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Faculdade de Viçosa - FDV
Engenharia Ambiental
Microbiologia da Água
DEA 230 – Microbiologia e Bioquímica Aplicadas
Professora: Narah Vitarelli
O ciclo da Água
Hidrosfera
1. Água atmosférica: nuvem e precipitação
(chuva, neve ou granizo).
2. Água superficial: lagos, rios, oceanos.
3. Água do lençol freático: água subterrânea
(poros do solo, espaços internos em rochas
estão saturados).
Água Doce
Água Salgada
O ambiente aquático
• Existe grande diversidade de microrganismos aquáticos.
• os microrganismos presentes na água são determinados por
fatores físicos e químicos (temperatura, luminosidade, pressão,
pH e nutrientes).
Temperatura
• Temperatura das águas superficiais: 0°C (pólos) a
40°C (trópicos).
• 90% águas oceânicas está abaixo de 5°C. Favorece o
crescimento de microrganismos pscicrofilos
• Classificação dos microrganismos com relação à
temperatura:
1. Mesófilos: desenvolvem-se bem sob temperaturas
medianas (15° a 40°C).
2. Extremofilos: desenvolvem-se bem sob
temperaturas extremas
Psicrofilos (baixas temperaturas)
Termofilos (altas temperaturas)
Hipertermofilos (> 75°C, alguns acima dos 100°C)
‘black smoker’: fonte de calor, metano e
compostos sulfurosos
Temperatura > 100°C
Temperatura oceano 3°C
Pyrodictium occultum e P. Abysii
temperatura ótima 80° a 105°C
Pressão Hidrostática
• Pressão formada pela coluna de água
• + 1 atm a cada 10m profundidade
• Fundo do mar: alta pressão hidrostática
• Organismos barofilos: requerem alta pressão
hidrostática para crescer. Profundidade 1.000 a
10.000 m.
Luminosidade
• Luminosidade reduz com a profundidade e varia
com a turvação da água
Salinidade
• refere-se á concentração de Cloreto de Sódio (NaCl)
• Quase 0% água doce / 2,75% mar (conc. Total de sal
no mar é de 3,3 a 3,7%, NaCl + sulfatos e carbonatos
de sódio, cloretos, sulfatos e carbonatos de potássio,
cálcio e magnésio)
• Organismos halofilicos: requerem alta conc. De sal
para viver. Ex: microrganismos marinhos (o sal inibe o
crescimento de microrganismos de água doce.
Inibidos por conc. NaCl > 1%).
Concentração Hidrogeniônica (pH)
• crescimento ótimo microrganismos aquáticos: pH
6,5 a 8,5
• pH mar: 7,5 a 8,5
• pH lagos e rios: variável com condições ambientais
local
• arqueobactérias em lagos salinos na África: pH
11,5.
Nutrientes
• Quantidade e tipo de mat. orgânico e inorgânico no ambiente
aquático influenciam significativamente o crescimento microbiano.
> conc. Microrganismos
próximo à fonte
-
+
Emissário submarino de esgoto
Alteração da microbiota marinha
Eutrofização de rios, lagos e mares
↑ aporte de nutrientes ->
crescimento acentuado de
determinados microrganismos > desequilíbrio ambiental +
toxicidade
Esgoto Industrial
Corantes indústria têxtil
(recomendado ozonização, tornando
o produto degradável)
Contaminantes (ex: mercúrio)
podem inibir o crescimento de
microrganismos
Contaminação por soda cáustica pela Alunorte (PA) ->
transformação bauxita em alumina (bauxita: cor avermelhada)
Distribuição dos microrganismos no
ambiente aquático
Microrganismos se distribuem na coluna de água -> competição
por recursos (luz, nutrientes, temperatura, ...)
Planctôn
Fitoplâncton
Zooplâncton
Bioluminescência planctônica
Fitoplâncton
Zooplâncton
Variações de acordo com flutuabilidade,
maré, correnteza, ‘turn over’, ...
Fatores abióticos interferem na distribuição de recursos aquáticos
Fatores abióticos interferem na distribuição de recursos aquáticos
“turn over’ causado pelas termoclinas
Lagos – ambientes lênticos de água doce
1. Zona Litorânea: ao longo da costa. Luz penetra até o fundo
2. Zona Limnética: região superficial águas aberas. Sua profundidade é determinada pela
penetração da luz efetiva (ponto de compensação luminosa: tx. fotossintese = tx. respiração)
3. Zona Profunda: regiões profundas de águas abertas. Atividade fotossintética
reduzida
Neuston: transição água x atmosfera
4. Zona Bêntica: substrato
Zonação em lagos
Zona Litorânea e limnética: ↑diversidade de microrganismos; predominam
microrganismos fotossintetizantes (algas e cianobactérias)
Neuston: ↑mat. Orgânica, ↑oxigênio -> n° microrganismos é 10 a 100x maior
Zona Profunda e Zona Bêntica: ↑consumo de mat. orgânica; predomínio de
heterotróficos
Zonação em lagos
↑ fotossíntese -> ↑ mat.
orgânica e ↓ nutrientes minerais
Epilímnio
Termoclina: rica em mat.
orgânica devido à diferença de
densidade da água
Termoclina
hipolímnio
↓ fotossíntese -> ↑
nutrientes minerais
bentos
Microrganismos possuem diferentes pigmentos -> absorvem
comprimentos de onde diferentes
Flutuabilidade na
coluna de água
(vesículas de gás) ->
busca por nutrientes
(profundidade) x
fotossíntese
(superfície)
Em quais regiões onde
há maior quantidade de
microrganismos?
Onde houver maior
disponibilidade de
matéria orgânica!
Neuston
Termoclina
bentos
Rios – ambiente lótico de água doce
Rios – ambiente lótico de água doce
•Recebem aporte de nutrientes do sistema
terrestre circundante
•Oxigenação do rio varia com profundidade,
velocidade da correnteza, obstáculos
•Temperatura do rio varia com profundidade,
velocidade da correnteza, vegetação ciliar
Mar
• O ambiente mais homogêneo
• microrganismos habitam todas as
profundidades dos oceanos
Zona pelágica
Zona
Litorânea
Zona
sublitorânea
Zona batial
Zona absal
Zona litorânea: maior atividade microbiana
Zona afótica
Zona fótica
Zonas Marítimas
Zona pelágica (“alto mar”) na zona eufótica há muita luz, porém
pouco nutriente por isso a atividade microbiana é baixa
Derramamento de petróleo: zona litorânea x zona pelágica
Classificação do ambiente marinho