Cianobactérias: um panorama geral, artigo de Fernanda de Matos Campos e Lourdes Maria Duarte

Resumo

Pretende-se, com este artigo, dar um panorama geral acerca das cianobactérias: o que são, quais são seus benefícios e malefícios para o meio ambiente e para o homem, quais são os mecanismos para seu monitoramento, etc. As cianobactérias são microorganismos aeróbicos fotoautotróficos, geralmente encontradas em ambientes aquáticos, que podem apresentar, em algumas circunstâncias, um crescimento exagerado denominado floração ou bloom. Essa floração é causada, principalmente, pela eutrofização dos ambientes aquáticos, em decorrência do enriquecimento artificial dos corpos d’água, por meio do escoamento de esgotos domésticos e industriais, bem como de fertilizantes, entre outros. As consequências dessas florações podem afetar tanto o meio ambiente quanto o homem, uma vez que alteram o equilíbrio dos ecossistemas aquáticos; alteram a cor, odor e gosto da água; afetam a potabilidade da água; e podem expor diversos mamíferos, aves, peixes e, inclusive, o homem às cianotoxinas liberadas pelas cianobactérias: hepatotoxinas, neurotoxinas e dermatotoxinas – cuja toxidade pode levar à morte. O episódio mais impactante de intoxicação por cianobactérias ocorreu em Caruaru/PE, em 1996, com a morte de 60 pacientes de hemodiálise; fato este que fez as autoridades incluírem as exigências de monitoramento para cianobactérias e cianotoxinas na Legislação Brasileira. Algumas formas de monitoramento e prevenção das florações são tratadas resumidamente neste trabalho.

O que são cianobactérias?

Segundo Azevedo (1998), as cianobactérias ou cianofíceas (algas azuis) são microorganismos aeróbicos fotoautotróficos. Seus processos vitais requerem somente água, dióxido de carbono, substâncias inorgânicas e luz. A fotossíntese é seu principal modo de obtenção de energia para o metabolismo. Entretanto, sua organização celular demonstra que esses microorganismos são procariontes e, portanto, muito semelhantes bioquimicamente e estruturalmente às bactérias. A origem das cianobactérias foi estimada em cerca de 3,5 bilhões de anos pela descoberta de fósseis, em rochas sedimentares encontradas no noroeste da Austrália, do que foram, certamente, esses microorganismos. As cianobactérias estão, portanto, entre os organismos pioneiros na Terra, sendo provavelmente os primeiros produtores primários de matéria orgânica a liberarem oxigênio elementar na atmosfera primitiva.

Existem cianobactérias unicelulares, coloniais e filamentosas. Algumas espécies produzem célulasdiferenciadas, tais como: heterocistos, especializados na fixação de nitrogênio, e acinetos, especializados na acumulação de substâncias de reserva (por exemplo, o amido cianobacteriano). São organismos amplamente difundidos, existem em ambiente de condições extremas como fontes termais, regiões geladas ou até mesmo em regiões desérticas, onde aparecem em relações simbióticas com fungos. Normalmente, são organismos encontrados nos ambientes aquáticos (fitoplâncton) e que, geralmente, não causam problemas, devido à dinâmica dos ecossistemas que regula a permanência dos organismos, por meio de fatores como a reprodução e a predação. Entretanto, sob condições ideais, tais organismos podem apresentar um crescimento massivo exagerado conhecido como floração ou “bloom”.

Azevedo afirma que a capacidade de crescimento nos mais diferentes meios é uma das características marcantes das cianobactérias. Várias espécies vivem em solos e rochas onde desempenham um importante papel nos processos funcionais do ecossistema e na ciclagem de nutrientes. Entretanto, ambientes de água doce são os mais importantes para o crescimento de cianobactérias, visto que a maioria das espécies apresenta um melhor crescimento em águas neutro alcalinas (pH 6-9), temperatura entre 15 a 30ºC e alta concentração de nutrientes, principalmente nitrogênio e fósforo.

As cianobactérias foram os principais produtores primários da biosfera durante mais ou menos 1.500 milhões de anos, e continuam sendo nos oceanos. O mais importante é que através da fotossíntese elas encheram a atmosfera de O₂, e ainda continuam sendo as principais provedoras de N para as cadeias tróficas dos mares. As cianobactérias são consideradas, ainda, uma rica fonte de metabólitos secundários, biologicamente ativos, isto é, de compostos não utilizados por esses organismos em seu metabolismo primário, muitos dos quais com possível potencial farmacológico (Carmichael, 1992).

