( PDF ) Avaliação da resistência a antibióticos em isolados de Escherichia coli provenientes de esgoto hospitalar e sanitário

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO

CENTRO TECNOLÓGICO

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA AMBIENTAL

FERNANDA DEPIZZOL

AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA A ANTIBIÓTICOS EM

ISOLADOS DE Escherichia coli PROVENIENTES DE

ESGOTO HOSPITALAR E SANITÁRIO

Vitória

2006

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FERNANDA DEPIZZOL

AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA A ANTIBIÓTICOS EM

ISOLADOS DE Escherichia coli PROVENIENTES DE

ESGOTO HOSPITALAR E SANITÁRIO

Dissertação apresentada ao Programa de

Pós-Graduação em Engenharia Ambiental da

Universidade Federal do Espírito Santo, como

requisito parcial para obtenção do Grau de

Mestre em Engenharia Ambiental.

Orientador: Prof. Dr. Sérvio Túlio Alves Cassini

Vitória

2006

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Dados Internacionais de Catalogação-na-publicação (CIP)

(Biblioteca Central da Universidade Federal do Espírito Santo, ES, Brasil)

Depizzol, Fernanda, 1977-

D419a Avaliação da resistência a antibióticos em isolados de Escherichia

coli provenientes de esgotos hospitalar e sanitário / Fernanda Depizzol. –

2006.

145 f. : il.

Orientador: Sérvio Túlio Alves Cassini.

Dissertação (mestrado) – Universidade Federal do Espírito Santo,

Centro Tecnológico.

1. Esgotos. 2. Hospitais - Eliminação de resíduos. 3. Hospitais -

Aspectos sanitários. 4. Drogas - Resistência em microorganismos. 5.

Escherichia coli. 6. Desinfecção e desinfetantes. 7. Antibióticos. I.

Cassini, Sérvio Túlio Alves. II. Universidade Federal do Espírito Santo.

Centro Tecnológico. III. Título.

CDU: 628

FERNANDA DEPIZZOL

“AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA A ANTIBIÓTICOS

EM ISOLADOS DE Escherichia coli PROVENIENTES

DE ESGOTOS HOSPITALAR E SANITÁRIO”

_________________________

Prof. Dr. Sérvio Túlio Alves Cassini

Orientador - UFES

_____________________________

Prof (a).Dr(a). Regina Keller

Examinadora Interna - UFES

_____________________________

Prof. Dr. Luiz Olinto Monteggia

Examinador Externo - UFRGS

Universidade Federal do Espírito Santo

Vitória, 2006

A meus pais,

Agradecimentos

 A Deus, pela vida;

 A minha querida família, meus pais (Alécio e Terezinha) e meus irmãos

(Cristiano, Janes e Cleber), minha prima Rosiana, pelo carinho, apoio e

compreensão não somente durante o curso de mestrado, mas em todos os

momentos importantes de minha vida;

 Ao orientador Sérvio Túlio, pelas idéias e oportunidades oferecidas durante este

estudo;

 A todos os professores que de alguma forma contribuíram para minha formação,

em especial aos professores Kelly e Ricardo, pela cooperação, atenção,

sugestões e observações;

 A Eliana Zandonade, pela ajuda no esclarecimento das análises estatísticas dos

resultados;

 Ao FACITEC, pelo financiamento do projeto e pela concessão da bolsa de

estudo;

 Ao hospital, por ceder o local para a realização desta pesquisa e disponibilizou

funcionários do setor de manutenção, sempre dispostos a me auxiliar nas coletas;

 Aos amigos do projeto “antibiótico”, principalmente Verbênia, Roberto, Warlene e

Bianca S’antana, os quais se empenharam na obtenção dos resultados desta

pesquisa;

 A todos os amigos do LABSAN (...), em especial a Aline, Mirian, Beatriz, Wagner,

Thais e Renata, pela inquestionável amizade e disposição em ajudar no que

fosse necessário;

 Ao Huelinton, pela compreensão, carinho e paciência;

 Ao PPGEA;

 Aos membros da banca examinadora, pela presença e contribuição técnica;

 A todos aqueles que de alguma maneira contribuíram para a melhoria e

realização desse trabalho.

“Há homens que lutam um dia e são bons.

Há outros que lutam um ano e são melhores.

Há os que lutam muitos anos e são muitos bons.

Porém, há os que lutam toda a vida.

Esses são os imprescindíveis.”

Bertolt Brecht

Resumo

A presença de fármacos em águas residuárias, entre eles os antibióticos, tem sido

alvo de questionamentos e pesquisas nas áreas de saúde pública e ambiental,

devido, principalmente, ao potencial desenvolvimento de bactérias resistentes e sua

persistência no meio ambiente. Este trabalho teve por objetivo isolar bactérias da

espécie Escherichia coli, de esgotos sanitário e hospitalar, verificando o nível de

resistência dos isolados a antibióticos específicos. O esgoto bruto sanitário (EBS)

apresentou características médias de 97mg/L (SST), 368mg/L (DQO

) e 220mg/L

(DBO

). Enquanto que o esgoto bruto hospitalar (EBH-1 e EBH-2) apresentou

características médias de 367mg/L (SST), 798mg/L (DQO

), 270mg/L (DBO

) e

características de 113mg/L (SST), 320mg/L (DQO

) e 172mg/L (DBO

respectivamente. O pH esteve próximo à faixa neutra para todas as amostras

analisadas. Em relação aos coliformes totais e E. coli, o esgoto bruto hospitalar e o

sanitário apresentaram em média de 10

e 10

NMP/100mL, respectivamente. O

máximo de polirresistência encontrada na Estação de Tratamento de Esgoto - UFES

(ETE-UFES) foi a 6 antibióticos (EBS e UASB) e a 7 antibióticos no efluente final. Já

para o esgoto hospitalar foi a 9, 8, 11 e 7 antibióticos, respectivamente para o EBH-

1, saída do filtro-1, EBH-2 e saída do filtro-2. Enquanto que no tanque de

desinfecção observou-se resistência múltipla a 12 antibióticos. Para o antibiótico,

penicilina, foi observada resistência em 100% das bactérias isoladas. Notou-se que o

número de resistências nas linhagens das amostras do esgoto hospitalar foi

significativamente maior quando comparado ao das amostras do esgoto sanitário.

Houve um aumento significativo de E. coli resistentes aos antibióticos eritomicina, e

sulfametoxazol, pós-tratamento da ETE-UFES, enquanto que no sistema tanque

séptico-filtro anaeróbio-1, houve uma redução significativa de E. coli resistentes aos

antibióticos neomicina, e amicacina pós-tratamento. Já no sistema tanque séptico-

filtro anaeróbio-2, verificou-se uma redução significativa de cepas E. coli resistentes

aos antibióticos, tetraciclina, ciprofloxacina e ácido nalidixo. As bactérias resistentes

a antibióticos quando submetidas à ação da luz ultravioleta foram mais resistentes

quando comparadas às bactérias sensíveis, entretanto, deve-se levar em

consideração o pequeno número de testes analisados neste estudo. Portanto, estas

bactérias que apresentam perfis característicos de resistência a antibióticos podem

apresentar um sério risco ambiental na medida em que estas cepas de bactérias

coliformes podem disseminar a resistência para outras bactérias, inclusive aquelas

caracteristicamente patogênicas.

Abstract

The presence of pharmaceuticals compounds in wastewater, among them the

antibiotics, has been white of questionings and research in the areas of public and

ambient health, which had, mainly, to the potential development of resistant bacteria

and its persistence in the environment. This work had the objective of isolate bacteria,

from sanitary and hospital sewages, verifying the level of the resistance of isolated

specified antibiotics. The sanitary raw wastewater presented average characteristics

of 97mg/L (TSS), 368mg/L (COD

) and 220mg/L (BOD

). Whereas the hospital raw

sewage (EBH-1 e EBH-2) presented average characteristics of 367mg/L (TSS),

798mg/L (COD

), 270mg/L (BOD

) and 113mg/L (TSS), 320mg/L (COD

) and

172mg/L (BOD

) respectively. The pH of the hospital and sanitary wastewater during

the period of study remained next to the neutral pH. In relation to total coliforms and

E. coli, the raw and treated hospital sewage had an average of 10

NMP/100mL and

NMP/100mL, respectively. The maximal polyresistance found in the ETE-UFES

for a strain was to 6 antibiotics (EBS and UASB) and to 7 antibiotics (Efinal). For the

hospital wastewater this value was of 9, 8, 11 and 7 antibiotics, respectively for the

EBH -1, SF-1, EBH - 2 and SF-2. Whereas in the TD it was observed multiple-

resistance the 12 antibiotics. For the antibiotic, PEN, was observed resistance in

100% of the isolated bacteria. It was verified that the number of resistant strains of

the samples of the hospital wastewater was significantly bigger when compared with

the samples of the sanitary wastewater. In system ETE-UFES was observed a

significant increase, in the final effluent, of strains E. coli resistant to antibiotics ERI

and SUT, when compared with strain of the raw sewage, whereas in the STSFA-1,

had a significant reduction of resistant E. coli to antibiotics NEO and AMI in the final

effluent. However in the STSFA-2, was verified a significant reduction of strains E.

coli resistant to antibiotics: TET, CIP and NALI. The resistant bacteria to those

antibiotics when submitted to disinfection with ultraviolet light were more resistant

when they had been compared with the sensible bacteria, however, must be taken in

consideration the small check number analyzed in this study. Therefore, these

bacteria that present characteristic profiles of resistance to the antibiotics could

represent a serious ambient risk for the reason that these strains of coliforms bacteria

can spread the resistance for other bacteria, also those already pathogenic.

Lista de Figuras

Figura 3.1: Freqüência de cepas Escherichia coli resistentes a ciprofloxacina causadoras

de bacteremias na Inglaterra e Wales 1990–2004 ______________________________ 26

Figura 3.2: Locais de ação para antibióticos selecionados _______________________ 28

Figura 3.3: Possíveis rotas de fármacos no meio ambiente_______________________ 32

Figura 3.4: Possíveis destinos dos fármacos oriundos de esgotos hospitalares e de esgoto

domésticos (ETE) _______________________________________________________ 35

Figura 3.5: Desenho esquemático de uma bactéria com plasmídeos no seu interior ___ 37

Figura 3.6: Mecanismo de transferência genética bacteriana _____________________ 50

Figura 3.7: Representação esquemática das bactérias e dos organismos indicadores de

contaminação fecal______________________________________________________ 53

Figura 4.1: Sistema ETE - UFES ___________________________________________ 61

Figura 4.2: Vista aérea do FBAS ___________________________________________ 62

Figura 4.3: Vista aérea do decantador _______________________________________ 62

Figura 4.4: Vista aérea do leito de secagem __________________________________ 62

Figura 4.5: Esquema do sistema de tratamento de esgoto hospitalar _______________ 63

Figura 4.6: Pontos de coleta do esgoto hospitalar ______________________________ 64

Figura 4.7: Dosador de cloro Sany Clor 13500 ________________________________ 65

Figura 4.8: Cartelas Quanti - Tray __________________________________________ 70

Figura 4.9: Coleta de amostras positivas para E. coli ___________________________ 70

Figura 4.10: Plaqueamento com amostras positivas para E. coli em meio Agar

Mackonkey_____________________________________________________________ 70

Figura 4.11: Bactérias isoladas após período de incubação ______________________ 70

Figura 4.12: Teste bioquímico (Bactray I e II) ®________________________________ 70

Figura 4.13: Cepa diluída em tampão fosfato__________________________________ 72

Figura 4.14: Inóculo da cepa na placa _______________________________________ 72

Figura 4.15: Distribuição do inóculo na placa__________________________________ 72

Figura 4.16: Cultura em meio Muller-Hinton___________________________________ 72

Figura 4.17: Medição dos halos de inibição onde R (resistente) e S (sensível)________ 73

Figura 4.18: Planta superior do reator UV com eixo colimador ____________________ 74

Figura 4.19: Vista lateral do reator colimador, mostrando o posicionamento da amostra

durante os ensaios ______________________________________________________ 74

Figura 4.20: Contador de colônias mecânico __________________________________ 76

Figura 5.1: Concentrações de SST _________________________________________ 78

Figura 5.2: Valores de turbidez_____________________________________________ 78

Figura 5.3: Concentrações de DBO

________________________________________ 78

Figura 5.4: Concentrações de DQO

_________________________________________ 78

Figura 5.5: Concentrações de NTK _________________________________________ 81

Figura 5.6: Concentrações de nitrogênio amoniacal ____________________________ 81

Figura 5.7: Concentrações de fósforo _______________________________________ 81

Figura 5.8: Faixas de valores da relação DQO

/DBO

de esgotos bruto sanitário e

hospitalar _____________________________________________________________ 91

Figura 5.9: Porcentagem de E. coli resistentes a antibióticos isoladas do esgoto

sanitário_______________________________________________________________ 96

Figura 5.10: Porcentagem de E. coli resistentes a antibióticos isoladas do esgoto

hospitalar_____________________________________________________________ 104

Figura 5.11: Cinética de desinfecção de E.coli sensíveis e resistentes a antibióticos __ 114

Lista de Tabelas

Tabela 3.1: Principais mecanismos de resistência bacteriana aos antibióticos ________ 30

Tabela 4.1: Parâmetros utilizados para o dimensionamento dos tanques sépticos e dos

filtros anaeróbicos (STSFA - 1 e STSFA - 2) __________________________________ 64

Tabela 4.2: Resumo das metodologias das análises físico-químicas _______________ 68

Tabela 4.3: Principais antibióticos utilizados e suas concentrações ________________ 71

Tabela 4.4: Interpretação de halos de inibição_________________________________ 73

Tabela 5.1: Comparação entre os resultados do monitoramento obtidos nesta pesquisa e

os resultados obtidos em outras pesquisas, desenvolvidas na mesma ETE __________ 80

Tabela 5.2: Estatística descritiva dos resultados microbiológicos da caracterização do

esgoto sanitário (ETE - UFES) _____________________________________________ 83

Tabela 5.3: Estatística descritiva da caracterização do esgoto hospitalar quanto à matéria

particulada e orgânica ___________________________________________________ 85

Tabela 5.4: Estatística descritiva da caracterização do esgoto hospitalar quanto aos

nutrientes, fósforo, NTK e nitrogênio amoniacal________________________________ 87

Tabela 5.5: Estatística descritiva dos resultados microbiológicos da caracterização do

esgoto hospitalar _______________________________________________________ 89

Tabela 5.6: Comparação dos valores obtidos entre EBH 1 e 2 e EBS através do teste de

Wilcoxon-Mann-Whitney U ________________________________________________ 90

Tabela 5.7: Freqüência de resistência de cepas E. coli isoladas do esgoto sanitário ___ 93

Tabela 5.8: Antibiotipo de cepas E.coli isoladas de esgoto sanitário bruto e tratado____ 95

Tabela 5.9: Teste do Qui-quadrado do perfil de resistência entre o esgoto sanitário bruto e

tratado da ETE - UFES___________________________________________________ 97

Tabela 5.10: Freqüência de resistência de cepas E. coli isoladas do esgoto hospitalar 101

Tabela 5.11: Antibiotipo de cepas E.coli isoladas de esgoto hospitalar bruto, tratado e após

desinfecção___________________________________________________________ 103

Tabela 5.12: Comparação entre os resultados da freqüência de E. coli resistentes a

antibióticos obtidos nesta pesquisa e os resultados obtidos em outras pesquisas ____ 106

Tabela 5.13: Teste do Qui-quadrado, do perfil de resistência entre o EBH - 1 e EBH - 2

(esgoto bruto hospitalar)_________________________________________________ 107

Tabela 5.14: Teste do Qui-quadrado do perfil de resistência entre o esgoto hospitalar bruto

e tratado _____________________________________________________________ 109

Tabela 5.15: Comparação entre a freqüência de resistência de cepas E. coli isoladas do

EBH e EBS ___________________________________________________________ 110

Tabela 5.16: Teste do Qui-quadrado do perfil de resistência entre o esgoto bruto hospitalar

(EBH - 1 e EBH - 2) e o esgoto bruto da ETE - UFES (EBS)_____________________ 111

Tabela 5.17: Efeito da desinfecção UV em E. coli sensível e resistente a antibióticos _ 113

Lista de Siglas

ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas

AMI Amicacina

AMO Amoxilina

AMP Ampicilina

ANVISA

Normas para Projetos Físicos de Estabelecimentos Assistenciais de

Saúde

BF Biofiltro

CDC Centres for Disease Control

CESAN Companhia Espírito Santense de Saneamento

CFC Cefaclor

CIP Ciprofloxacina

CLO Cloranfenicol

CMI Concentração Mínima Inibitória

CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente

CONDEMA Conselho Municipal de Meio Ambiente

CP Caixa de Passagem

CPD Centro de Processamento de Dados

CRO Ceftriaxone

CT Coliformes Totais

DBO

Demanda Bioquímica de Oxigênio

DEC Decantador

DNA Ácido Desoxiribonucléico

DP Desvio Padrão

DQO

Demanda Química de Oxigênio Total

E. coli Escherichia coli

EBH – 1 Esgoto Bruto Hospitalar-1

EBH – 2 Esgoto Bruto Hospitalar-2

EBS Esgoto Bruto Sanitário

Efinal Efluente Final (FBAS + DEC)

EPA Environment Protection Agency

ERI Eritromicina

ES Espírito Santo

ETE Estação de Tratamento de Esgoto

ETEs Estações de Tratamento de Esgoto

EUA Estados Unidos da América

EVR Enterococo vancomicina resistente

EVS Enterococo vancomicina-susceptível

FACITEC Fundo de Apoio a Ciência e a Tecnologia

FBAS Filtro Biológico Aerado Submerso

g Grama

GEN Gentamicina

H Horas

HUCAM Hospital Universitário Cassiano Abel de Almeida

Max Valor Máximo

Med Valor Médio

Min Valor Mínimo

MRA Meticilino resistente

MSSA Meticilino susceptível

N Número de Amostras

Gás Nitrogênio

NALI Ácido Nalidixo

NCCLS National Committee for Clinical Laboratory Standards

NEO Neomicina

ng Nanograma

NMP Número Mais Provável

N-NH

Nitrogênio Amoniacal

NTK Nitrogênio Total Kjeldahl

NTU Unidades de Turbidez

Oxigênio

OMS Organização Mundial de Saúde

PEN Penicilina

pH Potencial hidrogeniônico

R Resistente

RNA Ácido ribonucléico

rRNA Ácido Ribonucléico Ribossômico

S Sensível

SEVRA Sistema Europeu de Vigilância da Resistência aos Antimicrobianos

SF – 1 Saída do Filtro 1

SF – 2 Saída do Filtro 2

SST Sólidos Suspensos Totais

STSFA – 1 Sistema Tanque Séptico Filtro Anaeróbio 1

STSFA – 2 Sistema Tanque Séptico Filtro Anaeróbio 2

SUT Trimetoprim/sulfametoxazol

TD Tanque de Desinfecção

TET Tetraciclina

UASB

Do Inglês: Uperflow Anaerobic Sludge (Reator Anaeróbio de Fluxo

Ascendente e Manta de Lodo)

UFC Unidades Formadoras de Colônias

UFES Universidade Federal do Espírito Santo

UNICOR Unidade Coronariana

UTI Unidade de Tratamento Intensivo

UV Luz Ultravioleta

VECA Vigilância Européia do Consumo de Antibióticos

WHO World Health Organization

Sumário

1. Introdução___________________________________ 20

2. Objetivos____________________________________ 22

2.1 Objetivo Geral ________________________________________________ 22

2.2 Objetivos Específicos __________________________________________ 22

3. Revisão Bibliográfica_________________________ 23

3.1 Antibióticos __________________________________________________ 23

3.1.1 Definição e Uso___________________________________________23

3.1.2 Classificação_____________________________________________27

3.2 Mecanismos de Resistência a Antibióticos __________________________ 29

3.3 Ocorrência de Antibióticos no Ambiente ____________________________ 31

3.3.1. Antibióticos em Águas Residuárias ___________________________33

3.4 Resistência a Antibióticos _______________________________________ 37

3.4.1 Bactérias Resistentes a Antibióticos no Esgoto __________________39

3.5 Disseminação de Fatores que Conferem Resistência a Antibióticos no

Esgoto___________________________________________________________46

3.5.1 Pressão de Seleção _______________________________________47

3.5.2 Transferência de Genes Resistentes no Esgoto__________________49

3.6 Organismos Indicadores ________________________________________ 52

3.7 Desinfecção__________________________________________________ 54

3.8 Esgotos Hospitalares e Sanitários_________________________________ 56

4. Material e Métodos ___________________________ 60

4.1 Contextualização da Pesquisa____________________________________ 60

4.2 Descrição da ETE - UFES _______________________________________ 60

4.3 Descrição do Sistema de Tratamento do Esgoto Hospitalar _____________ 62

4.3.1 Desinfecção do Esgoto Hospitalar ____________________________65

4.4 Planejamento Experimental para Avaliação dos Esgotos Hospitalar e Sanitário

(ETE - UFES)____________________________________________________ 66

4.4.1 Pontos de Coleta na ETE - UFES_____________________________67

4.4.2 Pontos de Coleta no Sistema de Tratamento do Esgoto Hospitalar ___67

4.5 Análises Físico-Químicas _______________________________________ 68

4.6 Análises Microbiológicas ________________________________________ 69

4.6.1 Quantificação de Escherichia coli e Coliformes Totais _____________69

4.6.2 Isolamento de Escherichia coli _______________________________69

4.6.3 Análise de Resistência a Antimicrobianos ______________________71

4.7 Desinfecção de Culturas Puras de Escherichia coli com Luz Ultravioleta (UV)

________________________________________________________________74

4.7.1 Descrição do Reator _______________________________________74

4.7.2 Metodologia _____________________________________________75

4.8 Análises Estatísticas ___________________________________________ 76

5. Resultados e Discussão ______________________ 77

5.1 Considerações Gerais __________________________________________ 77

5.2 Caracterização do Esgoto Sanitário (ETE - UFES) ____________________ 77

5.2.1 Caracterização Físico-Química_______________________________78

5.2.1.1 Matéria Particulada (Turbidez e SST) e Orgânica (DQO

, e DBO

) e pH

____________________________________________________________78

5.2.1.2 Compostos Nitrogenados (NTK, Nitrogênio Amoniacal) e Fósforo __81

5.2.2 Caracterização Microbiológica _______________________________82

5.3 Caracterização do Esgoto Hospitalar ______________________________ 84

5.3.1 Caracterização Físico-Química_______________________________84

5.3.1.1 Matéria Particulada (Turbidez e SST) e Orgânica (DQO

e DBO

) e pH

____________________________________________________________84

5.3.1.2 Compostos Nitrogenados (NTK, Nitrogênio Amoniacal) e Fósforo __87

5.3.2. Caracterização Microbiológica_______________________________88

5.4 Comparação entre Esgoto Hospitalar e Esgoto Sanitário (ETE-UFES)_____ 90

5.5 Teste de Resistência aos Antimicrobianos por Disco Difusão em Agar ____ 93

5.5.1 Perfil de Resistência aos Antimicrobianos no Esgoto Sanitário (ETE -

UFES) ______________________________________________________93

5.5.1.1 Efeito do Tratamento UASB + FBAS na Remoção de Escherichia coli

Resistentes a Antibióticos _______________________________________97

5.5.2 Perfil de Resistência aos Antimicrobianos no Esgoto Hospitalar ____100

5.5.2.1 Efeito do Tratamento Tanque Séptico - Filtro Anaeróbio na Remoção

de Escherichia coli Resistentes a Antibióticos _______________________108

5.5.3 Comparação entre o Perfil de Resistência do Esgoto Hospitalar e do

Esgoto Sanitário (ETE - UFES) __________________________________109

5.6 Testes de Desinfecção com Escherichia coli________________________ 113

6. Conclusões_________________________________ 116

7. Recomendações ____________________________ 118

8. Referências Bibliográficas___________________ 119

Anexos _______________________________________ 136

1 – Introdução

___________________________________________________________________

1. Introdução

Após a descoberta dos antibióticos em 1928, houve uma mudança significativa no

controle das doenças infecciosas, principalmente de origem bacteriana, com

impactos positivos para a saúde pública e qualidade de vida das populações

humanas. Atualmente os antibióticos ou antimicrobianos têm uma elevada demanda

tanto na medicina humana quanto no setor de produção animal como, por exemplo,

a bovinocultura, produção avícola, suína e aqüicultura.

Entretanto, a utilização indiscriminada desses antibióticos vem causando grande

impacto na área de saúde pública e ambiental, devido à possibilidade de surgimento

de cepas altamente resistentes aos antibióticos convencionais, inclusive com a

detecção de resistências múltiplas a determinados antibióticos, e ocorrência de

casos fatais de infecções hospitalares, adquiridas com patógenos polirresistentes

aos antimicrobianos. Assim, a presença de fármacos em águas residuárias, entre

eles os antibióticos, tem sido alvo de questionamentos e pesquisas nas áreas de

saúde pública e ambiental devido, principalmente, ao potencial desenvolvimento de

bactérias resistentes e sua persistência no meio ambiente.

O fenômeno da resistência a antibióticos decorre, principalmente, da seleção de

cepas bacterianas em ambientes que apresentam concentrações destes

quimioterápicos, tal como ocorre no intestino de humanos, onde indivíduos

submetidos a tratamento intensivo e com elevadas dosagens de antibióticos liberam

microrganismos resistentes nas fezes juntamente com antibióticos excretados. Estes

microrganismos, patogênicos ou não, presentes nas fezes, em conjunto com a urina

e produtos de descartes de quimioterápicos em pias e ralos, são os constituintes

principais do esgoto hospitalar e em menor concentração do esgoto sanitário.

1 – Introdução

___________________________________________________________________

A região da Grande Vitória, ES, apresenta cerca de 2400 leitos hospitalares de

entidades públicas, sendo que a minoria dos esgotos gerados por estes hospitais

passa por algum tipo de coleta e tratamento. Deste modo, os esgotos hospitalares

são lançados “in natura” em valões ou cursos d’água que podem ter contato direto

com a população residente ou transiente aumentando, assim, o risco de contágio de

doenças infecciosas agravadas por algum tipo de resistência microbiana a agentes

quimioterápicos, tais como antibióticos.

Este esgoto hospitalar direcionado para a rede coletora de esgotos sanitários deve

seguir para tratamento convencional em ETEs para redução, principalmente, da

matéria orgânica contida no esgoto. A liberação destes efluentes na rede coletora de

esgotos e ETEs, além de funcionar como inóculo ou fonte de bactérias resistentes,

tem ainda a agravante de apresentar determinados antibióticos e outros

quimioterápicos, em concentrações suficientes para a geração, manutenção ou

transmissão horizontal dos determinantes genéticos da resistência. Assim, percebe-

se a geração de situações de risco para a população por meio do contágio direto

com esgotos contaminados.

