Monitoramento da qualidade de efluentes agroindustriais tratados e o perfil de sensibilidade de bactérias da ordem enterobacterales

Abstract

Resumo: A gestão do uso da água na indústria representa um desafio significativo, especialmente no tratamento de efluentes gerados durante a transformação de matéria-prima nas indústrias alimentícias. Embora os sistemas de tratamento reduzam impactos ambientais, eles não eliminam completamente contaminantes emergentes, (tais como antimicrobianos), sobretudo porque, na maioria das vezes, não são dimensionados para esse propósito específico. O uso de antimicrobianos como promotores de crescimento e profilaxia na produção animal tem gerado preocupação devido ao aumento da resistência bacteriana, que compromete a saúde humana e animal. Nesse contexto, o presente estudo avaliou parâmetros físicos, químicos e a resistência bacteriana a antimicrobianos em efluentes agroindustriais tratados. Foram analisados efluentes de duas indústrias paranaenses: uma unidade de abate de pescados e outra de processamento de aves e pescados, ambas com sistema de tratamento contendo lagoa aerada. Os parâmetros analisados incluíram pH, temperatura, turbidez, condutividade elétrica, salinidade, oxigênio dissolvido, óleos e graxas, metais, Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), Demanda Química de Oxigênio (DQO), fósforo, fenóis, compostos nitrogenados e diferentes frações de sólidos (totais, suspensos, dissolvidos, fixos e voláteis). Para as análises microbiológicas, a identificação dos isolados bacterianos foi realizada inicialmente por testes bioquímicos e confirmada por Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization-Time of Flight (MALDI-TOF). A suscetibilidade antimicrobiana foi determinada pelo método de difusão em disco em ágar. No efluente tratado da indústria de pescado, parâmetros como turbidez, fósforo, nitrito, DBO, DQO e fenóis estavam em desconformidade com a legislação vigente. Foram isoladas 129 bactérias termotolerantes, com maior prevalência de resistência observada em cepas de Escherichia coli, seguidas por Klebsiella pneumoniae. No efluente tratado da indústria de aves e pescado, os parâmetros oxigênio dissolvido, salinidade, sólidos totais dissolvidos, nitrato, cloreto, fósforo e metas (chumbo, ferro e zinco) encontravam-se acima dos limites legais. Nessa indústria, foram isoladas 162 bactérias termotolerantes, com maior diversidade de espécies bacterianas, predominância de isolados de K. pneumoniae e detecção fenotípica de ESBL em dois isolados de E. coli. Em ambas as indústrias, observaram se elevadas porcentagens de resistência às classes de aminoglicosídeos e carbapenêmicos. A pesquisa destacou que a qualidade dos efluentes precisa ser acompanhada de forma rigorosa, já que falhas no tratamento podem afetar a saúde humana, o ambiente e a produção animal. Também apontou a necessidade de normas claras, monitoramento constante e uso responsável de antimicrobianos, dentro da abordagem de Saúde Única. Além disso, constatou-se que os sistemas avaliados não removeram adequadamente alguns contaminantes, o que reforça a urgência de vigilância contínua e de tecnologias mais eficientes para proteger os ecossistemas aquáticos

Abstract: Water management in industry is a significant challenge, particularly in the treatment of effluents generated during the transformation of raw materials in the food industry. Although treatment systems reduce environmental impact, they do not completely eliminate emerging contaminants, such as antimicrobials. This is mainly because, in most cases, they are not designed for this specific purpose. The use of antimicrobials as growth promoters and for prophylaxis in animal production has raised concerns due to an increase in bacterial resistance, which endangers human and animal health. In this context, the present study evaluated the physical and chemical parameters, as well as the bacterial resistance to antimicrobials in treated agro industrial effluents. Effluents from two industries in the state of Paraná—a fish slaughtering unit and a poultry and fish processing unit—were analyzed. Both industries had treatment systems containing an aerated tank. The analyzed parameters included pH, temperature, turbidity, electrical conductivity, salinity, dissolved oxygen, oils and greases, metals, biochemical oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD), phosphorus, phenols, nitrogen compounds, and different solid fractions (total, suspended, dissolved, fixed, and volatile). In the microbiological analysis, the bacterial isolates were initially identified using biochemical tests and confirmed using matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight (MALDI-TOF). Antimicrobial susceptibility was determined using the agar disk diffusion method. In the treated effluent from the fish industry, parameters such as turbidity, phosphorus, nitrite, BOD, COD, and phenols were not in compliance with current legislation. We isolated 129 thermotolerant bacteria, and the highest prevalence of resistance was observed in Escherichia coli strains, followed by Klebsiella pneumoniae. In the treated effluent from the poultry and fish processing industries, parameters such as dissolved oxygen, salinity, total dissolved solids, nitrate, chloride, phosphorus, and metals (lead, iron, and zinc) exceeded legal limits. From this industry, 162 thermotolerant bacteria were isolated, with greater diversity of bacterial species, a predominance of K. pneumoniae isolates, and phenotypic detection of ESBL in two E. coli isolates. High percentages of resistance to the aminoglycoside and carbapenem classes were observed in effluents from both industries. This study underscores the need for rigorous monitoring of effluent quality, as treatment failures can affect human health, the environment, and animal production. The research also pointed to the need for clear standards, constant monitoring, and the responsible use of antimicrobials within the One Health approach. Furthermore, the evaluated systems were found to inadequately remove some contaminants, reinforcing the urgency of continuous surveillance and the development of more efficient technologies to protect aquatic ecosystems