Environmental monitoring of bacterial contamination and antibiotic resistance patterns of the fecal coliforms isolated from Cauvery River, a major drinking water source in Karnataka, India

The present study focuses prudent elucidation of microbial pollution and antibiotic sensitivity profiling of the fecal coliforms isolated from River Cauvery, a major drinking water source in Karnataka, India. Water samples were collected from ten hotspots during the year 2011-2012. The physiochemical characteristics and microbial count of water samples collected from most of the hotspots exhibited greater biological oxygen demand and bacterial count especially coliforms in comparison with control samples (p <= 0.01). The antibiotic sensitivity testing was performed using 48 antibiotics against the bacterial isolates by disk-diffusion assay. The current study showed that out of 848 bacterial isolates, 93.51 % (n=793) of the isolates were found to be multidrug-resistant to most of the current generation antibiotics. Among the major isolates, 96.46 % (n=273) of the isolates were found to be multidrug-resistant to 30 antibiotics and they were identified to be Escherichia coli by 16S rDNA gene sequencing. Similarly, 93.85 % (n=107), 94.49 % (n=103), and 90.22 % (n=157) of the isolates exhibited multiple drug resistance to 32, 40, and 37 antibiotics, and they were identified to be Enterobacter cloacae, Pseudomonas trivialis, and Shigella sonnei, respectively. The molecular studies suggested the prevalence of blaTEM genes in all the four isolates and dhfr gene in Escherichia coli and Sh. sonnei. Analogously, most of the other Gram-negative bacteria were found to be multidrug-resistant and the Gram-positive bacteria, Staphylococcus spp. isolated from the water samples were found to be methicillin and vancomycin-resistant Staphylococcus aureus. This is probably the first study elucidating the bacterial pollution and antibiotic sensitivity profiling of fecal coliforms isolated from River Cauvery, Karnataka, India.

Sudden Increase and Regrowth of Fecal Coliforms and Escherichia Coli in Wastewater Biosolids After High Solids Centrifugation

Treatment plants that operate either thermophilic or mesophilic anaerobic digesters with centrifugal dewatering processes have consistently observed densities of fecal coliform and Escherichia coli, both indicator bacteria, that decrease during digestion but then increase after dewatering and storage. The increases have been characterized as two separate phenomena to explain this observation: 1) “Sudden Increase,” or SI, which is defined as the increase that occurs immediately after dewatering and 2) “regrowth,” which is defined as an increase during storage of cake samples over a period of hours or days. The SI observation appears to be more prevalent with biosolids that are generated with thermophilic processes and dewatered by centrifugation. Both thermophilic and mesophilic digesters with centrifuge dewatering processes have observed the regrowth phenomena. This research hypothesizes that the SI phenomenon is due to the presence of viable nonculturable (VNC) bacteria that are reactivated during dewatering. In other words, the bacteria were always present but were not enumerated by standard culturing methods (SCM). Analysis of the E. coli density in thermally treated solids by SCMs and quantitative real-time polymerase chain reaction (qPCR) indicated that E. coli densities are often underestimated by SCM. When analyzed with qPCR, the E. coli density after digestion can be 4-5 orders of magnitude greater than the non-detect levels identified by SCMs, which supports the non-culturable hypothesis. The VNC state describes a condition where bacteria are alive but unable to sustain the metabolic process needed for cellular division. Supplements added to culturing media were investigated to determine if the resuscitation of VNC bacteria could be enhanced. The autoinducer molecules Nhexanoyl- L-Homoserine lactone (C6-HSL), 3-oxo-N-octanoyl-L-Homoserine lactone (3-oxo- C8-HSL), and norepinephrine were unable to induce the resuscitation of VNC E. coli. Additional sampling was performed to determine if autoinducer molecules, peroxides, or other as of yet unknown inhibitory agents and toxins could be removed from biosolids during SCM. Culture media supplemented with the peroxide degrading compounds catalase, α-ketoglutaric acid, and sodium pyruvate was unable to resuscitate non-culturable E. coli. The additions of bentonite and exponential growth phase E. coli cell-free supernatant to culturing media were also unable to increase the culturability of E. coli. To remove inhibitory agents and toxins, a cell washing technique was employed prior to performing SCM; however, this cell washing technique may have increased cellular stresses that inhibited resuscitation since cell densities decreased. A novel laboratory-scale dewatering process was also investigated to determine if the SI and regrowth phenomena observed in full-scale centrifugal dewatering could be mimicked in the laboratory using a lab shearing device. Fecal coliform and E. coli densities in laboratory prepared cake samples were observed to be an order of magnitude higher than full-scale dewatered cakes. Additionally, the laboratory-scale dewatering process was able to resuscitate fecal coliforms and E. coli in stored sludge such that the density increased by 4-5 orders of magnitude from nondetect values. Lastly, the addition of aluminum sulfate during centrifuge dewatering at a full-scale utility produced an increased regrowth of fecal coliforms and E. coli that was sustained for 5 days.

