INTRODUÇÃO

A Doença do Coronavírus 2019 (COVID-19) é causada pelo vírus da Síndrome Respiratória Aguda Grave do Coronavírus 2 (SARS-CoV-2)¹. Essa enfermidade caracteriza-se por infecções do trato respiratório que podem variar desde sintomas leves, semelhantes aos de resfriados e gripes, até manifestações graves e potencialmente fatais². Os coronavírus pertencem à ordem Nidovirales, família Coronaviridae, subfamília Coronavirinae, e são classificados em quatro gêneros: Alphacoronavirus (α-CoV), Betacoronavirus (β-CoV), Gammacoronavirus (γ-CoV) e Deltacoronavirus (δ-CoV)³. Esses vírus apresentam ampla variedade de hospedeiros, sendo capazes de infectar animais silvestres, domésticos e seres humanos⁴, e constituem agentes patogênicos relevantes, com potencial para atingir múltiplos sistemas do organismo humano, incluindo os sistemas cardiorrespiratório, nervoso e gastrointestinal⁵.

O SARS-CoV-2 pode ser excretado nas fezes humanas e descartado no esgoto ou diretamente no meio ambiente, especialmente em regiões com infraestrutura de saneamento básico deficiente⁶. A Epidemiologia Baseada em Águas Residuais (Wastewater-Based Epidemiology - WBE) tem sido aplicada com sucesso na detecção e no monitoramento de patógenos virais⁷. Trata-se de uma metodologia consolidada, empregada na vigilância de vírus como os da hepatite A e E, poliovírus, rotavírus, norovírus e astrovírus⁸, e recentemente adaptada para o rastreamento global do SARS-CoV-2, por meio da detecção do RNA viral em amostras de águas residuais^9,10.

Diversos estudos demonstraram alta taxa de detecção do RNA do SARS-CoV-2 em diferentes matrizes aquáticas, incluindo esgoto bruto, águas residuais de entrada e saída, lodo e rios contaminados¹¹. A combinação de dados clínicos e ambientais possibilita a construção de modelos robustos para avaliar a dinâmica da infecção por COVID-19, além de fornecer alertas precoces sobre o aumento de hospitalizações. Nesse contexto, a WBE constitui ferramenta estratégica para o gerenciamento da saúde pública durante e após a pandemia, ao permitir a obtenção de informações epidemiológicas relevantes e a sinalização de potenciais riscos ao meio ambiente e à saúde coletiva¹².

Dessa forma, com o intuito de ampliar o conhecimento sobre a circulação ambiental do SARS-CoV-2 na região amazônica, o presente estudo teve como objetivo monitorar a ocorrência desse agente viral em águas superficiais de canais urbanos da cidade de Belém, estado do Pará, durante o biênio 2021-2022. Buscou-se ainda corre lacionar sua detecção com fatores bióticos (indicadores microbiológicos) e abióticos (parâmetros físico-químicos e média mensal de precipitação), bem como com os números de casos e óbitos notificados ao sistema de saúde no mesmo período.

MATERIAIS E MÉTODOS

COLETA DAS AMOSTRAS

As amostras foram coletadas mensalmente ao longo de 24 meses, entre janeiro de 2021 e dezembro de 2022, totalizando 192 amostras. Os procedimentos de coleta, transporte e armazenamento seguiram as recomendações do Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater¹⁶.

Foram selecionados oito pontos de coleta (Figura 1), considerando critérios como áreas de drenagem, densidade populacional e vulnerabilidade social. A Tabela 1 apresenta as principais características dos pontos amostrados.

Fonte: LABGEO/SEEPI/IEC/SVSA/MS, 2024.

Figura 1 - Mapa da cidade de Belém, estado do Pará, com a demarcação dos pontos de coleta (CP) de água analisados quanto à presença de SARS-CoV-2 

Tabela 1 - Pontos de amostragem de águas superficiais, respectivas bacias hidrográficas, coordenadas geográficas e principais características ambientais e sociais associadas. 

