FERROBACTÉRIAS EM POÇOS TUBULARES: OCORRÊNCIAS E TÉCNICAS SIMPLIFICADAS DE DETECÇÃO

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1 FERROBACTÉRIAS EM POÇOS TUBULARES: OCORRÊNCIAS E TÉCNICAS SIMPLIFICADAS DE DETECÇÃO Daniel Adolpho Cerqueira (1) Biólogo - Mestre em Microbiologia pela UFMG. Responsável pelo Controle Microbiológico da Água e Efluentes da COPASA - MG. Professor, convidado, para o Curso de Especialização em Engenharia Sanitária e Ambiental da UFMG. Conselheiro Fiscal ABES - MG. Paulo Afonso Emídio Biólogo - Técnico do Setor de Análises Microbiológicas da Água e Efluentes da COPASA - MG. Endereço (1) : Setor de Análises Microbiológicas - Laboratório Metropolitano - COPASA - MG - BR Km Trevo Nova Lima - CEP: Belo Horizonte - MG - Brasil - Tel: (031) Fax: (031) labo@copasa.com.br RESUMO O uso de poços tubulares como fonte de abastecimento de água é prática comum em todo o mundo. A qualidade das águas dos lençóis subterrâneos comumente é adequada para vários usos, principalmente ao consumo humano. Entretanto, vários fatores contribuem para a poluição desses aqüíferos. Entre as diversas formas de contaminação bacteriológica está a proliferação de bactérias do ferro, ou classicamente denominadas Ferrobactérias. Embora descritas em vários artigos e disponível nos Standard Methods, a metodologia de detecção e identificação de Ferrobactérias em águas de poços não é simplificada para a maioria dos laboratórios dos serviços de abastecimento de água. Este trabalho apresenta, de forma resumida, algumas técnicas simplificadas de determinação de Ferrobactérias, incorporando a experiência da COPASA MG que vem lidando com o problema desde São apresentadas técnicas simplificadas de observação microscópica após coloração e/ou filtração de amostras em membrana. PALAVRAS-CHAVE: Poços Tubulares, Ferrobactérias. INTRODUÇÃO Os poços tubulares representam alternativa fundamental para o suprimento de água de consumo humano em todas as comunidades e serviços de saneamento do mundo. Os aqüíferos subterrâneos tendem a ser mais protegidos e apresentar qualidade da água superior àquela dos mananciais de superfície. Entretanto, por vários fatores, observa-se que essa qualidade pode ser deteriorada, significando sério risco á saúde, mesmo quando a água desses suprimentos são submetidos à desinfecção. Entre os problemas que os poços tubulares podem apresentar, a ocorrência de bactérias do ferro, ou classicamente conhecidas como Ferrobactérias, tem sido um dos principais e de difícil controle. A 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1245

