Persistência de patógenos e dinâmica de comunidades bacterianas em solo tropical após aplicação de esgoto bruto

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 13435 (2023) Citar este artigo

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Detalhes das métricas

O objetivo deste trabalho foi avaliar a persistência de indicadores fecais e organismos patogênicos (Salmonella spp., Escherichia coli e ovos viáveis ​​de helmintos) e a estrutura/diversidade de comunidades bacterianas em solo receptor de esgoto bruto (RS) por um período prolongado de aplicação. (3 anos ininterruptos). No delineamento experimental foram definidos três tratamentos: (1) Solo controle, caracterizado pela análise de uma amostra composta coletada em área de solo semelhante, mas não receptor de RS (TSC); (2) Solo recebendo adubação mineral convencional e irrigação por sulcos com água de abastecimento (AT); e (3) Solo fertirrigado com AR aplicado por sulcos (TF). Os resultados de persistência de organismos patogênicos e indicadores no TF indicaram qualidade sanitária semelhante ao solo controle (TSC), trazendo potencialmente baixos riscos de contaminação com patógenos presentes no solo. A presença de ovos viáveis ​​de helmintos não foi identificada em nenhum tratamento estudado, devido à sua baixa concentração no esgoto bruto do sistema estudado. Os tratamentos TW, TF e TSC apresentaram 34,8% de diversidade bacteriana em comum. A composição bacteriana do solo apresentou predomínio do filo Proteobacteria em todos os tratamentos estudados; entretanto, TF foi o que apresentou maior abundância relativa deste filo (44,8%).

O esgoto bruto (AR) é representado por uma matriz complexa contendo nutrientes como nitrogênio, fósforo e outros elementos essenciais ao crescimento das plantas. No entanto, existem preocupações de saúde pública sobre a persistência de organismos patogénicos quando o esgoto é aplicado ao solo. Além disso, as condições ambientais como temperatura, teor de água, pH, composição do solo e presença de organismos competidores afetam o tempo de sobrevivência e sua decadência natural no ambiente1,2,3.

A presença de água é fundamental no controle da temperatura do solo, tornando as condições ambientais mais favoráveis ​​aos microrganismos. Por outro lado, condições extremas de baixa umidade, acidez e alcalinidade (pH < 6,0 ou pH > 8,0) tendem a não ser favoráveis ​​à sobrevivência da maioria das bactérias no solo, sendo o crescimento e a persistência de bactérias entéricas geralmente mais acentuados em ambientes neutros. solos. Diante do exposto, em condições normais, o solo torna-se um ambiente inóspito para a sobrevivência de bactérias patogênicas do RS1.

O risco de infecções por ovos de helmintos, com a aplicação de resíduos e águas residuais de diversas fontes na agricultura, pode acontecer uma vez que apresentam maior persistência no sistema do que outros microrganismos. No entanto, as diretrizes da Organização Mundial da Saúde (OMS)4 sugerem que a irrigação irrestrita pode ser feita com risco mínimo se as águas residuais tiverem concentrações inferiores a um ovo de helminto L-1. A sazonalidade determina o tempo de sobrevivência e a concentração dos helmintos nas águas residuais de irrigação e no solo. O período seco tende a apresentar menor concentração desses microrganismos no meio devido às condições climáticas envolvidas, ainda que esses microrganismos sejam mais resistentes a condições adversas5.

A forma de tratar e manusear as águas residuárias, além da escolha correta da cultura agrícola, reduz consideravelmente os riscos à saúde pública6. A dose aplicada de um efluente rico em patógenos dita o tempo de persistência no meio7. As condições climáticas tropicais brasileiras demonstram que a Escherichia coli é removida em até 13 dias após a aplicação do RS8.

A microbiologia do solo é uma variável essencial na manutenção da qualidade do meio ambiente, pois existe uma microbiota responsável por atividades como decomposição da matéria orgânica (MO) do solo e fixação de nitrogênio (N), fundamentais no processo produtivo. Além disso, estudos mostram que a aplicação de esgoto sanitário no solo, por mais que possa contribuir para a liberação de microrganismos patogênicos ao meio ambiente, também contribui com uma série de outros microrganismos que possuem ação positiva para o funcionamento do sistema solo9 .