ESTUDIO PARA EVALUAR LA CALIDAD DE AGUS DE DISTINTA

EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DE AGUAS CONSIDERANDO LOS GÉNEROS
Escherichia, Pseudomonas, Clostridium y Enterococcus.
Claudia CORONEL1, Alberto José GORDILLO1 y Aurelio HERNÁNDEZ2
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Área Académica de Química, Laboratorio de Ciencias Ambientales, Universidad
Autónoma del Estado de Hidalgo. Carretera Pachuca –Tulancingo Km. 4.5 s/n
C.P.42076. Mineral de la Reforma, Hidalgo. Correo electrónico:
[email protected];2Cátedra de Ingeniería Sanitaria. E.T.S.I. de Caminos Canales
y Puertos, Universidad Politécnica de Madrid.
Palabras clave: agua residual, depuradora, indicadores bacterianos, bacterias.
RESUMEN
Después de realizar una revisión bibliográfica extensa referente a la calidad
del agua, indicadores microbiológicos, resistencia de los microorganismos
patógenos a los sistemas de desinfección y normativa mundial que aplica en
aguas residuales tratadas (ART), se confirma que el grupo de las bacterias
coliformes proporciona mucha información acerca de la calidad del agua y hasta
ahora es considerado el indicador ideal. Sin embargo, se reafirma la necesidad de
incluir microorganismos de géneros distintos a los contemplados en las normativas
vigentes y de este modo se contribuya en el mejoramiento de la calidad de las
ART. Por tanto, el objetivo del presente trabajo se desprende de realizar un
estudio que contemple los géneros Escherichia, Pseudomonas, Clostridium y
Enterococcus para evaluar desde el punto de vista microbiológico diferentes
calidades de agua. Se llevaron a cabo cinco muestreos en lugares cercanos a la
Comunidad de Madrid, España (embalse, río, estación depuradora y agua
corriente de la llave) y en Pachuca, Hidalgo México, en una planta de tratamiento.
Se realizó la técnica de filtración en membrana, aislando los microorganismos de
interés en medios de cultivo selectivos. Los resultados muestran una diferencia de
unidades formadoras de colonias (UFC) entre las distintas calidades de agua,
denotando por tanto su calidad.
INTRODUCCIÓN
El agua es un recurso imprescindible para el desarrollo de muchas formas de vida
y la supervivencia del ser humano. Aun cuando esto se ha mencionado muchas
veces, tanto la población mexicana, con más de casi 100 millones de habitantes y
la española con 40 han contribuido en sus respectivos países al proceso de
deterioro y contaminación de las aguas, modificando sus características físicas,
químicas y biológicas mediante actividades domésticas, de consumo, recreo,
agrícolas e industriales (Poch M 1999).
Existen diversas instancias encargadas del manejo del agua en México y España,
por mencionar algunos están la CNA y el Ministerio del Medio Ambiente,
respectivamente. Entre sus objetivos principales está la planificación de
estaciones depuradoras de aguas residuales mediante el desarrollo de tecnologías
adecuadas que, hoy en día, garantizan fuentes confiables de agua de calidad y
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cumplen con los objetivos para la reutilización y protección de la salud pública. En
la actualidad, México cuenta con mil ciento treinta y dos plantas de tratamiento de
las cuales el 83% está en operación, se ha contemplado que el número de plantas
depuradoras no es suficiente, ya que a nivel nacional de los 171.3 m3/s de agua
residual generada, únicamente se trata sólo el 15%, destinándose a tres reusos,
directo, indirecto y descarga a cuerpo receptor. En contraste, España contaba
para el año 2000 con mil trescientas veintiséis plantas, de 9 223 440 m3 de aguas
residuales recogidas, el 86% es tratada (Hernández A 2001).
En el aspecto de calidad biológica los contenidos orgánicos, particularmente
microorganismos, en mayor o menor medida, son patógenos para los humanos y
animales. Estos microorganismos pertenecen a diferentes grupos biológicos como
son: bacterias, hongos, protistas, nemátodos, además de virus. Las especies de
microorganismos o tipos de patógenos humanos que representan un riesgo grave
de enfermedad, siempre que se encuentren en el agua son: E. coli, S. typhi,
Shigella, Vibrio spp., Yersinia, Campilobacter, Legionella, entre otros (Pérez J.A. y
Espigares M 1999).
Es por ello que las acciones de vigilancia epidemiológica, en México SINAVE y
Enter-net en la comunidad Europea, día con día realizan investigaciones al
respecto. Además, en conjunto con las instancias de gestión del agua e
instituciones de salud se debe garantizar que se cumplan los parámetros de
calidad, efectuando análisis que permitan obtener una estimación de la calidad del
agua, vigilar la salud pública, detectar nuevos brotes de transmisión hídrica,
controlar y prevenir enfermedades, lo que incluye proponer nuevos indicadores de
la calidad biológica del agua (CNA, 2003).
