aula 5 - qualidade das Águas biológicos

8/18/2019 Aula 5 - Qualidade Das Águas Biológicos

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Qualidade das Águas

Características físicas, químicas e biológicas deáguas de abastecimento e águas residuárias.

Importância sanitária e ambiental.

Padrões Biológicos

IPH02050 – Tratamento de água e esgoto - Turma A

Prof. Luiz Fernando Cybis


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Físicos Químicos Biológicos

Sólidos

Cor

Turbidez

TemperaturaSabor e odor

pH

Acidez e alcalinidade

Dureza

Oxigênio Dissolvido

Matéria orgânica

Demanda bioquímica de

oxigênio

Demanda química de oxigênio

Nitrogênio

Fósforo

EnxofreMicropoluentes orgânicos e

inorgânicos

Outros

Organismos indicadores:

Coliformes

Organismos específicos:

Cianobactérias

Microfauna

etc.

Testes de toxidade:

Aguda

Crônica

Parâmetros


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Parâmetros Biológicos

• Organismos indicadores:• Coliformes

• Organismos específicos:•

Cianobactérias• Microfauna• etc.

• Testes de toxidade:• Aguda• Crônica


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A determinação individual da eventual presença de patogênicosem uma amostra d’ água é extremamente difícil, complexa e cara:

- em uma população apenas uma determinada parceladesta, apresenta doenças de veiculação hídrica;

- nas fezes desses habitantes a presença de patogênicos pode não ocorrer em elevadaconcentração;

- a chegada das fezes contaminadas em um curso d’

água se dá de forma intermitente;- após o lançamento no corpo receptor há uma grandediluição do despejo contaminado.

Organismos Indicadores


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a avaliação da qualidade sanitária da águautilizam-se organismos indicadores. Coliformestotais e fecais são os principais organismos

utilizados. Os coliformes totais habitam osintestinos de humanos e animais de sangue quente e

frio; alguns membros deste grupo habitam

naturalmente o solo e vegetação.



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Coliformes fecais formam um sub-grupo dos coliformes

totais, sendo um indicador mais especifico decontaminação fecal. Aproximadamente 96% dos

coliformes nas fezes humanas são fecais; em animais de

sangue quente, constituem 93% a 98%. A principal

bactéria do grupo de coliformes fecais é a Escherichiacoli. Um terceiro grupo de organismos indicadores é

formado por estreptococos fecais. Em fezes humanas, a

relação coliformes fecais para estreptococos fecais é

maior do que 4; para animais, esta relação é menor doque 1. Assim, a relação CF/EF pode indicar se a origem

da contaminação é humana ou de animais.



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Razões para a utilização do grupo coliforme como

indicadores de contaminação

• Os coliformes apresentam-se em grande quantidade: 1010 a 1011

células/indivíduo por/dia).

• Assim a sua presença deve ser encarada como um sinal de alerta,indicando a possibilidade de haver uma poluição e/oucontaminação fecal.

• Os coliformes apresentam resistência aproximadamente similar àmaioria das bactérias patogênicas.

• As técnicas bacteriológicas para a detecção de coliformes sãorápidas e econômicas.



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• O grupo dos coliformes é constituídos por vários gêneros, onde encontram-se:

- Os coliformes totais (CT), constituído

de bactérias isoladas em amostras de água esolos poluídos e não poluídos. Espécies deorigem não exclusivamente fecal, úteis na

avaliação da qualidade da água tratada edistribuída.



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– Coliformes fecais ou termotolerantes - Os coliformesfecais ou termotolerantes (CF) constituídos por

bactérias habitantes normais dos intestinos dos animaisde sangue quente, portanto, espécies de origem fecal,

com grau de resistência semelhante aos patogênicos.Subgrupo das bactérias do grupo coliforme, tendocomo principal representante a Escherichia coli, deorigem exclusivamente fecal.• Escherichia coli - Considerada o mais específico indicador

de contaminação fecal recente e de eventual presença deorganismos patogênicos.


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• O número de coliformes é expresso pelo denominado "número

mais provável" (N.M.P.) e representa a quantidade mais

provável de coliformes existentes em 100ml de água da

amostra.

• O exame de coliformes é recomendado para o controle de

sistemas de abastecimento de água, e, em particular, da

eficiência do tratamento, podendo ser complementado por

outros testes microbiológicos.



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Coliformes totaisMétodo dos tubos múltiplos

Material necessário:a) tubo de ensaio.b) estante para tubo de ensaio.c) tubo de Durhan.

d) pipeta graduada de 10 mL.e) pipeta graduada de 1 mL.f) bico de Bunsen ou lamparina a álcool.g) caldo Lactosado de concentração dupla.h) caldo Lactosado de concentração simples.

i) caldo Lactosado Verde Brilhante Bile a 2%. j) água de diluição.k) alça de platina com cabo de Kolle.l) estufa bacteriológica.