Poucos são os trabalhos que efetivamente avaliam a composição físico-química e

microbiológica, principalmente das bactérias resistentes a antibióticos, dos resíduos

líquidos hospitalares. Apesar de haver alguns trabalhos na literatura, devem-se levar

em consideração o local analisado, onde muitas vezes não pode servir de base para

os demais esgotos hospitalares. Contudo, faz-se necessário uma adequação destes

estudos à realidade de Vitória - ES.

2 – Objetivos

___________________________________________________________________

2. Objetivos

2.1 Objetivo Geral

Avaliar e comparar o esgoto hospitalar e o esgoto sanitário quanto à presença de

bactérias resistentes a antibióticos.

2.2 Objetivos Específicos

 Caracterizar e comparar sob ponto de vista físico-químico e microbiológico o

esgoto hospitalar de um hospital localizado na região de Vitória, ES e o

esgoto sanitário de uma estação de tratamento de esgoto localizado na

UFES;

 Avaliar o nível de resistência a determinados antibióticos nas amostras de

esgotos hospitalar e sanitário;

 Comparar as freqüências de resistência aos antibióticos em cepas E. coli

isoladas de esgotos hospitalar e sanitário;

 Verificar os possíveis efeitos da radiação UV nos isolados com resistência em

relação aos isolados sensíveis.

3 – Revisão Bibliográfica

___________________________________________________________________

3. Revisão Bibliográfica

3.1 Antibióticos

3.1.1 Definição e Uso

Os antibióticos são drogas com capacidade de interagir com microrganismos mono

ou pluricelulares que causam infecções no organismo. As primeiras substâncias

descobertas eram produzidas por fungos e bactérias. Atualmente podem ser

sintetizadas em laboratórios farmacêuticos e têm a capacidade de impedir ou

dificultar a manutenção de um certo grupo de células vivas.

A descoberta dos antibióticos em 1928 e a sua introdução na prática clínica a partir

de 1941, revolucionou a medicina, tendo efeitos decisivos sobre a saúde humana e

a expectativa de vida da população, principalmente no controle de doenças

infecciosas de origem bacteriana. Atualmente os antibióticos ou antimicrobianos têm

uma elevada demanda tanto na medicina humana quanto no setor de produção

animal, como, por exemplo, a bovinocultura, produção avícola, suína e aqüicultura.

De acordo com a Organização Mundial de Saúde (OMS), cerca de 50% de todos os

antimicrobianos produzidos nos Estados Unidos são administrados em animais,

sendo a maior parte utilizados para usos subterapêuticos (WHO, 2001).

Mellon et al., (2001), estimaram que, a cada ano 11,2 milhões Kg de antimicrobianos

são aplicados em animais para finalidades não terapêuticas e 900.000 Kg são

administrados para terapia; sendo que para os seres humanos são gastos

anualmente 1,3 milhões de Kg de antibióticos. O consumo anual de antibióticos, a

3 – Revisão Bibliográfica

___________________________________________________________________

nível global, tem sido estimado, entre 100.000 a 200.000 toneladas (KÜMMERER,

2003). Este grande consumo sem controle médico, pode gerar o surgimento de

cepas bacterianas resistentes a estas drogas, sendo necessária a descoberta

constante de novos medicamentos mais eficientes, o que aumenta

consideravelmente o custo do tratamento das infecções, embora não haja nenhuma

garantia que eles resultarão em drogas novas ou vacinas no futuro próximo. Desde

1970, não foi descoberta nenhuma nova classe de antibióticos para combater as

doenças infecciosas, sendo que em média, a pesquisa e o desenvolvimento de

drogas antimicrobianas levam de 10 a 20 anos (BRUNDTLAND, 2000).

Simões e Farache (1988), ao analisar o consumo de medicamentos no estado de

São Paulo (Brasil) observaram que 12,0% dos medicamentos consumidos

resultaram de uma prescrição médica anterior. O farmacêutico e/ou balconista de

farmácia contribuiu com 10,0%; a automedicação atribuída à orientação de pessoas

do seu relacionamento contribuiu com 9,1% e à própria escolha com 10,7%.

Berquo et al., (2004), entrevistaram 6.145 indivíduos de todas as idades residentes

na zona urbana de Pelotas, Rio Grande do Sul e observaram que as drogas

antimicrobianas mais utilizadas foram as penicilinas (41%), as sulfas (17%) e as

tetraciclinas (8%). Já em hospitais brasileiros (de até 300 leitos), prestadores de

serviços para o Sistema Único de Saúde, dados do Ministério da Saúde sobre o uso

de antimicrobianos, mostram as cefalosporinas como o grupo de antimicrobianos

mais prescritos (31,1%), seguido por penicilinas (25,4%), aminoglicosídeos (18,5%),

cloranfenicol (6,9%), sulfonamidas (4,8%), metronidazol (3,0%), quinolonas (2,6%) e

glicopeptídeos (2,0%).

O fenômeno de resistência microbiana a antibióticos foi acelerado, principalmente,

pelo seu uso indiscriminado (BRUNDTLAND, 2000) e em conseqüência disso

observa-se o desenvolvimento de bactérias resistentes no meio ambiente, além de

promover o surgimento de superinfecções por microrganismos multirresistentes,

principalmente em áreas onde são utilizadas estas drogas (DAVIES, 1996). A

descoberta e o uso clínico de vários antibióticos conhecidos é concomitante ao

surgimento de bactérias que resistem a sua ação. De forma crescente, a prescrição

3 – Revisão Bibliográfica

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de uma droga para o tratamento de uma infecção, em particular, tem sido alterada

devido ao aumento da resistência do microrganismo causador da doença.

Pradier et al., (1997), ao correlacionarem os padrões de resistência de

Streptococcus pneumoniae a penicilina com o uso do antibiótico, em países

Europeus tais como França, Espanha, Alemanha, Itália e Reino Unido, observaram

que a alta taxa de resistência ao antibiótico nos dois primeiros países foi

possivelmente atribuída ao alto consumo oral do medicamento, enquanto que a

baixa prevalência de Streptococcus pneumoniae resistentes à penicilina na

Alemanha e no Reino Unido coincidiu com um menor consumo do antibiótico nesses

países.

Outros usos indiscriminados e não essenciais de antibióticos contribuem para o

surgimento de linhagens resistentes. Por exemplo, muitos antibióticos são utilizados

na agricultura tanto como substâncias promotoras de crescimento em rações de

animais quanto como profiláticas (no sentido de prevenir a ocorrência de doenças

em vez de tratar alguma já existente). O uso de antibióticos em rações animais têm

sido responsabilizado por surtos de diversas infecções alimentares recentes, sendo

que a sobrecarga de diversos ambientes com antibióticos pode resultar no rápido

desenvolvimento de cepas resistentes às drogas.

Na Figura 3.1, Livermore (2005), mostra a correlação entre o uso do antibiótico

ciprofloxacina e o aumento de bactérias Escherichia coli resistentes a este

antibiótico. Observa-se que de 1990 a 2004 houve um aumento significativo de

bactérias resistentes na Inglaterra. Desta forma, indivíduos fazendo uso intensivo de

antibióticos bem como o seu descarte no meio ambiente, promove uma pressão de

seleção, favorecendo o surgimento de cepas bacterianas resistentes (WISE et al.,

1998).

3 – Revisão Bibliográfica

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Fonte: Adaptado de Livermore, 2005

Figura 3.1: Freqüência de cepas Escherichia coli resistentes a ciprofloxacina causadoras de

bacteremias na Inglaterra e Wales 1990–2004

A diminuição do risco de disseminação de bactérias resistentes ou de genes de

resistência dos animais, para o homem, poderia ser alcançada se abolissem o uso

de antibióticos como promotores de crescimento. Esta medida diminuiria para mais

da metade o uso de antibióticos em animais (VALADAS, 2003).

A OMS e a Comissão Européia têm reconhecido a importância de se estudar o

surgimento e os determinantes da resistência e a necessidade de estratégias para

seu controle (WHO, 2000). Nos países Europeus a resistência antimicrobiana tem

sido monitorada desde 1998 pelo Sistema Europeu de Vigilância da Resistência aos

Antimicrobianos (SEVRA) e Vigilância Européia do Consumo de Antibióticos (VECA).

Fundado pela Comissão Européia, o SEVRA é uma rede internacional de vigilância

desenvolvido para coletar dados válidos, confiáveis e comparáveis sobre a

incidência, prevalência e modos de propagação de microrganismos resistentes além

da prescrição e utilização de agentes antimicrobianos (AELVOET, 2002). A

finalidade do SEVRA é documentar variações na resistência antimicrobiana ao longo

do tempo e em diferentes localidades para fornecer bases para avaliar a eficiência

de programas de prevenção e de decisões políticas (BRONZWAER et al., 2002).

Segundo Stumpf et al., (1999), o Brasil é um dos maiores consumidores de fármacos

do mundo juntamente com os EUA, França e Alemanha.

3 – Revisão Bibliográfica

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3.1.2 Classificação

Os antibióticos podem ser classificados de diversas formas. A maneira mais comum

de classificá-los é de acordo com o modo de ação contra o organismo infectante,

podendo também ser classificados conforme sua estrutura química e quanto ao

espectro de ação que pode ser largo (compostos ativos contra bactérias gram-

positivas e bactérias gram-negativas), baixo (compostos efetivos contra um grupo

restrito de bactérias) e intermediário (substâncias com atividade contra algumas

espécies bacterianas gram-negativas) o que dependerá da espécie bacteriana os

quais estes são ativos (GUARDABASSI et al., 1998). Esta classificação encontra-se

resumida na Tabela abaixo.

Tabela 3.1: Classificação dos agentes antimicrobianos

Classificação Tipos Exemplos

• Interfere na biossíntese Penicilinas, cefalosporinas, vancomicinas etc.:

e estrutura da parede celular

• Interfere na permeabilidade Polimixinas, anfotericina B etc.:

e estrutura da membrana celular

• Interfere na biossíntese protéica Tetraciclina, eritromicina, cloranfenicol, amicacina etc.:

• Interfere na estrutura dos ácidos nucléicos Sulfonamidas, trimetoprina, quinolonas etc.:

Estrutura química Betalactâmicos Penicilinas, cefalosporinas, carbapenemas etc.:

Aminoglicosídeos Estreptomicina, neomicina, gentamicina

Tetraciclinas

rifamicinas Rifampicinas

Macrolídeos Eritromicina

Polipeptídeos Polimixina, bacitracina

Cloranfenicol Cloranfenicol

Quinolonas Ácido nalidixo e oxolínico, ciprofloxacina

Sulfonamidas Sulfametoxazol, Sulfadiazina, sulfanilamida

Trimetoprim Trimetoprim

Metronidazol Metronidazol

Espectro de ação Largo quinolonas, tetraciclinas, cefalosporinas de 3° geração,

Baixo penicilina, aminoglicosídeos, sulfonamidas, trimetoprim

Intermediário ampicilina, amoxicilina, cefalosporinas de 1° e 2° geração

Efeito na bactéria Bactericida quinolonas, penicilinas, cefalosporinas, macrolídeos, etc.:

Bacteriostático sulfonamidas, tetraciclinas, cloranfenicol, macrolídeos etc.:

Mecanismo de ação

Fonte: Trabulsi et al., (1999)

3 – Revisão Bibliográfica

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A Figura 3.2 ilustra os diferentes mecanismos os quais os antibióticos podem atuar

danificando a célula bacteriana.

Fonte: Adaptado de Prescott e Baggot (1993)

Figura 3.2: Locais de ação para antibióticos selecionados

A Figura acima ilustra os antimicrobianos sulfonamidas e trimetoprim interferindo na

síntese do ácido fólico como também a penicilina interferindo na síntese da parede

celular. As penicilinas e cefalosporinas, em sua maioria, são mais ativas sobre gram-

positivas que em gram-negativas, pois existem diferenças químicas significativas na

composição química da parede celular destes microrganismos. A parede celular das

bactérias gram-positivas consiste de muitas camadas de peptideoglicana, formando

uma estrutura espessa e rígida. Em contraste, as paredes celulares de gram-

negativas contêm somente uma camada fina de peptideoglicana e uma membrana

externa.

Um outro exemplo do mecanismo de ação dos antibióticos ilustrados na Figura 3.2 é

a inibição da síntese protéica, que pode ser mediada pelos antibióticos tetraciclinas

e gentamicinas, através da ligação na subunidade 30S como também pelos

antibióticos cloranfenicol e do grupo dos macrolídeos, através da ligação na

subunidade 50S. Outras drogas, porém atuam inibindo a síntese dos ácidos

nucléicos. Podem atuar no DNA parasitário, inibir a síntese do RNA, inibir o ácido

3 – Revisão Bibliográfica

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tetraidrofólico, alterar a estrutura dos ácidos nucléicos parasitários, ou reduzir a

formação de nucleotídeos. Neste grupo incluem-se as quinolonas, pirimetamina,

rifampicina, sulfonamidas e trimetoprima (BERTRAM, 1998).

3.2 Mecanismos de Resistência a Antibióticos

Uma bactéria pode adquirir resistência a um determinado antibiótico por diversas

maneiras, tais como a mutação genética que nos casos das bactérias ocorrem com

muita freqüência. Os principais mecanismos de resistência a antibióticos são:

1. Redução da permeabilidade da membrana. Um exemplo deste tipo de

mecanismo de resistência foi descoberto no Enterobacter cloacae resistente a

cefalosporina (CHARREL et al., 1996). A maioria das bactérias gram-negativas

é resistente à penicilina G por ser impermeável à droga, ou por apresentar

alteração em proteínas de ligação à penicilina. No caso das sulfonamidas, o

microrganismo pode também apresentar uma menor permeabilidade à droga.

2. Alteração na via metabólica, anteriormente bloqueada pelo agente

antimicrobiano, pode ocorrer por transferências genéticas. O único exemplo de

via metabólica alternativa de origem cromossômica foi encontrada em um

mutante de Streptococcus faecalis;

3. Remoção ativa de antibióticos de dentro da célula, mecanismo este chamado

de bombas de efluxo é um outro mecanismo que os microrganismos usam para

resistir aos agentes antimicrobianos. As bombas de efluxo fazem com que o

antibiótico seja rapidamente bombeado para fora da célula, diminuindo

significativamente a eficácia do antibiótico. Um exemplo de microrganismo que

confere resistência ao grupo do antibiótico macrolídeo, pelo mecanismo citado

é o Streptococcus pyogenes (ANG et al., 2004). Esse fenômeno é devido à

presença de proteínas de membranas especializadas que conferem resistência

as tetraciclinas, fluoroquinolonas, cloranfenicol e β-lactâmicos além de

antisépticos e desinfetantes do tipo amônia quartenária (PUTMAN et al., 2000).

3 – Revisão Bibliográfica

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4. Produção de enzimas que degradam a composição química dos

medicamentos. O microrganismo pode ser capaz de modificar o antibiótico, que

passa a apresentar uma forma inativa. Muitos estafilococos produzem B-

lactamases que clivam o anel B-lactâmico da maioria das penicilinas

(PARADISI et al., 2001).

5. Modificação do alvo do antibiótico. Em cepas de Escherichia coli a metilação do

rRNA, provavelmente leva a mudança conformacional do rRNA que resulta na

co-resistência aos macrolídeos, lincosamidas e estreptogramina

(GEORGOPAPADAKOU et al., 1987). Alguns exemplos específicos de

resistência bacteriana aos antibióticos estão representados na Tabela 3.2.

Tabela 3.1: Principais mecanismos de resistência bacteriana aos antibióticos

Mecanismo de Exemplo de Base Genética Mecanismo

Resistência Antibiótico da Resistência Presente em:

Pseudomonas aeruginosa

Bactéria Entéricas

Inativação do antibiótico Penicilinas Plasmidial e Cromossomal Staphylococcus aureus

(por exemplo, penicilinase; Bactéria Entéricas

enzimas modificadoras Neisseria gonorrhoeae

do tipo metilases, acetilases Cloranfenicol Plasmidial e Cromossomal Staphylococcus aureus

e fosforilases e outras) Aminoglicosídeos Plasmidial Bactéria Entéricas

Alteração do alvo (por exemplo, Eritromicina Cromossomal Staphylococcus aureus

RNA polimerase, rifamicina; Rifamicina Bactéria Entéricas

ribossomo, eritromicina e Estreptomicina Bactéria Entéricas

estreptomicina; DNA girase, Norfloxacin Bactéria Entéricas

quinolonas) Staphylococcus aureus

Desenvolvimento de uma via Sulfonamidas Cromossomal Bactéria Entéricas

bioquímica resistente Staphylococcus aureus

Efluxo (bombeamento para Tetraciclinas Plasmidial Bactéria Entérica

fora da célula) Cloranfenicol Cromossomal Staphylococcus aureus

Bacillus subtilis

CromossomalRedução da Permeabilidade Penicilinas

Fonte: Adaptado de Madigan et al., 2004

3 – Revisão Bibliográfica

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3.3 Ocorrência de Antibióticos no Ambiente

Recentemente, o monitoramento de fármacos residuais, entre eles os antibióticos,

no meio ambiente vem ganhando grande interesse devido ao fato de muitas dessas

substâncias serem freqüentemente encontradas em esgotos que podem atingir ou

impactar os corpos d’águas receptores, além de causar possíveis efeitos adversos à

saúde humana (KÜMMERER et al., 2004).

O uso desenfreado de antibióticos acarreta dois problemas ambientais: um, é a

contaminação dos recursos hídricos e o outro, é o fato de que alguns

microrganismos criam resistência a esses fármacos. As bactérias podem fazer, e

freqüentemente o fazem, mudanças no seu material genético, adquirindo resistência

aos fármacos. Assim, uma bactéria presente em um rio que contenha antibióticos

pode adquirir resistência a essas substâncias (BILA; DEZOTTI, 2003).

Na Figura 3.3, Halling-Sorensen et al., (1998), demonstram através de um esquema

os possíveis caminhos para os fármacos, entre eles os antibióticos, quando

descartados no meio ambiente. Estes fármacos foram divididos entre os utilizados

na medicina humana e os utilizados na medicina veterinária.

3 – Revisão Bibliográfica

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Fonte: Adaptado de Halling-Sorensen et al., 1998

Figura 3.3: Possíveis rotas de fármacos no meio ambiente

Na medicina veterinária, os antibióticos podem ser utilizados como promotores de

crescimento, no tratamento terapêutico na bovinocultura, utilizados também na

produção avícola e intensivamente usados como aditivos de alimento de peixe na

aqüicultura e criação de suínos (LOKE et al., 2000). De acordo com o esquema

acima de Halling-Sorensen et al., (1998) o destino final dos fármacos residuais, no

ambiente aquático pode ser devido à utilização de esterco, contaminados por

antibióticos, como fertilizantes na agricultura, sendo uma outra importante fonte de

contaminação o uso como aditivos de alimento de peixe na aqüicultura. Sendo

assim, podem contaminar o solo, águas de subsolo e águas superficiais. Devido ao

uso na cultura de peixes, alguns antibióticos como o cloranfenicol e o oxitetraciclina

foram detectados em sedimentos de origem marinha (SMITH; SAMUELSEN, 1996).

Compostos

Farmacêuticos

Compostos Farmacêuticos

(Uso – Humano)

Tratamento

Terapêutico de

Gados no Campo

Excreção das

Drogas na Urina

e Fezes

Promotores de Crescimento

para Produção de Gados

e Coccidiotastico para

Produção de Suínos e Aves

Disposição Direta

da Droga Excedente

no Esgoto

Psicultura

Compostos Farmacêuticos

(Uso – Veterinário)

Sistemas de Tratamento

de Esgoto

Água

Subterrânea

Campo

Esgoto

Tratado

Lodo Disperso

no Campo

Ambiente

Aquático

Esterco Disperso

no Solo

Efeitos nos

Organismos Aquáticos

Efeitos nos

Microrganismos

Efeitos nos

Beneficiados

Efeitos

Destino

Exposição

3 – Revisão Bibliográfica

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A presença de antibióticos no ambiente aquático, oriundos da utilização pela

medicina humana, ocorre através da disposição direta da droga excedente no

esgoto, como também na excreção das drogas nas fezes e na urina que na maioria

das vezes, são encaminhados para um sistema de tratamento de esgoto. Nestes

sistemas haverá a produção de lodo que são dispersos no campo, que contribuirá

desta forma, como fonte de contaminação de fármacos no ambiente aquático

através de infiltração e lixiviação dos antibióticos presentes no lodo além do esgoto

tratado que são lançados em corpos receptores.

Os antibióticos são desenvolvidos para serem persistentes, mantendo suas

propriedades químicas o bastante para servir a um propósito terapêutico. Embora

estes compostos sejam produzidos para serem metabolizados no corpo humano, em

alguns casos 50 a 90% da droga administrada pode ser eliminada pelo corpo na

forma biologicamente ativa (RALOFF, 1998), onde são freqüentemente encontradas

no esgoto sanitário e em esgotos hospitalares (BROWN, 2004). Vários estudos têm

demonstrado que estas substâncias têm uma elevada persistência no meio

ambiente, não saindo completamente removidas pelos sistemas de tratamento de

esgotos convencionais (STUMPF et al., 1999; TERNES, 1998; TERNES et al.,

1999).

3.3.1. Antibióticos em Águas Residuárias

Os compostos farmacêuticos utilizados pelo homem alcançam o esgoto através da

urina e das fezes e também pela disposição inadequada. Esses fármacos são

eliminados nos vasos sanitários de residências, hotéis, dormitórios e utilidades

comerciais (incluindo hospitais). Estes pontos são conhecidos como contribuintes de

contaminação dos esgotos por antibióticos (GUARDABASSI et al., 1998;

HARTMANN et al., 1998; ALDER et al., 2003). Uma vez no esgoto os antibióticos

podem alcançar ambientes aquáticos naturais, mesmo quando tratados. De acordo

com Giger et al., (2003) uma estação de tratamento de esgoto (ETE) só consegue

eliminar parcialmente as concentrações de antibióticos presentes nele. Segundo

3 – Revisão Bibliográfica

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Richardson e Bowron (1985), existem três destinos para compostos farmacêuticos

em ETEs:

1. As drogas ou metabólitos originais das drogas podem ser mineralizados por

microrganismos a dióxido de carbono e água, como por exemplo, o ácido

acetilsalisílico;

2. Compostos lipofílicos e não disponíveis para a degradação podem ficar

retidos no lodo;

3. As substâncias químicas podem passar por algum processo metabólico ou

ser degradado parcialmente, como as penicilinas;

4. Os compostos podem apresentar-se de forma persistente como o clofibrato,

que é considerado um antilipêmico.

Uma importante fonte de poluentes químicos são os esgotos hospitalares uma vez

que estes usam uma grande variedade de substâncias químicas tais como

compostos farmacêuticos, radionuclídeos, solventes e desinfetantes para diversas

finalidades como: diagnósticos, desinfecção e pesquisas (ERLANDSSON;

MATSSON, 1978; RICHARDSON; BOWRON, 1985). Desta forma, os hospitais

podem representar uma fonte de liberação incontestável de muitas substâncias

tóxicas, inclusive os antibióticos, no ambiente aquático (JOLIBOIS et al., 2002),

mesmo levando em consideração, por exemplo, o uso de antibióticos por pacientes

fora dos hospitais, o uso na agropecuária e em animais de estimação (KÜMMERER,

2003).

De acordo com Emmanuel et al., (2005) a Figura 3.4 mostra os possíveis destinos

dos fármacos oriundos de esgotos domésticos e hospitalares. Após aplicação,

algumas dessas substâncias e drogas não metabolizadas são eliminadas por

pacientes no esgoto hospitalar (KÜMMERER, 2001) que geralmente são lançados

em esgotos sanitários sem nenhum tratamento prévio.

A principal fonte de fármacos no ambiente hospitalar são geralmente as unidades de

tratamento intensivo onde excretas de pacientes e quimioterápicos lançados em pias

e drenos são direcionados para caixas comuns ao sistema de coleta de esgoto dos

3 – Revisão Bibliográfica

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hospitais. Se elevadas concentrações desses quimioterápicos são mantidas no

esgoto e em estações de tratamento de esgoto, os esgotos de hospitais e ETEs

podem se tornar uma importante fonte de seleção de bactérias resistentes a

antibióticos (KÜMMERER; HENNINGER, 2003).

Fonte: Adaptado de Emmanuel et al., 2005

Figura 3.4: Possíveis destinos dos fármacos oriundos de esgotos hospitalares e

de esgoto domésticos (ETE)

Brown et al., (2005), investigaram a presença de vários antibióticos no esgoto

hospitalar e no esgoto doméstico. Observaram que todos os seis antibióticos,

analisados, estiveram presentes em pelo menos uma amostra do esgoto hospitalar.

Descobriram também, uma maior concentração e presença de antibióticos nestas

amostras quando comparadas as amostras de esgoto doméstico, onde não foi

detectada presença de antibióticos no esgoto de dormitório e somente um

antibiótico, a ofloxacina, no esgoto proveniente do asilo.

3 – Revisão Bibliográfica

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Devido à presença e concentração relativamente elevada de antibióticos no esgoto

hospitalar, Brown et al., (2005) chegaram à hipótese de que os esgotos hospitalares

são contribuintes essenciais de resíduos antimicrobianos no esgoto sanitário.

Os antibióticos e outros quimioterápicos estão presentes na faixa de µg/L no esgoto

de ETEs (HIRSCH et al., 1999; ZUCATTO et al., 2000). Concentrações de

antibióticos próximas da concentração mínima inibitória (CMI) de 20 µg/L para

Pseudomonas putida foram encontradas no esgoto e no lodo de uma ETE (AL-

AHMAD et al., 1999). Este fato vem demonstrar que populações de bactérias

resistentes podem prevalecer nos diversos compartimentos de ETEs com potencial

risco de lançamento no meio aquático.

Além da presença de antibióticos em águas residuárias muitos trabalhos também

têm detectado em outros ambientes como em águas subterrâneas (TERNES, 1998),

em rios (TERNES et al., 1999; KOLPIN et al., 2002), no oceano (BUSER et al.,

1998) e no solo (BERGER et al., 1986). No Brasil, na cidade do Rio de Janeiro,

Stumpf et al., (1999), detectaram em rios e córregos, resíduos de drogas como o

ácido clofíbrico, diclofenaco e naproxem.

A ocorrência de fármacos residuais no meio ambiente pode apresentar efeitos

adversos em organismos aquáticos e terrestres. O efeito pode ser em qualquer nível

da hierarquia biológica: célula - órgãos - organismo - população - ecossistema (BILA;

DEZOTTI, 2003). Pode-se citar como exemplo a disfunção sexual encontrada em

peixes de alguns rios da Europa (JOBLING et al., 1998).

