4 CULTIVO DE HORTALIZAS CON AGUAS RESIDUALES

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CULTIVO DE HORTALIZAS CON AGUAS RESIDUALES
TRATADAS
M.I. Luciano Sandoval Yoval
Objetivo particular:
•
Al término del tema, el participante comprenderá los
antecedentes, importancia, metodología y resultados del cultivo de
hortalizas con aguas residuales tratadas en la planta de
tratamiento del IMTA.
Introducción
La presión que ejerce la demanda de agua para consumo humano de pueblos y ciudades,
principalmente de zonas áridas y semiáridas, sobre las fuentes de agua superficiales y
subterráneas que tradicionalmente han sido utilizadas para riego de cultivos y los
requerimientos de agua de calidad no potable para la agricultura, han hecho que las aguas
residuales domésticas se conviertan de un desecho a un recurso valioso para su uso en la
agricultura y en servicios al público, como riego de jardines, llenado de lagos y canales
recreativos y fuentes de ornato.
Cuando se utilizan aguas residuales domésticas, el problema por lo general es más de
índole microbiológico que químico. Los brotes epidémicos que afectan a agricultores,
animales y público en general, han estado siempre asociados a la utilización de agua
residual sin tratar o al riego con efluentes de agua residual sin desinfectar. Los riesgos
sanitarios guardan relación directa con el grado de contacto personal con el agua, así como
la calidad del agua y la fiabilidad del tratamiento. Así por ejemplo, la normatividad
mexicana exige un grado mayor de tratamiento cuando se desea regar parques, áreas de
recreo y cultivos comestibles que cuando se requiere regar cultivos de cereales y forrajes.
Por otro lado, el uso de las aguas residuales para riego de plantas debe permitir el
aprovechamiento de los nutrientes contenidos en las mismas para disminuir los gastos en
el consumo de fertilizantes químicos.
La normatividad para el reúso de aguas residuales en México está basada en las normas
oficiales de carácter obligatorio conocidas como NOM-001-ECOL-1996 (con correcciones
publicadas el 30 de abril de 1997) y la NOM-003-ECOL-1996 (Tablas 4.1 y 4.2). La primera
establece los límites máximos permisibles de contaminantes para las aguas residuales
tratadas que se reúsen en servicios al público. Estos límites fueron diseñados para dar una
protección suficiente a los grupos de riesgo con la tecnología y recursos disponibles en
México. La revisión de muchos procesos de tratamiento dieron como resultado las normas
211
microbiológicas para irrigación restringida y no restringida. Un nivel más estricto de
concentración de helmintos hubiera requerido que las plantas de tratamiento convencional
tuvieran que usar filtros, lo que hubiese acarreado significativas implicaciones financieras
(Peasey, et al, 2000).
Tabla 4.1 NOM-001-ECOL-1996. Para reúso en la agricultura
Irrigación
Coliformes fecales (NMP/100 ml)
Huevos de helmintos/L
Restringida
1000m-2000d
≤5
No restringida
240m – 2000d
≤1
Nota: m = Promedio geométrico mensual; d = Promedio geométrico diario
La irrigación no restringida se define como el riesgo permitido de todos los cultivos,
mientras que el riego restringido excluye los cultivos y vegetales que se consumen crudos.
Tabla 4.2 NOM-003-ECOL-1996. Para Servicios al público
Tipo de servicio al público
Con contacto indirecto
ocasional1
Con contacto directo2
u
Coliformes fecales (NMP/100
ml)
1000
Huevos de helmintos/L
240
≤1
≤5
Nota: 1 = Riego de jardines y camellones en autopista; camellones en avenida; fuentes de ornato,
campos de golf, abastecimiento de hidrantes de sistemas contra incendio, lagos artificiales no
recreativos, barreras hidráulicas de seguridad y panteones. 2 = El llenado de lagos y canales
artificiales recreativos con paseos en lancha, remo canotaje y esquí; fuentes de ornato, lavado de
vehículos, riego de parques y jardines.
A la luz de los resultados de los estudios epidemiológicos realizados en zonas de riego con
aguas residuales en México (Cinfuentes, 1998 y Peasey et al, 2000) han propuesto cambios
en los límites máximos permisibles para parámetros microbiológicos de la NOM-001ECOL-1996, relajando la concentración de coliformes fecales para irrigación restringida y
haciendo más estricta la concentración de huevos de helmintos en ambas formas de
irrigación, tal como se muestra en la tabla 4.3, indicando que donde se encuentre un rango
del límite, el nivel aceptable de riesgo a la salud determinará el límite que se adoptará en
la región donde se reutilicen las aguas.
Tabla 4.3 Cambios propuestos a la NOM-001-ECOL-1996 (Peasey et al, 2000)
Irrigación
Restringida
No restringida
Coliformes fecales (NMP/100 ml)
≤ 103 - 104
≤ 103
212
Huevos de helmintos/L
≤ 0.1 – 1.0
≤ 0.1 – 1.0
4.1 Tratamiento de aguas residuales
El tratamiento de un agua residual municipal consiste en una combinación de procesos y
operaciones de tipo físico, químico y biológico destinados a eliminar el residuo sólido, la
materia orgánica, los microorganismos patógenos y a veces, los elementos nutritivos
contenidos en el agua residual. Los términos generales utilizados para designar los
diferentes grados de tratamiento son: tratamiento preliminar, tratamiento primario,
secundario y avanzado, siempre en orden creciente de nivel de tratamiento. Una vez
finalizada la última etapa de tratamiento, el efluente suele someterse a una desinfección
para eliminar los microorganismos patógenos.
Cuando el agua residual es tratada con la intención de utilizar el efluente para riego
agrícola y no la descarga a cuerpos receptores, los criterios de calidad más importantes son
los relacionados con la salud pública y las necesidades de los agricultores mas que los
criterios ambientales y los relacionados con la protección de la vida acuática en cuerpos
receptores. En términos de salud pública la remoción de coliformes fecales y de huevos de
helmintos son más importantes que la remoción de compuestos orgánicos (DBO). Además,
para los agricultores el volumen de sólidos suspendidos y nutrientes como nitrógeno y
fósforo son importantes ya que incrementan la fertilidad del suelo y disminuyen la
necesidad de aplicar fertilizante.
En México se han venido utilizando las lagunas de estabilización para el tratamiento de
aguas residuales, de hecho más del 50% de los sistemas construidos para el tratamiento
son lagunas de estabilización, Sin embargo, muchos de estos sistemas no cumplen los
límites máximos permisibles que marca la normatividad mexicana actual ya sea porque
fueron diseñados para remover materia orgánica o porque presentan problemas de
sobrecarga. Bien diseñados estos sistemas permiten lograr los niveles de tratamiento
requeridos para el reúso en la agricultura mediante un sistema de lagunas en serie en
arreglos por lo general de lagunas anaerobias, facultativas y de maduración o pulimento,
siempre y cuando se disponga de terrenos suficientes ya que el tiempo de residencia
hidráulico necesario para irrigación no restringida es cercano a 20 días. Las tecnologías
convencionales de procesos biológicos, son utilizados cuando la disponibilidad de terrenos
limita el uso de lagunas y aunque se pueden utilizar para irrigación por lo general la mejor
calidad de agua obtenida que los proceso naturales los hace adecuados para la descarga a
cuerpos receptores (lagos, ríos, estuarios e infiltración al acuífero) destinados para
abastecimiento humano o para la protección de la vida acuática.
4.1.1Aprovechamiento de nutrientes
Como parte inicial de una investigación o proyecto en el cual se pretende hacer un reuso
de agua residual municipal, es necesario contar con una planta de tratamiento, la cual
facilite el estudio. Por lo que para tal efecto, se construyó un sistema de aireación
extendida en el IMTA (Diagrama 4.1 y foto 4.1)) a la que se le modificó el sistema de
operación de la aireación continua a fin de hacerla intermitente.
