A pandemia e sua relação com fatores ambientais – uma análise introdutória sobre a presença do Coronavírus nas águas residuárias e de esgotamento sanitário

Por Dr. Ricardo Camilo Galavoti, Doutor em Ciências com concentração em Engenharia Hidráulica e Saneamento (EESC / USP) e colaborador da nossa plataforma AMBIENTAL MERCANTIL NOTÍCIAS.

Desde Dezembro de 2019, a pandemia causada pelo altamente infeccioso novo Coronavírus 2019-nCoV (SARS-CoV-2) espalhou-se rapidamente até atingir, em Abril de 2020, mais de 210 países (1).

Surtos similares têm ocorrido no passado, causando pneumonias severas como as da COVID-19, a saber, a Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS-CoV) e a Síndrome Respiratória do Oriente Médio (MERS-CoV) (2).

A despeito da ausência de informações prévias e mínimas, particularmente aquelas relativas à(s) sua (s) rota(s) de contágio, o que impediu o controle da enfermidade, e até mesmo a despeito de informações contraditórias, a proposta deste artigo é analisar introdutoriamente algumas dessas rotas (3), consideradas do ponto de vista de fatores ambientais com os quais o agente infeccioso interage, fatores esses tais como a água potável e águas residuárias, além da temperatura ambiente e umidade absoluta do ar, entre outros. Ainda, procura-se introduzir o conceito de vigilância epidemiológica ambiental baseada em monitoramento do sistema de esgotamento sanitário, cuja sigla proposta, no inglês, é WBE (Wastewater-Based Epidemiology) (8,9).

Dentre os estudos (6) de natureza diversificada já realizados sobre os fatores ambientais envolvidos na sua interação com SARS-CoV-2, alguns dados disponíveis sugerem inicialmente que:

(i) SARS-CoV-2 parece ter uma baixa estabilidade ambiental em ambientes hídricos, sendo altamente sensível a agentes oxidantes como o cloro;

(ii) SARS-CoV-2 parece ser inativado de modo significativamente mais rápido na água do que os vírus entéricos humanos não-envelopados, de veiculação hídrica conhecida;

(iii) A temperatura é um importante fator a afetar a sobrevivência do vírus (o teor de vírus infecciosos diminui mais rapidamente entre 23 a 25 °C, comparativamente a uma temperatura de 4 °C);

(iv) Não há evidência corrente de que SARS-CoV-2 esteja presente nas águas superficiais ou subterrâneas, ou que seja transmitido através de água potável contaminada (6, 16).

Água potável

A Organização Mundial de Saúde (OMS) sugere que o Coronavírus humano sobrevive apenas dois dias em água de torneira declorada, e que não existe evidência de que tenha promovido infecções através de água potável (10).

Em Paris, no dia 19 de abril passado, traços de COVID-19 foram encontrados em água não-potável usada para lavagem de ruas, porém não foram encontrados traços do vírus na água potável, tratada separadamente (5, 20).

De maneira singular, a água potável é capaz de transmitir vírus através de sua inalação ou aspiração, como durante banhos, ou pelo contato com a pele ou olhos, ao se nadar, por exemplo, o que causa contaminações respiratórias e oftálmicas. SARS-CoV-2 é um vírus envelopado, com uma membrana externa frágil, sendo que tais vírus envelopados são menos estáveis e mais sensíveis a agentes oxidantes, tais como o cloro presente na água potável (4, 15); ainda, estes vírus são provavelmente inativados de modo significativamente  mais rápido do que os vírus com transmissão por via hídrica conhecida (5, 10), a exemplo dos vírus não envelopados intestinais (adenovírus, norovírus, rotavírus, e hepatite A) (3).

De acordo com outras pesquisas concordantes, o Coronavírus humano apresentou uma taxa de mortandade de 99.9% entre 2 dias e 2 semanas, a 23°C e 25°C, respectivamente (10). Esta taxa de mortandade foi facilitada por ação do calor, pH alto ou baixo, luz solar, e por agentes de sanitização como o cloro (3).

Os métodos tradicionais de purificação de água comumente utilizados a nível global (abrandamento e/ou coagulação, seguida de mistura rápida e floculação, sedimentação, filtração, desinfecção e reservação, com variantes a depender do sistema utilizado em cada local) consistem na remoção física de agentes patogênicos através do chamado tratamento convencional, e pela inativação destes agentes via aplicação de luz ultravioleta ou de agentes químicos oxidantes que incluem o cloro, cloraminas, ozônio, e dióxido de cloro. Devido ao tamanho minúsculo dos vírus (na sua maioria com um diâmetro entre 5 e 400 nm, embora alguns paramyxovírus possuam mais de 14000 nm de comprimento), a purificação tradicional, incluindo o processo de filtração, não se mostra efetiva para a remoção física dos vírus. De modo generalizado, o potencial de transmissão de SARS-CoV-2 via fontes de abastecimento de água é baixo, porém mais pesquisas são necessárias para se determinar a viabilidade do vírus e sua capacidade de contaminação de tais fontes, bem como de sua transmissão através das mesmas para seres humanos.

Águas residuárias e/ou de esgotamento sanitário

A atual pandemia destacou quão vulneráveis estamos aos riscos de novos vírus serem amplificados por agentes ambientais (4), representando um “sinal vermelho” aceso, quando foi verificada a presença de RNA em amostras de águas residuárias (5), aumentando a possibilidade de transmissão fecal-oral, inclusive envolvendo o uso de vasos sanitários (19).

Estudos realizados detectaram SARS-CoV-2 RNA em esgotos na Holanda, França, EUA, Austrália e Itália (21).