Dados sobre conteúdos protéicos e de carboidratos de algumas cianobactérias sugerem que elas podem representar fonte de alimento de considerável valor nutritivo para o zooplâncton. Segundo Faintuch (1989 in Calijuri, 2006), a utilização de cianobactérias como fonte de vitaminas e proteínas é muito antiga. Algumas espécies (Spirulina maxima) são altamente aproveitadas como complemento na alimentação humana e animal, por apresentar alto teor de aminoácidos essenciais.

Entretanto, pouco se tem ouvido falar sobre seus benefícios, uma vez que as cianobactérias são potencialmente tóxicas. Algumas cianobactérias, que formam florações, produzem toxinas chamadas cianotoxinas, entre as quais anatoxina-a, anatoxina-as, aplisiatoxina, cilindrospermopsina, ácido domóico, microcistina LR, nodularina R e saxitoxina.

Segundo Calijuri (2006), as causas para essa produção ainda não estão muito bem esclarecidas, mas alguns pesquisadores acreditam que as cianotoxinas desempenham funções protetoras contra espécies zooplanctônicas, seus predadores primários. Outros pesquisadores sugerem que a produção de toxinas está relacionada às condições de crescimento ou à competição por recursos.

Florações de cianobactérias são o resultado da superdivisão das células a quantidades acima de 1x 10³ células por mL ^-1 causando mudança na coloração da água e muitas vezes também em seu gosto e odor. Os motivos principais para o aumento da incidência de florações de cianobactérias em mananciais são:

“1) O aumento da carga de nutrientes nitrogenados e fosfatados nas águas. As cianobactérias têm no N-Nitrato , N-amonium e P-ortofosfatos – os três elementos limitantes ao seu crescimento. Coincidentemente, estas são as formas principais destes elementos utilizados na agricultura em solos adjacentes aos mananciais. Com o aumento das práticas agrícolas próximas aos mananciais estas contribuições tornam-se decisivas à permanência de florações naqueles corpos d’água inseridos, adjacentes ou próximos a áreas de intensa agricultura.

 2) O aumento da carga de matéria orgânica lançada direta ou indiretamente nos mananciais, produz um aumento da quantidade de microorganismos decompositores e outros nos sedimentos que acabam por consumir o oxigênio disponível nas águas. Em meio anaeróbico as formas inorgânicas de N e P predominam e facilitam a assimilação pelas cianobactérias, provocando as suas florações.

 3) A maioria dos mananciais são originados a partir da obstrução de rios, arroios e riachos por barragens. A passagem do meio hídrico de lótico para lêntico causa mudanças drásticas na indução de florações de cianobactérias. Um dos efeitos mais nítidos é a tendência de estratificação térmica das águas que facilita a deposição ou a migração dos cistos de cianobactérias. Além disso, garante que toda a carga (biomassa) de células de uma floração permanecerá no sedimento do fundo do manancial mesmo nos períodos onde as condições não são propícias ao crescimento na superfície.

4) Além das barragens que surgem da obstrução de rios para abastecimento e irrigação, existem aquelas também construídas para hidroelétricas. Particularmente os estados que possuem serras e montanhas tem-se utilizado em muito a obstrução de rios para a conversão de energia cinética das águas em elétrica. Muitas destas barragens são compartilhadas através de convênios entre as geradoras elétricas e as empresas de abastecimento de águas.

5) O uso indiscriminado da água potável (tratada) para outras atividades além dos poucos litros necessários ao homem ingerir diariamente é outra razão. Este aumento no uso da água tratada para outras funções não tão nobres, como limpeza, diluição dos esgotos, geração de vapor, irrigação de jardins e outras, tem levado as empresas de abastecimento ao irreversível recurso do armazenamento de grandes volumes de água na forma de reservatórios de barragens. Daí, provocando todos aqueles fatores que induzem ao surgimento das florações de cianobactérias descritos acima.