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EFLUENTE
TANQUE DE
CONTACTO
DE CLORO
CAJA REPARTIDORA
DEL INFLUENTE
TANQUE DE
REGULACION
TANQUES DE
AEREACION
SEDIMENTADOR SECUNDARIO
PRETRATAMIENTO Y
CARCAMO DE BOMBEO
Diagrama 4.1 Planta de tratamiento de aireación extendida del IMTA
Foto 4.1 Vista de la planta de tratamiento de aguas residuales del IMTA
214
Se experimentaron con 15 escenarios durante dos años, donde se varió el tiempo de
aireación de 20 a 180 minutos en ciclos de tres horas dentro de un solo reactor, en
consecuencia, a la aireación le seguían ciclos de no aireación que variaron de 160 a 0
minutos. Esta aireación intermitente favorece las condiciones para la transformación de
nitrógeno orgánico y amoniacal contenido en las aguas residuales a nitratos en
condiciones aireadas, mediante una biomasa de microorganismos nitrificantes para
posteriormente en condiciones anóxicas o de ausencias de oxígeno disuelto favorece su
transformación a nitrógeno gas por medio de microorganismos desnitrificantes y por
consecuencia se eliminación del agua residual al incorporarlo a la atmósfera.
Los resultados obtenidos indicaron que para una remoción del 90% del nitrógeno total era
necesario una aireación durante 50 minutos seguida de una no aireación de 130 minutos.
En este sistema de aireación intermitente, la remoción biológica del fósforo fue menor al
30% y en algunos escenarios incluso hubo un aumento de la concentración en el efluente
del sedimentador secundario. Esto mostró que, en este tipo de sistemas de aireación
intermitente donde la purga de lodos se realiza en el sedimentador, el fósforo era
alternadamente absorbido y liberado intermitentemente durante las condiciones anóxicas
y aerobias dentro del reactor sin permitir que los microorganismos almacenaran todo el
fósforo soluble para así ser eliminado durante la purga del sedimentador.
Durante el escenario de aireación continua (en ciclos 180 minutos), la remoción del
nitrógeno total fue menor al 15%. Sin embargo, más del 97% del N-amoniacal fue
transformado a nitratos. En el escenario de 20 minutos de aireación y 160 de no aireación,
la eficiencia de remoción de nitrógeno total fue del 30%, con una conversión del 45% de Namoniacal a nitratos.
De esta forma se obtuvo:
a) Mediante aireación continua, efluentes con un rico contenido de nitratos, que no
ejercen una demanda adicional de oxígeno al cuerpo al que se descargan.
b) Utilizando una aireación intermitente 20/160, un efluente con porcentajes casi
iguales de N-amoniacal y nitratos.
c) Una excelente remoción de nitrógeno total con un ciclo intermitente de 50/160.
d) El ahorro de energía eléctrica en estos dos últimos escenarios fue del 90 y 70 % con
respecto al consumo energético que se dio en la operación continua.
4.1.2 Desinfección biológica
Se estudiaron diferentes escenarios con la laguna como un sistema de desinfección basado
en las algas, su optimización con mamparas para mejorar la eficiencia hidráulica y el uso
de macrófitas flotantes como un medio de tratamiento natural para eliminar las algas en
lugar de la filtración y el tratamiento químico (Diagrama 4.2 y foto 4.2).
215
LAGUNA DE MADURACION
CAJA REPARTIDORA
DEL INFLUENTE
TANQUE DE
REGULACION
TANQUE DE
AIREACION
SEDIMENTADOR SECUNDARIO
PRETRATAMIENTO
Diagrama 4.2 Planta de tratamiento de aireación extendida con laguna de estabilización
para realizar desinfección natural
Los resultados obtenidos muestran que una sola laguna de maduración con 23 días de
tiempo de residencia hidráulico (TRH) sólo cumplió en el 75% de las muestras analizadas
con la normatividad de < 1000 coliformes fecales NMP/100ml, para riego no restringido y
riego de áreas verdes sin contacto directo al público. Cuando a la laguna se le colocaron
mamparas, este límite se alcanzó en solo 5 días de TRH y se necesitó poco menos de la
mitad (13 días) del tiempo de la laguna de maduración para alcanzar el límite de < 240
coliformes fecales para riego de áreas verdes y llenados de lagos donde el público entra en
contacto directo con el agua residual tratada.
El diseño convencional de lagunas de maduración muestra que son necesarias tres lagunas
en serie con un TRH de tres días para cada una, para alcanzar el límite para uso no
restringido cuando el valor de entrada de coliformes fecales es de 5.3 * 103, mientras que
son necesarias cuatro lagunas con un TRH de tres días para cada una y así alcanzar el
límite para servicios al público con contacto directo.
216
Foto 4.2 Vista de la laguna de estabilización con mamparas y macrófitas flotantes
Una vez obtenidas las condiciones de operación de la planta para poder controlar las
concentraciones de nutrientes en el efluente se procedió a realizar la segunda parte de la
investigación, la cual consiste en el reúso para el cultivo de hortalizas.
4.2 Reúso de agua en la agricultura
La escasez de agua en zonas semiáridas es una realidad actual. En el México del siglo XXI,
la principal fuente de irrigación se originará del reúso del agua, principalmente efluentes
tratados. Existe una gran variedad de patógenos humanos que son excretados en el agua
residual, los cuales incluyen bacterias, virus, quistes de protozoarios y huevos de
helmintos. En el agua cruda, los patógenos humanos alcanzan números altos, y van
decreciendo en cada proceso de tratamiento.
La presencia de parásitos patógenos en el agua residual constituye un alto riesgo a la salud
pública. Tales microorganismos como virus, bacterias protozoarios y helmintos que tienen
su origen en las excretas de los individuos enfermos o portadores sintomáticos y,
ocasionalmente, en las excretas de hospederos intermediarios, (Feachem, et. al. 1983)
generan principalmente enfermedades del aparato digestivo, (fiebre tifoidea, paratifoidea,
disentería, salmonelosis, shigelosis, helmintiasis y cólera, entre otras) los cuales son
217
responsables de aproximadamente 250 millones de infectados al año y de 10 o 20 millones
de muertes a escala mundial (Anónimo, 1996).
La necesidad de conocer la calidad sanitaria del agua, el suelo y el fruto, se debe a que los
virus y helmintos pueden causar enfermedades en el hombre, con tan solo la ingestión de
un organismo de cualquiera de estos. En cambio se necesita ingerir millones de bacterias
para que causen enfermedades. Para que bacterias de E. coli infecten a un individuo y
provocarle la enfermedad, se necesite ingerir de 1 x 106 -1 x 1010 microorganismos; e 1 x 103
– 1 x 108 organismos de Vibrio cholera; 1 x 105 – 1 x 109 de Salmonella o de 1 x 102 – 1 x 103
de Shigella. (Cooper, 1991).
La dosis infectiva de los patógenos se asocia muy estrechamente a la susceptibilidad y
respuesta del hospedero. Se considera dosis efectiva baja, cuando la cantidad
microorganismos para causar enfermedades en el 50% de los individuos afectados es
menos de 102; media cuando la dosis necesaria es de aproximadamente 104 y alta cuando
son necesarias 106 o más microorganismos (IMTA, 1990).
Para regular y controlar la calidad microbiana del agua para descargas a cuerpos
receptores según su uso, en nuestro país se tiene la Norma Oficial NOM-001-ECOL-1996.
