UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO
PROGRAMA REGIONAL DE PÓS-GRADUAÇÃO EM DESENVOLVIMENTO E MEIO AMBIENTE/PRODEMA
Doenças de Veiculação Hídrica em Trechos da Bacia do Rio Piranhas-Assu:
ocorrência de bactérias oportunistas, caracterização epidemiológica e
concepções de professores e agentes de saúde
Viviane Silva Félix Nascimento
2011 Natal – RN
Viviane Silva Félix Nascimento
Doenças de Veiculação Hídrica em Trechos da Bacia do Rio Piranhas-Assu: ocorrência de bactérias oportunistas, caracterização epidemiológica e concepções de professores e agentes
de saúde
Dissertação apresentada ao Programa Regional de Pós-Graduação em Desenvolvimento e Meio Ambiente, da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (PRODEMA/UFRN), como parte dos requisitos necessários para a obtenção do título de Mestre.
Orientador: Prof(a).Dra. Magnólia Fernandes Florêncio de Araújo
2011 Natal – RN
Catalogação da Publicação na Fonte. UFRN / Biblioteca Setorial do Centro de Biociências
Nascimento, Viviane Silva Félix.
Doenças de Veiculação Hídrica em Trechos da Bacia do Rio Piranhas-Assu: ocorrência de bactérias oportunistas, caracterização epidemiológica e concepções de professores e agentes de saúde./ Viviane Silva Félix Nascimento. – Natal, RN, 2012.
100 f. : Il.
Orientadora: Profa. Dra. Magnólia Fernandes Florêncio de Araújo. Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Centro de Biociências. Programa Regional de Pós-Graduação em Desenvolvimento e Meio Ambiente/PRODEMA.
1. Bactérias oportunistas – Dissertação 2. Semiárido – Dissertação. 3. Educação ambiental – Dissertação. I. Araújo, Magnólia Fernandes Florêncio de. II. Universidade Federal do Rio Grande do Norte. III. Título.
AGRADECIMENTOS
Á DEUS, por estar presente em todos os momentos iluminando meu caminho.
Aos meus pais, Manoel e Socorro por todo amor, carinho e dedicação, todos esses anos.
Ao meu filho Víctor, e ao meu esposo Rodrigo, que me dão forças para lutar e ser perseverante a cada dia.
Á minha família, pelo apoio e incentivo.
Á professora Dra. Magnólia Fernandes Florêncio de Araújo pela orientação, confiança, competência e simplicidade acima de tudo.
Aos colegas de laboratório, Luisa, Cirleide, Mariana, Luiz Sodré, Aline, Well, Fabrício, Mari,
Edson e Leide. Além dos professores Ermeton, Ivaneide e Renata.
Ao Cnpq, por financiar esta pesquisa.
Á todas as pessoas que contribuíram direta ou indiretamente para que esta pesquisa fosse realizada.
Doenças de Veiculação Hídrica em Trechos da Bacia do Rio Piranhas-Assu: ocorrência
de bactérias oportunistas, caracterização epidemiológica e concepções de professores e
agentes de saúde
RESUMO
A água é essencial à vida e a todos os organismos vivos e o seu suprimento é necessário para o desenvolvimento econômico e para a qualidade de vida das populações humanas, mas sua qualidade vem sendo alterada pelas ações antrópicas. No semiárido nordestino, a água é uma questão preocupante, especialmente a sua qualidade. Nessa região é comum a construção de reservatórios, que captam águas de chuvas, córregos e rios temporários, na busca de amenizar essa situação, sendo destinados para diversas finalidades. A escassez de água é limitante para o desenvolvimento econômico e social da região e contribui com a manutenção das doenças de veiculação hídrica. Cerca de 80% das doenças que ocorrem em países em desenvolvimento são veiculadas pela água contaminada por microrganismos patogênicos. Nesse contexto, este trabalho objetivou determinar, em dois ambientes semilênticos que fazem parte do reservatório Armando Ribeiro Gonçalves, e em um trecho do rio Assu, todos localizados no semi-árido potiguar, a ocorrência de bactérias patogênicas oportunistas; verificar as concepções de professores e agentes de saúde a respeito
dos temas “doenças de veiculação hídrica” e “bactérias”, e realizar um diagnóstico das doenças diarréicas que acometem a população de alguns municípios do semi-árido do RN a partir do levantamento de dados epidemiológicos. Para identificação das bactérias utilizaram-se kits comerciais, e o diagnóstico das doenças diarréicas foi realizado com bautilizaram-se em informações de bancos de dados. As concepções prévias de professores e agentes de saúde foram obtidas por meio da aplicação de questionários. Os resultados confirmaram a presença de bactérias oportunistas nos ambientes estudados, evidenciando a importância de vigilância da qualidade da água. Verificou-se uma sub-notificaçao de casos de diarréias apontando falhas no Monitoramento das Doenças Diarréicas, e indicando a necessidade de aprimorá-lo. Percebeu-se, ainda, a necessidade de implementação de atividades educativas sobre os temas abordados, tanto com os professores como com os agentes de saúde, uma vez que foram identificadas concepções equivocadas sobre o tema.
PALAVRAS-CHAVE: Doenças de veiculação hídrica, bactérias oportunistas, concepções
Waterborne diseases in River basin and Rio Piranhas-Assu: occurrence of opportunistic
bacteria, characterization and epidemiological concepts of teachers and health workers
ABSTRACT
Water is essential to life and all living organisms and their supply is necessary for economic development and quality of life of human populations, but their quality has been altered by human actions. In semi-arid northeast, the water is an issue of concern, especially its quality. This region is common to the construction of reservoirs that capture rain water, streams and temporary rivers in search of ease this situation, being intended for various purposes. Water scarcity is a limiting factor for the economic and social development of the region and contributes to the maintenance of waterborne diseases. About 80% of diseases that occur in developing countries are infected by waterborne pathogens. Therefore, this study aimed to determine in two environments that are part of semilênticos Armando Ribeiro Gonçalves reservoir, and a stretch of the river Assu, all located in the semiarid RN, the occurrence of opportunistic pathogenic bacteria; check the conceptions of teachers and health workers about the issues "waterborne diseases" and "bacteria" and a diagnosis of diarrheal diseases that
affect the population in some municipalities of the semi-arid region of RN from a survey of epidemiological data. For identification of bacteria using commercial kits and the diagnosis of diarrheal disease was based on information from databases. The previous conceptions of teachers and health workers were obtained through questionnaires. The results confirmed the presence of opportunistic bacteria in the studied area, showing the importance of monitoring water quality. There was an under-reporting of cases of diarrhea pointing out flaws in the monitoring of Diarrheal Diseases and indicating the need to improve it. It was felt also the need to implement educational activities on topics dealt with both with teachers and health workers, since they were identified misconceptions on the subject.
