apresentação fernando jardim - seminário cianobactérias

SEMINÁRIO SOBRE AÇÕES DE CONTROLE E MITIGAÇÃO DE IMPACTOS DE CIANOBACTÉRIAS EM SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA DA BACIA DO RIO DOCE.

Dr. Fernando Antônio Jardim fernando.jardim@copasa.com.br

http://lattes.cnpq.br/8027777710701314

Cianobactérias: Biologia, ocorrências, causas, riscos à saúde Pública e Panorama no Brasil.

Disponibilidade Hídrica

Fonte: http://www.geologo.com.br/aguahisteria.asp

Cobertura com água potável em 2012

Menos de 50%50% -75%76% - 90%91% - 100%Dados insuficientes

Percentual da população utilizando água potável

Disponibilidade Hídrica

Escassez Física de Água

Escassez Econômica de Água

Pouca ou nenhuma Escassez de Água

Não estimada

Escassez Física aproximada de Água

Fonte: Avaliação abrangente do gerenciamento de água para a agricultura, 2007.

Evolução dos investimentos em saneamento básico (SB)(Visão geral: passado-presente–futuro)

Fonte; http://www.senado.gov.br/comissoes/ci/ap/AP20091130_FranciscodeAssisSalvianodeSousa.pdf

PLANASA

Fonte; http://www.senado.gov.br/comissoes/ci/ap/AP20091130_FranciscodeAssisSalvianodeSousa.pdf

Densidade Populacional e distribuição de água no Brasil

PATÓGENOS EMERGENTES E OPORTUNISTAS

• Protozoonoses:

•Cryptosporidium e Giardia; • Microsporidia;• Cyclospora;• Toxocoplasma

• Enteroviroses:•Poliovírus;•Coxsachievírus;•Enterovírus e•Echovírus.

• Cianobactérias: Neurotoxinas, hepatotoxinas e dermatotoxinas

NÚMEROS APROXIMADOS DE GÊNEROS E ESPÉCIES DE ALGAS DE ÁGUA DOCE

Cyanophyceae (cianobactérias)................................... 113 .............. 2000RHODOPHYTAS......................................................................... 33 ............... 200 PYRROPHYTAS

Cryptophyceae............................................................. 24 ............... 105Dinophyceae ............................................................... 32 ................ 240

CHROMOPHYTASChrysophyceae............................................................. 159 ............. 860Pheophyceae................................................................. 7 ............... 7Xanthophyceae.............................................................. 96 ............... 630Diatomophyceae............................................................. 69 ............... 2100

RAPHIDOPHYTAS...................................................................... 12 ............... 22EUGLENOPHYTAS..................................................................... 55 ............... 1100CHLOROPHYTAS

Prasinophyceae............................................................ 27 ................ 85Chlorophyceae............................................................ 486 ............... 3200Zygophyceae.............................................................. 54 ................ 4800Charophyceae............................................................. 6 .................. 90

TOTAL......................................................................................... 1173 ............... 14900

GÊNEROS ESPÉCIES

8175

Evidências fósseis datam como os primeiros organismos fotossintéticos (oxigênicos) há aproximadamente 3,5 bilhões de

anos.

As cianobactérias podem formar florações como verdadeiros`“tapetes”cobrindo a superfície lacustre, impedindo a

penetração de luz solar, causando depleção de oxigênio dissolvido.

Foto de Tales - COPASA - maio/2002.

AS CIANOBACTÉRIAS

AS CIANOBACTÉRIAS

Foto de Fernando Jardim- acervo da COPASA - maio/2002.

Possuem a organização celular dos procariontes, não possuindo núcleo distinto e cloro-plastos, parede celular composta por glicopeptídeos e lipopolissacarídeos.

• Relatos não comprovados cientificamente:

• Francis, 1878 apud Chorus & Bartram (1999)• primeiro relato da intoxicação de animais domésticos por cianobactérias.

• Teixeira et al. (1993)• morbidade de 2000 casos com 88 óbitos em Itaparica - BA.

• Cidade de Évora (Portugal - 1994) - intoxicação de pacientes na hemodiálise.

CIANOBACTÉRIAS - CIANOTOXINAS

CIANOBACTÉRIAS - CIANOTOXINAS

• Relatos comprovados cientificamente:• Rodrigue et al (1990)

Taxa de mortalidade infantil: 50% e adultos: 5% em uma epidemia por saxitoxinas, na Guatemala.

• Azevedo et al. (1994)• primeiro relato no Brasil da produção de microcistina por Microcystis aeruginosa

•Codd (1996) apud Chorus & Bartram (1999)• relato de intoxicações em um lago na Escócia no “monastério do lago verde”;

• Azevedo et al.(2000)• A síndrome de Caruaru.

CIANOBACTÉRIAS - CIANOTOXINAS

• Jardim (1999)• Primeiros relatos de cianobactérias comprovadamente tóxicas em Minas Gerais.