Para el riego en la agricultura esta norma destaca el control sobre la calidad microbiológica
cuando se trata de aguas residuales domésticas. En la cual para determinar la
contaminación por patógenos se toma como indicador a los coliformes fecales, el límite
permisible para la descarga de aguas residuales vertidas en aguas, suelos de uso agrícola y
vienes nacionales son de 1,000 y 2,000 NMP/mL en 100 mL para el promedio mensual y
diario respectivamente. Siendo el límite permisible para huevos de helmintos, un huevo
por litro para riego no restringido, y de cinco huevos por litro para riego restringido.
Hasta hoy en día todos los estudios realizados sobre la calidad sanitaria de los cultivos
regados con aguas residuales crudas y tratadas se han efectuado directamente en el
campo, en donde no se pueden controlar los factores de aire, lluvia, insectos, animales,
hombre, etc, como posibles portadores de contaminantes microbiológicos externos y que
no pueden asegurar que la contaminación de los cultivos sea únicamente del agua
residual. Aislados los factores de contaminación cruzada, mencionados anteriormente
¿Cuál sería el grado de contaminación microbiológica residual medida como E. coli y
huevos de helmintos en cultivos de hortalizas de raíz, hoja y fruto, regados por gravedad y
en condiciones sanitarias controladas?.
Existen estudios que señalan con claridad las fuerzas sociales que han definido la
evolución de los estándares microbiológicos para el uso el agua residual. Hasta principios
de la década de los ochenta los criterios sobre la calidad y uso de agua para riego agrícola
exigía niveles de pureza equivalentes al agua para beber; con esa idea se formularon los
estándares de California, que posteriormente fueron retomados como guía internacional
por muchos países en desarrollo. (Shuval, 1991).
218
A mediados de los ochenta un grupo de científicos de diferentes disciplinas se reunió en
Endelberg, para evaluar los estándares vigentes y las implicaciones de los pocos estudios
epidemiológicos disponibles en lo que se indicaban cuáles eran los riesgos por usar el agua
residual en la agricultura y acuacultura. En la segunda mitad de esa década, diversos
organismos internacionales, como el Banco Mundial y la Organización Mundial de la
Salud (OMS), auspiciaron nuevas reuniones en las que se revisaron diversos aspectos
microbiológicos, epidemiológicos, técnicos y sociales. Como resultado, se propuso un
modelo que describe los riesgos de la salud relacionado con el empleo de aguas residuales
en la agricultura. A finales de la década, la OMS resumió la información epidemiológica y
microbiológica, (Shuval, 1991)
Los resultados de las reuniones de Engelbert y la de la OMS proporcionaron las bases para
sugerir nuevas medidas de protección para los trabajadores agrícolas y consumidores de
productos regados con aguas residuales. Los estándares bacteriológicos se relajaron y se
introdujo el criterio de monitoreo de huevos de helmintos viables, debido a que los nuevos
parámetros se pueden alcanzar con relativa facilidad mediante el tratamiento del agua
residual cruda (Cifuentes, et. al. 1994).
Marecos de Montes y colaboradores en 1989, realizaron un estudio en campo en Évora,
Portugal, durante dos años, experimentando la irrigación por surco para minimizar la
concentración del cultivo y prevenir la concentración cruzada de parcelas adyacentes. Los
cultivos de sorgo, maíz y girasol se irrigaron con aguas residuales municipales tratadas
por sedimentación primaria y biofiltración. El control fue regado con agua potable y
fertilizada con fertilizantes comerciales. La misma producción fue obtenida en los tres
tratamientos, lo que llevó a la conclusión que el contenido de nitrógeno de las aguas
residuales puede remplazar el nitrógeno del fertilizante. Los análisis de contaminación por
coliformes fecales y salmonella en los cultivos de sorgo y girasol, las partes consumibles no
resultaron contaminadas.
Oron y colaboradores en 1991, experimentaron en el campo en un cultivo de maíz, la
evaluación del uso de aguas residuales con tratamiento secundario y doméstico para la
irrigación por un sistema de goteo sub-superficial y no superficial del efluente y lo
compararon con una irrigación por goteo sub-superficial aplicando agua dulce. La
distribución del agua por aspersión durante la germinación produjo ligeras variaciones en
el crecimiento de la planta, estas variaciones desaparecieron cuando se comenzó la
irrigación por goteo sub-superficial. De las mazorcas se analizaron los granos y las hojas,
donde se encontró que estás últimas son las más susceptibles a contaminación bacteriana
que los granos. La más alta contaminación fue detectada en la irrigación por goteo no
superficial y la contaminación del maíz control se pudo deber a los campos adyacentes. En
los suelos se detectó la mínima concentración de coliformes totales bajo las siguientes
condiciones para el tratamiento sus-superficial cercana a la superficie y en la porción seca
de la zona de las raíces y a 30 cm de profundidad y a una distancia de la planta de 1,92 m.
En el mismo año, Vaz de Costa y colaboradores (1991) evaluaron la contaminación
residual en lechugas con irrigación por aspersión de un efluente de una planta de
219
filtración por goteo, comprando con lechugas del mercado de la localidad y a los
estándares de la ICMSF (1974) (>105) coliformes fecales. Los estudios indicaron,
inicialmente, altos niveles de bacterias fecales, pero después del cese de la irrigación, las
condiciones climáticas restringidas, es suficiente para descontaminarlas en los mercados
locales, donde por ejemplo, salmonella después de cinco días no se pudo detectar. La alta
población inicial de coliformes fecales decrece al principio, pero su contaminación residual
persiste en niveles considerablemente altos. Coliformes fecales o E. Coli, decrecen
continuamente después de cesar la irrigación, hasta el séptimo día, las bacterias
sobrevivientes persisten a los mismos niveles hasta el término del experimento.
Fasciolo y colaboradores en el 2000, realizaron un estudio en los cultivos de riego en
Argentina con efluentes domésticos tratados, para evaluar el potencial fertilizante y la
aceptación de verduras crudas (ajo y cebolla) regadas con las mismas. Se compararon tres
tratamientos en 10 bloques al azar; utilizando como aguas de riego el efluente doméstico,
agua de perforación con y sin fertilización. Se determinó el rendimiento de cultivo y la
calidad microbiológica de las verduras (Salmonella y E. Coli) varias veces a partir de la
cosecha y durante el periodo de secado del cultivo.
Para la calificación sanitaria para el consumo, el riego con efluente se comportó como una
fertilización nitrogenada aumentando el rendimiento del ajo y la cebolla en 10% y 15%,
respectivamente. La aceptabilidad para el consumo del ajo se obtuvo luego de la limpieza
de tierra y raíces a los 90 días de la cosecha. La cebolla fue limpiada en el momento de la
cosecha y la aceptabilidad se obtuvo a los 55 días. En el momento de la cosecha, ni el
cultivo regado con el efluente, ni el regado con el testigo obtienen la calificación de
aceptable.
En México, Cortés 1988, determinó el comportamiento de las bacterias indicadoras,
bacterias, huevos de helmintos y quistes de protozoarios patógenos o potencialmente
patógenos al hombre, en cuatro presas y un canal de riego, de aguas residuales crudas
utilizadas en riego agrícola. Los coliformes fecales superaron en todas las estaciones el
nivel deseado de 1000/100 ml, al igual que pseudomonas, estreptococos, Salmonella y
Shigella. Los huevos de helmintos y quistes de protozoarios fueron también altos.
Cifuentes y colaboradores en 1994, hicieron un estudio del impacto a la exposición
ocupacional al riego con aguas residuales en el Valle del Mezquital, México. Cuyo objetivo
fue, evaluar la permanencia de enfermedades diarreicas e infecciones intestinales,
mediante encuestas. Donde encontraron que el riesgo de infección por Ascaris y
Entamoeba es del 95% y un porcentaje igual, en niños menores de cinco años.