Segundo Bila e Dezotti (2003), é necessária uma avaliação criteriosa dos efeitos

desses fármacos no meio aquático, para estabelecer os limites de concentrações

para o descarte seguro de efluentes sanitários tratados em corpos receptores, além

da importância do monitoramento da eficiência de remoção desses fármacos pelos

processos convencionais de tratamento de esgotos sanitários, pois, no futuro,

podem ser necessárias adaptações, ou mesmo implantar outros processos de

tratamento que complementem a remoção adequada desses fármacos.

3 – Revisão Bibliográfica

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3.4 Resistência a Antibióticos

A resistência às drogas antimicrobianas é definida como a capacidade adquirida por

um organismo de resistir a um agente quimioterápico ao qual este é normalmente

sensível (MADIGAN et al., 2004).

A maioria das resistências antimicrobianas envolve genes de resistência, que são

transferidos por meio de mecanismos genéticos. Os genes que codificam estes

mecanismos de defesa estão localizados no cromossomo bacteriano ou nos

plasmídeos extracromossomais (moléculas circulares duplas de DNA que estão

separadas do DNA cromossômico ilustrados na Figura 3.5). Estes são transmitidos

para as próximas gerações (transferência vertical do gene) como também podem ser

trocados entre bactérias de diferentes associações taxonômicas (transferência

horizontal do gene) (DAVIDSON, 1999).

Figura 3.5: Desenho esquemático de uma bactéria com plasmídeos no seu interior

Desde a descoberta dos antibióticos em 1928, verificou-se o surgimento de cepas

resistentes aos diversos tipos de antimicrobianos correlacionado com a pressão de

seleção do meio, ou seja, com a concentração destas drogas no organismo e no

meio ambiente (MARTINEZ; BAQUERO, 2000). Desde então, há uma crescente

preocupação com a resistência a agentes antimicrobianos devido, principalmente, ao

surgimento de cepas patogênicas que não respondem aos tratamentos

3 – Revisão Bibliográfica

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quimioterápicos convencionais e com grandes implicações para a saúde pública

(WISE et al., 1998).

De acordo com Travers e Barza (2002), a resistência antimicrobiana pode

apresentar dois principais efeitos durante a infecção bacteriana. O primeiro efeito é a

associação da resistência bacteriana com a virulência das cepas verificadas pela

incidência de complicações, hospitalização e mortes.

Welch et al., (apud PALADINO, 2000), examinando custos específicos com a

resistência microbiana em hospitais de Nova Yorque, Colorado e Ohio, observaram

que pacientes com bacteremia causada por Staphylococcus aureus resistentes

ficaram internados em média 2,7 dias a mais do que pacientes com cepas sensíveis

e representaram um custo adicional de US$ 3.500,00 por caso.

Linden et al., (apud PALADINO, 2000), compararam as despesas com o tratamento

de bacteremia causada por Enterococcus vancomicina resistente (EVR) e por

Enterococcus vancomicina susceptível (EVS) em pacientes de uma Unidade de

Transplante de Fígado na Universidade de Pittsburgh. A taxa de mortalidade no

grupo EVR foi 58%, contra 19% no grupo EVS. O custo por paciente foi de US$

100.000 a mais para o grupo EVR que para o grupo EVS.

Holmberg et al., (1987), revendo dados do CDC (Centers for Disease Control) de

pacientes infectados por microrganismos, nos EUA, entre o período de 1971 a 1980,

constatou que nas comunidades onde ocorreram doenças causadas por cepas

susceptíveis a drogas, a taxa de mortalidade era de 3 (0,2%) dos 1321 pacientes,

enquanto que pessoas infectadas por cepas de bactérias resistentes a múltiplas

drogas, este valor passava para 7 (3,4%) dos 205 pacientes.

O segundo efeito da resistência antimicrobiana é a possível complicação da escolha

do agente para o tratamento da doença. A resistência antimicrobiana pode levar a

uma escolha inapropriada do antimicrobiano como terapia inicial, conduzindo a uma

baixa resposta do medicamento.

3 – Revisão Bibliográfica

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Pesquisas, realizadas em Minnesota na Espanha, entre 1992 – 1998, indicaram que

entre pacientes tratados com uma fluoroquinolona a duração média da diarréia era

de 7 dias para os pacientes infectados por uma cepa susceptível a quinolona, porém

a duração média da diarréia, de pacientes infectados por uma cepa resistente a

quinolona era de 10 dias, uma diferença de 3 dias (SMITH et al., 1999).

A prevalência de cepas patogênicas resistentes a antibióticos convencionais tem

desafiado o tratamento efetivo de doenças infecciosas (NIEDERMAN, 2000). Ternes

(1998), reporta a problemática da venda de medicamentos em farmácias sem

prescrição e sem controle, o que eleva ainda mais os valores estimados de consumo

e, conseqüentemente, de descarte no meio ambiente. Em 1968, 12500 pessoas

morreram na Guatemala devido à epidemia de Shigella diarrhoea, doença esta,

desenvolvida por um microrganismo que possuía um plasmídeo resistente a quatro

diferentes antibióticos (DAVIES, 1996).

3.4.1 Bactérias Resistentes a Antibióticos no Esgoto

A resistência a antibióticos tem sido observada em vários ambientes aquáticos

incluindo rios e áreas costeiras, esgoto doméstico, esgoto hospitalar, sedimentos,

águas superficiais, lagos, oceanos poluídos por esgotos e água potável (MEZRIOUI;

BALEUX, 1994).

A presença de bactérias coliformes em corpos d’água pode indicar o contato dessa

água com esgotos urbanos, onde se observa a grande possibilidade de transmissão

de doenças por veiculação hídrica. Na condição de bioindicadora de poluição

antrópica, o grupo coliforme não oferece grande risco de transmissão de doenças.

Entretanto, cepas dessas bactérias isoladas de ambientes apresentando perfis

característicos de resistência a antibióticos podem apresentar um sério risco

ambiental na medida em que estas cepas de bactérias coliformes podem disseminar

a resistência para outras bactérias, inclusive aquelas caracteristicamente

patogênicas.

3 – Revisão Bibliográfica

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Reinthaler et al., (2003) avaliando a resistência a antibióticos utilizando Escherichia

coli isoladas de esgoto e lodo de três ETEs, onde duas recebem esgotos de origem

doméstica e uma outra recebe esgoto de origem doméstica e hospitalar, verificaram

que, dentre os agentes antimicrobianos avaliados, as freqüências destes isolados

resistentes observados foram, no grupo das penicilinas, 12 a 18%, cefalosporinas

com 11 a 35%, quinolonas com 13 a 15% e tetraciclinas com 57%. Foi estimado que

mais de 102 UFC/100mL de E. coli resistentes são lançados nos corpos d’água,

contribuindo assim, para a disseminação da resistência no meio aquático.

De acordo com Reinthaler et al., (2003) o esgoto hospitalar parece conter

Escherichia coli com taxas de resistência maiores do que as E. coli isoladas de

esgoto sanitário. Por outro lado, estudos anteriores mostraram que 26% dos

coliformes presentes em esgoto hospitalar possuem resistências transferíveis

enquanto que em esgoto sanitário, este valor é de somente 4% (GRABOW;

PROZESKY, 1973).

Chitnis et al., (2000) ao estudarem a população de coliformes presente no esgoto

hospitalar, verificaram padrões de resistência simultânea a ampicilina,

cefalosporinas, aminoglicosídeos, tetraciclina, trimetoprim/sulfametoxazol,

quinolonas e cloranfenicol. No entanto, em amostras de esgotos sanitários

constataram quantidades insignificantes destes organismos multirresistentes, com

cerca de (0,0000011 - 0,025%) contra 0,58 - 40% nos dez esgotos hospitalares

analisados.

Porém, Silveira (2004) analisando bactérias resistentes a 18 antibióticos, isoladas de

esgoto de um hospital localizado na cidade de Porto Alegre não encontrou diferença

significativa nas bactérias isoladas de amostras do efluente de origem sanitária ao

se comparar com o efluente hospitalar, entretanto a autora ressalta a número restrito

de amostras testadas de efluente doméstico.

Um estudo realizado por Sturtevant e Feary (1969), onde analisaram bactérias

fermentadoras de lactose resistentes a antibióticos em amostras de esgoto bruto e

tratado, observaram que aproximadamente 1% destas bactérias apresentou

3 – Revisão Bibliográfica

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resistência a múltiplos antibióticos. Destes organismos, 50% eram capazes de

transferir a resistência para outras bactérias receptoras. Ainda Sturtevant et al.,

(1971), com o intuito de verificar a incidência de “coliformes fecais” e totais no

esgoto bruto, analisaram cincos estações de tratamento de esgoto. Verificaram que

2 a 5% dos coliformes totais isolados do esgoto bruto foram resistentes

simultaneamente aos antibióticos, estreptomicina e tetraciclina, e em menor número,

porém significante, detectaram cepas resistentes simultaneamente a três

antibióticos: estreptomicina, tetraciclina e ampicilina.

Smalla et al., (1993), mostraram que a resistência a kanamicina é amplamente

distribuída entre culturas de bactérias de diferentes habitats. Altas proporções de

bactérias resistentes a kanamicina (acima de 38,6%) foram encontradas em

amostras de esgoto e no esterco de suínos. Nas diferentes amostras de solo a

proporção de bactérias resistentes a kanamicina foi entre 0,001 a 5%. Poucas

bactérias resistentes foram encontradas em rios. Os autores acreditam que a

freqüente ocorrência de resistência a kanamicina no esgoto e no esterco de suínos,

deve-se ao uso da kanamicina na medicina veterinária e em aditivos de alimentos.

Com a finalidade de avaliar a distribuição das espécies de Enterococcus, Blanch et

al., (2003) analisaram esgoto sanitário bruto e tratado além de esgotos brutos de

hospitais de três países: Espanha, Suécia e Reino Unido. Mais de 60% das

amostras analisadas pertenciam às espécies Enterococcus faecalis e Enterococcus.

faecium. A resistência a vancomicina foi analisada nas concentrações de 8 e 20

mg/L para 1071 colônias isoladas provenientes de esgotos hospitalares destes 3

países. Observou-se, resistência em 43% (8mg/L) e 36% (20 mg/L) das cepas

isoladas, na Suécia; 30% (8mg/L) e 22% (20 mg/L) na Espanha; e 18% (8 mg/L) e

5% (20 mg/L) no Reino Unido.

A incidência de surtos envolvendo doenças de veiculação hídrica por bactérias

resistentes a antibióticos tem levado a um sério problema de mortalidade entre

pacientes que não respondem aos antimicrobianos, sendo que uma importante fonte

destas bactérias resistentes no ambiente é o efluente de sistemas de tratamento de

esgotos (HASSANI et al., 1992).

3 – Revisão Bibliográfica

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Os sistemas de tratamento de esgoto são utilizados para tratar esgotos domésticos

e industriais, de modo que possa ser disposto no ambiente aquático natural,

incluindo rios, lagos e córregos de maneira a causar o mínimo de impacto na vida

aquática. Atualmente o efluente de uma ETE deve obter limites de concentrações

para sólidos suspensos, nutrientes, “coliformes fecais”, coliformes totais e demanda

bioquímica de oxigênio, entretanto, não tem sido estabelecidos limites para agentes

antimicrobianos sendo que o efeito de baixas concentrações destes fármacos no

desenvolvimento de resistência a antibióticos, tem recebido pouca atenção

(MORSE; JACKSON, 2003).

Nesse sentido tem sido pesquisada a eficiência de remoção de bactérias resistentes

a antibióticos, em diferentes sistemas de tratamento de esgoto. Silveira (2004),

estudando o efeito do tratamento biológico, em esgoto hospitalar, na resistência aos

antimicrobianos observou que em Escherichia coli não houve variações significativas

na resistência aos antibióticos testados após o tratamento em contatores biológicos

rotatórios, porém quando Silveira (2004) analisou Klebsiella sp. e Enterococcus sp.

verificou um acréscimo significativo na resistência a ampicilina e gentamicina,

respectivamente, após o tratamento biológico. Por esse motivo, Silveira (2004),

ressalta a importância da utilização de processos de desinfecção eficientes, com

monitoramento microbiológico não restrito às medidas de concentração de

coliformes e E. coli.

Vilanova et al., (2004) verificaram a composição e persistência de populações de

“coliformes fecais” e Enterococcus no esgoto bruto de 5 diferentes ETEs (4 estações

de lodo ativado e uma de floculação química) e observaram que os sistemas de

tratamento de esgotos não conseguem reduzir a níveis seguros as densidades

destas bactérias resistentes a antibióticos nos efluentes, concluindo que não há

eliminação seletiva nos diversos tipos de tratamento de esgotos e que deve-se ter

cuidados adicionais em programas de reúso de efluentes de sistemas de tratamento

de águas residuárias. Sturtevant e Feary (1969), analisando bactérias fermentadoras

de lactose resistentes a antibióticos, também não encontraram diferença entre o

esgoto bruto e o esgoto tratado nas cinco estações de tratamento analisadas.

3 – Revisão Bibliográfica

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Porém Mezrioui e Baleux (1994), ao estudar duas ETEs, uma lagoa aeróbia e uma

outra de lodo ativado, observaram que a lagoa aeróbia foi eficiente na remoção de

“coliformes fecais”, porém, houve um aumento significativo na porcentagem de

cepas Escherichia coli resistentes a antibióticos na saída da lagoa sendo que o

máximo de polirresistência encontrada para uma cepa foi a sete antibióticos

(ampicilina, mezocilina, gentamicina, netilmicina, tobramicina, doxiciclina e

cloranfenicol). Entretanto no lodo ativado, não encontraram aumento significativo de

cepas resistentes a antibióticos, como observado na lagoa aeróbia onde há um

maior tempo de detenção do esgoto no sistema (40 - 70 dias) quando comparado ao

lodo ativado (5 - 6 horas). Grabow e Prozesky (1973), também encontraram um

aumento no número de coliformes resistentes durante o tratamento de esgoto

sanitário por uma lagoa aeróbica, passando de 0,86% para 2,45% pós-tratamento.

Com a finalidade de investigar a resistência a antibióticos em Acinetobacter spp.

isoladas de redes coletoras que recebem esgoto hospitalar e esgoto de indústria

farmacêutica, Guardabassi et al., (1998), analisaram 385 cepas Acinetobacter,

quanto a susceptibilidade aos agentes antimicrobianos, isoladas de amostras

coletadas a montante e a jusante da descarga de esgoto de um hospital e de uma

indústria farmacêutica. Os antibióticos analisados incluem a amoxicicilina,

oxitetraciclina, cloranfenicol, sulfametoxazol, gentamicina e ciprofloxacina. De

acordo com Guardabassi et al., (1998) o lançamento do esgoto hospitalar esteve

associado com um aumento na prevalência de resistência a oxitetraciclina,

entretanto a 500m após o ponto de descarga os autores observaram uma redução

de bactérias resistentes a antibióticos em relação ao ponto imediatamente ao

lançamento do esgoto.

Já o esgoto derivado da indústria farmacêutica, foi verificado que, embora

influenciada pela variação temporal, a prevalência das resistências simples e

múltiplas foram significativamente maiores nos pontos situados à jusante da

indústria farmacêutica. Foi detectada a persistência de bactérias resistentes a

antibióticos após os 250m do ponto de descarga do efluente. Isto provavelmente

ocorre devido ao fato de que na indústria farmacêutica o local em que os agentes

3 – Revisão Bibliográfica

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antimicrobianos são preparados e posteriormente lavados, o antibiótico residual

presente na água é liberado diretamente em sistemas de tratamento de esgoto.

Em 1992 Hassani et al., avaliaram a distribuição das espécies de Aeromonas

presentes em lagoas de tratamento de esgoto para determinar o efeito do tratamento

no decaimento das espécies resistentes aos agentes antimicrobianos. Durante o

tempo de 17 meses de estudo a distribuição de espécies Aeromonas observada no

sistema diferiu entre os meses frios e quentes. As espécies mais comuns de

Aeromonas observadas foram A. caviae, A. hydrophila, e A. sobri. Os autores

testaram sete antibióticos dentre eles, amoxicilina, trimetoprim/sulfametoxazol,

cefalotina, estreptomicina, cloranfenicol, polimixina B e ácido nalidixo. Todos os

isolados foram resistentes a amoxicilina e 73% exibiram resistência a cefalotina. Eles

verificaram também que cada espécie exibiu diferentes padrões de resistência, onde

a resistência ao antibiótico cefalotina em A. caviae, A. hydrophila e A. sóbria, foi de

91%, 96% e 9% respectivamente. Os pesquisadores observaram que a temperatura

pode ter influenciado no efeito de resistência a múltiplas drogas. Durante os meses

quentes, o nível de resistência foi maior nas bactérias isoladas na entrada do

sistema quando comparadas as isoladas na saída do sistema de tratamento.

Um outro estudo realizado por Imzilin et al., (1996) avaliando o efeito do tratamento

de lagoas de estabilização nos padrões de resistência a antibióticos em Aeromonas,

não observaram diferença nos padrões de resistência entre o esgoto bruto e esgoto

tratado desta lagoa. Todas as cepas isoladas apresentaram resistência a múltiplos

antibióticos, incluindo resistência a ampicilina, amoxicilina e novobiocina.

Aproximadamente 90% das cepas de A. hydrophila e A. caviae foram resistentes a

cefalotina e quase 80% das cepas A. sóbria foram susceptíveis.

Uma pesquisa sobre a resistência a antibióticos utilizando “coliformes fecais”

isolados de esgoto antes e após tratamento por um filtro de areia mostrou que o filtro

de areia, não afeta diretamente nos “coliformes fecais” resistentes a antibióticos,

contudo pode selecionar algumas espécies, pois foi observado um aumento

significativo na porcentagem de bactérias resistentes aos antibióticos, ampicilina,

3 – Revisão Bibliográfica

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kanamicina, cloranfenicol e estreptomicina após passar pelo filtro de areia

(HASSANI et al., 1999).

Guardabassi et al., (2002), com o intuito de analisar o efeito do tratamento terciário

de esgoto sanitário na prevalência de bactérias resistentes, avaliaram duas estações

de tratamento de esgoto de lodo ativado na Dinamarca. Observaram que em ambas

as estações houve uma redução no número total de bactérias resistentes entre o

esgoto bruto e esgoto tratado. O número de coliformes e Acinetobacter spp.

resistentes a ampicilina, gentamicina e tetraciclina foi 10-1000 vezes menores no

esgoto tratado quando comparados ao esgoto bruto. Observaram que a prevalência

de coliformes resistentes a ampicilina e gentamicina no esgoto bruto foi

significativamente maior do que no lodo digerido. O autor ressalta que embora a

prevalência de bactérias com resistência múltipla a antibiótico não ter aumentado

após tratamento, pode-se notar que a resistência a ampicilina, gentamicina e

tetraciclina, tais como as detectadas no esgoto tratado de uma estação estudada,

são incomuns de ocorrer em ambientes naturais.

Reinthaler et al., (2003), analisaram três ETEs com lodo ativado, e nestas estações

não observaram aumento significativo na taxa de Escherichia coli resistentes a

antibióticos no curso do sistema de tratamento de esgoto.

De acordo com Guardabassi et al., (2002), a prevalência de bactérias resistentes no

esgoto pode variar significativamente. Isto dependerá da estação de tratamento de

esgoto, da população bacteriana estudada, do agente antimicrobiano sob estudo

bem como o método e a concentração de antibióticos utilizados para determinar a

resistência antimicrobiana.

Para avaliar o impacto do efluente urbano, incluindo descargas de estações de

tratamento de esgoto, Goni-Urriza et al., (2000) investigaram bactérias resistentes a

antibióticos isoladas de um rio na Espanha. As amostras de rio foram coletadas a

montante e a jusante do descarte de uma ETE de uma cidade. A maioria da

Aeromonas (72%) e 20% das Enterobacteriaceae analisadas foram resistentes ao

ácido nalidíxo. As bactérias resistentes a quinolonas, particularmente as cepas de

3 – Revisão Bibliográfica

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Aeromonas foram mais freqüentes a montante do que a jusante do ponto de

descarga, sugerindo uma outra origem dessas bactérias resistentes do que o esgoto

urbano. O uso extensivo de quinolonas na veterinária em fazendas próximas ao rio

sob estudo é questionado pelos autores.

Outros estudos têm relatado, em rios, menores concentrações de bactérias fecais e

naturais resistentes a antibióticos a montante de áreas urbanas e de descargas de

ETEs, e um aumento imediato a jusante destes pontos de lançamento de resíduos

líquidos (BOON; CATTANACH, 1999; PATHAK et al., 1993; IWANE et al., 2001).

Gonzalo et al., (1989) avaliaram a resistência e fatores de virulência de cepas

Escherichia coli isoladas de águas de rio que recebem descargas de esgoto.

Segundo os autores, as bactérias isoladas da água menos contaminada

apresentaram menores determinantes de resistência a antibióticos e menores

fatores de virulência quando comparadas as isoladas de água contaminadas.

Arvanitidou et al., (1997), investigaram a transferência de resistência entre cepas de

Salmonella isoladas de águas superficiais no norte da Grécia. Diferenças na maneira

como são utilizados os antibióticos e as condições climáticas resultam em variações

geográficas da resistência a antibiótico entre bactérias isoladas da superfície

aquática. Os autores observaram que 24% das cepas de Salmonella testadas

mostraram resistentes a um ou mais dos antibióticos analisados. Foi observado um

maior número de cepas resistentes à estreptomicina, porém a resistência não foi

transferível em todos as cepas analisadas. Entretanto, a resistência a ampicilina foi

transferível.

3.5 Disseminação de Fatores que Conferem Resistência a

Antibióticos no Esgoto

A resistência a antibióticos tem sido preocupação em ambientes tais como hospitais,

entretanto, isto também pode ser motivo para preocupação em ambientes aquáticos

tais como sistemas de tratamentos de esgoto (MORSE; JACKSON, 2003).

3 – Revisão Bibliográfica

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O esgoto é um ambiente propício para ocorrer transferência de genes resistentes a

antibióticos entre as bactérias, pois há elevada concentração de nutrientes e sólidos

suspensos que facilitam o desenvolvimento destas bactérias.

Os nutrientes provavelmente têm uma influência indireta no processo de

transferência de genes resistentes por aumentarem a densidade e a atividade

metabólica bacteriana. Os sólidos suspensos fornecem superfícies ideais onde os

vários componentes estão concentrados, como os bacteriófagos, DNA livre e

bactérias. A elevada concentração de bactérias no esgoto aumenta a possibilidade

de transferência horizontal, uma vez que a probabilidade de uma bactéria doadora

de genes resistentes encontrar uma outra receptora é maior (LORENZ;

WACKERNAGEL, 1994).

3.5.1 Pressão de Seleção

A pressão de seleção exerce um papel fundamental na transferência e manutenção

de genes resistentes a antibióticos, bem como a disponibilidade de nutrientes e tipo

de plasmídeos (SMALLA et al., 2000).

A aquisição de genes de resistência a antibióticos é geralmente independente da

presença de antibióticos. Porém, a exposição de bactérias aos antibióticos confere

uma vantagem ecológica às cepas resistentes quando comparadas às cepas

sensíveis, permitindo-as predominarem na população bacteriana. Esta situação é

geralmente denominada de pressão seletiva antibiótica e pode acontecer no

hospedeiro (corpo humano ou animal) em conseqüência da quimioterapia ou no

ambiente, por exemplo, resíduos de antibióticos que são lançados no esgoto.

Os resíduos de antibióticos administrados em humanos e animais alcançam o

sistema de esgotos através da urina ou das fezes, podendo ser na forma de

compostos originais ou de metabólitos degradados que depende da farmacologia do

antibiótico específico. Além disso, uma quantidade desconhecida de antibióticos

3 – Revisão Bibliográfica

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entra nos esgotos através do desperdício derivado da produção antibiótica e da

disposição inadequada destas drogas.

As concentrações de antibióticos encontradas no esgoto variam entre 1 e 100 µg/l.

Tais concentrações são 100 a 1000 vezes menores quando comparadas às

necessárias para inibir bactérias resistentes, porém são suficientes para afetar as

bactérias suscetíveis aos antibióticos (AL-AHMAD et al., 1999). Devido à ocorrência

de tais concentrações destes antimicrobianos no esgoto estes passam a ser um

ambiente ideal para ocorrer a seleção de bactérias resistentes aos antibióticos.

Entre as grandes quantidades de substâncias que estão presentes no esgoto, há

algumas que possuem o potencial de selecionar bactérias resistentes a antibióticos,

embora elas não sejam antibióticas. Dois importantes grupos de substâncias não

antibióticas que têm essa propriedade são os metais pesados e biocidas. Metais

pesados são difundidos no esgoto em conseqüência da poluição industrial. Biocidas

são introduzidos nos esgotos por hospitais, fazendas, matadouros e

estabelecimentos que processam alimentos onde esses agentes são utilizados para

desinfecção do ambiente e utensílios, ou pela comunidade devido à presença

desses agentes em produtos de limpeza, como sabões e detergentes para lavar

pratos (GUARDABASSI; DALSGAARD, 2002).

As bactérias podem ter mecanismos inespecíficos de resistência para diferentes

substâncias, incluindo metais pesados, biocidas e antibióticos. Em ambos os casos,

a exposição para uma substância resulta na seleção de cepas bacterianas capazes

também de resistir à outra substância - co-seleção (GUARDABASSI; DALSGAARD,

2002).

3 – Revisão Bibliográfica

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3.5.2 Transferência de Genes Resistentes no Esgoto

Umas das maiores preocupações da resistência a antibiótico é a disseminação dos

genes resistentes de uma espécie bacteriana para outra, especialmente nos casos

de transferência de resistência entre bactérias não patogênicas para as patogênicas

(MORSE; JACKSON, 2003).

Há uma mobilidade substancial de genes resistentes a antibióticos entre bactérias

de mesma espécie, mas também entre bactérias filogeneticamente distantes,

(HEUER et al., 2002) além do movimento de bactérias de diferente habitat ambiental

que de alguma forma relaciona-se com a cadeia alimentar e atividade humana

(WITTE, 1998).

A transferência horizontal dos genes é comum na natureza ou em sistemas de

tratamento de esgoto, onde a densidade de bactérias é elevada e

conseqüentemente é a oportunidade apropriada para duas células bacterianas

aproximar-se e juntar uma a outra (MUELA et al., 1994).

Bactérias têm desenvolvido diferentes mecanismos de resistência aos antibióticos

introduzidos nos tratamentos médicos e na medicina veterinária. Estudo tem

demonstrado extensiva transferência de genes resistentes a antibióticos entre

bactérias entéricas, bacterióides e bactérias gram-positivas no colo intestinal

humano (SHOEMAKER et al., 2001). Também já foram constatadas elevadas

freqüências de transferência genética entre bactérias no esgoto (MACH; GRIMES,

1982; MARCINEK et al., 1998).

