II-034 - A EXPERIÊNCIA DA COPASA NO MONITORAMENTO, DETECÇÃO
E ADOÇÃO DE MEDIDAS MITIGADORAS PARA AS CIANOBACTÉRIAS
TÓXICAS EM ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUA
-MINAS GERAIS - BRASIL
Fernando Antônio Jardim(1)
Mestrado em Saneamento Meio Ambiente e Recursos Hídricos pela Universidade Federal de Minas Gerais. Biólogo formado pelas Faculdades Metodistas Integradas Izabela Hendrix. Coordenador do setor de Biologia do Laboratório Metropolitano da COPASA. José Nelson de Almeida Machado
Engenheiro Civil e Sanitarista formado pela Escola de Engenharia da Universidade Federal de Minas Gerais. Gerente da divisão de controle de qualidade de água e de engenharia de manutenção da COPASA.
Maria Cristina Alves Cabral Schembri
Mestrado em Engenharia de Saúde Pública Tropical pela Universidade de Leeds (GB) e em Saneamento Meio Ambiente e Recursos Hídricos pela UFMG. Engenheira Civil pela UFMG. Engenheira de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico da COPASA.
Sandra M. F. O. Azevedo
Pós doutorado pela Wright State University de Ohio. Doutorado em ciências da água com concentração em Limnologia pela Universidade Federal de São Carlos. mestrado em ecologia aquática pela UFIScar. Bióloga pela UFIScar. Prof. Adjunta do Núcleo de Pesquisas de Produtos Naturais da Universidade Federal do Rio de Janeiro.
Eduardo von Sperling
Doutorado em Ecologia Aquática pela Universidade de Berlim. Mestrado em Engenharia Sanitária pela Universidade Federal de Minas Gerais. Engenheiro Civil e Sanitarista. Prof. titular do Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da UFMG.
Endereço(1): Laboratório Metropolitano Setor de Biologia Companhia de Saneamento de Minas Gerais -COPASA - Br 356 - Km 4 - Cercadinho - Belo Horizonte - MG - CEP: 31950-640 - Brasil - Tel: +55 (31) 250-2340 - Fax: : +55 (31) 250-2355 - e-mail: fjardim@copasa.com.br
RESUMO
A ocorrência de cianobactérias tóxicas nas últimas décadas, em alguns países onde já foram detectados danos à saúde humana e a de outros animais, vem sendo uma preocupação constante dos órgãos ambientais, institutos de pesquisa e companhias de saneamento. A Companhia de Saneamento de Minas Gerais -COPASA, possui a concessão para o abastecimento de água tratada na maioria das cidades do Estado. Em março de 1997, foi aprovado pela diretoria da Empresa, um projeto de implantação das análises de cianotoxinas, proposto no ano anterior, pelo seu Laboratório Metropolitano. Firmou-se um convênio de cooperação técnica entre a COPASA e o Núcleo de Pesquisas de Produtos Naturais (NPPN) da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), visando a busca e a aplicação da tecnologia de detecção das cianotoxinas em águas de abastecimento. A partir daí, implantou-se a técnica de triagem por bioensaios com camundongos e a identificação da microcistina por cromatografia líquida de alta resolução. O desenvolvimento do estudo permitiu, através do levantamento prévio, verificar a ocorrência de cianobactérias tóxicas e potencialmente tóxicas na água das captações de 30 estações de tratamento de água, no efluente de uma estação de tratamento de esgoto por lagoa facultativa e em duas lagoas urbanas. Foi possível também implantar um programa de monitoramento com freqüências de amostragens definidas para cada cidade, seguindo as recomendações da Organização Mundial de Saúde (CHORUS & BARTRAM, 1999). Pôde-se detectar a presença de hepatotoxinas e neurotoxinas em alguns dos sistemas estudados e propor uma metodologia de monitoramento com freqüências de amostragens específicas para cada um, além de se implantar medidas operacionais que minimizam os efeitos causados à saúde humana pela intoxicação através da água que continha as referidas toxinas.
