Cinética de desinfecção viral em água de consumo humano mediante exposição ao cloro, utilizando como modelo o adenovírus recombinante

Abstract

No Brasil, a Portaria MS 2.914/2011 exige a ausência de coliformes totais e E. coli na água tratada, entretanto é fundamental que o tratamento seja eficiente para todos os microrganismos patogênicos. A desinfecção nas Estações de Tratamento de Água (ETA) é comumente realizada com cloro. O adenovírus recombinante (rAdV) expressa proteína verde fluorescente (GFP) quando se replica nas células HEK 293A, e foi escolhido, como um modelo para avaliar a eficiência de desinfecção em amostras de água filtradas de duas ETAs (Lagoa do Peri (pH 6.9) e Morro dos Quadros (pH 6.5)), a 15°C e 20°C e com 0,2 mg/L e 0,5 mg/L de cloro livre. O tampão livre de demanda de cloro (BDF) (pH 6.9 e 8.0) foi utilizado como controle. As amostras foram caracterizadas físico-quimicamente e quanto ao padrão bacteriológico. A partir da curva da expressão da GFP, foi escolhido o período de 24h pós-infecção para os ensaios de citometria de fluxo (FACS) e microscopia de fluorescência (MF). Após padronizadas, as técnicas apresentaram como limite de detecção a diluição viral de 10-4 (FACS) e 10-6 (MF), sendo a MF escolhida para averiguar a inativação de rAdV por cloro. A técnica de qPCR foi escolhida como método molecular. O tempo necessário para inativar 4log10 de rAdV foi menor que 1 min (para 0,2 mg/L e 0,5 mg/L de cloro livre), utilizando MF, com exceção do BDF pH 8.0 (acima de 2,5 min para 4log10). O pH (6,5, 6,9 e 8.0) exerceu grande influência na eficiência de desinfecção. O ensaio de qPCR não forneceu informações a respeito de rAdV inativado. Os dados foram modelados (Chick-Watson) e observado que os valores de Ct para inativação de 4log10 foi menor que 0,25 para todas as condições experimentais, com exceção do BDF pH 8.0, com Ct acima de 1,249. Os valores de Ct são comparáveis aos reportados na literatura e menores do que os recomendados pela EPA. O modelo demonstrou ter se ajustado bem às condições experimentais realizadas e observadas. Também foram coletadas amostras de água tratada das ETAs (na saída da ETA e na rede de distribuição) e avaliado para coliformes totais, E. coli e adenovírus humano (HAdV), que foi detectado na rede de distribuição da ETA Morro dos Quadros (2,75.10³ UFP/L). Finalmente, foi possível comprovar que os adenovírus são rapidamente inativados em águas superficiais tratadas com cloro e que os adenovírus recombinantes mostraram-se bons modelos para esta avaliação.<br>

Abstract : In Brazil, the MS 2.914/2011 ordinance requires the absence of total coliforms and E. coli in treated water, however it is essential that water treatment is effective for all pathogens. Disinfection in Water Treatment Plants (WTP) is commonly performed with chlorine. The recombinant adenovirus (rAdV) expresses green fluorescent protein (GFP) when replicates in HEK 293A cells, and was chosen as a model to evaluate the efficiency of disinfection in filtered water samples from two WTP (Lagoa do Peri (pH 6.9) and Morro dos Quadros (pH 6.5)) under 15 ° C and 20 ° C with 0.2 mg/L and 0.5 mg/L free chlorine. Buffered demand free (BDF) (pH 6.9 and 8.0) was used as control. The samples were characterized physico-chemically as well for bacteriological standards. From curve of GFP expression, the 24-hour period post-infection for flow cytometry assays (FACS) analysis and fluorescence microscopy (FM) was selected. After standardized, techniques showed a detection limit for viral dilution of 10-4 (FACS) and 10-6 (FM) and FM was selected to investigate the decay of rAdV by chlorine. qPCR technique was employed as a molecular method. The time required to inactivate 4log10 of rAdV was less than 1 min (for 0.2 mg/L and 0.5 mg/L) using FM, except for BDF pH 8.0 (up to 2.5 min for 4log10). The pH (6.5, 6.9 and 8.0) had a great influence on the efficiency of disinfection. The qPCR assay was not able to provide information regarding rAdV inactivated. The data were modeled (Chick-Watson) and observed that the Ct values for inactivation of 4log10 was less than 0.25 for all experimental conditions, except for the BDF pH 8.0, with Ct over 1.249. The Ct values are comparable to those reported in the literature and smaller than those recommended by EPA. The model proved to have adjusted well to the experimental conditions used and observed. Samples of treated water from WTP (at the output of WTP and the distribution network) were evaluated for total coliforms, E. coli and human adenovirus (HAdV), which was detected in the distribution network of WTP Morro dos Quadros (2,75.10³ UFP/L). Finally, it was possible to prove that adenoviruses were rapidly inactivated in surface water treated with chlorine and that recombinant adenovirus proved to be good models for this evaluation.