Os genes responsáveis pela resistência estão localizados em plasmídeos

(extracromossomais) ou no cromossomo bacteriano e são transmitidos para as

gerações por meio de divisão binária, fenômeno este denominado transferência

vertical. Os elementos genéticos, tais como plasmídeos ou pedaços de DNA

cromossômico, podem também, serem transmitidos para outras bactérias de

diferentes espécies por meio de mecanismos específicos de recombinação e troca,

sendo assim, denominada transferência horizontal (DAVIDSON, 1999). A

3 – Revisão Bibliográfica

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transferência genética pode ocorrer através de três processos bastante conhecidos

como a transformação, conjugação e transdução (Figura 3.6).

Fonte: Adaptado de Levy, 1998

Figura 3.6: Mecanismo de transferência genética

bacteriana

Os plasmídeos geralmente não codificam funções essenciais para o crescimento

bacteriano, mas possuem funções que são importantes sob condições particulares,

tais como resistência a antibiótico, resistência a metais pesados, funções

metabólicas ou produção de antibióticos, toxinas e fatores de virulência. (SNYDER;

CHAMPNESS, apud GUARDABASSI; DALSGAARD, 2002).

A transferência horizontal é muito comum na natureza, podendo ser utilizada até

mesmo em sistemas biotecnológicos artificiais que depende, principalmente, das

densidades populacionais entre as células bacterianas doadoras e aquelas bactérias

possivelmente receptoras (MUELA et al., 1994; ALONSO et al., 2001).

Hummel et al., (1986), observaram este fenômeno na Alemanha, quando

fazendeiros, em 1980, começaram a fazer uso de um antibiótico antes nunca

utilizado, para promoção de crescimento em suínos chamado de “nourseothricin”.

Tal uso conduziu a um rápido desenvolvimento de Escherichia coli resistentes a esta

droga, isoladas de suínos e de produtos de carne de porco. Por volta de 1990,

3 – Revisão Bibliográfica

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bactérias E. coli resistentes a “nourseothricin” tinham sido passadas para os

empregados da fazenda, família do fazendeiro, cidadãos da comunidade (onde o

antibiótico era utilizado) e pacientes que sofriam de infecções do trato urinário.

Alguns anos depois, o gene de resistência a “nourseothricin” foi achado em Shigella,

uma bactéria encontrada em primatas (inclusive humanos), mas não em suínos

(TSCHÄPE, 1994). Nenhuma bactéria resistente a “nourseothricin” foi isolada de

pessoas ou animais em outras regiões da Alemanha onde o antibiótico não estava

sendo utilizado. O aparecimento de Shigella resistentes a “nourseothricin” indicou

que a resistência foi transferida de bactérias expostas aos antibióticos na fazenda

para um patógeno humano.

Há um crescente conjunto de evidências demonstrando que a transferência

horizontal pode ser um fator determinante da presença de cepas patogênicas no

meio ambiente (WITTE, 1998; DAVIDSON, 1999; SMALLA et al., 2000; SCHMIDT et

al., 2001) sendo as populações resistentes mantidas sob pressão de seleção devido

à presença de antibióticos no meio.

O mecanismo muito provável a contribuir para a transferência horizontal do gene de

resistência a antibióticos é denominado de transformação natural. A transformação

natural é definida como um processo pelo qual a bactéria absorve moléculas de

DNA dispersa no meio (SMALLA et al., 2000), resultando em alterações do genótipo

desta célula. Esse DNA pode ser proveniente, por exemplo, de bactérias mortas.

A transformação tem sido demonstrada em diferentes bactérias numa variedade de

ecossistemas naturais (DAVIDSON, 1999). Foram constatadas transformações de

Pseudomonas stutzeri, para resistência a rifampicina em águas marinhas

(STEWART; SINIGALLIANO, 1991) e em sedimentos microcosmos (PAUL et al.,

1992); Acinetobacter calcoaceticus em diferentes tipos de solos (NIELSEN et al.,

1997) e Escherichia coli, em águas de rios e nascentes (BAUR et al., 1996) entre

outros.

Um outro processo de transferência de genes é a transdução onde a molécula de

DNA do plasmídeo é englobada por um vírus bacteriano (bacteriófago) e transferido

3 – Revisão Bibliográfica

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pelo vírus para outra bactéria da mesma espécie (BERTRAM, 1998). Estudo tem

demonstrado uma grande concentração de bacteriófagos que infecta Escherichia

coli O157:H7, no esgoto (MUNIESA; JOFRE, 1998).

E por fim a conjugação bacteriana que descreve a transferência de DNA pelo

contato direto de célula a célula entre bactérias. Este mecanismo é especialmente

importante para disseminação da resistência mediada por plasmídeos (BERTRAM,

1998). De acordo Davidson (1999), a conjugação é um mecanismo de transferência

de gene mais comumente utilizado pelas bactérias e conforme Pereira et al., (1997),

a conjugação pode desempenhar um importante papel na disseminação de

resistência a drogas em condições naturais.

3.6 Organismos Indicadores

Os organismos patogênicos mais comumente encontrados em águas e esgotos

podem ser divididos em quatro grupos distintos: vírus, bactérias, protozoários e

helmintos (TOZE, 1999). A maioria destes são de origem entérica, ou seja, são

excretados junto com o material fecal e liberados nos esgotos, onde entram em

contato com os corpos d’água. Tendo em vista que a detecção específica e direta

destes microrganismos em amostras de água é extremamente difícil, em razão da

suas baixas concentrações (VON SPERLING, 2005), além de ser economicamente

impraticável, geralmente utiliza-se um microrganismo indicador de contaminação

fecal, como indicador da presença de patogênicos em águas e águas residuárias

(BELL et al, 1983).

Dentre os principais grupos de bactérias utilizados como indicadores de

contaminação fecal, o mais utilizado são aqueles denominados genericamente

coliformes ou mais especificamente Escherichia coli. O grupo coliforme compreende

bactérias gram-negativas, fermentadoras de lactose, não formadoras de esporos e

que se desenvolvem a 37

C. O grupo dos “coliformes fecais”, dentre eles o gênero

Escherichia consiste num subgrupo no qual os organismos desenvolvem-se até 44,5

3 – Revisão Bibliográfica

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C (termotolerantes) e as medidas destes organismos na água são relacionadas com

riscos de contrair doenças gastrointestinais (BARREL et al., 2000).

Os coliformes, e dentre eles, os “coliformes fecais” ou termotolerantes, são bactérias

entéricas, mas podem ter representantes ditos ambientais. Na Figura 3.7, pode-se

observar a representação esquemática da distribuição relativa dos indicadores,

bactérias patogênicas além de outras formas de bactérias.

Fonte: Adaptado de von Sperling, 2005

Figura 3.7: Representação esquemática das bactérias e dos organismos indicadores de

contaminação fecal

O único coliforme seguramente de origem fecal detectado rotineiramente em

amostras ambientais é Escherichia coli. Por esse motivo, a E. coli é amplamente

utilizada como indicador de contaminação fecal. No âmbito de tratamento de

esgotos, pode-se dizer que a detecção de bactérias de origem fecal não é tão

importante, já que a presença de matéria orgânica e microrganismos fecais sempre

estão presentes nos esgotos (VON SPERLING, 2005). Devido aos coliformes

apresentarem resistência levemente superior à maioria das bactérias patogênicas

intestinais, utiliza-se os mesmos para indicar a eficiência de remoção dos patógenos

presentes em um sistema de tratamento de esgoto.

3 – Revisão Bibliográfica

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3.7 Desinfecção

A desinfecção é um processo para eliminar os organismos patogênicos sem, no

entanto produzir uma água esterilizada, já que a esterilização implica na

destruição de todas as formas de vida em um meio.

Muitos microrganismos patogênicos podem ser transmitidos através de água

contaminada por efluentes de esgoto, estes por sua vez, devem ser desinfetados

para prevenir doenças por veiculação hídrica. Existem vários métodos de

desinfecção de água potável: o cloro (sob diversas formas), ozônio, cloraminas,

permanganato de potássio, a mistura ozônio/peróxido de hidrogênio, íon ferrato,

ácido paracético (DANIEL, 2001), sendo que na desinfecção de esgotos os

processos mais utilizados são a cloração/descloração, ozônio e radiação ultravioleta

(WEF, 1996).

Os primeiros registros relatando o uso de radiação ultravioleta para a desinfecção de

água foram em 1877, quando os ingleses Downes e Blunt provaram que era

possível inativar microrganismos expondo-os a radiação ultravioleta (KOLLER,

1952). Embora a desinfecção por ultravioleta tenha sido reconhecida no século XIX,

sua aplicação não evoluiu em razão da técnica de cloração, largamente utilizada e

com bons resultados na desinfecção. A desinfecção de esgoto por irradiação UV é

considerada uma alternativa à desinfecção química, devido à ausência de

subprodutos tóxicos que normalmente são gerados nesta última. Um dos poucos

problemas encontrados neste método é que este não é capaz de oferecer uma

desinfecção residual ao longo do sistema de abastecimento.

A desinfecção ultravioleta é um mecanismo físico, no qual a energia ultravioleta é

absorvida pelos diferentes componentes orgânicos-moleculares essenciais ao

funcionamento da célula (HUFF et al., 1965). A ação germicida da radiação UV está

associada às alterações estruturais que esta provoca no DNA das células,

conseqüência de reações fotoquímicas desencadeadas pela absorção da radiação

pelas moléculas que constituem o DNA.

3 – Revisão Bibliográfica

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A eficiência de um sistema de desinfecção por ultravioleta depende principalmente

das características do afluente, concentração de colóides e partículas no esgoto; da

intensidade da radiação UV aplicada; do tempo de exposição dos microrganismos a

radiação.

Tem-se discutido sobre o efeito da desinfecção em bactérias resistentes a

agentes antimicrobianos. Moken et al., (1997) estudaram a probabilidade de

seleção de Escherichia coli resistentes a antibióticos por desinfetantes como “pine

oil”. Neste estudo os autores verificaram que existe a possibilidade do desinfetante

ser capaz de selecionar bactérias resistentes a antibióticos.

No trabalho de Murray et al., (1984) sobre o efeito da cloração em bactérias

resistentes a antibióticos isoladas de esgoto, foi verificado, em laboratório, um

aumento significativo na porcentagem de cepas resistentes a múltiplos antibióticos

(dois ou três antibióticos) facilitando assim a transferência da resistência para uma

bactéria possivelmente patogênica. Os autores verificaram que 84% das cepas

isoladas foram resistentes à pelo menos um antibiótico testado, sendo que 79,5% foi

no esgoto bruto; 88,2% no efluente clorado e 81,2% no efluente final.

Bactérias Staphylococcus aureus, resistentes a meticilina têm sido consideradas

mais resistentes aos compostos quartenários do que as cepas Staphylococcus

aureus meticilium suscetível (AL-MASAUDI et al., 1988).

Silveira (2004), analisando a influência da resistência a antibióticos na desinfecção

constatou que em Escherichia coli isoladas do esgoto hospitalar tratado, a presença

de multirresistência a antibióticos não alterou o processo de desinfecção com cloro

ou ozônio. Por outro lado, em Escherichia coli isoladas do esgoto bruto, a autora,

observou resistência à desinfecção com ozônio em algumas colônias sensíveis aos

antimicrobianos. Guimarães et al., (2000), também não observaram nenhuma

relação entre susceptibilidade a antibióticos e desinfetantes.

Tem sido relatado que a desinfecção com UV resulta na diminuição não significativa

da porcentagem de coliformes totais resistentes à estreptomicina, porém há um

3 – Revisão Bibliográfica

___________________________________________________________________

aumento significativo na porcentagem destes microrganismos resistentes a

tetraciclina e cloranfenicol, após o processo de desinfecção (MECKES, 1982).

Meckel (1982), acredita que a proteína específica responsável para a resistência

bacteriana à tetraciclina pode absorver a luz UV 254nm o suficiente para

proporcionar a essa bactéria determinada proteção à radiação UV.

3.8 Esgotos Hospitalares e Sanitários

Os esgotos hospitalares apresentam pouca diferença em relação aos esgotos

sanitários em se tratando de concentração de matéria orgânica, (DQO

e DBO

metais, pH e ambos são, geralmente, enviados para mesma estação de tratamento

(SILVEIRA, 2004). Contudo, a presença de substâncias como drogas, desinfetantes

e químicos apresentam-se em elevadas concentrações nas águas residuárias

hospitalares (KÜMMERER et al., 1999). Em termos de vazões geradas, medições

realizadas no Hospital Universitário de Freiburg, Alemanha, com capacidade de

1400 leitos, indicaram o valor médio de 600 m

/dia, gerando uma vazão diária de

0,429 m

por leito, enquanto que, no Hospital Comunitário da mesma cidade, com

capacidade de 450 leitos, a vazão média foi de 290 m

/d, o que significa a geração

diária de 0,644 m

por leito (KÜMMERER et al, 1997). No Hospital das Clínicas de

Porto Alegre, com capacidade de 725 leitos, a geração de efluentes é de

aproximadamente 27.000 m

/mês (ORTOLAN, apud SILVEIRA, 2004), o que

corresponde a 1,241 m

/d por leito. Tsai et al., (1998), citam que a quantidade de

efluente gerado por hospitais com capacidade de mais de 100 leitos, em Taiwan, é

de aproximadamente 1 m

/d, o que representa a geração diária de aproximadamente

0,010 m

por leito, com concentração de DBO

de 380 mg/L

e relação DQO

/DBO

de aproximadamente 2,10.

As principais diferenças dos esgotos hospitalares com esgotos sanitários referem-se

à composição orgânica e biodegradabilidade. Al-Ahmad et al., (1999), estudando a

biodegradabilidade de antibióticos e sua inibição em ETEs verificaram que muitos

antibióticos são incompletamente metabolizados após o seu lançamento em

sistemas de coleta e tratamento de esgotos, permanecendo ativo na fase líquida por

3 – Revisão Bibliográfica

___________________________________________________________________

28 a 40 dias onde exercem potencial ação seletiva sobre as populações bacterianas

presentes, alterando, inclusive a eficiência do sistema biológico de tratamento de

esgoto.

Tsai et al., (1998), avaliaram determinados organismos presentes no esgoto e lodo

proveniente de ETEs de um hospital, em Taiwan. As contagens foram, em unidades

formadoras de colônia por grama de lodo seco (UFC/g lodo seco): 8,1 x 10

para

organismos totais; 1,4 x 10

para coliformes totais; 3,6 x 10

para “coliformes fecais”;

1,6 x 10

para Estreptococcus fecais; 2,2 x 10

para Pseudomonas aeruginosa e

5,5x10

para Salmonella spp. Dentre os quatro microrganismos mais freqüentes,

isolados do esgoto gerado em áreas de internação do Hospital das Clínicas de Porto

Alegre (ORTOLAN, apud SILVEIRA, 2004), encontram-se Escherichia coli (20%),

Enterobacter cloacae (16%), Klebsiella pneumoniae (13%) e Enterococcus faecalis

(12%). Em efluentes gerados nas áreas de laboratório a distribuição altera-se para

Alcaligenes spp (30%), Escherichichia coli (13%), Klebsiella pneumoniae (10%) e

Acinetobacter lwoffi (10%). Os microrganismos patogênicos presentes no esgoto

são, na maior parte, o reflexo dos organismos presentes no ambiente hospitalar,

sendo de grande importância à identificação dos organismos causadores de

doenças infecciosas.

Um estudo de identificação de bactérias infecciosas em pacientes hospitalizados de

31 centros médicos nos Estados Unidos e Canadá foi realizado por Mathai et al.,

(2001). Das 32 espécies identificadas, os principais organismos encontrados foram:

Escherichia coli (46,9%), Enterococcus spp (12,8%), Klebsiella spp (11,0%),

Pseudomonas aeruginosa (7,5%) e Proteus mirabilis (5,0%). A avaliação foi

realizada durante um período de dois anos e foi observado que, após o primeiro ano,

a ordem de ocorrência destes organismos não foi alterada, contudo, os padrões de

resistência modificaram-se. Verificaram também, elevada co-resistência ou multi-

resistência a tetraciclinas, sulfonamidas, aminoglicosídeos e fluoroquinolonas.

Trabalho semelhante foi realizado em hospital da Alemanha, durante um período de

6 anos. Foram identificados os patógenos causadores de infecções urinárias em

pacientes hospitalizados, bem como sua susceptibilidade a determinados

3 – Revisão Bibliográfica

___________________________________________________________________

antibióticos. A Escherichia coli apresenta-se em primeiro lugar, com 33,5% de

incidências e Enterococcus spp em segundo, com 22,7%. Seguem-se Pseudomonas

aeruginosa (11,9%), Klebsiella sp (9,2%), Proteus spp (7,8%), Enterobacter sp

(2,5%) e Staphylococcus aureus (2,3%) (WAGENLEHNER et al., 2002). Com

relação aos antibacterianos avaliados, foi observado um aumento significativo nos

níveis de resistência do ano de 1994 para o ano de 2000, período de realização do

estudo. Colônias isoladas de E. coli apresentaram resistência a ampicilina em 38,6%

das amostras, ampicilina/sulbactam em 29,7%, sulfametoxazol/trimetoprim em

25,1%, ciprofloxacina em 10,3%, cefuroxima 5% e gentamicina em 3,7% das

amostras.

Fluit et al., (2001), ao analisarem os dados provenientes de 23 hospitais de

diferentes países da Europa, totalizando 17934 espécies isoladas de pacientes,

constataram que Escherichia coli surge em primeiro lugar, representando 18,5% das

amostras. Na seqüência consta Staphylococcus aureus (17,0%), Pseudomonas

aeruginosa (7,9%), Staphylococcus pneumoniae (6,6%), Haemophilus influenzae

(6,1%), Staphylococcus epidermidis (4,4%), Klebsiella pneumoniae (4,3%),

Enterococcus faecalis (4,1%).

Uma avaliação das demandas e lançamentos de antibióticos nos esgotos

hospitalares e esgotos domésticos mostrou resultados diversificados. Na Dinamarca,

em 1995, foram utilizadas aproximadamente 38 toneladas de antibióticos, em uma

população de 5,2 milhões de habitantes (HALLING-SORENSEN et al., 1998). Na

Alemanha, cerca de 411 toneladas de antibióticos foram utilizadas, no ano de 1999,

em aplicações humanas, dos quais 105 toneladas em hospitais (KÜMMERER,

2001). Considerando as taxas de excreção, estes valores indicariam que

aproximadamente 86 toneladas foram descarregadas na rede coletora de esgotos.

Além disto, foi observado pelo autor que as concentrações de antibióticos nos

esgotos hospitalares situam-se na faixa de concentração máxima inibitória para

bactérias patogênicas sensíveis a algumas substâncias ativas.

Kümmerer et al, (2004), ressaltam a dificuldade em avaliar o impacto que

antibióticos, desinfetantes e citotoxinas podem causar em bactérias presentes em

3 – Revisão Bibliográfica

___________________________________________________________________

amostras ambientais. Realizando testes de inibição respiratória padronizados, os

autores avaliaram a resistência bacteriana a uma série de antibióticos e constataram

que o risco é subestimado quando as amostras provêm de esgotos ou lodos.

Dependendo do modo de ação do antibiótico e dos mecanismos de resistência,

determinados grupos de bactérias são afetados pelos compostos ativos presentes

no esgoto e lodo enquanto outros não.

4 – Material e Métodos

___________________________________________________________________

4. Material e Métodos

4.1 Contextualização da Pesquisa

Esta pesquisa recebeu apoio financeiro da Prefeitura Municipal de Vitória através do

Edital nº 02/2004 do FACITEC e realizada no período de dezembro de 2004 a abril

de 2006 na Estação de Tratamento de Esgoto Experimental da Universidade Federal

do Espírito Santo (ETE - UFES). Sendo que parte desta pesquisa também foi

realizada em um hospital localizado na região da Grande Vitória - ES.

As análises físico-químicas e microbiológicas foram realizadas no Laboratório de

Saneamento do Instituto Núcleo Água, Núcleo de Bioengenharia Aplicada ao

Saneamento da Universidade Federal do Espírito Santo, localizado no Campus

Universitário de Goiabeiras, Vitória - ES.

4.2 Descrição da ETE - UFES

A ETE - UFES (Figura 4.1), trata esgoto sanitário de características médias e origem

doméstica a uma vazão de 1,0 l/s, tem capacidade em atender uma população de

1.000 habitantes. O esgoto bruto que alimenta a ETE - UFES é proveniente do bairro

Jardim da Penha, bairro de classe média a alta, localizado nas proximidades do

Campus Universitário. Parte deste esgoto é recalcada, para a elevatória da ETE -

UFES, através de uma bomba submersível posta no interior da elevatória operada

pela Companhia Espírito Santense de Saneamento (CESAN).

4 – Material e Métodos

___________________________________________________________________

Esta ETE possui um sistema de tratamento de esgoto do tipo UASB + FBAS, que

consiste na associação de um reator anaeróbio de manta de lodo e fluxo ascendente

(UASB) com Filtro Biológico Aerado Submerso (FBAS) cujo lodo de descarte é

recirculado para posterior digestão no reator UASB e um decantador. O tempo de

detenção hidráulica do esgoto nesta estação é de aproximadamente, 11 horas. As

Figuras 4.2 e 4.3, ilustram uma fotografia aérea do FBAS e do decantador,

respectivamente.

Figura 4.1: Sistema ETE - UFES

O esgoto bruto, bombeado da elevatória de Jardim da Penha, passa por um

gradeamento na entrada da elevatória da ETE - UFES. Do interior da elevatória, o

esgoto é bombeado até a caixa de areia no topo do reator UASB, sendo o efluente

do mesmo encaminhado ao FBAS (Figura 4.2) e em seguida dirigido para o

decantador (Figura 4.3). O lodo excedente da etapa aeróbia é removido do biofiltro

através de uma válvula e encaminhado para a elevatória. Desta maneira, o lodo

aeróbio mistura-se com o esgoto bruto, para ser enviado ao reator UASB.

Assim a ETE - UFES possui apenas o reator UASB como fonte geradora de lodo.

Esse lodo ao ser descartado é encaminhado ao leito de secagem (Figura 4.4). O

efluente final da ETE - UFES é lançado em um corpo receptor localizado nas

proximidades da estação.

UASB

FBAS

DEC

4 – Material e Métodos

___________________________________________________________________

Figura 4.2: Vista aérea do FBAS

Figura 4.3: Vista aérea do decantador

Figura 4.4: Vista aérea do leito de secagem

4.3 Descrição do Sistema de Tratamento do Esgoto

Hospitalar

O hospital em estudo situa-se na cidade de Vitória e o sistema de tratamento de

esgoto é composto basicamente por dois sistemas tanques sépticos seguidos de

filtro anaeróbio denominados de sistema tanque séptico seguido de filtro anaeróbio 1

(STSFA - 1) corresponde a ampliação do hospital e o sistema tanque séptico

seguido de filtro anaeróbio 2 (STSFA - 2) correspondente à estrutura antiga. Os

efluentes destes sistemas se misturam para posterior desinfecção com cloro (Figura

4.5).

4 – Material e Métodos

___________________________________________________________________

Figura 4.5: Esquema do sistema de tratamento de esgoto hospitalar

O STSFA - 1 possui uma vazão média de aproximadamente 0,142 l/s. Este sistema

de tratamento de esgoto recebe efluentes provenientes dos seguintes setores e

serviços do hospital: manutenção, centro de processamento de dados, internação

(SUS), internação particular, consultórios, diretoria, hemodinâmica e ressonância,

água pluvial, câmara escura, maternidade, centro obstétrico, pediatria, berçário,

Unidade Coronariana (UNICOR), laboratórios, clínica médica, cozinha, copas,

caldeiras com passagem de óleo.

O STSFA - 2 possui uma vazão média de aproximadamente 0,065 l/s. Este por sua

vez recebe esgoto dos setores: enfermaria da oncologia feminino e masculino,

Unidade de Tratamento Intensivo (UTI), Pronto Socorro Geral, Pronto Socorro

Pediátrico, água pluvial, centro cirúrgico, farmácia, endoscopia, recursos humanos,

banco de sangue, quimioterapia, casa de lixo, patologia, copas, cantina, enfermaria.

Tanque

Séptico

Tanque

Séptico

Filtro

Anaeróbio

Filtro

Anaeróbio

Galeria

Dosagem

de Cloro

Sistema Tanque Séptico - Filtro Anaeróbio-1

Sistema Tanque Séptico - Filtro Anaeróbio-2

Hospital

Outras

Contribuições

enda: CP

(

Caixa de Passa

)

4 – Material e Métodos

___________________________________________________________________

Figura 4.6: Pontos de coleta do esgoto hospitalar

A unidade hospitalar sob estudo tem um sistema de tratamento de esgoto

desenvolvido de acordo com a Resolução Nº 50 da ANVISA e a NBR 7229/1993 da

ABNT. Para o dimensionamento dos tanques sépticos e dos filtros anaeróbicos

foram considerados alguns parâmetros apresentados na Tabela 4.1. Também foram

considerados o intervalo de limpeza igual a 1 ano, e a temperatura ambiente t ≥

20ºC.

Tabela 4.1: Parâmetros utilizados para o dimensionamento dos tanques sépticos e dos filtros

anaeróbicos (STSFA - 1 e STSFA - 2)

Contribuintes N Consumo de água

Leitos 102 120litros x leito/dia

Partos/dia 02 25 litros x cirurgia/dia

Funcionários 219 50 litros x funcionário/dia

STSFA-1

Atendimentos externos/dia 293 10 litros x paciente/dia

Leitos 160 120litros x leito/dia

Cirurgias/dia 28 25 litros x cirurgia/dia

Funcionários 630 50 litros x funcionário/dia

Atendimentos externos/dia 873 10 litros x paciente/dia

STSFA-2

Máquinas de hemodiálise 10 600 l x máquina/dia

EBH -1

SF - 1

EBH - 2 SF - 2

Tanque de

desinfecção

4 – Material e Métodos

___________________________________________________________________

A partir dos cálculos para o dimensionamento dos tanques sépticos e dos filtros

anaeróbicos concluiu-se que: para o STSFA - 1 seria necessário um tanque séptico

com um volume de 26 m

para atender o efluente gerado no hospital. Para o filtro

anaeróbico precisaria de uma capacidade de 24,2 m

, porém o sistema de

tratamento existente no hospital é formado de um tanque séptico de 47,04 m

e um

filtro anaeróbico de 30,58 m

, atendendo assim ao fluxo de esgoto gerado pelo

hospital.

Para o STSFA - 2 seriam necessários um tanque séptico de 58,54 m

e um filtro

anaeróbico de 58,02 m

. Contudo, o tanque séptico existente possui um volume útil

de 77,98 m

e um filtro anaeróbico com capacidade para 63,54 m

, sendo suficiente

para atender o esgoto gerado por alguns setores do hospital.

