MICROBIOLOGIA DEL AGUA

 

Tratamientos de aguas usadas

Tres de cada cuatro humanos hoy día tienen problemas para el suministro de agua potable. El agua es insana para su consumo cuando posee desechos de animales u otros contaminantes. Los pasos básicos para obtener agua potable son: Sedimentación, filtración y clorinación. Durante la sedimentación se remueven hojas, partículas y gravas en tanques. Luego se le añaden diversos compuestos químicos para formar agregados llamados flocus. Estos están compuestos de materia orgánica y microorganismos que luego son precipitados y removidos del agua. El agua que queda pasa por el segundo paso que es la filtración. Los materiales más comunes usados para filtrar y atrapar microorganimso están compuestos de capas de arena y grava. Un filtro lento de arena puede purificar sobre 3 millones de galones de agua por día. Un filtro rápido de arena contiene partículas de grava, con este tipo de filtro se pueden purificar hasta 200 millones de galones de agua por día. Este tipo de filtro es comunmente usado en plantas de tratamiento municipales. Estos filtros pueden remover aproximadamente el 99% de los microoganismos encontrados en el agua. El paso final en el tratamiento de aguas usadas es la clorinación, aquí se le añade cloro al agua. El cloro es un agente oxidante activo que reacciona con materia orgánica en el agua. Lo usual es añadir 0.2 a 1.0 ppm (partes por millón), esta concentración mata a los microoganismos a los 30 minutos. El agua potable puede suavizarse al removerle sales y minerales. Además puede añadírsele floruro para prevenir la caries dentales.

El principio básico del tratamiento de aguas usadas es separar el agua de la materia orgánica o basura. El material sólido es degradado por microoganismos a compuestos simples y devueltos al suelo y agua.

Pasos en el tratamiento de aguas usadas:

Tratamiento primario

Aquí el agua pasa a unos tanques para remover los desechos orgánicos. Estos desechos pasan a otros tanques donde las bacterias degradan estos sedimentos orgánicos

Tratamiento secundario

Este paso posee dos fases, una líquida y otra sólida. La fase líquida que quedo del paso anterior se aérea para estimular el crecimiento de microoganismos aeróbios. La función de estos microoganismos es degradar las proteínas, los carbohidratos y las grasas que se encuentren en el agua. De estos procesos se produce alcohol, ácidos y CO2 . Luego el agua se pasa a través de filtros para remover los microoganismos y la materia orgánica restante, en esta etapa el agua puede ser devuelta al río. Por otro lado, la fase sólida se lleva a un tanque donde microoganismos llevarán a cabo el proceso de degradación ya se aeróbio o anaeróbio. En la porción aeróbia se observa Zoogloca ramigera, un bacilo Gram negativo que produce una substancia gelatinosa en la cual otros microoganismos se pegan. En la porción anaeróbica se producen gases como metano, CO2 y nitrógeno todos productos de la fermentación. El metano se utiliza como fuente de energía y otros gases como amonia y sulfito de hidrógeno se utilizan en la industria química. La porción sólida se utiliza en la industria de fertilizantes.


Tratamiento terciaro

Aquí ocurre la separación de los desechos sólidos y se produce cierta cantidad de agua que es filtrada y clorinada para luego ser llevada al consumidor.

El agua ofrece un medio físico único en el que favorece la existencia de muchos organismos que no son comunes en el suelo. Por ejemplo, encontramos las bacterias fotosintéticas sulfurosas y no sulfurosas, aeróbios oxidantes, quimioheterótrofos, bacterias con prostecas y bacterias que se reproducen por gemación (Caulobacter). Otras bacterias halladas en el ambiente acuático son aeróbias como Flexithrix y Flexibacter, además encontramos algas fotosintéticas, protozoarios y hongos. Estos organismos se caracterizan por aprovechar las superficies y los gradientes de nutrientes.

