VII-023 PESQUISA DE (OO)CISTOS DE PROTOZOÁRIOS EM AMOSTRAS DE ÁGUAS DE MANANCIAIS SUPERFICIAIS DE MONTES CLAROS/MG Mônica Maria Ladeia (1) Engenheira química pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). Especialista em Saneamento e Meio Ambiente pela Universidade Estadual de Montes Claros (UNIMONTES). Mestre em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos pela UFMG. Coordenadora do Laboratório Regional Norte da COPASA em Montes Claros. Léo Heller Engenheiro civil pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). Doutor em Epidemiologia pela UFMG. Professor do Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da UFMG. Pesquisador do CNPq. Maria Berenice Cardoso Martins Vieira Bióloga com Bacharelado em Microbiologia pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). Mestre em Microbiologia pela UFMG. Doutora em Medicina Veterinária Preventiva e Epidemiologia pela UFMG. Responsável técnica e pesquisadora do Laboratório de Microbiologia da Fundação Ezequiel Dias (FUNED LACEN MG). Endereço (1) : Rua Dr. Santos, 18 - Centro - Montes Claros/MG - CEP: 30.400-001 - Brasil - Tel: (38) 3229-5755 - Telefax: (38) 3229-5764 - e-mail: monica.ladeia@copasa.com.br RESUMO A pesquisa de protozoários em amostras de mananciais e de água tratada não tem sido uma prática sistemática no Brasil, impedindo que se vislumbrem os riscos à saúde pública correspondentes. O objetivo deste estudo foi verificar a ocorrência e possíveis variações sazonais de Cryptosporidium sp e de Giardia spp. nos principais mananciais superficiais da região de Montes Claros. Neste trabalho avaliou-se também a associação entre a ocorrência do Cryptosporidium sp. com potenciais indicadores de qualidade de água. Para verificação da associação entre a ocorrência do protozoário estudado e indicadores de qualidade da água foram monitorados os parâmetros bacteriológicos - coliformes totais e Escherichia coli; esporos de bactérias anaeróbias e Clostridium perfringens; esporos de bactérias aeróbias e Bacillus subtilis - e os parâmetros físicos e químicos - cor aparente e real, ph e turbidez. Nesta pesquisa, oocistos de Cryptosporidium sp. foram encontrados em 70% das amostras dos mananciais superficiais, com concentração variando até 62,5 oocistos/l e cistos de Giardia spp. foram detectados em apenas uma amostra no rio Pai João - Captação Todos os Santos, percentual de 3,33%. Analisando os resultados dos mananciais superficiais, verificou-se que a variável Cryptosporidium sp. apresentou correlação significativa com as variáveis turbidez, esporos aeróbios e C. perfringens. PALAVRAS-CHAVE: Cryptosporidium sp., Giardia spp., Clostridium perfringens, indicadores de qualidade, saúde pública, esporos. INTRODUÇÃO As parasitoses intestinais são responsáveis por altos índices de morbidade, principalmente nos países em desenvolvimento, onde o crescimento populacional não é acompanhado da melhoria das condições de vida da população. Estima-se que, mundialmente, as doenças diarréicas sejam responsáveis pela morte de aproximadamente dois milhões de crianças com menos de cinco anos de idade a cada ano. Nos países em desenvolvimento, as doenças diarréicas acometem em torno de 1,5 bilhão de crianças com até cinco anos de idade por ano, devido principalmente à intensa urbanização e à falta de acompanhamento de melhorias dos serviços de saneamento básico (WHO, 2004). Baseados no reconhecimento de que a água desempenha um papel importante na epidemiologia das enfermidades parasitárias, torna-se necessário a pesquisa de formas parasitárias nas amostras de mananciais e de água tratada. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1