4.3.1 Desinfecção do Esgoto Hospitalar

O hospital utiliza o sistema do tipo clorador de pastilha (Figura 4.7) para a

desinfecção do seu efluente. Este sistema foi escolhido devido à facilidade de

instalação do equipamento e à segurança no manuseio e armazenamento do

produto desinfetante. As pastilhas utilizadas foram de hipoclorito de cálcio Ca(OCl)

tipo Cloropast 1050.

Figura 4.7: Dosador de cloro Sany Clor 13500

4 – Material e Métodos

___________________________________________________________________

4.4 Planejamento Experimental para Avaliação dos Esgotos

Hospitalar e Sanitário (ETE - UFES)

As campanhas de monitoramento objetivaram as análises das seguintes variáveis:

concentrações de DBO

, DQO

, nitrogênio total (NTK) e amoniacal (NH

), sólidos

suspensos totais (SST), fósforo, turbidez para as diversas unidades componentes

dos sistemas de tratamento da ETE - UFES e do sistema de tratamento do esgoto

hospitalar (ilustração na Tabela 4.2). Também foram medidas vazões afluentes ao

tratamento preliminar da ETE - UFES e vazões afluentes ao sistema de tratamento

do esgoto hospitalar. O cloro residual foi efetuado em apenas um ponto de coleta do

esgoto hospitalar, no tanque de desinfecção de cloração.

Além das variáveis físico-químicas também foram realizadas análises de coliformes

totais e Escherichia coli.

A amostragem do esgoto hospitalar foi realizada semanalmente, durante os meses

de fevereiro a agosto de 2005 e a amostragem do esgoto sanitário foi realizada

também semanalmente, porém, entre os meses de março a agosto de 2005.

Foram realizadas coletas de amostras simples e compostas (amostragem composta

refere-se à coleta de uma amostra que seja representativa das possíveis variações

ocorridas em um determinado processo).

As coletas de amostras simples foram sempre coletadas no período da manhã entre

8 a 9 horas. O monitoramento composto dos processos de tratamento de esgoto da

ETE - UFES foi realizado por meio de coletores programáveis (marca ISCO)

realizado com o auxílio de bombas peristálticas, que coletavam as amostras por um

período de 24 horas. Já o monitoramento composto do esgoto hospitalar foi

realizado manualmente, retirando uma alíquota a cada uma hora durante um período

de 10 horas correspondente as 8:00 da manhã as 18:00 horas da tarde. Esta coleta

foi realizada desta forma devido à indisponibilidade de um coletor programável.

4 – Material e Métodos

___________________________________________________________________

4.4.1 Pontos de Coleta na ETE - UFES

Os pontos de coleta para o monitoramento do tratamento do esgoto sanitário estão

apresentados abaixo:

 Esgoto afluente ao reator UASB, coletado na elevatória (ponto denominado

EBS);

 Esgoto efluente ao reator UASB e afluente ao FBAS, coletado na caixa de

entrada do FBAS (ponto denominado de UASB);

 Esgoto efluente ao decantador e FBAS, coletado na saída do decantador

(ponto chamado de efluente final - Efinal).

4.4.2 Pontos de Coleta no Sistema de Tratamento do Esgoto

Hospitalar

Os pontos de coleta para o monitoramento do tratamento do esgoto hospitalar estão

apresentados abaixo:

 Esgoto afluente ao tanque séptico (ponto denominado EBH - 1 esgoto bruto

do STSFA - 1 e EBH - 2, esgoto bruto do STSFA - 2);

 Esgoto efluente ao filtro anaeróbio (ponto denominado de SF - 1 para o

esgoto efluente ao filtro anaeróbio do STSFA - 1 e SF - 2 para o esgoto

efluente ao filtro anaeróbio do STSFA - 2);

 Esgoto efluente ao tanque de desinfecção de cloro (ponto denominado de

TD).

4 – Material e Métodos

___________________________________________________________________

4.5 Análises Físico-Químicas

Os métodos analíticos empregados (Tabela 4.2) seguiram os padrões do Standard

Methods for the Examination of Water and Wastewater r - 19º Edição (APHA., 1995).

Tabela 4.2: Resumo das metodologias das análises físico-químicas

Parâmetro Métodos Referência

DQOt Oxidação por Dicromato de STANDARD METHODS 5220 D,1995

Potássio em Meio Ácido

DBO

Método Respirométrico STANDARD METHODS 5210 D,1995

Turbidez Método Nefelométrico STANDARD METHODS 2130 B,1995

SST Método Gravimétrico STANDARD METHODS 2540,1995

pH Método Eletrométrico

STANDARD METHODS 4500-H

B,1995

Temperatura Método de Laboratório STANDARD METHODS 2550 B,1995

e de campo

Fósforo Método do Ácido Ascórbico STANDARD METHODS 4500 P,1995

pela Oxidação em Meio

Ácido

NTK e N-NH

Método Semi-Micro Kjeldahl STANDARD METHODS 4500 C,1995

4 – Material e Métodos

___________________________________________________________________

4.6 Análises Microbiológicas

4.6.1 Quantificação de Escherichia coli e Coliformes Totais

A quantificação de E. coli e coliformes totais foram realizadas através do sistema de

cartelas, utilizando substrato definido, com o reagente Cromogênico/Flurogênico. O

sistema de cartelas é um método de quantificação semi-automático embasado no

modelo de Número Mais Provável (NMP) (APHA, 1995). A seladora

automaticamente distribui e sela a mistura da amostra com o reagente dentro das

cavidades das cartelas. Após a incubação das cartelas, os números de cavidades

positivas são convertidos ao NMP através de uma Tabela de conversão.

4.6.2 Isolamento de Escherichia coli

A metodologia de isolamento de E. coli foi baseada na presença de reação positiva

da cartela de 98 poços para E. coli (Figura 4.8). Desses poços com reação positiva

foram retiradas amostras, através de uma seringa (Figura 4.9), e posteriormente

diluídas a 10

-1

em água de diluição esterilizada, para o isolamento das cepas de E.

coli. O isolamento foi realizado em meio Agar MacConkey específico para

enterobactérias (Figura 4.10). As placas foram incubadas a 37ºC durante o período

de 18 horas. Após o período de incubação as colônias isoladas foram selecionadas

e armazenadas. Em seguida era feito então testes confirmativos para E. coli que

foram realizados com bases em teste bioquímico utilizando sistema de confirmação

comercial Bactray I e II ® (Figura 4.12), cujos componentes reativos são: ONPG,

Arginina (ADH), Lisina (LDC), Ornitina (ODC), Uréia (URE), Glicose (VP), L-

fenilalanina (PD), Triptona (IND), Citrato de sódio (CIT) – no Bactray I e Rhamnose

(RHA), Adonitol (ADO), Arabinose (ARA) Salicina (Sal), Inositol (INO), Sorbitol

(SOR), Sacarose (SAC), Manitol (MAN), Rafinose (RAF) no Bactray II.

4 – Material e Métodos

___________________________________________________________________

Figura 4.8: Cartelas Quanti - Tray

Figura 4.9: Coleta de amostras

positivas para E. coli

Figura 4.10: Plaqueamento com amostras

positivas para E. coli em meio Agar

Mackonkey

Figura 4.11: Bactérias isoladas após

período de incubação

Figura 4.12: Teste bioquímico (Bactray I e II) ®

Cada kit do sistema Bactray ® é composto por dez suportes plásticos contendo 10

cavidades onde são realizados os testes, com apenas um inóculo todos os

substratos são ativados, evitando assim manuseio de vários tubos com diferentes

meios. Após a inoculação e incubação obtém-se, através das combinações das

4 – Material e Métodos

___________________________________________________________________

provas positivas, um código que lançado no sistema computadorizado possibilita a

identificação da bactéria. Confirmado a bactéria E. coli, as cepas eram estocadas em

tubo inclinado em meio A-1 (Merck) a temperatura de 2 a 8ºC.

4.6.3 Análise de Resistência a Antimicrobianos

As análises de resistência aos antimicrobianos foram realizadas empregando o teste

de suscetibilidade a antibióticos por discos de difusão de acordo com NCCLS

(National Committee for Clinical Laboratory Standards, 2004). Este método

semiquantativo “in vitro” feito por difusão de antibacterianos em Agar é destinado a

microrganismo de rápido crescimento tal como E. coli. Foram testados 14

antibióticos, selecionados em função da sua utilização na rotina do hospital e os

mais utilizados pela população em geral (Tabela 4.3).

Tabela 4.3: Principais antibióticos utilizados e suas concentrações

Antibacterianos Sigla Concentrações

Amicacina AMI 30µg

Tetraciclina TET 30µg

Ampicilina AMP 10µg

Cefaclor CFC 30µg

Ceftriaxona CRO 30µg

Ciprofloxacina CIP 5 µg

Cloranfenicol CLO 30µg

Penicilina PEN 10UI

Eritromicina ERI 15µg

Gentamicina GEN 10µg

Ac. Nalidixico NAL 30µg

Neomicina NEO 30µg

Amoxixilina AMC 20µg

Sulfametoxazol + Trimetoprima SUT 25µg

4 – Material e Métodos

___________________________________________________________________

Para a realização dos testes de susceptibilidade antimicrobiana, as culturas de E.

coli foram inoculadas em meio A-1 (Merck) e incubadas a 37°C por 24 horas. Em

seguida as culturas foram testadas em placas separadas, pelo método de diluição

em ágar, recomendado pelo NCCLS (2004), sendo Muller-Hinton o meio de cultura

escolhido. As culturas foram diluídas a uma concentração correspondente a 0,5 (na

escala de McFarland) e 1 mL desta diluição foi inoculada em placa com meio Muller-

Hinton. Após 48 horas de incubação a 37°C foi observada a presença ou ausência

de crescimento de halos nas placas, obtendo-se assim, o perfil de resistência ou

sensibilidade das amostras testadas. As Figuras 4.13 a 4.17 ilustram estes

procedimentos.

Figura 4.13: Cepa diluída em tampão

fosfato

Figura 4.14: Inóculo da cepa na placa

Figura 4.15: Distribuição do inóculo

na placa

Figura 4.16: Cultura em meio Muller-

Hinton

4 – Material e Métodos

___________________________________________________________________

Figura 4.17: Medição dos halos de inibição onde R (resistente) e S (sensível)

Os resultados foram interpretados conforme especificação da tabela padrão (Tabela

4.4). A leitura do antibiograma foi realizada através da medição dos halos de inibição

(considerável área sem crescimento detectável a olho nu por meio de uma régua)

(Figura 4.17). Neste trabalho as bactérias classificadas como intermediária foram

consideradas sensíveis.

Tabela 4.4: Interpretação de halos de inibição

Padrão Interpretativo

Zona de Inibição em mm

Antibacterianos

Resistente Intermediário Sensível

Amicacina ≤ 14 15-16 ≥ 17

Amoxicilina ≤ 13 14-17 ≥ 18

Ampicilina ≤ 13 14-16 ≥ 17

Cefaclor ≤ 14 15-17 ≥ 18

Ceftriaxona ≤ 13 14-20 ≥ 21

Ciprofloxacina ≤ 15 16-20 ≥ 21

Cloranfenicol ≤ 12 13-17 ≥ 18

Cotrimoxazol ≤ 10 11-15 ≥ 16

Eritromicina ≤ 13 14-22 ≥ 23

Gentamicina ≤ 12 13-14 ≥ 15

Ácido Nalidixo ≤ 13 14-18 ≥ 19

Neomicina ≤ 12 13-16 ≥ 17

Amoxicilina ≤ 28 - ≥ 29

Sulfametoxazol + Trimetoprima ≤ 14 15-18 ≥ 19

Adaptado do NCCLS, M100-S14, 2004

4 – Material e Métodos

___________________________________________________________________

4.7 Desinfecção de Culturas Puras de Escherichia coli com

Luz Ultravioleta (UV)

4.7.1 Descrição do Reator

Os ensaios de desinfecção foram realizados em um reator em batelada do tipo eixo

colimador (WERF, 1995), construído para a realização de testes controlados em

bancada de laboratório. As Figuras 4.18 e 4.19 ilustram o reator utilizado, chamado

de colimador.

Figura 4.18: Planta superior do reator UV com eixo colimador

Figura 4.19: Vista lateral do reator colimador, mostrando o posicionamento da amostra durante os

ensaios

4 – Material e Métodos

___________________________________________________________________

No colimador, a lâmpada de baixa pressão de vapor de mercúrio (germicida – UV

30W) foi instalada no interior de uma caixa retangular de aço com tampa removível

de alumínio, onde perpendicularmente é instalado um tubo de aproximadamente

60cm fixado na lateral da caixa, o qual constitui o eixo colimador do aparato.

Isto se fez necessário para fornecer somente radiação UV perpendicular ao plano de

saída do eixo colimador, visando à confiabilidade das leituras da intensidade de

radiação UV realizadas com medidor (radiômetro) (EPA, 1986).

A homogeneização da amostra foi garantida pela utilização de um agitador

magnético, que se manteve sob constante agitação durante o ensaio.

4.7.2 Metodologia

Foram realizados ensaios de desinfecção para diferentes padrões de resistência das

cepas isoladas. As doses aplicadas foram de 0, 10, 11, 12 e 15 mWs/cm

As cepas isoladas eram repicadas e incubadas em meio A1 com antibióticos para as

respectivas resistências encontradas nas cepas em teste. Após o período de

incubação de aproximadamente 18 horas era realizada a padronização do inóculo,

através da escala Mac-Farland.

Para cada ensaio inoculava-se aproximadamente 10

UFC/100mL. Os ensaios foram

realizados em replicata, em béqueres de 250mL, devidamente esterilizados, onde

90mL era composto por água de diluição e 10mL de solução bacteriana. Antes de

ser encaminhado ao colimador foi retirada uma alíquota para a realização do branco

(dose 0). Em seguida, estes béqueres foram submetidos à radiação ultravioleta,

sendo que a cada tempo de contato pré-definido era retirada uma alíquota de 200µl.

Decorrido o tempo de contato as alíquotas retiradas foram submetidas a ensaios de

quantificação em placas, duplicata, contendo meio Agar maconkey, sem antibiótico

para cepas sensíveis e com antibióticos para as respectivas resistências

4 – Material e Métodos

___________________________________________________________________

encontradas nas cepas em teste. As placas eram então incubadas “overnight” a

37ºC. Após o período de incubação era realizada a contagem das colônias crescidas

nas placas por meio de um contador de colônias mecânico, ilustrado na Figura 4.20.

Figura 4.20: Contador de colônias mecânico

4.8 Análises Estatísticas

Foi realizada estatística descritiva dos parâmetros utilizados no monitoramento do

esgoto hospitalar e sanitário.

As comparações entre os dados do monitoramento da ETE-UFES e do esgoto

hospitalar foram realizadas pelo teste estatístico de Wicoxon-Mann-Whitney, teste

não-paramétrico usado para testar se duas amostras independentes foram retiradas

de populações com médias iguais.

A comparação entre a porcentagem de bactérias resistentes a antibióticos no esgoto

hospitalar e no esgoto sanitário, e a comparação entre os pontos de cada sistema foi

realizada através do teste do Qui – Quadrado.

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

5. Resultados e Discussão

5.1 Considerações Gerais

Neste capítulo serão apresentados e discutidos os resultados do monitoramento do

sistema UASB + FBAS da ETE - UFES tratando esgoto sanitário, através de

amostras simples do esgoto bruto (EBS), do efluente do UASB e do efluente final

considerado por (FBAS + DEC). Serão também discutidos os resultados do

monitoramento do sistema tanque séptico seguido de filtro anaeróbio tratando o

esgoto hospitalar, por meio de amostras simples do esgoto bruto (EBH) e da saída

do filtro (SF), além do efluente do tanque de desinfecção (TD).

Serão apresentados e discutidos os resultados de resistência antimicrobiana em

bactérias E. coli isoladas de amostras do esgoto hospitalar e sanitário. As amostras

dos esgotos analisadas para a resistência bacteriana a antibióticos são as mesmas

analisadas no monitoramento físico-químico.

5.2 Caracterização do Esgoto Sanitário (ETE - UFES)

No monitoramento do sistema ETE - UFES foram analisadas amostras simples e

compostas, durantes os meses de março a agosto de 2005. Portanto, serão

discutidas somente as amostras simples, uma vez que estas apresentaram

características semelhantes.

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

5.2.1 Caracterização Físico-Química

5.2.1.1 Matéria Particulada (Turbidez e SST) e Orgânica (DQO

, e

DBO

) e pH

As características do esgoto sanitário (ETE - UFES) quanto à matéria particulada,

SST e turbidez, e a matéria orgânica (DQO

e DBO

) estão apresentadas nas

Figuras abaixo.

Figura 5.1: Concentrações de SST Figura 5.2: Valores de turbidez

Figura 5.3: Concentrações de DBO

Figura 5.4: Concentrações de DQO

A temperatura durante todo o período de monitoramento ficou em torno de 26°C.

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

O esgoto bruto proveniente do bairro de Jardim da Penha apresentou características

médias de 368 mg/L (DQO

), 220 mg/L (DBO

), 97 mg/L (SST) e 113 NTU (turbidez).

Com relação ao reator anaeróbio (UASB) este apresentou um efluente anaeróbio

com características médias de 166 mg/L (DQO

), 73 mg/L (DBO

), 48 mg/L (SST) e

74 NTU (turbidez).

O reator manteve suas características de eficiência e estabilidade no tratamento de

esgoto sanitário. Notou-se uma redução nos valores do desvio padrão, para os

parâmetros DQO

DBO

SST e turbidez, do esgoto bruto para o efluente anaeróbio,

mostrando que o reator UASB produziu um efluente com características mais

homogêneas, o que demonstra a capacidade do reator em produzir um efluente com

características estáveis.

De acordo com a legislação local (CONDEMA - Conselho Municipal de Meio

Ambiente/ Vitória - ES), o efluente tem que apresentar concentrações de SST e

DQO

abaixo de 100 mg/L e 200 mg/L, respectivamente. Portanto, durante o período

de monitoramento, a ETE-UFES obedeceu a esse padrão, uma vez que a

concentração média final de SST no seu efluente final foi de 24 mg/L e a

concentração média de DQO

foi de 62 mg/L.

A seguir, na Tabela 5.1 são apresentados, a título de comparação, os resultados

encontrados no atual estudo com os valores obtidos por outros autores, utilizando o

mesmo sistema de tratamento de esgoto. Durante a pesquisa de Veronez (2001),

Chiabai (2005) e Louzada (2006) o biofiltro aerado submerso operava com quatro

compartimentos chamados de BF1, BF2, BF3 e BF terciário (efluente final), sendo

que estes eram compostos por britas com diferentes granulometrias. No presente

estudo, mesmo o sistema sendo composto por um biofiltro aerado submerso seguido

de um decantador, foi obtido valores compatíveis com as pesquisas anteriores.

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

Tabela 5.1: Comparação entre os resultados do monitoramento obtidos nesta pesquisa e os resultados

obtidos em outras pesquisas, desenvolvidas na mesma ETE

DQO

DBO

SST DQO

DBO

SST DQO

DBO

SST

(mg/L) (mg/L)

(mg/L)

(mg/L) (mg/L)

(mg/L)

(mg/L) (mg/L)

(mg/L)

Veronez (2001) 409 (n=13) - 152 (n=12) 161 (n=25) - 52 (n=23) 64 (n=18) - 20 (n=18)

Louzada (2006) 429 (n=24) - 251 (n=24) 180 (n=24) - 89 (n=24) 67 (n=24) - 29 (n=24)

Chiabai (2005) 341 (n=3) 268 (n=3) 77 (n=3) 124 (n=3) 56 (n=2) 35 (n=3) 55 (n=3) 18 (n=2) 20 (n=3)

Resultados desta pesquisa 368 (n=26) 220 (n=18) 97 (n=26) 166 (n=25) 73 (n=18) 43 (n=23) 62 (n=23) 18 (n=17) 24 (n=25)

Fonte

EBS UASB Efinal

O esgoto sanitário apresentou valores médios de pH de 7,1 para o esgoto bruto

(EBS), 6,9 para o efluente do UASB e 7,1 para o efluente final (Efinal). Os valores

encontrados foram próximos à faixa neutra característicos de esgoto sanitário.

Verificou-se que o esgoto sanitário bruto que alimentou o sistema proporcionou

características típicas, com concentração média de SST de 97 mg/L e turbidez de

113 NTU. As eficiências médias de remoção ficaram em volta de 40% para o reator

UASB e 85% para o (FBAS + DEC) quanto ao parâmetro turbidez. Para SST

verificou-se eficiência média de remoção de 52% para reator UASB e 49% para o

(FBAS + DEC). As eficiências médias globais do sistema (UASB + FBAS) foram de

74% para SST e 88% para turbidez. Valores semelhantes aos encontrados por

Chiabai, (2005) na ETE - UFES, com 73% de remoção para SST.

Comparando-se o efluente final com o esgoto bruto afluente ao sistema, observou-se

que a DBO

foi reduzida de 220 mg/L para 18 mg/L (valores médios), resultando em

uma eficiência média global de remoção igual a 92%. Com relação à concentração

média de DQO

, foi verificada uma redução de 368 mg/L para 62mg/L, totalizando

uma eficiência média global de remoção igual a 83%.

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

5.2.1.2 Compostos Nitrogenados (NTK, Nitrogênio Amoniacal) e

Fósforo

Os resultados das características químicas referentes aos compostos nitrogenados

NTK e nitrogênio amoniacal e fósforo total estão apresentados nas Figuras abaixo.

Figura 5.5: Concentrações de NTK Figura 5.6: Concentrações de nitrogênio

amoniacal

Figura 5.7: Concentrações de fósforo

Constatou-se que o esgoto sanitário bruto afluente ao sistema (UASB + FBAS)

apresentou concentrações médias respectivas de NTK, nitrogênio amoniacal e

fósforo de 81 mg/L, 47 mg/L e 6,9 mg/L valores considerados típicos para esgotos

de origem doméstica.

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

Para amostras simples de efluentes do UASB e Efinal, as concentrações médias

de NTK obtidas foram de 50 mg/L e de 43 mg/L, respectivamente. Em relação à

concentração de nitrogênio amoniacal estes sistemas apresentaram efluentes

com valores que variaram de 41 mg/L para as amostras do efluente do UASB e

32mg/L para amostras do efluente final do sistema de tratamento de esgoto.

Quanto ao fósforo total analisado nesta pesquisa, foi verificado concentrações

médias que variaram de 6,1 mg/L no efluente do reator UASB e 5,6 mg/L no

efluente final.

De acordo com as Figuras 5.5 a 5.7 pode-se verificar que a ETE - UFES apresentou

eficiência global pouco significante quanto à remoção de NTK, nitrogênio amoniacal

e fósforo, apresentando valores médios de 46%, 31% e 18%, respectivamente.

Provavelmente o decréscimo dos nutrientes NTK, nitrogênio amoniacal e fósforo seja

em virtude do consumo destes pelos microrganismos para a síntese biológica, como

também pode ser devida a eficiente remoção da matéria particulada pelo sistema

UASB + FBAS e conseqüentemente, dos nutrientes (NTK, nitrogênio amoniacal e

fósforo) a ela associados, principalmente os de natureza orgânica.

De acordo com Chernicharo et al., (2000), a remoção de fósforo em ETE com o uso

de reator UASB somente será efetiva se forem utilizados produtos químicos para a

remoção do fósforo.

5.2.2 Caracterização Microbiológica

Os microrganismos utilizados para caracterização microbiológica do esgoto sanitário

foram os microrganismos indicadores de poluição fecal que são os coliformes totais

e Escherichia coli. Os resultados da caracterização microbiológica estão ilustrados

na Tabela 5.2.

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

Tabela 5.2: Estatística descritiva dos resultados microbiológicos da caracterização do esgoto

sanitário (ETE - UFES)

Parâmetro EBS UASB Efinal

N151414

Med

6,08x10

2,33x10

5,69x10

Mediana

5,04x10

2,83x10

5,36x10

(NMP/100mL)

Max 1,40x10

5,48x10

3,26x10

Min 3,26x10

8,62x10

2,26x10

DP 3,52x10

1,51x10

7,68x10

N141315

Med

4,61x10

4,16x10

5,45x10

E. coli

Mediana

6,72x10

4,73x10

5,10x10

(NMP/100mL)

Max 1,46x10

9, 00x10

2,98x10

Min 1,58x10

1,14x10

2,11x10

3,80x10

2,29x10

6,74x10

As concentrações médias de coliformes totais encontradas foram de

6,08x10

NMP/100mL, para o esgoto bruto, 2,33x10

NMP/100mL, para o efluente do

reator UASB e 5,69x10

NMP/100mL, para o Efinal.

Quanto ao microrganismo E. coli, verificou-se concentrações médias de

4,61x10

NMP/100mL no esgoto bruto, 4,16x10

NMP/100mL, no efluente do reator

UASB e 5,45x10

NMP/100mL no efluente final da ETE - UFES.

Verificou-se, neste sistema, uma baixa eficiência de remoção destes

microrganismos, constatada por meio da remoção de apenas um log tanto para os

coliformes totais quanto para E. coli. Assim, para coliformes totais, o esgoto bruto

apresentou valor de 10

NMP/100mL, reduzindo após tratamento para 10

NMP/100mL. A concentração de E. coli reduziu de 10

NMP/100mL para

NMP/100mL, resultado este esperado para este tipo de sistema de tratamento de

esgoto.

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

5.3 Caracterização do Esgoto Hospitalar

Foram analisadas amostras simples e composta, porém por não haver diferenças

significativas na maioria dos parâmetros analisados serão discutidos somente os

resultados referentes às amostras simples.

5.3.1 Caracterização Físico-Química

5.3.1.1 Matéria Particulada (Turbidez e SST) e Orgânica (DQO

DBO

) e pH

O pH foi monitorado durante todo período experimental, apresentando média de 6,8

para EBH -1; 7,2 para SF - 1; 6,8 para EBH - 2; 6,9 para SF - 2 e 7,1 para TD. Estes

valores próximos à faixa neutra assemelharam-se aos encontrados em esgotos

sanitários.

Os resultados da caracterização do esgoto hospitalar quanto à matéria particulada

(SST e turbidez) e a matéria orgânica (DQO

e DBO

) estão ilustrados através da

Tabela 5.3.

O esgoto bruto hospitalar do sistema tanque séptico-filtro anaeróbio 1 (STSFA - 1)

apresentou características médias de 798 mg/L (DQO

), 270 mg/L (DBO

), 367mg/L

(SST) e 248 NTU (turbidez). Para o sistema tanque séptico-filtro anaeróbio 2

(STSFA - 2) foram observadas concentrações médias de 320 mg/L (DQO

), 172mg/L

(DBO

), 113 mg/L (SST) e 121 NTU (turbidez).