Si los efluentes finales contienen aún una gran fracción de estos patógenos, ellos
significarán un riesgo a la salud pública (Feachmen et. al. 1983). Entre los cultivos regados
con efluentes, los vegetales son los más vulnerables a la contaminación (Asano y
Tchobanoglous, 1991; Armon and Shelef, 1991, Armon et. al. 1994). Los vegetales que
generalmente se consumen crudos (sin cocer) o con ricos aderezos (lo que causa
220
recrecimiento de algunas bacterias patógenas) son la principal amenaza para los humanos
(Shelef, 1991).
La importancia de los criterios microbiológicos y parasitológicos para el reúso de aguas
tratadas ha sido enfatizada repetidamente (Shelef, 1990; Engelbert Report, 1985; WHO,
1989). A pesar de que algunas recomendaciones microbiológicas basadas en datos
epidemiológicos han sido establecidas para aguas residuales no tratadas (Shuval et. al.
1986; Stein y Swarzbrod, 1990) existe aún la necesidad de definir los criterios de la calidad
requerida del efluente para irrigación de cultivos no restringidos. En ese sentido, Armon
(1994) sugiere la necesidad de tratar los efluentes a un grado tal que no se detecte
contaminación residual en los vegetales y frutas que se consumen crudos.
4.2.1 Producción de hortalizas
En México, en los últimos años las hortalizas han cobrado un auge sorprendente desde el
punto de vista de la superficie sembrada, y en el aspecto social debido a la gran demanda
de mano de obra y a la captación de divisas que generan, sin embargo, si se observa desde
el ángulo de la dieta alimenticia del mexicano este factor es casi nulo, debido al
desconocimiento de la gran cantidad de hortalizas que se pueden explotar en el país.
También, sucede que cuando se les conoce se ignoran sus propiedades nutritivas.
En México las principales regiones agrícolas están establecidas en los estados de Sonora,
Guanajuato, Baja California, Veracruz, Michoacán, Sonora, Tamaulipas, Morelos, Nayarit,
Jalisco, Colima y Guerrero. De la producción total se destina el 80% al abasto interno, el
14% para exportación y el 6% para la industria y usos diversos. Aproximadamente el 4%
de la superficie sembrada es de hortalizas, y éstas representan el 10% de la producción
agrícola nacional.
México presenta la ventaja de que durante todo el año se producen hortalizas, siendo el
ciclo de invierno el que representa una ventaja, ya que se pueden producir cualquier tipo
de hortalizas de fruto para los países donde el invierno representa una limitante por las
bajas temperaturas.
En este caso en particular las hortalizas en estudio fueron cebolla, lechuga, rábano y
cilantro.
4.2.2 Metodología
De acuerdo a los antecedentes antes descritos el objetivo principal de esta investigación se
centró en identificar la contaminación microbiológica residual en cultivos de hortalizas de
bulbo y hoja regados con diferentes calidades de agua residual bajo condiciones de
invernadero, además, del impacto en su productividad.
221
a) Invernadero
Por lo anterior fue necesario construir un invernadero tipo túnel con estructura y arcos de
PTR calibre 14 y cubierta de plástico con estabilizador de rayos UV, cortinas enrollables y
malla antivirus, con dimensiones exteriores de 19x7x2.50 m (Foto 4.3).
Al interior del invernadero se cuenta con doce camas de 1 metro de ancho por 5 de largo y
de 1 de altura, distribuidas en lotes de cuatro, el suelo está cubierto con malla de
polipropileno para evitar el crecimiento de malezas (Foto 4.4).
La temperatura al interior del invernadero se regula por medio de un sistema de cinco
recirculadores de aire, operados por medio de un controlador de encendido/apagado de
acuerdo al valor fijado de temperatura (Foto 4.5).
Para el abastecimiento de las diferentes calidades de agua, se utilizaron seis tanques con
una capacidad de 1000 litros cada uno. Cada tanque alimenta a dos camas mediante
tuberías de PVC hidráulico. Al pie de la cama, la tubería se bifurca para regar cada uno de
los surcos. El gasto determinado para cada riego, se aforó volumétricamente en cada una
de ellas, aplicándose como riego rodado (Diagrama 4.3).
Cada cama o unidad experimental fue rellenada con 30 cm de suelo virgen o sin haber
sido regado previamente con aguas residuales crudas o tratadas. La preparación de las
unidades experimentales, fue tipo cama melonera a fin de evitar el contacto directo del
producto comestible con el agua de riego. Las dimensiones de la misma fueron de 0.70 x
4.80 x 0.30 metros, siendo la base menor de la misma de 0.20 m.
222
Foto 4.3 Invernadero de la PTAR del IMTA
Foto 4.4 Distribución y forma de las camas del invernadero
223
Foto 4.5 Control de temperatura dentro del invernadero
Tanques de almacenamiento de agua
I
II
III
IV
V
VI
VI Cama de cultivo 4
IV
CC8
II
CC12
VI
CC3
IV
CC7
II
CC11
V
CC2
III
CC6
I
CC10
V
CC1
III
CC5
I
CC9
Entrada
Calidad de agua
I. Pozo
IV. Efluente terciario
II. Pozo + fertilizante
V. Efluente secundario s/desinfección
III. Efluente secundario c/desinfección VI. Agua cruda
Diagrama 4.3 Alimentación de las diferentes calidades del agua al invernadero
224
b) Diseño de cultivos
El arreglo de las hortalizas que se obtuvo de acuerdo al diseño experimental se muestra en
el Diagrama 4.4.
V
V VI VI
Camas de cultivo
Vista de planta
4.8 m
0.8 m
Tipo de agua
I. Pozo
II. Pozo + fertilizante
III. Efluente secundario
c/desinfección
IV. Efluente terciario
V. Efluente secundario
s/desinfección
VI. Agua cruda
III III IV IV
Vista transversal
0.3 m
0.4 m
Tierra de cultivo
I
I
II
II
Código de arreglo de cultivos
1. Cebolla 2. Rábano 3. Lechuga 4. Cilantro
1
2
3
1m
4
0.4 m
Diagrama 4.4 Distribución de hortalizas en las camas de cultivo
c) Análisis de agua y fruto
Antes de iniciar la siembra se realizó un análisis de tierra con el objetivo de establecer si
era necesario una fertilización, así como los químicos ha emplear y sus cantidades.
Análisis bacteriológicos
Estos se realizaran mediante la identificación de coliformes totales y Escherichia coli
utilizando la tecnología del sustrato cromogénico específico (procedimiento CATMPB602).
Una vez preparadas las camas de cultivo se tomaran muestras de tierra para establecer
una posible contaminación bacteriológica, y por lo tanto, si era necesario realizar una
desinfección previa al periodo de cultivo.
Durante el periodo de cultivo se realizó al menos tres muestreos de los seis tipos de agua
empleados, para posteriormente establecer su impacto bacteriológico en los frutos.
225
Las muestras de hortalizas se colectaron al menos dos días antes de la fecha establecida
para su cosecha, con la finalidad de poder repetir algún análisis que proporcionara algún
resultado que mostrara una desviación de lo esperado y que pudiera ser significativo para
el desarrollo de la investigación.
La colecta de frutos se realizó aleatoriamente, de tal forma que proporcionó 500g de
muestra, cantidad suficiente para realizar el análisis.
Para el análisis del agua de enjuague se pesaron 150 g de la hortaliza y se enjuagó con
agua estéril, la cual se recogió en un vaso de precipitado también estéril. Con esta agua se
realizaron diluciones de 10 –1 a 10-4 para su análisis y además se realizó otro sin dilución.
Para el fruto, se licuaron 20 g de éste por espacio de 2 minutos, esto en un vaso
previamente esterilizado. El producto se retiró y se enjuagó y diluyó en 180 ml de agua
estéril. Se realizaron diluciones de 10 –1 a 10-3 para su análisis y otra sin dilución
Análisis de calidad de agua
Estos se realizaron mediante la identificación de nitrógeno, fósforo, demanda química y
bioquímica de oxígeno, los cuales representaron los nutrientes que requerían los cultivos.
