Resultados y Discusión

DETECCIÓN DE AMIBAS DE VIDA LIBRE PATÓGENAS Y COLIFORMES
EN UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE LODOS ACTIVADOS
Elizabeth RAMÍREZ, Esperanza ROBLES, Blanca MARTÏNEZ, María
MORALES, Erika TOLEDO y Oswaldo RAMÍREZ
Facultad de Estudios Superiores Iztacala , UNAM. Av. de los Barrios 1, Los
Reyes Iztacala, Tlalnepantla. C.P. 54090, Estado de México, México. Fax: 53
90 76 04. e-mail: [email protected]
Palabras clave: bacterias indicadoras, Gymnamoebae, Hartmannella, agua
residual tratada.
RESUMEN
El tratamiento de lodos activados basa su funcionamiento en la capacidad de
los microorganismos, principalmente las bacterias, para descomponer la
materia orgánica, por lo que se le conoce como tratamiento biológico. Sin
embargo, después de cumplir su función las bacterias deben de eliminarse del
sistema, al igual que los microorganismos patógenos. Por tal razón el objetivo
del estudio fue determinar las amibas de vida libre patógenas y las bacterias
coliformes totales y fecales del sistema de lodos activados de Ciudad
Universitaria (UNAM). Las amibas se analizaron, cultivándolas en el medio de
agar no nutritivo con Enterobacter aerogenes y se identificaron
morfológicamente; las coliformes se analizaron de acuerdo a las técnicas
estandarizadas. Las bacterias coliformes aunque se eliminaron de 3 a 10
escalas logarítmicas, estuvieron por arriba de los valores permisibles de la
NOM-03-SEMARNAP-1997 para agua residual tratada, por lo que es
importante la desinfección que se le aplica al agua tratada después de que sale
del sistema de lodos activados. En la entrada se aislaron amibas de 11 géneros
amibianos, predominando Vahlkampfia (26.4%) y Mayorella (25%); en la salida
se detectaron 8 géneros y predominaron Mayorella (26.7%) y Vannella (19.6%).
De las amibas reportadas como patógenas, se detecto Acanthamoeba
solamente una vez en la entrada, pero no se encontró en la salida, por lo que a
este aspecto, el agua tratada en el sistema no represento peligro para la salud.
INTRODUCCIÓN
Actualmente uno de los problemas que más preocupa a la humanidad es la
gran cantidad de contaminantes que se desechan en el agua, el tratamiento de
estas aguas residuales es de gran importancia ya que ofrece una alternativa de
solución a éstos; para que esto se logre se recurre a muchos métodos de los
cuales los más utilizados son los que involucran microorganismos debido a que
son económicos, eficientes y no generan subproductos contaminantes
(Jiménez 2002, Ramírez 1998).
El tratamiento biológico emplea, con diversas técnicas, la materia orgánica
biodegradable de las aguas residuales domésticas, como nutrientes de una
población bacteriana a la cual se le proporciona oxígeno y condiciones
controladas para que crezca. El tratamiento biológico es por tanto una
oxidación de la materia orgánica biodegradable con participación de bacterias
1
que se ejecuta para acelerar un proceso natural y evitar posteriormente la
presencia de contaminantes y la ausencia de oxígeno en los cuerpos de agua.
La aplicación del tratamiento secundario al agua residual, previene la
contaminación de los cuerpos de agua cuando en ellos se descargan esta
agua. Los procesos de tratamiento biológico se pueden dividir según el estado
en que se encuentren las bacterias responsables de la degradación. La
biomasa bacteriana puede estar soportada sobre superficies inertes tales como
rocas, escoria, material cerámico o plástico, se habla de lecho fijo, o puede
estar suspendida en el agua a tratar. En cada una de estas situaciones la
concentración de oxígeno en el agua determina la existencia de bacterias
aeróbicas, facultativas o anaerobias. Los procesos aerobios con biomasa
suspendida que más se aplican son los lodos activados (Jiménez 2002, Metcalf
1996, Winkler 1993).