INTRODUÇÃO
O constante aumento da fertilização nos rios, lagos e represas, devido principalmente às atividades antrópicas, acarreta florações do fitoplâncton, inclusive das cianobactérias (CARMICHAEL, 1992). Esses microrganismos, de acordo com evidências fósseis, dominavam a biota do precambriano há 3,5 bilhões de anos atrás. As cianotoxinas produzidas por algumas espécies de cianobactérias são classificadas em hepatotoxinas, neurotoxinas, endotoxinas (lipopolissacarídeos) e dermatotoxinas. Essa classificação é realizada de acordo com o modo de ação das mesmas nos órgãos e tecidos animais. No Brasil, o primeiro caso comprovado cientificamente sobre a toxicidade das cianobactérias, ocorreu em Caruaru - PE, em 1996, com a morte de aproximadamente 70 pacientes renais crônicos em uma clínica de hemodiálise (AZEVEDO, 1998). No presente estudo, um dos estudos de casos que mais recebeu destaque, foi o da ocorrência de cianobactérias tóxicas na captação de água de Alfenas. Cidade com aproximadamente 70 mil habitantes, que localiza-se no sul do Estado de Minas Gerais, cujo abastecimento público é realizado através do tratamento convencional da água da represa de Furnas. A partir de agosto de 1998, o monitoramento hidrobiológico permitiu detectar um predomínio de duas espécies de cianobactérias potencialmente tóxicas. Foi possível verificar a toxicidade das duas espécies e propor à área operacional algumas medidas recomendadas pela Organização Mundial de Saúde (CHORUS & BARTRAM, 1999) que minimizam os efeitos causados pelas cianotoxinas à saúde humana. Outro estudo que também mereceu destaque foi o ocorrido na cidade de Confins. Esta cidade possui aproximadamente 5.000 habitantes e está situada na região metropolitana de Belo Horizonte, próxima ao aeroporto internacional (latitude de 190 38’00’’ S e longitude de 430 59’00’’ W). Localiza-se geologicamente no chamado Maciço Bambuí, uma região predominantemente de rochas calcárias, formando um relevo cárstico. Possui duas lagoas urbanas formadas a partir de dolinas, intituladas Lagoa de Cima e Lagoa de Baixo, com as áreas de aproximadamente 2 e 4 hectares respectivamente. Por serem cársticas, comunicam-se através do subsolo. Em setembro de 1998, ocorreu uma mortandade de Tilápias na Lagoa de Baixo e algumas amostras de água foram enviadas ao Laboratório Metropolitano da COPASA, para a possível identificação da causa mortis nos peixes. Através dos exames hidrobiológicos verificou-se uma floração de Cylindrospermopsis raciborskii. A partir daí iniciou-se o monitoramento desta espécie, em quatro pontos das lagoas. A COPASA possui um poço profundo situado próximo à Lagoa de Cima, cuja água passa pela desinfecção com cloro gasoso e é distribuída para a população. Ficou iminente, portanto, a preocupação de ocorrer a contaminação do mesmo por infiltração, já que o terreno é de origem calcária, possuindo vasos intercomunicantes. O total de células de Cylindrospermopsis raciborskii ultrapassou 107 células por mililitro. De acordo com as recomendações da Organização Mundial de Saúde (CHORUS & BARTRAM, 1999), no que se refere às águas recreacionais, realizaram-se os bioensaios com camundongos, comunicaram-se os resultados às autoridades locais e colocaram-se avisos de advertência à população, quanto ao uso da água das lagoas para fins recreacionais e para a dessedentação de animais. Com os resultados positivos dos bioensaios, em setembro de 1998 recomendou-se a interdição provisória das lagoas, via decreto municipal, para prática de esportes aquáticos de contato primário como a pesca e a natação e para a dessedentação de animais.
MATERIAIS E MÉTODOS Critérios para o Monitoramento
Foi realizada uma seleção das estações de tratamento para que fosse implantado um programa de monitoramento mais efetivo do que o já existente. Essa seleção se deu através da avaliação da série histórica dos resultados hidrobiológicos do arquivo físico e eletrônico, a partir de 1990. Após esta seleção prévia, fez-se outra, daqueles sistemas cuja água produzida abastecia também clínicas ou hospitais de hemodiálifez-se. Foram selecionadas as seguintes cidades operadas pela Companhia, cujos sistemas de produção abastecem unidades de hemodiálise: na região metropolitana de Belo Horizonte (estações de tratamento de Vargem das Flores, Rio das Velhas e Rio Manso) e no interior (Alfenas, Curvelo, Ubá, Cataguases, Leopoldina, Lavras, Três Corações, Varginha, Divinópolis, Conselheiro Lafaiete, Itajubá, São Sebastião do Paraíso, Araxá, Patos de Minas, Teófilo Otoni, Caratinga, Pouso Alegre, Montes Claros, Rio Casca e Diamantina). Além dessas cidades, foram selecionadas outras que, apesar da água produzida não abastecer hospitais ou clínicas de hemodiálise, a captação era realizada em barragens ou rios que recebem carga orgânica à montante: Três Marias, Carmo do Rio Claro, Fama, Planura, Fronteira, Medina, Pedra Azul e Lagoa de Ibirité (Refinaria Gabriel Passos - REGAP).
