microorganismos en el agua
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Microbiologia en agTRANSCRIPT
María Cecilia Arango Jaramillo
Microbiología
del agua
Juan Felipe Ríos Marín
CDTI
Juan Felipe Rios
Virus
Bacterias
Algas
Protozoos
Hongos
microscópicos
Habitan en:
Aguas
naturales
Aguas dulces
Estuarios
Aguas saladas
Aguas termales
Los microorganismos del agua son:
INDÍGENAS TRANSITORIOS
Característicos de la
masa de agua natural Entran al agua en forma
intermitente,
procedentes de:
•El aire
•El suelo
•Procesos industriales
•Procesos domésticos
PAPEL DE LOS MICROORGANISMOS EN EL
AGUA
Reciclaje de nutrientes por microorganismos
Son la base de las cadenas tróficas
acuáticas
Reciclan la materia haciéndola
disponible para otros organismos
– Mineralización
– Producción de proteína microbiana
Mayor productividad por metro
cuadrado en el agua que en el suelo.
Papel de los microrganismos en el
reciclaje nutrientes
Bacterias que causan
cambios organolépticos
en el agua
Bacterias que obstruyen
conducciones de agua
Principalmente:
ferrobacterias y
sulfobacterias
La flora de las
aguas
superficiales
llega al agua
periódicamente
del aire
del arrastre
superficial de tierra
de vertimientos
domésticos e
industriales
María Cecilia Arango Jaramillo
Distribución de los
microorganismos en el
medio acuático
Los
microorganismos
pueden estar a
cualquier
profundidad
Hasta en las fosas
oceánicas
Las capas superiores y los sedimentos
del fondo albergan las mayores
poblaciones de microorganismos,
particularmente en aguas profundas
Microorganismos
planctónicos
Floración: crecimiento
excesivo, explosivo
Dan color aparente al
agua: rojo, pardo,
verde, ambar,
amarillo
Oscillatoria erytrea
Mar Rojo
Microorganismos
bentónicos
Algunos forman
biopelículas
Microorganismos planctonicos y bentónicos ( fotosíntéticos y heterótrofos )
Planton: Fotótrofas y hetrótrofas
Epiliton: heterótrofas bentónicas sobre partículas
Bentos: Fotótrofas y hetrótrofas
Bentos: hetrótrofas, muchas anaeróbicas
ZONA
LITORAL
ZONA PROFUNDA Sedimentación
ZONA
LIMNÉTICA
Nivel de compensación Oxidantes del Azufre
María Cecilia Arango Jaramillo
Sistema fluvial Aguas bien
aireadas,
metabolismo
oxidativo. Gran
variedad cualitativa
pero no cuantitativa
de especies
Dominio de las
algas verde-
azuladas,
flagelados y
bacterias
micro
aerófilas.
Producción de CH4,
FeS. Etapas
terminales: ausencia
de eucariotas
excepto protozoos
anaerobios (Bodo
spp.), y
ocasionalmente
metazoos como
Tubifex spp. Muy
pocas especies.
Potencial de oxidoreducción
Predominio de bacilos
gram-negativos
anaerobios
facultativos.
Reducción de N03-.
Reducción de Mn y de
Fe(lll) puede liberar P
soluble. Poblaciones
de diatomeas y
clorofíceas.
Cesa la nitrificación, producción de H2 y
productos de la fermentación. Reducción de
S04 2- Afloramiento de bacterias fototróficas
que crecen con H2S.Producción de FeS a
partir de Fe (lll) reducido.
Predominio completo de anaerobios y
desaparición de microaerófilos y la mayoría
de anaerobios facultativos
Hay una diversidad de pruebas para intentar
supervisar la calidad del agua
No se utiliza la
enumeración de bacterias
de cada comunidad,
porque:
Es difícil por los métodos
sofisticados que requiere
La comunidad bacteriana
varían mucho y rápido ante
cambios ambientales.
Es más sencillo
identificar y
enumerar
pequeños
invertebrados
bénticos o
algas perifíticas.
Aguas residuales
La polución tiene lugar cuando compuestos o microorganismos
indeseables penetran en el ambiente acuático y cambian sus
propiedades
y con ellas se pierde el equilibrio produciéndose una variación en la distribución y composición de
la comunidad.
Los microorganismos pueden contribuir a la contaminación de diversas maneras:
– Produciendo enfermedades
– Creando una biomasa estéticamente desagradable
– Generando metabolitos tóxicos.
María Cecilia Arango Jaramillo
Enfermedades producidas por microorganismos
acuáticos
Bacterias:
Coliformes
Estreptococos fecales
Especies de Bacillus,
Proteus, Clostridium,
Thiothrix,
Thiobacillus,etc.
