Microbiologia do solo

Microbiologia do ar, do
solo e da água
Ar
Composição da atmosfera:




79% de nitrogênio,
21% de oxigênio,
0,032% de dióxido de carbono e outros
gases (neônio, argônio e hélio).
partículas de pó e água (sob forma de vapor
líquido ou cristais de gelo)
Micro-organismos do ar




flora microbiana do ar: transitória e variável;
o número e os tipos de agentes contaminantes do
ar são determinados pelas várias fontes de
contaminação existentes no ambiente;
podem ser encontrados em suspensão, em material
particulado e gotas de água;
transporte: através de ventos, massas de ar e
turbulências da atmosfera.
Bioaerossóis

Partículas biológicas finas de diâmetro de
0,05 a 100mm.

Microbiota dispersa no ar:

Fungos, bactérias, vírus, pólens, algas, etc.
Principais doenças de
transmissão aérea
Principais doenças de
transmissão aérea
Micro-organismos Externos
do Ar (Atmosfera)


superfície da Terra representa a principal
fonte dos micro-organismos;
gotículas d’água produzidas pela ruptura de
bolhas de ar na microcamada (contém maior
número de micro-organismos do que as
camadas mais profundas)
Micro-organismos Externo
do Ar (Atmosfera)

Instalações industriais, agrícolas e municipais que
produzem aerossóis microbianos:




Irrigação de lavouras com efluentes de esgoto, mediante o
borrifadores;
uso de Filtros gotejadores de estação de tratamento de
esgotos;
Matadouros e instalações de distribuição;
Incineradores mal operados e estações de tratamento de
composto esgoto orgânico e lodo de esgoto.
Micro-organismos Externo
do Ar (Atmosfera)





algas, protozoários, leveduras, bolores e bactérias;
fungos predominantes: Cladosporium, Alternaria,
Penicillium, Aspergillus, Pullularia e Agaricus;
Esporos de bolores constituem a maior parte da
microflora aérea;
Bactérias: bacilos Gram-positivos esporulados
(Bacillus) e não-esporulados (Kurthia), bacilos Gram
negativos Alcaligenes) Gram positivos negativos (e
cocos Gram-(Micrococus e Sarcina);
Leveduras e actinomicetos têm sido detectados em
alguns locais, mas em baixa porcentagem.
Micro-organismos Externo
do Ar (Atmosfera)

intensidade da contaminação microbiana é
influenciada por:




mecanismos de dispersão Terra a partir da
superfície da Terra,
a hora do dia,
a estação do ano,
situações de ordem climática,
Micro-organismos Externo
do Ar (Atmosfera)

A habilidade do micro-organismo causar
doenças depende da sobrevivência e
infectividade ao hospedeiro suscetível. Mas
dependem ainda de parâmetros ambientais:






umidade relativa,
temperatura temperatura,
intensidade da radiação,
comprimento de onda,
tensão de oxigênio,
níveis de poluente.
Micro-organismos do Ar Interno

Fatores determinantes do grau de
contaminação do ar:



taxas de ventilação,
número de pessoas que ocupam o ambiente,
natureza e grau de atividade exercida por esses
indivíduos.
Micro-organismos do Ar Interno


micro-organismos: expelidos em gotículas do
nariz e da boca durante o espirro, tosse, ou
até mesmo pelo ato de falar.
Dimensões das gotículas:


faixa micrométrica: podem permanecer em
suspensão durante um tempo,
faixa milimétrica: depositam rapidamente, como
poeiras, em diversas superfícies
Micro-organismos do Ar Interno



Essa poeira pode ser veiculada pelo ar, nos
períodos de atividade no interior do recinto
ou através de correntes de ar.
A sobrevivência dos micro-organismos por
tempo relativamente longo na poeira cria
importantes riscos, particularmente em áreas
hospitalares.
São freqüentemente encontrados: bacilos da
tuberculose, bacilos da difteria e
estreptococos , hemolíticos;
Síndrome do Edifício Doente
(SED)

