ANÁLISIS DE CALIDAD DE AGUA LAS BACTERIAS COLIFORMES

ANÁLISIS DE CALIDAD DE AGUA
LAS BACTERIAS COLIFORMES EN LOS ANALISIS SANITARIOS
Las enfermedades entéricas causadas por bacterias coliformes se transmiten casi exclusivamente
por contaminación fecal de aguas y alimentos. La transmisión por contaminación de los
suministros de agua resulta, con mucho, la forma de infec-ción más importante, habiendo sido la
causa de las epidemias masivas de las infeccio-nes entéricas más graves (particularmente, la
fiebre tifoidea y el cólera) que azotaron periódicamente a todos los países hasta principios del
presente siglo. Hoy, estas enfermedades son casi desconocidas en la mayor parte del mundo
occidental, aunque el cólera ha reaparecido en los países mediterráneos. Su erradicación se
logró principal-mente merced a un control sanitario adecuado. Una parte esencial del mismo
fue, precisamente, el desarrollo de métodos bacteriológicos para detectar la existencia de
contaminación fecal en aguas y alimentos.
Raramente es posible aislar bacterias entéricas patógenas directamente de aguas contaminadas,
dado que suelen estar presentes en pequeña proporción, a no ser que la contaminación a partir
de individuos infectados haya sido reciente y masiva. Para demostrar la existencia de
contaminación fecal, basta con poner de manifiesto que la muestra contiene bacterias de las que
habitan normalmente el tracto intestinal, incluso aunque éstas no sean agentes causantes de
enfermedad. Las bacterias que principalmente han servido como índices de dicha contaminación
son los estreptococos fecales y E. coli. Los métodos de análisis sanitario desarrollados por los
bacteriólogos difieren ligeramente de unos países a otros.
Un método de detección de E. coli consiste en inocular diluciones de la muestra en tubos con
caldo lactosado, que se incuban a 37°C y se examinan después de 1 o 2 días para observar
producción de ácido y gas. A partir de los tubos en los que se da esa formación de ácido y gas,
se inocula un medio sólido especial, con una composición que facilita el reconocimiento de las
colonias de E. coli. Uno de los medios más comúnmente utilizados es un agar con lactosa y
peptona que contiene dos colorantes, eosina y azul de metileno (agar EMB). En este medio. E.
coli forma colonias negro-azuladas, con brillo metálico, mientras que el otro miembro principal
del grupo de fermentadores de lactosa con producción de ácido y gas, Enterobacter aerogenes
(que no necesariamente indica contaminación fecal), forma colonias mucosas, de color rosa
pálido y sin brillo.
PATOGENEIDAD MICROBIANA
El término patogeneidad denota la capacidad de un parásito para causar enfermedad. La
patogeneidad es un atributo taxonómicamente significativo, siendo propiedad de una especie; de
acuerdo con esto, se dice por ejemplo, que la especie bacteriana Corynebacterium diphtheriae
es patógena para el hombre. Las distintas cepas de una especie bacteriana pueden, sin embargo,
variar ampliamente en cuanto a su capacidad para dañar a la especie del hospedador, y esta
patogeneidad relativa se denomina virulenrcia. La virulencia es, de acuerdo con esto, un atributo
de una cepa no de una especie; se puede hablar de una cepa de C. diphtheriae altamente
virulenta, débilmente virulenta o incluso de una cepa no virulenta.
En general, la virulencia de una cepa de una especie patógena está determinada por dos factores:
su poder invasor, o capacidad de proliferar en el cuerpo del hospedador y su toxigenicidad o
capacidad de producir sustancias químicas, toxinas, que dañan los tejidos del hospedador. Es
característico de las toxinas bacterianas el ser capaces de dañar o matar células normales del
hospedador (es decir, células del hospedador que no han sido previamente expuestas al agente
infeccioso en cuestión). Ciertas bacterias patógenas, sin embargo, causan daños al hospedador
vertebrado mediante un mecanismo que es más indirecto y que no entra en juego a menos que o
hasta que, el hospedador haya experimentado previamente la infección específica. Este
mecanismo se conoce como hipersensibilidad, o alergia, e implica una respuesta inmunitaria por
parte del hospedador ya sensible frente a un componente celular del parásito que no es tóxico
para el hospedador normal.
