Vigilância ambiental de Sars-cov-2 em matrizes ambientais na região da Grande Vitória – ES

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dc.contributor.advisor-co1Cassini, Sérvio Túlio Alves
dc.contributor.advisor1Keller, Regina de Pinho
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1765455668560897
dc.contributor.authorCosta, Gizely Azevedo
dc.contributor.referee1Kaminador, Diogo Costa Buarque
dc.contributor.referee2Damasceno, Daniele
dc.contributor.referee3Sato, Maria Inês Zanoli
dc.contributor.referee4Razzolini, Maria Tereza Pepe
dc.date.accessioned2025-04-02T16:44:59Z
dc.date.available2025-04-02T16:44:59Z
dc.date.issued2025-02-21
dc.description.abstractThe discovery of the new coronavirus SARS-CoV-2, the etiological agent of COVID-19 marked the year 2020. The rapid spread of the SARS-CoV-2 virus led to the declaration by the World Health Organization (WHO) of the COVID-19 pandemic on March 11, 2020. The world faced one of the greatest public health challenges due to the high transmission rate of the SARS-CoV-2 virus and the large number of asymptomatic individuals transmitting the virus. Due to mild or no symptoms, many asymptomatic individuals were not included in traditional clinical data, which led to underreporting of cases and made it difficult to assess the true spread of COVID-19. SARS-CoV-2 was identified in environmental matrices, including sewage, which allowed the adoption of complementary strategies for monitoring the spread of SARS-CoV-2, making the use of complementary tools such as downstream wastewater-based epidemiology (WBE), and a viable alternative capable of predicting early outbreaks and providing reliable data. This study aimed to analyze the presence of SARS-CoV-2 viral RNA in environmental samples of raw sewage and sludge, correlating viral load data (CG/L) with cases of COVID-19 reported by the health department in the Greater Vitória region - ES, Brazil. The study methodology consisted of collecting sewage and sludge samples from different locations: group (a) sewage treatment plants (STPs) and three urban surface channels, between January 2021 and February 2022, and group (b) sludge from an upflow anaerobic reactor (UASB) at ETE Araçás, in Vila Velha/ES, between October 2023 and August 2024. To detect viral RNA, the concentration method proposed by Katayama et al. (2002) was used, followed by RNA extraction and RT-qPCR. The results demonstrated high positivity in the detection of SARS-CoV-2 in all matrices: 87.2% (75/86) in urban channels, 85.3% (70/82) in STPs and 80% in UASB sludge samples. Viral RNA concentrations ranged from 1.59 x 10⁴ to 2.56 x 10⁴ GC/L in urban channels and from 7.79 x 10³ to 1.26 x 10⁴ GC/L in STPs. A moderate to strong correlation was identified between viral load and confirmed cases of COVID-19 in the populations served by the canal basin and STPs monitored in Greater Vitória/ES, with the highest values found in urban channels (Channel 1: r = 0.58; Channel 2: r = 0.78; Channel 3: r = 0.86). This study was one of the pioneers in establishing the presence of the SARS-CoV-2 virus in different matrices, raw sewage and sludge, in the Greater Vitória/ES region. Urban surface channels showed higher viral concentration and better correlation with epidemiological data compared to STPs, standing out as alternative and viable points for monitoring SARS-CoV-2, especially in regions with poor sanitation. Additionally, the high detection of viral RNA in sludge reaffirms its potential as a complementary tool in tracking viral spread in wastewater treatment environments.
dc.description.resumoO ano de 2020 ficou marcado pela descoberta no novo coronavírus SARS-CoV-2, agente etiológico da COVID-19. A rápida disseminação do vírus SARS-CoV-2 levou à declaração pela Organização Mundial da Saúde (OMS), da Pandemia de COVID-19, em 11 de março de 2020. O mundo enfrentou um dos grandes desafios em saúde pública, devido à alta taxa de transmissão do vírus SARS-CoV-2, e ao grande número de indivíduos assintomáticos transmissores do vírus. Devido aos sintomas leves ou inexistentes, muitos indivíduos assintomáticos não eram incluídos nos dados clínicos tradicionais, o que levava à subnotificação de casos e dificultava a avaliação da verdadeira disseminação da COVID-19. O SARS-CoV-2 foi identificado em matrizes ambientais, incluindo o esgoto, o que permitiu a adoção de estratégias complementares para o monitoramento da disseminação do SARS-CoV-2, tornando o uso de ferramentas complementares como a epidemiologia baseada no esgoto (EBE), uma alternativa viável capaz de prever surtos precoces e fornecer dados confiáveis. Este estudo, teve como objetivo analisar a presença do RNA viral do SARS-CoV-2, em amostras ambientais de esgoto bruto e lodo, correlacionando os dados de carga viral (CG/L), com casos notificados de COVID-19 pela secretaria de saúde na região da Grande Vitória – ES, Brasil. A metodologia do trabalho constituiu-se em coletas de amostras de esgoto e lodo em diferentes locais: grupo (a) estações de tratamento de esgoto (ETES) e três canais superficiais urbanos, entre janeiro de 2021 à fevereiro de 2022, e grupo (b) lodo proveniente de reator anaeróbio de fluxo ascendente (UASB) na ETE Araçás, em Vila Velha/ES, entre outubro de 2023 à agosto de 2024. Para detecção do RNA viral, foi utilizado o método de concentração proposto por Katayama et al. (2002), seguido de extração de RNA e RT-qPCR. Os resultados demonstraram alta positividade na detecção do SARS-CoV-2 em todas as matrizes: 87,2% (75/86) nos canais urbanos, 85,3% (70/82) nas ETES e 80% nas amostras de lodo UASB. As concentrações de RNA viral variaram de 1,59 x 10⁴ a 2,56 x 10⁴ GC/L nos canais urbanos e de 7,79 x 10³ a 1,26 x 10⁴ GC/L nas ETES. Uma correlação moderada a forte foi identificada entre a carga viral e os casos confirmados de COVID-19 pelas populações atendidas pela bacia dos canais e ETES monitorados na grande Vitória/ES, sendo os valores mais elevados encontrados nos canais urbanos (Canal 1: r = 0,58; Canal 2: r = 0,78; Canal 3: r = 0,86). Este estudo foi um dos pioneiros a estabelecer a presença do vírus SARS-CoV-2 em diferentes matrizes, esgoto bruto e lodo, na região da Grande-Vitória/ES. Os canais superficiais urbanos apresentaram maior concentração viral e melhor correlação com dados epidemiológicos em comparação às ETES, destacando-se como pontos alternativos e viáveis para o monitoramento do SARS-CoV-2, especialmente em regiões de saneamento deficiente. Adicionalmente, a alta detecção do RNA viral no lodo reafirma seu potencial como ferramenta complementar no rastreamento da disseminação viral em ambientes de tratamento de águas residuais.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/19056
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Engenharia Ambiental
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental
dc.rightsopen access
dc.subjectCanais superficiais urbanos
dc.subjectEstação de tratamento de esgoto
dc.subjectEpidemiologia baseada no esgoto
dc.subject.cnpqEngenharia Sanitária
dc.titleVigilância ambiental de Sars-cov-2 em matrizes ambientais na região da Grande Vitória – ES
dc.typedoctoralThesis
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