SUMÁRIO
1 - INTRODUÇÃO GERAL ... 11
2 - CARACTERIZAÇÃO GERAL DA ÁREA DE ESTUDO ... 14
3 - METODOLOGIA GERAL ... 15
3.1 - Identificação de Bactérias oportunistas ... 15
3.1.1 – Amostragem e procedimentos de coleta ... 15
3.1.2 – Isolamento e identificação de espécimes ... 16
3.2 – Caracterização epidemiológica das doenças diarréicas ... 16
3.3 – Verificação das concepções de agentes de saúde e professores ... 17
FIGURA 1. Bacia do Rio Piranhas Assu ... 15
REFERÊNCIAS ... 18
CAPÍTULO 1 –Ocorrência de bactérias oportunistas em um reservatório do semiárido do Rio Grande do Norte ... 21
RESUMO ... 21
ABSTRACT ... 22
1. INTRODUÇÃO ... 22
2. METODOLOGIA ... 25
2.1 – Caracterização da área de estudo ... 25
2.2 – Procedimentos e amostragem ... 25
2.3 – Isolamento e identificação ... 26
3. RESULTADOS ... 27
3.1 – Determinação das variáveis físico-químicas ... 27
4. DISCUSSÃO ... 32
5. CONCLUSÕES ... 36
REFERÊNCIAS ... 37
QUADRO 1 – Características morfológicas das bactérias identificadas ... 28
QUADRO 2 – Testes para caracterização inicial dos isolados ... 29
QUADRO 3 – Resultados dos testes bioquímicos para bactérias fermentadoras de glicose . 30 QUADRO 4 – Testes bioquímicos para bactérias não fermentadoras de glicose ... 31
QUADRO 5 – Frequência das ocorrências das bactérias por período e local de coleta ... 32
CAPÍTULO 2 –Caracterização Epidemiológica das Doenças Diarréicas de Veiculação Hídrica no Semiárido do Estado do Rio Grande do Norte ... 44
RESUMO ... 44
ABSTRACT ... 45
1. INTRODUÇÃO ... 45
2. METODOLOGIA ... 46
3. RESULTADOS ... 47
4. DISCUSSÃO ... 51
5. CONCLUSÃO ... 55
REFERÊNCIAS ... 57
TABELA 1 – Dados sobre pacientes internados por todos os agravos e internados com diarréia aguda (DATASUS) e internados e não internados com diarréia (SES/RN) ... 48
TABELA 2 – Dados de pacientes com diarréia aguda, internados e não internados, classificados por idade (Fonte: SES/RN/2011). ... 49
CAPÍTULO 3 – Concepções prévias de agentes de saúde e professores de uma região
semiárida sobre bactérias e doenças de veiculação hídrica ... 60
RESUMO ... 60
ABSTRACT ... 60
1. INTRODUÇÃO ... 61
2. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS ... 63
2.1- Caracterização geral dos municípios onde se localizam as escolas e unidades de saúde envolvidas no estudo/participantes da pesquisa ... 63
a. – Questionários ... 64
2.3 – Amostragem ... 64
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 65
3.1 – Perfil do público alvo ... 65
3.2 – Análises do questionários ... 66
3.2.1 – Eixo temático 1: Doenças de veiculação hídrica... 66
3.2.2 – Eixo temático 2: Bactérias ... 68
4. CONCLUSÕES E PERSPECTIVAS ... 72
REFERÊNCIAS ... 74
TABELA 1. Localidade, sujeitos da pesquisa e quantidade de questionários ... 65
FIGURA 1. Percentual de respostas para os agentes de saúde e professores sobre a questão se o participante acha que a contaminação de açudes, rios e mares pode trazer doenças à população ... 66
FIGURA 2. Percentual de respostas para os agentes de saúde e professores sobre a questão se o participante conhece alguma doença que pode ser transmitida pela água ... 67
FIGURA 4. Percentual de respostas para os agentes de saúde e professores sobre a questão se
o participante já ouviu falar sobre bactérias ... 69
FIGURA 5. Percentual de respostas para os agentes de saúde e professores sobre a questão se o participante sabe onde encontramos as bactérias ... 69
FIGURA 6. Percentual de respostas para os agentes de saúde e professores sobre a questão se o participante sabe se todas as bactérias causam doenças ... 70
FIGURA 7. Percentual de respostas para os agentes de saúde e professores sobre a questão se o participante sabe se existem bactérias nos açudes da sua cidade ... 71
FIGURA 8. Percentual de respostas para os agentes de saúde e professores sobre a questão se o participante acha que se houver a presença de bactérias no ambiente aquático da sua cidade, o mesmo está contaminado ... 71
FIGURA 9. Percentual de respostas para os agentes de saúde e professores sobre a questão se o participante já ouviu falar sobre bactérias patogênicas ... 72
CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 77
ANEXOS ... 78
ANEXO I – Questionário aplicado aos professores e agentes de saúde ... 79
1. INTRODUÇÃO GERAL
A história da humanidade revela que as sociedades vêm promovendo adaptações ou modificações no ambiente natural, de forma a adequá-lo ao suprimento das necessidades individuais ou coletivas, na busca do seu desenvolvimento. A lógica dessa utilização esteve baseada na ideia de usufruir dos recursos naturais como se fossem infinitos, com desperdício e exploração predatória. Segundo Philippi Jr. et al. (2004), a apropriação dos recursos naturais pela cultura humana quase sempre foi feita de uma forma predatória e como resultado desse processo de apropriação da natureza gera-se a degradação intensa dos ambientes. O uso indiscriminado da água é um exemplo desse processo de degradação ambiental.
A água é essencial à vida e a todos os organismos vivos (Okura; Siqueira, 2005; Neto et al., 2006; Cabral, 2010). O suprimento de água doce de boa qualidade é necessário para o desenvolvimento econômico e para a qualidade de vida das populações humanas. O planeta Terra é o único planeta do sistema solar que tem água nos três estados (sólido, líquido e gasoso), e as mudanças de estado físico da água no ciclo hidrológico são fundamentais e influenciam os processos biogeoquímicos nos ecossistemas terrestres e aquáticos (Tundisi, 2003).