Durante o desenvolvimento deste trabalho, avaliou-se também a ocorrência de cianotoxinas em outros ecossistemas aquáticos que não são utilizados como fonte de abastecimento público, quais sejam:
•
Sistemas de tratamento de efluentes - Estação de Tratamento de Efluentes de Ribeirão das Neves;•
Sistemas de lagoas urbanas da cidade de Confins.Implantou-se um fluxograma de ações com níveis de alerta e providências a serem tomadas pela operação e pela gerência de estações de tratamento de água, quando da ocorrência de florações de cianobactérias na captação dos sistemas. Este fluxograma é proposto pela Organização Mundial de Saúde, de acordo com CHORUS & BARTRAM (1999) e pode ser resumido da seguinte forma:
Adota-se o nível de vigilância quando as cianobactérias tiverem sido detectadas em baixos níveis, ou seja, ocorrendo uma colônia ou valores menores ou iguais a cinco tricomas por mililitro, mantem-se o monitoramento com uma freqüência de coleta e análise semanal e faz-se uma inspeção no manancial. Caso este número ultrapasse 2.000 células por mililitro ou se tenha 1
µ
g de clorofila a por litro de água, deve-se adotar o nível de alerta 1, avaliando-se se as espécies de cianobactérias presentes são conhecidas como potencialmente produtoras de cianotoxinas e alterando a freqüência de coleta e análise para duas vezes por semana. Em caso positivo, devem-se realizar bioensaios com camundongos ou pelo método enzimático ELISA e as análises de identificação das toxinas presentes. Em caso de positividade para o bioensaio e se o número de células ultrapassar 100.000 células por mililitro ou 50µ
g de clorofila a por litro, deve-se adotar o nível de alerta 2. Para este nível de alerta, recomenda-se a imediata informação às autoridades de saúde locais, hospitais ou clínicas de hemodiálise, fábricas de injetáveis e o público em geral, utilizando-se cartilhas didático-explicativas. Recomenda-se também buscar fontes alternativas de abastecimento de água e a adoção de formas não convencionais de tratamento como a dosagem de carvão ativado e/ou a supercloração, seguida do aumento do tempo de contato, dependendo do caso. Estas orientações são recomendáveis pois há um elevado risco à saúde humana.Quanto às águas recreacionais, a OMS já elaborou o guia provisório cujas recomendações se baseiam na presença das cianobactérias e em valores de clorofila a. Neste guia, quando o número de células de cianobactérias atinge 20.000 por mililitro ou a clorofila a ultrapassa de 10 µg/L de clorofila a (cianobactéria), os riscos à saúde são moderados, mas pode ocorrer irritações na pele e disfunções gastrointestinais. Neste caso devem ser colocados avisos de advertência e informar as autoridades. Quando o número de células ultrapassa de 100.000 por mililitro ou a clorofila a atinge 50 µg/L de clorofila a (cianobactéria), os riscos à saúde são potenciais para a toxicidade crônica e moderado para irritações na pele e disfunções gastrointestinais. Neste caso deve remover a escuma ou minimizar as condições que favoreça o seu desenvolvimento, proibir o banho e realizar investigações epidemiológicas, colocando avisos de advertência e informar às autoridades. Já quando há a formação de escumas e as cianobactérias ficam às margens, o risco é potencial para a toxicidade aguda ou crônica e moderado para irritações à pele e disfunções gastrointestinais. Neste caso, além do recomendado acima, deve-se informar ao público e as autoridades competentes.
Análise Hidrobiológica
As análises qualitativas e quantitativas das cianobactérias foram realizadas segundo os métodos CETESB (1978), COPASA - MG (1992b) e A.P.H.A.(1995). As coletas e a preservação das amostras de fitoplâncton foram realizadas através de tomadas diretas dentro do corpo lacustre com a passagem do frasco de coleta aberto na superfície do mesmo, quando a floração de cianobactérias era visível. Utilizou-se também a rede de
monyl com a porosidade de 25
µm para a concentração da amostra no campo. Na água bruta e tratada das
estações de tratamento utilizou-se frasco de polietileno com a capacidade de 1,0 litro, preservadas em gelo a aproximadamente 4,0º C. Estas coletas para o presente estudo foram realizadas de agosto de 1997 a agosto de 1999, com uma freqüência quinzenal. Para a coleta de amostras para a análise quantitativa utilizaram-se frascos de vidro de cor âmbar com a capacidade de 1,0 litro, contendo 5 mL da solução de Lugol. As análises qualitativas foram realizadas em um microscópio binocular da marca LEITZ, modelo Laborlux calibrado, acoplado a um sistema de vídeo printer, com capacidade de medição. Pequenas alíquotas de amostras foram depositadas em lâminas de vidro e cobertas com uma lamínula, observadas nos aumentos de (10 x 25), (10 x 40) e ( 10 x 100), utilizando-se neste último, óleo de imersão. O material foi sempre analisado in vivo. Osistema de classificação adotado foi o de BOURRELY (1968, 1972, 1985). A identificação do fitoplâncton até espécie foi baseada principalmente em GEITLER (1932), DESIKACHARY (1959), ANAGNOSTIDIS & KOMÁREK (1988), COMPÈRE (1974), KOMÁREK (1991) e SANT'ANNA et al.(1995).
