ConSumo
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umeStudoemd
ivinópoliS- mg
Quantitative health risk assessment: protozoa in drinking water, a study in Divinópolis - MG.
Patrícia Maria Ribeiro Machado Leal1, Léo Heller2, Daniel Adolpho Cer-queira3, Josiane Teresinha Matos de Queiroz4
resuMo
Objetivou-se avaliar o risco à saúde relacionado com o consumo de água com (oo) cistos de Cryptosporidium spp. e cistos de Giardia sp. a partir do estudo dos padrões de ocorrência e remoção em dois diferentes sistemas de abastecimento de água do município de Divinópolis/MG – rio Itapecerica e rio Pará. Foram realizadas coletas de água bruta e tratada nos respectivos sistemas, para avaliação da freqüência de ocorrência dos protozoários e para avaliação dos parâmetros de qualidade de água. Foram coletadas amostras do esgoto em cada área de abrangência e dados epidemio-lógicos para a verificação da prevalência de giardíase em uma amostra da população. Aplicou-se o modelo de avaliação quantitativa de risco microbiológico – AQRM, sobre os dados. Os dados microbiológicos confirmaram o maior comprometimento do rio Itapecerica quanto à poluição fecal e consequentemente uma maior pressão de (oo)cistos de Cryptosporidium spp. e de Giardia sp. Por meio da análise estatística dos dados, observou-se forte relação entre o parâmetro turbidez e a ocorrência de
Giardia no sistema Itapecerica. Não se verificaram diferenças quanto à presença de
Giardia nas fezes e de protozoários nos esgotos, entre as áreas abastecidas pelos dois sistemas. O emprego da AQRM indicou a necessidade de elevadas eficiências nos processos de tratamento de água e revelou a importância da ingestão diária de (oo) cistos de Cryptosporidium e Giardia presentes na água.
PALAvrAs-chAve
Protozoários, risco microbiológico, saúde ambiental, avaliação de risco AbstrAct
This study aimed to evaluate the health hazard related to the consumption of water with oocysts of Cryptosporidium spp. and cysts of Giardia sp., based on the study of the occurrence and removal patterns in two different water supply systems in the city of
1 Mestre em Saneamento do Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da Escola de Engenharia da Univerdidade Federal de Minas Gerais.
2 Professor do Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da Escola
de Engenharia da Univerdidade Federal de Minas Gerais.
3 Doutorando Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da Escola
de Engenharia da Univerdidade Federal de Minas Gerais.
4 Doutoranda Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da Escola
de Engenharia da Univerdidade Federal de Minas Gerais. End: Rua Guarda Custódio, 190/303 - Bairro Ouro Preto, Belo Horizonte – MG CEP:31310-140 Email: josiane.matosqueiroz@yahoo.com.br
Divinópolis, MG –Itapecerica and Pará rivers. Raw and treated water were collected in the two water systems, for assessment of protozoa occurrence and parameters of water quality. Samples of wastewater were collected in each influence area and epidemiological data for verification of giardiasis prevalence in a sample of the population. Quantitative microbiological risk assessment – QMRA was performed on the data. The microbiological data confirmed Itapecerica river’s greater load of fecal pollution and consequently a larger quantity of oocysts of Cryptosporidium spp. and Giardia sp. Through statistical analysis, strong relationship was observed between the turbidity parameter and the occurrence of Giardia in the Itapecerica system. No difference was observed on Giardia occurrence in feces and in protozoa concentration in wastewater, among the areas of influence of the two water systems. The use of QMRA indicated the need to improved efficiency in the water treatment plants and revealed epidemiological significance for the population regarding daily ingestion of oocysts of Cryptosporidium and Giardia, present in the water.
Keywords
Protozoan, microbiological risk, environmental health, risk assessment
1. Introdução
As doenças relacionadas com a contaminação da água constituem importantes ameaças à saúde humana, estando demonstrado que intervenções no sentido de melhorar a qualidade da água de consumo proporcionam benefícios significativos à saúde. Por outro lado, estudos sobre a relação entre água e saúde, visando suprir as diversas lacunas no conhecimento, podem instrumentalizar ações e políticas de saneamento e de saúde (Heller, 1997).
Cryptosporidium spp. e Giardia sp. são parasitos protozoários cosmopolitas, que tem causado muitos surtos de doenças gastrointestinais associados ao consumo de água. Estes protozoários são transmitidos pela via feco-oral, sendo que vários surtos de criptosporidiose e giardíase tem sido atribuídos ao consumo de água submetida ou não a tratamento (Carey et al., 2004).