Portaria 2914 (12/12/2011)

CONAMA 357 (17/03/2005)

Resolução ANVISA RDC 15415/06/2004

COPAM 01/08 (05/05/2008)

Comparação entre a toxicidade de algumas toxinas biológicas

Toxina Fonte nome comum DL50 μg/Kg PC

Toxina- a Botulismo Clostridium botulinum Bactéria 0,00003Toxina tetânica C. tetani Bactéria 0,0001Rícino Ricinus communis Feijão de Castor 0,02Toxina da Difteria Corynebacterium diphteriae Bactéria 0,3Toxina Kokoi Phyllobates bicolor Veneno de rã seta 2,7Saxitoxinas Cianobactérias e Dinoflagelados ---- 9Toxina de Cobra Naja naja Cobras, serpentes 20Anatoxina -a (S) Cianobactérias ----- 20Microcistina - LR Cianobactérias ----- 50Anatoxina - a Cianobactérias ----- 200Curare Chondrodendron tomentosum Planta-flecha 500Amatoxina Amanita sp. Fungos 200-500Muscarina Amanita muscaria Fungos 1100Stricnina Strychnos nux-vomica Planta 2000Cianeto de Sódio.................................................................................................10000

Fonte: Carmichael, W. W. 1992.

Cianobactérias2000 espécies.70 espécies com linhagens tóxicas

> 84 cianotoxinas

Microcystis, Anabaena,Planktothrix, Nostoc, Radiocystis.

Nodularia

Cylindrospermopsis, Aphani-zomenon, Umezakia.

Anabaena, Oscillatoria, Plankto-thrix, Apanizomenon

Anabaena, Aphanizomenon,Lyngbya, CylindrospermopsisNostoc

Todas as bactérias

Lyngbya, Schizothrix e Planktothrix

Microcistinas

Nodularina

Cilindrospermopsina

Anatoxinas

Saxitoxinas Neosaxitoxinas BMAA*

LPS

Dermatotoxinas

Fígado

Fígado

Fígado eRins

SNC

SNC

Pirogenia

Os principais gêneros produtores e os alvos

AS CIANOTOXINAS E AS VIAS DE INTOXICAÇÃO

INTRAVENOSA

INALAÇÃO

INTRAPERITONEAL

SUBCUTÂNEA

INTRAMUSCULAR

INTRADÉRMICA

ORAL

DÉRMICA

Condições ideais para que ocorram florações

Nitrogênio Presença de heterocito Relação N:P < 10

Fósforo Luxury uptake Florações: 10 μg/LEsgoto bruto: 10.000 μg/L

Temperatura Ótimo de 35o C Maior valência ecológica

Luz A mesma exigência das outras algas - algumas sobrevivem com pouca luz

Micronutrientes Espécies fixadoras de nitrogênio requerem 10 vezes + ferro

pH e alcalinidade Crescem em baixos níveis de CO2

Flutuabilidade Presença de aerótopos

Toxinas Inibição da herbivoria ??

Condições hidrológicas,meteorológicas e turbulência Baixa correnteza

Morfologia do corpo d´água Forma dendrítica

A ORIGEM DOS PROBLEMAS

A ORIGEM DOS PROBLEMAS

A ORIGEM DOS PROBLEMAS

Médias mensais da concentração de gás carbônico na atmosfera

Fonte: Instituto Scripps de oceanografia – Revista Veja 10/05/2013

Consequências

ETAF

Consequências

tributariosdapampulha.blogspot.com

Consequências

research.kahaku.go.jp

1980

em.com.br

Portaria 056 MS

Consequências

2012

Resolução Normativa COPAM 01/08.

JARDIM, F. A.; COUTO, P. G. P.; de Carvalho, L. S. Toxicidade e ecologia de Cylindrospermopsis raciborskii (Cianobactéria) isolada da água de uma represa urbana. In: X SIMPÓSIO ÍTALO-BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL, 2010, Maceió. X SIMPÓSIO ÍTALO-BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL. Rio de Janeiro: ABES-ANDIS, 2010.

Consequências

1988

Barragem de Itaparica 2.000 casos de gastroenterite

88 óbitos

TEIXEIRA, M. G. L. C., COSTA, M. C. N., CARVALHO, V. L. P., PEREIRA, M. S. & HAGE, E., 1993, Epidemia de gastroenterite na área da barragem de Itaparica, Bahia. Bol. Sanit. Panam. 114(6): 502-511.

Consequências

aguadarua.blogspot.com

1990Portaria 036 MS

Consequências

1992

stanhopkins.com

Portaria 036 MS

dec.ufcg.edu.br

•Jardim, F. A. (2010) O monitoramento das cianobactérias e o controle de qualidade da água potável.: Revista Ação Ambiental, (43):27:30. ISSN: 115190552.

