21 de agosto de 2019

Perigos do reuso direto de efluentes tratados e lodos de estações de tratamento de esgotos

Por José Eduardo Cavalcanti* - Instituto de Engenharia
Estação de tratamento de esgoto. Foto: Kekyalyaynen / Shutterstock.com
 
Efluentes tratados e lodos excedentes oriundos de estações de tratamento aeróbicas de esgotos podem conter bactérias e ARG’s resistentes a antibióticos causando preocupação quando expostos a seres humanos através de reciclagem ou reuso

Bactérias resistentes a antibióticos (superbactérias), podem emergir nos processos de tratamento de esgotos aeróbios devido à presença de antibióticos, (não metabolizados no organismo humano), nos excretas, principalmente na urina, lançados como esgotos nas estações de tratamento.

Antibióticos são compostos produzidos por microrganismos capazes de matar ou neutralizar o crescimento de outros microrganismos.

Podem ser classificados de forma geral em dois tipos: bactericidas (matam determinados tipos de bactérias) e bacteriostáticos (impedem o crescimento e a multiplicação).

Pode-se definir uma bactéria como resistente quando ela é capaz de crescer in vitro nas concentrações em que o antibiótico adquiriria no sangue quando administrado via oral em seres humanos. Ou seja, a bactéria que consegue modificar a maneira pela qual o antibiótico atua é considerada resistente.

Os antibióticos são classificados segundo seus locais de atuação na célula, a saber: parede celular, membrana plasmática, síntese proteica e síntese de ácidos nucleicos.

Em resumo, os antibióticos agem sobre as bactérias de 5 formas:

  1. Inibindo a síntese dos componentes da parede celular (Ex.: Penicilinas, Cefalosporinas, Basitracinas e Ancomicinas)
  2. Danificando a membrana plasmática deixando-a a ação de bacteriostáticos. (Ex.: Polimixinas)
  3. Inibindo a replicação do DNA bacteriano, isto é a cissiparidade ou divisão celular ou inibindo a transcrição, isto é inibindo a produção do RNA mensageiro (RNAm) o qual seria lida pelos ribossomos. (Ex.: Quinolonas e Rifamicina)
  4. Impedindo a tradução da célula bacteriana na síntese proteica, ou seja, na medida em que o antibiótico se acopla em uma unidade ou sítio ribossômico, esta molécula tem dificuldade de se ligar ao RNAm e consequentemente ler a mensagem trazida o que impede a produção de peptídeos (proteínas) para a regulação desta célula comprometendo sua sobrevivência. (Ex.: Cloranfenicol)
  5. Impedindo a síntese de metabólicos essenciais como o B9 (ácido fólico) que ativam as enzimas que convertem a base nitrogenada Uracila em Timina dificultando a produção de mais DNA e consequente sua propagação comprometendo o processo de regulação do seu ciclo de vida. (Ex.: Sulfanilamida)
 
Duas são as formas de resistência bacteriana pelas quais uma bactéria se torna resistente ao antibiótico: a resistência adquirida e a resistência natural.

A resistência adquirida é obtida principalmente por via de: plasmídeo (pequenas moléculas circulares de DNA capazes de se reproduzir independentemente do DNA cromossômico.), bacteriófago (vírus que se aderem à bactéria, perfuram sua parede celular e injetam na hospedeira o seu conteúdo genético), conjugação (processo sexual de transferência de genes de uma bactéria doadora por meio de plasmídeo conjugativo para uma receptora). A resistência natural é aquela inerente à bactéria, isto é quando determinado antibiótico não consegue, por exemplo, atuar nas bactérias gram-negativas (Ex.: Vancomicina que só atua nas bactérias gram-positivas).

Os mecanismos utilizados pelas bactérias para resistir a um antibiótico são a fabricação de enzimas visando destruir ou modificar este antibiótico, a produção de bombas de fluxo onde literalmente “expulsam” os antibióticos do interior da bactéria ou modificações estruturais mudando o sitio de ligação do antibiótico da subunidade (complexo formado por moléculas de RNA e proteínas) do ribossomo de forma que o antibiótico não possa reconhecer nem se ligar a determinada estrutura.

Os esgotos sanitários ao adentrarem a uma Estação de Tratamento transportam restos de antibióticos e também algumas destas superbactérias e filamentos flutuantes de DNA ou RNA que ao interagirem com a biomassa existente no reator aeróbio podem transmitir os genes de resistência a antibióticos (ARGs), às bactérias degradadoras da matéria orgânica elevando a quantidade de superbactérias e de traços de DNA resistentes aos antibióticos.

Esta transferência é feita por meio do processo de transferência horizontal, pelo qual um organismo repassa material genético para outra célula que não é sua descendente.

Estudos indicam que mesmo baixas concentrações de apenas um único tipo de antibiótico levam à resistência a múltiplas classes de antibióticos.

Estas superbactérias e traços de DNA resistentes a antibióticos se concentram no lodo excedente (principalmente) e no efluente tratado mesmo após a fase líquida passar por filtração nas membranas de UF ou nos processos MBR.

Estudos recentes sinalizam que processos biológicos de tratamento de esgotos em ausência de oxigênio como os anaeróbios através da tecnologia emergente AnMBR (Anaerobic Membrain Reactor) podem reduzir a quantidade de superbactérias resistentes aos antibióticos no lodo e no efluente tratado. Mas estes estudos ainda não são conclusivos.

No lançamento em corpos receptores (águas superficiais ou subterrâneas) estes genes são reintroduzidos no meio ambiente. O tratamento que se dá para fins de potabilidade às águas captadas em mananciais pouco protegidos em Estações de Tratamento de Água (ETAs) no Brasil não é adequado à inativação destes e de outros poluentes emergentes.

No caso de reuso direto, a situação se agrava mais ainda pois o contacto de seres humanos e animais com as superbactérias é ainda mais próximo.

Diante destas incertezas deve ser enfatizado que a regulação de água de reuso para fins potáveis ou na agricultura deve levar em conta também a presença de superbactérias e ARGs, além de outros poluentes emergentes nestas águas.
 
*JOSÉ EDUARDO W. DE A.  CAVALCANTI

É engenheiro consultor, diretor do Departamento de Engenharia da Ambiental do Brasil, diretor da Divisão de Saneamento do Deinfra – Departamento de Infraestrutura da Federação das Indústrias do Estado de São Paulo (Fiesp), conselheiro do Instituto de Engenharia, e membro da Comissão Editorial da Revista Engenharia 
 

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