El papel desempeñado por el poder invasor para dañar al hospedador varía ampliamente.
Algunos patógenos son tan toxigénicos que una infección extrernadamente localizada puede dar
como resultado la producción y difusión por todo el hospedador de toxina suficiente para causar
la muerte. El ejemplo clásico de una enfermedad así es la difteria, en la que el patógeno
Corynebarcterium diphtheriae se multiplica en la garganta y produce una toxina difusible que
afecta virtualmente a todos los tejidos del cuerpo. En el otro extremo están los patógenos que
deben invadir y multiplicarse de forma extensiva dentro del cuerpo del hospedador, con e! fin de
producir suficiente cantidad de toxina para causar daño o para permitir que la toxina llegue
específicamente a tejidos susceptibles. El ejemplo clásico de tales enfermedades es el carbunco
en el que el patógeno, Bacillus anthracis, está presente en cantidades enorme en el torrente
sanguíneo en las etapas finales de la infección.
Los parásitos microbianos son transmisibles de un individuo de la especie del hospedador a
otro; el establecimiento de un patógeno en el cuerpo de un nuevo hospedador se denomina
infección; si se produce daño al hospedador, el proceso se denomina enfermedad infecciosa. Los
microorganismos infecciosos llegan a sus hospedadores a través de una gran variedad de
caminos: en alimentos o bebidas contaminados, en gotitas transmisibles por el aire, por contacto
directo con un individuo infectado, por mordedura de un animal o mediante la introducción de
material contaminado en una herida. La piel intacta es una barrera inexpugnable y los
organismos que se aposentan en ella no pueden penetrar. Las membranas mucosas, sin embargo,
son fácilmente traspasables por los microorganismos virulentos, por lo tanto, todas las
enfermedades microbianas (aparte las transmitidas por mordedura de un animal o por
contaminación de una herida) se inician como infecciones de las membranas mucosas de los
tractos respiratorio, intestinal o genitourinario.
Existen tres modalidades generales de infección entre los diversos patógenos: algunos se
multiplican solamente sobre la superficie del epitelio mucoso, otros penetran y se multiplican en
las células epiteliales y otros pasan a través del epitelio penetrando en tejidos más profundos del
cuerpo y del sistema circulatorio.
TOXINAS MICROBIANAS
Una toxina microbiana puede causar un tipo sumamente específico de daño en un tejido del
hospedador. Cuando una herida se infecta con Clostndium tetani, por ejemplo, la toxina tetánica
se difunde desde los nervios motores regionales hasta el sistema nervioso central en donde se
une a receptores de superficie de las neuronas y suprime la normal inhibición sináptica de los
impulsos nerviosos. La toxina de C. botulinum causa al sistema nervioso un daño específico de
un tipo distinto: inhibe la liberación de acetilcolina en las uniones mioneurales, de tal manera
que la fibra nerviosa no estimula a la fibra muscular a la que está ligada.
En muchos casos, sin embargo, el daño representa una respuesta secundaria. no específica, del
hospedador a la acción primaria de la toxina. Por ejemplo, la regulación del paso de iones y de
agua desde los tejidos al intestino, determinado por las células epiteliales de la mucosa
intestinal, puede ser alterada por diferentes agentes. Uno de ellos es la toxina de Vibrio
cholerae, que causa graves y con frecuencia fatales pérdidas de líquido. Esta pérdida es, por lo
tanto, una respuesta inespecífica del hospedador a la fijación de la toxina colérica por las células
del epitelio del intestino.
Otro daño no específico que refleja una respuesta de los tejidos del hospedador a la infección es
la inflamación. El carácter inespecífico de la respuesta inflamatoria hace que sea
extremadamente difícil descubrir si el producto microbiano que inicia la respuesta es una
verdadera toxina o si es un alergeno, un producto antigénico del microorganismo que induce
una respuesta a1érgica inflamatoria en un hospedador previamente sensibilizado.
ENFERMEDADES TRANSMITIDAS POR CONTAMINACIÓN FECAL DE
ALIMENTOS Y BEBIDAS.
