Environmental surveillance of Cryptosporidium and Giardia in surface supply water and treated sewage intended for reuse from an urban area in Brazil
Documento
Informações
Título
Environmental surveillance of Cryptosporidium and Giardia in surface supply water and treated sewage intended for reuse from an urban area in Brazil
Título (EN)
Environmental surveillance of Cryptosporidium and Giardia in surface supply water and treated sewage intended for reuse from an urban area in Brazil
Autor(es)
Araújo RS, Barbosa MRF, Dropa M, Araujo de Castro VC, Galvani AT, Padula JA, Bruni AC, Brandão CJ, Lallo MA, Sato MIZ.
Instituição
Universidade Paulista
Tipo
Artigo
Tipo de Mídia
Revista
Resumo (EN)
Environmental monitoring of protozoa, with the potential to trigger diseases, is essential for decision-making by managing authorities and for the control of water surveillance. This study aimed to detect and quantify Cryptosporidium oocysts and Giardia cysts in surface water for drinking water supply and treated sewage for reuse in the city of São Paulo. Samples collected bimonthly for one year were concentrated using the USEPA 1623.1 and 1693 methods for surface water and treated effluents, respectively. Immunofluorescence and nucleic acid amplification techniques were used to detect and quantify (oo)cysts. The cloning technique followed by sequencing and phylogenetic analyses were performed to characterize species and genotypes. The immunofluorescence detected Cryptosporidium spp. and Giardia spp. in 69.2% (9/13) and 100% (13/13) of the surface water samples (0.1-41 oocysts/L and 7.2-354 cysts/L, respectively). In the reuse samples, 85.7% (12/14) were positive for both protozoa and the concentrations varied from 0.4 to 100.6 oocysts/L and 1.2 and 93.5 cysts/L. qPCR assays showed that 100% of surface water (0.1-14.6 oocysts/L and 0.3-639.8 cysts/L) and reused samples (0.1-26.6 oocysts/L and 0.3-92.5 cysts/L) were positive for both protozoa. Species C. parvum, C. hominis, and C. muris were identified using the 18S rRNA gene, demonstrating anthroponotic and zoonotic species in the samples. Multilocus SSU rRNAanalyses of the SSU rRNA, tpi, and gdh genes from Giardia intestinalis identified the AII, BII, and BIV assemblages, revealing that contamination in the different matrices comes from human isolates. The study showed the circulation of these protozoa in the São Paulo city area and the impairment of surface water supply in metropolitan regions impacted by the discharge of untreated or inadequately treated sewage regarding the removal of protozoa, emphasizing the need to implement policies for water safety, to prevent the spread of these protozoa in the population.
Resumo
O monitoramento ambiental de protozoários, com potencial para desencadear doenças, é essencial para a tomada de decisões pelas autoridades gestoras e para o controle da vigilância hídrica. Este estudo teve como objetivo detectar e quantificar oocistos de Cryptosporidium e cistos de Giardia em águas superficiais destinadas ao abastecimento de água potável e em efluentes tratados para reúso na cidade de São Paulo. As amostras, coletadas bimestralmente durante um ano, foram concentradas utilizando os métodos USEPA 1623.1 e 1693 para águas superficiais e efluentes tratados, respectivamente. Técnicas de imunofluorescência e amplificação de ácidos nucleicos foram utilizadas para detectar e quantificar (oo)cistos. A técnica de clonagem, seguida de sequenciamento e análises filogenéticas, foi realizada para caracterizar espécies e genótipos. A imunofluorescência detectou Cryptosporidium spp. e Giardia spp. Em 69,2% (9/13) e 100% (13/13) das amostras de água superficial (0,1-41 oocistos/L e 7,2-354 cistos/L, respectivamente). Nas amostras de água reutilizada, 85,7% (12/14) foram positivas para ambos os protozoários, com concentrações variando de 0,4 a 100,6 oocistos/L e de 1,2 a 93,5 cistos/L. Os ensaios de qPCR mostraram que 100% das amostras de água superficial (0,1-14,6 oocistos/L e 0,3-639,8 cistos/L) e das amostras de água reutilizada (0,1-26,6 oocistos/L e 0,3-92,5 cistos/L) foram positivas para ambos os protozoários. As espécies C. parvum, C. hominis e C. muris foram identificadas utilizando o gene 18S rRNA, demonstrando a presença de espécies antroponóticas e zoonóticas nas amostras. Análises multilocus do rRNA SSU, dos genes tpi e gdh de Giardia intestinalis identificaram os genótipos AII, BII e BIV, revelando que a contaminação nas diferentes matrizes provém de isolados humanos. O estudo demonstrou a circulação desses protozoários na região metropolitana de São Paulo e o comprometimento do abastecimento de água superficial em áreas metropolitanas impactadas pelo lançamento de esgoto não tratado ou tratado inadequadamente, no que diz respeito à remoção dos protozoários, enfatizando a necessidade de implementação de políticas de segurança hídrica para prevenir a disseminação desses protozoários na população.
Palavras-chave
Waterborne protozoan; Water supply; Reuse water; Environmental monitoring; qPCR Public health
Fonte/doi
Publicado em
ARAÚJO, Ronalda Silva de; BARBOSA, Mikaela Renata Funada; DROPA, Milena; CASTRO, Vanessa Cristina Araujo de; GALVANI, Ana Tereza; PADULA, José Antônio; BRUNI, Antônio de Castro; BRANDÃO, Carlos Jesus; LALLO, Maria Anete; SATO, Maria Inês Zanoli. Environmental surveillance of Cryptosporidium and Giardia in surface supply water and treated sewage intended for reuse from an urban area in Brazil. Environmental Pollution, Oxford, v. 363, p. 125089, 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.envpol.2024.125089.
Direito de Acesso
Acesso Aberto
Financiamento
Vice-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - Universidade Paulista