De acordo com Telles & Costa (2007), pode-se considerar que a quantidade total de água na terra é de 1.386 milhões de km³, onde apenas 2,5% são de água doce. No Brasil, a região coberta por água doce ocupa aproximadamente 55.457 km², o que equivale a 8% da reserva de água doce do planeta, destacando nosso país no cenário mundial como um território de vasta rede hidrográfica.
A água e sua demanda estão distribuídas de forma irregular no planeta. As condições de disponibilidade hídrica e consumo apontam que não suficientes recursos hídricos, embora o Brasil possua uma grande riqueza dos mesmos. Porém a sua distribuição é bastante irregular nas diferentes regiões do país.
A situação de escassez hídrica é bastante preocupante no Nordeste brasileiro, especialmente nas regiões semiáridas, sendo fator limitante para o desenvolvimento econômico e social da região, além de contribuir para o aumento das doenças de veiculação hídrica (Joventino et al., 2010).
o período entre 1970 e 1990. A partir desta classificação, o semiárido brasileiro passou a ter 969.589,4 km2,cobrindo 11% do território nacional e contendo 1.132 municípios em dez Estados da Federação (PI, CE, RN, PB, PE, AL, SE, BA e MG). Portanto a escassez hídrica e a heterogeneidade espacial são características que marcam a região semiárida brasileira (INSA, 2011).
Devido à escassez de água nas regiões semiáridas, a construção de reservatórios nas áreas mais atingidas é uma solução na tentativa de compensar a sazonalidade e a variabilidade interanual. Araújo et al.(2006) afirmam que os açudes e os trechos perenes dos rios têm um papel fundamental nessas regiões, pois a água armazenada ajuda a superar os períodos de escassez. O precário acesso à água pela população local pode também colocar a saúde das pessoas em risco, por possibilitar o aumento da ocorrência de doenças infecciosas agudas, assim como a de elevar a prevalência de doenças crônicas (Razzolini; Günther, 2008).
A quantidade e a qualidade da água são fatores importantes para o estabelecimento dos benefícios à saúde relacionados à redução da incidência e prevalência de diversas doenças, destacando-se as doenças diarréicas (Queiroz et al., 2009). Segundo a Organização Mundial da Saúde cerca de 80% das doenças que ocorrem em países em desenvolvimento são veiculadas pela água contaminada por microrganismos patogênicos (Coelho et al., 2007).
Dois bilhões e meio de pessoas não tem acesso ao saneamento básico e mais de 1.5 milhão e meio de crianças morrem a cada ano devido as doenças associadsa com diarréias. Por isso não basta que a população tenha acesso a água, é importante garantir que esta tenha boa qualidade. Na definição da OMS, a água segura para consumo é aquela que não representa risco à saúde humana durante o consumo por toda a vida, incluindo as sensibilidades inerentes a cada estágio da vida (HWO, 2005).
De acordo com o Programa de Pesquisa em Saneamento Básico – PROSAB (2009):
A Portaria 2914/2011 do Ministério da Saúde que estabelece os padrões para a potabilidade da água, afirma que, água para consumo humano é a potável, destinada à ingestão, preparação e produção de alimentos e à higiene pessoal, independentemente da sua origem. A água potável é aquela que atende ao padrão de potabilidade estabelecido nesta Portaria e que não ofereça riscos à saúde. E este padrão se refere ao conjunto de valores permitidos como parâmetro da qualidade da água para consumo humano, conforme definido na Portaria.
Na região semi-árida as águas dos reservatórios são bastante utilizadas pela população, para diversos fins tais como: abastecimento, recreação, fonte pesqueira e agricultura, tornando estes ambientes bastante susceptíveis à contaminação. Devido ao aumento e a diversificação dos impactos causados pelos diversos usos dos recursos hídricos, diferentes tipos de análises e monitoramentos são necessários (Carvalho, 2008). Na análise ou monitoramento da água são empregados indicadores biológicos específicos. Os coliformes, bastonetes gram-negativos da família Enterobacteraceae, são os indicadores biológicos mais comumente empregados ao estudo de qualidade da água. Amplamente distribuídos na natureza, se propagam com maior freqüência na água por fazerem parte da microbiota intestinal.
Alguns gêneros como Enterobacter, Citrobacter, Klebisiella e Serratia, vivem na água
e no solo, como também constituem parte da microbiota intestinal do homem, e de outros animais de sangue quente, sendo caracterizados como coliformes totais. Porém alguns membros da família Enterobacteriaceae podem ser patógenos oportunistas e causar infecções, sendo as mais comuns septicemia, pneumonia, meningite e infecções do trato genito-urinário e intestinal. Os gêneros Citrobacter, Enterobacter, Escherichia, Hafnia, Morganella, Providencia e Serratia, são exemplo de Enterobactérias capazes de causar infecções. Os patógenos oportunistas estabelecem uma relação comensal com o hospedeiro, mas caso a imunidade deste reduza podem causar infecção oportunista.
médio e agentes de saúde se deve a relação de confiança que a população possui com estes profissionais.
Concepções prévias são os conhecimentos derivados da primeira leitura de mundo por parte dos indivíduos, e da necessidade de se responder e resolver os problemas do cotidiano (Florentino, 2004). São construções pessoais a partir da interação do homem com o mundo, através dos seus sentidos. Dá-se de maneira espontânea, preexistem ao ensino e foram identificadas em crianças, adolescentes e adultos, inclusive em universitários em sua área de especificidade (Carvalho & Bossolan, 2009 apud Garcia-Milà, 2004). Embora seja superficial e não sistemático, não pode ser considerado falso.
Este trabalho teve como objetivos determinar, em um trecho do rio Assu, e nos ambientes semilênticos de Itajá e São Rafael que compõem a barragem Armando Ribeiro Gonçalves (semi-árido potiguar), a ocorrência de bactérias patogênicas oportunistas; verificar as concepções de professores do ensino fundamental e médio e agentes de saúde a respeito
dos temas “doenças de veiculação hídrica” e “bactérias”, além de realizar um diagnóstico das
doenças diarréicas que acometem a população de alguns municípios próximos aos corpos de água estudados a partir do levantamento de dados epidemiológicos.