El tracto intestinal es el hábitat natural de muchas clases de bacterias, la mayoría de ellas
inocuas en las condiciones ordinarias. Un número de habitantes intestinales son, sin embargo,
serios patógenos; entre ellos se incluyen los agentes causantes de las fie-bres tifoidea y
paratífica, de la disentería, del cólera, y de las infecciones causadas por Salmonella
incorrectamente llamadas intoxicación bacteriana por los alimentos. Al-gunas causan daños
localmente, mientras que otras se dispersan desde los tejidos del intestino a otras partes del
cuerpo. Todas, sin embargo, tienen dos importantes atributos en común: abandonan el cuerpo en
la materia fecal excretada y deben entrar en el nuevo hospedador a través de la boca, para llegar
de nuevo al intestino.
Las enfermedades entéricas tal como son denominadas, se adquieren principalmente al tragar
alimentos o bebidas contaminadas con heces. Antes de la introducción de las condiciones
sanitarias modernas, los abastecimientos de agua estaban constantemente sometidos a la
contaminación directa a partir de las letrinas o de las alcantarillas defectuosas. Hoy, sin
embargo, la contaminación por estos métodos se ha convertido en algo raro y se han hecho
relativamente más importantes otros métodos de transmisión, la mosca doméstica común es un
eficaz agente de transmisión porque visita indiscriminadamente tanto los alimentos como las
heces. Además existen muchísimos más portadores sanos de patógenos entéricos que casos
clínicos declarados, por lo que cualquiera que maneje alimentos es una fuente potencial de
contaminación. Por lo tanto, solamente la más estricta higiene personal por parte de las personas
que manipulan los alimentos puede evitar la dispersión de las enfermedades entéricas.
Muchos animales, incluidos el ganado y las aves de corral, pueden estar infectados naturalmente
con miembros del género Salmonella, por lo que es posible quedar infectado al comer carne o
huevos contaminados.
Son ejemplos de estas enfermedades las Fiebres entéricas y gastrointestinales por Salmonella, el
Cólera causado por el Vibrio cholerae, que se multiplica en el intestino delgado y su toxina
actúa sobre las células de la mucosa provocando la pérdida de agua por diarrea, que lleva a la
muerte. También Disentería bacilar causada por Shigella dysenteriae que provoca lesiones en la
parte terminal del íleon y del colon, lo que lleva a la aparición de cólicos intestinales, diarrea y
fiebre.
El recuento de bacterias heterótrofas proporciona un recuento aproximado del número total de
bacterias viables, lo que suministra valiosa información sobre la calidad del agua y puede
aportar datos que respalden el significado atribuido a los resultados de los análisis de
coliformes.
El recuento heterótrofo en placa es útil para valorar la eficacia de los distintos procesos de
tratamiento y puede tener una importante aplicación como análisis del control dentro de la
propia planta depuradora. También es útil para controlar la calidad final del agua de un sistema
de distribución, como indicador del recrecimiento de microorganismos y de la acumulación de
sedimento.
TIPOS, EFECTOS Y FUENTES DE CONTAMINACIÓN DEL AGUA
¿Cuáles son los principales contaminantes del agua? La contaminación del agua es un
cambio en la cali-dad, de tipo químico, biológico o físico que tiene un efecto perjudicial sobre
los organismos vivos o hace que el agua sea inadecuada para los usos deseados. Hay muchas
clases de contaminantes del agua. Una son los agentes que causan enfermedades (patógenos),
que son bacterias, virus, protozoos y parásitos que se in-troducen en el agua desde los desagües
domésticos y los residuos humanos y animales no tratados. De acuer-do con un estudio del
banco mundial, de 1995, el agua contaminada (falta de agua limpia y falta de condiciones
sanitarias) causa el 80% de las enfermedades en países en vías de desarrollo y mata
aproximadamente a 10 millones de personas al año (una media de 27.000 muertes prematuras al
día, de ellas más de la mitad niños menores de 5 años de edad).