Patógenos causantes
de infecciones del
tracto intestinal
En áreas de polución doméstica
predominan:
María Cecilia Arango Jaramillo
Los microorganismos en el
agua pueden afectar la
salud de personas,
animales, plantas y otros
organismos
Organismos patógenos transportados por el agua
Bacterias Virus Protozoos
Escherichia Enterovirus EntamoebaSalmonella Hepatitis A AcanthamoebaShigella Adenovirus GiardiaVibrio Coxsackie A y B SchistosomaLeptospira ReovirusMycobacterium Parvovirus
Si hay fecales en el agua de
consumo, hay posibilidad de:
Fiebre tifoidea:
Salmonella tiphi,
otras salmonelas
Transmisión por
alimento y
eventualmente por
el agua
Cólera
Vibrio cholerae
Endémica en Asia:
niños
Epidémica en
América: adultos y
niños
Disentería amebiana:
Entamoeba hystolitica
agua y alimentos
Disentería bacilar o shiguelosis:
Shiguella spp
Mayor susceptibilidad en
niños de 1 - 4 años
Hepatitis A o hepatitis viral infecciosa
Persona a persona
Alimentos
Agua
Moluscos contaminados
Parasitosis:
Tenias
Áscaris
Tricocéfalos
En aguas recreacionales con más de
2500 coliformes/100ml, pueden aparecer
infecciones de ojos, nariz, oídos y garganta
Otras enfermedades:
Poliomielitis
Gastroenteritis viral y
por Escherichia coli
Dermatomicosis
Propagación de virus humanos
en el agua
Excretas humanas
HOMBRE
Impregnación
de suelos
Abono con lodos
de depuradoras
Aguas
residuales
Mares Ríos y lagos Agua de
riego
Agua
subterránea
Mariscos Recreación Agua potable Verduras Aerosoles
Contaminación por microorganismos patógenos
Los microorganismos patógenos se encuentran en todas las aguas residuales
La utilización indiscriminada de los mismos cursos fluviales para:
baños
agua de bebida
y eliminación de residuos
Pone la población en peligro
A no ser que los cauces de agua se examinen y traten minuciosamente.
María Cecilia Arango Jaramillo
Para evitar las enfermedades
existen:
Procedimientos para examinar el agua y determinar su calidad microbiológica.
Métodos de purificación del agua para proporcionar agua potable y segura
Métodos de tratamiento de aguas residuales antes de su eliminación o reutilización
María Cecilia Arango Jaramillo
Procedimientos para examinar el
agua y determinar su calidad
microbiológica.
El aislamiento de un microorganismo patógeno constituiría la prueba irrefutable
de peligro potencial
Pero pueden estar en número tan exiguo que su aislamiento sea difícil y no adecuado
como sistema de "alarma".
Los procedimientos actuales de análisis del agua se basan en que:
la mayoría de los microorganismos patógenos alcanzan cauces como resultado de la contaminación fecal
Detectarla a bajos niveles es la mejor garantía para preservar la
potabilidad de las reservas de agua.
La contaminación fecal puede ser demostrada mediante la detección en el agua de bacterias que están presentes en números muy elevados en el contenido intestinal del hombre y de otros animales.
"Prueba de la Determinación de Coliformes”:
Única prueba microbiológica estatutaria vigente en muchos países del mundo
Un examen bacteriológico estricto no garantiza completamente que la muestra de agua se encuentre necesariamente libre de otro tipo de patógenos que tengan características de supervivencia distintas.
Un incremento general en la incidencia de un patógeno exigiría rápidamente el uso de otros análisis más complicados.
Para qué se hacen los análisis de agua:
Evaluar la calidad de las aguas de
abastecimiento doméstico a nivel urbano
y rural
Evaluar la calidad de las aguas costeras
y aguas dulces destinadas a recreación
Detectar la influencia de los pozos
sépticos, ubicados en la cercanía de la
línea de costa y de ríos y quebradas
Analizar los aportes de
los pluviales a la carga
bacteriana del cuerpo
receptor
Cuantificar la
influencia de
descargas puntuales
importantes, como
plantas de tratamiento
de líquidos cloacales e
industriales.
Microorganismos indicadores de la calidad del agua
En el análisis rutinario de aguas no se aislan patógenos porque:
Podrían no aparecer en muestras de laboratorio pues:
– Tienen acceso en forma esporádica
– No sobreviven en el agua por mucho tiempo
Necesitan mucho tiempo para detectarse
Si están en número muy pequeño no se pueden detectar por métodos de laboratorio
Se usan microorganismos indicadores:
Su presencia en el agua prueba que está polucionada con material fecal de personas o animales de sangre caliente
Se encuentran sólo en aguas polucionadas
Y cuando están presentes en el agua indican que hay patógenos
Método de determinación del número de gérmenes
Número de gérmenes:
Número de unidades formadoras de colonias totales o de una especie
determinada en un gr o en 1 ml de material investigado bajo condiciones
de cultivo definidas
Métodos de determinación del número de gérmenes:
Métodos del número más probable (NMP).
