Qualidade de Água dos Furos de Captação da FEUP Parâmetros Microbiológicos

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1 Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Qualidade de Água dos Furos de Captação da FEUP Parâmetros Microbiológicos Projeto FEUP : 1º ano Mestrado Integrado em Engenharia do Ambiente Manuel Firmino e Sara Ferreira João Bastos Supervisor: Margarida Bastos Equipa 103_02: Monitor: Joana Manso Estudantes & Autores: Arlete Oliveira up @fe.up.pt Ana Rita up @fe.up.pt Catarina Silva up @fe.up.pt João Neves up @fe.up.pt José Martins up @fe.up.pt Pedro Sobral up @fe.up.pt Qualidade das Águas dos Furos de Captação da FEUP Parâmetros Microbiológicos 1/15

2 Resumo Este trabalho foi proposto no âmbito da unidade curricular Projeto FEUP, do 1º ano do Mestrado Integrado em Engenharia do Ambiente da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto. Teve como principal objetivo o estudo dos parâmetros microbiológicos da água captada nos furos da FEUP para determinar se esta cumpria com os valores definidos pela lei portuguesa. O tema que foi proposto abordar foi a "Qualidade das Águas dos Furos de Captação da FEUP" relativamente a parâmetros microbiológicos. Para isso, com a ajuda de técnicos da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto procedeu-se à recolha das águas em 2 furos de captação, um a 75 m e outro a 125 m de profundidade. De seguida, em laboratório, realizou-se a análise das águas que consistiu em filtrar a água através de vácuo, e, seguidamente, colocou-se um filtro num meio de cultura apropriado ao desenvolvimento das bactérias, e incubaram-se as amostras. Por fim, após o tempo estabelecido observaram-se os meios de cultura de maneira a analisar o desenvolvimento bacteriano. Com este projeto, pretendeu-se avaliar a qualidade da água dos furos de captação da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, e com isto compreender qual a melhor finalidade que esta poderia ter. Assim após a realização das atividades laboratoriais em relação à análise dos parâmetros microbiológicos, que deram negativos quanto à presença de bactérias fecais, concluiu-se que esta água poderia, eventualmente, ser usada quer para consumo humano, quer para águas de rega ou até águas balneares. No entanto, seria adequado repetir a recolha de uma nova amostra de água bem como efetuar outro tipo de testes para se ter a certeza absoluta que poderia ser usada para essa finalidade. Palavras-Chave Água; Poluição; Contaminação; Decreto-Lei; E. coli; Enterococos; Parâmetros Microbiológicos; Tratamento; Água para consumo humano. Qualidade das Águas dos Furos de Captação da FEUP Parâmetros Microbiológicos 2/15

3 Índice Glossário Introdução Introdução Teórica Água Poluição e Contaminação Controlo da Qualidade da Água Parâmetros Microbiológicos Tratamento de Águas Metodologia Procedimento Resultados e Discussão Resultados Análise de Resultados Conclusão Recomendações Referências bibliográficas Qualidade das Águas dos Furos de Captação da FEUP Parâmetros Microbiológicos 3/15

4 Lista de figuras Figura 1 - Meio de LSA (teste presuntivo) usado para pesquisa de E. coli... 9 Figura 2 - Testes Confirmativos... 9 Figura 3 - Meio de Cultura SB Figura 4 - Meio de Cultura SB Figura 5 - Meio de Cultura SB Figura 6 - Meio de Cultura SB Figura 7 - Meio de Cultura LSA Figura 8 - Meio de Cultura LSA Figura 9 - Meio de Cultura LSA Lista de Tabelas Tabela 1 Resultados obtidos para cada amostra recolhida Qualidade das Águas dos Furos de Captação da FEUP Parâmetros Microbiológicos 4/15