Ponto	Bacia hidrográfica	Longitude / Latitude	Características
PT 1: Canal da Travessa Pirajá, entre Pedro Miranda e Rua Antônio Everdosa	Una	−48,4688129° / −1,4211663°	Inserido em área densamente urbanizada no bairro da Pedreira. Parte do canal é fechado por galeria e outra parte permanece aberta. Há múltiplos pontos de lançamento de esgoto ao longo de sua extensão.
PT 2: Canal da Generalíssimo Deodoro, entre Rua Guimarães e Rua Engenheiro Fernando Guilhon	Estrada Nova	−48,4827137° / −1,4613547°	Caracterizado por alagamentos frequentes e grande quantidade de resíduos sólidos descartados irregularmente na região.
PT 3: Canal da Avenida Visconde de Souza Franco, entre Rua Belém e Rua Municipalidade	Reduto	−48,4933961° / −1,4414519°	Localizado no centro de Belém, com diversos empreendimentos ao longo de sua extensão que realizam lançamento de esgoto na drenagem pluvial.
PT 4: Avenida Tamandaré, entre Travessa Monte Alegre e Rua Ângelo Custódio	Tamandaré	−48,5010285° / −1,4601765°	Canal de formato retangular com soleira trapezoidal, situado no centro da cidade. Suas águas são drenadas para a Baía do Guajará.
PT 5: Rua dos Mundurucus, entre Travessa Francisco Monteiro e Travessa Segunda de Queluz	Tucunduba	−48,4595129° / −1,4567669°	Canal com cerca de 700 metros, localizado em área de feira livre no bairro do Guamá. Rodeado por habitações e sujeito a deposição intensa de resíduos sólidos.
PT 6: Canal da Travessa Três de Maio, entre Rua Antônio Barreto e Rua Domingos Marreiros	Una	−48,4595129° / −1,4567669°	Canal que drena efluentes de sua bacia diretamente para o rio Guamá.
PT 7: Canal da Avenida Bernardo Sayão, entre Quadra F, Conjunto Radional II, e Passagem Radional II	Estrada Nova	−48,4815557° / −1,4765945°	Trecho de aproximadamente 200 m inserido em área densamente urbanizada no bairro da Condor. Apresenta diversos pontos de lançamento de esgoto.
PT 8: Universidade Federal do Pará, ponte sobre o rio Tucunduba	Tucunduba	−48,4545138° / −1,4739142°	Canal que drena efluentes diretamente para o rio Guamá. Possui vegetação marginal, mas recebe grande volume de resíduos e esgotos diariamente.

RESULTADOS

INDICADORES MICROBIOLÓGICOS DE QUALIDADE DA ÁGUA

Durante o período do estudo, foram realizadas análises para quantificar coliformes termotolerantes (CTT) e Escherichia coli em 192 amostras coletadas em oito pontos distintos. De acordo com a Resolução CONAMA nº 274/2000, o limite máximo estabelecido para esses indicadores é 1.000 NMP por 100 mL. Todas as amostras analisadas excederam esse limite para ambos os parâmetros.

Observou-se ampla variação nas contagens. Para os CTT, os valores oscilaram entre 5,19 × 10⁹ e 6,12 × 10¹⁰ NMP/100 mL, enquanto para E. coli variaram de 2,09 × 10⁹ a 2,18 × 10¹⁰ NMP/100 mL. A Figura 2 apresenta a dispersão das médias das concentrações dos indicadores ao longo do período analisado, bem como sua relação com o limite máximo permitido pela legislação vigente.

NMP: número mais provável (eixo das ordenadas); CONAMA: Conselho Nacional do Meio Ambiente; CTT: coliformes termotolerantes; PT: ponto de coleta (eixo das abscissas).

Figura 2 - Quantificação dos indicadores microbiológicos da qualidade da água (coliformes termotolerantes e Escherichia coli) em amostras analisadas para detecção de SARS-CoV-2 na cidade de Belém, estado do Pará, entre 2021 e 2022 

A estatística descritiva das médias geométricas indicou o ponto 06 como aquele com as menores contagens para ambos os indicadores (5,19 × 10⁹ para CTT e 2,09 × 10⁹ para E. coli). Em contrapartida, o ponto 04 apresentou as maiores concentrações (6,12 × 10¹⁰ para CTT e 2,18 × 10¹⁰ para E. coli). Esses resultados estão apresentados na Tabela 2.