A Organização Mundial de Saúde (OMS)
classificou como SED, uma série de sintomas
gerais, que epidemiologicamente afetam
ocupantes de um ambiente fechado sem
origens determinadas e que, quando os
queixosos são afastados do ambiente,
apresentam melhoras espontâneas dos
sintomas.
16
Controle dos micro-organismos
do ar

Medidas de controle de micro-organismos no ar
dependem muito da finalidade a que se destinam:



ambientes fechados: simples circulação do ar ambiente
hospitalar: circulação do ar, desinfecção e limpeza
microbiologia industrial, processos aeróbicos: se necessita
de uma completa remoção dos germes, deve-se lançar
mão de mecanismos de esterilização ou de desinfecção.
Controle dos micro-organismos
do ar

Métodos utilizados na desinfecção de
ambientes:




Vaporização do ar ( nebulização)
Desinfecção por radiações
Filtração
Aquecimento
Controle dos micro-organismos
do ar

Vaporização do ar ( nebulização):



com substâncias germicidas é eficiente na
desinfecção do ar atmosférico;
composto químico é dispersado em aerossol e
manifesta sua ação antimicrobiana através do
contato com as partículas contaminadas;
exige grandes cuidados.
Controle dos micro-organismos
do ar

Desinfecção por radiações:



ondas sônicas, raios catódicos de alta energia,
raios gama e ultravioleta;
deve-se levar me conta a eficiência de destruição
dos germes, custo envolvido na obtenção da
radiação e a periculosidade;
utilizadas para desinfetar o ar condicionado em
dutos antes de chegar ao local desejado.
Controle dos micro-organismos
do ar

Filtração:




camada porosa, que permitem a filtração de
grandes quantidades de ar;
sistema de fluxo laminar (HEPA);
eficaz na remoção de partículas tão pequenas
como 0,3 µm;
várias aplicações industriais.
Controle dos micro-organismos
do ar

Aquecimento:


método de esterilização que deve levar em conta
o tempo e a temperatura de exposição;
aquecimento direto, aquecimento por meio de
resistências elétricas e aquecimento por meio de
compressão.
Água
Ambiente Aquático
Águas naturais:
*água atmosférica – nuvens e precipitações
*água superficial – lagos, rios oceanos
*água de lençol freático e poros do solo
• habitat para muitos micro-organismos
Meio Aquático



Nutrientes diluídos;
Baixa diversidade de micro-organismos;
Presença de matéria orgânica:
 aumento da atividade microbiana
 exemplos de aumento das populações
microbianas devido ao aumento da
carga orgânica
Meio Aquático

Uma gota d’água parece simples mas é,
na realidade, bastante complexa:
 diferentes substâncias químicas
 diferentes tipos de micro-organismos
Condições Ambientais

Os tipos de micro-organismos presentes em
ambientes aquáticos são determinados pelas
condições físicas e químicas que prevalecem
naquele ambiente:

Temperatura – de 0 a 40°C
 90% do ambiente marinho está a 5 °C –
psicrófilos
 Alguns
locais: próximo a 100°C
Microbiologia da Água

Micro-organismos podem:


mudar a composição química da água
fornecer nutrientes para outros organismos
aquáticos


CICLOS DA MATÉRIA
representar um grande risco para a saúde
humana e animal

PATÓGENOS
Microbiologia da Água
Papel dos micro-organismos aquáticos e rede alimentar
Produtores primários
Cadeia alimentar
Consumidores primários
Fitoplâncton e bactérias quimiossintéticas
Zooplâncton alimenta-se de fitoplâncton
Decompositores (degradação e
mineralização)
Zooplâncton
Plantas mortas e tecido animal degradados
por micro-organismos a compostos
inorgânicos, que servem como nutrientes
para produtos primários
Serve como suprimento de
alimentos nos estágios iniciais
da cadeia
Microbiologia da Água

Água Potável

Potável – livre de micro-organismos patogênicos e
substâncias químicas prejudiciais à saúde.