2. CARACTERIZAÇÃO GERAL DA ÁREA DE ESTUDO
A Bacia do Rio Piranhas-Assu possui 17.498,50 Km2 de superfície, distribuídos entre os Estados da Paraíba e Rio Grande do Norte, com 17 reservatórios em território potiguar, o que
representa 49% dos açudes do estado, fornecendo água para consumo humano, lazer e para diversas outras atividades nas comunidades favorecidas pelos açudes.
A bacia possui precipitações médias entre 400 e 800 mm anuais, concentradas entre os meses de fevereiro a junho. Apresenta altas temperaturas, em média 28°C promovendo taxas de evapotranspiração bastante elevadas, podendo chegar a mais de 2000 mm/ano, o que ocasiona déficit hídrico significativo (SEMARH, 2011).
Figura 01 - Bacia do Rio Piranhas-Assu. (Fonte: SEMARH - RN)
3. METODOLOGIA GERAL
3.1 - Identificação de bactérias oportunistas
3.1.1 - Amostragem e procedimentos de coleta
As amostras de água para pesquisa de bactérias potencialmente causadoras de doenças de veiculação hídrica foram coletadas no período de fevereiro de 2009 até novembro de 2010, com frequência mensal, abrangendo períodos de estiagem e de chuva. Foram realizadas às margens do reservatório, na sub-superfície, a uma profundidade de, no máximo, 20 cm, em frascos âmbar de 100mL, estéreis. Os frascos com as amostras foram transportados e armazenados sob refrigeração até a chegada ao Laboratório de Microbiologia Aquática, na
3.1.2 - Isolamento e identificação dos espécimes
No laboratório foi inoculado 1 ml da amostra de água em tubos contendo caldo nutriente e 1 ml em placas de petri contendo Agar Nutriente. Ambos foram incubados por 18-24 horas a 37ºC. Todos os tubos apresentavam que crescimento com 18-18-24h, o que era caracterizado por turvação do meio líquido ou crescimento colonial nas placas, eram transferidos para os seguintes meios sólidos: Agar nutriente (AN), Agar MacConkey (MC), Agar Salmonella-Shigella(SS), Agar Eosina Azul de Metileno (BEM) e Agar de Tiossulfato, citrato, bílis e sacarose (TCBS), seguidos de incubação à 37ºC por 24-48 horas. Foram selecionadas colônias, nos meios sólidos citados para isolamento, então, as colônias puras foram armazenadas em tubos contendo Agar nutriente inclinado em temperatura ambiente, para posterior identificação.
Para identificação dos espécimes isolados, as cepas foram submetidas a testes iniciais de coloração de gram, provas de oxidase e fermentação (TSI – TRÍPLICE AÇÚCAR-FERRO). A partir dos resultados, as cepas foram divididas em dois grupos: bactérias fermentadoras de glicose e bactérias não fermentadoras de glicose. Em seguida foram realizadas técnicas microbiológicas clássicas de identificação bioquímica (Koneman et al.,
2008).
Utilizou-se dois kits de identificação: para as bactérias fermentadoras de glicose o kit Probac do Brasil, constando do Painel de enterobactérias e para as não fermentadoras de glicose o kit NF II, também da Probac do Brasil.
3.2 – Caracterização epidemiológica das doenças diarréicas
Este estudo foi realizado através do método descritivo com abordagem quantitativa que foi delineado tomando-se por base os dados do Sistema de Informação de Atenção Básica (SIAB), do Departamento de Informática do Sistema Único de Saúde/Ministério da Saúde (DATASUS/MS) e a partir do levantamento de dados secundários, obtidos na Secretaria de Saúde do Estado do Rio Grande do Norte (SES/RN). Os municípios escolhidos para a pesquisa foram Acarí, Açú, Caicó, Cruzeta, Currais Novos, Ipanguaçú, Jardim do Seridó, Ouro Branco, Paraú, Parelhas, Santana do Matos e São João do Sabugi que possuem corpos
d’água com capacidade de armazenamento superior a 10 milhões de m3
internação, semanas epidemiológicas e óbitos causados por doenças diarréicas, nos anos de 2009 e 2010.
3.3 – Verificação das concepções de agentes de saúde e professores
O público alvo do estudo são professores do ensino público e agentes de saúde dos municípios de Itajá e São Rafael. A atividade foi realizada com aplicação de questionário composto por 9 questões fechadas relacionadas aos temas doenças de veiculação hídrica e bactérias patogênicas.
Os questionários foram elaborados com base nos trabalhos de Sodré-Neto e Araújo (2008), Petrovich e Araújo (2009) e Araújo et al. (2011) que visavam identificar as concepções espontâneas dos participantes a respeito de temas como: qualidade da água, fornecimento de água na cidade, conhecimento a respeito de doenças e os riscos para a saúde que a água pode trazer, assim como eutrofização.
Os questionários apresentam um texto introdutório com as informações referentes ao objetivo da pesquisa e apresentação dos responsáveis pela pesquisa. Abaixo da introdução existe um termo de consentimento individual para obter a permissão dos participantes na
REFERÊNCIAS
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Capítulo 1
Ocorrência de bactérias patogênicas oportunistas em um reservatório do
semiárido do Rio Grande do Norte
Occurrence of opportunistic pathogenic bacteria in a semiarid reservoir of
Rio Grande do Norte
_______________________________________________________________________
Viviane Silva Félix Nascimento1, Magnólia Fernandes Florêncio Araújo2 1,2
Centro de Biociências, Departamento de Microbiologia e Parasitologia, Campus Universitário Lagoa Nova, Universidade Federal do Rio Grande do Norte – UFRN,BR 101,
Lagoa Nova, CEP 59072-970, Natal, RN, Brasil e-mail: vivi_sfbio@yahoo.com.br,
mag@cb.ufrn.br
RESUMO
A água é essencial a todos os organismos vivos, sendo o adequado suprimento de água doce
da qualidade da água utilizada na região estudada e o desenvolvimento de ações em educação ambiental e educação em saúde com a população.
PALAVRAS-CHAVE: bactérias patogênicas oportunistas, reservatório, semiárido.