Tabela 2 - Indicadores microbiológicos de qualidade da água (coliformes termotolerantes e Escherichia coli) em oito canais urbanos da cidade de Belém, estado do Pará, entre 2021 e 2022 

Ponto	Indicador	Média*	Mínimo	Máximo	Desvio padrão†
PT 01	CTT	1,28 × 1010	9,60 × 106	1,99 × 1011	1,68 × 106
	E. coli	3,16 × 109	-	2,64 × 1010	2,39 × 106
PT 02	CTT	1,45 × 1010	9,20 × 106	9,80 × 1010	-
	E. coli	5,11 × 109	-	3,69 × 1010	11.1837
PT 03	CTT	1,89 × 1010	2,60 × 1010	5,20 × 1015	1,56 × 105
	E. coli	7,87 × 109	-	1,20 × 1011	1,47 × 105
PT 04	CTT	6,12 × 1010	2,40 × 109	2,90 × 1011	1,89 × 106
	E. coli	2,18 × 1010	-	1,12 × 1011	1,69 × 106
PT 05	CTT	1,11 × 1010	-	4,50 × 1011	7,60 × 105
	E. coli	8,45 × 109	-	3,60 × 1011	2,04 × 105
PT 06	CTT	5,19 × 109	-	2,42 × 1011	3,76 × 105
	E. coli	2,09 × 109	-	1,07 × 1011	4,36 × 105
PT 07	CTT	8,23 × 109	-	2,50 × 1011	1,93 × 105
	E. coli	2,71 × 109	-	6,49 × 1010	3,32 × 105
PT 08	CTT	6,13 × 109	-	2,49 × 1011	2,09 × 105
	E. coli	2,68 × 109	-	1,40 × 1011	2,94 × 105

*Média geométrica; ^†Desvio padrão geométrico; CTT: coliformes termotolerantes; PT: ponto de coleta. Sinal convencional utilizado: - Dado numérico igual a zero, não resultante de arredondamento.

DETECÇÃO MOLECULAR DE SARS-COV-2

O RNA do SARS-CoV-2 foi detectado em 23,44% (45/192) das amostras para o gene N e em 11,45% (22/192) para o gene ORF1ab. Em 2021, 22,92% (22/96) das amostras foram positivas para o gene N e 18,75% (18/96) para o gene ORF1ab. Em 2022, a detecção foi de 23,95% (23/96) para o gene N e 4,16% (4/96) para o gene ORF1ab.

A análise por ponto de coleta em 2021 revelou maior número de detecções no ponto 06, tanto para o gene N quanto para o ORF1ab (quatro a cinco detecções). Em 2022, nenhum ponto apresentou destaque expressivo quanto à detecção viral.

A distribuição temporal das detecções ao longo do biênio indicou maior concentração no início dos anos (Figura 3).

Figura 3 - Distribuição temporal das detecções de SARS-CoV-2, segundo os genes N e ORF, em águas superficiais da cidade de Belém, estado do Pará, entre 2021 e 2022 

Em relação aos valores de ciclo limiar (CT) nas amostras positivas, observou-se que, em 2021, o gene N variou de 30,14 a 40,20 e o gene ORF1ab de 34,37 a 40,50. No ano seguinte, o gene N apresentou valores entre 34,23 e 42,31, enquanto o gene ORF1ab variou de 35,10 a 36,56.

DISCUSSÃO

O presente estudo investigou três pilares fundamentais: a detecção do SARS-CoV-2 em águas superficiais, sua relação com variáveis ambientais e microbiológicas e sua correlação com indicadores epidemiológicos. Conduzido em Belém, capital do estado do Pará e importante centro urbano da Amazônia, o estudo contribui para a compreensão da circulação ambiental do SARS-CoV-2 em um contexto marcado por vulnerabilidade hídrica e sanitária.