6) A maioria das florações de cianobactérias que surgem nos mananciais são compostas de poucos gêneros e geralmente de produtores de toxinas. O fato pelo qual as cianobactérias parecem predominar sobre os outros microorganismos, produtores (algas) e consumidores (crustáceos, peixes, moluscos) que equilibram o meio aquático em condições normais, está muito ligado as características fisiológicas pelas quais as cianobactérias assimilam os nutrientes (N e P) desde o meio aquático. Aparentemente, as cianobactérias “nocivas” perderiam na competição pela assimilação destes nutrientes para algas e outros microorganismos mais eficientes, que em condições normais crescem mais e melhor. No entanto, ao produzir uma descarga destes nutrientes nos reservatórios (direta ou indiretamente), o homem está “facilitando a vida” das cianobactérias nocivas, que por si produzem toxinas para evitarem serem predadas pelos microcrustáceos, larvas de peixes, moluscos, etc. Estes consumidores primários, vão preferir consumir as algas mais eficientes (não-tóxicas) que crescem, e aparecem mais, até dizimá-las por um todo. Restarão no meio só as cianobactérias tóxicas que ao serem consumidas pelos microcrustáceos, larvas de peixes, moluscos acabarão por matá-los, passando assim a dominar o meio aquático. Estas condições são maximizadas quando algumas cianobactérias exógenas são introduzidas nos ecossistemas. Este meio aquático, com cianobactérias solitárias em grande abundância será finalmente a água a qual o homem deverá tratar para consumir diariamente” (Yunes, 2002).

Malefícios das cianobactérias para o homem e o ambiente

Os malefícios das cianobactérias advêm da crescente eutrofização dos ambientes aquáticos. A eutrofização é um fenômeno causado pelo excesso de nutrientes (compostos químicos ricos em fósforo ou nitrogênio), que leva a um enriquecimento artificial dos ecossistemas. Quando isso ocorre num corpo de água relativamente fechado, há uma proliferação excessiva de algas que, ao entrarem em decomposição, levam ao aumento do número de microorganismos e à conseqüente deterioração da qualidade da água, quer seja em rios, lagos, baías, estuários, etc.

De acordo com Tundisi & Matsumura-Tundisi (1992), o crescimento da agroindústria em algumas regiões do Brasil, tem sido bastante alto nos últimos 20 anos. A grande biomassa de cultivos monoespecíficos e a necessidade de intensificar o crescimento vegetal, pelo uso extenso de fertilizantes, têm causado uma rápida eutrofização de rios e reservatórios que tem resultado num crescimento elevado de macrófitas aquáticas e altas concentrações de fósforo no sedimento.A taxa de urbanização cresceu também rapidamente, com o conseqüente aumento de descarga de esgotos sem nenhum tratamento prévio. Esses dois processos em larga escala são hoje as principais causas da eutrofização de rios, lagos e reservatórios, em muitas regiões brasileiras.

Essa eutrofização artificial produz mudanças nas qualidades da água, que incluem: a redução de oxigênio dissolvido, a perda das qualidades cênicas, o aumento do custo de tratamento, a morte extensiva de peixes e o aumento da incidência de florações de microalgas e cianobactérias. Essas florações ou “blooms” se caracterizam pelo intenso crescimento desses microorganismos na superfície da água; fenômeno este que forma uma densa camada de células com vários centímetros de profundidade, cujas conseqüências podem afetar a saúde do ser humano.

O fato que chama a atenção é que as florações de cianobactérias têm geralmente conseqüências visíveis, porém danosas, para os organismos e o meio ambiente. Elas alteram o equilíbrio dos ecossistemas aquáticos, criam um biofilme superficial de cor verde, alterando a transparência da água e conduzindo a desoxigenação de lagos e rios. Além disso, liberam substâncias que produzem gosto e odor desagradáveis, afetam a potabilidade dos reservatórios de uso humano e, até mesmo em áreas recreacionais e de banho, a qualidade da água fica comprometida. Como resultado da exposição às cianotoxinas, diversos mamíferos, aves e peixes têm sido envenenados mundialmente por ocasião de florações de Anabaena, Aphanizomenon, Microcystis, Nodularia e Oscillatoria (Ressom et al. 1999), que são também consideradas prejudiciais à saúde humana (Elder et al. 1993).

A produção e liberação de toxinas de alto potencial tóxico é a característica mais marcante das florações. O grande problema, que gera preocupação às autoridades e gerentes das estações de tratamento de água, é o fato de que algumas das toxinas produzidas por cianobactérias não são facilmente removidas por processos convencionais de tratamento de água.

