Bactérias fecais - bactérias que estão presentes no sistema digestivo de humanos e animais - são conhecidas por contaminar as águas. Às vezes, eles podem ser um perigo para a saúde. Poucas pesquisas foram realizadas sobre a propagação e distribuição de bactérias fecais nos rios e, sobre tudo, em sua contribuição da paisagem circundante. Pesquisadores do Instituto Leibniz de Ecologia de Água Doce e Pesca Interior (IGB) e da Universidade de Aberdeen da Escócia desenvolveram um modelo baseado em indicador que pode ser usado para avaliar a dinâmica de bactérias fecais como E. coli com base em processos hidrológicos na paisagem e na conectividade dos riachos - uma base importante para gerenciar a contaminação microbiana aguda ou sustentada das águas.

Para ser capaz de compreender a propagação e o destino das bactérias fecais nas águas, os cientistas também devem registrar as áreas de origem, a quantidade, e os caminhos do fluxo de água na paisagem, e levar em consideração os insumos para a rede do rio. Com base em uma área de estudo na Escócia, Dörthe Tetzlaff da IGB, seu aluno de doutorado Aaron Neill e seus colegas da Universidade de Aberdeen (Chris Soulsby e Norval Strachan) exploraram a disseminação de organismos indicadores fecais rotulados em uma área de captação. Eles então acoplaram os dados a valores hidrométricos (determinação quantitativa do regime hidrológico) e marcadores de isótopos estáveis. "Combinar esses dados constitui uma abordagem inovadora. Com base em nossas descobertas, desenvolvemos um modelo matemático sobre a propagação de bactérias fecais, que pode ser transferido para outras regiões também ", explicou Chris Soulsby da Universidade de Aberdeen, o conceito holístico do estudo.

Previsão exata da distribuição de bactérias fecais no verão pelo modelo

Os testes de campo dos pesquisadores envolvendo bactérias indicadoras e seu modelo matemático demonstraram que o grau de conectividade hidrológica desempenha um papel crucial na distribuição das bactérias fecais.

Usando este método, a equipe foi capaz de quantificar exatamente quando, e de onde, bactérias entram no sistema. "Em nossa área de estudo, as concentrações de bactérias fecais nos riachos eram mais altas no verão, o que também pode ser esperado em outras regiões. O verão é a época mais popular para o uso recreativo dos rios e chuvas intensas ocorrem com mais frequência, liberar bactérias das áreas vizinhas para os ecossistemas de água doce. No verão, Portanto, bactérias que não se originam nas imediações do riacho também entram na água, enquanto no inverno, bactérias armazenadas na zona ribeirinha são principalmente mobilizadas.

O modelo que desenvolvemos captura com sucesso a distribuição real de bactérias no verão, "afirmou Dörthe Tetzlaff, delineando os resultados do estudo.

Os pesquisadores precisam adaptar o modelo baseado em indicadores para melhorar sua precisão preditiva para os meses de inverno. Os pesquisadores acreditam que a razão para essa disparidade pode ser a elevada taxa de mortalidade de bactérias em temperaturas mais baixas e condições de solo congelado, que o modelo ainda não captura. "Otimizar esse modelo matemático temporal e espacialmente dinâmico é altamente empolgante, ainda tarefa laboriosa. Existem tantas incógnitas que devem ser levadas em consideração, "concluiu Dörthe Tetzlaff. No entanto, os cientistas estão otimistas de que o modelo, e suas versões posteriores, Um dia representará a base científica para avaliar a propagação de bactérias fecais nas bacias hidrográficas.