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Teste presuntivo

a) tomar uma bateria contendo 15 tubos de ensaio distribuídos de 5 em 5;b) nos primeiros 5 tubos, (os que contêm caldo lactosado de concentração

dupla) inocular com pipeta esterilizada, 10 ml da amostra de água a ser examinada, em cada tubo. (Diluição 1:1);c) nos 10 tubos restantes (os que contêm caldo lactosado de concentraçãosimples), inocular nos 5 primeiros, 1 ml da amostra (Diluição 1:10) e nos 5últimos tubos, inocular 0,1 ml da amostra, em cada tubo. (Diluição 1:100)

d) misturar;e) incubar a 35 ± 0,5º C durante 24/48 horas;f) se no final de 24/48 horas, houver a formação de gás dentro do tubo deDurhan, significa que o teste Presuntivo foi Positivo. Neste caso, fazer oteste confirmativo. Se não houver a formação de gás durante o período deincubação, o exame termina nesta fase e o resultado do teste é considerado

negativo.

Observação: No lugar do caldo Lactosado pode ser usado o caldo LaurilTriptose.


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Teste confirmativo

a) tomar o número de tubos do Teste Presuntivo que deram

Positivos (Formação de gás) nas 3 diluições 1:1; 1:10 e1:100;b) tomar igual número de tubos contendo o meio de CulturaVerde Brilhante Bile a 2%;c) com a alça de platina, previamente flambada e fria,

retirar de cada tubo positivo uma porção de amostra einocular no tubo correspondente contendo o meio VerdeBrilhante. Este procedimento chama-se repicagem;d) identificar os tubos;

e) incubar durante 24/48 horas a 35 ± 0,5ºC;f) se no final do período de 24/48 horas houver a formaçãode gás dentro do tubo de Durhan o teste é consideradoPositivo. Caso não haja formação de gás, o teste éconsiderado negativo.


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Teste dos tubos

múltiplos


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Expressão dos resultados

a) os resultados são expressos em N.M.P (Número Mais Provável) /100

ml de amostra.

b) para se determinar o N.M.P, verifica-se a combinação formada pelo

número de tubos positivos que apresentaram as diluições 1:1; 1:10 e

1:100 no Teste Confirmativo.

Exemplo:

a) nos 5 tubos da diluição 1:1, obtiveram-se 3 tubos positivos;

b) nos 5 tubos da diluição 1:10, obtiveram-se 2 tubos positivos;

c) nos 5 tubos da diluição 1:100, obteve-se 1 tubo positivo;

d) formou-se, portanto, a combinação 3-2-1;

d) determina-se o N.M.P consultando a tabela 1.

Se não quiser trabalhar com 15 tubos para determinar o NMP fazer

apenas 5 tubos na diluição 1:1 (10 ml do meio de cultura + 10 ml da

amostra) e calcular o NMP consultando a tabela 2.


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Organismos Indicadores (padrões)

•

Água:


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• Esgoto: nada consta• Classes d’água:

• Classe 1: coliformes termotolerantes: para o uso de recreação decontato primário deverão ser obedecidos os padrões de qualidadede balneabilidade, previstos na Resolução CONAMA no 274, de2000. Para os demais usos, não deverá ser excedido um limite de

200 coliformes termotolerantes por 100 mililitros em 80% oumais, de pelo menos 6 amostras, coletadas durante o período deum ano, com freqüência bimestral. A E. coli poderá ser determinada em substituição ao parâmetro coliformestermotolerantes de acordo com limites estabelecidos pelo órgão

ambiental competente;• Classe 2: mesmo da anterior com limite de 1000 CF;• Classe 3: mesmo da anterior com limite de 2500 CF p/ contato

primário, 1000 CF para dessedentação de animais e 4000 CF para

os demais usos;• Classe 4: nada consta.

Organismos Indicadores (padrões)


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Características Biológicas

Bactérias, fungos, algas, vírus, protozoários, e vermes estão presentes

em esgotos sanitários. Muitos destes organismos são patogênicos, causandodoenças que afetam milhões de pessoas no mundo.

Algumas Doenças Associadas com a Água

Doença Agente causador Tipo de

organismoDisenteria amebiana Entamoeba

histoliticaProtozoário

Disenteriabacteriana

Shigella a Bacteria

Cólera Vibrio cholerae Bacteria

Criptosporidiose Cryptosporidium Protozoário

Leptospirose Leptospira Bactéria

Gastroenterite Escherichia coli,Campylobacter jejuni, Salmonella

Bactéria

Giardíase Giardia lamblia Protozoário

Hepatite Hepatite A Vírus

Febre tifóide Salmonella typhi Bactéria

Gastroenterite viral Rotavírus,

parvovírus,enterovírus

Vírus

Organismos específicos


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CIANOBACTÉRIAS = CIANOFÍCEAS(Algas Azuis)

• Organismos procariontes fotossintéticos.

• Organização celular e bioquímica

semelhante às bactérias.• Responsáveis pelo início da acumulação

de oxigênio na atmosfera terrestre.

• Origem no período Pré-Cambriano.


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Variações morfológicas:

1- Unicelulares: 2- Colônias

nanoplanctônicas:

Aphanocapsa delicatissima


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Microcystis aeruginosa

Anabaena lemmermannii

Planktothrix (Oscillatoria)

agardhii

Chorus &

Bartram, 1999


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Trichodesmiumthiebautii

Lyngbya sp.

