Identificação de bactérias na água potável e purificada durante a monitorização de um sistema típico de purificação de água

Isolamento das colónias

Dos treze pontos, que foram analisados em triplicado, setenta e oito (78) colónias foram isoladas, com diferentes aspectos: viscosidade circular, pontiaguda e brilhante, opaca, de marrom claro a marrom escuro, abóbora, rosa, branca e de cor creme. Todas as colônias foram confirmadas como bactérias do grupo dos bacilos não-fermentativos gram-negativos (NFGNB), estritamente aeróbicas, positivas para o indole e negativas para a oxidase, com exceção do Acinetobacter lwoffi, que teve uma reação negativa para a oxidase.

As varas gram-negativas não fermentadoras isoladas e identificadas dos gêneros Pseudomonas, Flavobacterium e Acinectobacter são consideradas patógenos oportunistas e muito comuns na natureza: solo, água, plantas (incluindo frutas e vegetais), animais e material orgânico em decomposição (esgoto). Também são frequentemente encontrados em sistemas de tratamento de água, demonstrando uma adaptação a ambientes com baixa concentração de nutrientes, e a uma grande variação de temperatura, de 4°C a 42°C .

De acordo com os kits miniatura usados na identificação de bactérias gram-negativas não fermentadoras (Tabelas 1 &2), houve uma prevalência de isolamento por P. aeruginosa, 25 cepas (32,05%); P. picketti (Ralstonia picketti), 18 cepas (23,08%); P. vesiculares, 10 cepas (12,82%); P. diminuta, 09 cepas (11,54%); F. aureum, 5 cepas (6,42%); P. fluorescens, 4 cepas (5,13%); A. lowffi, 02 cepas (2,56%); P. putida, 02 cepas (2,56%); P. alcaligenes, 01 cepa (1,28%); P. paucimobilis, 01 cepa (1,28%); e F. multivorum, 01 cepa (1,28%). Os dois sistemas de identificação complementaram-se, uma vez que P. aeruginosa foi identificada em todas as fases pelo kit Becton e Dickinson, enquanto P. picketti foi identificado pelo kit Bio-Mérieux.

As características químicas e microbiológicas da água dos pontos de amostragem estavam em conformidade com as leis e normas relevantes . Para os pontos 1, 4, 11, 12 e 13, respectivamente, os valores de pH foram 7,15, 7,39, 5,60, 5,60, 5,70; a condutividade foi 155,2 μs, 148,2 μs, 1,2 μs, 0,8 μs, 0,9 μs. Os compostos orgânicos totais (COT) foram < 0,5 mg/L para os pontos 11, 12 e 13,

A contagem de bactérias heterotróficas foi observada para aumentar de um para dois ciclos logarítmicos para a passagem da água pelos pontos 3 & 4, respectivamente, as duas resinas de amaciadores e o leito do filtro de carvão ativado (Tabela 2). Este aumento na contagem total de bactérias anulou o efeito multimédia (ponto 02) ao reduzir um ciclo da população inicial (média de 507 UFC/ 100 mL) da água potável pública (ponto 01). A osmose inversa (ponto 06) mostrou a melhor redução da filtração para uma população residual máxima de 10 UFC/100 mL, embora as bactérias gram-negativas não fermentadoras ainda estivessem lá cruzando-se e atingindo a fase seguinte da desionização contínua. Embora no tanque de armazenamento (ponto 08) a contagem total tenha sido mantida em cerca de 40 UFC/100 mL, a diversidade das bactérias gram-negativas não fermentadoras ainda existia. A luz ultravioleta (UV) e o filtro 0,05 μm não alteraram a população de bactérias heterotróficas ou as espécies Pseudomonas encontradas nos pontos anteriores da Folha de Fluxo. Tanto a luz UV como o último filtro 0.05 μm foram encontrados para manter a população heterotrófica tão baixa quanto 100 UFC/ 100 mL de água purificada, embora esses dois aparelhos não mostraram eficiência sobre as bactérias gram-negativas não formadoras, como as espécies de Pseudomonas, Flavobacterium e Acinetobacter.

O fluxo dinâmico da água, passando pelas fases de purificação, transportou e disseminou a carga orgânica em todos os pontos das unidades operacionais. Embora a enumeração heterotrófica tenha sido reduzida em pelo menos um ciclo logarítmico do 7º para o 8º estágio no tanque de armazenamento, verificou-se que a diversidade de bactérias gram-negativas era maior do que nos outros pontos. No ponto 08, a renovação da água é mais lenta e a temperatura ambiente do tanque favoreceu o ajuste dos microorganismos. Após a exposição à luz UV, a diversidade de bactérias gram-negativas diminuiu drasticamente nas espécies P. aeruginosa e P. paucimobilis, (BBL Crystal identification kit) e P. picketti (API 20 NE identification kit), cujas populações foram mantidas constantes na água que flui através do filtro 0,05 μm. O processo oxidativo da luz UV e o filtro 0.05 μm no ponto – de – uso foram capazes de garantir a manutenção da contagem total inferior ao máximo de 40 UFC detectados em 100 mL de água e restringir a distribuição de bactérias gram-negativas. Talvez tenha sido estabelecido um biofilme e as bactérias possam continuar a ser libertadas do biofilme em água a granel. A desinfecção apropriada do sistema de tratamento de água eliminaria o biofilme. Esta é uma das principais razões porque estamos estudando o melhor desempenho de cada desinfetante químico aplicado em cada ponto de amostragem.