Durante el periodo de cultivo se realizaron al menos tres muestreos de los seis tipos de
agua empleados, para posteriormente establecer su impacto en la productividad de los
frutos.
4.2.3 Resultados
Los resultados se presentan de acuerdo como se fueron obteniendo, esto es, de acuerdo al
desarrollo de la investigación.
a) Análisis de suelo
Bacteriológico
El 5 de junio del 2003 se llevó a cabo un muestreo de suelo para conocer su calidad
bacteriológica y establecer si era necesario realizar una desinfección de la misma. Las
muestras fueron compuestas, de tal manera que la uno incluía tierra de las camas 1 a 6, y
así sucesivamente. Los resultados obtenidos son los siguientes.
226
Tabla 4.4 Resultados bacteriológicos de tierra (1)
MUESTRA
Muestra 1
Muestra 2
Coliformes T. E. coli (NMP/100
(NMP/100 ml)
ml)
246 000
20
512 000
41
La presencia de E. Coli, bacterias de origen fecal, indican un riesgo de contaminación para
los cultivos, lo que puede impactar en el desarrollo de la investigación, por lo que se
procedió a desinfectar la tierra. Para tal efecto, se utilizó Busan 1020, del cual se diluyeron
500 ml en 24 litros de agua. La desinfección se realizó de la siguiente manera:
-
La tierra se humedeció totalmente.
La solución de 24.5 litros se regó en una cama.
La cama se cubrió con un plástico por espacio de tres días.
Después de transcurrido el periodo anterior nuevamente se humedeció la tierra.
Las camas de cultivo quedaron listas para la siembra.
El 19 de agosto del 2003 se llevó a cabo un segundo muestreo de suelo y las muestras
fueron compuestas, de tal manera que la uno incluía tierra de las camas 1 a 3, y así
sucesivamente. Los resultados obtenidos son los siguientes.
Tabla 4.5 Resultados bacteriológicos de tierra (2)
MUESTRA
Muestra 1
Muestra 2
Muestra 3
Muestra 4
Coliformes T. E. coli (NMP/100
(NMP/100 ml)
ml)
4100
0
3100
0
980
0
4100
0
Aunque los resultados muestran la ausencia del la bacteria E. Coli , existe presencia de
otro tipo de bacterias, las cuales pueden ser Citrobacter y/o Enterobacter que son ubicuas,
esto es, no son de origen fecal, y su presencia se debe básicamente por manejo de la
muestra o por el propio ambiente, y por tanto no representan un foco de infección.
Nutrientes
La tierra de las camas de cultivo (1 a 8, 11 y 12) se fertilizaron cada una con sulfato de
amonio, sulfato de potasio y superfosfato de calcio, de acuerdo a la siguiente relación 280,
168 y 8.4 g respectivamente. Es conveniente aclarar que las camas 9 y 10 que son regadas
con agua de pozo, están consideras en el diseño experimental sin fertilizante. Esta se
realizó después de la germinación, esto fue el 25 de septiembre del 2003.
227
b) Calidad del agua
Como se planteó en la metodología se realizaron tres muestreos del agua que se empleó en
la investigación, mediante los cuales se pretendía conocer la calidad bacteriológica y
química (nutrientes) de la misma. Los resultados se muestran a continuación (tabla 4.6).
Tabla 4.6 Resultados Bacteriológicos y químicos del agua en estudio
Tipo de
agua
C.T.
(NMP/100 ml)
I
II
III
IV
V
VI
100 000
408
310 000
689
200 000
457 000
I
II
III
IV
V
VI
221
435
536 000
5 040
1 550 000
9 060 000
I
II
III
IV
V
VI
10
10
100 000
563
17 300
35 400
E. coli
(NMP/100 ml)
DQO DBO5 N-NH3
(mg/L) (mg/L) (mg/L)
Fecha de muestreo 29/09/2003
10 000
25,48
4
155
12,74
5
1 830
19,11
5
0
6,37
9
2 810
14,02
9
318 000
25,48
21
Fecha de muestreo 23/10/2003
63
1,39
1
216
5,38
0
310 000
21,5
5
2 310
27,51
6
866 000
22,14
5
4 410 000
38,53
20,33
Fecha de muestreo 25/11/2003
10
1
0
0
1
0
100 000
8,66
1
100
6,19
2
5 200
8,66
3
13 400
24,75
18
0,28
0,24
0,22
0,39
0,23
1,79
N-NO2+NO3
(mg/L)
P Total
(mg/L)
4,54
3,98
4,34
2,36
4,27
0,04
1,06
0,71
1,05
0,52
1,6
12,62
De los resultados anteriores es importante destacar dos cosas: primero, la calidad
bacteriológica y química del agua de pozo con y sin fertilizante debería ser, si no excelente,
si buena, esto es, existe la presencia de moderada a baja de E. coli , de DQO y DBO en los
dos primeros muestreos. Esto llevó a la conclusión de que en los respectivos tanques se
contaminaba el agua, por lo que nuevamente fueron lavados y desinfectados. Los
resultados del tercer muestreo indicaron casi la ausencia de E. coli y DQO, así como una
concentración de cero en DBO.
Segundo, la falta de resultados de los parámetros N-NH3, N-NO2+NO3 y de fósforo total y
fue debido a fallas constantes que se tuvieron con el equipo que analiza este tipo de
parámetros. Sin embargo, realizando un análisis global de los resultados, finalmente éstos
228
0,27
0,28
3,03
2,48
3,08
2,41
muestran la tendencia esperada de acuerdo a la calidad de agua. Así, el efluente terciario
(IV) que es la salida de la planta de tratamiento del Instituto, es el que presentó valores
medios en relación a los parámetros analizados, el agua cruda y del sedimentador
secundario (VI y V) que no tienen desinfección y no están tratadas o parcialmente tratadas,
presentaron concentraciones altas, caso contrario en relación al agua que proviene de
pozo.
c) Calidad bacteriológica de los frutos
En la tabla 4.7 se presentan los resultados obtenidos de los análisis bacteriológicos
realizados a las hortalizas en estudio. Como se planteó en la metodología se realizaron
análisis por duplicado al agua de enjuague y al fruto.
Tabla 4.7 Resultados bacteriológicos de las hortalizas
ENJUAGUE
LICUADO
E. coli
E. coli
MUESTRA C.T. (NMP/100
C.T.
ml)
(NMP/100 ml) (NMP/100 ml) (NMP/100 ml)
Rábano
I
798 050
0
11 670
0
II
1 255 700
0
10 770
0
III
109 300
0
31 750
0
IV
54 050
0
32 750
0
V
765 000
10
164 300
0
VI
183 400
10 210
53 570
0
Cilantro
I
47 800
0
92 000
0
II
54 000
0
28 450
0
III
9 580 000
5
951 500
0
IV
1 060 500
0
108 500
0
V
9 395 000
50
942 500
0
VI
12 100 000
2 650
765 000
54
Lechuga
I
12 229 000
0
31 450
0
II
13 150 000
2
19 350
0
III
1 529 000
0
14 955
0
IV
477 500
9
152 500
0
V
1 750 850
10
250
0
VI
13 825 000
9
75 200
0
Cebolla
I
12 400 000
42
14 000
0
II
15 300 000
0
20 400
0
III
19 800 000
345
550
0
229
ENJUAGUE
LICUADO
E. coli
E. coli
MUESTRA C.T. (NMP/100
C.T.
ml)
(NMP/100 ml) (NMP/100 ml) (NMP/100 ml)
IV
24 200 000
956
8 575
0
V
24 200 000
1 670
2 420 000
0
VI
3 950 000
1 730
2 000
0
Es importante aclarar que las hortalizas en estudio generalmente se consumen crudas y de
acuerdo a los resultados anteriores es conveniente realizar un buen lavado y por
consiguiente una desinfección de las mismas, debido a que existe presencia de la bacteria
E. coli en el agua de enjuague, principalmente en la lechuga y la cebolla. Sin embargo, los
frutos en si son seguros bacteriológicamente, ya que no existe presencia de E. coli, aun en
aquellas regadas con agua residual cruda o tratada sin desinfección, a excepción del
cilantro donde se presentó una concentración de 50 NMP/100 ml de E. coli, al ser regado
con agua de tipo VI.
d) Productividad
En las tablas 8 a 11 se muestra el número de frutos obtenidos por cama de cultivo
relacionada con el tipo de agua, así como el peso promedio. Además, para el rábano y la
cebolla se reporta con follaje y sin él.