1996

Consequências

Portaria 036 MSA Síndrome de Caruaru

AZEVEDO, S. M. F. O., CARMICHAEL, W. W., JOCHIMSEN, E. M., RINEHART, K. L., LAU, S., SHAW, G. R. & EAGLESHAM, G. K., 2002, Humam intoxication by microcystins during renal dialysis treatment in Caruaru – Brazil. Toxicology, 1-7.

Consequências

1997

greenwaterlab.com

•Jardim, F. A. (1999) Implantação e realização de análises de cianotoxinas com avaliação do potencial tóxico em estações de tratamento da COPASA MG. Belo Horizonte. Dissertação de Mestrado – Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental – Escola de Engenharia – Universidade Federal de Minas Gerais.

Consequências1999

•Jardim, F. A. (1999) Implantação e realização de análises de cianotoxinas com avaliação do potencial tóxico em estações de tratamento da COPASA MG. Belo Horizonte. Dissertação de Mestrado – Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental – Escola de Engenharia – Universidade Federal de Minas Gerais.

AS ÁREAS DE ESTUDO

AlpercataTumiritingaResplendorItueta

Várzea da PalmaIbiaíPonto ChiqueSão RomãoSão FranciscoJanuáriaItacarambiManga

2007

2007

Portaria 518 MS

Portaria 1469 MS

Jardim, F. A., Resende, R. M. S., Ladeia, M. M., Giani, A. Cerqueira, D. A., Jardim, B. F. M. (2008) Cyanobacteria blooms in waters of river intake areas in Minas Gerais – Brazil, during the dry season of 2007 – Contingency Plants. In: Simpósio Ítalo-Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, 9., 2008, Florença (Itália). [Anais eletrônico...]. ANDIS, 2008. 1 CD-ROM.

Naque

Alpercata

Pedra Corrida

Resplendor

Tumiritinga

Jardim, F. A., , Jardim, B. F. M., von Sperling, E., de Brito Almeida, K. C. (in press) Fatores determinantes das florações de cianobactérias na água do Rio Doce – Minas Gerais - Brasil: Revista Engenharia Sanitária e Ambiental,

Extensão do Rio Doce: 853 KmÁrea da Bacia: 83.400 Km2 – 86% MGPop.: 3,2 Milhões de habitantesMunicípios: 228 – MG: 202.

Rio Piranga

Rio do Carmo

Variáveis Spearman R P

Temperatura da água - 0,2277 0,002Turbidez - 0,4426 0,000Oxigênio dissolvido 0,2899 0,000Fósforo total - 0,1593 0,031Nitrogênio - nitrato 0,1443 0,050Nitrogênio amoniacal 0,0093 0,899

Nitrogênio orgânico - 0,0835 0,260

Nitrogênio total 0,0547 0,461

Relação N/P 0,1526 0,039Coliformes termotolerantes - 0,0751 0,312

Clorofila a 0,4250 0,000Índice de Qualidade da Água 0,2253 0,002

RESULTADOS N= 183

RESULTADOS - ACP – 2008 A 2012

N= 183

Os componentes 1, 2, 3 e 4 respondem por 62,5% da variância dos dados

1

2

3

4

A origem de Dolichospermum na água do Rio Doce em 2012.

RD 72

Localização: Rio Doce logo após a sua formação, depois da confluência dos rios Piranga e do Carmo.

Cidades à montante:

Ouro Preto: 70.227 hab

Mariana: 54.179 hab

Rio Piranga

Viçosa: 72.244 hab

Ponte Nova: 57.361 hab

Rio do Carmo

254.011 hab:Per capita: 180 l/d esgoto - 50 mg/l NT + 14 mg/l PT (dia)45.721.980 litros / dia de esgoto

2,3 Toneladas de NT/dia0,64 Toneladas de PT/dia.

Aporte aproximado à Rep. Gandonga

MarianaO. Preto

Viçosa

Ponte Nova

Pocilgas, granjas e abatedouros ????

Tratamento de Efluentes na Bacia do Rio Doce.

População das cidades com mais de 20.000 habitantes: 1.112.240.

Per Capita: 180 l/dia.

Nitrogênio: 10,01 T/dia.

Fósforo: 2,80 T/dia.

Total: 12,81 T/dia

Percentual de tratamento: 25%

Análise de componentes – 1997 a 2012

Análise de componentes – 1997 a 2012

Análise de componentes – 1997 a 2012

Período estival

Análise de componentes – 1997 a 2012

Análise de componentes – 1997 a 2012

Situação atual sobre o monitoramento de cianobactérias/cianotoxinas no Brasil

Fonte: AESBE

Realizam o monitoramento

DISTRIBUIÇÃO GEOGRÁFICA DOS CENTROS DE ESTUDOS DE DISTRIBUIÇÃO GEOGRÁFICA DOS CENTROS DE ESTUDOS DE CIANOBACTÉRIAS/CIANOTOXINASCIANOBACTÉRIAS/CIANOTOXINAS

Fonte: 8a. ICTC, Istambul - Turquia - 08/2010 - 200 participantes de 30 países

OBRIGADOOBRIGADO