2 formação de flocos e a coloração da água são os principais problemas relacionados com a ocorrência de Ferrobactérias em poços tubulares. Ocorrência de Ferrobactérias em Minas Gerais Desde 1983 a COPASA MG vem estudando o problema de ocorrências de Ferrobactérias em vários poços tubulares operados em seus sistemas de abastecimento no estado. Em diversas formações geológicas, e em diversos tipos de perfis construtivos, as ocorrências de Ferrobactérias tem sido catalogadas e naquele ano iniciou-se pesquisa de caracterização, identificação, e controle. Segundo CARVALHO, (1995), os principais fatores de ocorrência ligaram-se à questões de contaminação de aqüíferos, operação dos poços e práticas de perfuração. Entre as medidas operacionais mais recomendadas, a partir da literatura e dos resultados da pesquisa COPASA MG, o choque e manutenção de aplicações de soluções alcalinizantes mostraram-se as mais econômicas e operacionalmente eficazes. Laboratorialmente, os gêneros Gallionella e Leptothrix foram os gêneros de Ferrobactérias mais ocorrentes, sendo que o primeiro predominou na maioria das amostras observadas. OBJETIVOS Fornecer informações quanto às ocorrências de Ferrobactérias em poços tubulares, causas, controle e técnicas simplificadas de detecção e identificação das formas mais comuns de Ferrobactérias para laboratórios de serviços de abastecimento de água. METODOLOGIA DE AMOSTRAGEM E ANÁLISE Embora descrita em vários artigos e nas últimas edições dos Standard Methods (APHA - AWWA-WEF, 1995) a metodologia para identificação de Ferrobactérias não é padronizada, considerando que para cada tipo de amostra adota-se um procedimento ou técnica específica. A amostragem depende também do tipo de problema e do local onde se instala. Para efeito deste trabalho, foi enfocada a técnica de amostragem para identificação de Ferrobactérias em poços tubulares que apresentam problemas de flocos, material ferruginoso, precipitados ou qualquer coloração. Em situações de ocorrência de flocos ou qualquer precipitado na água oriunda do poço tubular, a coleta pode ser feita em frasco esterilizado, com proteção de tampa e identificação inerente à coleta. Em situações em que não se observam (olho nu) quaisquer flocos ou precipitados deve ser coletado volume de 1 litro em frasco tipo âmbar, de vidro ou plástico, esterilizado, sem qualquer substância como preservativo. Para aquelas amostras com presença de floco ou precipitado, uma lâmina simples de microscopia pode ser montada com uma pequena porção de material. A montagem deve ser fixada próxima à chama de gás. Após a secagem, a lâmina pode receber corantes para melhor contrastes das formas. Vários corantes são propostos, incluindo o Ferricianeto de Potássio que permite verificar a ocorrência de material ferruginoso no material de montagem. (APHA, 1995) 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1246

3 Para amostras sem quaisquer depósitos ou mesmo para aquelas que apresentam e que se deseja registrar a quantidade de Ferrobactérias, um volume de amostra deve ser passado por filtração em membrana de 0,45 micras, quadriculada, estéril. O volume a ser filtrado depende das condições de turbidez da amostra. O limite será aquele que permitir a observação de Ferrobactérias sobre a membrana. Após a filtração, a membrana deve permanecer a 100 o C por 5 minutos ou 12 a 24 horas a temperatura ambiente ou em incubadora (35 o C). Uma vez seca, a membrana é colocada sobre óleo de imersão de microscopia até que fique transparente.(lueshow & Mackenthun, 1962) A observação é realizada em microscópio binocular comum, campo claro com objetivas de 4, 10 e 40 vezes ( X ) de aumento. Nos primeiros aumentos (40 e 100 X) procura-se na superfície da membrana sinais de partículas e definir os quatro quadrículos a serem utilizados para a quantificação. No aumento de 400 X procura-se focar o material a ser pesquisado, localizando-se formas filamentosas ou fitas características de Ferrobactérias. A identificação das formas típicas que caracterizam os gêneros e espécies de Ferrobactérias é dependente da experiência do observador. Idealmente um biólogo com experiências em bacterioscopia e técnicas de microscopia hidrobiológica. A proposta de simplificação desta técnica é relacionada à técnica de concentração de amostras e de algumas informações que possam facilitar a identificação das Ferrobactérias. A identificação, obviamente, é morfológica e, basicamente, direcionada aos tipos morfológicos de Ferrobactérias. O apoio de desenhos e microfotografias disponíveis nas referências bibliográficas é fundamental para os principiantes. As formas de Ferrobactérias mais comumente encontradas em águas de poços tubulares são: 1. Tipo filamentoso; gêneros Leptothrix e Spahaerotilus. Filamentos simples, que lembram um tubo plástico, fino, com ou sem precipitados, sem ramificações, apresentando ou não células ao longo do filamento. Crenothrix: Tipo filamentoso com diferença de diâmetros ao longo do filamento, e, caracteristicamente, liberando, nas extremidades um conjunto de células ou tipo de esporos (conídios) (Mulder, 1964) 2. Tipo não filamentoso: fitas. Gênero Gallionella. Observa-se um entrelaçado de fios, lembrando uma trança de cabelos. Não se observam, comumente, as células formadoras das fitas. (Kucera & Wolfe, 1957) 3. Tipo não filamentoso: células. Dificilmente identificáveis ao microscópio. A quantificação pode ser feita, nessa técnica, através da seleção aleatória de quatro quadrículos da membrana. Em cada quadrículo um número de campos visuais deve ser medido em função do aumento de observação. Por exemplo. Em 400 X, podem ser observados 64 campos (8 x 8). Contam-se nos 64 campos as formas de Ferrobactérias e faz-se uma média dos quatro campos contados. A média obtida é multiplicada por 102 quadrículos possíveis de serem observados na membrana. Ou pode-se determinar uma média por campo nos quatro quadrículos e multiplicar a média por para a contagem global de toda a membrana. O resultado é expresso em número de formas (ou gênero) de Ferrobactérias por volume filtrado. 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1247