O panorama do saneamento básico em Belém demonstra um desequilíbrio significativo entre diferentes indicadores de acesso. O abastecimento de água atinge 95,52% da população, superando a média nacional (83,1%)²⁰. Entretanto, a persistência de 19.330 habitantes sem acesso à água encanada evidencia um paradoxo em uma região caracterizada pela elevada disponibilidade hídrica. Conforme destacado na literatura²¹, essa situação decorre da má gestão dos recursos e do investimento insuficiente em infraestrutura.

O esgotamento sanitário constitui o principal desafio do município. A coleta de esgoto alcança apenas 19,34% dos domicílios, situando Belém entre as dez capitais brasileiras com pior desempenho e muito abaixo da média nacional (55,2%)²⁰. Como consequência, grande parte do esgoto é lançada in natura em corpos hídricos, ampliando a contaminação ambiental. O tratamento de esgoto beneficia somente 27,51% da população²⁰. Essa deficiência implica riscos diretos, como o comprometimento da qualidade da água bruta, o encarecimento do tratamento para abastecimento, o aumento da proliferação de vetores e a maior incidência de doenças de veiculação hídrica²².

Em áreas com baixa cobertura de esgotamento sanitário, a vigilância baseada em esgoto enfrenta limitações operacionais e logísticas. Nesse cenário, o uso de águas superficiais como matriz alternativa mostra-se relevante para subsidiar estratégias de vigilância em saúde, especialmente em áreas periféricas e estruturalmente vulneráveis.

Todas as amostras apresentaram concentrações acima dos limites estabelecidos pela Resolução CONAMA nº 274/2000 para coliformes termotolerantes. Esses resultados superaram os observados em estudos locais, como os de Paredes²³ e Pereira²⁴, que relataram inadequação em 78% e 75% das amostras, respectivamente. As concentrações elevadas encontradas, com valores de CTT superiores aos de Escherichia coli, corroboram os achados de Pereira²⁴. Essa contaminação microbiológica reforça a impropriedade das águas analisadas para consumo e recreação, sendo preocupante seu uso para balneabilidade por moradores de áreas periféricas²⁵. Esses achados refletem as limitações no saneamento básico e a persistente crise sanitária relacionada ao esgotamento urbano.

A detecção do SARS-CoV-2 foi realizada por meio dos genes N e ORF1ab, observando-se maior frequência de positividade para o gene N, achado consistente com estudos como os de Wani²⁶, que identificaram maior sensibilidade do gene N1 em comparação aos alvos ORF1b-nsp14 e RdRp. Zhang²⁷ também observaram maior positividade clínica para o gene N, enquanto Wang²⁸ destacaram maior estabilidade desse gene decorrente de menor taxa de mutações em suas regiões-alvo. Essa estabilidade pode explicar sua maior detecção neste estudo.

A troca de kits em outubro de 2022, com adoção de novos primers e sondas para o gene N (Metabion^®), pode ter influenciado a queda na detecção do gene ORF1ab no período. Embora essa hipótese não possa ser confirmada com os dados disponíveis, reforça-se a importância da padronização metodológica em estudos de vigilância ambiental.

A variação dos valores de CT observada nos diferentes genes está de acordo com achados de Ahmed²⁹ e Kocamemi³⁰, que relataram CTs elevados em amostras ambientais. Esse padrão é esperado devido à baixa carga viral e à degradação do RNA por fatores físico-químicos^26,27.

Em 2021, observou-se forte correlação positiva entre casos e óbitos, mas nenhuma associação significativa entre esses desfechos e a detecção do gene N. Em contraste, o gene ORF1ab apresentou correlação positiva significativa com casos e óbitos, similar ao observado por Ahmed²⁹ na Suíça e por Silva³¹ em Minas Gerais. A regressão demonstrou que a presença do gene ORF1ab explicou 81,69% da variação no número de casos e 33,90% da variação no número de óbitos. Embora esses achados sugiram possível associação com maior gravidade da doença, tal hipótese não pode ser inferida exclusivamente a partir de dados ambientais e exige validação clínica.

Estudos como os de La Rosa³², Wurtzer³³ e Dutra¹¹ também relataram correlação entre níveis de RNA viral e aumento de casos clínicos, reforçando o potencial do monitoramento ambiental como ferramenta complementar à vigilância epidemiológica.