Durante os últimos anos nos EUA, os protozoários têm sido a principal causa de surtos de doenças transmitidas pela água. Na década de 1970, Giardia intestinalis foi o agente etiológico mais identificado, levando à promulgação de normas específicas para o tratamento de águas superficiais. Já na década de 1980, Cryptosporidium parvum foi reconhecido como um dos patógenos mais importantes nos surtos por água de abastecimento (CRAUN et al., 1998). O número de casos relatados de criptosporidiose aumentou dramaticamente nos últimos anos, associados com as pessoas imunocomprometidas, principalmente nos casos da Síndrome de Imunodeficiência Adquirida (AIDS), mas também afetando as imunocompetentes. Os oocistos de Cryptosporidium sp. e os cistos de Giardia spp. são muito resistentes a fatores ambientais adversos e podem sobreviver por meses no solo frio, em lugares escuros e por mais de um ano em água com baixa turbidez (USEPA, 2001). A contaminação do meio ambiente com fezes humanas ou de animais infectados pode atingir fonte de água usadas para consumo (poços artesianos, lagos, rios) resultando em surtos de criptosporidiose. Esgotos sanitários e atividades agropecuárias constituem fatores inquestionáveis de contaminação dos mananciais (STATES et al.,1997). As análises de 347 amostras de águas superficiais coletadas nos Estados Unidos entre 1988 e 1993 mostraram prevalência de Cryptosporidium sp. e Giardia spp. de 60,2 e 53,9%, respectivamente (LeCHEVALLIER e NORTON, 1995). No Brasil a Portaria nº 518 (MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2004), que estabelece o padrão de potabilidade, recomenda a inclusão da pesquisa de organismos patogênicos tendo como objetivo atingir um padrão de ausência de enterovírus, cistos de Giardia spp. e oocistos de Cryptosporidium sp. Esta pesquisa foi desenvolvida com o objetivo de verificar a ocorrência e possíveis variações sazonais de Cryptosporidium sp. e de Giardia spp. nos principais mananciais superficiais da região de Montes Claros/MG. Avaliou-se também a associação entre a ocorrência do Cryptosporidium sp. e potenciais indicadores de qualidade de água. A ameaça à saúde pública caracterizada pela presença destes protozoários nas águas é uma razão importante para o desenvolvimento desta pesquisa. MATERIAL E MÉTODOS A cidade de Montes Claros, situada no norte de Minas Gerais, tem cerca de 97,52% da população atendida por abastecimento de água, correspondendo a 305.183 habitantes, conforme dados de abril/2004 da Cia. de Saneamento de Minas Gerais (COPASA). A Estação de Tratamento de Água (ETA) dos Morrinhos, responsável pelo abastecimento 30% da população atendida de Montes Claros, trata as águas da barragem dos rios Pacuí e Porcos, do córrego Rebentão dos Ferros e do rio Pai João. No rio Pai João, a água é captada em dois pontos, no bairro Todos os Santos e na fazenda Lapa Grande. Por estarem localizados próximo ao centro urbano, esses mananciais sofrem graves impactos ambientais, como uso para recreação, lançamento de esgotos clandestinos e de efluentes de atividades agropecuárias, remoção das matas ciliares e assoreamento. Estes problemas podem levar à contaminação dos recursos hídricos, com riscos à saúde da população. O monitoramento nos mananciais ocorreu no período de outubro/2002 a março/2004. Em decorrência dos custos das análises e da capacidade dos laboratórios, optou-se por uma coleta mensal, intercalando as quatro captações. Visando uma melhor avaliação da qualidade da água dos mananciais, foi coletada também uma amostra mensal da mistura das águas das quatro captações (água afluente à ETA), no período de fevereiro/2003 a março/2004. Os mananciais superficiais foram monitorados através das análises de Cryptosporidium sp. e cistos de Giardia spp.; dos indicadores bacteriológicos de qualidade da água coliformes totais e Escherichia coli, esporos de bactérias anaeróbias e Clostridium perfringens, esporos de bactérias aeróbias e Bacillus subtilis e dos indicadores físicos e químicos cor aparente, cor real, ph e turbidez. De modo geral, as coletas e as análises das amostras foram realizadas de acordo com o Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA, 1998). ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 2
