Microbiologia do ar, do solo e da água

1. Universidade do Estado do Rio de JaneiroFaculdade de TecnologiaCampus Regional de ResendeDepartamento de Química e AmbientalMicrobiologia Industrial Microbiologia do ar, do solo e da água Profa: Denise Godoy E-mail: denisegodoy@.uerj.br

2. Ar

3. 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)

4. 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.

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

6. Principais doenças de transmissão aérea

7. Principais doenças de transmissão aérea

8. Micro-organismos Externosdo 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)

9. Micro-organismos Externodo 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.

10. Micro-organismos Externodo 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.

11. Micro-organismos Externodo 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,

12. Micro-organismos Externodo 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.

13. 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.

14. 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

15. 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;

16. Micro-organismos do Ar Interno • muitas técnicas laboratoriais produzem aerossóis (finos borrifos que produzem gotículas capazes de permanecer em suspensão durante um certo tempo) contendo micro-organismos.

17. 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. Microbiologia Aplicada - Prof. Dra Denise Godoy

18. Síndrome do Edifício Doente (SED) • São chamados de “doentes” aqueles nos quais uma porção significativa dos usuários, em torno de 20%, apresentam uma série de sintomas, tais como: dor de cabeça, náusea, cansaço, irritação dos olhos, nariz e garganta, falta de concentração, problemas de pele, entre outros. • Uma característica dessa síndrome é que ocorrido o afastamento da pessoa afetada, cessam os sintomas em pouco tempo. Em geral, melhoram ao final do expediente de trabalho e cessam completamente nas férias. Microbiologia Aplicada - Prof. Dra Denise Godoy

19. Doença de Ambiente Interno (DAI) As doenças relacionadas ao edifício pelo termo DAI, relaciona-se a uma infecção verdadeira e não temporária, dos usuários. Microbiologia Aplicada - Prof. Dra Denise Godoy

20. SED e DAI Um edifício que possui a “SED” não provoca doenças, ele colabora no sentido de agravar males de pessoas predispostas ou, como já mencionado, de provocar um estado transitório em algumas pessoas. Já edifícios que possuam a “DAI”, podem provocar doenças, tais como: asma, infecções bacterianas, virais ou por fungos. Estas doenças estão diretamente relacionadas às condições do edifício. Microbiologia Aplicada - Prof. Dra Denise Godoy

21. Micro-organismos do Ar Interno • Legislação atual: • Resolução RE no 09 da ANVISA • Valor máximo recomendado, para fungos: 750 UFC/m3 • Relação I/E=1,5 (I = UFC/m3 ar interno e E = UFC/m3 ar externo)

22. Técnicas de análise microbiológica do ar • Uma variedade de técnicas tem sido desenvolvida com objetivo de se determinar o conteúdo microbiano em: • hospitais, • escolas, • locais públicos • e no ar livre (ETE e estações de compostagem)

23. Técnicas de análise microbiológica do ar • Técnica da sedimentação em placa: • técnica muito utilizada, porém não se pode avaliar o volume de ar que foi efetivamente analisado; • somente os micro-organismos presentes no ar que possuem certas dimensões poderão ser retidos com o uso de várias placas; • obtém-se uma estimativa aproximada da contaminação aérea e dos tipos de micro-organismos presentes numa determinada área.

24. Técnicas de análise microbiológica do ar • Técnica da sedimentação em placa:

25. Técnicas de análise microbiológica do ar • Técnica da membrana filtrante: • os aparelhos são semelhantes aos usados para analise bacteriológica de água e apresentam a vantagem de reter todo tipo de partículas; • essa técnica permite medir o volume de ar amostrado e não é indicada para amostras de ar muito contaminadas.

26. Técnicas de análise microbiológica do ar • Técnica da membrana filtrante:

27. Técnicas de análise microbiológica do ar • Aparelhos de impacto sólido

30. Placas após incubação

31. 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.

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

33. 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.

34. 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.

35. 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.

36. 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.

37. Cálculo da concentração de micro-organismos no ar • EXERCÍCIO: • Em um dado ambiente, coletou-se uma amostra durante 10minutos, e o amostrador estava regulado para 28L/min. Depois de 7 dias de incubação, foram contadas 153 UFC (unidades formadoras de colônia) de fungos nesta placa. A qualidade do ar deste ambiente atende à legislação atual?

38. Água

39. 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

40. 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

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

42. 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

43. Condições Ambientais

44. Condições Ambientais • Turvação – devido a partículas provenientes da erosão da crosta terrestre, detritos de matéria orgânica particulada, micro-organismos suspensos • Pressão hidrostática – 1 atm a cada 10 m • BAROTOLERANTES: até 3.000 m • BAROFÍLICOS: 4.000-6.000 m • BAROFÍLICOS EXTREMOS: acima de 6.000m

45. Condições Ambientais

46. Condições Ambientais Estimativas do número total nos oceanos: 1,3 x 1028 Archaea 3,1 x 1028 Bacteria Fonte: Microbiologia de Brock; Madigan et al., 20

47. Lago: - fototróficos predominantes: micro-organismos zonas óxicas: cianobactérias e algas zonas anóxicas: bactérias fototróficas anaeróbias PRODUTORES PRIMÁRIOS taxas de produção primária atividade microbiana Condições Ambientais • Luz – fotossintéticos (algas e cianobactérias) – zona fótica de 50 a 125 m - a vida na água depende, direta ou indiretamente, dos produtos da fotossíntese

48. Condições Ambientais • pH – de 6,5 a 8,5 (mar de 7,5 a 8,5); lagos salgados pH 11,5 • Salinidade - varia de quase zero a 32% de NaCl • Nutrientes – nitratos e/ou fosfatos; excesso podem causar super crescimento de algas

49. 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

50. Microbiologia da Água • Ambiente de água doce • Lagos e Pântanos: • Zona litorânea – ao longo da costa, onde a luz penetra até o fundo. Vegetação enraizada. • Zona limnética – região superior, em áreas abertas, longe da costa. • Zona profunda – regiões profundas de águas abertas. • Zona bêntica – lama ou lodo mole do fundo. Zonas limnética e litorânea -Maior variedade de micro-organismos; Zonas profunda e bêntica -micro-organismos heterotróficos.