Para a análise quantitativa utilizou-se o método de UTHERMÖHL (1958) in A.P.H.A.(1995), em microscópio binocular invertido da marca LEITZ, modelo Diavert, contando-se nos aumentos de (10 x 10), (10 x 20) e (10 x 32), dependendo das dimensões do plâncton encontrado. Realizaram-se as contagens por faixas (100 organismos da espécie predominante) ou por campos (10 organismos da espécie predominante), segundo a distribuição de Poisson (A.P.H.A., 1995). Por esta distribuição obteve-se um intervalo de confiança aproximado de 95%
±
20%. Os resultados foram expressos em organismos por mililitro e de acordo com BRANCO (1986) a contagem foi feita por conjuntos ou clump counting, entendendo-se por conjunto a unidade característica do gênero, isto é: uma célula, no caso de seres unicelulares livres; uma colônia, no caso de unicelulares coloniais; um filamento ou tricoma no caso de algas filamentosas; um indivíduo total, no caso de seres pluricelulares em geral. Foi utilizado o tratamento alcalino à quente, para a digestão da mucilagem (REYNOLDS & JAWORSKI, 1978) das colônias de Microcystis, permitindo a contagem de células livres, distintas ao microscópio.Análise das Cianotoxinas
As amostras de seston contendo Microcystis foram congeladas a -20o.C, liofilizadas e estocadas para os bioensaios, extração das toxinas e análises por HPLC. Quando do predomínio de cianobactérias de formas tricomiais , utilizou-se a filtração em pré filtros de fibra de vidro, pois por esse método obteve-se um volume maior de filtrado e, consequentemente, uma maior quantidade de peso seco por amostra.
De acordo com COSTA & AZEVEDO (1994) realizou-se o isolamento e o cultivo das cianobactérias por plaqueamento em meio sólido para as espécies de Microcystis flos-aquae, M. viridis e M. aeruginosa. Utilizou-se a técnica do capilar de vidro ou a pipeta de Pasteur com ponta afinada para o isolamento das espécies filamentosas (formas tricomiais de Nostocaceae) de Cylindrospermopsis raciborskii, Aphanizomenon
manguinii, Aphanizomenon tropicale e Aphanizomenon sp.
Para o plaqueamento utilizou-se o meio de cultivo ASM1 que foi preparado de acordo com CETESB (1993). As placas de Petri foram mantidas após o inóculo em estufa incubadora a 22 ± 1 º C, em luminosidade contínua de 2.000 Lux (obtida com duas lâmpadas de 20 Watts). Após aproximadamente sete dias as colônias de Microcystis cultivadas foram transferidas com alça de platina para Erlenmeyers de 500 mL contendo o meio ASM1 líquido. Pela técnica do capilar, 0,1 mL da amostra da floração foram succionados e depositados sobre uma lâmina de vidro. Os tricomas isolados foram transferidos cerca de cinco vezes para tubos de ensaio contendo o meio ASM1 sem o nitrogênio. Esta técnica consistiu em separar vários tricomas a partir de uma amostra mais concentrada que foram transferidos sucessivamente para gotas de meio de cultura, até que se obtivesse de um a quatro tricomas.
As células liofilizadas de Microcystis spp., do seston e dos cultivos foram redissolvidas em água deionizada, centrifugadas por 60 minutos a 3.000 rpm e 1,0 mL do sobrenadante injetado em três camundongos machos Swiss com 25 a 30g. Após a injeção intraperitonial, os animais foram observados por sete dias e os sintomas registrados. Dissecaram-se os animais para se avaliar a relação entre o peso do fígado e o peso corpóreo. O seston concentrado nos pré-filtros de borosilicato (fibra de vidro com porosidade de 1,8 a 8,0 µm) foi triturado em água deionizada e seguiu-se o mesmo procedimento acima descrito. Para a caracterização da intoxicação dos camundongos por hepatotoxinas foram observados os seguintes sintomas: contração abdominal, fotofobia, diarréia, ereção pilórica e perda de peso (para dosagem subletal). Já a caracterização da intoxicação por neurotoxina foi realizada observando-se os seguintes sintomas: aceleração da respiração, convulsão e os olhos esbugalhados/dilatados (no momento da morte).