Os esporos de bactérias anaeróbias e Clostridium perfringens foram pesquisados de acordo com o método do Information Collection Rule (ICR/EPA), descrito por Fout et al. (1996). Todas as amostras para esporos de bactérias aeróbias e Bacillus subtilis foram analisadas utilizando o método descrito por Rice et al. (1994), modificado por Nieminski et al. (2000). As análises de protozoários nas amostras de água foram executadas empregando a técnica da floculação com carbonato de cálcio para a concentração da amostra, conforme descrito por Vesey et al. (1993). Para a identificação e quantificação de oocistos de Cryptosporidium e cistos de Giardia aplicou-se a técnica de imunofluorescência direta, utilizando-se coloração com anticorpos monoclonais através do kit MERIFLUOR (VIEIRA, 2002). RESULTADOS E DISCUSSÃO Os resultados do monitoramento dos mananciais estão apresentados nas Tabelas 1 a 4. Tabela 1: Caracterização físico-química e microbiológica dos mananciais superficiais. VARIÁVEIS Manancial Coleta Cor apar. Cor real ph Turbidez C. totais E. coli E. aeróbios B. subtilis E. Anaeróbios C. perfringens Giardia Cryptosporidium (uh) (uh) (UT) (NMP/100ml) (NMP/100ml) (UFC/100ml) (UFC/100ml) (UFC/100ml) (UFC/100ml) (cistos/l) (oocistos/l) P. João(T. Santos) out-02 - - - - 2419 44 - - - - 1,5 3 abr-03 17,5 7,5 7,5 2,1 >2419 118 TNTC 0 20 0 0 0 mai-03 16,5 7,5 7,9 2,4 13.265 1.228 3.150 3150 5 3 0 20 nov-03 5 <2 7,6 5,63 781 7 2.475 0 225 0 0 8 P. João(L.Grande) fev-03 10-8,1 1,5 >2419 13 - - - - 0 0 jul-03 10 10 7,9 0,35 5.004 31 115 0 4 0 0 1 out-03 5 1 8,0 0,88 5.560 56 3.073 2.350 3 0 0 0 jan-04 30 6 8,3 28,6 41.060 410 6.550 0 16 16 0 10 Pacuí mar-03 82,5 12 7,2 9 7 0 - - - - 0 1 ago-03 14,5 10 7,5 1,5 474 2 623 11 8 0 0 2 dez-03 - - - - 298 0 5.325 0 1 1 0 6 mar-04 18 <2 7,4 12,1 5 0 650 0 17 17 0 0,2 R. dos Ferros dez-02 14,5-7,4 2,7 613 5 0 1 jun-03 10 10 7,5 0,55 1.698 10 432 108 3 3 0 2 set-03 10 7,5 7,4 0,65 1.685 291 - - - - - - set-03 - - - - 5.129 1.114 3.800 2.167 355 0 0 5 fev-04 32 9 7,6 22,9 11.288 57 6.320 0 2 2 0 30 TNTC: "too numerous to count" VARIÁVEIS Manancial Coleta Cor apar. Cor real ph Turbidez C. totais E. coli E. aeróbios B. subtilis E. Anaeróbios C. perfringens Giardia Cryptosporidium (uh) (uh) (UT) (NMP/100ml) (NMP/100ml) (UFC/100ml) (UFC/100ml) (UFC/100ml) (UFC/100ml) (cistos/l) (oocistos/l) Água afluente fev-03 14,5-7,8 2,8 >2419 33 - - - - 0 0 mar-03 14,5 10 7,6 2,3 816 1 - - - - 0 8 abr-03 14,5 6,25 7,5 1,3 >2419 236 TNTC 0 14 0 0 0 mai-03 10 10 7,8 0,62 3.291 96 1.005 1005 0 0 0 0 jun-03 10 12 8,3 0,41 3.011 94 1.102 72 0 0 0 0 jul-03 7,5 7,5 8,2 0,25 3.770 20 275 0 59 0 0 0 ago-03 10 10 7,7 0,44 6.284 55 1.155 0 20 0 0 2,7 set-03 12 10 7,7 0,47 5.075 51 - - - - - set-03 - - - 4.836 118 676 415 20 0 0 1 out-03 5 1 8,0 1,4 4.870 38 368 33 5 0 0 2 nov-03 <2 <2 8,1 0,92 6.303 18 523 0 60 0 0 0 dez-03 - - - 2.052 87 2.480 0 0 0 0 0,5 jan-04 32 9 7,9 27,2 12.810 630 11.200 0 22 17 0 7,5 fev-04 15 5 7,7 9,7 13.502 86 4.585 0 1 1 0 62,5 mar-04 12 2 7,9 10,4 11.907 92 6.125 0 4 4 0 2 TNTC: "too numerous to count" Tabela 2: Caracterização físico-química e microbiológica da água afluente à ETA. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 3