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

Tabela 5.3: Estatística descritiva da caracterização do esgoto hospitalar quanto à matéria

particulada e orgânica

Parâmetros EBH - 1 SF - 1 EBH - 2 SF - 2 TD

N1515171814

Med 798 155 320 151 192

DQO

Mediana 850 151 312 148 201

(mg/L) Max 980 236 682 208 257

Min 500 90 84 105 144

DP 169 51 129 34 32

N1110141511

Med 270 42 172 62 76

DBO

Mediana 317 40 171 70 79

(mg/L) Max 360 64 282 86 106

Min 129 31 117 28 29

DP 86 9 42 21 23

N1415181814

Med 367 37 113 34 38

SST Mediana 386 34 115 33 33

(mg/L) Max 530 71 201 71 93

Min 200 20 37 15 12

DP 102 16 40 14 24

N1415171715

Med 248 38 121 80 78

Turbidez Mediana 250 37 100 75 75

(NTU) Max 360 58 250 150 130

Min 120 26 70 40 50

DP 70 9 51 28 25

Tanque Séptico-

Filtro Anaeróbio 1 Filtro Anaeróbio 2

Tanque Séptico-

A eficiência média de remoção de SST do tanque séptico-filtro anaeróbio tratando

esgoto hospitalar situaram-se na faixa de 90% para STSFA - 1 e de 70% para o

STSFA - 2. Quanto a turbidez observa-se uma eficiência média de remoção em

torno de 85% (STSFA - 1) enquanto que no STSFA - 2 foi observada uma eficiência

média de remoção de 34%.

Em relação as variáveis DBO

e DQO

no STSFA - 1, foi detectada eficiência média

de remoção elevada em torno de 84% e 80% respectivamente. O mesmo não foi

observado para o STSFA - 2 onde a eficiência média de remoção foi de 63% para a

variável DBO

e de 53% para DQO

. Esta diferença na eficiência de remoção entre

os tanques sépticos seguido de filtro anaeróbio pode estar correlacionada com a

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

concentração inicial de matéria orgânica e outros poluentes presentes nos diferentes

esgotos gerados pelo hospital.

A norma da NBR - 13969/97 apresenta a faixa de eficiência obtida pelos filtros

anaeróbios em conjunto com o tanque séptico em função da temperatura. Para a

DBO

, a eficiência pode variar de 40 a 75%, para DQO

, de 40 a 70% e para sólidos

suspensos, de 60 a 90%. Os limites inferiores correspondem às temperaturas abaixo

de 15ºC e os limites superiores correspondem às temperaturas acima de 25ºC.

Como a temperatura dos sistemas analisados nesta pesquisa esteve em torno de

26º C, de acordo com esta norma, o STSFA - 1, apresentou eficiência de remoção,

tanto para os parâmetros DQO

, DBO

e SST, acima da estabelecida pela NBR -

13969/97. Já o STSFA - 2, apresentou eficiência de remoção esperada para este

sistema.

Em relação ao esgoto bruto hospitalar, verificou-se, com nível de significância de

5%, que o EBH - 1 e o EBH - 2 são significativamente diferentes, quanto aos

parâmetros DQO

, DBO

, turbidez, SST, fósforo, nitrogênio amoniacal, NTK. A

diferença entre os esgotos pode ser justificada por tratar de efluentes provenientes

de diferentes setores que compõe o hospital. Uma importante fonte de matéria

orgânica gerada pelo hospital no STSFA - 1 é o setor do restaurante. Uma outra

fonte de poluente que não há no STSFA - 2 é o esgoto gerado pela caldeira que

acaba lançando óleo neste sistema.

Comparando-se o esgoto bruto gerado pelo hospital citado acima com o efluente de

um outro hospital da Grande Vitória (HUCAM), também verificou-se níveis mais

elevados de concentrações de DQO

(638 mg/L) no ponto onde recebia esgoto do

restaurante, provavelmente devido a elevada concentração de matéria orgânica

presente no esgoto. Em relação aos demais pontos analisados, no HUCAM, foram

detectadas concentrações médias de 391 mg/L de DQO

, no esgoto das enfermarias

e 12 mg/L no efluente gerado pela lavanderia. Para DBO

foi verificada

concentrações médias de 283 mg/L, no esgoto oriundo do restaurante, 168 mg/L das

enfermarias e 9 mg/L da lavanderia.

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

5.3.1.2 Compostos Nitrogenados (NTK, Nitrogênio Amoniacal) e

Fósforo

A Tabela 5.4, ilustra os resultados da caracterização do sistema tanque séptico-filtro

anaeróbio 1 e 2, quantos aos nutrientes, fósforo, NTK e nitrogênio amoniacal.

O esgoto bruto do STSFA - 1 apresentou concentrações médias de 9,0 mg/L,

122mg/L e 63 mg/L, para os parâmetros fósforo, NTK e nitrogênio amoniacal

respectivamente. Enquanto o esgoto bruto do STSFA - 2 apresentou concentrações

médias de 4,3 mg/L, 70 mg/L e 49 mg/L para os nutrientes, fósforo, NTK e nitrogênio

amoniacal respectivamente, concentrações estas ligeiramente inferiores às

apresentadas pelo STSFA - 1. Para o efluente do tanque de desinfecção (TD) foi

detectada concentrações médias de 5,3 mg/L, 91 mg/L e 51 mg/L para fósforo, NTK

e nitrogênio amoniacal respectivamente.

Tabela 5.4: Estatística descritiva da caracterização do esgoto hospitalar quanto aos nutrientes,

fósforo, NTK e nitrogênio amoniacal

Parâmetros EBH - 1 SF - 1 EBH - 2 SF - 2 TD

N1414171814

Med 9,0 4,5 4,3 3,6 5,3

Fósforo Mediana 8,9 4,7 4,5 3,7 5,5

(mg/L) Max 16,3 5,7 7,7 6,5 7,0

Min 4,6 2,3 1,6 1,1 3,9

DP 2,9 0,9 1,7 1,6 0,9

N1414161715

Med 122 79 70 53 91

NTK Mediana 109 77 69 55 86

(mg/L) Max 199 144 91 88 135

Min 88 19 48 20 49

DP 35 36 14 17 26

N1215181814

Med 63 46 49 43 51

Amônia Mediana 67 44 44 45 53

(mg/L) Max 80 90 71 58 70

Min 26 18 34 25 27

DP 17 19 12 11 12

Tanque Séptico- Tanque Séptico-

Filtro Anaeróbio 1 Filtro Anaeróbio 2

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

5.3.2. Caracterização Microbiológica

A caracterização microbiológica do esgoto hospitalar foi realizada por meio dos

microrganismos coliformes totais e Escherichia coli. As concentrações dos

microrganismos presentes no esgoto hospitalar estão ilustradas na Tabela 5.5 O

esgoto bruto hospitalar apresentou concentração média de coliformes totais de

2,88x10

NMP/100mL, para EBH - 1 e 1,18x10

NMP/100mL para EBH - 2.

Em relação ao microrganismo E. coli, verificou-se concentrações médias de

5,46x10

NMP/100mL no EBH - 1 e 2,97x10

NMP/100mL no EBH - 2. Resultado

semelhante ao encontrado por Silveira (2004), no esgoto bruto do hospital das

clínicas de Porto Alegre, onde encontrou valores que se situaram na faixa de 10

NMP/100mL para coliformes totais e 10

a 10

NMP/100mL para E. coli.

Já para o efluente tratado do sistema tanque séptico-filtro anaeróbio foi verificada

concentrações médias de coliformes totais de 6,22x10

NMP/100mL para SF - 1 e

concentrações médias de 3,31x10

NMP/100mL para SF - 2. Verificou-se para E.

coli concentrações médias de 3,62x10

NMP/100mL e 7,18x10

NMP/100mL para

SF - 1 e SF - 2 respectivamente.

No tanque de desinfecção era esperado uma baixa concentração de coliformes

totais e E. coli, porém, foram detectadas concentrações de 9,10x10

NMP/100mL e

8,10x10

NMP/100mL para estes microrganismos respectivamente. Sendo que não

foi detectada a presença de cloro residual livre nesta amostra.

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

Tabela 5.5: Estatística descritiva dos resultados microbiológicos da caracterização do esgoto

hospitalar

Parâmetro EBH - 1 SF - 1 EBH - 2 SF - 2 TD

N11 13 1717 13

Med

2,88x10

6,22x10

1,18x10

3,31x10

9,10x10

Mediana

2,20x10

4,80x10

1,40x10

4,45x10

9,41x10

(NMP/100mL)

Max

6,44x10

1,55x10

5,12x10

1,45x10

3,45x10

Min

4,10x10

9,11x10

6,88x10

1,45x10

3,01x10

2,04x10

4,27x10

1,33x10

4,55x10

8,43x10

N12 13 1817 14

Med

5,46x10

3,62x10

2,97x10

7,18x10

8,10x10

E. coli

Mediana

5,42x10

3,00x10

2,41x10

5,20x10

6,38x10

(NMP/100mL)

Max

1,05x10

1,10x10

8,40x10

2,54x10

3,05x10

Min

1,00x10

1,97x10

8,73x10

2,00x10

2,85x10

2,98x10

2,31x10

2,22x10

6,07x10

1,02x10

Filtro Anaeróbio 1 Filtro Anaeróbio 2

Tanque Séptico - Tanque Séptico -

Conforme os resultados apresentados na Tabela 5.5, os STSFA apresentaram uma

baixa eficiência de remoção dos microrganismos indicadores de poluição fecal. Isto

foi constatado por meio da remoção de apenas um log tanto para os coliformes totais

quanto para E. coli. Este resultado já era esperado para este tipo de sistema de

tratamento de esgoto.

Neste monitoramento pôde-se observar que a desinfecção com cloro utilizado pelo

hospital não foi eficiente na remoção de coliformes totais e E. coli. De acordo com

Jordão e Pessôa (2005), dentre as principais condições que afetam a cloração estão

a natureza do microrganismo a serem destruídos, a natureza do desinfetante, a

concentração aplicada, a natureza do esgoto a ser tratado e o tempo de contato do

desinfetante com o esgoto.

Dentre estes fatores descritos por Jordão e Pessôa (2005), a concentração do cloro

aplicada, o tempo de contato do cloro com o esgoto ou a natureza do esgoto pode

ser o motivo do cloro não afetar as bactérias neste local, uma vez que, a

concentração de matéria orgânica, em termos de DQO

, detectada no tanque de

desinfecção e a concentração de SST estiveram elevadas com 192 mg/L e 38 mg/L

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

respectivamente, sendo que a presença de sólidos no esgoto, pode proteger os

microrganismos da ação do desinfetante.

5.4 Comparação entre Esgoto Hospitalar e Esgoto Sanitário

(ETE-UFES)

Na Tabela 5.6 é apresentado o resultado do teste de Wilcoxon-Mann-Whitney U,

realizado em amostras de esgotos hospitalar e sanitário ao nível de significância de

5%. Avaliando o EBS com EBH - 1 pode-se observar que para todas as variáveis

testadas a hipótese de igualdade entre as médias (H

), foi rejeitada, ou seja, houve

diferença estatisticamente significante entre as variáveis acima. Este teste mostra

que o esgoto bruto hospitalar EBH - 1 é estatisticamente diferente do esgoto bruto

sanitário analisado nesta pesquisa.

Estes resultados podem ser comparados aos resultados do trabalho de Emmanuel et

al., (2005), onde o esgoto hospitalar analisado pelos autores apresenta maiores

concentrações de DQO

, DBO

e SST em relação ao esgoto sanitário. Estes autores

encontraram concentrações médias de até 1559 mg/L, 2664 mg/L e 298 mg/L de

DBO

DQO

e SST respectivamente.

Tabela 5.6: Comparação dos valores obtidos entre EBH 1 e 2 e EBS através do teste de Wilcoxon-

Mann-Whitney U

EBH - 1 EBS EBH - 2

Média Média Média

DQO

798*

368

320

DBO

270*

220

172

Turbidez

248*

113

121

SST

367*

113

Fósforo

9,0*

6,9

4,3

amônia

63*

NTK

122*

p<0,05, rejeita-se H0 e p>0,05, aceita-se H0

* Nível de significância de 5%

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

Comparando-se o EBS com EBH - 2, verificou-se que para todas as variáveis físico-

químicas analisadas a hipótese de igualdade entre as médias (H

) foi aceita, não

havendo desta forma diferença estatística entre as variáveis citadas.

A Figura abaixo apresenta a relação entre DQO

e DBO

de esgoto bruto hospitalar

(EBH - 1 e EBH - 2) e esgoto bruto sanitário.

Figura 5.8: Faixas de valores da relação DQO

/DBO

de esgotos bruto sanitário e hospitalar

De acordo com von Sperling (2005), a relação DQO

/DBO

é baixa quando for menor

do que 2,5, intermediária entre 2,5 - 3,5 e elevada quando for maior do que 3,5 ou

4,0.

A relação DQO

/DBO

do esgoto bruto hospitalar (EBH - 1) foi de 3,0 relação essa

classificada intermediária de acordo com von Sperling (2005). Este valor indica que a

fração biodegradável deste esgoto não é elevada. Já para o esgoto bruto (EBH - 2)

esta relação foi em torno de 1,8 mostrando que este esgoto possui uma elevada

fração biodegradável. Desta forma verificou-se que estes esgotos possuem

diferentes características, isto ocorre, provavelmente, por se tratar de esgotos

oriundos de diferentes setores do hospital. Esta relação para o EBS foi em torno de

1,6 valor esse aceitável para esgoto de origem doméstica, indicando que

praticamente não existe adição de efluentes industriais.

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

Comparando-se as médias da relação DQO

/DBO

do EBS (1,6) e do EBH - 1 (3,0),

observa-se que os valores encontrados no EBH - 1 são superiores ao EBS,

indicando dessa forma que o esgoto hospitalar EBH - 1 é menos biodegradável em

relação ao esgoto sanitário. De acordo com Al-Ahmad et al., (1999), uma importante

diferença entre o esgoto hospitalar e o esgoto sanitário refere-se à composição

orgânica e biodegradabilidade.

No EBH - 2, verificou-se que esta relação esteve próxima a do esgoto sanitário, que

em média apresentou 1,8 para o esgoto de EBH - 2. Silveira (2004), observou a

relação DQO

/DBO

, do esgoto hospitalar, durante vários períodos do dia e verificou

valores médios de DQO

/DBO

que variaram de 1,0 a 3,0.

Quanto aos parâmetros microbiológicos coliformes totais e E. coli foi observado

concentrações semelhantes desses microrganismos no esgoto hospitalar e sanitário.

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

5.5 Teste de Resistência aos Antimicrobianos por Disco

Difusão em Agar

Neste capítulo serão apresentados e discutidos os resultados dos testes de

resistência aos antimicrobianos em bactérias E. coli isoladas de amostras do esgoto

hospitalar (EBH - 1, SF - 1; EBH - 2, SF - 2 e TD) e esgoto sanitário da ETE - UFES

(EBS, UASB e Efinal), resultados detalhados em anexo.

5.5.1 Perfil de Resistência aos Antimicrobianos no Esgoto Sanitário

(ETE - UFES)

A Tabela 5.7 apresenta a freqüência de resistência de cepas E. coli isoladas de

amostras do sistema ETE - UFES, (UASB + FBAS), tratando esgoto sanitário. No

esgoto bruto (EBS), pode-se observar que a maior parte das cepas analisadas foram

resistentes a 2 antibióticos, com uma porcentagem de resistência de 41,3%, seguida

das resistentes a três antibióticos com 30,4% de resistência. O resultado mais

detalhado com o antibiotipo encontra-se na Tabela 5.8. O máximo de polirresistência

(resistência a dois ou mais antibióticos) encontrado nesta amostra foi a 6 antibióticos

(TET - ERI - PEN - NALI - AMP - SUT) com um percentual de 2,2%.

Tabela 5.7: Freqüência de resistência de cepas E. coli isoladas do esgoto sanitário

Frequência de Nº de cepas

resistência resistentes

EBS UASB Efinal

1 antibiótico 6 (13,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

2 antibióticos 19 (41,3%) 9 (29,0%) 16 (44,4%)

3 antibióticos 14 (30,4%) 13 (41,9%) 10 (27,8%)

4 antibióticos 4 (8,7%) 4 (12,9%) 1 (2,8%)

5 antibióticos 2 (4,3%) 2 (6,5%) 6 (16,7%)

6 antibióticos 1 (2,2%) 3 (9,7%) 2 (5,6%)

7 antibióticos 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (2,8%)

Total cepas

46 31 36

Nº de cepas

resistentes

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

Quanto às bactérias E. coli isoladas do efluente do UASB, verificou-se que a maior

parte apresentou resistência a três antibióticos, representando cerca de 41,9% das

amostras analisadas neste ponto.

No efluente do UASB, 29,0% das bactérias apresentaram resistência a 2

antibióticos. Semelhante ao esgoto bruto, porém as bactérias isoladas do efluente do

reator UASB apresentaram em menor porcentagem. O máximo de polirresistência

encontrado nas bactérias isoladas do efluente do USAB foi a 6 antibióticos, com uma

porcentagem de 9,7% (TET – AMO – ERI - PEN - AMP e SUT), (TET - AMO - ERI -

PEN - NALI e CFC), (TET - AMO - ERI - AMI - PEN e SUT).

As cepas de E. coli isoladas do efluente final da ETE - UFES apresentaram com

maior freqüência resistência a 2 antibióticos, com 44,4%, seguidas das resistentes a

3 antibióticos com 27,8% das bactérias analisadas. O máximo de polirresistência

encontrada nesta amostra foi a 7 antibióticos (TET-AMO-ERI-PEN-NALI-AMP-SUT).

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

Tabela 5.8: Antibiotipo de cepas E.coli isoladas de esgoto sanitário bruto e tratado

Tipo de

resistência

EBS UASB Efinal

Total de cepas 46 31 36

1 antibiótico PEN 6 (13,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

2 antibióticos PEN-ERI 15 (32,6%) 8 (25,8%) 15 (41,7%)

PEN-TET 3 (6,5%) 0 (0,0%) 1 (2,8%)

PEN-AMO 1 (2,2%) 1 (3,2%) 0 (0,0%)

3 antibióticos TET-ERI-PEN 5 (10,9%) 9 (29,0%) 8 (22,2%)

ERI-AMI-PEN 1 (2,2%) 1 (3,2%) 0 (0,0%)

AMO-PEN-SUT 1 (2,2%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

ERI-AMP-PEN 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (2,8%)

NEO-ERI-PEN 1 (2,2%) 0 (0,0%) 1 (2,8%)

TET-AMI-PEN 1 (2,2%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

AMO-ERI-PEN 5 (10,9%) 3 (9,7%) 0 (0,0%)

4 antibióticos TET-AMO-ERI-PEN 2 (4,3%) 2 (6,5%) 0 (0,0%)

AMO-ERI-AMI-PEN 1 (2,2%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

TET-ERI-PEN-AMP 0 (0,0%) 1 (3,2%) 0 (0,0%)

TET-ERI-PEN-AMI 0 (0,0%) 1 (3,2%) 1 (2,8%)

TET-ERI-PEN-SUT 1 (2,2%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

5 antibióticos TET-ERI-AMI-PEN-SUT 1 (2,2%) 0 (0,0%) 1 (2,8%)

TET-AMO-PEN-AMP-SUT 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (2,8%)

AMO-ERI-PEN-AMP-SUT 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (2,8%)

TET-AMO-AMI-PEN-SUT 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (2,8%)

TET-AMO-ERI-PEN-SUT 0 (0,0%) 0 (0,0%) 2 (5,6%)

TET-AMO-ERI-PEN-AMP 1 (2,2%) 2 (6,5%) 0 (0,0%)

6 antibióticos TET-ERI-PEN-NALI-AMP-SUT 1 (2,2%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

TET-AMO-ERI-PEN-AMP-SUT 0 (0,0%) 1 (3,2%) 1 (2,8%)

TET-AMO-ERI-PEN-NALI-CFC 0 (0,0%) 1 (3,2%) 0 (0,0%)

TET-AMO-ERI-PEN-NALI-AMP 0 (0,0%) 1 (3,2%) 0 (0,0%)

TET-AMO-ERI-AMI-PEN-SUT 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (2,8%)

7 antibióticos TET-AMO-ERI-PEN-NALI-AMP-SUT 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (2,8%)

Antibiotipo

Número de cepas

A freqüência de resistência aos antimicrobianos do esgoto sanitário encontra-se na

Figura 5.9. Das 46, 31 e 36 cepas de E. coli isoladas da EBS, UASB e Efinal,

respectivamente, todas apresentaram resistência à pelo menos 1 dos 14 antibióticos

testados.

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

Ao analisar o antibiótico cefaclor (CFC), observa-se que houve um aumento no

número de bactérias resistentes a este antibiótico do EBS (0,0%) para o UASB

(3,2%) e com relação ao antibiótico neomicina (NEO) houve uma diminuição, de

2,1% no EBS passou para 0,0% no UASB.

É possível observar que as bactérias E. coli isoladas do efluente do UASB não

apresentaram resistência aos antibióticos neomicina, gentamicina, cloranfenicol,

ciprofloxacina e ceftriaxone.

No esgoto sanitário, os maiores índices de resistência foram encontrados contra os

antibióticos tetraciclina, amoxicilina, eritromicina e penicilina, os quais são

antimicrobianos freqüentemente utilizados pela medicina (Figura 5.9).

100

110

NEO GEN CLO TET AMO CIP ERI CRO AMI PEN NALI A MP CFC SUT

Antibióticos

(% dos isolados E. coli resistentes)

EBS

UASB

Efinal

Figura 5.9: Porcentagem de E. coli resistentes a antibióticos isoladas do esgoto sanitário

Resultados semelhantes foram encontrados pelos autores Bahson e Fedorka-Cray,

(1999); onde observaram maiores índices de resistência a antimicrobianos

disponíveis há mais tempo no mercado e que eram comumente utilizados na

terapêutica.

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

5.5.1.1 Efeito do Tratamento UASB + FBAS na Remoção de

Escherichia coli Resistentes a Antibióticos

Ao avaliar o sistema de tratamento da ETE - UFES quanto à remoção de E. coli

resistentes aos antibióticos, observa-se na Tabela 5.9, que não houve diferença

significativa, ao nível de 5% de confiança, para a maioria dos antibióticos analisados,

tanto na comparação do esgoto bruto com o efluente final do sistema (FBAS + DEC)

quanto com o efluente do reator UASB.

Pode-se levantar a hipótese de que este resultado seja devido à baixa eficiência de

remoção de bactérias E. coli no sistema UASB + FBAS, porém, Mezrioui e Baleux

(1994), avaliando lagoas aeróbias, verificaram eficiência de remoção para E. coli de

99,9% e mesmo assim os autores encontraram um maior número destes

microrganismos resistentes a antibióticos no efluente final da lagoa quando

comparado ao esgoto bruto.

Tabela 5.9: Teste do Qui-quadrado do perfil de resistência entre o esgoto sanitário bruto e

tratado da ETE - UFES

EBS Efinal EBS UASB

%% p %% p

NEO 2,1 2,7 0,688 NEO 2,1 0,0 0,597

GEN 0,0 0,0 - GEN 0,0 0,0 -

CLO 0,0 0,0 - CLO 0,0 0,0 -

TET 32,6 50,0 0,111 TET 32,6 58,0 0,027*

AMO 23,9 22,2 0,857

MO 23,9 35,4 0,270

CIP 0,0 0,0 -CIP 0,0 0,0 -

ERI 73,9 91,6 0,039* ERI 73,9 96,7 0,009*

CRO 0,0 0,0 - CRO 0,0 0,0 -

AMI 8,6 11,1 0,498

MI 8,6 6,4 0,539

PEN 100,0 100,0 - PEN 100,0 100,0 -

NALI 2,1 2,7 0,688 NALI 2,1 3,2 0,646

AMP 4,3 13,8 0,128

MP 4,3 19,3 0,042*

CFC 0,0 0,0 - CFC 0,0 3,2 0,403

SUT 8,6 25,0 0,045* SUT 8,6 3,2 0,325

p<0,05, rejeita-se H0 e p>0,05, aceita-se H0

* Nível de significância de 5%

Entretanto, foi verificado um aumento significativo de cepas E. coli resistentes aos

antibióticos eritromicina (p=0,039) e trimetoprim/sulfametoxazol (p=0,045), após o

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

tratamento final do efluente, além de um aumento significativo de cepas E. coli

resistentes aos antibióticos tetraciclina (p=0,027), eritromicina (0,009) e ampicilina

(p=0,042) após tratamento anaeróbio (UASB).

Através da literatura, este fenômeno pode ser explicado por meio de duas hipóteses:

a primeira hipótese é a aquisição de fatores de resistência pelas cepas E. coli

sensíveis a antibióticos ao longo do sistema de tratamento de esgoto e a segunda

hipótese é baseada na seleção de cepas E. coli resistentes a antibióticos, as quais já

podem estar presentes no esgoto bruto sanitário e que, sendo também resistentes

aos fatores ambientais, poderiam sobreviver dentro deste ecossistema (MEZRIOUI;

BALEUX, 1994), porém deve-se fazer um estudo mais detalhado para melhor

explicação do resultado.

Resultado semelhante ao deste estudo, foi encontrado por Mezrioui e Baleux (1994),

ao estudar duas estações de tratamento de esgoto: uma lagoa aeróbia e uma outra

de lodo ativado, tratando esgoto sanitário. Os autores observaram que no efluente

tratado da lagoa aeróbia houve um aumento significativo na porcentagem de cepas

E. coli resistentes a antibióticos, porém no lodo ativado, estes mesmo autores não

observaram diferença significativa destas bactérias pós-tratamento. Eles acreditam

que esta diferença esteja provavelmente relacionada ao tempo de detenção do

esgoto em cada sistema, onde na lagoa aeróbia o esgoto reside por muito mais

tempo (40 a 70 dias) do que durante o tratamento por lodo ativado (5 a 6 horas).

Grabow e Prozesky (1973), encontraram um aumento no número de coliformes

resistentes a antibióticos durante o tratamento de esgoto sanitário por uma lagoa

aeróbica, passando de 0,86% para 2,45% pós-tratamento.

Com exceção aos antibióticos SUT e ERI os resultados encontrados neste estudo

para o sistema ETE - UFES estão de acordo com o encontrado por Vilanova et al.,

(2004), apesar de não ser o mesmo sistema de tratamento de esgoto estudado.

Vilanova et al., (2004), estudando a composição e persistência da população de

“coliformes fecais” e Enterococcus em 5 ETEs, tratando esgoto doméstico (duas

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

estações de lodo ativado, duas estações de lodo ativado e simultânea precipitação

química, e uma estação por floculação química), observaram uma grande

similaridade entre as populações bacterianas resistentes aos antibióticos eritromicina

e vancomicina, presentes no esgoto bruto e no esgoto tratado em todas as estações

estudadas.