Procedimentos devem ser aplicados ao sistema em intervalos curtos, a fim de controlar a entrada de gram-negativos no sistema a partir da fonte municipal de água potável (Ponto 01).

A Concentração Inibitória Mínima (MIC)

Os intervalos MIC foram expressos em percentagem e em mg/L do agente químico em contacto com as bactérias testadas, e são apresentados na Tabela 3.

1. Álcool etílico (70%, pH= 7,2)

P. aeruginosa apresentou o maior MIC em 17,5%, maior que o MIC de 8,75% que foi encontrado para B. subtilis e B. stearothermophilus, obtido por Vessoni Penna et al, enfatizando a importância na validação do sistema de purificação da água para a identificação de P. aeruginosa.

Trautmann et al. não obtiveram resultados aceitáveis a longo prazo usando cloração e filtração para eliminar as cepas de P. aeruginosa de todas as torneiras de água na UTI. Entretanto, os autores observaram que as cepas de P. aeruginosa não foram isoladas regularmente do pessoal hospitalar, cujas mãos foram desinfetadas com álcool (etanol 70%) antes e após o contato com os pacientes.

2. Hipoclorito de sódio (NaOCl, 0,5%; pH11,9)

Todas as bactérias estudadas mostraram o mesmo nível de resistência, ou seja, uma MIC de 0,25% (2500 mg/L). De acordo com Vessoni Penna et al. , E. coli apresentou meio MIC de 0,156% (1560 mg/L) em compostos clorados, deixando claro que o monitoramento de águas cloradas para P. aeruginosa é necessário e principalmente crítico para águas quentes e potáveis, incluindo a limpeza dos circuitos de água, hidroterapia, banhos e piscinas. A resistência da P. aeruginosa aos agentes libertadores de cloro (CRAs) é bem relatada. Wirtanen et al. estudaram os efeitos de quatro desinfetantes comerciais: (100% à base de álcool) contendo isopropanol, uma base peroxidante contendo peróxido de hidrogênio (0,5-2,0%) e ácido peracético na formulação, e uma base de cloro contendo hipoclorito de sódio (0,3-0,8%, pH>9,0). Os autores constataram que o desinfetante à base de peróxido era o mais eficiente em bactérias do biofilme, e confirmaram que o tratamento prolongado com o desinfetante à base de cloro era especialmente eficiente em biofilmes de Pseudomonas.

Por isso, há uma necessidade urgente de buscar a gama de CRAs e o tempo de contato adequado que não induza resistência em bactérias, o que inibe a formação do biofilme e a aderência ao aparelho poroso do sistema. Entretanto, os desinfetantes devem ser escolhidos de acordo com a operação em processo, considerando a interferência de substâncias orgânicas na atividade e eficácia do desinfetante.

3. Associação de ácido peracético (PAA, 0,45%) mais peróxido de hidrogênio (H2O2 2,2%). Solução a 1% (PAA+ H2O2; pH = 2,3)

Para uma solução de ácido peracético (0,45%) + peróxido de hidrogênio (2,2%), P. aeruginosa, P. picketti, F. aureum e A. lowffi apresentaram o maior intervalo de MIC de 0,11% a 0,55%, um intervalo do qual se mostrou ser duas, quatro e oito vezes maior que o de P. diminuta (MIC = 0,056% & 0,275%), P. alcaligenes (MIC = 0,028% & 0,137%) e P. fluorescens (MIC = 0,014% & 0,068%), respectivamente.

considerando que as condições estabelecidas para MIC foram mantidas constantes, independentemente das bactérias testadas, de acordo com Vessoni Penna et al, quando células vegetativas como Acinetobacter calcoaceticus, Enterobacter cloacae, Escherichia coli, Serratia marcescens e Staphylococcus aureus foram submetidas a uma solução de H2O2 a 4,0%, a Escherichia coli mostrou a maior resistência entre elas com uma MIC de 0,25%, que é metade da obtida para P. aeruginosa. Quando as mesmas bactérias foram testadas contra o ácido peracético, a E. coli mostrou uma MIC de 0,23%, que é o dobro da obtida para a P. aeruginosa em uma mistura de ácido peracético + peróxido de hidrogênio, mostrando que a P. aeruginosa e a E. coli deveriam ser ambas necessárias no monitoramento das águas tratadas. A solução de PAA + H2O2 a 1% é aplicada na limpeza das membranas de osmose inversa e no aparelho de desionização contínua durante três horas, de modo a obter água purificada, e 18 horas para WFI que será utilizada para preparar soluções parenterais, incluindo soluções de diálise peritoneal.