Bactérias coliformes totais e coliformes de origem fecal em águas usadas na dessedentação de animais

Foram colhidas 105 amostras de água sendo 44 de mananciais e de 61 bebedouros, a partir das quais foram realizadas as determinações dos NMP (Número Mais Provável) de bactérias coliformes totais e fecais. de acordo com a Portaria GM/0013 de 15 de janeiro de 1976, da Secretaria Especial do Meio Ambiente do Ministério do Interior, os 44 mananciais revelaram-se dentro dos parâmetros estabelecidos. Embora não haja referência com relação a bebedouros, aplicando-se os valores estabelecidos para mananciais, das 61 amostras estudadas, somente 6 (9,8%) não poderiam ser usadas para a dessedentação de animais. Das 105 amostras analisadas, verificou-se que as condições sanitárias revelaram-se não satisfatórias em 6 (5,7%) amostras de bebedouros quanto a coliformes fecais, sendo 3 (2,8%) também com relação a coliformes totais.

Avaliação de sistema de cultivo integrado, a partir da reciclagem de águas residuais submetidas a tratamento primário: pesquisa de espécies dos gêneros Salmonella, Shigella, Vibrio e Aeromonas

Para avaliar um sistema integrado de aquicultura foram realizadas análises microbiológicas da água utilizada neste sistema e determinada a incidência e resistência antimicrobiana dos enteropatógenos no ecossistema relacionado. As amostras de água testadas apresentaram 32,9% de taxas de coliformes fecais (≤1.600/100mL), de acordo com a OMS para piscicultura em águas residuais. Salmonella spp. foram detectadas em 14,5% das amostras. De um total de 33 cepas, 15,1% eram resistentes a um ou dois antimicrobianos testados e resistência a múltiplas drogas não foi observada. Aeromonas spp. foram identificadas em 91,6% das amostras. De um total de 416 cepas, resistência a uma classe de antimicrobianos foi observada em 66,3% e a multirresistência às drogas em 37,7%. Na avaliação da virulência dos isolados de Aeromonas hydrophila, 85,3% das cepas apresentaram Beta-hemólise nos três diferentes tipos de eritrócitos empregados e 99,1% nos eritrócitos de coelho e cavalo, sendo possível a caracterização através da PCR do gene aerA e lip, em 100% das amostras. Os resultados obtidos apontam para a relevância quanto às vantagens da implementação de um sistema integrado, disponibilizando alimentos com custo reduzido, porém este sistema necessita de um controle rígido e efetivo para que estes produtos não constituam veículos para a disseminação de doenças.

Águas pluviais para usos não potáveis em escolas municipais: estudo de caso na região da baixada de Jacarepaguá, RJ.

A captação de águas pluviais não constitui nova estratégia ou tecnologia. No entanto, recentemente tem sido proposta em regiões bem desenvolvidas ou em desenvolvimento (peri-urbanas) em resposta a grandes períodos de estiagens, aumento da demanda por água, maior conscientização pública das enchentes urbanas e sua gênese e, aumento do interesse em práticas de construções sustentáveis, que integram também o uso racional da água. As escolas constituem uma importante fundação da nação, e tem influência no desenvolvimento da sociedade e da sensibilização/ conscientização sobre as questões ambientais. Muitos dos usos da água nas escolas envolvem usos menos nobres da água. Neste contexto, nessa dissertação de mestrado além da análise de marcos legais nesse assunto, foi realizada pesquisa de opinião (entrevista e questionário) junto a atores que interferem no processo decisório da utilização das águas pluviais nas escolas para fins não potáveis. Foram observadas as condições físicas-construtivas das escolas do município do Rio de Janeiro, sobretudo na região da 7a. CRE, que abrange a região da Baixada de Jacarepaguá, área de expansão da cidade. Foi implementada uma unidade para coleta e caracterização da qualidade das águas pluviais, além da caracterização e estudo dos volumes de primeiro descarte (first flush). Os parâmetros de qualidade da água pH, T, OD, ORP, Tu, STD, Condutividade e Salinidade, foram observados com auxílio de sonda multiparâmetros e, através de análise laboratorial de acordo com o Standard Methods, os coliformes termotolerantes. No estudo de percepção foi verificada uma grande aceitação do aproveitamento de águas pluviais para fins não potáveis, embora diretores de escola tenham apresentado informações/percepção divergentes sobre consumo e contas de água das escolas, de sua coordenadoria. Na análise dos parâmetros de qualidade da água versus registros pluviométricos foi observada variabilidade nos eventos pluviométricos observados que limitaram a correlação entre os mesmos, e acabou limitando as conclusões dos estudos de volumes para primeira lavagem e descarte (first flush). Os resultados da pesquisa permitem recomendar a implementação de políticas públicas para aproveitamento de águas pluviais para fins não potáveis nas escolas, mas, com o devido apoio tecnológico. Recomenda-se o aperfeiçoamento e automatização do sistema de coleta de águas pluviais para os estudos de first-flush e otimização dos volumes de descarte.