El empleo de lodos activados ofrece una alternativa para el tratamiento de
aguas residuales ya que poseen una gran variedad de microorganismos
capaces de remover materia orgánica presente en el agua, esto se ve
favorecido por el uso de reactores que proveen de las condiciones necesarias
para la biodegradación. El proceso de lodos activados tiene como objetivo la
remoción de materia orgánica de las aguas residuales que emplea la oxidación
para descomponer y estabilizar la materia putrescible que queda después de
los tratamientos primarios. La combinación de microorganismos y agua residual
se conoce como lodos activados. Un proceso de lodo activado es un
tratamiento biológico en el cual se agita y aérea una mezcla de agua de
desecho y un lodo de microorganismos, y de la cual los sólidos se remueven y
recirculan posteriormente al proceso de aireación, según se requiera.
El costo de construcción de una planta de lodo activado puede ser competitivo
con otros tipos de plantas de tratamiento que producen resultados
comparables. Sin embargo, los costos unitarios de operación son relativamente
altos (Jiménez 2002, Metcalf 1996, Ramírez 1998, Winkler 1993).
La comunidad microbiológica presente en el sistema de lodos activados es
diversa, entre las bacterias patógenas presentes en el agua residual, podemos
encontrar: Salmonella Typi que produce fiebre tifoidea; Salmonella paratyphi
fiebre paratifoidea: Shigella spp disentería bacilar; Vibrio cholerae el cólera; E.
coli enteropatogena, Yersenia enterocolitica y Campylobacter jejuni producen
gastroenteritis; Legionella pneumophila enfermedad respiratoria aguda;
Mycobacterium tuberculosis tuberculosis y Leptospira que causa leptospirosis
entre otras. Dado la complejidad de identificar cada una de estas bacterias
patógenas se utilizan los indicadores de contaminación los cuales con su sola
presencia nos indican que ha ocurrido contaminación y que puede haber la
existencia de bacterias patógenas; así como su ausencia es sinónimo de
potabilidad. Dentro de los indicadores bacteriológicos de contaminación se
encuentran los Coliformes totales y los Coliformes fecales (Bitton 1994).
Las bacterias deben de removerse del sistema, después de cumplir su función
degradadora. La reducción en el proceso convencional del lodo activado que
incluye predecantación y sedimentación final, de las bacterias coliformes puede
ser de hasta un 90 a 95%, en este proceso pueden intervenir mecanismos
físicos, químicos y biológicos (Bitton 1994, Ramirez et al. 2005, Winkler, 1993).
De los mecanismos biológicos más importantes, esta la depredación que
realizan los protozoarios, entre los que destacan las amibas de vida libre,
2
porque son consumidores voraces de estos microorganismos; sin embargo,
algunas amibas pueden causar infecciones fatales del sistema nervioso central,
por lo su presencia no es deseable en el agua tratada (Page 1988, Ramírez et
al. 2005).
Por lo anterior, el objetivo del estudio fue: determinar las amibas de vida libre
patógenas y las bacterias coliformes totales y fecales de un sistema de
tratamiento de lodos activados.
MATERIALES Y MÉTODOS
Se colectaron mensualmente de enero a diciembre de 2004, muestras de la
entrada y la salida del sistema de lodos activados de la planta de tratamiento
de Ciudad Universitaria de la UNAM.
Las amibas de vida libre se cultivaron en el medio agar no nutritivo con
Enterobacter aerogenes para su aislamiento, las placas se incubaron a 25º C y
después de una semana se revisaron con un microscopio invertido para
detectar el crecimiento amibiano. La identificación de las amibas aisladas se
realizo tomando en cuenta las características morfológicas de la fase de
trofozoito y de quiste de acuerdo a la clave de Page (1988), observando
preparaciones in vivo con la técnica microscópica de contraste de fases a 40x y
100x.
Para la determinación de los coliformes totales y fecales se utilizó la técnica del
NMP sembrando las muestras en caldo lactosado como medio de
enriquecimiento y caldo bilis verde brillante como prueba confirmativa para los
coliformes totales y medio EC para los coliformes fecales, incubando a 35.5oC
los primeros y a 44.5oC los segundos (APHA et al., 1998).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Las amibas de vida libre que se detectaron en la entrada del sistema de lodos
activados pertenecieron a los siguientes géneros: Acanthamoeba,
Dactylamoeba, Dermamoeba, Hartmannella, Mayorella, Platyamoeba,
Rosculus, Saccamoeba, Thecamoeba, Vahlkampfia y Vannella; predominando
las del género Vahlkampfia con 26.4% y Mayorella con 25%: En la salida se
presentaron los mismos géneros amibianos menos Acanthamoeba,
Saccamoeba y Thecamoeba, las amibas que predominaron fueron Mayorella
con 26.7% y Vannella con 19.6% (Tabla I).