A importância de avaliar o risco microbiológico associado à ocorrência de
Cryptosporidium e Giardia em ambientes aquáticos é reforçada pela Portaria nº 518/2004 do Ministério da Saúde (Brasil, 2004), que recomenda a pesquisa desses protozoários com o intuito de atingir o padrão de potabilidade da água.
Como a criptosporidiose e a giardíase não são notificadas rotineiramente, fica dificultada a obtenção de dados da real ocorrência dessas parasitoses na po-pulação. Dessa forma, o significado da presença dos protozoários Cryptosporidium e Giardia na água de consumo para a saúde pública tem sido estimado por meio da avaliação quantitativa de risco (Teunnis et al., 1997). Esse significado requer conhecimento quantitativo dos fatores contribuintes, como a concentração de (oo)cistos e cistos na água bruta, a capacidade de recuperação dos métodos de
detecção, a viabilidade dos (oo)cistos e cistos recuperados, a remoção desses or-ganismos nos processos de tratamento e o consumo de água diário, para que se possa então determinar a probabilidade de infecção no hospedeiro humano.
Os (oo)cistos de Cryptosporidium possuem alta resistência ambiental, podendo sobreviver por mais de um ano à temperatura de 40C, incluindo água do mar (Bukhari et al., 1998).
A dose infectiva média (DI50) de Cryptosporidium parvum, em adultos voluntários saudáveis, foi determinada em 132 (oo)cistos (Chauret et al., 1999). Contudo, com base no modelo matemático dos dados do surto de Milwaukee, verificou-se que alguns indivíduos podem desenvolver criptosporidiose depois de ingerir apenas um (oo)cisto (Haas & Rose, 1994).
A persistência ambiental da Giardia é elevada e os cistos podem sobreviver em água por mais de dois meses à temperatura de 80C (Caccio et al., 2003). A resistência ambiental e a prolongada viabilidade dos cistos em águas com baixa temperatura, a natureza endêmica das infecções em humanos e animais, a trans-missão cruzada de espécies e a baixa dose infectiva necessária para estabelecer colonização dentro de um novo hospedeiro são fatores que favorecem o potencial de propagação da giardíase (Health Canada, 2004).
A dose infectiva média dos cistos de Giardia lamblia em humanos é da ordem de 50 a 100 cistos, embora algumas pessoas possam se infectar com 1 a 10 cistos (Rendtorff, 2002).
A resistência dos cistos e (oo)cistos aos desinfetantes utilizados nos processos convencionais de tratamento água para abastecimento é elevada, embora tenha sido relatado que, em relação ao cloro e ao ozônio, os cistos de Giardia são menos resistentes do que os (oo)cistos de Cryptosporidium (Caccio et al., 2003).
O controle microbiológico da água tem se baseado historicamente no processo de desinfecção, em que o cloro, em suas diversas formas, tem sido o desinfetante mais tradicionalmente utilizado após as etapas físico-químicas de tratamento. Entretanto, as dosagens usuais de cloro eficientes na remoção de bactérias e vírus patogênicos tem se mostrado insuficientes na inativação de (oo)cistos de
Cryptosporidium e Giardia em águas de abastecimento (Dupont et al., 1995; Finch & Belosevic, 2002).
A Portaria nº 518/2004 do Ministério da Saúde associa a remoção de (oo)cistos à de turbidez, determinando valores do efluente filtrado inferiores a 0,5 UT, como segurança da eficiência do controle desses protozoários.
A AQRM procura estimar a probabilidade de infecção que pode ser atribuída a um sistema de abastecimento de água. Nessa avaliação, é necessário identificar o microrganismo alvo, definindo sua concentração que, junto ao volume diário de água ingerido, compõe a exposição. Outro componente da AQRM é o valor
de dose-resposta, obtido de estudos científicos com voluntários humanos. Uma vez caracterizada, a AQRM produz a estimativa de infecção em exposição diária ou anual da população à água de abastecimento. Em alguns países, como nos EUA (USEPA, 2006), o risco limite de infecção, caracterizado como aceitável, é de um caso de criptosporidiose ou giardíase em 10.000 pessoas por ano.
Assim, a AQRM é uma ferramenta para o Plano de Segurança da Água, proposto pela Organização Mundial da Saúde em seus Guias para a Qualidade da Água de Consumo (WHO, 2006).