5 Glossário 1 - Águas doces superficiais destinadas à produção de água para consumo humano águas doces superficiais que sejam utilizadas ou estejam destinadas a serem utilizadas, após tratamento adequado, para a produção de água para consumo humano. (Decreto-Lei nº 236/1998) 2 Águas para consumo humano águas utilizadas para, qualquer que seja a sua origem e o seu estado original ou após tratamento, abrangendo: águas para consumo humano; água utilizada nas indústrias alimentares para fins de fabrico, de tratamento ou de conservação de produtos ou de substâncias destinadas a serem consumidas pelo homem, e que seja suscetível de afetar a salubridade do produto alimentar final; a água utilizada para a produção de gelo; a água acondicionada em embalagens, recipientes ou autotanques que, em circunstâncias excecionais, poderá ser posta à disposição do consumidor para consumo humano, direto; a água embalada disponibilizada em circuitos comerciais. (Decreto-Lei nº 236/1998) 3 Águas balneares Águas doces lóticas e lênticas, comummente designadas de correntes e paradas, assim como a água do mar e as águas estuarinas, que se encontram classificadas como balneares ou, não estando classificadas, onde o banho não esteja interdito e seja habitualmente praticado por um número considerável de banhistas (aproximadamente 100/dia durante a época balnear). (Decreto-Lei nº 236/1998) 4 Água de rega água superficial ou subterrânea ou água residual, que vise satisfazer ou complementar as necessidades hídricas das culturas agrícolas ou florestais. (Decreto-Lei nº 236/1998) Qualidade das Águas dos Furos de Captação da FEUP Parâmetros Microbiológicos 5/15

6 1. Introdução 1.1 Introdução Teórica Água Devido à sua importância e abundância, existem inúmeros tipos de água como a água potável, a água mineral, a água doce, que se pode encontrar em rios, por exemplo, a água salgada, mais conhecida como a água do mar, a água destilada, a água salobra, a água poluída, e por fim, a água contaminada, que é aquela que está na base de todo o trabalho Poluição e Contaminação O termo poluição está associado a uma alteração indesejável nas características físicas, químicas ou biológicas por ação humana, suscetível de prejudicar a saúde humana ou a qualidade do ambiente. (Da Silva. 2014) Todo o tipo de poluição causa efeitos nocivas no Homem, no entanto, a poluição da água, por causa de esta ser um bem tão essencial à vida humana, causa efeitos ainda piores como afetar a segurança e o bem-estar de uma população; criar condições pouco favoráveis às atividades sociais e económicas; afeta a biodiversidade, as condições estéticas ou sanitárias do ambiente de uma forma negativa e pode levar à acumulação de materiais ou energia que divergem dos padrões ambientais. Figura SEQ Figura \* ARABIC 1 Poluição A contaminação dos recursos hídricos está envolvida no conceito de poluição e dizse que existe contaminação quando ocorre a introdução de microrganismos, substâncias químicas e/ou resíduos no meio ambiente numa concentração superior aos valores normais definidos para essa área e cujos efeitos são suficientes para desequilibrar as características desse meio. (Da Silva. 2014) A presença destes microrganismos na água pode afetar a saúde humana seja através do consumo direto ou pelo seu uso na produção e/ou processamento de alimentos presente no nosso quotidiano. Qualidade das Águas dos Furos de Captação da FEUP Parâmetros Microbiológicos 6/15