ABSTRACT
Water is essential to all living organisms, and the adequate supply of freshwater is needed for economic developmentand life quality of human populations.But their quality has been diminished due to human anthropogenic activities, mainly due to the disposal of sewage. The sewage may contain a range of microorganisms from human intestinal, for example members of the Enterobacteriaceae family which may be causing pathogenic opportunistic infections. This work aimed to identify potentially pathogenic bacteria in reservoirs of the River Basin Piranhas-Assu, in
the municipalities ofAssu, Itajáand São Rafael, in Rio Grande do Norte state, Brazil.Water samples were collected from February 2009 tol November 2010, monthly, covering dry and rain periods. Biochemical identification was performed using commercial identification kits. The highest percentage of isolates (78%) showed morphological and biochemical characteristics of enterobacteria. The found species Citrobacter diversus, Enterobacter agglomerans, Morganella morganiissmorganii, Enterobacterspp, Proteusmyxofaciems, Proteuspenneriand Serratiaspp. are opportunistic pathogens. Species of interest for environmental biotechnology as Chromobacterium violaceum and Acinetobacter lwoffii were also identified. The findings point to the need for monitoring the water quality from the study area, and developing activities in environmental educationand health educationto the population.
KEYWORDS: opportunistic pathogenic bacteria, reservoirs, semiarid.
INTRODUÇÃO
A água é essencial a todos os organismos vivos, sendo o adequado suprimento de água doce necessário para o desenvolvimento econômico e para a qualidade de vida das populações humanas. A diminuição da qualidade da água é hoje um dos mais graves problemas mundiais e um grande desafio para a humanidade que, nesse novo milênio, terá que conviver cada vez
aquáticos com organismos patogênicos e os transformam em veículos de transmissão de enfermidades infecciosas (1).
No Brasil, cerca de 90% da população tem acesso à água de qualidade para consumo, porém 47,8% dos municípios brasileiros ainda não dispõem de coleta de esgoto e, naqueles onde existe uma rede de esgotamento sanitário, somente 20,2% possuem sistema de tratamento (22). Esta situação é ainda mais grave em regiões semiáridas que são caracterizadas, de modo geral, pelo clima quente e deficiência hídrica com irregularidade das precipitações pluviométricas (44).
Devido ao déficit hídrico significativo, na região semiárida do Nordeste brasileiro foram construídas inúmeras barragens que possibilitam à população a prática de irrigação, consumo humano e turismo, no intuito de diminuir as dificuldades socioeconômicas que se apresentam na época da seca (6). Porém, a maioria dos reservatórios da região semiárida do nordeste brasileiro encontra-se em estado eutrófico ou hipereutrófico (28), o que implica em que não baste que se tenha quantidade, mas também qualidade da água, pois o uso dos reservatórios com baixa qualidade hídrica põe em risco a saúde e o bem estar das pessoas que entram em contato direto com a água poluída de rios e reservatórios do semiárido (41, 50).
Segundo a Organização Mundial da Saúde – OMS (2003), cerca de 80% das doenças que ocorrem em países em desenvolvimento são veiculadas pela água contaminada por microrganismos patogênicos. Diversos estudos epidemiológicos mostram resultados de saúde adversos (incluindo infecções gastrointestinais, respiratórias e mortes) associados à inalação, ingestão ou ao contato com água contaminada com organismos aquáticos patogênicos (11).
Devido ao aumento dos impactos causados pelos diversos usos dos recursos hídricos, diferentes tipos de análises e monitoramentos são necessários (10). Na análise ou monitoramento da água geralmente são empregados indicadores biológicos específicos, como por exemplo, protozoários e bactérias. Apesar de terem importância na ciclagem dos nutrientes, os microrganismos aquáticos também podem se destacar, por outro lado, no papel de causadores de graves doenças de veiculação hídrica (11).
Alguns gêneros como Enterobacter, Citrobacter, Klebsiella e Serratia, vivem na água, no solo e também constituem parte da flora intestinal do homem, assim como a de outros animais de sangue quente. Vários membros da família Enterobacteriaceae podem causar infecções oportunísticas, incluindo septicemia, pneumonia, meningite e infecções do trato genito-urinário. Como exemplo de gêneros que podem causar essas infecções, temos: Citrobacter, Enterobacter, Escherichia, Hafnia, Morganella, Providencia e Serratia. Em situação normal, os organismos da nossa microbiota intestinal não podem invadir outras partes do organismo, mas podem acontecer infecções oportunísticas se o hospedeiro apresentar uma redução temporária de suas defesas imunológicas. Isso permite que ele possa ser colonizado por um número de organismos da microbiota normal comensal, que sao considerados oportunistas, uma vez que antes não estavam em situação de causar doença. Dentre eles, estão as enterobactérias, as quais estão presentes em altas densidades nos reservatórios da Bacia do Rio Piranhas-Assu.
Alguns estudos realizados nos reservatórios dessa Bacia apontam que esses ambientes apresentam características eutróficas e eventualmente hipereutróficas, sinalizadas pelas eleva-das concentrações de nitrogênio e fósforo total (20, 14, 47). Apresentam ainda dominância de cianobactérias filamentosas, favorecendo a ocorrência de florações tóxicas nos reservatórios
(15, 40). Foram determinadas, nesses ambientes, altas densidades de bactérias heterotróficas, se comparadas a outros reservatórios do Nordeste, alcançando em torno de 107 organismos por mL de amostra. A variação é significativa entre os períodos seco e chuvoso, resultado da influência do aporte de material alóctone proveniente do solo próximo das margens ou de atividades humanas e pelas elevadas temperaturas (4,46, 16). Um trabalho realizado no reservatório Boqueirão, localizado no município de Parelhas/RN, também abastecido pela Bacia do Rio Piranhas Assu, identificou a presença das bactérias potencialmente patogênicas: Cedeceae espécie 5, Klebsiella planticola, Morganella morganii ss morganii, Serratia plymuthica e Enterobacter sakasakii (16).