Para a análise por HPLC baseou-se em KRISHNAMURTHY et al., (1986), no qual um grama do material celular liofilizado ou os filtros de borosilicato, contendo o material particulado, foram imersos numa solução de Metanol:Butanol:Água (5:20:75, v/v/v). Após a extração de aproximadamente uma hora, este material foi centrifugado por 30 minutos a 3.000 rotações por minuto e o sobrenadante passou por um processo de
evaporação a 30 oC, durante a noite (overnight). O extrato concentrado foi parcialmente purificado em cartucho de octadecilsilano (ODS-C18), ativado previamente com 20 mL de metanol 100%, seguido de 20
mL de água deionizada. O material retido foi eluído sucessivamente com 20 mL de água deionizada, 20 mL de metanol a 20% e a 100% (fração que contém a toxina). A fração metanólica foi seca e o resíduo resuspenso em 1 mL de água deionizada, filtrado em filtro de nylon e analisado por HPLC, equipado com um detetor de UV (ultra violeta - HP 1100), operando a 238 nm. A detecção foi feita em condições isocráticas em coluna de fase reversa C-18 MACHEREY-NAGEL (MN) com 4,6mm x 25 cm e porosidade de 5
µ
m. A fase móvel consistiu de acetonitrila e acetato de amônio 20 mM, a um pH de 5,0, na proporção de 28:72 v/v, com o fluxo de 1,0 mililitro por minuto. O espectro de absorção de cada pico foi analisado na faixa de 195 a 300nm, utilizando-se um fotodetector de diodo, e comparado ao padrão de microcistina.Para a concentração e extração de cilindrospermopsina as amostras de água da represa de Furnas na cidade de Alfenas e da represa de Pedra Azul (da cidade com o mesmo nome) foram filtradas em filtros de borosilicato e a metodologia de extração do material particulado retido nos filtros seguiu a descrita por HAWKINS et al. (1997). Desta forma os filtros foram colocados em um Bécker de 200 mL, ao qual foi adicionado 20 mL de solução aquosa de Ácido Acético a 5%. Estes filtros foram então macerados e submetidos a ultrasonicação durante 12 minutos, por três vezes. Os extratos foram centrifugados por 20 minutos a 3.000 rpm e o sobrenadante foi utilizado para análise por HPLC utilizando um fotodetector de diodo que permite verificar o espectro de absorção de cada pico em uma faixa de 190 a 300 nm. O método de extração da toxina na fração aquosa seguiu a metodologia sugerida pelo Dr. Gary Jones (Commonwealth Scientific and Industrial Research - CSIRO - Austrália), que determina a concentração da fração aquosa por pelo menos dez vezes, sendo então acidificada com ácido acético 0,5 M e analisada por HPLC, nas mesmas condições do material particulado. A detecção da cilindrospermopsina foi realizada com a fase móvel em um gradiente de 0 a 5% de metanol em água deionizada, durante dez minutos, seguida de condições isocráticas de metanol a 5% por mais dez minutos, no comprimento de onda de 262 nm, com um fluxo de 1 mL por minuto. Foram injetados 20 µL por amostra em Coluna C 18 MN com 5 µm, sendo que o padrão utilizado foi uma solução de cilindrospermopsina pura numa concentração de 6 µg/20 µL.
RESULTADOS
De acordo com JARDIM (1999) a partir da implantação da metodologia, obteve-se primeiramente uma lista das cidades, com as respectivas fontes de abastecimento, fitoplâncton predominante, resultados dos testes de toxicidade e da identificação da toxina por HPLC. Quando o número de células não era suficiente para se realizar diretamente o bioensaio com o seston, as cianobactérias foram cultivadas em laboratório para a realização posteriori dos testes.
A tabela 1 apresenta os resultados obtidos em todas as cidades que possuem hospitais ou clínicas de hemodiálise, cuja água era fornecida pela Companhia:
Tabela 1 - Resultados do levantamento hidrobiológico nas captações de água das Cidades que possuem clínicas ou hospitais de hemodiálise, com o fitoplâncton predominante, dos testes de toxicidade (seston e/ou cultivo) e do HPLC.
Cidades Fitoplâncton
predominante
Bioensaios (seston e/ou cultivo) c/ camundongos ou ELISA HPLC Alfenas (represa de Furnas) Microcystis viridis e Cylindrospermopsis raciborskii
Positivo para os sintomas de hepato e neurotoxicoses (do tipo PSP) com o seston. Microcistina-LR e Cilindrospermopsin a. Araxá Diatomáceas NR NR Belo Horizonte (Represa Vargem das Flores) M. aeruginosa, M. viridis e C. raciborskii
Positivo para os sintomas de hepatotoxicoses com o seston.
Microcistina-LR. Belo Horizonte
(Rio das Velhas)
Bacillariophyceae,
Aphanizomenon manguinii e C. raciborskii
Negativo para o cultivo de A.
manguinii.. NR Belo Horizonte (Rio Manso) Chlorophyceae e C. raciborskii
Positivo para os sintomas de
neurotoxicoses com o cultivo. NR
Caratinga Diatomáceas NR NR
Cataguases Diatomáceas
Nostocaceae Cultivo NR
Conselheiro
Lafaiete Oscillatoria splendida Negativo para o seston NR
Curvelo Diatomáceas NR NR
Diamantina Diatomáceas NR NR
Divinópolis Oscillatoria splendida Cultivo NR
Itajubá Diatomáceas NR NR
Lavras Bacillariophyceae NR NR
Leopoldina Diatomáceas NR NR
Montes Claros Chlorophyceae, M.
viridis, M. aeruginosa e Nodularia cf. implexa
Positivo para microcistina (ELISA) e sintomas de
hepatotoxicoses com o cultivo de
Microcystis spp.
Patos de Minas Nostocaceae Cultivo NR
Pouso Alegre Diatomáceas e
Nostocaceae Cultivo NR
Rio Casca Diatomáceas NR NR
Ubá (ribeirão Ubá) M. viridis, Anabaena
spp. e Oscillatoria sp. Cultivo NR
São Sebastião do Paraíso
Dinophyceae e
Diatomáceas NR NR
Teófilo Otoni Diatomáceas NR NR
Três Corações Diatomáceas NR NR
Varginha Diatomáceas NR NR
Legenda:
PSP: Paralytic Shellfish Poisoning ou Toxina Paralisante de Moluscos, cuja identificação não é (ainda) realizada no Brasil.