As cianotoxinas

De acordo com Sant’Anna e Azevedo (2000) já foi registrada a ocorrência de pelo menos 20 espécies de cianobactérias potencialmente tóxicas, incluídas em 14 gêneros, em diferentes ambientes aquáticos brasileiros. De acordo com esses autores, a espécie Microcystis aeruginosa apresenta a distribuição mais ampla no Brasil e Anabaena é o gênero com o maior número de espécies potencialmente tóxicas (A. circinalis, A. flos-aquae, A. planctonica, A. solitaria e A. spiroides).

Segundo Calijuri (op. cit.), as toxinas podem ser agrupadas em duas categorias, segundo sua origem e forma de dispersão no ambiente – as endotoxinas e as exotoxinas. As primeiras são constituintes da parede celular de grande variedade de cianobactérias e são liberadas para a água quando as células morrem e entram em senescência. Elas são compostas por polissacarídeos e lipídeo A. O lipídeo A tem propriedades tóxicas; as toxinas são fracas, mas podem ser fatais em doses elevadas. As exotoxinas são polipeptídeos, altamente específicas, com ação tóxica poderosa, secretadas em baixa concentração. São as toxinas conhecidas mais poderosas.

É possível também uma classificação mais específica das cianotoxinas, em função de sua ação farmacológica. Elas podem ser agrupadas em três grupos: as neurotoxinas, as hepatotoxinas e as dermatotoxinas. Outras atuam menos rapidamente e são identificadas como peptídeos ou alcalóides hepatotóxicos.

As hepatotoxinas incluem peptídeos cíclicos que compreendem as microcistinas e nodularinas, e um alcalóide, a cilindrospermopsina. (Kuiper-Goodman et al., 1999 in Carvalho, 2006). As neurotoxinas são alcalóides do tipo carbamato, produzidas por espécies de Alphazinomenon, Oscillatoria, Anabaena, Lyngbya, Cylindrospermopsis e Trichodesmium (Hawser et al., 1991; Kaebernick & Neilan, 2001 in id. ibid.). As dermatotoxinas, tais como os lipopolissacarídeos (LPS), são produzidos por algas, incluindo as cianobactérias.

Tipos de cianotoxinas e seus sintomas

Dentre os problemas causados pelas cianobactérias estão: a hepatite tóxica e outras hepatotoxicoses, a intoxicação pelas endotoxinas, irritações de pele, diarréia e, até mesmo, câncer. Dentre as espécies de cianobactérias produtoras de toxinas que formam florações estão: Anabaena flos-aquae, Microcystis aeruginosa, Aphanizomenonflos-aquae, Oscillatoria agardhii e Nodularia spumigena (Carmichael, 1989).

Neurotoxinas

As neurotoxinas são toxinas que atuam, especificamente, no sistema nervoso, mesmo em baixa concentração. Algumas dessas toxinas, que são caracterizadas por sua ação rápida, causando a morte por parada respiratória após poucos minutos de exposição, têm sido identificadas como alcalóides ou organofosforados neurotóxicos.

A anatoxina-a foi a primeira toxina de cianobactéria a ser quimicamente e funcionalmente definida (Devlin et al., 1977). Os sinais de envenenamento por esta toxina, em animais selvagens e domésticos,  incluem: desequilíbrio, fasciculação muscular, respiração ofegante e convulsões. A morte é devida a parada respiratória e ocorre de poucos minutos a poucas horas, dependendo da dosagem e consumo prévio de alimento. Os sinais clínicos de intoxicação mostram uma progressão de fasciculação muscular, decréscimo de movimentos, respiração abdominal exagerada, cianose, convulsão e morte. Este alcalóide neurotóxico é um potente bloqueador neuromuscular pós-sináptico de receptores nicotínicos e colinérgicos. Esta ação se dá porque a anatoxina-a liga-se irreversivelmente a receptores de acetilcolina, pois não é degradada pela acetilcolinesterase. A toxicidade das células é alta o suficiente para que os animais precisem ingerir de poucos mililitros a poucos litros de água da superfície das florações para receber uma quantidade letal (Carmichael, 1992;1994).

Outra neurotoxina que apresenta os mesmos sinais de intoxicação da anatoxina-a, acrescidos da intensa salivação, foi designada como anatoxina-a(s). Esta neurotoxina tem um mecanismo de ação semelhante à anatoxina-a, pois inibe a ação da acetilcolinesterase, impedindo a degradação da acetilcolina ligada aos receptores. Entretanto, é dez vezes mais potente que a anatoxina-a (Azevedo, 1998).