Un buen indicador de la calidad del agua para beber o para nadar es el número de colonias de
bacterias coliformes presentes en una muestra de agua de 100 mililitros. La Organización
Mundial de la Salud (OMS) recomienda un recuento de 0 colonias por 100 mililitros de agua
para beber y la APM un nivel máximo de 200 colonias por 100 mililitros de agua para la
natación. Mientras que el CAA establece un máximo de 3 UFC por cada 100 ml para ser agua
potable y de 0 para E. coli Mientras que para bacterias mesófilas en agar el recuento no debe
superar las 500 UFC/ml.
Una segunda categoría de contaminantes del agua es la de residuos que demandan oxígeno,
residuos que se pueden descomponer por medio de bacterias aeróbicas (que requieren oxígeno).
Grandes cantidades de bacterias descomponiendo estos residuos pueden degradar la calidad del
agua y vaciarla de su contenido en oxí-geno disuelto, produciendo la muerte de peces y de otras
formas de vida acuática consumidoras de oxígeno. La cantidad de residuos en demanda de
oxígeno en el agua se puede determinar midiendo la demanda biológica de oxígeno (DBO): la
cantidad de oxígeno disuelto que se necesita para que las sustancias aeróbicas descompongan
los materiales orgánicos de un volumen determinado de agua en un periodo de incubación de 5
días a 20°C.
Una tercera clase de contaminantes del agua son los compuestos químicos inorgánicos
hidrosolubles, que son ácidos, sales y compuestos de metales tóxicos como el mercurio y el
plomo. Niveles altos de estos compuestos químicos pueden hacer el agua no apta para la bebida
y perjudicial para los peces y otras formas de vida acuática, además de disminuir el rendimiento
de los cultivos y acelerar la corrosión de los metales expues-tos a tal agua.
Los nutrimentos inorgánicos de las plantas son otra clase de contaminantes del agua. Son
nitratos y fosfatos hidrosolubles, que pueden causar un crecimiento excesivo de algas y otras
plantas acuáticas, que al morir y pudrirse agotan el oxígeno disuelto en el agua matando a los
peces. Beber agua con niveles excesivos de nitratos disminuye la capacidad de la sangre para
transportar el oxígeno; esto puede producir la muerte de fetos y niños, especialmente menores
de un año.
El agua puede también contaminarse por una variedad de productos químicos orgánicos, como
el petróleo, la gasolina, plásticos, plaguicidas, disolventes de limpieza, detergentes y muchos
otros compuestos quí-micos. Perjudican la salud humana y dañan a los peces y a otras formas de
vida acuática.
Con mucha diferencia, la mayor clase de contaminantes del agua en peso son los sedimentos o
materiales en suspensión: partículas del suelo y de otros sólidos que quedan suspendidas en el
agua, la mayor parte al erosionar la tierra. Los sedimentos enturbian el agua y reducen la
fotosíntesis; también alteran las redes de alimentos acuáticos y transportan plaguicidas,
bacte-rias y otras sustancias perjudiciales. Los sedimentos destruyen el alimento y las zonas de
desove de los pe-ces. También atascan y llenan los lagos, los embalses artificiales, los canales
fluviales y las bahías.
El agua se contamina también por isótopos radiactivos solubles, algunos de los cuales se
concentran o aumentan biológicamente en varios tejidos y órga-nos al pasar a través de las
cadenas y redes de alimentos. La radiación emitida por tales isótopos puede producir defectos
congénitos, cáncer y daños genéticos.
El calor absorbido por el agua empleada para la refrigeración industrial y en centrales
energéticas puede rebajar la calidad del agua. El aumento resultante de la temperatura, llamado
contaminación térmica, disminuye los niveles del oxígeno disuelto y hace a los organismos
acuáticos más vulnerables a las enfermedades, a los parásitos y a los productos químicos
tóxicos.
Otra forma de contaminación del agua, la contaminación genética, tiene lugar cuando los
sistemas acuáticos se alteran con la introducción, accidental o deliberada, de especies no
autóctonas. Algunas de estas especies pueden asfixiar a las especies autóctonas, reducir la
biodiversidad y producir pérdidas económicas.