NR: Testes não realizados devido à ausência de florações de cianobactérias.
Já na tabela 2 temos os resultados do levantamento hidrobiológico das cidades que não possuem hospitais ou clínicas de Hemodiálise, mas cujo manancial recebe contribuições orgânicas.
Tabela 2 - Resultados do levantamento hidrobiológico nas captações de água das Cidades, cujas captações de água são realizadas em barragens ou rios que recebem carga orgânica à montante:
Cidade Espécies Predominantes Bioensaios (seston e/ou cultivo) c/ camundongos ou ELISA HPLC Carmo do Rio Claro (represa de Furnas)
M. viridis e C. raciborskii. Positivo para os sintomas de hepato e neurotoxicoses (do tipo PSP).
NR
Aphanizomenon tropicale Negativo para o seston NR
∗ Fama (represa de Furnas). M. viridis, M. aeruginosa, M. pseudofilamentosa, M. flos-aquae e Anabaena planctonica NR NR Fronteira e Planura (Rio Grande) M. viridis e Anabaena planctonica Cultivo NR Medina Cylindrospermopsis raciborskii
Positivo para os sintomas de neurotoxicoses (do tipo PSP)
com o seston. NR
Pedra Azul Cylindrospermopsis raciborskii
Positivo para os sintomas de neurotoxicoses (do tipo PSP) com o seston.
Negativo para cilindrospermopsina Três Marias M. wesenbergii Positivo para o seston
(ELISA) NR * Lagoa de Ibirité -Refinaria Gabriel Passos (REGAP). M. aeruginosa, M. flos-aquae.
Positivo para os sintomas de hepatotoxicoses.
Microcistina-LR.
Observações:
* - Sistemas não operados pela COPASA, cuja identificação das espécies foi solicitada ao Laboratório Metropolitano. A determinação da Microcistina-LR foi realizada no Núcleo de Pesquisas de Produtos Naturais da Universidade Federal do Rio de Janeiro.
NR: Testes não realizados devido à ausência de florações de cianobactérias.
A tabela 3 apresenta os resultados dos ecossistemas aquáticos que não são utilizados como fonte de abastecimento público, mas que eram de interesse da Companhia:
Tabela 3 - Resultados do levantamento hidrobiológico dos ecossistemas aquáticos que não são utilizados como fonte de abastecimento público:
Ribeirão das Neves (lagoa de
estabilização)
M. aeruginosa, M. flos-aquae e M. novacekii
Positivo para os sintomas
de hepatotoxicoses. Microcistina-LR. Confins (lagoas
urbanas).
Cylindrospermopsis raciborskii
Positivo para os sintomas de neurotoxicoses (do tipo PSP) com o seston.
Goniautoxina GTX
Observação: A determinação da Goniautoxina foi realizada nos laboratórios da Wright State University” em Dayton - Ohio (E.U.A), pelo Dr. Wayne Carmichael.
Após estas constatações e dando continuidade ao recomendado pela OMS (CHORUS & BARTRAM, 1999), foram tomadas algumas providências operacionais para cada caso, a tabela 4 apresenta algumas dessas recomendações:
Tabela 4 - Providências operacionais tomadas de acordo com CHORUS & BARTRAM (1999). Cidades Providências operacionais
Alfenas (represa de Furnas)
Nível de Alerta 2, com o monitoramento semanal, instalação de ar na captação, substituição do fornecimento para a clínica de hemodiálise, dosagem de carvão ativado em pó.
Belo Horizonte (Represa Vargem das Flores)
Nível de Alerta 2, com o monitoramento semanal, avaliação do pré-tratamento no hospital de Betim e testes com flotação e aplicação de ozônio no processo de tratamento.
Belo Horizonte (Rio Manso)
Nível de Alerta 1, com o monitoramento semanal e a remoção da fonte de fósforo. Carmo do Rio
Claro (represa de Furnas)
Nível de Alerta 1, com o monitoramento semanal, a substituição do tratamento por clarificador de contato para o convencional visando a dosagem de carvão ativado. Medina e Pedra
Azul
Nível de Alerta 2, com o monitoramento semanal, alteração do ponto de captação com o aumento da dosagem de cloro e por conseguinte do tempo de contato.
Confins (lagoas urbanas).
Interdição temporária das lagoas para a prática de esportes aquáticos e implantação de um serviço de esclarecimento ao público.
Lagoa de Ibirité -Refinaria Gabriel Passos (REGAP).
Nível de Alerta 2, com o monitoramento semanal, substituição do fornecimento de água potável para refinaria por água de poço (a água produzida pela ETA, passou a ser utilizada somente para fins industriais).
A Figura 1 apresenta duas das espécies predominantes na maioria dos sistemas estudados.