7 1.1.3 Controlo da Qualidade da Água A qualidade da água define-se pelo conjunto de valores de parâmetros físicos, químicos, biológicos e microbiológicos da água que permite avaliar a sua adequação para determinados usos diretos ou potenciais (Decreto-Lei 236/98). Assim, para serem adequadas para consumo, as águas devem respeitar uma série de exigências sensoriais (p.e, cor, cheiro, sabor), químicas (p.e, ausência de produtos químicos), e biológicas (p.e, ausência de bactérias fecais). Estas normas e parâmetros estão definidos em vários Decretos-Lei dos governos portugueses nos últimos anos, como o Decreto-Lei nº 236/98 ou o Decreto-Lei nº 306/2007. Foi nestes Decretos-Lei que foram baseadas as análises que permitiram retirar conclusões acerca da qualidade da água dos furos de captação da FEUP, relativamente a parâmetros microbiológicos. No entanto, nem todas as águas são próprias para consumo, e por esta razão, o Decreto-Lei nº 236/98 abrange todos os tipos de água e quais os critérios que devem ser tidos em conta para que a água possa ser considerada utilizável para diversos fins: quer seja para consumo humano, para suporte da vida aquícola, balnear ou de rega. Por outro lado, no Decreto-Lei nº 306/2007 estão apenas referidos os parâmetros que as águas próprias para consumo humano devem seguir Parâmetros Microbiológicos Os principais indicadores de contaminação fecal da água são a presença de bactérias fecais (Escherichia coli) e Enterococcus e bactérias coliformes totais. As bactérias fecais fazem parte de um grupo de organismos que podem ser encontrados no solo, nas águas naturais ou residuais domésticas. A sua principal característica é habitarem no intestino do Homem e de outros animais, sendo que, nos seres vivos, em quantidades normais, não têm efeitos nocivos, no entanto, quando começam a estar em número elevado, podem provocar várias doenças. Qualidade das Águas dos Furos de Captação da FEUP Parâmetros Microbiológicos 7/15

8 Este tipo de bactérias pode-se dividir em 3 grupos: as coliformes totais, Enterococcus e coliformes fecais. As coliformes totais e fecais distinguem-se principalmente pela sua capacidade de crescimento a diferentes temperaturas. As coliformes fecais têm uma capacidade de crescimento a temperaturas mais elevadas (cerca de 44 ºC). Daí também ser possível fazer referência às coliformes fecais como bactérias coliformes Termo tolerantes. A pesquisa de bactérias fecais é utilizada para determinar se uma certa água está contaminada ou não, pois, caso estas bactérias estejam presentes na água, indica que aquela água pode ter estado em contacto com descargas de origem fecal (de esgotos, por exemplo), e que essa água poderá conter muitos outros tipos de bactérias, que essas sim, poderiam prejudicar a nossa saúde. Para avaliar a contaminação da água ao nível destes parâmetros efetua-se a determinação da densidade de bactérias que produzem UFC (Unidades Formadoras de Colónias - unidade de medida usada para estimar o número de bactérias de uma amostra) através dos testes presuntivos e confirmativos. Os testes presuntivos (Figura 1) são os primeiros testes aos quais a água é submetida. São testes mais abrangentes, em que é permitido o desenvolvimento de todas as bactérias semelhantes a E. coli ou a Enterococos e não apenas a estas. Para se obter a confirmação da presença de E. coli ou Enterococos nos meios de cultura, efetuam-se os testes confirmativos (Figura 2). Qualidade das Águas dos Furos de Captação da FEUP Parâmetros Microbiológicos 8/15

9 Figura 1 - Meio de LSA (teste presuntivo) usado para pesquisa de E. coli Figura 2 - Testes Confirmativos Tratamento de Águas Os tratamentos de águas são normalmente dois, com duas finalidades distintas: os tratamentos de águas e o tratamento de águas residuais. O tratamento de águas, consiste no tratamento de águas captadas de algum tipo de fonte, como por exemplo, um rio, e purifica-la, de modo a que se torne própria para consumo humano. Este tipo de tratamento é realizado nas ETA Estações de Tratamento de Aguas. O tratamento de águas residuais, ou seja, águas de origem doméstica, como esgotos, em que se procede ao tratamento da água para que possa posteriormente ser devolvida ao ciclo da água com o mínimo de poluentes possível. Este é realizado nas ETAR Estações de Tratamento de Águas Residuais. O tratamento de águas que possuem contaminação fecal (E. coli e Enterococos) é relativamente simples, sendo possível através de processos de desinfeção química, com produtos como cloro ou ozono, ou através de processos de desinfeção física, como ultravioleta ou ultrafiltração. (APDA. 2012) Qualidade das Águas dos Furos de Captação da FEUP Parâmetros Microbiológicos 9/15