La pollution bacterienne de la lagune et de la mer autour d'Abidjan

The total coliforms, fecal coliforms and fecal streptococci were counted over 1 year at 33 stations in the Ebrié Lagoon near Abidjan (Ivory Coast). Most of the waters show high numbers of bacteria, (D category of the American standards). For the sea-beaches, high numbers of fecal germs are found where the human population is abundant.

Estudo fenotípico e molecular de resistência aos antimicrobianos em amostras clínicas e ambientais de enterobactérias

Buscamos detectar evidências da presença de genes envolvidos na produção de Enzimas Modificadoras de Aminoglicosídeos (EMAs), Beta-lactamases de espectro estendido (ESBLs) e Mecanismos Plasmidiais de Resistência a Quinolonas (PMQRs) em cepas de K. pneumoniae, K. ozaenae e E. coli isoladas de amostras de água de rios afluentes da Baía de Guanabara e de materiais clínicos de origem hospitalar, além de avaliar o "status sanitário" dos corpos aquáticos abordados no tocante à contaminação fecal recente e indicações de contaminação hospitalar e por outros ambientes de alta seletividade. As cepas de materiais clínicos foram selecionadas entre Maio e Julho de 2010, a partir da semeadura em meio de cultura contendo 8g/mL de gentamicina. As amostras de água foram coletadas em Abril e em Julho de 2009. Realizamos testes de colimetria, empregando para tal, a metodologia convencional e outra, na qual adicionamos 32g/mL de cefalotina e 8g/mL de gentamicina aos caldos Lactosado e Escherichia coli (caldo EC), a fim de detectar e quantificar coliformes resistentes. Para o isolamento das cepas empregamos meios de cultura contendo 32g/mL de cefalotina e 8g/mL de gentamicina. As cepas foram identificadas e submetidas a testes de susceptibilidade aos antimicrobianos (TSA), testes presuntivos para presença de ESBLs, extração de DNA plasmidial e ensaios de Reação em Cadeia de Polimerase (PCR) para a detecção dos genes. A utilização de agentes antimicrobianos nos testes de colimetria nos permitiu detectar a presença e quantificar coliformes totais e fecais resistentes nas amostras de água analisadas nos diferentes pontos. O TSA das cepas isoladas de amostras de água exibiu perfis de multirresistência, compatíveis com o de bactérias de origem hospitalar, semelhante ao encontrado nas cepas isoladas de materiais clínicos. Todas as cepas isoladas de amostras de água e 90% das cepas de materiais clínicos apresentaram pelo menos uma banda plasmidial. Os ensaios de PCR evidenciaram a presença de produtos de amplificação para EMAs, ESBLs e PMQRs, sendo que 7,4% das cepas de amostras de água e 20% das cepas de materiais clínicos apresentaram produtos de amplificação para as três classes de antimicrobianos. A realização de testes de colimetria empregando antimicrobianos, como gentamicina e cefalotina, pode ser uma ferramenta adicional importante ao teste convencional, quando o interesse for, o monitoramento e a prevenção de contaminação ambiental, especialmente associada a microrganismos carreando genes de resistência. O uso criterioso de antimicrobianos em atividades de cunho hospitalar e veterinário e medidas no sentido de prevenção de lançamento de esgoto e/ou tratamento dos efluentes, são fundamentais para o controle da disseminação de elementos genéticos de resistência transferíveis entre os microrganismos. A detecção e identificação de microrganismos apresentando elementos de resistência em ambiente extra-hospitalar como em água e solo, em particular, o emprego de testes de colimetria empregando antimicrobianos, se faz necessária, como forma de prevenção e controle de disseminação destes microrganismos com potencial de causar infecções em humanos e outros animais que eventualmente entram em contato com estes ambientes.