Figura 1 - Colônias de Microcystis spp. e tricoma de C. raciborskii catalogados durante o estudo.
M. aeruginosa e M. viridis, 400 x Tricoma de C. raciborskii, 250x.
Foram assinaladas no mapa do Estado de Minas Gerais todas as cidades ou sistemas de tratamento nos quais detectou-se a presença de cianobactérias comprovadamente tóxicas. Na Figura 2 estão plotados os locais estudados.
Figura 2 - Cidades do Estado de Minas Gerais onde já ocorreu a presença de cianobactérias comprovadamente tóxicas até agosto de 1999.
1 - Região Metropolitana de Belo Horizonte (Rio Manso, Rio das Velhas, Vargem das Flores, Lagoa de Ibirité, Lagoas de Ribeirão das Neves - ETE Neves e Lagoas de Confins).
2 - Alfenas, Carmo do Rio Claro e Fama (Represa de Furnas) 3 - Montes Claros
4 - Medina e Pedra Azul 5 - Três Marias
CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
•
Foi implantada no Laboratório Metropolitano da COPASA a técnica de triagem por bioensaios com camundongos para a hepatotoxina microcistina e para neurotoxinas do tipo PSP e a identificação da primeira por HPLC.•
Utilizando-se da metodologia de análise de cianotoxinas foi possível substituir o fornecimento de água produzida pela COPASA na cidade de Alfenas por outra água de boa qualidade para o hospital de Santa Casa, em cuja clínica de hemodiálise tratavam-se aproximadamente 74 pacientes renais crônicos. Com esta medida tentou-se evitar danos à saúde humana por água contendo cianobactérias tóxicas.•
Utilizando-se a análise Hidrobiológica e o Bioensaio foi possível interditar uma lagoa urbana da cidade de Confins, devido à presença de C. raciborskii neurotóxica. A identificação desta espécie tóxica da lagoa fez com que a prefeitura municipal, junto com outros órgãos, tomasse uma série de medidas para evitar a contaminação da população ribeirinha e dos poços da região.1
2
3
5
•
Com o estudo realizado na ETE NEVES surgiu uma nova preocupação para os gerentes e técnicos, que trabalham com lagoas de estabilização para a remoção de carga orgânica, pois evidenciou-se a necessidade de avaliação da quantidade de cianotoxinas que estes sistemas de tratamento podem estar despejando nos rios e lagos e qual é a diluição suficiente para minimizar os efeitos por elas causados.•
Ficou evidenciada através deste estudo uma real necessidade de se alterar a legislação brasileira no tocante à portaria do Ministério da Saúde 036 de janeiro de 1990, incluindo o controle Hidrobiológico no padrão de potabilidade. Quanto a Portaria no 82, do Ministério da Saúde, de 01/2000, o parâmetro Endotoxina exigido para controle da água que entra na unidade de diálise deve ser revisto, pois o mesmo equivale a 1ng/mL desse componente. Apesar das cianotoxinas serem endotoxinas não se pode considerar o valor acima, pois em uma sessão de hemodiálise são consumidos em torno de 120 litros de água por paciente, levando-se em conta que cada paciente faz três sessões semanais temos 360 litros. Caso o limite acima fosse para a microcistina, teríamos um total de 360.000 µg/L de microcistina. De acordo com CHORUS & BARTRAM (1999) a dosagem letal a 50% dos organismos-teste (DL50) através da injeção intraperitonial é de 25 a 150 µg/Kg de peso corpóreo.•
Quanto a classificação das águas doces, salobras e salinas, proposta pela resolução no. 020 do CONAMA de junho de 1986, deve-se incluir o controle Hidrobiólogico como fundamental para se definir a classificação e os métodos de tratamento a serem utilizados. Em ambos os casos isto faz-se necessário pois, além do presente estudo, os padrões da Organização Mundial de Saúde de 1999 (CHORUS & BARTRAM, 1999) já preconizam estes critérios.•
Foi possível verificar também que, para a adoção das recomendações da O.M.S (CHORUS & BARTRAM, 1999), nas estações de tratamento de água deverão ser acrescidas outras variantes, como por exemplo, a utilização de carvão ativado e o aumento do tempo de detenção nos tanques de contato.•
Este estudo permitiu verificar a ocorrência de cianobactérias tóxicas e potencialmente tóxicas em vários mananciais do Estado de Minas Gerais operados pela COPASA, ficando evidente a necessidade de se manter o programa de monitoramento para as cidades (sistemas) operados pela Companhia. Fica registrada aqui uma preocupação sobre a situação de outras cidades do Estado não operadas pela COPASA, principalmente aquelas que possuem unidades de hemodiálise, pois, apesar de possuírem sistemas de tratamento de água, o controle de qualidade dos mesmos não contempla as análises Hidrobiológicas.REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION. Standard methods for the examination of water and wastewater. 19. ed. Washington, APHA/WEF/AWWA, 1400 p, 1995.