METODOLOGIA
2.1 Caracterização da área de estudo
A bacia hidrográfica do Rio Piranhas-Assu, possui 17.498,50 Km2 de superfície, distribuídos entre os Estados da Paraíba e Rio Grande do Norte. Em território potiguar está localizada no semiárido, contribuindo com 79% do total de água acumulado. No estado são 17 reservatórios, o que representa 49% dos açudes, fornecendo água para consumo humano, lazer e para diversas outras atividades nas comunidades favorecidas pelos açudes. A bacia possui precipitações médias variando entre 400 e 800 mm anuais, concentradas entre os meses de fevereiro a junho. Possui ainda taxas de evapotranspiração bastante elevadas, podendo chegar a mais de 2000 mm/ano, o que ocasiona um déficit hídrico significativo. Apresenta altas temperaturas, que em média estão em torno dos 28°C, com máxima de 33°C nos meses quentes e 21°C nos meses frios (13). Os pontos de coleta utilizados nesta pesquisa estão situados próximos aos municípios de Assu, Itajá e São Rafael, sendo o primeiro de um ambiente lótico e os dois últimos de ambientes semilênticos.
2.2 Procedimentos e amostragem
Os pontos de amostragem (figura 1) foram determinados de acordo com a proximidade dos municípios de São Rafael, Itajá e Assú, sendo os dois primeiros ambientes semilênticos, situados à montante da Barragem e o último um sistema lótico, localizado à jusante do
reservatório. Todos localizados próximos as margens dos corpos d’água.
As variáveis pH e temperatura foram mensuradas utilizando-se uma sonda multiparamétrica HORIBA modelo U-23. Para a concentração de clorofila a, seguiu-se a metodologia recomendada por Jespersen and Christoffersen (27). As diferenças significativas entre os dados nos diferentes períodos foram evidenciadas utilizando-se teste-t de Student para variáveis independentes (p < 0,05).
sob leve refrigeração até a chegada ao Laboratório de Microbiologia Aquática, na UFRN. As análises foram iniciadas imediatamente após a chegada ao laboratório.
2.3 Isolamento e identificação
No laboratório foi inoculado 1 ml de amostra de cada ponto de coleta em tubos contendo caldo nutriente e 1 ml da amostra em placas de petri contendo Agar Nutriente e incubados em estufa bacteriológica por 18-24 horas a 37ºC. Todos os tubos ou placas que apresentavam crescimento bacteriano após 18-24h, caracterizado por turvação do meio líquido ou crescimento colonial nas placas, eram transferidos para os seguintes meios sólidos: Agar nutriente (AN), Agar MacConkey (MC), Agar Salmonella-Shigella(SS), Agar Eosina Azul de Metileno (BEM) e Agar de Tiossulfato, citrato, bílis e sacarose (TCBS), incubados a 37ºC por 24-48 horas. Foram selecionadas colônias nos meios sólidos para isolamento, através da técnica de esgotamento, em placas contendo Agar nutriente. As colônias puras foram armazenadas em tubos contendo Agar nutriente inclinado em temperatura ambiente, para posterior identificação.
Na etapa inicial de identificação foi realizada a caracterização morfológica
macroscópica das colônias bacterianas, levando-se em conta a forma, elevação, borda, estrutura, cor, tamanho e aspecto, respectivamente.
Para identificação dos isolados as cepas foram submetidas a testes iniciais de coloração de Gram, prova de oxidase e prova do metabolismo fermentador (TSI – TRÍPLICE AÇÚCAR-FERRO). A partir dos resultados obtidos com os testes anteriormente citados, as cepas foram divididas em dois grupos: bactérias fermentadoras de glicose e bactérias não fermentadoras de glicose. Em seguida, foram aplicadas técnicas microbiológicas clássicas para a identificação bioquímica.
RESULTADOS
3.1 Determinação das variáveis físico-químicas
Os valores médios das variáveis físicas, químicas e biológicas (pH, temperatura e concentração de clorofila a) para os três locais de coleta serão descritos a seguir. Os dados se referem ao período seco e período chuvoso dos anos de 2009 e 2010 nos três pontos de amostragem. As variáveis de cada ambiente em questão foram testadas entre si e apresentaram oscilações entre os períodos estudados, havendo, de modo geral, uma diferença significativa (p < 0,05).
As médias do pH de São Rafael, Itajá e Assu para 2009 e 2010 do período seco foram respectivamente: 8,48, 8,65 e 8,11, já no período chuvoso 8,01, 8,69 e 6,98. Com relação a temperatura obteve-se para os períodos secos e chuvosos, médias de 28,2 °C e 29,5 °C em São Rafael, 27,9 °C e 3,15 °C em Itajá e em Assu 30,9 °C e 31,9 °C respectivamente. A clorofila a variou significativamente do ambiente lótico para os ambientes lênticos. Assu apresentou nos períodos secos média de 15,13 µg/L e chuvosos 12,56 µg/L. Itajá no período seco obteve médias de 38,36 µg/L, já nos períodos chuvosos médias de 42,71 µg/L. São
Rafael apresentou as médias mais elevadas, com 54,95 µg/L nos períodos secos e 49,14 nos períodos chuvosos.
3.2 Caracterização e identificação dos isolados bacterianos
Quadro 1 – Espécies e características morfológicas das bactérias.
Espécie Características morfológicas coloniais
Acinetobacter lwoffi circular/convexa/lisos/lisa/pigmentada/média/leitosa
Chromobacterium violaceum circular/convexa/lisos/lisa/pigmentada/pequena/leitosa
Citrobacter diversus circular/convexa/lisos/lisa/transparente/pigmentada/pequena/leitosa
Enterobacter agglomerans Irregular/redonda/protuberante/ondulado/granulosa/incolor/grande/membranosa
Enterobacter ssp. circular/concava/lobados/lisos/rugosa/incolor/grande/viscosa
Morganella morganii ss morganii
circular/convexa/lisos/lisa/translucida/pigmentada/media/leitosa
Proteus myxofaciens irregular/elevada/ondulados/rugosa/opaca/pigmentada/grande/membranosa
Proteus penneri irregular/elevada/ondulados/rugosa/opaca/pigmentada/grande/membranosa
Serratia ssp. circular/convexa/ondulada/lisa/lisa/translucida/pigmentada/pequena/leitosa
Houve crescimento bacteriano de todos os isolados em Ágar Nutriente (não seletivo), MacConkey e Agar Eosina Azul de Metileno – EMB (meios diferenciais para isolamento de Enterobacteriaceae). No meio SS (Agar Salmonella-Shigela) apenas a Chromobacterium violaceum, Citrobacter diversus e Serratia ssp. apresentaram crescimento. No meio TCBS (Agar de Tiossulfato, citrato, bílis e sacarose), utilizado para isolamento de Vibrio, não houve crescimento. A técnica de coloração de Gram demonstrou que todos os isolados eram bacilos
gram negativos, com reações negativas para o teste da oxidase. No meio teste TSI (ágar tríplice açúcar-ferro) a bactéria Acinetobacter lwoffii não for capaz de fermentar a glicose,
Quadro 2 - Testes para caracterização inicial dos isolados
AN- Agar Nutriente, MC – Agar MacConkey, SS - Agar Salmonella-Shiguela, EMB - Agar Eosina Azul de Metileno, TCBS - Agar de Tiossulfato, citrato, bílis e sacarose. Positivo (+), Negativo (-), BG- : bacilo gram negativo.* Positivo(+) – fermentador e Negativo(-) – não fermentador.