Bioreemediación (“wetlands biofilms”)

Los humedales naturales son un recurso natural vital y una parte crítica de nuestro ambiente, por lo que han aumentado los esfuerzos para proteger estas comunidades acuáticas frágiles frente a la contaminación. Un buen método para el tratamiento de las aguas residuales es el uso de los “wetlands biofilms”, donde los componentes básicos de los humedales naturales (el suelo, las plantas acuáticas y el agua) se utilizan como sistema funcional en el tratamiento de aguas residuales. Este sistema utiliza plantas flotantes, emergentes o sumergidas. Estas plantas aportan nutrientes en la zona de la raíz que puede sustentar el crecimiento microbiano. Especialmente en las plantas emergentes, la zona de la raíz puede mantenerse en un estado anaeróbio en donde los sulfuros sintetizados por Desulfovibrio se usan como materia orgánica y como fuente de energía.

Los diferentes tipos de plantas acuáticas y sus microorganismos asociados pueden usarse en sistemas integrados para eliminar del agua la materia orgánica, los nutrientes inorgánicos y los metales (ver fig. 41.23). Los “wetlands biofilms” se pueden utilizar también para tratar residuos industriales con un gran nivel de contaminación.

 

Microorganismos patógenos que habitan en un medio acuático

Campilobacter

Este organismo es la causa principal de diarrea en aves de corral. Es microaerófilico.

Leptospira

Infecta animales y puede causar hemorrágia e ictericia.

Mycobacterium

Infecta animales y organismos de vida libre. Se requiere un método complejo para su recuperación y cultivo.

Salmonella enteritidis

Se encuentran en el tracto intestinal de animales. Es muy común en ambientes acuáticos.


Yersinia enterocolitica

Causa gastroenteritis debido al agua consumida. Es frecuente encontrarla en animales y en el ambiente acuático.

Giardia lamblia

Es la principal causa de la gastroenteritis. Se encuentra principalmente en agua localizada en climas templados.

Análisis microbiólogico del agua

Los coliformes, incluyendo E.coli, son miembros de la familia Enterobacteriaceae. Estos constituyen el 10% de los microorganismos intestinales de los seres humanos y otros animales de sangre caliente. Se utilizan ampliamente como organismos indicadores de contaminación fecal en el agua. Cuando estas bacterias no se detectan en un volumen específico en el agua, ésta se considera potable o adecuada para el consumo humano. Este grupo incluye Enterobacter aerogenes y Klebsiella pneumoniae. Para analizar la presencia de coliformes totales y coliformes fecales existen diversas pruebas, entre éstas tenemos:

Filtración por membrana

Es el método más común y preferido para evaluar las características microbiólogicas del agua. Se pasa la muestra de agua por un filtro de membrana. El filtro con las bacterias atrapadas se transfiere a la superficie de un medio sólido o a un soporte absorbente, conteniendo el medio líquido deseado. El uso del medio apropiado permite la detección rápida de los coliformes totales, coliformes fecales y estreptococos fecales.

Prueba de presencia-ausencia (P-A)

Esta prueba puede emplearse para coliformes. Es el método más simple para determinar coliformes fecales. Se utiliza una muestra de agua (100ml) con caldo de lactosa, de lauril triptosa e indicador púrpura de bromo cresol. Esta prueba se basa en la suposición de que no debe haber coliformes en el agua potable. Una prueba positiva ocasiona la producción de ácido (color amarillo) y constituye una presunción positiva que requiere confirmación.

Prueba Colilert

Se utiliza para analizar otros coliformes así también como E. coli. En esta prueba se añade una muestra de agua de 100ml a un medio especializado. Si hay coliformes, el medio adquiere un color amarillo en 24 horas a 35 C. Esto ocurre debido a la hidrólisis de ONPG (o-nitrofenil-B-D-galactopiranósido). Para comprobar la presencia de E. coli, se observa el medio con luz UV. Si la prueba es negativa para la presencia de coliformes, se considera al agua aceptable para el consumo humano.

Otros microorganismos indicadores de contaminación fecal en agua salobre y de mar son los enterococos fecales. En aguas saladas, estas bacterias mueren a una velocidad más lenta que los coliformes fecales, siendo indicadores más seguros de una contaminación reciente