Rábano
El rábano se sembró, el 5 de septiembre
de 2003, en línea. Esto es, se trazaron
líneas a lo largo de la cama con una
separación de 10 cm, y sobre ésta se
colocó la semilla a una distancia de 5 cm
entre cada una y a una profundidad
aproximada de 5 mm (Foto 4.6).
La cosecha se realizó entre los días 9 a 12
de octubre, en la cual se pesó cada
rábano individualmente con y sin follaje
y se contó el número de frutos obtenido
por cada cama (Foto 4.7). Los resultados
se muestran en la tabla 4.8.
Foto 4.6 Siembre de rábano
230
Foto 4.7 Rábano
Tabla 4.8 Resultados del cultivo de rábano
Tipo de
Agua/cama
I-9
I-10
II-11
II-12
III-5
III-6
IV-7
IV-8
V-1
V-2
VI-3
VI-4
Número de
Frutos
109
128
123
130
94
97
115
107
118
105
106
117
Peso total (g)
con follaje
sin follaje
7300
4020
6410
3885
754
4075
7685
3870
5290
2820
6050
3420
6755
4075
6510
3225
9215
4320
8845
4405
8175
4075
9990
4870
Peso (g)
prom/rábano
36,9
30,4
33,1
29,8
30,0
35,3
35,4
30,1
36,6
42,0
38,4
41,6
De acuerdo a lo anterior las camas que fueron regadas con agua de pozo y fertilizante (II)
fueron las que proporcionaron el mayor número de frutos, sin embargo, también fueron
las de menor peso promedio por rábano, como lo muestra la gráfica 4.1. En esta misma, se
puede observar que las camas regadas con agua residual cruda y la que proviene de
sedimentador secundario (ambas sin desinfección) proporcionaron los mayores valores de
peso, esto es 40 y 39.3 g/ rábano respectivamente.
Estos tipos de agua son de las que mayor concentración de nitrógeno y fósforo presentan,
lo cual sugiere además, que no importa la forma en que esté el nitrógeno, ya que de igual
forma será aprovechado.
231
En relación al agua del tipo IV, que es la de interés para la investigación, se pudo
establecer que estuvo en promedio con los restantes tipos de agua (32.8 g/rábano).
42,0
40,0
39,3
GRAMOS/RÁBANO
40,0
38,0
36,0
33,6
34,0
32,6
32,8
31,4
32,0
30,0
I
II
III
IV
V
VI
TIPO DE AGUA
Gráfica 4.1 Peso promedio de rábano obtenido por tipo de agua
Cilantro
Al igual que el rábano, el cilantro se sembró el 5 de septiembre en forma de boleo (Foto
4.8).
Foto 4.8 Siembra de cilantro
232
La cosecha se realizó los días 17 y 18 de octubre. Se midió la altura que alcanzó el cilantro
en 3 puntos: a la izquierda, al centro y a la derecha de la cama. Se realizó un solo manojo y
se pesó. Los resultados se muestran en la tabla 4.9.
Foto4.9 Cilantro
Los resultados son algo contradictorios, ya que las camas que fueron regadas con agua de
pozo sin fertilizante (I) fueron las que proporcionaron la mayor cantidad de cilantro
(3247.5 g) así como la mayor altura, como lo muestra la gráfica 4.2. En esta misma, se
puede observar que las camas regadas con agua residual cruda (VI), la que proviene de
sedimentador secundario (V) (ambas sin desinfección) y la del efluente terciario (IV)
proporcionaron pesos menores a los seis kilos, esto es 5.61, 5.07 y 5.25 Kg respectivamente.
Las cuales presentan las mayores concentraciones de nitrógeno y fósforo.
233
Tabla 4.9 Resultados del cultivo de cilantro
Tipo de
Agua/cama
I-9
I-10
II-11
II-12
III-5
III-6
IV-7
IV-8
V-1
V-2
VI-3
VI-4
7000
Izquierda
34
34
28
36
35
33
30
30
30
28
33
33
Altura (cm)
Centro
Derecha
45
40
37
35
37
27
38
36
35
34
40
36
37
30
38
30
40
38
36
30
40
40
38
35
Peso
(g)
3945
2550
2615
3435
3310
3010
2230
3020
3220
1850
3610
2000
6495
6320
6500
6050
6000
5610
5250
GRAMOS
5500
5070
5000
4500
4000
3500
3000
2500
2000
I
II
III
IV
V
VI
TIPO DE AGUA
Gráfica 4.2 Peso de cilantro obtenido por tipo de agua
234
Lechuga
La lechuga se transplantó el 20 de octubre en línea. Esto es, se trazaron dos líneas a lo
largo de la cama con una separación de 40 cm, y sobre ésta se colocó la semilla a una
distancia de 25 cm entre cada una y a una profundidad aproximada de 5 mm (Foto 4.10).
Foto 4.10 Siembra de lechuga
La cosecha se realizó el día 10 de diciembre de 2003, en la cual se pesó cada lechuga
individualmente y se contó el número de frutos obtenido por cada cama. Los resultados se
muestran en la tabla 4.10.
Foto 4.11 Lechuga
235
Tabla 4.10 Resultados del cultivo de lechuga
Tipo de
Agua/cama
I-9
I-10
II-11
II-12
III-5
III-6
IV-7
IV-8
V-1
V-2
VI-3
VI-4
Número de
Frutos
5
5
6
5
5
5
6
4
6
5
6
5
Peso
(g)
1830
2300
3090
2500
3940
3175
2990
2100
4865
3356
3805
2962
Peso (g)
prom/lechuga
366,0
460,0
515,0
500,0
788,0
635,0
498,3
525,0
810,8
671,2
634,2
592,4
Los resultados que se muestran en la tabla anterior revelan que la lechuga requiere de
nutrimentos para desarrollarse, y en las que más existen son la III, V y VI, que fueron en
las que se obtuvieron los frutos de mayor peso promedio, a saber 711, 741 y 613 g.
Al contrario de estos resultados las aguas de pozo, aun con fertilizante, y la que proviene
del tratamiento terciario fueron las que proporcionaron lechugas con un peso entre 400 y
500 g, existiendo una diferencia de hasta 300 g con las primeras.
Es importante notar, que si el nitrógeno esta presente como nitratos y en concentraciones
mayores se favorece el crecimiento de esta hortaliza, caso comparativo entre las aguas de
tipo III y V con la VI (Gráfica 4.3). Sin embargo, la disposición del nitrógeno como
amoniacal queda como un punto intermedio en productividad (Gráfica 4.3). Por lo tanto,
es recomendable que el agua contenga nitrógeno y más importante que esté en forma de
nitratos.