10 2. Metodologia 2.1 Procedimento Procedeu-se à recolha das águas dos furos de captação da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto. Esta foi dividida em duas recolhas uma vez que existiam dois furos de captação a diferentes profundidades, um a 75 m e outro a 125 m. Posteriormente recorremos aos laboratórios de microbiologia do Departamento de Engenharia Química para a análise destas águas. A metodologia consistiu em: 1. Identificar duas placas de Petri contendo o meio de cultura seletivo LSA (Lauryl Sulfate Agar) e SB (Slanetz and Bartley) que foram identificados com a designação da turma e dos nomes dos alunos. 2. Colocar o funil de filtração estéril na rampa de filtração. 3. Colocar a membrana filtrante estéril (0,45 μm de porosidade e 47 mm de diâmetro) com a ajuda de uma pinça espatulada flamejada (isto é, mergulhada em álcool etílico e levada à chama do bico de Bunsen). 4. Agitar a amostra e adicionar 100 ml de amostra ao funil com a torneira fechada. 5. Ligar a bomba de vácuo e filtrar a amostra abrindo a torneira da rampa de filtração. 6. Depois do processo de filtração, fechar novamente a torneira e, com a pinça espatulada flamejada, retirar a membrana e colocar sobre a superfície do meio de cultura. (Nota: a membrana deverá aderir bem em toda a superfície ao meio de cultura,caso contrário não haverá crescimento nessas zonas). 7. Agitar novamente a amostra de água e repetir o procedimento para o duplicado. 8. Incubar as culturas de acordo com as temperaturas recomendadas para cada grupo de indicadores de poluição. Para o meio seletivo de LSA (pesquisa de E.coli), as amostras devem ser incubadas a 30 C durante 4 h, e depois a 44 C durante 14 h. Para o meio SB (pesquisa de Enterococos) as amostras devem ser incubadas a 36ºC±2ºC durante 44h±4h. Qualidade das Águas dos Furos de Captação da FEUP Parâmetros Microbiológicos 10/15

11 3. Resultados e Discussão 3.1 Resultados A tabela 1 apresenta os resultados laboratoriais que se obtiveram a partir da análise das Águas dos Furos de Captação da FEUP. Nas figuras abaixo, apresentam-se também as imagens representativas dos resultados, em ambos os meios. Tabela 1 Resultados obtidos para cada amostra recolhida. Escherichia Coli Enterococcus Água dos Furos de Captação da FEUP Furo 1 125m Furo 2 75m (amostra 4) (amostra 5) Tipo de UFC Nº de UFC 0 (UFC/100mL água) 0 (UFC/100mL água) Tipo de UFC Nº de UFC 0 (UFC/100mL água) 0 (UFC/100mL água) Resultados das amostras no meio de Cultura SB Pesquisa de Enterococcus. Figura 3 - Meio de Cultura SB Figura 4 - Meio de Cultura SB Figura 5 - Meio de Cultura SB Figura 6 - Meio de Cultura SB Qualidade das Águas dos Furos de Captação da FEUP Parâmetros Microbiológicos 11/15

12 Resultados das amostras no meio de Cultura LSA Pesquisa de E. coli. Figura 7 - Meio de Cultura LSA Figura 8 - Meio de Cultura LSA Figura 9 - Meio de Cultura LSA 3.2 Análise de Resultados Através da análise dos resultados dos Testes Presuntivos (contagem de UFC que apareceram no meio de cultura), e sabendo que no meio de cultura LSA, propício ao desenvolvimento das colónias de E. coli apresenta uma cor amarela, e que no meio de cultura SB, benéfico para o crescimento das colónias de Enterococcus apresenta uma cor rosa-castanho avermelhado escuro, conclui-se que nenhuma das amostras da água dos furos de captação da FEUP, apresenta nem uma, nem outra bactéria. Confirmativos. Devido a estes resultados não foi necessário proceder à realização de Testes Qualidade das Águas dos Furos de Captação da FEUP Parâmetros Microbiológicos 12/15