Os resultados dos testes bioquímicos para verificação das características diferenciais das bactérias fermentadoras de glicose estão descritos no quadro 3, e os resultados para os testes de identificação das bactérias não fermentadoras de glicose estão expressos, na sequência, no quadro 4.
Testes Acinetobac ter lwoffii Chromobacteriu m violaceum Citrobacter diversus Enterobacter agglomerans Enterobacter ssp. Morganella morganii ss morganii Proteus myxofaciens Proteus penneri Serratia ssp. Crescimento
em AN + + + + + + + + +
Crescimento
em MC + + + + + + + + +
Crescimento
em SS - + + - - - +
Crescimento
em EMB + + + + + + + + +
Crescimento
em TCBS - - - -
Coloração de
Gram BG- BG- BG- BG- BG- BG- BG- BG- BG-
Oxidase - - - -
Quadro 3 – Resultados dos testes bioquímicos para bactérias fermentadoras de glicose. Testes bioquímicos Chromobacterium violaceum Citrobacter diversus Enterobacter ssp. Enterobacter agglomerans Morganella morganii ss morganii Proteus myxofaciens Proteus penneri Serratia ssp.
Indol - + - - + - - -
Vogues
Proskauer - + + - - + - +
Citrato + + - + + - - +
H2S - - - -
Uréia - + - + + - - -
Lisina - - + - - - - +
Arginina + - + - - - + -
Ornitina - + + - + - - +
Malonato - - - + -
Glicose + + + + + + + +
Lactose - - - + - - + -
Sacarose - - - +
Manitol - - - + - - - -
Adonitol - - - -
Miosina - - - -
Sorbitol - - - -
Rafinose - - - -
Raminose - - - + -
Malonato - - - + - +
Melobiose - - - + -
ONPG - - - + - - - +
Esculina - + + + - + - +
Quadro 4 – Testes bioquímicos para bactérias não fermentadoras
Acinetobacter lwoffii
Testes Resultado
Oxidase Negativo
MacConkey Positivo
Lisina NUAm
Arginina NUAm
Glicose com óleo NUA
Glicose NUA
Maltose NUA
Lactose NUA
Atividade gelatinase Negativo NUAm – Não utilização do aminoácido NUA – Não utilização do açúcar
Quadro 5 – Frequência de ocorrência das bactérias por período e local de coleta
Espécie
2009 2010
Período seco Período chuvoso Período seco Período chuvoso
SR IT AS SR IT AS SR IT AS SR IT AS
Acinetobacter lwoffii X X X X X X X X
Chromobacterium violaceum X X X X
Morganella morganii ss morganii X
Enterobacter ssp. X X X X X X X
Enterobacter agglomerans X X X
Proteus penneri X X X
Serratia ssp. X
Citrobacter diversus X
Proteus myxofasciens X X
SR- São Rafael; IT – Itajá; AS - Assu
DISCUSSÃO
A variedade de microrganismos presentes nos ambientes aquáticos é determinada, dentre outras variáveis, pelas características ambientais como temperatura, pH e clorofila a, que interferem na dinâmica dos ecossistemas aquáticos modificando a estrutura e função das comunidades microbianas (32). Os dados encontrados neste estudo demonstram que os ambientes aquáticos estudados estão eutrofizados, concordando com os resultados de outros trabalhos realizados nos reservatórios do semiárido norte-riograndense que apresentam condições eutróficas e eventualmente hipereutróficas (14, 20, 47). As bactérias têm grande relevância nos ambientes aquáticos, pois são importantes para a decomposição de matéria orgânica e por sua participação nos ciclos biogeoquímicos. Por outro lado, algumas espécies são patogênicas, podendo ser a causa de doenças, às vezes, de difícil cura e tratamento. Neste estudo, verificou-se a ocorrência de bactérias potencialmente patogênicas em todos os locais de amostragem, sendo a maioria enterobactérias, possivelmente provenientes do escoamento
Acinetobacter spp. são pertencentes ao filo Proteobacteria, comuns na natureza, e podem ser obtidas a partir da água, solo, organismos vivos e até mesmo de peles humanas. De acordo com Towner (51), ganharam reconhecimento nos últimos anos como patógenos que têm o potencial de causar graves infecções nosocomiais em pacientes clinicamente doentes. Por outro lado, espécies de Acinetobacter têm atraído cada vez mais atenção em aplicações ambientais e biotecnológicas (53). Algumas cepas deste gênero são conhecidas por estarem envolvidas na biodegradação de um número de diferentes compostos químicos orgânicos e inorgânicos poluentes, tais como bifenilos clorados e bifenil, aminoácidos, fenol, óleo, benzoato de crude, acetonitrila, degradação de lignina (8) e na remoção de fosfatos biológicos ou metais pesados (21). A. lwoffi foi identificada em todos os locais de estudo, especialmente nos períodos de estiagem, e é uma das principais bactérias responsáveis pela meningite.