An assessment of handling and processing methods used for the shrimp fishery by-catch in Kalpitiya, Sri Lanka

The by-catch from the shrimp trawl fishery in Kalpitiya is mainly used for the production of dried fish, which provides an additional source of income for fishermen in the area. It has been observed that current handling practices along the value addition chain are responsible for the poor quality and low price of the end product. This study was aimed at identifying the shortcomings in such handling practices by fishermen and dried fish producers and assessing the quality of shrimp fishery by-catch along the processing chain in order to recommend more efficient utilization methods that will improve the quality of the end product. Fresh fish, dried fish and harbour water samples were tested for total coli forms, faecal coliforms, E. coli and Salmonella in order to assess their microbial quality: In addition, standard plate counts (SPC) of fish samples were also carried out. A survey was carried out from July-October 2006 at Kalpitiya, using a pre-tested questionnaire to collect information from individuals who have been engaged in dried fish processing. Average values obtained for freshly landed and dried fish respectively, were, SPC 9.88x10 super(5) CFU/g and 30.43x10 super(5) CFU/g, total coliforms 23.05 and 24.23 MPN/g and fecal coliforms 8.28 and 9.00 MPN/g. These values exceed the recommendations in the SL standards. A quarter of the landed fresh fish and 38% of dried fish from the producers were positive for E. coli and thus failed to show required end product quality. SPC of harbour water was 14.35x10 super(6) CFU/ml and all samples were found to be contaminated with E. coli. None of the fishermen and dried fish producers were satisfied with the quality of the end product. The reasons for poor quality as indicated by them were: limited availability of ice (75%), lack of infrastructure facilities (65%), uncertainty of markets (52%), lack of emphasis on quality (47%) and poor access to available technologies (41%). Respondents to the questionnaire also identified: unavailability of potable water, insulated boxes, good landing jetty, racks for drying fish, poor cold storage facilities and limitations in dried fish storage facilities, as further factors leading to the loss of quality in their products. Results demonstrate that improvements to the infrastructure facilities and conducting of proper awareness programmes on handling practices could lead for improvements in the quality of value added products prepared from the shrimp fishery by-catch at Kalpitiya.

Aspectos sanitários do cultivo da alface americana, irrigada com águas recptoras de efluentes urbanos

Avaliou-se a influência da disposição de mangueiras gotejadoras nos canteiros e a injeção ou não de cloro na água de irrigação, nas condições sanitárias do solo e da alface americana irrigada (Lactuca sativa L.) com águas receptoras de efluentes urbanos. Foram realizadas análises microbiológicas de amostras de água do solo e da alface, no decorrer de todo o ciclo de cultivo. Objetivou-se determinar a possível existência de Salmonella spp. e de formas evolutivas de parasitos humanos e a quantidade de coliformes fecais, em pontos e épocas diferentes do experimento, impedindo assim o consumo da alface. Os resultados não indicaram a presença dos dois primeiros em nenhuma das amostras, mas sim de parasitos não humanos (nematóides) de vida livre no solo. em relação à quantidade de coliformes fecais (NMP ml-1), o valor encontrado na cultura atende às exigências da Secretaria de Vigilância Sanitária do Ministério da Saúde brasileiro, porém a presença dos nematóides em quantidades superiores ao permitido pela Organização Mundial de Saúde (OMS) inviabiliza o seu consumo.

Avaliação das condições higiênico-sanitárias de manipuladores de alimentos e utensílios de mesa de escolas públicas municipais de Natal, RN

In Brazil school food is constitutionally guaranteed to public school students at the preschool and elementary level. This food must be nutritious, hygienic and sanitary. The aim of the present study was to assess the hygienic/sanitary conditions of food and table utensil handlers in municipal public schools in Natal, Brazil. In total, 27 public schools were assessed, using a checklist and microbiological analysis of the hands and table utensils. For the microbiological analyses of the hands, coliforms were analyzed at 45ºC and for the utensils aerobic mesophilic bacteria, using methods recognized by AOAC, 2002 and APHA, 1992, respectively. Most of the schools studied did not exhibit good food and utensil handling practice procedures in any of the variables analyzed. It was shown that 74.1% of the handlers received no periodic training, 51.9% did not undergo annual health examinations and 100% did not practice proper hand hygiene, which reflected significantly (p < 0.05) in hand contamination, where fecal coliforms were detected on 55.6% of the hands analyzed. With respect to the utensils, it was found that 100% of the schools studied did not follow correct hygiene practices and most were classified as very bad ; that is, aerobic mesophilic bacteria values above the limits established by PAHO (Pan American Health Organization), with schools in the north and south districts recording the highest percentages. The results show that the hygienic-sanitary conditions of the food and utensil handlers in the schools studied were inadequate, demonstrating the need for implanting good handling practices aimed at protecting the health of children that take part in the program and offering safer foods. Researchers from the areas of food microbiology, nutrition, public health and statistics participated in this study, a decisive factor for characterizing it as multidisciplinary