Em virtude da escassez de estudos sobre o tema no Brasil, o presente estu-do procura avaliar a ocorrência de Cryptosporidium e Giardia em estu-dois sistemas de abastecimento de água de uma mesma cidade, em associações com a eficiência do tratamento da água para consumo humano, a prevalência da giardíase em uma amostra da população e a concentração dos protozoários nos esgotos. O conjunto das informações permitirá traçar um quadro de riscos, e a avaliação quantitativa de risco microbiológico – AQRM proporcionaria verificar o impac-to das concentrações desses microrganismos e estimar os níveis de tratamenimpac-to adequados na obtenção de água segura ao consumo humano.
2. MetodoLogiA
AMostrA
A AQRM foi aplicada como instrumento de análise do risco na cidade de Divinópolis no estado de Minas Gerais, principalmente, em função da pecularie-dade de seu sistema de abastecimento. A cipecularie-dade é suprida com água produzida em dois distintos sistemas de abastecimento, operados pela COPASA – Com-panhia Estadual de Saneamento do Estado de Minas Gerais. Um dos sistemas, o Itapecerica, tem em seu manancial o rio de mesmo nome, possui um elevado grau de poluição por despejos domésticos e industriais. O outro sistema capta água do rio Pará, caracterizado por um grau elevado de proteção à poluição. Ambos os sistemas aplicam a tecnologia do ciclo completo em suas Estações de Tratamento de Água – ETA. Estes sistemas abastecem 70% e 30% (Itapecerica e Pará, respectivamente) da população, sendo que a distribuição de água é isolada, ou seja, não há mistura das águas produzidas em cada sistema.
coLetAdedAdos
Foram coletadas doze amostras de água bruta e doze de água tratada nas duas Estações de Tratamento de Água, uma em cada sistema estudado, para detecção dos protozoários Cryptosporidium e Giardia. O período de amostragem foi de setembro a dezembro de 2004.
Em cada amostragem, foram coletados 10 L de água bruta em galões plásticos, previamente esterilizados por calor úmido (121°C, 1,5 atmosfera, 15 minutos) em autoclave, que eram enviados ao Laboratório Central da COPASA, em Belo Horizonte. A água tratada (pós-cloração) era filtrada no local da coleta. Após a filtração, o filtro era enviado ao Laboratório Central onde era dada a sequência à análise.
As técnicas de coleta, preservação e transporte basearam-se no Standard
Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA,1998). Foram coletadas simultaneamente as águas bruta e tratada para análise dos protozoários de cada sistema e 400 mL de água (bruta e tratada) para a análise dos coliformes, E.
coli, Enterococcus sp. e bactérias esporogênicas aeróbias para que seus resultados fossem correlacionados com a ocorrência dos protozoários. As amostradas foram coletadas em frascos de polipropileno esterilizados em autoclave e mantidos sob refrigeração durante o transporte até o laboratório. Para a neutralização do cloro das amostras de água tratada, foi adicionado 0,1 mL de solução de tiossulfato de sódio a 1,8%.
A detecção e identificação de (oo)cistos de Cryptosporidium e Giardia foram realizadas de acordo com o Método 1623 da United States Environmental Protection
Agency – USEPA. O método é composto de cinco etapas, iniciando-se pela co-leta e filtração da amostra. A filtração em laboratório foi realizada pelo sistema Filta Max com filtro em espuma, produção de sedimentos no cone do tubo e separação imunomagnética de partículas. As lâminas foram preparadas para ob-servação microscópica para fluorescência com reação e contraste de interferência diferencial (USEPA, 2001a).
As determinações de coliformes e E. coli foram realizadas pela técnica do substrato enzimático (seção 9223B). Esta técnica consiste em determinar os co-liformes presentes nas amostras por meio da detecção da expressão enzimática da -galactosidase contida substrato orto-nitro-fenol- -D-galactopiranosideo e a E. coli foi detectada pela expressão enzimática do substrato 4-metilumbeliferil- -D-glucoronida incubadas a 35 ± 0,5ºC, em 24 horas. A reação positiva para coliformes é visual com a presença do reagente nitrofenol amarelo, e a reação positiva para E. coli é feita pela fluorescência azul da amostra exposta à luz UV 366 nm. A quantificação foi feita pela técnica de cálculo de volumes de amostras e das reações positivas e negativas em cartelas pelo Número Mais Provável (NMP) em 100 mL (USEPA, 2001b).