4. Hidróxido de sódio (0,4%; pH = 12,8)

P. fluorescentes e P. alcaligenes foram as bactérias menos resistentes ao hidróxido de sódio, exibindo uma MIC de 0,15%, em relação à resistência demonstrada pelas outras bactérias (MIC >0,4%). A principal atividade deste composto químico é o ajuste do pH da água ácida na osmose inversa (ponto 06) e a desionização contínua (ponto 07), com alguma atividade sanitária esperada.

5. Ácido cítrico (0,5%; pH = 2,5)

A bactéria menos resistente à solução de ácido cítrico era A. lowffi (0,06%= 600 mg/L). A mais resistente foi P. picketti (0,5%= 5000 mg/L); a restante mostrou um MIC de 0,25% = 2500 mg/L. Este agente químico é utilizado na osmose inversa (ponto 06) para ajustar o pH da água de limpeza antes da desinfecção com uma solução de 1% de PAA + H2O2.

6. Ácido clorídrico (0,3%; pH = 0,3)

As bactérias menos resistentes foram A. lowffi (MIC 0,039% = 390 mg/L) e P. fluorescens (MIC 0.078% = 780 mg/L); o restante tinha um MIC de 0,156% (1560 mg/L).

De salientar que a P. aeruginosa não foi afectada pelos compostos químicos adjuvantes como NaOH (0,4%), ácido cítrico (0,5%) e HCl (0,3%) na concentração aplicada às unidades do sistema de purificação. Entretanto, espera-se que estas soluções químicas apresentem alguma atividade desinfetante, que não é exigente.

7. Bissulfito de sódio (0,5%; pH= 4,0)

Todas as bactérias apresentaram o mesmo nível de resistência (MIC = 0,078%) ao bissulfito de sódio. Este adjuvante químico é utilizado com a finalidade de decorar e preservar filtros multimédia; é ainda utilizado em amaciadores de água e filtros de leito de carvão activado.

Perfil dos microrganismos identificados

As bactérias gram-negativas da água podem ser contaminantes significativos em sistemas de hemodiálise. Ferreira et al., realizaram análises em amostras retiradas das fontes de água, após cada etapa de tratamento e diálise em unidades de hemodiálise no Rio de Janeiro de 1999 a 2001. Verificaram que as bactérias mais comumente isoladas eram: Pseudomonas aeruginosa, Stenotrophomonas maltophilia, Acinetobacter anitratus, Acinetobacter lowffi, Pseudomonas (Brevundimonas) diminuta, Pseudomonas fluorescens, Achromobacter xylosoxidans, Moraxella atlantae, Moraxella osloensis, Enterobacter cloacae, e Enterobacter aerogenes. Estas bactérias isoladas apontaram um risco real para pacientes de hemodiálise com desenvolvimento de bacteremia gram-negativa, reações pirogênicas e peritonite. Os autores enfatizaram a necessidade de um programa urgente de desinfecção dos sistemas de água e máquinas de diálise, em centros de saúde.

Pseudomonas foram isoladas de uma grande variedade de materiais, incluindo solos, água doce ou do mar, esgotos, muitos tipos de amostras clínicas, e elementos comumente manipulados em laboratórios clínicos (incluindo água destilada e soluções anti-sépticas), alimentos variados e resíduos da indústria alimentícia, flores, frutas, vegetais e plantas e animais doentes. As espécies Pseudomonas em vez de P. aeruginosa não causam infecções frequentemente. P. aeruginosa tem sido encontrada ocasionalmente na pele, isolada de material clínico removido da garganta (5%), e nas fezes (3%) de pessoas não hospitalizadas. A percentagem de pacientes com problemas gastrointestinais desta bactéria aumenta 20% após 72 horas de hospitalização. Pela frequência com que este patógeno oportunista está envolvido em doenças humanas, tem sido considerado o patógeno humano mais importante no que diz respeito ao número e tipos de infecções que causam e sua associação com a morbidade e mortalidade. P. aeruginosa também pode ser responsável por um surto de infecção em uma comunidade não imune em perigo de extinção .

P. aeruginosa é freqüentemente associada com água potável contaminada ou mesmo tratada ou soluções, tais como gastroenterite através de alimentos contaminados, otite em nadadores, infecções oculares através de soluções contaminadas e água da torneira durante o tratamento das lentes, infecções de feridas causadas pela água da torneira e infecções do trato respiratório causadas por equipamentos contaminados. A comunidade mais grave que adquiriu infecções são as endocardite em usuários de drogas intravenosas, resultantes do uso de soluções parenterais contaminadas com drogas adicionadas, e peritonite em indivíduos submetidos a soluções de diálise peritoneal contaminadas.

Os principais reservatórios de P. aeruginosa em ambiente hospitalar são: desinfetantes, equipamentos de respiração artificial, equipamentos e tanques de hidroterapia, alimentos, esgotos, esgotos, torneiras, saboneteiras, panos de chão, armações de cama, ar, cadeiras, toalhas de pano e cabides de torre, colchões, mangueiras e tubos. A disseminação ocorre através das mãos do pessoal (ou pessoal) resultante do contato direto com as torneiras e reservatórios de água. A contaminação de tal água pode ser o resultado de materiais clínicos, fecais e de urina.

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