Este estudio tuvo como objetivo investigar los microbios involucrados en el ciclo del nitrógeno y las bacterias potencialmente patógenas en zonas urbanas y rurales del arroyo São Pedro. Se recolectaron muestras de agua de dos sitios. Se realizó un estudio estacional de la abundancia bacteriana. Se analizó el contenido de nutrientes disueltos. Se realizaron análisis de PCR y FISH para identificar y cuantificar los microbios involucrados en el ciclo del nitrógeno y las bacterias potencialmente patógenas. El estudio estacional reveló que la abundancia bacteriana fue similar a lo largo del año en la zona rural, pero varió en la zona urbana. Una mayor concentración de nutrientes disueltos en la zona urbana indicó un sistema eutrófico. En cuanto a los microbios nitrificantes, se encontró el género Nitrobacter, especialmente en la zona urbana, y podría actuar como la principal bacteria en la conversión de nitrito en nitrato en este sitio. Los marcadores moleculares napA, amoA y nfrA se acumularon más en la zona urbana, lo que justifica el mayor contenido de nutrientes metabolizados por estas enzimas. Finalmente, se observó una alta intensidad de amplicones de Enterococcus, Streptococcus, Bacteroides/Prevotella/Porphyromonas, Salmonella, S. aureus, P. aeruginosa y los linajes diarreogénicos de E. coli en el entorno urbano. Estos resultados indican un cambio en la estructura de la comunidad microbiana debido a la acción antrópica. La incidencia de bacterias patógenas en ambientes acuáticos es de particular importancia para la salud pública, lo que pone de relieve la necesidad del tratamiento de aguas residuales para minimizar los impactos ambientales asociados a la urbanización.