Os Enterococus spp. foram determinados pela técnica da membrana filtrante (m- Enterococcus, seção 9230C), que consiste em transferir a amostra para volumes que variaram de 1 a 100 mL, sob vácuo, em membrana filtrante S&S 045 mi-crômetro e 47 mm de diâmetro, quadriculada. A membrana foi colocada sobre
a superfície do meio m-enterococcus e incubada a 35 por 48 horas. A presença de
Enterococus spp. foi identificada com a ocorrência de colônias vermelhas escuras e a concentração foi quantificada em função do volume filtrado e o número de colônias contadas. O resultado foi registrado como número de Unidades Forma-doras de Colônias por 100 mL.
O parâmetro turbidez (seção 2130B) foi realizado com as amostras submetidas à leitura em aparelho Turbidímetro HACH AP 1000, com registro do valor em Unidade de Turbidez (uT).
As determinações das bactérias esporogênicas (aeróbias) foram feitas de acordo com as técnicas adotadas por Nieminski et al. (2000), que consistem em coletar as amostras em frasco estéril e tampar; preparar um frasco controle com o mesmo volume e um termômetro; colocar os dois frascos em banho-maria a 60ºC; examinar após 5 minutos se a temperatura do frasco controle alcançou 60ºC; deixar as amostras por 15 minutos após a temperatura do frasco controle ter alcançado 60ºC; esfriar imediatamente a amostra em banho de gelo; filtrar o volume apropriado na membrana e passar para o meio de cultura; incubar as placas a 35ºC por 21 horas e contar todas as colônias.
Visando dar suporte à discussão dos resultados, foram coletadas amostras de esgoto doméstico e dados epidemiológicos sobre a presença de cistos de Giardia nas fezes por meio de exames laboratoriais da população, que foram recolhidos a partir dos prontuários médicos dos 25 centros de saúde do município. Para as amostras de esgoto doméstico, foram coletadas duas amostras quinzenais de cada área de abrangência (Itapecerica e Pará) ao longo dos meses de novembro e dezembro de 2004. Foram coletados 10 L de esgoto em galões plásticos pre-viamente esterilizados. As amostras foram mantidas sob refrigeração e enviadas para o Laboratório Central da COPASA em Belo Horizonte.
AnáLisesdosdAdos
Para análise da associação entre a concentração de parasitos e indicadores bacteriológicos e físico-químicos, foi calculada a análise de correlação de Pearson. Para avaliar a diferença das concentrações de microorganismos (Giadia, E.coli,
Enterococcus e bactérias esporogênicas) e do parâmetro físico turbidez entre os dois sistemas produtoras de água, foi utilizado o teste não paramétrico de Mann-Whitney, um vez que amostra é pequena (n=12) e a distribuição das variáveis não se aproxima da normal.
Na análise dos dados da ocorrência de giardíase, foi utilizado o cálculo do erro amostral e os resultados foram considerados significativos com base no nível de significância de 5% (p<0,05).
(Rele-ase 13.0– cálculo do erro amostral), Minitab Rele(Rele-ase 13 (teste de Mann-Whitney, análise descritiva e correlação de Pearson) e Microsoft Excel for Windows.
A avaliação quantitativa do risco microbiológico – AQRM foi utilizada para a verificação do significado das ocorrências de (oo)cistos de Cryptosporidium e
Giar-dia nos mananciais e da capacidade dos sistemas de tratamento em removê-los. Portanto, foram aplicados os princípios da AQRM (Dupont et al., 1995):
identificação dos riscos: identificação da distribuição dos microrganismos •
na água e a sensibilidade da população a esses microrganismos;
avaliação da exposição assumida: ingestão diária de 2L de água; •
relação dose-resposta: verificação do quanto a população usuária estaria •
sujeita à infecção, por meio da aplicação do modelo teórico exponencial (equação 1), porque este modelo estima o risco de infecção por protozoários associado a uma única exposição, representada pela ingestão de microrganismo através da água;
caracterização do risco: estimativa da magnitude do problema da saúde •
pública.
O modelo exponencial na análise de dose-resposta usado por Dupont et al. (1995) tem sido usado para estimar o número de casos de doença resultante dos níveis de concentração de organismos. O modelo fornece a probabilidade do risco diário (P), sendo utilizada a equação abaixo para calcular esse risco:
rN
e
P=1− − , (eq. 1)
onde r é o coeficiente indicativo de dose-resposta (0,02 para Giardia e 0,004 para
Cryptosporidium) e N é o número de cistos e (oo)cistos em dois litros de água. O modelo assume que todos os cistos e os (oo)cistos sejam viáveis e infectivos.
Para a determinação do N, foi calculada a média aritmética da ocorrência de
Giardia na água bruta dos sistemas Itapecerica e Pará. Como a média geométrica atenua os outliers e estes podem ser considerados como risco, optou-se pela média aritmética, que mantém esses outliers.