Tabela 3: Caracterização físico-química e microbiológica dos mananciais superficiais. Estatística descritiva. Variável Média Mediana Mínimo Máximo Desvio padrão Cor aparente (uh) 19,7 14,5 5,0 82,5 19,8 Cor real (uh) 6,7 7,5 0 12 4,2 ph 7,7 7,6 7,2 8,3 0,32 Turbidez (UT) 6,49 2,25 0,35 28,6 8,92 C. totais (NMP/100mL) 5.952 1.698 5 41.060 10.279 E. coli (NMP/100mL) 199 31 0 1.228 383 Esp. aeróbios (UFC/100mL) 2.956 3.073 115 6.550 2.367 B. subtilis (UFC/100mL) 649 0 0 3.150 1.172 E. anaeróbios (UFC/100mL) 55 7 1 355 113 C. perfringens (UFC/100mL) 3,5 0,5 0 17 6,2 Giardia spp. (cistos/l) 0,094 0 0 1,5 0,38 Cryptosporidium sp. (oocistos/l) 5,6 2,0 0 30 8,4 Tabela 4: Caracterização físico-química e microbiológica da água afluente à ETA. Estatística descritiva. Variável Média Mediana Mínimo Máximo Desvio padrão Cor aparente (uh) 12,1 13,1 0 32 7,4 Cor real (uh) 6,9 8,3 0 12 4,0 ph 7,9 7,8 7,5 8,3 0,24 Turbidez (UT) 4,48 1,30 0,25 27,2 7,64 C. totais (NMP/100mL) 6.041 4.973 816 13.502 4.132 E. coli (NMP/100mL) 110 66 1 630 155 Esp. aeróbios (UFC/100mL) 2.681 1.102 275 11.200 3.399 B. subtilis (UFC/100mL) 127 0 0 1.005 301 E. anaeróbios (UFC/100mL) 17,1 10 0 60 21,5 C. perfringens (UFC/100mL) 1,8 0 0 17 4,9 Giardia spp. (cistos/l) 0 0 0 0 0 Cryptosporidium sp. (oocistos/l) 6,2 0,75 0 62,5 16,4 Cistos de Giardia spp. foram detectados em apenas uma das 30 amostras analisadas, com freqüência de 3,33%. Os oocistos de Cryptosporidium sp. foram detectados em 70% do total das amostras analisadas (81,25% das amostras dos mananciais e 57,14% das amostras de água afluente da ETA Morrinhos), com concentração variando de 0 a 62,5 oocistos/l (média de 5,85 oocistos/l). A ocorrência de Cryptosporidium sp. nos mananciais superficiais está apresentada na Figura 1. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 4
Figura 1: Variação mensal do Cryptosporidium sp. nos mananciais superficiais e na água afluente à ETA. Concentração (oocistos/l) 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Pai João - T. Santos Pai João-L. Grande Rebentão dos Ferros Pacuí/Porcos Água Afluente ETA out/02 nov/02 dez/02 jan/03 fev/03 mar/03 abr/03 mai/03 jun/03 jul/03 ago/03 set/03 out/03 nov/03 dez/03 jan/04 fev/04 mar/04 Data da coleta Neste estudo não se observou variação sazonal do Cryptosporidium sp., mas valores máximos de oocistos, bem como da maioria das demais variáveis, foram detectados de janeiro a março/2004, logo após chuvas intensas. Surtos registrados na literatura estavam associados a eventos de precipitação intensa (ROSE et al., 2000). Outros estudos devem ser conduzidos para avaliar a influência da sazonalidade e da precipitação sobre a ocorrência de Cryptosporidium sp. no ambiente. É importante ressaltar que a simples detecção de cistos e oocistos na água representa risco potencial para a saúde da população, mas é preciso avaliar a viabilidade dos (oo)cistos e a relação dose-resposta necessária e suficiente para produzir infecção com o consumo de água pós-tratamento. Para verificação da associação entre Cryptosporidium e indicadores de qualidade da água utilizou-se o método não-paramétrico da correlação de Spearman. A Tabela 5 apresenta os coeficientes da correlação de Spearman para o total das amostras de água bruta: mananciais superficiais e água afluente à ETA. Verificou-se que a variável Cryptosporidium sp. apresenta correlação significante com as variáveis turbidez, esporos aeróbios e C. perfringens. Ao nível de 10%, observa-se correlação significante com as variáveis cor aparente e coliformes totais. Com as demais variáveis não existem evidências estatisticamente significantes. Tabela 5: Correlação de Spearman (r s ) entre Cryptosporidium sp. e os parâmetros estudados nos mananciais e na água afluente à ETA. Parâmetros n r s Valor-p Esporos anaeróbios (UFC/100mL) 24 0,019 0,928 Cor real (uh) 22-0,022 0,922 E. coli (NMP/100mL) 30 0,0083 0,661 B. subtilis (UFC/100mL) 24-0,106 0,624 Coliformes totais (NMP/100mL) 26 0,338 0,091** Cor aparente (uh) 25 0,391 0,053** C. perfringens (UFC/100mL) 24 0,542 0,006* Turbidez (UT) 25 0,54 0,005* Esporos aeróbios (UFC/100mL) 22 0,630 0,002* *Significante ao nível de 5% **Significante ao nível de 10% ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 5
CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES Com base no trabalho realizado, pode-se concluir e recomendar que: A variação da concentração de oocistos de Cryptosporidium sp. nos mananciais mostram a importância da implantação do seu monitoramento para avaliação e o gerenciamento dos riscos à saúde pública, visualizando metas de tratamento e garantindo a qualidade da água distribuída. A ocorrência de Cryptosporidium sp. está associada a eventos de precipitação intensa. Monitoramento nos mananciais deve ser feito principalmente nestes períodos, como medida de segurança na garantia da qualidade da água tratada. Recomenda-se um aprofundamento e continuidade da pesquisa dos mananciais superficiais da região para verificar a ocorrência de Cryptosporidium sp. e Giardia spp. Recomenda-se pesquisa de protozoários em mananciais subterrâneos. Boas correlações na água bruta (mananciais superficiais e água afluente à ETA) foram encontradas entre oocistos de Cryptosporidium sp. com esporos aeróbios (r s =0,630), Clostridium perfringens (r s =0,542) e turbidez (r s =0,54). Recomenda-se uma pesquisa mais intensa destes parâmetros em outros mananciais, principalmente onde houver risco de maior contaminação. É urgente a necessidade de padronização e divulgação das metodologias para análise de Cryptosporidium sp. e Giardia spp. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem à FAPEMIG Fundação de Amparo à Pesquisa no Estado de Minas Gerais, pelo financiamento do projeto, bem como à COPASA-MG e à FUNED, pelo suporte fornecido. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION. Standard methods for the examination of water and wastewater.20th. ed. Washington: APHA, AWWA, WEF, 1998. 2. CRAUN, G. F.; HUBBS, S. A.; FROST, F.; CALDERON, R. L.; VIA, S. H. Waterborne outbreaks of cryptosporiodiosis. Journal American Water Works Association, v. 90, n. 9, p. 81-91, 1998. 3. FOUT, G. S.; SCHAEFER III, F. W.; MESSER, J. W.; DAHING, D. R.; STETLER, R. E. Membrane filtration method for C. perfringens. ICR Microbial Laboratory Manual, EPA 600/R 95/178, Cincinnati, 1996. 4. LeCHEVALLIER, M. W.; NORTON, W. D. Giardia and Cryptosporidium in raw and finished water. Journal of the American Water Works Association, v. 87, n. 9, p. 54-68, sept 1995. 5. MINISTÉRIO DA SAÚDE. Portaria n.º 518 de 25 de março de 2004. Diário Oficial da República Federativa do Brasil. Brasília, DF, 26 mar. 2004. 6. NIEMINSKI, E. C.; BELLAMY, W. D.; MOSS, L. R. Using surrogates to improve plant performance. Journal of the American Water Works Association, v. 92, n. 3, p. 67-78, 2000. 7. STATES, S.; STADTERMAN, K.; AMMON, L.; VOGEL, P.; BALDIZAR, J.; WRIGHT, D.; CONLEY, L.; SYKORA, J. Protozoa in river water: sources, occurrence, and treatment. Journal of American Water Works Association, v. 89, n. 9, p. 74-83, 1997. 8. RICE, E. W.; FOX, K.R.; MILTNER, R. J.; LYTLE, D. A.; JOHNSON, C. H. A Microbiological surrogate for evaluating treatment efficiency. Proc. AWWA WQTC, San Francisco, nov. 1994. 9. ROSE, J. B.; DAESCHNER, S.; EASTERLING, D. R.; PATZ, J. Climate and waterborne disease outbreaks. Journal of American Water Works Association, v. 92, n.9, 2000. 10. USEPA. Cryptosporidium: Drinking water health advisory. EPA 822-R-01-009. Washington, mar. 2001. 31 p. 11. VESEY, G.; SLADE, J. S.; BYRNE, M.; SHEPHERD, K.; FRICKER, C. R. A new method for the concentration of Cryptosporidium oocysts from water. Journal of Applied Bacteriology, v. 75, p.82-86, 1993. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 6
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