Sturtevant e Feary (1969), analisando bactérias fermentadoras de lactose resistentes

a antibióticos, também não encontraram diferença entre o esgoto bruto e o esgoto

tratado nas cinco estações de tratamento analisadas.

Apesar de alguns autores como Vilanova et al., (2004), Mezrioui e Baleux (1994) e

Sturtevant e Feary (1969), não terem encontrado redução significativa de

microrganismos resistentes a antibióticos pós-sistemas de tratamento de esgoto

sanitário, Guardabassi et al., (2002) com o intuito de analisar o efeito do tratamento

terciário de esgoto sanitário na prevalência de bactérias resistentes, avaliaram duas

estações de tratamento de esgoto sanitário de lodo ativado, na Dinamarca.

Os autores observaram que a prevalência de coliformes resistentes a ampicilina e

gentamicina no esgoto bruto foi significativamente maior do que no lodo digerido,

sendo também detectada redução significativa de Acinetobacter spp resistentes a

ampicilina pós-tratamento. Resultado semelhante ao trabalho de Guardabassi et al.,

(2002), foi obtido neste estudo no sistema tanque-séptico seguido de filtro anaeróbio

tratando esgoto hospitalar.

Porém neste mesmo estudo, Guardabassi et al., (2002), analisando uma outra ETE,

não observaram diferença significativa na prevalência de coliformes e Acinetobacter

spp resistentes a antibióticos entre o esgoto bruto e o esgoto tratado e nem a

associação de um aumento significativo na prevalência de bactérias resistentes,

incluindo as multirresistentes.

De acordo com os resultados encontrados neste trabalho e os resultados

encontrados na literatura observa-se que a prevalência de bactérias resistentes a

antibióticos no esgoto pode variar, pois dependerá de vários fatores como o sistema

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

100

de tratamento de esgoto analisado, o tipo de bactéria a ser estudada e o agente

antimicrobiano em estudo.

5.5.2 Perfil de Resistência aos Antimicrobianos no Esgoto

Hospitalar

Neste item discute-se o perfil de resistência aos antimicrobianos analisados em

E. coli isoladas de amostras de esgoto hospitalar. As mesmas amostras

analisadas no monitoramento físico-químico e microbiológico do esgoto hospitalar

foram avaliadas quanto à resistência aos antibióticos.

A Tabela 5.10 apresenta a freqüência de resistência de cepas E. coli isolados de

amostras de dois sistemas tanques sépticos - filtro anaeróbio (STSFA - 1 e STSFA -

2) e do tanque de desinfecção (TD), tratando esgoto hospitalar. O resultado mais

detalhado com o antibiotipo encontra-se na Tabela 5.11. No esgoto bruto 1 (EBH - 1)

do sistema tanque séptico-filtro anaeróbio 1 (STSFA - 1), pode-se observar que a

maior parte das cepas analisadas foram resistentes a 2 antibióticos, com uma

porcentagem de resistência de 40,4%, seguida a três antibióticos com 23,8% de

resistência. O máximo de polirresistência (resistência a dois ou mais antibióticos)

encontrado nesta amostra foi a 9 antibióticos (NEO-TET-AMO-CIP-ERI-NALI-AMP-

SUT-PEN) com um percentual de 2,3%. O mesmo não foi detectado na SF - 1 deste

sistema, onde o máximo de polirresistência foi a 8 antibióticos (CLO-TET-AMO-ERI-

AMP-CFC-SUT-PEN).

No EBH - 2, detectou-se nas cepas analisadas uma maior porcentagem de

resistência a 4 antibióticos, correspondendo a 26,1%, seguido de 2 antibióticos, com

um percentual de 19,6%. O máximo de polirresistência encontrado nesta amostra foi

a 11 antibióticos (CLO-TET-AMO-CIP-ERI-CRO-NALI-AMP-CFC-PEN-SUT) com um

percentual de 4,3%. Esta polirresistência somente foi encontrada no esgoto bruto

deste sistema, sendo que no SF - 2, o máximo de polirresistência encontrado foi a 7

antibióticos (TET-AMO-ERI-AMI-PEN-AMP-CFC), (TET-AMO-CIP-ERI-NALI-SUT-

PEN).

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

101

No tanque de desinfecção (TD), que recebe cloro como agente desinfetante, a maior

porcentagem de cepas E. coli resistentes foi a dois antibióticos (38,0%). Neste ponto

do sistema de tratamento do esgoto hospitalar foram observadas cepas de E. coli

resistentes a um maior número de antibióticos do que os demais pontos estudados.

Das 42 cepas isoladas 4,7% e 2,3% foram resistentes a 12 (GEN-TET-AMO-CIP-

ERI-CRO-AMI-PEN-NALI-AMP-CFC-SUT) e 11 antibióticos (GEN-TET-AMO-CIP-

ERI-CRO-PEN-NALI-AMP-CFC-SUT), respectivamente, dos 14 analisados.

No TD existe a possibilidade da seleção destas bactérias pelo agente desinfetante, o

cloro. Poucos estudos têm sido realizados sobre o efeito da desinfecção sobre a

sobrevivência de bactérias resistentes a antimicrobianos. Porém, Murray et al.,

(1984) observaram em laboratório, um aumento significativo na porcentagem de

cepas resistentes a múltiplos antibióticos após a desinfecção com cloro. Entretanto,

deve-se ser feito um estudo mais aprofundado para discutir a possível relação entre

bactérias resistentes a antibióticos e desinfetantes.

Ainda na Tabela 5.10, verifica-se que, das 42 cepas de E. coli isoladas do EBH - 1,

todas apresentaram resistência a pelo menos 1 dos 14 antibióticos testados, sendo

que 98% das cepas apresentaram resistência a 2 ou mais antibióticos. Das 33 cepas

Tabela 5.10: Freqüência de resistência de cepas E. coli isoladas do esgoto hospitalar

Nº de cepas

Freqüência de resistentes

resistência

EBH - 1 SF - 1 EBH - 2 SF - 2 TD

1 antibiótico 1 (2,3%) 3 (9,0%) 2 (4,3%) 5 (15,6%) 8 (19,0%)

2 antibióticos 17 (40,4%) 12 (36,3%) 9 (19,6%) 7 (21,9%) 16 (38,0%)

3 antibióticos 10 (23,8%) 5 (15,1%) 5 (10,9%) 10 (31,3%) 8 (19,0%)

4 antibióticos 6 (14,2%) 6 (18,1%) 12 (26,1%) 5 (15,6%) 2 (4,7%)

5 antibióticos 3 (7,1%) 1 (3,0%) 3 (6,5%) 3 (9,3%) 2 (4,7%)

6 antibióticos 0 (0,0%) 1 (3,0%) 4 (8,7%) 0 (0,0%) 1 (2,3%)

7 antibióticos 0 (0,0%) 4 (12,1%) 5 (10,9%) 2 (6,3%) 1 (2,3%)

8 antibióticos 4 (9,5%) 1 (3,0%) 3 (6,5%) 0 (0,0%) 1 (2,3%)

9 antibióticos 1 (2,3%) 0 (0,0%) 1 (2,2%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

11 antibióticos 0 (0,0%) 0 (0,0%) 2 (4,3%) 0 (0,0%) 1 (2,3%)

12 antibióticos 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 2 (4,7%)

Total cepas

42 33 46 32

Nº de cepas Nº de cepas

(STSFA - 1) (STSFA - 2)

resistentes resistentes

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

102

de E. coli isoladas de SF - 1, todas as cepas também apresentaram resistência a

pelo menos 1 antibiótico e a maior parte delas (91%), como no esgoto bruto,

apresentaram resistência a 2 ou mais antibióticos.

Nas amostras de EBH - 2 e SF - 2 observou-se, respectivamente, que 96% e 84%

das cepas isoladas apresentaram resistência a pelo menos dois antibióticos,

enquanto que no TD esta porcentagem foi de 81%. Tanto as bactérias isoladas de

amostras de EBH - 2 e SF - 2 como as isoladas do TD apresentaram resistência a

pelo menos 1 dos antibióticos analisados.

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

103

Tabela 5.11: Antibiotipo de cepas E.coli isoladas de esgoto hospitalar bruto, tratado e após

desinfecção

Tipo de N° de cepas

resistência

EBH - 1 SF -1 EBH -2 SF -2 TD

Total resistência 42 33 46 32 42

1 antibiótico PEN 1 (2,4%) 3 (9,0%) 2 (4,3%) 5 (15,6%) 8 (19,0%)

2 antibióticos PEN-ERI 15 (35,7%) 11 (33,3%) 7 (15,2%) 7 (21,9%) 14 (33,3%)

CIP-PEN 0 (0,0%) 1 (3,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

TET-PEN 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (2,2%) 0 (0,0%) 1 (2,4%)

AMO-PEN 1 (2,4%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

CLO-PEN 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (2,4%)

AMI-PEN 1 (2,4%) 0 (0,0%) 1 (2,2%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

3 antibióticos PEN-ERI-NEO 2 (4,8%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (2,4%)

PEN-AMI-AMO 1 (2,4%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

PEN-ERI-AMO 1 (2,4%) 1 (3,0%) 1 (2,2%) 4 (12,5%) 1 (2,4%)

TET-AMI-PEN 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (2,4%)

ERI-TET-PEN 6 (14,3%) 2 (6,1%) 3 (6,5%) 2 (6,3%) 3 (7,1%)

ERI-AMI-PEN 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (2,2%) 2 (6,3%) 1 (2,4%)

ERI-CFC-PEN 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (3,1%) 0 (0,0%)

ERI-SUT-PEN 0 (0,0%) 1 (3,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (2,4%)

ERI-NALI-PEN 0 (0,0%) 1 (3,0%) 0 (0,0%) 1 (3,1%) 0 (0,0%)

4 antibióticos PEN-ERI-AMO-AMP 3 (7,1%) 0 (0,0%) 3 (6,5%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

PEN-ERI-TET-GEN 1 (2,4%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

PEN-ERI-CLO-NALI 1 (2,4%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

PEN-ERI-AMI-CLO 1 (2,4%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

PEN-ERI-AMO-TET 0 (0,0%) 0 (0,0%) 4 (8,7%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

PEN-ERI-AMO-SUT 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (2,2%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

PEN-ERI-AMO-NALI 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 2 (6,3%) 0 (0,0%)

PEN-AMI-TET-SUT 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (3,1%) 0 (0,0%)

PEN-ERI-TET-SUT 0 (0,0%) 2 (6,1%) 0 (0,0%) 2 (6,3%) 0 (0,0%)

PEN-TET-CLO-GEN 0 (0,0%) 1 (3,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

NEO-GEN-ERI-PEN 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (2,4%)

NEO-ERI-TET-PEN 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (2,4%)

TET-ERI-AMI-PEN 0 (0,0%) 0 (0,0%) 4 (8,7%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

ERI-TET-NALI-PEN 0 (0,0%) 2 (6,1%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

ERI-CIP-NALI-PEN 0 (0,0%) 1 (3,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

5 antibióticos CLO-AMO-ERI-PEN-SUT 1 (2,4%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

AMO-ERI-PEN-AMP-CFC 1 (2,4%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

TET-AMO-ERI-AMI-PEN 1 (2,4%) 0 (0,0%) 1 (2,2%) 0 (0,0%) 1 (2,4%)

TET-CIP-PEN-NALI-SUT 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (2,2%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

TET-AMO-ERI-PEN-AMP 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 2 (6,3%) 1 (2,4%)

TET-ERI-AMI-SUT-PEN 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (3,1%) 0 (0,0%)

NEO-TET-ERI-AMI-PEN 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (2,2%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

GEN-TET-AMO-ERI-PEN 0 (0,0%) 1 (3,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

6 antibióticos TET-AMO-ERI-PEN-AMP-SUT 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (2,2%) 0 (0,0%) 1 (2,4%)

TET-CLO-AMO-PEN-ERI-AMP 0 (0,0%) 1 (3,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

TET-AMO-ERI-AMI-NALI-PEN 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (2,2%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

NEO-TET-AMO-ERI-AMP-PEN 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (2,2%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

TET-CIP-AMI-NALI-SUT-PEN 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (2,2%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

7 antibióticos NEO-CLO-TET-AMO-ERI-PEN-SUT 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (2,2%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

AMO-ERI-PEN-NALI-AMP-CFC-SUT 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (2,2%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

CLO-TET-AMO-ERI-PEN-AMP-SUT 0 (0,0%) 4 (12,1%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

TET-AMO-ERI-AMI-PEN-AMP-SUT 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (2,4%)

TET-AMO-ERI-AMI-PEN-AMP-CFC 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (3,1%) 0 (0,0%)

TET-AMO-CIP-ERI-NALI-SUT-PEN 0 (0,0%) 0 (0,0%) 3 (6,5%) 1 (3,1%) 0 (0,0%)

8 antibióticos NEO-TET-AMO-ERI-PEN-NALI-AMP-SUT 3 (7,1%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

GEN-AMO-ERI-CRO-PEN-NALI-AMP-CFC 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (2,2%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

TET-AMO-CIP-ERI-AMI-PEN-NALI-SUT 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (2,2%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

CLO-TET-AMO-ERI-PEN-AMP-CFC-SUT 0 (0,0%) 1 (3,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

NEO-TET-AMO-ERI-AMI-AMP-SUT-PEN 1 (2,4%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

CLO-TET-AMO-ERI-PEN-NALI-AMP-CFC 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (2,4%)

GEN-TET-AMO-CIP-ERI-NALI-SUT-PEN 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (2,2%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

9 antibióticos NEO-TET-AMO-CIP-ERI-PEN-NALI-AMP-SUT 1 (2,4%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

TET-AMO-CIP-ERI-PEN-NALI-AMP-CFC-SUT 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (2,2%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

11 antibióticos CLO-TET-AMO-CIP-ERI-CRO-PEN-NALI-AMP-CFC-SUT 0 (0,0%) 0 (0,0%) 2 (4,3%) 0 (0,0%) 0 (0,0%)

GEN-TET-AMO-CIP-ERI-CRO-PEN-NALI-AMP-CFC-SUT 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 1 (2,4%)

12 antibióticos GEN-TET-AMO-CIP-ERI-CRO-AMI-PEN-NALI-AMP-CFC-SUT 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 0 (0,0%) 2 (4,8%)

Antibiotipo

N° de cepas (STSFA -1) N° de cepas (STSFA -2)

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

104

A freqüência de resistência aos antimicrobianos do esgoto hospitalar pode ser

visualizada na Figura 5.10. Verificou-se que a taxa de resistência à tetraciclina

encontrada no presente estudo é a terceira maior comparada às taxas de

resistências aos demais antibióticos analisados.

100

110

NEO GEN CLO TET A MO CIP ERI CRO A MI PEN NA LI A MP CFC SUT

Antibióticos

(% dos isolados E. coli resistentes)

EBH-1

EBH-2

Figura 5.10: Porcentagem de E. coli resistentes a antibióticos isoladas do esgoto hospitalar

Nas bactérias E. coli isoladas de todas as amostras do esgoto hospitalar, observou-

se uma elevada freqüência de resistência aos antibióticos, eritromicina, amoxicilina e

tetraciclina, provavelmente por serem antibióticos já muito utilizados nos receituários

de clinica médica. A eritromicina, antibiótico do grupo dos macrolídeos, é prescrita

no tratamento de pacientes com infecções respiratórias há algumas décadas. Este

antibiótico representou uma alternativa secundária para pacientes impossibilitados

de receber penicilina. Como acontece com a maioria dos antimicrobianos, o seu uso

freqüente causou uma pressão de seleção de microrganismos resistentes

(MARTINEZ, 2005).

A resistência à tetraciclina começou a ser enfatizada no início da década de 1970, e

desde 2002, a resistência a este antimicrobiano vem apresentando tendências cada

vez mais crescentes (PIOT et al., 1974; BELDA et al., 2002). Neste estudo foi

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

105

observada taxa de resistência que variam de 31% a 60,9%, no esgoto hospitalar.

Reinthaler et al., (2003), analisando um sistema de tratamento de esgoto que

recebia esgoto sanitário e hospitalar, também verificou uma elevada taxa de

resistência à tetraciclina (resistência de até 57%).

De maneira geral, o aparecimento e o aumento de resistência aos antibióticos são

provavelmente decorrentes do seu uso inadequado o qual pode ser observado na

prescrição excessiva, na administração de doses inferiores às recomendadas, no

tempo de duração do tratamento, às vezes, insuficiente e no diagnóstico incorreto o

que conduzem a tratamentos inadequados.

Já para a penicilina G, foi encontrada resistência em 100% das bactérias isoladas,

em todas as amostras analisadas, o que era esperado, uma vez que, o espectro de

ação deste antibiótico é principalmente contra bactérias gram-positivas, e sendo a E.

coli uma bactéria gram-negativa, este antibiótico tem pouco ou nenhum efeito sobre

as cepas analisadas. Isto ocorre, pois estas bactérias são impermeáveis a esse

antibiótico (MADIGAN et al., 2004).

A Tabela 5.12 ilustra a comparação entre os resultados de Silveira (2004), e do

presente estudo. Silveira (2004), avaliou bactérias Escherichia coli resistentes a

antibióticos isoladas de esgoto bruto de um hospital de Porto Alegre. Comparando-

se os resultados de Silveira (2004) em relação aos antibióticos, ampicilina,

gentamicina, amicacina, ceftriaxone, ciprofloxacina, sulfametoxazol/trimetoprim,

verificou-se maiores taxas de resistência aos antibióticos quando comparados com

EBH - 1, porém em relação a EBH - 2 verificou-se maior taxa de bactérias

resistentes aos antimicrobianos gentamicina, amicacina, e ciprofloxacina quando

comparados aos resultados de Silveira (2004).

Analisando-se o padrão de resistência aos antibióticos sulfametoxazol/trimetoprim e

ceftriaxone, é possível verificar valores de porcentagem semelhantes ao encontrado

por Silveira (2004).

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

106

Tabela 5.12: Comparação entre os resultados da freqüência de E. coli resistentes a antibióticos

obtidos nesta pesquisa e os resultados obtidos em outras pesquisas

Porcentagem de E. coli resistentes

Antibiótico

EBH – 1

(Este estudo)

EBH – 2

(Este estudo)

Silveira

(2004)

Ampicilina

21,4% 21,7%

42,0%

Gentamicina

2,4% 43,0%

19,0%

Amicacina

11,9% 23,9%

15,0%

Ceftriaxone

0,0% 6,5%

8,0%

Ciprofloxacina

2,0% 21,7%

12,0%

Sulfametoxazol/

Trimetoprim

14,3% 30,4%

35,0%

Diferentemente, Grabow e Prozesky (1973), analisando a resistência dos coliformes

totais isolados de esgoto hospitalar bruto contra os agentes antimicrobianos

ampicilina, cefaloridina, cloranfenicol, kanamicina, neomicina, oxitetraciclina,

estreptomicina, tetraciclina e sulfonamida, observaram um maior percentual de

bactérias resistentes aos antibióticos, cloranfenicol (55 - 75%), estreptomicina (60 -

93%) e sulfonamida (60 - 83%). Enquanto que neste estudo a maior porcentagem de

resistência foram aos antibióticos, tetraciclina, amoxilina, eritromicina e penicilina.

É importante ressaltar que os estudos foram realizados em locais, com condições

socioeconômicas, climáticas e de saneamento ambiental diferentes.

A Tabela 5.13 ilustra a comparação estatística em diferentes pontos amostrais do

esgoto bruto hospitalar.

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

107

Tabela 5.13: Teste do Qui-quadrado, do perfil de resistência entre o EBH - 1 e EBH - 2 (esgoto

bruto hospitalar)

EBH - 1 EBH - 2

%%p

NEO 16,7 6,5 0,123

GEN 2,4 4,3 0,534

CLO 7,1 6,5 0,617

TET 31,0 60,9 0,005*

AMO 33,3 52,2 0,058*

CIP 2,4 21,7 0,006*

ERI 90,5 87,0 0,429

CRO 0,0 6,5 0,138

AMI 11,9 23,9 0,145

PEN 100,0 100,0 -

NALI 11,9 28,3 0,057*

AMP 21,4 21,7 0,972

CFC 2,4 10,9 0,124

SUT 14,3 30,4 0,059*

p<0,05, rejeita-se H0 e p>0,05, aceita-se H0

* Nível de significância de 5%

O EBH - 2 apresentou um maior número de bactérias E. coli resistentes a

antibióticos quando comparado ao EBH - 1. Dos 14 antimicrobianos analisados, as

cepas de E. coli isoladas do EBH - 2, indicou maiores índices de resistência à

tetraciclina, amoxicilina, ciprofloxacina, ácido nalidixo e sulfametoxazol/trimetoprim.

A possível justificativa do resultado apresentado está relacionada à origem dos

diferentes esgotos do hospital. De acordo com informações passadas pelo setor de

manutenção do hospital, o EBH - 1 é oriundo dos setores de manutenção, CPD,

internação, consultórios, diretoria, hemodinâmica e ressonância, água pluvial,

câmara escura, maternidade, centro obstétrico, pediatria, berçário, UNICOR,

laboratórios, clínica médica hospitalar, cozinha, copas, caldeiras com possível

passagem de óleo entre outros. O esgoto da amostra chamada EBH - 2, é formado

dos resíduos dos setores da enfermaria de oncologia, CTI, Pronto Socorro Geral,

Pronto Socorro Pediátrico, água pluvial, centro cirúrgico, farmácia, endoscopia,

recursos humanos, banco de sangue, quimioterapia, casa de lixo, patologia, copas,

cantina, enfermaria, entre outros.

Segundo Kümmerer e Henninger (2003), as principais fontes de fármacos no

ambiente hospitalar são geralmente as unidades de tratamento intensivo, que no

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

108

presente trabalho contribuem para a formação de EBH - 2, onde excretas de

pacientes e quimioterápicos lançados em pias e drenos são direcionados para

caixas comuns ao sistema de coleta de esgoto dos hospitais. Portanto, elevadas

concentrações desses quimioterápicos, que são mantidas no esgoto e em estações

de tratamento de esgoto, fazem com que estes ambientes se tornem um importante

meio de seleção de bactérias resistentes a antibióticos.

Em decorrência da maior exposição ao uso continuado de antimicrobianos nos

setores hospitalares, que geram o esgoto de EBH - 2, acredita-se que este esgoto,

formado a partir de setores contaminados, seja um importante fator para o

desenvolvimento de resistência microbiana.

5.5.2.1 Efeito do Tratamento Tanque Séptico - Filtro Anaeróbio na

Remoção de Escherichia coli Resistentes a Antibióticos

De acordo com os dados obtidos neste estudo, verificou-se que a freqüência de E.

coli resistentes a antibióticos nas saídas dos filtros dos sistemas tanque séptico-filtro

anaeróbio (1 e 2) foi significativamente menor quando comparada à freqüência

destas no esgoto bruto, mesmo sendo um sistema pouco eficiente na remoção de

microrganismos indicadores de contaminação fecal.

Na Tabela 5.14 é apresentado o resultado do teste do Qui-quadrado, realizado em

amostras de esgotos hospitalares bruto e tratado ao nível de significância de 5%.

Os resultados estatísticos a seguir serão interpretados da seguinte forma: p<0,05,

rejeita-se H

, ou seja, há diferença estatisticamente significante entre as variáveis

analisadas dizendo desta forma que são diferentes e p>0,05, aceita-se H

, não há

diferença estatisticamente significante entre as variáveis analisadas, mostrando que

as variáveis são semelhante.

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

109

Tabela 5.14: Teste do Qui-quadrado do perfil de resistência entre o esgoto hospitalar bruto e

tratado

EBH - 1 SF-1 EBH - 2 SF-2

%% p %% p

NEO 16,7 0,0 0,014* NEO 6,5 0,0 0,200

GEN 2,4 6,1 0,409 GEN 4,3 0,0 0,345

CLO 7,1 21,2 0,076 CLO 6,5 0,0 0,200

TET 31,0 42,4 0,216 TET 60,9 31,3 0,001*

AMO 33,3 24,2 0,391

MO 52,2 31,3 0,067

CIP 2,4 6,1 0,409 CIP 21,7 3,1 0,018*

ERI 90,5 84,8 0,347 ERI 87,0 81,3 0,353

CRO 0,0 0,0 - CRO 6,5 0,0 0,200

AMI 11,9 0,0 0,049*

MI 23,9 15,6 0,373

PEN 100,0 100,0 - PEN 100,0 100,0 -

NALI 11,9 12,1 0,624 NAL 28,3 9,4 0,037*

AMP 21,4 18,2 0,727

MP 21,7 12,5 0,230

CFC 2,4 3,0 0,690 CFC 10,9 6,3 0,391

SUT 14,3 24,2 0,272 SUT 30,4 15,6 0,134

p<0,05, rejeita-se H0 e p>0,05, aceita-se H0

* Nível de significância de 5%

Observa-se uma redução significativa de E. coli resistentes aos antibióticos

neomicina (p=0,014) e amicacina (p=0,049) do EBH-1 para o SF-1. Já no SFSFA –

2, verificou-se uma redução significativa de cepas E. coli resistentes aos antibióticos,

tetraciclina (p=0,001), ciprofloxacina (p=0,018) e ácido nalidixo (p=0,037). Além

disso, nestas mesmas amostras, não foi detectado aumento significativo no número

de bactérias resistentes aos antimicrobianos testados no pós-tratamento.

5.5.3 Comparação entre o Perfil de Resistência do Esgoto

Hospitalar e do Esgoto Sanitário (ETE - UFES)

Na Tabela 5.15 pode-se observar que das 46 cepas de E. coli isoladas do esgoto

sanitário bruto (EBS), somente uma cepa apresentou resistência a 6 antibióticos

(2,2%) dos 14 analisados, sendo este o máximo de polirresistência encontrado nesta

amostra. Já nas cepas de E. coli isoladas do esgoto bruto hospitalar (EBH - 1 e

EBH- 2) verificou-se bactérias resistentes a um maior número de antibióticos quando

comparadas ao esgoto bruto sanitário. Das 42 cepas isoladas do EBH - 1, uma

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

110

apresentou resistência a 9 antibióticos (2,3%) e das 46 isoladas do EBH - 2, duas

cepas apresentaram resistência a 11 antibióticos (4,3%).