3. resuLtAdosediscussão
águAbrutAdosisteMA itAPecericA – Cryptosporidium e Giardia
Os dados obtidos da água bruta revelaram, para o rio Itapecerica, con-centrações entre 1 e 3 (oo)cistos de Cryptosporidium/10L, e de 2 a 250 cistos de
Giardia/10L, com ocorrência de 50% e 100% das amostras, respectivamente. Embora essas ocorrências incorporem característica de variabilidade, as maiores concentrações de Cryptosporidium em comparação às de Giardia encontradas nesse manancial acompanham concentrações similares de outros mananciais como rio Atibaia/SP citado por Franco et al. (2001) e dados relativos a mananciais da cidade
de Viçosa/MG segundo Heller et al. (2004). Da mesma forma, essa tendência de ocorrência registrada no rio Itapecerica é próxima àquela reportada para o rio das Velhas/MG, de acordo com Machado e Cerqueira (2003) em que foram verificados percentuais de 96 e 100%, respectivamente para oocistos de Cryptosporidium e cistos de
Giardia. Essa tendência foi observada por Hachich et al. (2000) quando verificaram percentuais de 29% para Cryptosporidium e 57% para Giardia em ocorrências desses protozoários em mananciais do estado de São Paulo.
águAbrutAdosisteMA PArá – Cryptosporidium e Giardia
Não foram detectados (oo)cistos de Cryptosporidium no rio Pará e as concentra-ções de cistos de Giardia variaram de 1 a 23 cistos/10L, com ocorrência em 30% das amostras, não sendo detectadas concentrações no restante das amostras. Tabela 1
Análise descritiva e comparativa da ocorrência de Giárdia, E. coli e Enterococcus ssp. nos sistemas Itapecerica e Pará, Divinópolis – MG
* Teste de Mann - Whitney
ocorrênciAde GiardianAáguA brutAdos doissisteMAs
Considerando que apenas cistos de Giardia foram observados no rio Pará, foi realizada análise descritiva e comparativa desse microrganismo entre os dois mananciais. Conforme apresentado na Tabela 1, foi verificada diferença esta-tisticamente significativa (p < 0,05) para a ocorrência de Giardia, maior no rio
Itapecerica que no Pará, resultado compatível com a maior pressão ambiental sofrida por aquele manancial e com a natureza lêntica do rio Pará, fator impor-tante para a presença dos (oo)cistos na captação.
A ausência de (oo)cistos em amostras que apresentavam ocorrência de cistos, verificada no rio Pará, também foi observada em dois mananciais da Malásia por Ahmad et al. (1997), sendo que a Giardia foi detectada em 90% das amostras nos dois mananciais estudados.
ocorrênciA ecorreLAçãocoM e. colie enterococcus– águAbrutAsis -teMA itAPecericA
Observou-se para o rio Itapecerica grande variabilidade da ocorrência de E.
coli e Enterococcus: 0 a 33.000 NMP/100 mL e 0 a 752 NMP/100 mL, respec-tivamente. Essa variabilidade para os dois indicadores pode ser explicada pela própria característica do manancial, no qual os lançamentos de resíduos urbanos são intermitentes e predominantemente difusos.
Não foi encontrada, nas amostras do rio Itapecerica, correlação entre as ocorrências de E. coli e (oo)cistos de Cryptosporidium (r = 0,379; p = 0,224) ao nível de 5%, e também de ocorrência de Enterococcus e de (oo)cistos de Cryptosporidium (r = - 0,353; p = 0,260).
Entretanto, as ocorrências de cistos de Giardia e do indicador E. coli, apresenta-ram correlação (r = 0,802; p = 0,002), enquanto que para o indicador Enterococcus não foi observada correlação com este protozoário (r = 0,200; p = 0,534).
Ahmad et al. (1997) não encontraram correlação entre ocorrências de cistos de Giardia e coliformes nos dois mananciais estudados, já Heller et al. (2004) en-contraram em um dos mananciais estudados associação de Giardia e coliformes. Não foi observado nenhum fator no percurso do rio Itapecerica, em trecho próximo à captação, que explicasse a ausência de associação de E. coli com (oo) cistos de Cryptosporidium e simultânea associação com Giardia. Ainda que se deva considerar que as origens e percursos sejam comuns a esses microrganismos, há diferenças de persistências ambientais entre eles, tornando difícil o estabelecimento de padrões de associação.
ocorrênciA ecorreLAçãocoM e. colie enterococcus – águAbrutAsis -teMA PArá
Para o rio Pará, E. coli apresentou também a mesma variabilidade, em-bora em densidades inferiores, com concentrações variando entre 10 a 4.840 NMP/100mL. Enterococcus foram detectados com variação de concentração de 2 a 72 NMP/100mL.