2. ANAGNOSTIDIS, K., KOMÁREK, J. Modern approach to the classification system of cyanophytes. 3. Oscillatoriales. Arch. Hydrobiol. Suppl. 80, 1-4. Stuttgart, p. 327-472, 1988.
3. AZEVEDO, S. M. F. O. Effects of toxic Cyanobacteria on environmental quality and human health in Brazil. In: 4. International Conference on Toxic Cyanobacteria, Beaufort, NC. USA, 1998. 4. BOURRELLY, P. Les algues d'eau douce: initiation à la systématique, 1: les algues vertes. Paris,
Éditions N. Boubée. v. 1, 1972.
5. BOURRELLY, P. Les algues d'eau douce: initiation à la systématique, 3: les algues blues et rouges, les Eugléniens, Peridiniens et Cryptomonadines. Paris, Éditions Boubée. v. 3, 1985.
6. BOURRELLY, P. Les algues d'eau douce: initiation à la systématique, 2: les algues jaunes et brunes, les Crysophycées, Phéophycées, Xanthophycées et Diatomées. Paris, Éditions N. Boubée. v. 2, 1968.
7. BRANCO, S. M. Hidrobiologia aplicada à engenharia sanitária. 2. ed. CETESB, São Paulo, Brasil, 620 p., 1986.
8. BRASIL. Ministério da Saúde - Portaria no. 36/GM - 01/90 - Diário Oficial, 23/01/1990.
9. BRASIL. Ministério da Saúde - Portaria no. 082 - 01/2000 - Diário Oficial, no. 27 - E, 08/02/2000. 10. BRASIL. Ministério do Desenvolvimento Urbano e Meio Ambiente - Conselho Nacional do Meio
Ambiente - Resolução no. 20 - 06/86 - Diário Oficial, 30/07/1986.
11. CARMICHAEL, W. W., Cyanobacteria secondary metabolites - the cyanotoxins. Journal of Applied Bacteriology, v. 72, p. 445-459, 1992.
12. CETESB, NT 06: L5. 303. Determinação de fitoplâncton de água doce - métodos qualitativo e quantitativo. São Paulo, 1978.
13. CETESB, NT 06: L5. 025. Teste para avaliação de toxicidade aguda de cianobactérias - método de ensaio. São Paulo, 1993.
14. CHORUS, I., BARTRAM, J. Toxic Cyanobacteria in water: a guide to public health consequences, monitoring and management. World Health Organization. London and New York, 416 p., 1999. 15. COMPÈRE, P. Algues de la région du Lac Tchad - II - Cyanophycées. Cahiers O. R. S. T. O. M.
Série Hydrobiologie, v. III, n. 3/4, p. 165-198, 1974.
16. COPASA MG. Norma Técnica T. 126 - Coleta de amostra de águas para análise hidrobiológica. Belo Horizonte, 1992a.
17. COPASA MG. Norma Técnica T. 173 - Determinação de fitoplâncton de água doce - métodos quantitativos. Belo Horizonte, 1992b.
18. COSTA, S. M., AZEVEDO, M. F. O. Implantação de um banco de culturas de cianofíceas tóxicas. Iheringia, Porto Alegre, n. 45, p. 69-74, ago. 1994.
19. DESIKACHARY, T. V. CYANOPHYTA. Indian Council of Agricultural Research, Nova Delhi, 1959.
20. GEITLER, L. Cyanophyceae. Leipzig: Akademische Verlagsgesellschaft m. b. H. i - vi, Germany, 1196 p., 1932.
21. HAWKINS, P. R., CHANDRASENA, N. R., JONES, G., HUMPAGE, A . R., FALCONER, I.R. Isolation and toxicity of Cylindrospermopsis raciborskii from an ornamental lake. Toxicon, v. 35, n. 3, p. 341-346, 1997.
22. JARDIM, F. A. Implantação e realização de análises de cianotoxinas com avaliação do potencial tóxico em estações de tratamento da COPASA MG. Belo Horizonte, 1999. Dissertação de Mestrado -Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental - Escola de Engenharia - Universidade Federal de Minas Gerais, 1999.
23. KOMÁREK, J. A review of water -bloom forming Microcystis species, with regard to populations from Japan. Algological Studies. Stuttgart. v. 64, p. 115-127, 1991.
24. KRISHNAMURTH, T., CARMICHAEL, W. W., SARVER, E. W. Toxic peptides from freshwater Cyanobacteria (blue-green algae). I. Isolation, purification and characterization of peptides from
Microcystis aeruginosa and Anabaena flos- aquae, Toxicon. v. 24, n. 9, p. 865-873, 1986.
25. REYNOLDS, C. S. and JAWORSKI, G. H. M. Enumeration of natural Microcystis populations. Br. Phycol. J. 13: 269-277, 1978.
26. SANT' ANNA,C.L., AZEVEDO, M.T.P. Oscillatoriaceae (Cyanophyceae) from São Paulo State, Brazil. Nova Hedwigia v. 60, n. 1-2, p. 19-58, Stuttgart, FEB. 1995.
