Quantitative health risk assessment: protozoa in drinking water, a

Transcrição

Avaliação quantitativa do risco à saúde: protozoários em água de
consumo, um estudo em Divinópolis - MG
Quantitative health risk assessment: protozoa in drinking water, a study in
Divinópolis - MG.
Patrícia Maria Ribeiro Machado Leal 1 , Léo Heller 2 , Daniel Adolpho Cerqueira 3 , Josiane Teresinha Matos de Queiroz 4
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 epidemiológicos 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
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.
1
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: [email protected]
Cad. Saúde Colet., Rio
de
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Patrícia Maria Ribeiro Machado Leal, Léo Heller, Daniel Adolpho Cerqueira, Josiane
Teresinha Matos de Queiroz
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.
Key words
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 população. 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
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Avaliação
q u a n t i t a t i v a d o r i sc o à s a ú d e : p r o t o z o á r i o s e m á g u a
de consumo, um estudo em
D i v i n ó p o l i s - MG
detecção, a viabilidade dos (oo)cistos e cistos recuperados, a remoção desses organismos 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 transmissão 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
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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 estudo procura avaliar a ocorrência de Cryptosporidium e Giardia em 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 impacto das concentrações desses microrganismos e estimar os níveis de tratamento
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 peculariedade de seu sistema de abastecimento. A cidade é suprida com água produzida
em dois distintos sistemas de abastecimento, operados pela COPASA – Companhia 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.
Coleta
de dados
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.
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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 coleta 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 observação 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 coliformes 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 micrômetro e 47 mm de diâmetro, quadriculada. A membrana foi colocada sobre
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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 Formadoras 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 previamente esterilizados. As amostras foram mantidas sob refrigeração e enviadas
para o Laboratório Central da COPASA em Belo Horizonte.
Análises dos dados
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 MannWhitney, 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).
Os dados foram analisados através do programa SPSS 13.0 for Windows (Rele396
de
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Avaliação
ase 13.0– cálculo do erro amostral), Minitab Release 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 Giardia 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:
P = 1 − e − rN
,
(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. Resultados
e discussão
Água bruta do sistema Itapecerica – Cryptosporidium e Giardia
Os dados obtidos da água bruta revelaram, para o rio Itapecerica, concentrações 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
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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.
Água bruta do sistema Pará – Cryptosporidium e Giardia
Não foram detectados (oo)cistos de Cryptosporidium no rio Pará e as concentrações 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.
sistemas Itapecerica e Pará, Divinópolis – MG
nos
* Teste de Mann - Whitney
Ocorrência de Giardia na água bruta dos dois sistemas
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 estatisticamente significativa (p < 0,05) para a ocorrência de Giardia, maior no rio
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Itapecerica que no Pará, resultado compatível com a maior pressão ambiental
sofrida por aquele manancial e com a natureza lêntica do rio Pará, fator importante 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
e correlação com
E.
coli e
Enterococcus – Água
bruta sis-
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, respectivamente. 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, apresentaram 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) encontraram 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 e correlação com E. coli e Enterococcus – Água bruta sisPará
Para o rio Pará, E. coli apresentou também a mesma variabilidade, embora 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.
tema
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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 diferença 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.
Indicador
físico
– 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 turbidez e cistos de Giardia. A existência de correlação da turbidez 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.
Indicador
físico
– 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
400
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dos aportes fecais urbanos são minimizados.
Eficiência
remoção (oo)cistos na água tratada
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.
Eficiência de remoção com parâmetros bacteriológicos na água tratada
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 esporogênicas 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 remoção de 100% de coliformes e eficiência de remoção 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).
Eficiência
de remoção de turbidez na água 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.
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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.
Avaliação
dos dados 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 predominância 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 protozoários 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
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Avaliação
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 identificadas 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 pessoas 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 captada pode exigir níveis de remoção próximos ao recomendado para a técnica de
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tratamento empregada.
4. Conclusões
Os dados microbiológicos confirmaram o maior comprometimento do rio Itapecerica 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 Itapecerica 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 parâmetros 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 amostras 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 Divinópolis/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-
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Avaliação
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Quantitative health risk assessment: protozoa in drinking water, a

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