236
741,0
750,0
711,5
GRAMOS/LECHUGA
700,0
650,0
613,3
600,0
550,0
511,7
507,5
500,0
450,0
413,0
400,0
I
II
III
IV
V
VI
TIPO DE AGUA
Gráfica 4.3 Peso promedio de lechuga obtenido por tipo de agua
Cebolla
La cebolla se trasplantó el 5 de septiembre de 2003 en línea. Esto es, se trazaron líneas a lo
largo de la cama con una separación de 10 cm, y sobre ésta se colocó la plantula a una
distancia de 10 cm entre cada una, cubriendo en su totalidad el pequeño bulbo blanco
(Foto 4.12).
La cosecha se realizó el día 24 de diciembre (Foto 4.13), en la cual se pesó cada cebolla
individualmente con y sin rabo y se contó el número de frutos obtenido por cada cama.
Los resultados se muestran en la tabla 4.11.
237
Foto 4.12 Transplante de plantula de cebolla
Foto 4.13 Cebolla
238
Tabla 4.11 Resultados del cultivo de cebolla
Tipo de
Agua/cama
I-9
I-10
II-11
II-12
III-5
III-6
IV-7
IV-8
V-1
V-2
VI-3
VI-4
Número de
Frutos
39
41
40
44
39
39
20
41
33
43
26
42
con rabo
10195
10400
11760
11715
11710
12325
5535
11605
11035
12571
8295
10950
Peso (g)
sin rabo
4235
3415
3375
3785
4015
3395
1425
3338
4040
3520
2640
2965
diferencia
5960
6985
8385
7930
7695
8930
4110
8267
6995
9051
5655
7985
Peso (g)
prom/cebolla
108,6
83,3
84,4
86,0
102,9
87,1
71,3
81,4
122,4
81,9
101,5
70,6
Nuevamente la presencia de nitrógeno como nitratos se refleja en el cultivo de cebolla, ya
que el agua de tipo III y V proporcionaron las mayores pesos promedio por cebolla, 95 y
102.1 g (Gráfica 4.4), sin embargo, se observa que el agua de pozo sin fertilizante también
proporcionó un fruto de 95.9 g.
105,0
102,1
100,0
GRAMOS/CEBOLLA
95,9
95,0
95,0
90,0
86,1
85,2
85,0
80,0
76,3
75,0
70,0
I
II
III
IV
V
VI
TIPO DE AGUA
Gráfica 4.4 Peso promedio de cebolla obtenido por tipo de agua
239
En términos generales y de acuerdo a la gráfica 4.5 se puede establecer que conforme la
calidad del agua empeora la productividad de la lechuga y del rábano se incrementa, sin
embargo, la del cilantro y la cebolla disminuye.
En un análisis más detallado se ordenaron los valores de productividad de cada fruto del
mayor al menor (Tabla 4.12) y se les asignó un valor, esto es, 10 para el mayor, 9 para el
siguiente y así sucesivamente hasta 5 para el menor (Tabla 4.13). Después se agruparon en
frutos de bulbo (rábano y cebolla) y de hoja (lechuga y cilantro) y finalmente se sumaron
los puntos (Tabla 4.14). Los resultados de este análisis se visualizan mejor en las gráficas
4.6 a 4.8.
3500,0
120,0
3000,0
100,0
2500,0
GRAMOS
Cilantro
2000,0
Lechuga
60,0
Rábano
1500,0
Cebolla
40,0
1000,0
20,0
500,0
0,0
0,0
I
II
III
IV
V
VI
TIPO DE AGUA
Gráfica 4.5 Productividad por tipo de agua de los cuatro cultivos
240
GRAMOS
80,0
Tabla 4.12 Jerarquía del tipo de agua de acuerdo a la producción
Tipo de
agua
VI
V
I
IV
III
II
Rábano
40,0
39,3
33,6
32,8
32,6
31,4
Tipo de
agua
V
I
III
VI
II
IV
Cebolla
102,1
95,9
95,0
86,1
85,2
76,3
Tipo de
agua
V
III
VI
IV
II
I
Lechuga
741,0
711,5
613,3
511,7
507,5
413,0
Tipo de
agua
I
III
II
VI
IV
V
Cilantro
3247,5
3160,0
3025,0
2805,0
2625,0
2535,0
Tabla 4.13 Asignación de valores al tipo de agua de acuerdo a la producción
Tipo de
Tipo de
Rábano
Cebolla
agua
agua
VI
10,0
V
10,0
V
9,0
I
9,0
I
8,0
III
8,0
IV
7,0
VI
7,0
III
6,0
II
6,0
II
5,0
IV
5,0
Tipo de
agua
V
III
VI
IV
II
I
Lechuga
10,0
9,0
8,0
7,0
6,0
5,0
Tipo de
Cilantro
agua
I
10,0
III
9,0
II
8,0
VI
7,0
IV
6,0
V
5,0
Tabla 4.14 Subtotales y totales de puntos de acuerdo al tipo de agua
Tipo de Hort. De Tipo de Hort. De
agua
bulbo
agua
hoja
V
19,0
III
18,0
I
17,0
I
15,0
VI
17,0
V
15,0
III
14,0
VI
15,0
IV
12,0
II
14,0
II
11,0
IV
13,0
241
Tipo de
agua
V
I
III
VI
II
IV
Total
34,0
32,0
32,0
32,0
25,0
25,0
19,0
18,0
17,0
PUNTOS
16,0
15,0
14,0
13,0
12,0
11,0
10,0
V
I
VI
III
IV
II
TIPO DE AGUA
Gráfica 4.6 Puntos por tipo de agua en hortalizas de bulbo
En la gráfica 4.6 se puede observar que los tipos de agua V y VI, los cuales tenían la mayor
concentración de nutrientes, son ideales para el cultivo de hortalizas, tales como rábano y
cebolla. Además, compiten en productividad con un agua de tipo I (agua de pozo), por lo
que se puede establecer que ésta bien puede ser sustituida por una agua residual tratada, y
así disminuir su manda sin afectar la productividad.
En relación a las hortalizas de hoja (lechuga y cilantro) se observó que si se cuenta con un
agua de mejor calidad puede mejorar su productividad, como es el caso del agua que
provienen del sedimentador secundario con desinfección química (agua tipo III) (Gráfica
4.7) y de igual manera que en la gráfica 4.6, el agua de tipo I, V y VI, proporcionan un
buen rendimiento, por lo que nuevamente se puede establecer que el agua de pozo puede
ser sustituida por una agua residual tratada, y así disminuir su manda.
242
18,0
17,0
PUNTOS
16,0
15,0
14,0
13,0
12,0
11,0
10,0
III
I
V
VI
II
IV
TIPO DE AGUA
Gráfica 4.7 Puntos por tipo de agua en hortalizas de hoja
34,0
PUNTOS TOTALES
32,0
30,0
28,0
26,0
24,0
22,0
20,0
V
I
III
VI
II
IV
TIPO DE AGUA
Gráfica 4.8 Puntos por tipo de agua en hortalizas
Sumando los puntos de los análisis anteriores (Gráfica 4.8) se ratifica lo establecido en los
dos párrafos anteriores. Se puede obtener una buena productividad de hortaliza con agua
de pozo o proveniente de un tratamiento secundario con o sin desinfección, puntualizando
243
solo una cosa, y es que la disposición de nitrógeno debe ser en forma de nitratos y
finalmente reafirmando que el agua residual tratada pude sustituir al agua de pozo y así
disminuir su manda sin afectar la productividad.
En la tabla 4.15 se presenta a manera de ejercicio, y solo para corroborar lo anterior, la
productividad en toneladas por hectárea obtenida por cada tipo de agua, observándose
que no existe una diferencia en el comportamiento en relación al peso promedio obtenido
por fruto, salvo en el rábano en donde el agua de tipo II pasa del lugar sexto al tercero.