Chromobacterium violaceum foi identificada apenas em Assu, ambiente lótico, tanto na estação seca como chuvosa, embora possua capacidade de resistir a uma ampla variedade de condições severas, incluindo escassez de nutrientes, altas temperaturas, próximas de 37°C, altos níveis de radiação, pH e elevadas concentrações de agentes tóxicos (9). No Brasil, há publicações iniciais sobre sua ocorrência nas águas do Rio Negro, na região amazônica, norte do país, onde ocorre em grande abundância (5, 35). Mas, sabe-se também de sua ocorrência,
em rios no sudeste do país (34, 38); no sul (31) e na região nordeste brasileira (3, 18, 45). É classificada como Beta-proteobactéria, pertencente à família Neisseriaceae e encontrada em uma variedade de ecossistemas nas regiões de clima tropical e subtropical, habitando normalmente o solo e a água (23). Produz um pigmento violeta, denominado de violaceína que possui muitas atividades biológicas de interesse, podendo atuar contra determinados parasitas como o Tripanosoma cruzi, responsável pela doença de Chagas, (17) e protozoários do gênero Leishmania, causadores da Leishmaniose (29, 30); Apresenta também atividade anti-tumoral, sendo efetiva em culturas de células de algumas leucemias, linfomas e tumores de cólon e pulmão (30), além de linfomas relacionados à AIDS (19). A violaceína também apresenta atividade antifúngica, como por exemplo, contra a Rosellina necatrix, fungo fitopatogênico da amoreira (49); além de atividade anti-viral (2). Chromobacterium violaceum apresenta também atividade antibiótica (3). A produção de polihidroxialcanoatos (PHA) é outra característica importante observada em culturas de C. violaceum.
Neste trabalho, as enterobactérias estiveram representadas em todos os ambientes de estudo. A família Enterobacteriaceae é encontrada no solo, água, plantas e nos animais, incluindo o homem. São responsáveis por cerca de 50% das infecções nosocomiais, sendo as mais freqüentes causadas por Escherichia (26), e a sua maioria habita os intestinos do homem e animais, seja como membros da microbiota normal ou como agentes infecciosos (52). O grupo inclui os gêneros Salmonella, Shigella, Escherichia, Klebsiella, Enterobacter, Serratia, Proteus, Morganella, Providencia e Yersinia.
Resultados semelhantes a estes foram encontrados por Borges e Bertolin (7) e por Dantas (16). O primeiro foi realizado em Tocantins/Brasil, para avaliação da qualidade microbiológica da água no Córrego São João, que atribuiu a predominância desses microrganismos no ambiente aquático ao carreamento de solo contaminado; e o segundo realizou a caracterização morfotintorial e bioquímica de bactérias potencialmente patogênicas em um reservatório da região semi-árida do Rio Grande do Norte, obtendo 37,5% dos isolados bacterianos com características de enterobactérias.
Desse grupo bacteriano as espécies Morganella morganii ss morganii, Enterobacter ssp, Enterobacter agglomerans, Proteus penneri, Serratia ssp, Citrobacter diversus e Proteus myxofasciens foram identificadas nas amostras de água. Essas enterobactérias são patogênicas
oportunistas e podem causar infecções, podendo aumentar os casos de doenças gastrointestinais, ocasionalmente. Sua entrada na água deve se dar pela descarga de esgotos, ou escoamento de materiais da Bacia Hidrográfica. De outra forma, a redução da lâmina
d’água nos períodos chuvosos também pode concentrar a matéria orgânica e favorecer o
crescimento acentuado de outras espécies, como é o caso de Citrobacter diversus, que só ocorreu em período seco, no Rio Assu.
Apesar de sua ampla distribuição, Morganella morganii é uma causa rara de infecção adquirida e é mais freqüentemente encontrada de casos de pós-operatório, causando infecções do trato urinário, septicemia, pneumonia, infecções do sistema nervoso central, meningite e outras infecções nosocomiais, podendo causar até a morte (36).
As espécies de Enterobacter ocorrem na água, solo e plantas podendo colonizar o trato gastrointestinal. Raramente estão implicadas nas infecções primárias e são colonizadoras importantes em pacientes hospitalizados, podendo causar doenças invasivas (24). Estão associadas a infecções respiratórias, de pele, trato urinário, ossos, articulações, sistema nervoso central e trato gastrointestinal. Possuem elevadas taxas de co-infecções com outros patógenos, predominantemente em infecções de fígado e pulmão. E. agglomerans não é uma causa tão freqüente de infecções hospitalares, e está associada com fontes exógenas. Geralmente apresentam associações com plantas, sendo bastante comuns em infecções em algodão (43).
Os membros do gênero Proteus estão relacionados a infecções em feridas difíceis de tratar, em especial feridas de indivíduos diabéticos, em associação a E. coli, Enterobacter, Klebsiella e Serratia marcescens. Infecções com Proteus penneri são freqüentes nos rins e eliminados na urina, feridas no abdômen, virilha e tornozelo (37). É a segunda Enterobactéria
mais isolada em laboratórios. Colonizam e infectam o sistema urinário. Proteus penneri é facilmente isolado de indivíduos que têm longa permanência em hospitais e de pacientes com doenças subjacentes ou sistemas imunológicos comprometidos (24). Em hospitais, geralmente são isolados em pacientes com diarréia, sendo associados em casos de bacteremia, e de formação de pedras nos rins, devido a enzima urease (39). Proteus myxofasciens é patógeno oportunista, e agente de diferentes infecções.
O gênero Serratia é natural do solo e água doce. Pode infectar ferimentos e ser a causa de infecções do sistema urinário e respiratório, sepsia em acessos intravenosos e septicemia (24).
Os membros do gênero Citrobacter são isolados com freqüência de indivíduos doentes como um patógeno oportunista ou secundário. Também são encontrados no solo, água, esgoto e alimentos. Alguns sorotipos de C. diversus podem ser enteropatogênicos, causando diarréia (26). Podem provocar septicemia em pacientes hospitalizados, meningite bacteriana, abcesso cerebral e endocardite (24).
geralmente não ocorra, os casos citados na literatura sobre doenças causadas pelas espécies oportunistas encontradas neste trabalho tornam necessário o controle e acompanhamento da qualidade da água nesses locais.
CONCLUSÕES
O maior percentual de isolados (78%) apresentou características morfológicas e bioquímicas de enterobactérias. Dentre as espécies encontradas, Citrobacter diversus, Enterobacter agglomerans, Morganella morganii ss morganii, Enterobacter ssp, Proteus myxofaciems, Proteus penneri e Serratia ssp. são espécies patogênicas oportunistas, podendo causar doenças em pessoas com situação de baixa imunidade. Espécies de interesse biotecnológico e ambiental como Chromobacterium violaceum e Acinetobacter lwoffii também foram identificadas, levantando a possibilidade de estudos futuros que envolvam o uso e aplicação dessas espécies em atividades dessa natureza.
De modo geral, os resultados sugerem a necessidade de uma vigilância da qualidade bacteriológica da água utilizada na região estudada e o desenvolvimento de ações em educação ambiental e educação em saúde para a divulgação dos problemas potenciais que
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