Physical, chemical and microbiological aspects during the dry and rainy seasons in a pond covered by macrophyte used in aquaculture water supply

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Biodigestão anaeróbia de dejetos de caprinos obtidos nas diferentes estações do ano

Foram utilizados dejetos produzidos por caprinos, em diferentes estádios fisiológicos e submetidos ao mesmo regime alimentar, nas quatro estações do ano. O objetivo foi avaliar o efeito das estações do ano sobre a digestão anaeróbia de resíduos de caprinos em biodigestores modelo batelada com volume útil de 60 L de substrato em fermentação e mantidos sob temperatura ambiente. Foram avaliadas as produções de biogás, as reduções de sólidos voláteis (SV), os potenciais de produção (m³ de biogás/kg de substrato, de estrume, de sólidos totais (ST) ou sólidos voláteis), os números mais prováveis de coliformes totais e fecais, e a composição do biogás. As reduções de SV foram de 38; 34; 33 e 39% para o verão, outono, inverno e primavera, respectivamente. Os totais de biogás produzidos foram de 1,06 m³ no verão, 0,88 m³ no outono, 0,88 m³ no inverno e 0,99 m³ na primavera, e os potenciais de produção médios foram de 0,02 m³ de biogás/kg de substrato e 0,2 m³ de biogás/kg de estrume para todas as estações. As reduções médias de coliformes totais e fecais foram de 99,99% em todas as estações, e os teores máximos de CH4 no biogás foram 88,3; 84,6; 80,6 e 79,2%, para o verão, outono, inverno e primavera, respectivamente.

Pressão e temperatura da água de lavagem na população microbiana da superfície de carcaças bovinas

The aimm of this study was to evaluate the influence of washing water temperature and pressure on mesophilic and psycluotrophic aerobic bacterial populations, yeasts and molds, total conforms and fecal coliforms population, whereas the cattle carcass surface may become contaminated during the different slaughter procedures and the final carcass washing may reduce microbial population Samples were taken by sponge swabbing in four areas of carcass surface (flank, neck, chest and rump), from which 20 were washed with write, at 25 degrees C and without artificial pressure, 20 with water under a pressure of 3atm, 20 with water at 40 degrees C and without artificial pressure and 20 with water at 40 degrees C under a pressure of 3atm For control purpose and using the same method to collect more 20 carcasses samples were taken without washing., loading 100 samples The results showed that the water at 25 degrees C undo 3atm pressure was more efficient to remove microorganisms from carcass surface than the heated water, although this latter promoter a mote visible clean carcasses

Aspectos Microbiológicos e Demanda de Cloro de Amostras de Água de Dessedentação de Frangos de Corte Coletadas em Bebedouros Pendulares

Foram analisadas 72 amostras da água de dessedentação de frangos de corte, 18 da entrada e 54 dos bebedouros pendulares. As amostras foram submetidas às mensurações de coliformes totais, coliformes fecais, estreptococos fecais, Escherichia coli e organismos mesófilos, além da detecção da presença de Salmonella sp e da taxa de demanda de cloro. Os resultados evidenciaram uma elevada contaminação bacteriológica, já na primeira semana, com os indicadores na ordem de 10³ a 10(5). Não houve isolamento de nenhuma cepa de Salmonella sp, provavelmente por não haver ave infectada no plantel. A taxa de demanda de cloro mostrou-se elevada, devido ao maior acúmulo de matéria orgânica nos bebedouros, com o ápice na quinta semana (98,7%), seguida de uma leve diminuição na sexta semana (98,5%). As análises dos resultados evidenciam o bebedouro pendular como um instrumento depreciativo e ineficiente em relação às qualidades higiênico-sanitárias das águas fornecidas aos frangos de corte, contribuindo para um alto risco de contaminação por patógenos de veiculação hídrica. Preconizam-se a utilização de modelos de bebedouros menos deletérios e o monitoramento semanal de cloro residual nos bebedouros pendulares, a fim de se obter uma desinfecção satisfatória da água.