Las amibas que predominaron no son patógenas, pero se han reportados en
agua con cierto contenido de materia orgánica, como es el caso de agua
residual y agua natural contaminada orgánicamente (Bonilla y Ramírez 1993,
Gogate y Deodhar 1984, Ramirez et al. 1993, Ramirez et al. 2003, Ramirez et
al. 2005, Rivera et al. 1986, Rivera et al. 1993). De las amibas aisladas en el
sistema, solamente Acanthamoeba ha sido reportada como patógena (Bonilla y
Ramírez 2004; Schuster y Visvesvara 2004), pero solamente se encontró una
vez en la entrada y no apareció en la salida.
3
Tabla I. Frecuencia de amibas de vida libre en el sistema de lodos activados
Género
Frecuencia (%)
Entrada
1.4
1.4
1.4
13.2
25
7.3
13.2
1.4
1.4
26.4
7.3
Acanthamoeba
Dactylamoeba
Dermamoeba
Hartmannella
Mayorella
Platyamoeba
Rosculus
Saccamoeba
Thecamoeba
Vahlkampfia
Vannella
Salida
0
7.3
1.4
7.3
26.7
7.3
8.9
0
0
10.7
19.6
Ju
lio
A
g
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S
ep sto
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O
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Ju
ni
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10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
E
ne
r
Fe o
br
er
o
M
ar
zo
Núm. de aislamientos
El número de aislamientos de amibas de vida libre de la entrada y la salida,
siguieron un de comportamiento similar a lo largo del período del año, a
excepción del mes de mayo; presentándose una serie de subidas y bajadas,
con un pico máximo en julio y un mínimo en enero para ambas estaciones de
muestreo. Esto coincide con el conocido comportamiento estacional de las
amibas de vida libre, que proliferan mejor en verano y en invierno baja su
población (Fig. 1) (Bonilla et al. 2004).
Entrada
Salida
Figura 1. Distribución estacional de las amibas de vida libre en el sistema
de lodos activados.
La remoción de amibas de vida libre fue muy irregular, con un intervalo de 095.71%, en los meses de junio y diciembre fue muy buena, 95.71% y 82.08%
respectivamente, en marzo y abril hubo una remoción de 47.82% en cada uno
y en 6 meses no hubo remoción. Sin embargo, esto no represento un peligro
para la salud, porque ninguna de las amibas que se encontraron en la salida se
ha reportado como patógena (Bonilla y Ramírez 2004, Schuster y Visvesvara
2004) (Tabla II).
4
Tabla II. Remoción de amibas de vida libre en el sistema de lodos activados.
Mes
Enero
Febrero
Marzo
Abril
Mayo
Junio
Julio
Agosto
Septiembre
Octubre
Noviembre
Diciembre
% de remoción
0
60.90
47.82
47.82
0
95.71
0
0
0
0
0
82.08
En lo que respecta a los coliformes totales y fecales para calcular la remoción
se transformaron los valores en logaritmos y con la media se calculó el
porcentaje de remoción, encontrando que tanto los Coliformes totales como los
Coliformes fecales se removieron 36.5%. Manejando los valores en remoción
de escalas logarítmicas tenemos que tanto los Coliformes totales como los
Coliformes fecales se removieron entre 3 y 10 escalas logarítmicas. Estos
valores están fuera de los límites permisibles de la NOM-03-SEMARNAP-1997
para agua residual tratada, la cual indica que para uso de servicio al público
con contacto directo no debe exceder de 240 NMP/100 ml de coliformes
fecales y para contacto indirecto de 1000 NMP/100 ml; sin embargo cabe
aclarar que la muestra de la salida del sistema se tomó antes de pasar por la
cloración con el objeto de ver que remoción bacteriana presentaba por si solo
el sistema de lodos activados, encontrando que las remociones fueron muy
bajas en relación a lo reportado en la literatura (Jiménez 2002, Metcalf 1996,
Winkler 1993).
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