A partir dos dados microbiológicos do rio Pará, foram realizadas análises de correlação entre as ocorrências de (oo)cistos de Cryptosporidium e Giardia e os indicadores E. coli e Enterococcus.
Os dois sistemas, Itapecerica e Pará, foram comparados quanto às ocorrências dos indicadores bacterianos, E. coli e Enterococcus ssp. (Tabela 1).
A Tabela 1 mostrou que não existe diferença estatisticamente significativa ao nível de 5% da ocorrência de E. coli nos dois sistemas pesquisados. Os resultados mostraram que o rio Itapecerica é fortemente mais poluído por resíduos fecais do que o rio Pará.
Quanto à ocorrência de Enterococcus ssp. nos dois sistemas, observou-se diferen-ça estatisticamente significativa. A partir da não correlação verificada na análise comparativa entre os dois mananciais para a ocorrência de E. coli, e a significância quanto às ocorrências de Enterococcus obtida nessa análise, são restritos os acessos aos fatores que possam explicar a diferença de correlação. A maior persistência ambiental dos Enterococcus em relação a E. coli e a reduzida quantidade de amostras podem ser alguns dos fatores determinantes dos resultados da análise.
indicAdorFísico – turbidez – sisteMA itAPecericA
Foi observada a não correlação na associação da turbidez com (oo)cistos de
Cryptosporidium nas amostras do rio Itapecerica, sendo r=0,124 e p=0,701. Por outro lado, foi encontrada correlação positiva (r=0,716; p=0,009) entre a turbi-dez e cistos de Giardia. A existência de correlação da turbiturbi-dez com Giardia aqui encontrada no rio Itapecerica foi também observada por Heller et al. (2004) em mananciais da cidade de Viçosa/MG. A turbidez, a partir dos dados obtidos nessa avaliação, poderá ser utilizada no sistema Itapecerica como critério ou parâmetro de alerta de possível pressão microbiológica quanto ao perigo representado pela ocorrência de cistos de Giardia naquele manancial.
A inexistência de correlação da turbidez com Cryptosporidium pode ser devida à possível interferência nas etapas de purificação da metodologia de detecção desse microrganismo segundo foi observado por Bukhari et al. (1998). Não há referências na literatura sobre o grau de interferência da turbidez na detecção de cistos de Giardia, o que pode explicar, em parte, sua maior recuperação em relação a (oo)cistos de Cryptosporidium.
indicAdorFísico – turbidez – sisteMA PArá
Para o rio Pará, não houve correlação entre a turbidez e a ocorrência de cistos de Giardia (r=0,336; p=0,285). A associação entre turbidez e parâmetros microbiológicos pode ser dificultada pelos reduzidos níveis desse parâmetro físico nesse manancial, uma vez que, devido à sua característica lêntica, a influência
dos aportes fecais urbanos são minimizados.
eFiciênciAreMoção (oo)cistosnAáguAtrAtAdA
Para a água tratada, a eficiência dos sistemas Itapecerica e Pará na remoção de (oo)cistos foi avaliada, tendo sido observada remoção de 100% dos (oo)cistos de Cryptosporidium e 82% de cistos de Giardia no sistema Itapecerica.
No sistema Itapecerica, para Giardia, em duas amostras foram detectados cistos. Para uma destas amostras, com uma concentração de 93 cistos/10L na água bruta, foi detectado 0,1 cisto/10L na água tratada. Essa redução de cistos observada significa 2,8 log de remoção, um pouco inferior ao proposto pela USEPA (2001a). Para a outra amostra, a redução foi de uma concentração de 2 cistos/10 L para 0,1 cisto/10L na água tratada, o que equivale a 1,5 log de remoção, que também é inferior aos 3 log de remoção propostos. A eficiência de remoção desse protozoário parece compatível com a técnica de potabilização da água empregada, mesmo considerando a carga operacional imposta ao sistema. A eficiência de remoção de (oo)cistos de Cryptosporidium e Giardia no sistema Pará foi de 100%, uma vez que não foram detectados (oo)cistos de Cryptosporidium na água bruta e que em apenas três amostras de água bruta, foram detectados cistos de Giardia.
eFiciênciAdereMoçãocoMPArâMetrosbActerioLógicosnAáguAtrAtAdA
Em relação aos parâmetros bacteriológicos, o sistema Itapecerica removeu 100% dos coliformes registrados na água bruta, após a desinfecção. Por outro lado, a remoção das bactérias esporogênicas aeróbias foi entre 0,9 e 3 log de UFC /100 mL de água. O número de resultados disponíveis de bactérias espo-rogênicas aeróbias não permitiu uma avaliação estatística no sentido de definir essas bactérias como possível indicador de eficiência de remoção de (oo)cistos de
Cryptosporidium e Giardia.