O conhecimento acerca da natureza e evolução do vírus SARS-CoV-2 na água, solos, e outros compartimentos ambientais também pode ser obtido através do esgoto ou do lodo de esgoto (5).

SARS-CoV-2 pode permanecer viável no esgoto por períodos acima de 14 dias, dependendo das condições ambientais, como temperatura, e sua associação com biofilmes (14).

A Organização Mundial de Saúde (OMS) também sugere que o Coronavírus humano sobrevive apenas dois dias em esgoto hospitalar a 20°C.

Com base nos poucos dados disponíveis, métodos que são comumente utilizados para concentrar e recuperar vírus entéricos presentes em esgoto sanitário e outras matrizes hídricas podem não ser apropriados para a recuperação de CoV. Portanto, futuras pesquisas deverão ter seu foco no desenvolvimento de métodos robustos para a concentração de vírus CoV e outros vírus envelopados provenientes de grandes volumes de água e águas de diferentes tipos (6).

Vigilância epidemiológica baseada no monitoramento de esgoto sanitário/águas residuárias, ou WBE (Wastewater-Based Epidemiology)

Por outro lado, o uso de amostras de águas residuárias ou de esgotos sanitários para a detecção precoce de material genético indicativo da presença de Coronavírus parece estar se demonstrando uma importante ferramenta para monitoramento dos surtos virais entre as populações afetadas pela sua disseminação, algo que vem sendo corroborado por diversas pesquisas realizadas, e que poderá estabelecer as bases para um sistema de vigilância epidemiológica de caráter permanente, e de tão maior relevância quanto maiores e mais frequentes forem estes surtos virais.

Diversos estudos têm demonstrado as vantagens da vigilância ambiental através do controle do esgoto para a avaliação dos vírus que circulam dentro de uma população específica, algo cuja sigla no inglês é WBE (wastewater-based epidemiology) (8,9), podendo ser traduzido como “epidemiologia baseada em esgoto”, já aprovada como um meio efetivo de rastreamento de drogas ilícitas, e de obtenção de informações relativas à saúde, doenças e patógenos (17).

Concentrações de material genético em amostras de esgoto coletadas a cada semana podem refletir com precisão o nível de infecção nos limites de uma determinada bacia hidrográfica, sugerindo que tal abordagem pode servir como sinal de alarme para um surto público a ocorrer.

Dispositivos ou sistemas com custos mais acessíveis e mais rápidos precisam ser desenvolvidos para a detecção de Covid-19 em esgoto, por meio de biosensores, sensores químicos ou métodos indicadores paper-based (aqueles que usam papel para análise e/ou registro das medições efetuadas). Tais dispositivos ou sistemas revelariam a verdadeira escala do surto de Covid-19 associado às populações, que por sua vez estejam ligadas a uma planta de tratamento de esgoto específica. Entretanto, a carga viral pode ser disseminada no esgoto em níveis não suficientemente elevados, e tanto o vírus em si mesmo quanto seu RNA, podem ser demasiado instáveis para facilitar sua detecção no esgoto (7).

Surpreendentemente, porém, esta ferramenta não tem sido largamente utilizada por epidemiologistas e agentes de saúde pública (7), não obstante ser uma ferramenta não-invasiva para a detecção precoce do vírus (5).

Temperatura ambiente e umidade absoluta do ar como fatores de disseminação hídrica e aérea de SARS-CoV-2

Como exemplo da interação de outros fatores ambientais com a capacidade de contágio e sobrevivência de variados vírus, como o da influenza (3), e, portanto, da sua possibilidade de transmissão ambiental, temos a umidade absoluta, descrita como o conteúdo de água no ar ambiente, sendo um fator determinante robusto de sua disseminação, o que ficou demonstrado por pesquisas desenvolvidas em anos anteriores (3, 11, 12, 13). Os vírus da influenza sobrevivem longamente em superfícies ou em gotículas no ar frio e seco, o que aumenta a possibilidade de ocorrência de contágio. Por outro lado, os efeitos de fatores ambientais como a temperatura ambiente e a umidade, relacionados à pandemia do COVID-19, não têm sido ainda suficientemente investigados (16), apesar dos dados já obtidos, sendo considerados ainda, fatores ambientais relacionados com as mudanças climáticas (3).

Fatores ambientais como a temperatura parecem afetar a capacidade de vírus CoV permanecer na água, sendo necessários estudos posteriores para investigar sua persistência na água em relação com as condições climáticas e sazonais (6).

Conclusão

Diante da quase total ausência de dados resultantes de pesquisas conduzidas previamente à pandemia, existe a necessidade do desenvolvimento de novos estudos que proporcionem maneiras seguras e eficazes de detecção, controle, proteção e eliminação de SARS-CoV-2. Tais pesquisas também permitirão tornar mais claro o papel da WBE (Wastewater-Based Epidemiology), ou “epidemiologia baseada em esgoto”, como um sistema de proteção à saúde pública através da vigilância epidemiológica ambiental baseada no monitoramento de sistemas de esgotamento sanitário, não somente voltados a SARS-CoV-2, mas na pronta detecção, estudo e avaliação de quaisquer tipos de surtos virais, em benefício das populações afetadas.

Sobre o Autor

Dr. Ricardo Camilo Galavoti, Tecnólogo em Saneamento (FT/Unicamp), Mestre em Engenharia Civil e Doutor em Ciências com concentração em Engenharia Hidráulica e Saneamento (EESC / USP). Autor do livro: USO E GESTÃO EFICIENTE DA ÁGUA EM EDIFICAÇÕES: APROVEITAMENTO PLUVIAL E REUSO DE ÁGUAS RESIDUAIS -PESQUISAS E SUAS APLICAÇÕES

Referências bibliográficas

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