Entre los indicadores que empiezan a considerarse se encuentran los coliformes
totales, coliformes fecales, estreptococos fecales, Enterococcus y Clostridium. El
uso de estos microorganismos indicadores se ha incrementado, y existen algunas
propuestas de los géneros de patógenos oportunistas que deben de tenerse
presentes como Pseudomonas, Aeromonas, Bacterioides, Legionella,
Campylobacter, Helicobacter, Plesiomonas, entre otros, que son los llamados
patógenos oportunistas (Curtis T 2003).
Los parámetros microbiológicos actuales que se incluyen en la normativa de la
calidad del agua a nivel mundial pueden no resolver satisfactoriamente la calidad
de las aguas residuales tratadas y existe el riesgo a futuro de que muchas
especies pueden presentar resistencia a los sistemas de desinfección como son
cloro, ozono, luz UV y filtración por membranas (Mujeriego R y Asano T 1999)
MATERIALES Y MÉTODOS
Se seleccionaron diferentes lugares cercanos a la Comunidad de Madrid (España)
y se realizaron cinco muestreos en cada uno de los siguientes sitios: Embalse
Valmayor (E), Río Guadarrama (R) aguas abajo de la estación depuradora de
aguas residuales (EDAR) “El Endrinal”, EDAR “Viveros de la Villa” (afluente (A) y
efluente (E)) y Agua de la llave (LL). En Pachuca Hidalgo (México) se muestreó la
planta de tratamiento del I.T.E.S.M., Campus Hidalgo (PT) en afluente (A),
efluente secundario (S) y efluente (E). Se determinaron los siguientes parámetros
fisicoquímicos in situ: Temperatura (ºC), pH, conductividad (μS) y oxígeno disuelto
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(mg/l). Para cada una de las muestras se llevó a cabo el diseño experimental por
duplicado. Se realizaron diluciones decimales seriadas para la técnica de filtración
en membrana/100 ml, usando filtros de nitrocelulosa de 0.45 µm. Posteriormente
se sembró en los medios de cultivo según se indica en la siguiente tabla:
Tabla I. Medios de cultivo empleados para el aislamiento de los microorganismos.
Microorganismos a estudiar
Agar
Incubación
Mesófilos aerobios
Cuenta estándar
Coliformes Totales y Escherichia coli Maconkey
37º C durante 24 h
Chromocult Coliform
Agar P
Pseudomonas
Chromocult Enterococci
Enterococcus faecalis
Agar SPS
35º C durante 48 h
Clostridium perfringens
en anaerobiosis
Finalmente se realizaron pruebas bioquímicas confirmativas Indol, gelatinasa,
oxidación fermentación y catalasa según aplique.
RESULTADOS
En los estudios de España para el grupo de las bacterias coliformes, en el agar
Chromocult, se consideraron coliformes totales todas las UFC de color rosa y para
E. coli de color azul; en México en agar Maconkey se consideraron UFC rosas
con halo de precipitación. En ambos casos se realizó la prueba de indol. En el
agar para aislar Pseudomonas, se irradiaron las cajas con luz UV y se
consideraron todas las UFC verdes para piocianina positiva, posteriomente se
confirmaron con la prueba de catalasa. En el agar SPS fueron consideradas todas
las UFC de color negro como positivas para C. perfringens. En el caso de E.
faecalis, se consideraron UFC de color azul en agar Chromocult. Los resultados se
resumen a continuación (Tabla II y Figura I):
Tabla II. Resultados de un estudio microbiológico para evaluar la calidad de aguas
considerando los géneros Escherichia, Pseudomonas, Clostridium y Enterococcus.