Normalmente proveniente das águas superficiais.


Poluição (Pontual – fácil identificação / difusa – sem foco
definido de poluição)
Purificação da água
Potabilidade da Água
Micro-organismos indicadores da qualidade da água
micro-organismo indicador – tipo de micro-organismo
cuja presença na água é evidência de que ela está poluída com
material fecal de origem humana ou de outros animais de sangue
quente. Indica que qualquer micro-organismo patogênico que
ocorre no trato intestinal pode estar presente.
micro-organismos: Escherichia coli; Streptococcus
(Enterococcus) faecalis, Clostridium perfringens.
Bacilos Gram negativos não esporulados, facultativos, que
fermentam lactose com produção de ácido e gás em 48 h a 35°C.
Potabilidade da Água
Características do micro-organismo indicador :
* está presente em águas poluídas e ausentes em águas não
poluídas;
* está presente quando os patogênicos estiverem;
* número de micro-organismos indicadores está
relacionado com o índice de poluição;
* sobrevive melhor e por mais tempo que os patogênicos;
* apresenta propriedades uniformes e estáveis;
* inofensivo ao homem e outros animais;
* facilmente evidenciado por técnicas laboratoriais
padronizadas.
Águas Residuais



Esgotos sanitários – eliminam despejos
domésticos e industriais.
Esgotos pluviais – carregam as águas de
superfície e das chuvas
Esgotos combinados
Águas Residuais

Características das águas residuais:

características físicas e químicas – 99,9% de
água; sólidos até 100 ppm – grandes volumes.
Compostos orgânicos e inorgânicos provenientes
da indústria.

características microbiológicas – fungos,
protozoários, algas, bactérias e vírus.
Solo
Microbiologia do solo
O solo contém um grande número de seres microscópicos, dentre
eles bactérias, fungos, algas, protozoários e vírus. Ou seja, o solo
contém ABUNDÂNCIA e DIVERSIDADE.
Solo: Ambiente de seres vivos muito complexo.
Composição do solo


Um solo é sempre
constituído por matéria
mineral(areia, calcário, limo,
argila), matéria orgânica
(húmus, restos de plantas e
animais), ar e água.
A fração sólida do solo
ocupa cerca de metade do
seu volume total e é
constituída por matéria
mineral e matéria orgânica.
Rizosfera
Região onde o solo e as
raízes das plantas entram
em contato.
Fertilidade do solo

Está diretamente relacionada com a presença
de nutrientes no solo: Dejetos, plantas e
animais mortos penetram no mesmo.

Os micro-organismos, com o tempo,
transformam essas substâncias em substâncias
inorgânicas simples e enriquecem o solo.
Fertilidade do solo

Os micro-organismos funcionam como elo de ligação
entre animais e plantas, e desempenham um papel
importante na manutenção da vida na terra.

Húmus = matéria orgânica insolúvel formada
durante a decomposição microbiana de resíduos de
plantas e animais.
Microbiologia do solo

A quantidade de micro-organismos presentes no solo depende:

Quantidade e tipo de nutrientes

Umidade disponível

Grau de aeração

Temperatura

pH

Práticas ou eventos que podem introduzir micro-organismos
no solo (adubo, enchentes, dejetos de esgoto) ou remover
micro-organismos (tempestades de poeira)
Microbiologia do solo

Tipos de micro-organismos que habitam o
solo:

Bactérias - maior parte da população
microbiana do solo, tanto em variedade como
em quantidade.
Bacillus/ Chlostridium/Arthrobacter
bilhões/gr
Pseudomonas/Rhizobium/Nitrobacter
de solo
Cianobactérias/Bactérias fotossintéticas
Microbiologia do solo
Streptomyces
•Os actinomicetos do gênero Micromonospora
solos secos e quentes
Ordem de grandeza: milhões/gr de solo.
há outros m.os. concorrentes;
Obs: 1) Os antibióticos não são detectados no solo não há nutrientes suficientes
para a síntese.
2)Quando umidificados
cheiro de “terra molhada”
•Fungos
Os mais encontrados no solo são: Penicillium, Mucor,
Fusarium, Clodosporium, Aspergillus e Tricoderma.
centenas de milhares
Microbiologia do solo
•Leveduras
solos de vinhedo, pomares, solos com abundância
em folhas, troncos, frutas que caem no solo.
•Algas
•Algas
chlorophyta
chrysophyta
Fotoautrotóficas
superfície do solo
Algas + fungos
auxiliam na transformação do material
rochoso em solo
Terras improdutivas
e com erosão
Microbiologia do solo
Interações dos micro-organismos e o solo:
Simbiose – condição em que os indivíduos de uma espécie
vivem em associação íntima com indivíduos de outra espécie.
•Mutualismo - Simbiose na qual cada organismo recebe
benefícios da associação.
* Líquens - compostos de m.os, algas ou cianobactéria com
um fungo, normalmente presentes em rochedos e em casca de
árvores.
Possuem várias cores: branco, preto, vermelho, laranja,
amarelo e verde.
* Micorrizas
tratam-se de fungos
mais raízes, onde o
micélio ao redor das
raízes alimentam a
planta.
Microbiologia do solo
•Comensalismo – associação em que um dos organismos recebe
benefícios e o outro não é afetado
Ex: muitos fungos degradam a celulose em glicose e as
bactérias podem utilizar essa glicose.
•Antibiose – inibição de uma espécie de micro-organismo por
outra.
Ex: alguns fungos produzem cianeto em concentrações
que são tóxicas para outros micro-organismos; antibióticos
Microbiologia do solo
•Parasitismo – um micro-organismo vive sobre ou dentro de
um outro organismo. O parasita vive em associação metabólica
com o hospedeiro.
•Predação – um organismo (predador) alimenta-se e digere
outro organismo (presa).
Ex: alguns protozoários alimentam-se de bactérias
•Competição – na falta de nutrientes, a espécie que se
desenvolve mais rápido privam de alimentos aqueles que
crescem mais lentamente
Microbiologia do solo
Ecossistema:
O solo tem vida, pois os m.os. que nele habitam realizam suas
funções metabólicas. Dessa forma:
Ecossistema
Relação dos m.os. com o meio ambiente
E
Luz solar
energia
E
Organismos
fotossintéticos
minerais
micro-organismos
herbívoros
e
excretas
carnívoros
Degradam compostos orgânicos a fim de dar continuidade ao ciclo vital
E
Microbiologia do solo
Importância:
Os micro-organismos apresentam uma imensa diversidade genética
e desempenham funções únicas e cruciais na manutenção de
ecossistemas, como componentes fundamentais de cadeias
alimentares e ciclos biogeoquímicos.
Apesar de sua grande importância na manutenção da
biosfera, estima-se que menos de 5% dos micro-organismos
existentes no planeta tenham sido caracterizados e descritos.
É importante ressaltar que grande parte dos avanços da
biotecnologia moderna e agricultura são derivados das descobertas
recentes nas áreas de genética, fisiologia e metabolismo de microorganismos.
•A diversidade genética e metabólica dos micro-organismos tem sido
explorada há muitos anos visando a obtenção de produtos
biotecnológicos, tais como:
* produção de antibióticos (estreptomicina, penicilina, etc.)
* produção de alimentos (cogumelos, etc.)
* processamento de alimentos (queijo, yogurte, vinagre, etc.)
* bebidas alcóolicas (vinho, cerveja, etc.)
* ácidos orgânicos (cítrico e fumárico)
* álcoois (etanol)
* alimentos fermentados (molho de soja)
* tratamento e/ou remediação de resíduos (esgotos
domésticos, lixo)
*na agricultura: na fertilização de solos (fixação biológica de
nitrogênio) e controle biológico de pragas e doenças (controle da
lagarta da soja, da cigarrinha da cana de açúcar, de fitopatógenos
como Rhizoctonia e outros).