13 Assim, e segundo o Decreto-Lei nº 236/1998, estas águas seguem os valores paramétricos necessários para serem consideradas de qualidade para: - Águas doces superficiais destinadas à produção de água para consumo humano - o VMR Valor Mínimo Recomendado é de 20/100mL para ser sujeito a um tratamento físico e desinfeção, no caso de estudo como os resultados foram nulos, confirma-se que pode ter esta finalidade; - Águas para consumo humano Neste tipo de água o valor de coliformes fecais tem de ser nulo, portanto, a água dos furos de captação da FEUP pode também ter este fim. - Águas balneares - o VMR é de 100/100mL, daí conclui-se que as amostras podem ser usadas para este fim. - Águas de rega o Valor Mínimo Recomendado é de 100 por 100mL de água, por isso podem também ser usadas como águas destinadas à rega. Qualidade das Águas dos Furos de Captação da FEUP Parâmetros Microbiológicos 13/15

14 4. Conclusão Depois da análise dos resultados e depois de analisados os Decretos-Lei referentes à qualidade das águas, conclui-se que as águas dos furos de captação da FEUP podem ter vários usos, entre eles, águas para consumo humano, águas para rega, ou até mesmo águas para uso balnear. Analisando também os Decretos-Lei, e respondendo a um dos objetivos do trabalho, que era de avaliar se as águas analisadas necessitavam de algum tratamento, conclui-se que nos parâmetros microbiológicos não haveria necessidade de se realizar alguma espécie de tratamento às águas dos furos de captação da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto. 5. Recomendações Apesar das amostras seguirem os valores paramétricos de referência para este tipo de águas, devem sempre ser avaliados os parâmetros físico-químicos da água, deverá ser efetuado uma nova recolha de amostra de águas dos furos para confirmação dos resultados obtidos, tal como outros testes complementares aos parâmetros microbiológicos, para se poder ter a certeza de qual a finalidade mais adequada a este tipo de água. Qualidade das Águas dos Furos de Captação da FEUP Parâmetros Microbiológicos 14/15

15 6. Referências bibliográficas Abelho, M Manual de monitorização microbiológica ambiental. Curso de Especialização Tecnológica em Qualidade Ambiental. APDA FT-MB-02 Bactérias Coliformes. Comissão Especializada de Qualidade de Água. Da Silva, A. D., Santos, M. E., Mesquita, F. M., Baldaia, L., Félix, J. M Terra, Universo de Vida Biologia 12.º Ano. Porto Editora. Calçarão, L Bactérias coliformes fecais: microrganismos nefastos para a nossa saúde?. Escritos Dispersos. 11 de outubro de Acedido a 22 de outubro de Correia, A Presença de Bactérias coliformes e Escherichia coli resistentes aos antibióticos Ciprofloxacina e Estreptomicina em água natural MS. Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto. Farré, M., Pérez, S., Gonçalves, C., Alpendurada, M. F., Barceló, D., 2010 "Green analytical chemistry in the determination of organic pollutants in the aquatic environment". Trends in Analytical Chemistry, Vol. 29, No. 11, Página Instituto Superior Técnico Análise Bacteriológica de águas. 10 de outubro de Acedido a 25 de outubro de Ministério do Ambiente Decreto-Lei 236/1998 de 1 de agosto. Diário da República. 1ª série (176): Lisboa: INCM. Acedido a 25 de outubro de 2016 Ministério do Ambiente, do Ordenamento do Território e do Desenvolvimento Regional Decreto-Lei 306/2007 de 27 de agosto. Diário da República. 1ª série (164):n.d. Lisboa: INCM. Acedido a 25 de outubro de Protocolo cedido pela Professora: Análise da Qualidade Bacteriológica de águas de diferentes origens Escherichia coli (adaptação de ISO ) Enterococos (ISSO ). Vasconcelos, A. S Estudo da qualidade da água do Rio Ave: relevância da relação entre indicadores microbiológicos, macroinvertebrados e parâmetros físicoquímicos. MS. Faculdade de Ciências, Universidade do Porto. Acedido a 22 de Outubro de 2016 Qualidade das Águas dos Furos de Captação da FEUP Parâmetros Microbiológicos 15/15