Observou-se que, da mesma forma que no sistema Itapecerica, houve remo-ção de 100% de coliformes e eficiência de remoremo-ção de 0,7 a 3 log de bactérias esporogênicas aeróbias, resultados coerentes com os de diversos trabalhos (Chauret
et al., 1999; Gordy & Owen, 1999; Cerqueira et al., 2000; Nieminski et al., 2000; Chauret et al., 2001; Finch & Belosevic, 2002).
eFiciênciAdereMoçãodeturbideznAáguA trAtAdA
Na água bruta do sistema Itapecerica, observou-se turbidez variando de 7,8 a 24,7 UT, indicando que, à poluição fecal, caracterizada pelos indicadores E.
coli e Enterococcus, não correspondeu um alto índice de turbidez na água captada. A turbidez da água tratada variou de 0,05 a 3,3 UT.
Observou-se que a turbidez variou de 0,83 a 15 UT na água bruta e de 0,04 a 0,20 UT na água tratada no sistema Pará. Os baixos valores de turbidez na água bruta confirmaram a condição de proteção ambiental do manancial e as baixas concentrações de Giardia e a ausência de (oo)cistos de Cryptosporidium.
AvALiAçãodosdAdos coMPLeMentAres
Não foi observada diferença nas concentrações de (oo)cistos de ambos os protozoários nas amostras de esgoto doméstico das duas áreas de influência
Na avaliação dos dados complementares, a partir dos resultados de exames positivos e negativos para Giardia, foi verificada a presença de cistos de Giardia nas fezes da população nas duas áreas abastecidas pelos dois sistemas. Do total de 13.133 exames realizados, referentes a um período de 10 meses em que a Secretaria Municipal de Saúde do município de Divinólpolis dispunha de dados arquivados (outubro a dezembro de 2003; fevereiro, maio, junho e agosto a novembro de 2004), foram constatados 443 com resultados positivos para Giardia.
A comparação dos intervalos de confiança para a ocorrência de resultados positivos para exames de Giardia não demonstrou qualquer tendência de predo-minância da prevalência desse protozoário em uma fração da população de um sistema sobre o outro (Tabela 2).
Tabela 2
Exames de Giardia
Portanto, não há diferença para o consumidor residir em uma ou outra área de abrangência no abastecimento de água quanto a um maior risco para a giardíase. Tal resultado é coerente com o encontrado nos esgotos sanitários, não sendo observada diferença nas concentrações de (oo)cistos de ambos os proto-zoários nas amostras de esgoto. Esse achado pode sustentar a conclusão de que não há passagem de cistos de Giardia à população abastecida em Divinópolis em quantidade capaz de superar os diferenciais de infecção determinados por outras vias de transmissão, como os alimentos.
Com relação às concentrações de (oo)cistos de Cryptosporidium. e Giardia nas amostras de esgoto doméstico, não foi observada diferença que pudesse explicar uma maior ocorrência desses protozoários na população abastecida por qualquer
um dos dois sistemas.
AvALiAção quAntitAtivA do risco MicrobioLógico – AqrM
A avaliação quantitativa do risco microbiológico – AQRM apontou que a média diária de ingestão de (oo)cistos na água bruta do sistema Itapecerica iden-tificadas no manancial seria de 0,216 (obtida da média de 1,08/10L, corrigida para 2L, considerando este como o consumo médio diário).
Empregando-se a equação 1, apresentada na seção de Metodologia, pode-se estimar que a exposição à água bruta do sistema Itapecerica determinaria um risco diário de 0,00087 para Cryptosporidium, ou seja, nove casos em 10.000 pes-soas por dia. Mantida essa média de exposição, em um ano, a população estaria cerca de nove vezes mais exposta ao risco de ingestão de (oo)cistos, considerando o limite aceitável de ingestão de10-4 , regulamentado pela USEPA. Para que a ETA produza efluente adequado à redução do risco aos níveis aceitáveis, esta deve assegurar 0,2 log de remoção da concentração de (oo)cistos.