A detecção do vírus foi mais frequente nos meses de janeiro, fevereiro, maio, julho e dezembro, coincidindo com o período chuvoso, quando se observa aumento de infecções respiratórias³⁴. Tendências semelhantes foram registradas por Castiglioni³⁵ na Itália, Ahmed²⁹ na Austrália e Gerrity³⁶ nos Estados Unidos. No Brasil, nas regiões Centro-Sul e Sudeste, o aumento de casos costuma ocorrer nos meses mais frios e chuvosos (abril a julho), período de maior circulação de vírus respiratórios³⁷.

Apesar da hipótese de que a precipitação influenciaria a carga viral ambiental, não foi observada associação significativa entre níveis de chuva e detecção do SARS-CoV-2 neste estudo, achado que contrasta com estudos realizados em regiões temperadas³⁸. A temperatura foi a única variável ambiental com associação significativa, em consonância com revisões que apontam maior persistência viral em temperaturas mais baixas^39,40.

A elevada frequência de detecção viral em pontos com maior densidade populacional e ausência de saneamento, como o ponto 06, reforça a relação entre desigualdade no acesso à infraestrutura sanitária e riscos à saúde pública. Conforme Martins⁴¹, áreas urbanas com baixa cobertura de saneamento são mais vulneráveis a desfechos sanitários adversos. Ferreira, Silva e Figueiredo Filho⁴² demonstraram que regiões com melhor saneamento apresentam menor incidência e mortalidade por COVID-19, e Guedes⁴³ também identificaram correlação negativa entre saneamento e casos e óbitos.

A ausência de associação entre os indicadores microbiológicos (E.  coli e CTT) e a detecção do RNA viral sugere que esses agentes seguem dinâmicas distintas quanto a entrada, persistência e detecção no ambiente⁴⁴. A diferença entre rotas de entrada, sensibilidade ambiental do vírus envelopado e métodos de detecção (RNA viral vs. células viáveis) explica essa dissociação e reforça a necessidade de abordagens multivariadas para vigilância ambiental.

Apesar dos achados, o estudo apresenta limitações que devem ser consideradas na interpretação dos resultados. A sensibilidade dos métodos moleculares, embora adequada para a detecção de fragmentos de RNA viral, pode ter sido afetada por variações na eficiência dos kits e por condições ambientais adversas que favorecem a degradação do material genético, como radiação UV, temperatura elevada, pH extremo e presença de substâncias químicas, cujas quais não foram avaliadas.

Além disso, a detecção do RNA viral por RT-qPCR não permite inferir infectividade, uma vez que fragmentos genômicos podem persistir mesmo após perda da viabilidade viral. A ausência de ensaios complementares, como cultivo viral ou avaliação da integridade do capsídeo, impede conclusões definitivas sobre o risco associado às águas analisadas. Esses aspectos reforçam a necessidade de estudos integrados que combinem técnicas moleculares, virológicas e ambientais em estudos futuros para detecção de SARS-CoV-2 no ambiente.

CONCLUSÃO

Este estudo, conduzido na região amazônica, evidencia a importância da vigilância ambiental em águas superficiais como estratégia complementar e eficaz para o monitoramento de vírus em contextos urbanos caracterizados por infraestrutura sanitária precária. A detecção do RNA do SARS-CoV-2 em canais urbanos de Belém evidencia os riscos sanitários associados à exposição a corpos hídricos contaminados, especialmente entre populações vulneráveis que residem em áreas periféricas. Os achados reforçam o potencial da virologia ambiental como ferramenta essencial para subsidiar políticas públicas orientadas à prevenção, mitigação de riscos e redução das desigualdades sanitárias.

Em cenários de pandemia ou outras emergências de saúde pública, o uso de águas residuais e superficiais como matrizes de monitoramento permite gerar informações estratégicas sobre a circulação viral em tempo real, inclusive em situações de escassez de dados clínicos. Nesse contexto, recomenda-se a implementação de programas permanentes de vigilância ambiental em corpos d'água urbanos, articulados ao fortalecimento das redes de coleta e tratamento de esgoto. Essas ações constituem medidas urgentes e prioritárias para garantir a segurança hídrica e proteger a saúde pública em regiões altamente vulneráveis.