Tabela 5.15: Comparação entre a freqüência de resistência de cepas E. coli isoladas do EBH e

EBS

Nº de cepas Nº de cepas Nº de cepas

Frequência de

resistentes resistentes resistentes

resistência

(STSFA - 1) (STSFA - 2)

EBH - 1 EBH - 2

EBS

1 antibiótico 1 (2,3%) 2 (4,3%) 6 (13,0%)

2 antibióticos 17 (40,4%) 9 (19,6%) 19 (41,3%)

3 antibióticos 10 (23,8%) 5 (10,9%) 14 (30,4%)

4 antibióticos 6 (14,2%) 12 (26,1%) 4 (8,7%)

5 antibióticos 3 (7,1%) 3 (6,5%) 2 (4,3%)

6 antibióticos 0 (0,0%) 4 (8,7%) 1 (2,2%)

7 antibióticos 0 (0,0%) 5 (10,9%) 0 (0,0%)

8 antibióticos 4 (9,5%) 3 (6,5%) 0 (0,0%)

9 antibióticos 1 (2,3%) 1 (2,2%) 0 (0,0%)

11 antibióticos 0 (0,0%) 2 (4,3%) 0 (0,0%)

Total cepas 42 46 46

Esgoto Hospitalar Esgoto Sanitário

Verificou-se também que a maioria (41,3%) das cepas isoladas do esgoto bruto

sanitário apresentou resistência a 2 antibióticos, enquanto que nas cepas isoladas

de EBH - 2 foi detectado que a maioria delas (26,1%) foram resistentes a 4

antibióticos. Porém ao comparar as cepas do EBS com as cepas do EBH - 1

observa-se que ambas apresentaram maior taxa de resistência a somente dois

antibióticos.

A Tabela 5.16 representa o resultado do teste do Qui-quadrado, ao nível de

significância de 5%. A finalidade deste teste foi comparar as taxas de bactérias E.

coli resistentes a antibióticos encontradas no esgoto bruto do hospital e no esgoto

bruto sanitário. Com os resultados apresentados pode-se concluir que o EBH - 1, ao

nível de significância de 5%, apresentou maior número de cepas E. coli resistentes

aos antibióticos neomicina, eritromicina e ampicilina, quando comparado ao esgoto

bruto sanitário.

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

111

Quanto ao esgoto bruto hospitalar, EBH - 2, pode-se verificar ao nível de

significância de 5% que este esgoto possui estatisticamente um maior número de

cepas E. coli, resistentes aos antibióticos, tetraciclina, amoxicilina, ciprofloxacina,

amicacina, ácido nalidixo, ampicilina, cecaclor e trimetroprim/sulfametoxazol quando

comparado ao esgoto bruto sanitário.

Pôde-se verificar também, que as cepas isoladas do esgoto bruto sanitário (EBS)

não apresentaram resistência aos antibióticos, gentamicina, cloranfenicol,

ciprofloxacina, ceftriaxone e cefaclor enquanto que no esgoto bruto hospitalar foi

observado resistência para todos estes antibióticos analisados, com exceção ao

antibiótico ceftriaxone, no EBH - 1.

Desta forma, de acordo com os resultados obtidos, é possível assegurar

estatisticamente que o esgoto bruto hospitalar apresentou maior número de cepas E.

coli resistentes a antibióticos comparado ao esgoto bruto sanitário. Isto pode ser

explicado pelo fato de que as bactérias do esgoto hospitalar são derivadas de uma

fração particular de uma população humana e de que o ambiente hospitalar é

Tabela 5.16: Teste do Qui-quadrado do perfil de resistência entre o esgoto bruto hospitalar

(EBH - 1 e EBH - 2) e o esgoto bruto da ETE - UFES (EBS)

EBH-1 EBS EBH-2 EBS

%% p % % p

NEO 16,7 2,1 0,021* 6,5 2,1 0,308

GEN 2,4 0,0 0,477 4,3 0,0 0,247

CLO 7,1 0,0 0,105 6,5 0,0 0,121

TET 31,0 32,6 0,868 60,9 32,6 0,007*

AMO 33,3 23,9 0,328 52,2 23,9 0,005*

CIP 2,4 0,0 0,477 21,7 0,0 0,001*

ERI 90,5 73,9 0,044* 87,0 73,9 0,115

CRO 0,0 0,0 - 6,5 0,0 0,121

AMI 11,9 8,6 0,441 23,9 8,6 0,048*

PEN 100,0 100,0 - 100,0 100,0 -

NALI 11,9 2,1 0,082 28,3 2,1 0,000*

AMP 21,4 4,3 0,016* 21,7 4,3 0,013*

CFC 2,4 0,0 0,477 10,9 0,0 0,028*

SUT 14,3 8,6 0,312 30,4 8,6 0,009*

p<0,05, rejeita-se H0 e p>0,05, aceita-se H0

* Nível de significância de 5%

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

112

seletivo para certas cepas bacterianas. Vale ressaltar que, estas conclusões são

aceitas para os esgotos hospitalar e sanitário e os antibióticos analisados neste

estudo.

Um grande risco para a população humana é a possibilidade destas bactérias

multirresistentes transmitirem os plasmídeos de resistência, para patógenos

sensíveis a antibióticos, tais como, Salmonela, Shigela e outras. Por esse motivo

verifica-se a necessidade de tratamento dos efluentes hospitalares que de acordo

com Silveira (2004), é de grande importância que este efluente seja desinfetado até

total inativação dos organismos e não de acordo com padrões de lançamento de

efluentes, uma vez que a elevada resistência aos antimicrobianos, apresentam

restritas possibilidades de tratamento.

Resultado semelhante foi encontrado por Reinthaler et al., (2003), que analisaram

três ETEs: estação A (tratando somente esgoto sanitário), estação B (tratando

esgoto e água de percolação de aterro sanitário) e estação C (tratando esgoto

sanitário e hospitalar). Os autores verificaram que a estação C apresentou uma

maior taxa de E. coli resistentes a antibióticos quando comparadas às outras ETEs.

Estes resultados também estão de acordo com os resultados de Grabow e Prozesky

(1973), que observaram, no esgoto hospitalar, um maior percentual de coliformes

resistentes aos antibióticos ampicilina, cloranfenicol, kanamicina, neomicina e

tetraciclina quando comparados aos coliformes isolados do esgoto sanitário. Chitnis

et al., (2000), encontraram resultado semelhante onde as concentrações de

bactérias resistentes a antibióticos presentes no esgoto sanitário (0,000011 -

0,025%) foram extremamente menores que as encontradas em esgoto hospitalar

(0,58 - 40%).

A elevada freqüência de resistência aos antibióticos peniclina, eritromicina,

amoxicilina e tetraciclina, foi comum em ambos esgotos tanto o hospitalar quanto o

sanitário, provavelmente por serem antibióticos de uso comum pela população e por

serem também já muito utilizados pela medicina.

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

113

De acordo com o artigo 11 da resolução CONAMA Nº 358 de abril de 2005, os

efluentes líquidos provenientes dos estabelecimentos prestadores de serviços de

saúde, para serem lançados na rede pública de esgoto ou em corpo receptor, devem

atender às diretrizes estabelecidas pelos órgãos ambientais, gestores de recursos

hídricos e de saneamento competentes. Caso este efluente seja lançado

diretamente em corpos receptores o artigo 36 da resolução CONAMA 357 de março

de 2005 diz que os efluentes provenientes de serviços de saúde e estabelecimentos

nos quais haja despejos infectados com microrganismos patogênicos, só poderão

ser lançados após tratamento especial.

5.6 Testes de Desinfecção com Escherichia coli

Neste tópico será apresentado o resultado do teste de desinfecção por meio da luz

ultravioleta em bactérias E. coli isoladas de esgoto hospitalar e sanitário. A finalidade

do teste foi verificar se a resistência aos antimicrobianos apresenta relação com a

resistência a desinfetante UV. Desta forma colônias sensíveis, com simples e

múltipla resistência foram submetidas à desinfecção em um becker com água de

diluição esterilizada.

As médias da replicata dos resultados obtidos nos testes efetuados com E. coli estão

apresentadas na

Tabela 5.17.

Tabela 5.17: Efeito da desinfecção UV em E. coli sensível e resistente a antibióticos

Dosagens Resistente Resistente

mWs/cm

TET TET/AMO/ERI/AMP

(UFC/ml) (UFC/ml) (UFC/ml)

0 5,00E+07 1,58E+07 5,30E+07

10 6,00E+04 4,17E+05 3,00E+07

11 3,50E+04 2,01E+05 1,40E+07

12 1,00E+03 5,57E+04 9,80E+06

15 1,30E+02 2,33E+03 2,50E+06

Sensível

Constatou-se que na desinfecção com UV, na dose de 15mW.s/cm

, houve redução

de 5 unidades logarítmicas, em cepas E. coli sensíveis aos antibióticos enquanto

que as E. coli resistentes ao antibiótico tetraciclina, observou-se uma redução de 4

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

114

unidades logarítmicas, entretanto, a resistente a quatro antibióticos (TET - AMO -

ERI - AMP) foi verificada redução de apenas uma unidade logarítmica.

Na Figura 5.11, pode-se observar a cinética de desinfecção de E. coli quando

submetida à luz ultravioleta e conclui-se, desta forma que a as bactérias resistentes

a antibióticos aparentemente foram mais resistentes à ação da luz ultravioleta

quando comparadas às bactérias sensíveis, entretanto, deve-se levar em

consideração o pequeno número de testes analisados.

y = -0,5707x + 2,6951 R

= 0,8962

y = -0,4682x + 2,6274 R

= 0,9886

y = -0,213x + 1,8114 R

= 0,9948

-7,0

-6,0

-5,0

-4,0

-3,0

-2,0

-1,0

0,0

9 101112131415

Doses (mWs/cm2)

Log (N/N0)

Sensível Resistente TET Resistente TET/AMO/ERI/AMP

Figura 5.11: Cinética de desinfecção de E.coli sensíveis e resistentes a antibióticos

Pouco se sabe sobre a relação de resistência bacteriana com a desinfecção, porém

alguns trabalhos na literatura sugerem resultados parecidos com o presente estudo.

Meckes (1982), analisando o efeito da desinfecção através da luz ultravioleta em

coliformes resistentes a antibióticos no esgoto, observou um aumento significativo na

porcentagem destes microrganismos resistentes à tetraciclina e cloranfenicol após o

processo de desinfecção com luz UV. O autor acredita que a proteína específica

responsável para a resistência bacteriana à tetraciclina pode absorver a luz UV o

suficiente para proporcionar proteção a essas bactérias. Outros autores como Moken

et al., (1997), verificaram a possibilidade do desinfetante “pine oil” ser capaz de

selecionar bactérias resistentes a antibióticos e Murray et al., (1984), relataram um

5 – Resultados e Discussão

___________________________________________________________________

115

aumento significativo na porcentagem de cepas resistentes a múltiplos antibióticos

quando estas são submetidas à desinfecção com o cloro.

6 – Conclusões

___________________________________________________________________

116

6. Conclusões

Com relação à caracterização dos esgotos sanitário e hospitalar:

• O esgoto do sistema ETE - UFES apresentou concentrações médias

semelhantes às encontradas pelas pesquisas anteriores realizadas na ETE -

UFES;

• Com relação aos parâmetros físico-químicos, a ETE - UFES e o EBH - 2

apresentaram características semelhantes, enquanto que o EBH - 1, foram

superiores;

• O EBH - 2 e o EBS apresentaram valores próximos de relação DQO

/DBO

já o

EBH - 1 apresentou valores mais elevados;

• O esgoto bruto hospitalar apresentou concentrações semelhantes dos

microrganismos coliformes totais e E. coli, quando comparadas às concentrações

do esgoto bruto sanitário.

Com relação ao perfil de resistência a antibióticos em bactérias E. coli

isoladas dos esgotos sanitário e hospitalar:

• O máximo de polirresistência tanto para EBS como para o UASB foi a 6

antibióticos e para o Efinal este número foi de 7 antibióticos;

• Observou-se um maior número de E. coli resistentes aos antibióticos eritromicina

e trimetoprim/sulfametoxazol no efluente final do sistema ETE - UFES, além de

um maior número destas cepas resistentes aos antibióticos tetraciclina,

eritromicina e ampicilina no efluente do UASB;

6 – Conclusões

___________________________________________________________________

117

• Dos 14 antibióticos analisados, as cepas de E. coli isoladas do EBH - 2,

apresentaram maiores índices de resistência aos seguintes antimicrobianos

tetraciclina, amoxicilina, ciprofloxacina, ácido nalidixo e sulfametoxazol/

trimetoprim, quando comparadas ao EBH - 1;

• O máximo de polirresistência encontrada nas amostras de EBH - 1, SF - 1, EBH -

2 e SF - 2, foi a 9, 8, 11 e 7 antibióticos, respectivamente. Enquanto que no TD,

as cepas de E. coli apresentaram resistência múltipla a 12 antibióticos;

• No STSFA - 1, houve uma redução proporcional de E. coli resistentes aos

antibióticos neomicina e amicacina do EBH - 1 para o SF - 1. Já no STSFA - 2,

esta redução foi em relação aos antibióticos, tetraciclina, ciprofloxacina e ácido

nalidixo;

• O esgoto bruto hospitalar apresentou, um maior percentual de bactérias E. coli

resistentes a determinados antibióticos quando comparado ao EBS;

• Foi observado nos esgotos hospitalar e sanitário maior freqüência de cepas E.

coli resistentes aos antimicrobianos penicilina, eritromicina, amoxicilina e

tetraciclina, já em relação ao antibiótico penicilina G, foi verificada resistência em

100% das bactérias isoladas;

• De acordo com os resultados encontrados neste trabalho e os resultados

encontrados na literatura observou-se que a prevalência de bactérias resistentes

a antibióticos no esgoto pode variar, pois dependerá de vários fatores tais como

o sistema de tratamento de esgoto analisado, o tipo de bactéria a ser estudada e

o agente antimicrobiano em estudo.

Com relação à desinfecção de cepas E. coli com luz ultravioleta:

• Bactérias resistentes a antibióticos foram mais resistentes à ação da luz

ultravioleta quando comparadas às bactérias sensíveis, entretanto, deve-se levar

em consideração o pequeno número de testes analisados neste estudo.

7 – Recomendações

___________________________________________________________________

118

7. Recomendações

• Quantificar e qualificar a presença de antibióticos no esgoto hospitalar e no

esgoto sanitário;

• Avaliar a cinética de desinfecção de E. coli resistente a antibióticos, quanto ao

desinfetante cloro e fazer um maior número de repetições para o teste com

luz UV;

• Verificar a patogenicidade das bactérias multirresistentes e analisar se estas

são capazes de transmitir seu material genético no esgoto;

• Verificar o lodo gerado pelos sistemas de tratamento de esgoto hospitalares,

quanto aos microrganismos multirresistentes e patogênicos;

• Verificar os fatores que contribuem/envolvidos no aumento de E. coli

resistentes a antibióticos em sistemas de tratamento de esgoto.

8 – Referências Bibliográficas

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Anexos

136

Anexos

Perfil de Resistência aos Antimicrobianos de Cepas Escherichia coli Isoladas do Efluente Hospitalar

Neomicina I SR ISSSSRS I SS I RRRRSS I IS IIIISIIISII ISI ISISR

Gentamicina I SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSRSSSSSSSSSSS I

Cloranfenicol RSSSSSSSSSSSSS IS I ISSSSSSSSI ISSSSSS RRS S S S S S

Tetraciclina SSRSSSSSSSSSSSRSRRSS I IIIIIRSIRIRRRISRI IRRR

Amoxicilina R S R S S SSSSSSSSSRSRRS I IRRRRRRRR I I SS S I I S I I I I R

Ciprofloxacina SS I SSSSSSSSSSS I S I RSSSSSSSSISSSSSSSSSSSSSSS

Eritromicina RRRRRRRRRRRRRRRRRR I RRRSIRRRRRRRRRRRRRR I RRR

Ceftriaxone SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSISSISSSSSSSSSSSS

Amicacina SSSSSSSSSSSSSSSSSSRSS ISRSSRSSSISI I SR I I SSSR

Penicilina RRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR

Ac. Nalidixo SSRSSSSSSSSSSSRSRRSSSSSSSSI ISISSSSR ISSSSSS

Ampicilina ISRSSSSSSSSSSSRSRRSSSRSIRRISRIIIIISSSISSSR

Cefacclor SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSRSSSSSSSSSSSSSSSS I

Trimetropim+Sulfa RSRSSSSSSSSSSSRSRRSSSSSSSISSSSSSS I S S S S S S S R

40 41 42

Cepa EBH-1

36 37 38 3922 23 24 25 26 27 28 29

Antibióticos

30 31 32 33 3415 16 17 18 19 20 219 10111212345678 1314 35

Legenda: R – Resistente; S – Sensível e I - Intermediário

Anexos

137

Neomicina IISISISIIIIIIIISIIISIIIISIIIIIIII

Gentamicina SSSSSSSSSRSSSSSSRSSSSSSSSSSSSSSSS

Cloranfenicol SSSSSSSSSRSSSSSSSSS I S I SSSRSSRRRRR

Tetraciclina S R S R S S S I S R S S I I R S R R I I I R I SSRRSRRRRR

Amoxicilina SSSSS I SSSSSSSS I SRSS I I I I SRRSSRRRRR

Ciprofloxacina SSSSSSSSSSSS I RSS I I SSRSSSSSSSSSSSS

Eritromicina RRRRRRRRR I I R I I RRRR I RRRRRRRRRRRRRR

Ceftriaxone SSSSS I SSSSSSSS I SSSS I ISS I SSSSSSSSS

Amicacina SSSSSSS I SS IIIIISIISSSSSISISSI I I I I

Penicilina RRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR

Ac. Nalidixo SSSSSSSSSSSSSSSS I RSRRRSSSSSSSSSS I

Ampicilina SSSSSSSSSSSSSSSS I SS I S ISSSRSSRRRRR

Cefacclor SSSSSSSSSSSSSSSSSSS I SSSSSRSS I S I SS

Trimetropim+SulfaSRSSRSSSS I I SSSRSSSSSSSSSSRSSSRRRR

32 3328 29 30 3124 25 26 27

20 21 22 2316 17 18 1912 13 14 158 9 10 114567123

Antibióticos

Cepa SF-1

Legenda: R – Resistente; S – Sensível e I - Intermediário

Anexos

138

Neomicina ISRIIIISSIIIIISSIIIIIIIIIISISIIIISISSISIRRII II

Gentamicina RS I SSSSSSSS I SSSSSS I I S

SSSSSSSSSRS SSSSSSS I S I

Cloranfenicol S - RSSSSSSSS I SSRRSSSSS

SSSSSSSSSSS SSSSSSS I SS

Tetraciclina SRR I S I RSSSSR I I RRRRRRR

RIRS IRRIRR I RS I RR I RRRR

Amoxicilina RRRRS I R I RSSRRRRRRRRRS

SSRIRRRRRRSIIIIIIRIII

Ciprofloxacina SRSSSSSSSSSSSSRR I S I I S

SSRSSRRSRRSSSSSSS I SSS

Eritromicina RRRRRRRRRRRRRRRRRRRR I IIR I RRRRRRRRR R I I R R R RRRRRR

Ceftriaxone R- SSSSSS I SSSSSRRSS I I SSSSSSSSSSSSSS SSSSSSSSSSSS

Amicacina I S I S I SSSSSRSSSSS I I I R IRIRRISISRISSS I SSSS I I RRRRR

Penicilina RRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR RRRRRRRRRRRR

Ac. Nalidixo RRSSSSSSRSSSSSRRSSSSS

SSRSSRRSRRSSSSSSS I SSS

Ampicilina RRIISISSRSSRSRRRIIIII

SSISRISRSIS I SSSSSR I I I

Cefacclor RRSSSSSSRSSSSSRRSSSSS

SSSSSSSSSSS SSSSSSSSSS

Trimetropim+SulfaSRRSSSSSRSSRRSRRSSSSS

SSRSSRRSRRSSSSSSSSSSS

Cepa EBH-2

42 43 44

38 39 40 4134 35 36 3730 31 32 3326 27 28 29

Antibióti cos

24 25

123456789101112131415161718192021

Legenda: R – Resistente; S – Sensível e I – Intermediário

Anexos

139

Neomicina IIIIIISIISISSSISSSSIS

IISIIIIIIII

Gentamicina SSS - SSSSSSSSSSSSSSSSS

SSSSSSSSS I S

Cloranfenicol SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS

SSSSSSSSSSS

Tetraciclina SRS - SSS I SRRRRS I I S I I SSSS I I R I RRRR I

Amoxicilina SSSSRR I R I I S I SS I RSSRSSSS I I I I RRRRR

Ciprofloxacina SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSRSSS

Eritromicina RRRRRRRRRR I RRRRR I I RSRRIRRRIRRRRR

Ceftriaxone SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS

Amicacina I SSSSSSSRRRSSSSSSS I I RSISISIRI ISI

Penicilina RRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR

Ac. Nalidixo SSS - SRSSSSSSSSSSSSSSSSSSRSSSRSSS

Ampicilina SSSS I I SSSSSSSSSSSSSSSSSS I SSR I RRR

Cefacclor RSSSS I SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSRSS I S

Trimetropim+SulfaSSS - SSSSSRRRRSSSSSSSSSSSSSSSRSSS

30 31 32

Cepa SF-2

26 27 28 2922 23 24 25

15 16 17 18 19 20 21

Antibióticos

12 13 148 9 10 111234567

Legenda: R – Resistente; S – Sensível e I – Intermediário

Anexos

140

Neomicina IIIIRSRSISIIIIIISSIIIIIISIISSISSIISSRIIIII

Gentamicina I S S S S S RS S RS I S S S RRS S S SSSSSSSSSSSSSS S S I I S S S S

Cloranfenicol SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSRSSSSSSSSSSSR

Tetraciclina SSSSSSSRSRIRIRRRRI ISISIRIIIIIIIIII I IRRRRRR

Amoxicilina S S S R S S S S I R S S S S S R R S I I S S S SSSSSSS I I SS S S I RRRRR

Ciprofloxacina SSSSSSSSSRS I SSSRRSSSSSSSSI ISSSSSSS S S I S S S S I

Eritromicina RRRRRRRRRRR I I R I RRRRR I I IRRRIRRI IRIRR I RRRRRR

Ceftriaxone SSSSSSSSSRSSSSSRRSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS I

Amicacina SSSSSSSSSSSSSSRRRSSSSSISSRISSSSS I I I I I RR I I I

Penicilina RRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR

Ac. Nalidixo SSSSSSSSSRS IS I IRRSSSSSSSSSSSS ISSSS S S I S I S S R

Ampicilina SSS I SSSSSRSSSS IRRS ISSSSSISISSSSI I I S I IR IRRR

Cefacclor SSSSSSSSSRSSSSSRRSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS I SSS I

Trimetropim+Sulfa SSSSSSSSSRRSSSSRRSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSRSSRR

Cepa TD

Antibióticos

39 40 41 4235 36 37 3822 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 341234567 131489 1210 11 16 17 18 19 20 2115

Legenda: R – Resistente; S – Sensível e I - Intermediário

Anexos

141

Perfil de Resistência aos Antimicrobianos de Cepas Escherichia coli Isoladas do Efluente Sanitário

Neomicina SSIIISSISSRIIIIISISIIIIIIIIIISIISIIIISIIIIIIII

Gentamicina SSSISSSSSSSSSSSS I SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS

Cloranfenicol SSSSSSSSSSSSSS I SS I SSSSSSSS I SSSSSSSSSSSSSSSSSSS

Tetraciclina SSSISSSSSSSSSSRSS I RRSRRSRRRR I RSRSSIRI I I IRSSIRR

Amoxicilina RSIRRRSI IS S S RS S S S I R I S I S S I I I I I I R I I IRS I IRSSSSSRR

Ciprofloxacina SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS I SSSSSS

Eritromicina RRRRRIIRRRR I RRRRRRRR I R I I I RRRRR I I IRRRRRRR I R I RRR

Ceftriaxone SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS I

Amicacina SSSRSSSSSSSSSSSSSSS I SS I I RS I SRSSSSSSRSSI IIIIIIS

Penicilina RRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR

Ac. Nalidixo SSSSSSSSSSSSSSRSS I SSS I SSS I SSSSSSSISSSSSS I SSSSS

Ampicilina SSSSISSSSSSSSSRSSSSSSSSSSSSS I SSSSI ISISISSSSSIR

Cefacclor SSSSISSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS I

Trimetropim+Sulfa SSSSSRSSSSSSSSRSSSSSSSSSSSSRSSSSSSSRSSSSSSSSSS

45 46

Cepa EBS

41 42 43 4437 38 39 4033 34 35 3629 30 31 3225 26 27 2821 22 23 2417 18 19 2013 14 15 169101112

Antibióticos

12345678

Legenda: R – Resistente; S – Sensível e I - Intermediário

Anexos

142

Neomicina SIIIIISSSIISSIIIIIIIISIIIIISISI

Gentamicina SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS I SSSSSS

Cloranfenicol SSSS - SSSSSSSS ISSSSSSSSSS I SSSSSS

Tetraciclina SSSSRSRRR IRSSRR I RR I SRRRRRR I R I RR

Amoxicilina SRRS I I RRSSSRS I SSR I I IR I I RR I SRR I I

Ciprofloxacina SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS

Eritromicina RRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR I RR

Ceftriaxone SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS I I I SS I SS

Amicacina S I SSSSSSS I SSS IR I SSR I I I S IIIISISI

Penicilina RRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR

Ac. Nalidixo SSSS - SSSSSSSSSSSSS I SRSSS I SSSSSS

Ampicilina SSSSSSRSSSSSSSSSSS I I RR I RR I IRS I I

Cefacclor SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSR ISSSSS I

Trimetropim+SulfaSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSRSSSSSS

Cepa UASB

30 3126 27 28 2922 23 24 2518 19 20 2114 15 16 1710 11 12 136789

Antibióticos

12345

Legenda: R – Resistente; S – Sensível e I – Intermediário

Anexos

143

Neomicina RSIISIS S S IS S S SIISIIIIIISIIIIIISIIIII

Gentamicina SSSSSSS S S S S S S SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS

Cloranfenicol SSSSSS S S S S S S S S I IS S IS S S S S S S S SSSS S SS S S

Tetraciclina SRRIRIIIIRRRS SRRRR I RS R I RRRR I I I RR IIII

Amoxicilina SSRSSSS IS S RR I I I SRR IIIIRRIRISIIIIIIII

Ciprofloxacina SS I SSSSSSSSSSSSSSS I SSSSSSSSSSSSSS I SS

Eritromicina RRRRRRRRRRRRRRR I R I RRRRR I RRRRRRRRRRRR

Ceftriaxone SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS I SSSS

Amicacina SSSSSSSSS I SSSSS I I S I R I I SRRRSSS I SSS I I I

Penicilina RRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR

Ac. Nalidixo SSRSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS

Ampicilina SSRSSSSSSS I I SSSSRR I SSSRS I S I R I I IIIIII

Cefacclor SSSSSSSSSS I I SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS

Trimetropim+Sulfa SSRSSSSSSSRRSSSSRRSSSSRRRRSSSSSSSSSS

Cepa Efinal

33 34 35 3629 30 31 3225 26 27 2821 22 23 2417 18 19 2013 14 15 169 101112

Antibióticos

12345678

Legenda: R – Resistente; S – Sensível e I - Intermediário

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