¿Cuáles son las fuentes de contaminación puntuales y no puntuales? Las fuentes puntuales
descargan con-taminantes en localizaciones específicas a través de tuberías, acequias o desagües
sobre capas de la superficie del agua. Ejemplos de éstas son fábricas, plantas de tratamiento de
aguas residuales (que eliminan al-gunos contaminantes pero no todos), minas subterrá-neas
activas y abandonadas, pozos petrolíferos subma-rinos y depósitos de petróleo. Como las
fuentes puntuales se encuentran en lugares específicos, son bastante fáciles de identificar, vigilar
y regular. En los países desarrollados muchos vertidos industriales están rigurosamente
controlados, mientras que en la mayoría de los países en vías de desarrollo tales verti-dos están
sin control en su mayor parte.
Las fuentes no puntuales son fuentes que no se pueden asociar a ningún lugar de vertido
concreto. Normalmente son grandes zonas de terreno o capas aéreas que contaminan el agua por
escorrentía, por curso subterráneo o por sedimentación desde la atmósfera. Son ejemplos la
deposición de ácidos, escorrentía de productos químicos en la superficie del agua (incluyendo
las aguas de lluvia) y filtrados en los terrenos desde los cultivos, corrales de ganado, calles,
céspedes y zonas de aparcamiento.
En Estados Unidos, la contaminación no puntual procedente de la agricultura (la mayoría en
forma de sedimentos, fertilizantes inorgánicos, estiércol, sales disueltas en el agua de riego y
plaguicidas) es responsable de aproximadamente un 64% de la masa to-tal de contaminantes que
afluyen a las corrientes de agua y el 57% de aquellos que entran en los lagos. Se ha avanzado
poco en el control de la contaminación de las fuentes no puntuales a causa de la dificultad y del
coste de identificar y controlar los vertidos de fuentes tan difusas.
¿Es segura el agua para beber? Muchos ríos de Europa del Este, Latinoamérica y Asia se
emplean como fuentes de agua para beber, pero están muy contaminados, como les ocurre a
algunos ríos en países desarrollados. Los acuíferos empleados como fuentes de agua potable en
muchos países desarrollados y en vías de desarrollo se están contaminando con plaguicidas,
fertilizantes y otros productos químicos peligrosos. En China, 41 grandes ciudades obtienen su
agua potable de aguas subterráneas contaminadas. En Rusia, la mitad del agua del grifo no es
apta para beber, y una tercera parte de los acuíferos están demasiado contaminados para servir
como agua potable.
TOXICIDAD DE ALGUNOS ELEMENTOS DISUELTOS EN EL AGUA
El agua puede naturalmente poseer mala calidad si al circular por los sedimentos (o rocas) toma
algunos elementos químicos que, al encontrarse por encima de los límites de aptitud
establecidos, resultan tóxicos para la salud. Como ejem-plo pueden citarse los altos conte-nidos
de arsénico y flúor en el agua subterránea de la llanura Chaco-Pampeana. El Código
Alimentario Argentino (CAA) establece como límites para consumo humano 50 ug/l para el
arsénico y 1,3 ug/l para el flúor. En Córdoba, se detectaron altos tenores en las zonas rurales y/o
urbanas de Bell Ville, Sampacho, Bulnes, Coronel Moldes, Alejandro Roca, Río Cuarto, Vicuña
Mackena, Laguna Oscura, etc. En Alejo Ledesma se determinaron tenores de hasta 1.700 ug/l de
arsénico, y en cercanías de Sampacho de hasta 24 ug/l de flúor. El exceso de arsénico en aguas
de consumo puede producir Hidroarsenicismo Crónico Regional Endémico (HACRE), y el flúor
puede generar Fluorosis (moteado marrón en los dientes o afectación a los huesos).
Problemas dérmicos debido a consumo de agua con alto tenor de arsénico. Fuente: Edmunds y
Smedley, 1995.
Ejemplos de moteado de dientes, en adolecentes y adultos de pueblos del interior Cordobés,
debido al consumo de agua con altos tenores de flúor.
ALGUNOS LIMITES PERMITIDOS POR EL CAA
Tenor salino………..1.5g/l
Nitrato………………45mg/l
Flúor………………..1.3mg/l
Arsénico……………50ug/l
EJEMPLO DE ANÁLISIS DE AGUA