Propriedades biológicas – Coliformes totais e E col

As propriedades biológicas das águas naturais são referentes aos diversos microrganismos que habitam o ambiente aquático. Quando presentes possibilitam a transmissão de doenças e a transformação da matéria orgânica dentro dos ciclos biogeoquímicos de diversos elementos (LIBÂNIO, 2010).

O controle da qualidade da água para minimizar a possibilidade de transmissão de doenças fundamenta-se na análise de microrganismos indicadores, sendo os microrganismos do grupo dos coliformes totais os mais usuais (LIBÂNIO, 2010). Por serem, na maioria dos casos, de origem fecal – as bactérias do grupo coliforme habitam o trato intestinal dos animais de sangue quente (LIBÂNIO, 2010), estas bactérias podem indicar a presença de outros organismos patogênicos (ZUMACH, 2003). Os coliformes também ocorrem naturalmente no solo e na vegetação.

Conforme o autor, uma pessoa elimina diariamente uma quantidade elevada dessas bactérias (54g/hab./dia), culminando em concentrações de 106 a 108 organismos/mL nos esgotos domésticos. Eleva-se, assim, a probabilidade da existência de coliformes nas amostras de água bruta e a possibilidade da presença de patogênicos a estes associados nas proximidades de aglomerações urbanas sem tratamento.

O termo “coliformes totais” abrange um amplo grupo de bactérias ambientais e de origem fecal capazes de sobreviver em meio aquático, fermentar lactose e produzir ácido ou aldeído em 24 horas à temperatura de 35 a 37°C. Já as bactérias denominadas termotolerantes são capazes de fermentar a lactose em temperatura de 44,5°C por um prazo de 48 horas, e são compostas, predominantemente (próximo de 90%), pelas bactérias do gênero Escherichia coli (E. coli) (LIBÂNIO, 2010).

A E. coli apresenta tempos variáveis de sobrevivência no ambiente, exibe baixa ocorrência no solo e na vegetação, e geralmente não se multiplica no ambiente aquático. Por conta disso, há um amplo emprego do exame de E. coli no monitoramento de água, com o propósito de avaliar a probabilidade da presença de protozoários e outros patógenos (LIBÂNIO, 2010).

Uma das formas de se analisar a ocorrência, qualitativa e quantitativa, de coliformes totais e fecais é por meio da contagem em substrato cromogênico, que apresenta os resultados em termos de NMP/100mL (Número Mais Provável por 100mL), com tempo de resposta de 24 horas, e apresenta a determinação simultânea de E. Coli e coliformes totais, com intervalo de confiança de 95% (LIBÂNIO, 2010).

3.4 – Relação entre estrutura espacial da paisagem e padrão de qualidade de água

A teoria geral dos sistemas constitui em base teórica propícia à análise das relações existentes entre as variáveis biofisiográficas e os parâmetros de qualidade de água da alta bacia do rio Piracicaba-Jaguari (MG).

A princípio, a teoria geral dos sistemas foi formulada nos Estados Unidos, sendo de R. Defasy, em 1929, e de Ludwig Bertalanffy, a partir de 1932, as primeiras aplicações na termodinâmica e na biologia (CHRISTOFOLETTI, 1979). Bertalanffy considera esta teoria como uma ciência da totalidade, referindo-se a qualquer unidade em que o todo é mais do que a soma das partes (VASCONCELLOS, 2002). No campo da Geografia Física, o conceito de sistemas teve suas bases conceituais delineadas e aplicadas por Strahler, a partir de 1950, por Chorley, a partir de 1962 (CHRISTOFOLETTI, 1999) e por Hugget (1980).

Christofoletti (op. cit.) destaca duas definições importantes de sistema, apresentadas por Chorley e Kennedy (1971) e Haigh (1985). Chorley e Kennedy (op. cit.) definem sistema como:

“conjunto estruturado de objetos e/ou atributos. Esses objetos e atributos consistem de componentes ou variáveis [...] que exibem relações discerníveis um com os outros e operam conjuntamente como um todo complexo, de acordo com determinado padrão”.

Definição semelhante é apresentada por Haigh (op. cit.), ao apontar que:

“um sistema é uma totalidade que é criada pela integração de um conjunto estruturado de partes componentes, cujas inter-relações estruturais e funcionais criam uma retidão que não se encontra implicada por aquelas partes componentes quando desagregadas”.

De acordo com Christofoletti (1979), conforme tais definições, os sistemas devem incluir: a) elementos e unidades – que são suas partes componentes; b) relações – inter- relações entre os elementos integrantes do sistema, por meio de conexões que apontam os fluxos; c) atributos – qualidades que se atribuem aos elementos ou ao sistema, com o objetivo de caracterizá-los. Os atributos podem se referir ao comprimento, volume, área, características da composição e outros; d) entrada – constituída por todo material que o sistema recebe; e) saída – as entradas recebidas pelo sistema sofrem alterações e, depois, são encaminhadas para fora.

Christofoletti (1979) ressalta ainda que os sistemas são compostos por: 1) matéria – material mobilizado através do sistema; 2) energia – forças que o fazem funcionar, gerando a capacidade de realizar trabalho (energia potencial – força inicial que leva ao funcionamento do sistema. A gravidade funciona como energia potencial no sistema hidrológico; e energia

cinética – surge após o material estar em movimento, via energia potencial); e 3) estrutura – constituída pelos elementos do sistema e suas relações.

Os sistemas podem ser isolados e não-isolados. Conforme exposto por Christofoletti (1979, 14), os sistemas isolados são aqueles que “dadas as condições iniciais, não sofrem mais nenhuma perda nem recebem energia ou matéria do ambiente que o circundam”. Já os sistemas não-isolados, conforme o referido autor, “mantêm relações com os demais sistemas do universo no qual funciona, podendo ser subdivididos em fechados, quando há permuta de energia [...], mas não de matéria [...] e abertos, são aqueles nos quais ocorrem constantes trocas de energia e matéria”.

Neste contexto, a bacia hidrográfica, caso típico de sistema não-isolado aberto, é constituída pelo conjunto de superfícies/vertentes que, por meio de canais e afluentes, drenam água de chuva, sedimentos e substâncias dissolvidas, para um canal principal, cuja vazão ou deflúvio converge numa saída única - foz do canal principal num outro rio, lago ou mar (COELHO NETTO, 1995; SILVEIRA, 2001), tendo comportamento hidrológico dependente de suas características geomorfológicas, geológicas, pedológicas, climáticas e uso da terra e cobertura vegetal (LIMA, 1996).

Libânio (2010) salienta que:

“o corpo d’água, rio ou lago sempre inclui a bacia hidrográfica que, por sua vez, imprimir-lhe-á muitas das suas características no que tange à geologia, à pedologia, à morfologia, à hidrologia, à vegetação, ao clima predominante e, principalmente, às atividades antrópicas nelas desenvolvidas” (p.15).

Tal afirmação é corroborada por Azevedo Netto (1991), ao afirmar que a água transporta substâncias e organismos, derivados dos locais pelos quais calhou.

Deste modo, a qualidade da água de uma região é influenciada por variáveis naturais (precipitações, litotipos, cobertura vegetal, padrões morfométricos, etc.) e pela influência antrópica (uso agrícola, concentração urbana, atividade industrial, vias de circulação, etc.) (ANDRADE et al., 2007; VON SPERLING, 2014). Por isso, as bacias hidrográficas se configuram como unidades funcionais na investigação da influência de tais processos na qualidade da água superficial dos rios.