Tracking sources of fecal pollution in Berlenga Island

Abstract

As águas marinhas costeiras são suscetíveis a contaminação fecal, tanto por fontes pontuais, como por fontes difusas, que podem ter contribuições de fontes individuais pertencentes a animais selvagens, animais domésticos e seres humanos. Os inputs de fontes difusas no ambiente são dispersos e esporádicos, o que torna a sua deteção difícil. A distinção entre a contaminação fecal de origem humana e não-humana tem vindo a tornar-se, nos últimos anos, um objetivo global crucial, uma vez que tem impacto na saúde humana e na economia local. Uma vez que a qualidade das águas superficiais é relevante para a saúde pública devido à sua ampla utilização, especialmente em atividades de lazer e consumo de marisco, a avaliação das fontes de poluição fecal primárias torna-se, assim, uma medida prioritária. Apesar da contaminação fecal por animais selvagens ser considerada de baixo risco para a saúde humana quando comparada com a poluição fecal de origem humana, as fezes de animais selvagens podem também transportar microrganismos patogénicos para humanos. Nos últimos anos, um problema de contaminação fecal foi detetado na água da praia da Ilha da Berlenga. No sentido de esclarecer qual a origem desta contaminação surgiu este estudo, tendo como principal objetivo a determinação e identificação da(s) fonte(s) de poluição fecal responsáveis pela contaminação da água detetada na Ilha da Berlenga. Este objetivo foi alcançado utilizando a metodologia de “Microbial Source Tracking”, através de tipagem molecular (BOXPCR) de isolados de Escherichia coli provenientes da água da praia, de fezes de gaivotas e de um efluente de origem humana e da análise dos dendrogramas resultantes. Para além disso, outros aspetos foram analisados, nomeadamente, a abundância relativa, a saturação de amostragem e índices de diversidade. Tendo em conta os dados resultantes do presente estudo, é possível concluir que: (i) as gaivotas podem ser consideradas o principal responsável pela poluição fecal da água praia; (ii) o método de amostragem e a estratégia da análise dos resultados obtidos podem ser considerados eficientes, para este tipo de ambiente e isolados; e (iii) o esforço de amostragem não foi suficiente para atingir toda a diversidade das populações de E. coli durante amostragem permitindo, no entanto, concluir quanto à principal fonte de contaminação fecal neste ambiente.

Coastal marine waters are often susceptible to fecal contamination from a range of point and nonpoint sources, with potential contributions from many individual sources belonging to wildlife, domesticated animals, and humans. These nonpoint source inputs into the environment are dispersed and sporadic, which makes their detection difficult. The distinction between human and non-human fecal contamination is becoming an important worldwide purpose, in light of the impact of fecal pollution on human health and economic affairs. Since quality of surface waters is relevant to public health due its wide use, particularly for recreational activities and seafood consumption, accurate assessment of primary sources of fecal pollution is clearly a priority measure. While fecal contamination from wildlife sources is often believed to present low human health risks compared to sewage, wildlife species are believed to carry human pathogens that may pose a health risk to humans as well. In the last few years a problem of fecal contamination has been detected in the beach of the Berlenga Island. Thus, this study has emerged having as major aim the determination and identification of which sources of fecal pollution are the responsible for the water contamination detected in the Berlenga Island. This aim was achieved using a Microbial Source Tracking methodology through molecular typing (BOX-PCR) of Escherichia coli isolates from contaminated water, seagull feces and a human-derived effluent and analysis of the resulting clustering. In addition, relative abundance, sampling saturation and diversity indices were analyzed. Taking into account the data resulting from the present study, it is possible to conclude that: (i) the seagulls can be considered the main responsible for the fecal pollution of the beach water; (ii) the sampling method and the analysis methodology can be considered efficient to this type of environment and isolates; (iii) the sampling efforts were not enough to achieve all the diversity of the E. coli populations sampled allowing, however, the determination of the dominant source of fecal pollution in this environment.