Outras neurotoxinas são conhecidas como PSP (Paralitic Selfish Poison –veneno paralisante de mariscos): são a saxitoxina e a nosaxitoxina. Estas neurotoxinas inibem a condução nervosa por bloqueamento dos canais de sódio, afetando a permeabilidade ao potássio ou a resistência das membranas. A ingestão dessas toxinas impede a ação dos neurônios nas células musculares e pode causar uma série de sintomas: tontura, adormecimento da boca e extremidades, fraqueza muscular, náusea, vômito, sede e taquicardia (id. ibid.).

Whitton & Potts (2000 in Calijuri, 2006) reportaram que a homoanatoxina-a produzida pela espécie Oscillatoria formosa, caracteriza-se como amina secundária. É um alcalóide similar à antoxina-a, que age como potente bloqueador neuromuscular; em doses letais conduz à paralisia corporais, convulsões e morte por parada respiratória.

Hepatotoxinas

As hepatotoxinas atuam menos rapidamente do que as neurotoxinas e são identificadas como peptídios ou alcalóides hepatotóxicos. O tipo mais comum de intoxicação envolvendo cianobactérias é causado por hepatotoxinas, que apresentam uma ação mais lenta, causando a morte entre poucas horas e poucos dias, em decorrência de hemorragia intra-hepática e choque hipovolêmico. Os sinais observados após ingestão dessas hepatotoxinas são prostração, anorexia, vômitos, dor abdominal e diarréia (Beasley et al., 1989).

As espécies já identificadas como produtoras dessas hepatotoxinas estão incluídas nos gêneros Microcystis, Anabaena, Nodularia, Oscillatoria, Nostoc e Cylindrospermopsis (Carmichael, 1992). As principais hepatotoxinas até agora caracterizadas são hepatapeptídeos cíclicos conhecidos como microcistinas e os pentapeptídeos designados como nodularinas (Azevedo, 1998).

Estudos recentes demonstraram que as microcistinas são potentes inibidores das fosfatases protéicas do fígado. A inibição das fosfatases afeta o equilíbrio de fosforilação-desfoforilação, o que induz à proliferação celular. Em caso de exposição a doses não letais, o risco é decorrente da possibilidade de desenvolvimento, em longo prazo, de tumores cancerígenos (Fujiki, 1992). Assim, a exposição prolongada as microcistinas – que são o tipo mais comum de toxinas de cianobactérias – são potentes promotoras de tumores. Desse modo, o consumo continuado de pequenas doses de hepatotoxinas pode levar a uma maior incidência de câncer hepático na população exposta.

Dermatotoxinas

As moléculas das LPS são formadas por carboidratos (normalmente hexoses) e lipídeos (ácidos graxos de cadeias C₁₄ e C₁₈). São agentes pirogênicos, capazes de induzir irritação na pele e alergias. Se ingeridas, essas toxinas induzem uma série de efeitos que incluem neutropenia, trombocitopenia, níveis anormais de glicose e mudanças metabólicas, tais como acidose e alcalose. Os LPS desempenham importante papel em manifestações clínicas, tais como: inflamação, febre, coagulação intravascular e choque.

O contato direto com a dermatotoxina produzida por cianobactérias podem causar: vermelhidão e lesões na pele, irritação nos olhos, conjuntivite, urticária, obstrução nasal e asma (Calijuri, op. cit.).

Os efeitos das cianotoxinas no homem e no ambiente

Como se pode ver, a toxidade das cianobactérias varia de espécie para espécie. As cianobactérias produtoras de toxinas são constante fonte de preocupação para os operadores de estações de tratamento de água, mas ainda não se sabe claramente os motivos que levam ao aparecimento e predomínio de cepas tóxicas. Segundo Calijuri (op. cit), duas hipóteses foram propostas e estudadas: o predomínio de cepas tóxicas e não tóxicas está relacionado à dinâmica populacional e às inter-relações competitivas entre as populações; e a toxidade está relacionada à presença de algum estressor ambiental.

A ocorrência de espécies potencialmente produtoras dessas substâncias precisa ser melhor investigada e monitorada, uma vez que se percebe que várias espécies de cianobactérias, que comumente apresentam um grande crescimento em ambientes aquáticos, podem produzir toxinas capazes de causar a morte de animais domésticos e selvagens e problemas à saúde humana. Aproximadamente 75% das cepas isoladas se mostram tóxicas quando testadas em bioensaios de toxicidade, sendo que apenas uma delas é produtora de neurotoxinas enquanto que as demais são hepatotóxicas (Costa & Azevedo, 1994).