Tabla 4.15 Productividad en Ton/Ha
Tipo de
agua
VI
V
II
I
IV
III
Rábano
55,91
54,53
49,66
49,41
45,63
39,00
Tipo de
Tipo de
Cilantro
agua
agua
I
40,59
V
III
39,50
III
II
37,81
VI
VI
35,06
IV
IV
32,81
II
V
31,69
I
244
Lechuga
9,26
8,89
7,67
6,40
6,34
5,16
Tipo de
agua
V
I
III
VI
II
IV
Cebolla
47,81
47,25
46,31
44,75
35,03
29,77
Conclusiones
1. Fue necesario desinfectar el suelo al existir presencia de E. coli.
2. Es conveniente realizar un buen lavado y por consiguiente una desinfección de las
hortalizas, si éstas son consumidas en crudo, debido a que existe presencia de la
bacteria E. coli en el agua de enjuague, principalmente en aquellas que fueron regadas
con agua cruda o del sedimentador secundario sin desinfección.
3. Los frutos de la lechuga, el rábano y la cebolla son seguros bacteriológicamente, ya que
no existe presencia de E. coli, aun en aquellas regadas con agua residual cruda o
tratada sin desinfección.
4. El cilantro como fruto, presentó una concentración de 50 NMP/100 ml de E. coli, al ser
regado con agua de tipo VI, sin embargo, es seguro en los demás tipos de agua.
5. En términos generales se puede establecer que conforme la calidad del agua empeora
la productividad de la lechuga y del rábano se incrementa, sin embargo, la del cilantro
y la cebolla disminuye.
6. Los tipos de agua V y VI, los cuales tienen la mayor concentración de nutrientes, son
ideales para el cultivo de rábano y cebolla.
7. En relación a la lechuga y el cilantro se observó que si se cuenta con un agua de mejor
calidad se puede mejorar su productividad, como es el caso del agua que provienen
del sedimentador secundario con desinfección química.
8. La productividad de las hortalizas en estudio es afectada por la concentración y estado
de los nutrientes, en especial la del nitrógeno, el cual debe estar en forma de nitratos
9. La productividad de hortaliza es equiparable entre las aguas de pozo o proveniente de
un tratamiento secundario con o sin desinfección.
10. El agua residual tratada pude sustituir al agua de pozo y así disminuir su manda sin
afectar la productividad.
245
Autoevaluación
Instrucciones: Lea cuidadosamente cada una de las preguntas y responda en forma breve y
precisa.
1. ¿Cuáles son las normas mexicanas en las que se establece la calidad del agua para su
reúso?
2. ¿Cuáles son los términos generales utilizados para designar los diferentes grados de
tratamiento?
3. ¿Cuáles son las condiciones del ciclo de aireación que proporcionan una remoción del
90% del nitrógeno total?
4. ¿Con qué tipo de agua se obtuvo el mayor rendimiento agronómico de las cuatro
hortalizas?
5. ¿Qué información proporcionó la ausencia de E. coli en muestras de cultivos regados
con agua tratada bajo condiciones controladas?
246
Bibliografia
1. Armon R., and Shelef G. 1991, Survival of indicator microorganisms on fresh
vegetables irrigated and watered before marketing with reused wastewater, The 7th
Annual Report on monitoring and investigations of the Kishon Wastewater Reclamation
Project Div. Of Environ. Eng & Water RES., Technion, Haifa, Israel.
2. Armon R., Dosoretz C. G., Ezov Y.and Shelef G. 1994, Residual contamination of crops
irrigated with different effluent qualities: a field study, Proceedings Water Quality
International Conference Preprint Book4, 389-398
3. Asano T., Tchobanoglous G., 1991, The role of wastewaster reclamation and reuse in
the U.S.A., Water Science and Technology Vol. 23 No. 10/12, 2040-2059
4. Cifuentes, E., Med, M., Blumenthal, V., Ruíz-Palacios, G., Bennet, S., Y Peasy, A. (1994),
Escenario epidemiológico del uso agrícola del agua residual: El Valle del Mezquital.
México. Salud Pública Mex. 36(1):3-9.
5. Collí Misset J., Sugita H., Yamaoka M. Y Gómez Navarrete A. (1998), Aireación
intermitente como alternativa para el ahorro de energía en el proceso de nitrificacióndesnitrificación. Proyecto estudio conjunto JICA-IMTA 1995-1998. Proyecto Interno
TC9810, IMTA, México, 165 pp.
6. Collí Misset J., Flores Contreras E., Gómez Navarrete A., Tomasini Ortíz C. y
Hernández González I. (1999) Efecto del uso de Lemna sp en la remoción de materia
orgánica, nutrientes y patógenos en una laguna de estabilización. Proyecto interno TC-9907,
IMTA, México, 100 pp.
7. Diario Oficial de la Federación., (1997) Norma-Oficial-Mexicana, NOM-001SEMARNAT-1996, que establece los límites permisibles de contaminantes en las
descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales., Diario Oficial de la
Federación Publicado el Lunes 6 de enero de 1997 a cargo de la Secretaría del Medio
Ambiente, Recursos Naturales y Pesca. México, D.F. pp. 68-85.
8. Diario Oficial de la Federación., (1997) Norma-Oficial-Mexicana, NOM-003SEMARNAT-1997, que establece los límites máximos permisibles de contaminantes
para las aguas residuales tratadas que se reusen en servicios al público. Publicada en el
Diario Oficial de la Federación el 21 de septiembre de 1998 a cargo de la Secretaría del
Medio Ambiente, Recursos Naturales y Pesca. México, D.F
9. Engelbert Report, 1985, Health aspects of wastewater and excreta use in agricultura
and aquaculture, IRCWD News No. 23, Dubendorf, Switseland
10. http://www.infoagro.com/hortalizas/cebolla.htm
247
11. http://www.infoagro.com/hortalizas/lechuga.htm
12. http://www.infoagro.com/hortalizas/rabano.htm
13. Peasey A., Blumenthal U., Mara D. Y Ruiz Palacios G. (2000), A review of policy and
standards for wastewater reuse in agriculture: A latin american perspective. Great Britain, 74
pp.
14. Rubatzky, Ve., m. Yamaguchi (1997) World vegetables. Principles, production, and
nutritive values. Second Edition. Chapman and Hall, New York, NY, U.S.A., 843p.
15. Shelef G. (1991) Wasterwater reclamation and water resources management. Wat. Sci. Tech.
24: No. 9. 251-265.
16. Shuval, H. I., yekutiel P, y Fattal B. (1986) An epidemiological model of the potencial health
risk associated with varios pathogens in watwewater. Irrigation Water Science and
technoloy Vol. 18, No. 10, 191-198.
17. Shuval H. I (1991) Health guidelines and standars for wastewater reuse en agriculture:
Historical perspectives. Wat. Sci. Tech. Vol. 23, 2073-2080.
18. Stien J.L. y Schwartzbrod J. (1990) Experimental contamination of vegetables with helminths
eggs. Wat. Sci. Tech. Vol. 22, No. 9, 21-57.
19. Tamaro, D. (1988). Manual de horticultura. Ediciones G. Gili, S.A. de C.V., México, D.F.,
México, 510p.
20. TesI, R. (1990) Coriandolo. En V.V. Bianco, F. Pimpini (ed.). Orticoltura. Pàtron Editore,
Bologna, Italia, 165.
21. Valadez López Artemio (1996) Producción de Hortalizas, Noriega Edtores, UTEHA,
México. 292 pp.
22. Vaz de Costa V., Mara S. M. Y Vargas L. (1991), Residual faecal contamination on effluent
irrigation lettuce. Wat. Sci. Tech. Vol. 24, No. 9, 98-94.
23. World Health Organization (1989) Health guidelines for the use wastewater in agriculture
and aguaculture, Technical Report No. 778, Geneva.
248