteúdo na amostra de água dentro da garrafa. Tampe e feche o frasco e, em seguida, agite vigorosamente, invertendo repetidamente o frasco até que o substrato esteja completamente dissolvido. Em seguida, incube o frasco de amostra-reagente a 35 ? C por 24 h.
Observe a mudança de cor amarela na mistura amostra-reagente. A cor amarela indica que os coliformes estão presentes. Nenhuma mudança na cor indica que os coliformes estão ausentes. Por fim, expor a mistura amostra-reagente à luz ultravioleta e observar. A fluorescência azul, em combinação com uma mudança de cor amarela, indica que E. coli está presente. Nenhuma fluorescência indica ausência.
O Número Mais Provável, ou MPN, também pode ser determinado para amostras. Abra uma garrafa e adicione 100 mL de amostra de água. Abra o tubo de travesseiro do substrato nutritivo e despeje o conteúdo na amostra de água na garrafa. Tampe e feche a garrafa. Agite vigorosamente, invertendo repetidamente até que o substrato esteja completamente dissolvido. Abra a bandeja com cuidado apertando as bordas na parte superior e puxe a guia do papel para trás. Aplique pressão constante para manter a bandeja aberta. Despeje a mistura de amostra-reagente na bandeja e feche. Incube a bandeja a 35 ? C por 24 h.
Observe a mudança de cor na bandeja de mistura de amostra-reagente. Conte o número de poços grandes e pequenos que ficaram amarelos para indicar a presença de coliformes. Em seguida, exponha a bandeja de amostra-reagente à luz ultravioleta e observe a fluorescência azul. Conte o número de poços grandes e pequenos que sinalizam presença positiva de E. coli.
Usando a folha MPN fornecida, quantifique a concentração de cada organismo indicador presente em 100 mL de água. Encontre o número de pequenos poços positivos ao longo da parte superior da tabela e o número de grandes poços positivos no eixo do lado esquerdo. A interseção dos dois dará um valor que representa o Número Mais Provável, que é o número estimado de organismos por 100 mL.
Os testes de detecção de coliformes totais e E. coli são usados para verificar a contaminação em uma variedade de amostras de água.
A água destinada ao consumo humano, ou potável, é rotineiramente testada quanto à contaminação. Para que a água seja considerada segura, ela deve conter menos de 1 coliforme por 100 mL. Aqui, a água de uma torneira foi coletada e testada quanto à contaminação total por coliformes ou E. coli, conforme demonstrado anteriormente. Os resultados determinaram se uma fonte de água era segura para consumo.
Outra amostra comumente testada são as águas residuais tratadas. A água deve ser testada para garantir que seja segura para liberação no meio ambiente ou reaproveitamento para uso humano. Como altos níveis de contaminação eram esperados antes do tratamento, a amostra bruta de esgoto foi diluída para 1:100.000. Essas amostras foram então submetidas a testes de detecção de coliformes totais e E. coli, e os valores de NMP calculados. O valor seguro após o processamento deve ser zero bactérias indicadoras detectáveis.
Você acabou de assistir à introdução da JoVE ao teste da qualidade da água usando organismos indicadores. Agora você deve entender como testar amostras de água para E. coli e outros coliformes e como quantificar o grau de contaminação presente. Obrigado por assistir!