O crescimento intenso desses microorganismos na superfície da água geralmente se dá com predomínio de poucas ou mesmo de apenas uma espécie de cianobactéria produtora de toxinas, ou de outros metabólitos, que inibem a sua predação por microcrustáceos, larvas de peixes, moluscos, etc. Esses consumidores primários vão preferir consumir as microalgas não tóxicas e com maior valor nutricional, contribuindo, com isso, para a redução das populações dessas microalgas, o que, por sua vez, resultará numa diminuição drástica da comunidade dos consumidores primários, com consequências em toda a cadeia alimentar do ambiente aquático. Portanto, como resultado desses processos, muitas vezes restará no meio aquático apenas as cianobactérias tóxicas como organismos fitoplanctônicos dominantes (Brasil, 2003).

As espécies associadas às florações de cianobactérias tóxicas, em todo o mundo, parecem ser influenciadas por diferenças regionais climáticas, diferenças químicas da água, morfologia da bacia e profundidade e transparência da água (Yoo et al., 1995 in Calijuri, 2006). Segundo Proença (2000 in Calijuri, op. cit.), a exposição de seres humanos às cianotoxinas estaria também associada ao acúmulo na cadeia trófica. Desse modo, hepatotoxinas acumuladas em peixes podem chegar até os consumidores em níveis preocupantes, uma vez que há a bioacumulação das toxinas nos peixes. Geralmente, os peixes parecem ser pouco sensíveis à ação das cianotoxinas e frequentemente tornam-se veículos da toxina para outros animais.

As primeiras intoxicações registradas em populações humanas, causadas pelo consumo de água contaminada por cepas tóxicas de cianobactérias, foram descritas na Austrália, Inglaterra, China e África do Sul (Rose et al., 2001 in id. ibid). No Brasil, e principalmente, no Rio Grande do Sul, há registro de florações de cianobactérias tóxicas há pelo menos 15 anos. Relatos científicos descrevem a entrada de diferentes tipos de cianobactérias pela região norte da Lagoa dos Patos (RS), que ao alcançarem a região sul da Lagoa (estuário) encontram águas ricas em nutrientes, derivados dos esgotos domésticos e industriais, produzindo florações extensas, geralmente no verão.

O episódio mais grave de intoxicação por cianobactérias ocorreu em 1996, em Caruaru/ PE, quando 123 pacientes de uma clínica de hemodiálise tiveram quadro clínico de intoxicação hepática; desses, 60 pacientes morreram. A investigação revelou que a intoxicação foi causada pela água da hemodiálise contaminada por cianotoxinas (Azevedo, 1998). Tal episódio ocasionou a inclusão da exigência de monitoramento para cianobactérias e cianotoxinas na Legislação Brasileira.

O Ministério da Saúde publicou em 29 de dezembro de 2000 a Portaria 1469, que estabelece procedimentos e responsabilidades relacionadas ao controle e vigilância da qualidade da água para consumo humano, incluindo valores limites para cianobactérias e cianotoxinas na água bruta, baseados nas recomendações da Organização Mundial de Saúde (OMS) (Chorus & Bartram, 1999 in Brasil, 2003). A Portaria foi modificada em 25 de março de 2004 para Portaria 518, mas os limites para cianobactérias e cianotoxinas foram mantidos. O artigo 19,por exemplo, determina a responsabilidade e a forma de monitoramento dos mananciais de água, determinando o limite de 10.000 células/ml^-1 para a redução da frequência mensal para semanal de amostragem:

“Artigo 19 – Os responsáveis pelo controle de qualidade da águapara consumo humano de sistemas e de soluções alternativas de abastecimento supridos por manancial superficial devem coletar amostras semestrais da água bruta, junto do ponto de captação, para análise de acordo com os parâmetros exigidos na legislação vigente de classificação e enquadramento de águas superficiais.

§ 1o. O monitoramento de cianobactérias na água do manancial, no ponto de captação, deve obedecer a freqüência mensal quando o número de cianobactérias não exceder 10.000 células /mL (ou 1mm³/L de biovolume) e, semanal, quando o número de cianobactérias exceder este valor.