Anabaena sp.

Whiton & Potts, 2000


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Espécies de cianobactérias predominantes no

Reservatório do Funil – 08/02

Cyl indrospermops is

raciborski i

Anabaena sp

Microcys t is aerugino sa


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decréscimo da diversidade

do fitoplâncton

Aumento da eutrofização nos ambientes

aquáticos

maior ocorrência de florações

de cianobactérias


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CIANOBACTÉRIAS

PRINCIPAIS CAUSAS E EFEITOSDAS FLORAÇÕES DE CIANOBACTÉRIAS

FATORES

Fontes Pontuais

Fontes Difusas

Seca

ControleFluxo eVazão

Fontes externasaos rios

CAUSAS

Nutrientes (P e N:P)

Luz

( Turbidez)

Temperatura

Falta de Turbulência

Longo Tempo deRetenção

Inoculação

Biológicas(ex:Predação)

Químicas (ex:pH alto)

Humanos

Animais

Domésticos

Vida Selvagem

Comunidade

aquática(incluindo peixes)

EspumasOdor

Gosto e Odor Carga Orgânica

Afeta o tratamento

Química da água

EFEITOS

Toxinas

Desoxigenação

Estética

Água deabastecimento

Ambiente


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Cianobactérias


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Cianobactérias

Cianotoxinas

• Toxinas produzidas por cianobactérias que apresentam efeitos adversos à

saúde por ingestão oral, incluindo:

– Microcistinas: hepatotoxinas produzidas por cianobactérias, com efeito

potente de inibição de proteínas e promotoras de tumores.

– Cilindrospermopsina: produzido por cianobactérias, inibidor de síntese

protéica, predominantemente hepatotóxico, apresentando também

efeitos citotóxicos nos rins, baço, coração e outros órgãos.

– Saxitoxinas: grupo de alcalóides neurotóxicos produzido por cianobactérias, apresentando efeitos de inibição da condução nervosa.


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CIANOTOXINAS (padrões)

•

Água:Microcistinas – VMP = 1,0 µg/L

Recomenda-se que as análises para cianotoxinas incluam a

determinação de cilindrospermopsina e saxitoxinas (STX),

observando, respectivamente, os valores limites de 15,0 µg/L e

3,0 µg/L de equivalentes STX/L.

• Esgoto: nada consta

• Classes d’água: nada consta

Mi f


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Microfauna

O potencial da microfauna como indicador da performance e

eficiência do tratamento biológico no sistema de tratamento de esgotoé bem conhecido e tem caracterizado um número de opções detratamento. Sua função como indicador em processo de lodos ativadosfoi demonstrado em 1928 por Ardern e Lockett e, em 1970, por Curdse Cockburn, os quais desenvolveram uma avaliação do sistema de

lodos ativados baseado no estudo de 56 estações de tratamento deesgoto na Inglaterra. Mais tarde, Al-Shahwani e Horan (1991) usaramuma técnica de regressão múltipla para predizer a qualidade doefluente e performance da estação baseada na estrutura da comunidade

de microorganismos presentes no lodo. Atualmente, a atenção tem sidofocalizada na função real da microfauna na eficiência da estação detratamento, particularmente, por alimentarem-se de bactérias livres einfluenciar na formação do floco.


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Paramecium aurelia - Um ciliado da Euglena viridis 'Euglenoidina


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Ordem Hymenostomatida.

NematodaRotíferos

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cb/Paramecium.jpghttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Rotifer.jpghttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Rotifer.jpghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fb/Roundworm.jpghttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Euglena_scheme_no_arrows.svghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cb/Paramecium.jpg


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Testes de Toxicidade

d d d


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d d d


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d i id d


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T d T i id d


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Principais parâmetros a serem investigados numa


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Característica Parâmetro

Águas para abastecimento Águasresiduárias

Corposreceptores

Águasuperficial

Águasubterrânea

Bruta Tratada Rio Lago

Bruta Tratada Bruta Tratada

Parâmetrosfísicos

CorTurbidez

Sabor e odorTemperatura

XXXX

XXX

XXXX

XXX

X

XX

X

XX

X

Parâmetrosquímicos

PH Alcalinidade AcidezDurezaFerro

CloretosNitrogênioFósforo

O.DM. orgânica

Micropl. Inorg.(diversos)3

Micrpol. Orgân.(diversos)

3

XXX

XXX

X

X

X

X

X

X

X

XXXXXXX

X

X

X

XX

X

X

X

XX

X

X

X

XX

X

X

X

X

XX

X(2)

X

X

X

X

XXXX

X

X

Parâmetrosbiológicos

Org indicadores Algas (diversas)Bactérias decomp.

(diversas)

XX

X X X XX

(2)

X(2)

X XX

Notas(1) Causada por Fe e Mn; (2) Durante o tratamento para controle do processo; (3) Devem ser analisados

Principais parâmetros a serem investigados numa

análise de água

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