O cálculo para o risco de infecção de Giardia, ainda no sistema Itapecerica, foi baseado na média aritmética das concentrações da água bruta nas doze amostras analisadas. A média para 10L foi de 55,8 cistos que, corrigida para 2L, é determinada como 11,2 cistos/dia.
O risco diário calculado para a Giardia foi de 0,2000 ou dois casos em 10 pessoas por dia. O risco de infecção para Giardia, considerando o limite aceitável anual de 10-4, é, para a ingestão de água sem tratamento, 2.000 vezes superior. Isso implica, aos responsáveis pelo sistema, a aplicação de processo de tratamento que demonstre capacidade adicional de remoção de 3 a 4 log na concentração verificada de cistos no manancial para a redução do risco ao nível admissível.
A incorporação de processos adicionais de remoção ou inativação de (oo)cistos e cistos, acima discutida, é uma das medidas do gerenciamento do risco, que também pode sugerir, em lugar ou aliadas às medidas tecnológicas de tratamento, ações de proteção do manancial no sentido de reduzir o impacto poluente e por consequência as concentrações de cistos e (oo)cistos observadas.
No sistema Pará, a média da concentração de cistos de Giardia na água bruta foi de 3,75 para 10L. Corrigindo-se para 2L, a média é de 0,75/dia. O risco diário foi de 0,0015 ou dois casos em 1.000 pessoas por dia, cerca de 15 vezes maior que o limite aceitável proposto. Para que seja alcançado o risco anual admissível, seria necessária uma eficiência mínima de tratamento de 2 log de remoção de cistos de Giardia. Embora tenha se observado no sistema Pará, adequada proteção da área de captação e ainda considerando ser um manancial de comportamento lêntico, a média das concentrações de Giardia na água capta-da pode exigir níveis de remoção próximos ao recomencapta-dado para a técnica de
tratamento empregada. 4. concLusões
Os dados microbiológicos confirmaram o maior comprometimento do rio Itape-cerica em relação ao rio Pará, quanto à poluição fecal, e, mostrando coerentemente maior pressão de (oo)cistos de Cryptosporidium e de Giardia naquele manancial.
A concentração de E.coli mostrou-se um bom indicador da ocorrência de
Giardia. A concentração de Enterococcus mostrou-se promissor como indicador de poluição fecal, uma vez que a sua maior ocorrência observada no sistema Itape-cerica em relação ao sistema Pará foi significativa.
Os níveis de remoção de 0,7 a 3 log de bactérias esporogênicas aeróbicas pareceram indicar que esses microrganismos podem ser utilizados como parâme-tros de avaliação da eficiência de tratamento, considerando terem demonstrado resistência superior à dos coliformes nos dois sistemas estudados.
O parâmetro físico turbidez apresentou forte correlação com a ocorrência de cistos de Giardia em amostras de água bruta do sistema Itapecerica, podendo se revelar como um parâmetro de alerta ao perigo de ocorrência parasitológica na água.
Não foi observada diferença entre as concentrações de (oo)cistos nas amos-tras do esgoto, e também na prevalência da ocorrência de Giardia nas fezes da população estudada.
A aplicação da AQRM proporcionou a definição dos valores de log de remoção para as concentrações de (oo)cistos de Cryptosporidium e Giardia encontradas nos dois mananciais estudados, sendo sugeridos 0,2 log de remoção para Cryptosporidium e 3 a 4 log de remoção para Giardia no sistema Itapecerica. Para o sistema Pará, a eficiência do tratamento deve garantir 2 log de remoção de Giardia para que a exposição a esse protozoário não determine risco admissível superior ao limite de um caso de infecção/10.000 pessoas. Tais valores indicam a necessidade de um adequado monitoramento dos (oo)cistos na água tratada e de um rigoroso controle operacional das duas instalações de tratamento, de forma a otimizar a remoção dos protozoários.
Pode-se sugerir o emprego do método de AQRM, para o caso de Divinó-polis/MG, uma vez que revelou-se um importante procedimento para verificar comparativamente, a segurança do abastecimento de sua operação.
Recomenda-se a realização de outros estudos utilizando-se a metodologia adotada para outros períodos de análise, visando conhecer a interferência de sazonalidades.
* Agradecimentos: À COPASA, pelo financiamento da pesquisa, dados, material, pessoal e análises no laboratório central, em especial ao Distrito do Alto Pará, e ao Serviço
Mui-nicipal de Saúde de Divinópolis, pelos dados dos postos de saúde.
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Recebido em: 09/07/2008 Reapresentado em: 27/10/2008 Aprovado em: 30/03/2009