§ 2o. Deve-se evitar o uso de algicidas para o controle do crescimento de cianobactérias ou qualquer intervenção no manancial que provoque a lise das células desses microrganismos, quando a densidade das cianobactérias exceder 20.000 células/mL (ou 2mm3/L de biovolume), sob pena de comprometimento da avaliação de riscos à saúde associados às cianotoxinas.”

Segundo Azevedo (1998), no Brasil, os estudos que vem sendo realizados no Laboratório de Fisiologia e Cultivo de Microalgas do Núcleo de Produtos Naturais (NPPN) da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), tem confirmado a ocorrência de cepas tóxicas de cianobactérias em corpos d’água (reservatórios de abastecimento público, lagos artificiais, lagoas salobras e rios) dos Estados de São Paulo, Rio de Janeiro, Minas Gerais, Paraná, Bahia, Pernambuco e do Distrito Federal. Para ela, os relatos clínicos de danos para a população humana, pelo consumo oral de toxinas de cianobactérias em águas de abastecimento, aparecem como consequência de acidentes, ignorância ou má administração.

As florações de cianobactérias têm trazido sérios problemas aos sistemas de abastecimento de água das cidades não só pela possível presença de cianotoxinas na massa algácea que chega às captações, mas pela existência de compostos das cianobactérias que causam gosto e odor nas águas e pela carga de matéria orgânica que acompanha as florações.

Assim, para prevenir que as pessoas façam o consumo oral de águas contaminadas por florações de cianobactérias em reservatórios de água, é preciso que os mesmos sejam fiscalizados constantemente, para que se mantenha um sistema de tratamento de água adequado e para que se controle o desenvolvimento das florações. Segundo Calijuri (op. cit.), o monitoramento das cianotoxinas, seja por meio de bioensaios, seja por meio de análises químicas, envolve pessoal especializado, laboratórios bem equipados e altos custos – condições essas não encontradas na maioria das concessionárias de abastecimento de água.

Em muitos casos, pode ocorrer de as cianobactérias causadoras dos danos desaparecem do reservatório antes que as autoridades de saúde pública considerem uma floração como o possível risco, pois são geralmente desconhecedoras dos danos que podem advir dessas florações. Assim, assumem que os padrões de purificação de água utilizados nas estações de tratamento de água são capazes de remover qualquer problema potencial. Mas, várias toxinas de cianobactérias, quando em solução, não podem ser retiradas através de um processo normal de tratamento, sendo inclusive resistentes à fervura (Azevedo, 1998).

Os reservatórios de água utilizados para o abastecimento da população que são sujeitos ao aparecimento de florações de cianobactérias precisam ser cuidadosamente monitorados para evitar todos os riscos potenciais adversos à saúde humana. Sabendo-se que as cianotoxinas são endotoxinas, isto é, que só são liberadas para a água quando ocorre a lise ou morte celular, a relação entre a idade e a condição da floração deve ser avaliada para evitar as conseqüências para a saúde pública.

Usualmente, as autoridades de meio ambiente tentam controlar as florações com o tratamento convencional com sulfato de cobre. Este método provoca a lise desses organismos, liberando as toxinas frequentemente presentes nas células para a água. Tais ações podem causar exposições agudas às toxinas. Além disso, há evidências que populações abastecidas por reservatórios que apresentam extensas florações podem estar expostas a baixos níveis de toxinas por longo período (Lambert et al.,  1994).

Vários fatores promovem a liberação das cianotoxinas pelas cianobactérias: algicidas como sulfato de cobre e sulfato de cloro, o estresse celular decorrente de condições ambientais desfavoráveis e a senescência. A liberação de toxinas geralmente ocorre após a lise celular (Yoo et al., 1995; Pádua, 2002 in Calijuri, 2006), mas algumas evidências atuais apontam que em situações de estresse pode ocorrer a liberação da toxina sem a lise celular.       