4 A importância da quantificação é maior para avaliação de deterioração de aqüíferos e para controle de eficiência na aplicação de produtos químicos ou outra forma de tratamento. Muitas vezes é importante a definição do tipo e quantidade de formas de Ferrobactérias ocorrentes em um aqüífero ou poço tubular para que as medidas de controle sejam mais eficazes. PESQUISA E IDENTIFICAÇÃO DE FERROBACTÉRIAS EM POÇOS As formas similares à forma A são filamentosas e caracterizam por fios longos com aderências de precipitados menores. Eventualmente é necessário um tratamento ácido com HCl para limpeza do material a ser observado. O tipo B é característico da forma de fitas. Esses dois tipos são os mais comumente observados. 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1248

5 CONSIDERAÇÕES FINAIS SOBRE O CONTROLE DE FERROBACTËRIAS A importância em determinar os gêneros de Ferrobactérias reside na precisão de informação que subsidiem o controle de sua ocorrência e eficiência dos processos de tratamento desenvolvidos nos serviços de abastecimento. As diversas formas filamentosas ou não de Ferrobactérias podem provocar formação de flocos nos filtros de poços, contaminar outros aqüíferos, perfuratrizes, e determinar a corrosão e tuberculização de canalizações das unidades de distribuição de água. Não são conhecidos processos de remoção de Ferrobactérias nos sistemas de abastecimento, uma vez já formados os flocos. Soluções paliativas tem sido tomadas no sentido de controlar a ocorrência desses 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1249

6 microrganismos ainda nos poços com a aplicação de produtos químicos específicos. A cloração direta dos poços não tem resultado em solução técnica adequada porquanto observaram-se, em alguns poços tratados pela COPASA MG, o retorno dos microrganismos após 30 dias da aplicação do desinfetante e, em alguns casos, a perda física da bomba com corrosão devida ao desinfetante. Como já informado, a solução, técnica, operacional e econômica mais adequada encontrada pela COPASA MG, além das medidas operacionais de perfuração e proteção de poços e seus aqüíferos, foi os choques e dosagens de alcalinizantes (Cal e barrilha). As práticas preventivas de seleção adequada de aqüíferos, desinfecção de perfuratrizes, uso de água de boa qualidade bacteriológica para perfuração, práticas de assepsia mínima para perfuração, construção de selos sanitários, operação dinâmica dos poços não sobrecarregando os aqüíferos, entre outras medidas minimizaram drasticamente a ocorrência de Ferrobactérias nos poços em operação pela COPASA - MG. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. APHA. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 19 a. edição.eaton, A D., Clesceri, L. S. & Greenberg A E. editores. Washington, Lueshow, L. A, & K. M. Mackenthun. Detection and Enumeration of Iron Bacteria in Municipal Water Supplies. J. Amer. Water Works Assoc. 54:751, Kucera, S. & R. S. WolfeA selective enrichment method for Gallionella ferruginea. Journal of Bacteriology. 74: Mulder E. G. Iron Bacteria, particularly those of Sphaerotilus-Leptothrix group, and industrial problem. Journal of Applied Bacteriology. 27: Carvalho, C. T. A Presença de Ferrobactérias em Poços Profundos no Estado de Minas Gerais. Dissertação para obtenção de título de Mestre em Enga. Sanitária e Ambiental do Departamento de Enga Sanitária e Ambiental - DESA- da UFMG. Dezembro de o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 1250