Muestreos
E
R
EDAR A
EDAR E
LL
PT A
PT S
PT E
MA
2.81E+05
1.64E+06
2.71E+07
1.43E+06
9.00E+00
2.50E+05
4.10E+06
1.09E+07
Ec
2.27E+03
3.27E+05
1.64E+07
8.98E+05
0.00E+00
3.70E+05
2.47E+04
3.83E+05
CT
1.72E+04
1.09E+06
6.44E+06
5.87E+05
0.00E+00
nd
nd
nd
Pa
1.12E+04
2.96E+05
3.53E+06
1.48E+06
6.81E+01
3.00E+00
1.02E+04
5.50E+04
Cp
6.25E-01
2.45E+03
2.92E+04
6.10E+02
0.00E+00
nd
nd
nd
Ef
2.99E+02
5.33E+04
5.67E+06
1.24E+05
0.00E+00
nd
nd
nd
MA mesófilos aerobios; CT coliformes totales; Ec Escherichia coli; Ef Enterococcus faecalis; Cp
Clostridium perfingens y Pa Pseudomonas aeruginosa nd, no determinado
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Promedio de log UFC/100 ml
3.00E+07
2.50E+07
2.00E+07
1.50E+07
1.00E+07
5.00E+06
0.00E+00
MA
Ec
CT
Pa
Cp
Ef
Microorganism os
Embalse
Río
EDAR A
EDAR E
Llave
PT Afluente
PT Secundario
PT
Figura 1. Resultados del estudio microbiológico para evaluar la calidad de las
aguas
DISCUSIÓN
El hombre con su continua expansión tecnológica ha modificado las características
de las aguas, para contrarrestar estos efectos lleva a cabo diversas acciones para
la protección del ambiente. Desde hace tiempo se han iniciado en todo el mundo
diversas investigaciones multidisciplinarias que ponen a prueba la tecnología
disponible, se ha dado mayor atención a las situaciones epidemiológicas de los
países y se han adecuado las distintas normativas a situaciones particulares.
Respecto a los parámetros microbiológicos que se incluyen en las normativas se
concluye que pueden no resolver satisfactoriamente la calidad de las aguas
tratadas debido a numerosas causas, por citar un ejemplo, a la resistencia de los
microoganismos a los diferentes procesos de desinfección. Este trabajo pretende
dar las bases para que se sigan realizando análisis microbiológicos exhaustivos
del agua e iniciar propuestas de nuevos indicadores procariontes. Hasta ahora
diversas fuentes bibliográficas determinan que las bacterias coliformes reúnen
muchas de las características de un indicador ideal. Sin embargo, en nuestro
grupo de trabajo los datos muestran una diferencia de UFC entre los sitios de
muestreo, denotando así su calidad. Para todos los casos resulta evidente la
presencia de bacterias mesófilas aerobias cuantificadas, así como de coliformes
totales con excepción del agua de llave, que como era de esperarse se cuantifican
muy pocas bacterias y por tanto cumple con los criterios de normativa. La
presencia de E. coli difiere entre los diferentes tipos de agua, aunado a las
diferencias que existen entre los medios de cultivo empleados. Lo que se aprecia
en el trabajo es la cantidad de microorganismos pertenecientes a los géneros
Pseudomonas, Clostridium y Enterococcus con promedios no despreciables de
UFC que se pueden aislar 6.74E+05, 4.03E+03 y 7.31E+05, respectivamente en
comparación con el promedio de E. coli 2.30E+06. Considerando que algunas
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cepas de Pseudomonas son patógenas para humanos, animales o plantas y
aunque, se encuentran en forma saprófita en la piel y tubo digestivo, pueden
crecer en quemaduras e infecciones ulceradas, provocando cuadros más o menos
graves, incluso mortales. En el caso de P. aeruginosa forma exotoxinas,
responsables de cuadros diarreicos o incluso toxinas eritrodérmicas. Para el caso
de Clostridium se reporta que estos microorganismos son responsables de
infecciones e intoxicaciones muy graves como trastornos gastrointestinales,
tétanos, botulismo y gangrena gaseosa y finalmente el género Enterococcus, si
bien es considerando como indicador en la normativa de agua potable en España,
algunas veces causan infecciones piogénicas. Esta información epidemiológica y
los resultados confirman la necesidad de incluir microorganismos de géneros y/o
especies bacterianas distintos a los contemplados en la normativa vigente en los
estudios de evaluación de la calidad del agua.
AGRADECIMIENTOS
Al rector de la U.A.E.H., C.D. Luis Gil Borja por el apoyo, al Programa de
Becas MUTIS (Agencia Española de Cooperación Internacional) y a la beca para
tesis doctoral de la UPM, por la financiación otorgada para la realización de los
estudios de Posgrado.
REFERENCIAS
Curtis T. (2003). Bacterial pathogen removal in wastewater treatment plants. En:
The handbook of water and wastewater microbiology. Mara D y Horan N (Eds).
Academic Press, UK. 819 p.
CNA. 2003. Estadísticas del agua en México. México, D.F. pp 105.
Hernández A. (2001). Saneamiento y Alcantarillado. Vertidos residuales. Colección
Seinor, numero 7. Colegio de I.C.C.y P. UPM, Madrid. 867 p.
Mujeriego R y Asano T. (1999). The role of advance treatment in wastewater
reclamation and reuse. Wat. Sci. Tech. 40,4-5:1-9.
Pérez J.A. y Espigares M. (1999). Estudio Sanitario del agua. Universidad de
Granada, España. 454 p.
Poch M. (1999). Las calidades del agua. Ed. RUBES. España. 159 p.
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