Quais são então os passos que se devem seguir ao se suspeitar de uma floração de cianobactérias? Não existem regras rígidas, mas o primeiro passo deve ser o monitoramento, uma vez que é por meio dele que se identificase é realmente floração de cianobactérias ou de algas; e, no caso de floração de cianobactérias, quais gêneros estão envolvidos e em que concentração estão ocorrendo por mililitro de água.O passo seguinte, desse modo, seria a constatação da toxidade e a verificação do tipo de cianotoxina presente no meio aquático do manancial. Existem poucos laboratórios no Brasil que fazem o monitoramento e análise de toxinas de cianobactérias. Estes laboratórios utilizam-se de bioensaios para comprovação do efeito tóxico das cianotoxinas produzidas durante as florações tóxicas.Por fim, deve-se colocar em prática processos físicos-químicos ou medidas de biodegradação e bioremediação para a remoção das toxinas; e, diante dos resultados obtidos com os processos empregados, tomar medidas, que podem variar desde interditar uma área recreacional ou até mesmo impedir o uso como água potável, de um ambiente impactado por cianotoxinas.

Um exemplo desse monitoramento foi citado por Fraietta:

Cumprindo o que estabelece a Portaria 518 do Ministério da Saúde, a COPASA monitora periodicamente suas captações de água situadas em mananciais superficiais. Uma destas captações, localizada no Córrego Santa Bárbara, responsável pelo abastecimento da cidade de Guaranésia, a partir de janeiro de 2004 começou a apresentar números elevados de cianofíceas da espécie Cylindrospermopsis raciborskii. Além de implantar o monitoramento exigido por lei, ou seja, análises semanais de cianobactérias e pesquisa de cianotoxinas, imediatamente começou-se um processo de investigação e de vistorias no entorno do manancial com o objetivo de localizar a origem do problema, não só das fontes de nutrientes, mas também do local onde estavam ocorrendo as florações, já que as análises fitoplanctônicas realizadas a montante da captação, em pontos considerados de risco, ao longo do leito do manancial mostravam que as florações não estavam ocorrendo no próprio manancial, nem na barragem onde é feita a captação, mas sim, em algum afluente, provavelmente em alguma lagoa, que são várias na região… efluentes diretamente nos corpos d’água sem nenhum tratamento, lavouras que chegam até as margens dos mananciais e até uma usina de reciclagem de lixo que também não tratava seus efluentes. O local onde estavam ocorrendo as florações foi encontrado depois de alguns meses e está situado a aproximadamente 1.500 metros em uma lagoa que deságua em outro pequeno córrego afluente do Santa Bárbara. Desde o início, a pré cloração foi interrompida e adotou-se a dosagem de carvão ativado, o que vem garantindo a produção de água livre de toxinas. Para resolver definitivamente o problema, já está sendo feito o esvaziamento da lagoa e a COPASA começou a implantar em março de 2005 o projeto SIPAM¹ – Sistema Integrado de Proteção de Mananciais, na região.

Desse modo, podem-se sugerir algumas prevenções e precauções para contornar esse problema, tais como: 1) a diminuição e o controle de nutrientes em nossos ambientes aquáticos, a partir da monitoração do escoamento de dejetos industriais, agrícolas e decorrentes de esgotos; 2) programas de monitoramento para alertar as autoridades sobre a presença de cianotoxinas e melhorias nas técnicas de tratamento de água que permitam a sua remoção da água tratada; 3) mudança no tratamento convencional de água, uma vez que somente os processos de floculação, precipitação, filtração e cloração não são suficientes para remover toxinas de cianobactérias, principalmente de mananciais apresentando altos níveis de eutrofização, com dominância de cianobactérias, como vem sendo observado na maioria dos reservatórios brasileiros.

As medidas corretivas de controle de algas, cianobactérias e toxinas na água de abastecimento envolvem dois tipos de intervenção, a primeira, no ponto de captação (manejo da captação de água bruta), e a segunda, a remoção desses organismos e compostos no sistema de tratamento de água. De acordo com Yoo et al. (1995) e Chorus e Bartram (1999) os métodos de prevenção de florações de cianobactérias incluem técnicas como: 1) manejo da bacia hidrográfica, para minimizar a entrada de nutrientes, especialmente nitrogênio e fósforo; 2) tratamento da água represada com técnicas de aeração e/ou inativação dos nutrientes dissolvidos, para criar condições de menor disponibilidade desses nutrientes para a população de cianobactérias; 3) controle biológico como a biomanipulação, que modifica a estrutura da comunidade aquática de alguma maneira.

Fernanda de Matos Campos (Graduada em Biomedicina pela UNIFENAS-BH com habilitação para Meio Ambiente e Análises Clinicas);

e

Lourdes Maria Duarte (Graduada em Biologia pela UFMG-BH, e em Biomedicina pela UNIFENAS-BH, pós em Microbilogia)

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EcoDebate, 28/10/2011

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