Método de filtro de membrana
Método de la placa vertida
Método de título
Método del número más probable
Paralelamente varias series decimales de dilución (mínimo tres) en medio de cultivo líquido.
Número de tubos con crecimiento NMP, tablas de
McRady, 100 ml de muestra
Colimetría Prueba Presuntiva
Inoculación en caldo lactosado
Prueba Confirmativa Resiembra a partir de los tubos positivos caldo lactosado
Producción de gas + No producción de gas - Fin de la prueba
Siembra de muestras + en EMB
Colonias pequeñas, con centro oscuro y brillo metálico +
O Siembra en tubos con CLVBB Producción de gas +
Terminación de la prueba Colonias más típicas de siembra por estría EMB
Coloración de Gram: Bacilos Gram - no
esporulados
Método de filtro de membrana
Filtro estéril sobre unidad de filtración de 0.45
Se filtra cierto volumen de agua: bacterias quedan retenidas
El filtro se coloca sobre soporte absorbente saturado con el medio adecuado. Incubar en cajas de petri especiales que permiten acomodar el soporte y el medio adecuado
Desarrollo de colonias sobre el filtro
Ventajas:
Examinar grandes volúmenes de agua
Más rápidas que técnicas de tubo
Estyimación cuantitativa de tipos de bacterias (coliformes, etc.)
Limitación
Aguas con muchos sólidos disueltos o suspendidos
NMP = #coliformes x 100/ vol filtrado
Contaminación debida a materia orgánica demandante de
oxígeno:
La materia orgánica biodegradable de origen doméstico, agrícola o industrial puede marcar cambios en un cuerpo de agua
Principalmente como
consecuencia de la alteración en el
equilibrio de O2 de agua.
El O2 tiene una solubilidad
en el agua relativamente baja (9,8 ppm (mg/l) a 20°C), y la actividad microbiana puede consumir con rapidez el O2 disuelto.
DBO: Cantidad de oxígeno requerido por
las bacterias, para descomponer la
materia orgánica bajo condiciones
aeróbicas.
Condiciones aeróbicas + 200C +
número suficiente de bacterias
La materia orgánica es descompuesta en
CO2 y agua.
Tiempo que tarda la
materia orgánica
en
descomponerse:
10 días
En la práctica
cinco días, período
en el cual se
descompone entre
el 70 - 80% de la
materia orgánica.
En este caso a la
prueba se le
nombra DBO5
La prueba de DBO permite :
Conocer la contaminación de un cuerpo de agua
con aguas residuales domésticas o industriales,
en términos del oxígeno que requieran para oxidar
la materia orgánica que llevan en solución,
bajo condiciones aeróbicas.
Estas pruebas son de rutina en:
Las plantas de purificación de agua
En el cobro de las tasas retributivas.
Para hacer este bioensayo se requiere :
Proteger las muestras
para evitar la aireación
Según los métodos
APHA-AWA, diluir con
agua destilada las
muestras con mucha
materia orgánica, para
garantizar la
oxigenación, debido a
la poca solubilidad del
O2 (9 mg/l a 200C ).
Aguas naturales muy
limpias no necesitan
dilución.
No deben existir
tóxicos en el agua
Las condiciones
ambientales y el nivel
de nutrientes para las
bacterias deben ser
apropiados
Standard Methods for Examination of Water and Wasted Water
Método de medición del DBO
Si hay necesidad, se
diluye la muestra
Ajustar la
temperatura a 200C
Airear la muestra, por
agitación, hasta
alcanzar nivel de
saturación
Llenar con la muestra
dos o más botellas
Winkler
A una de las botellas se le
mide oxígeno, las demás se
dejan en incubación por 5
días a 200C.
Al final de este tiempo, se
mide el oxígeno presente
Se resta el valor obtenido en
la muestra analizada el
primer día
La diferencia en la en la
cantidad de oxígeno equivale
al valor de DBO presente en
la muestra. Standard Methods for Examination of Water and Wasted
Water
Métodos de purificación del agua
para proporcionar agua potable y
segura
Tratamiento de coagulación - sedimentación
Se espera que con este tratamiento se remuevan entre el
– 40 - 50% de de la DQO
– 80 - 90 % de sólidos suspendidos, incluyendo los microorganismos
Costos de la coagulación - sedimentación :
Aunque el área de
establecimiento es más
pequeña que la de los
tratamientos biológicos, los
equipos son costosos.
Los costos de operación
tales como coagulantes,
control permanente de pH y
energía son relativamente
altos.
Adaptable a:
Tratamiento de aguas
de abastecimiento
Tratamiento de aguas
residuales de la
mayoría de las
industrias desde la
metal - mecánica a las
de pulpa y papel.
Tratamiento convencional
Agua
cruda
Cribado Sedimentación
Cámara de
mezcla del
floculante
Cámara de
floculación
Canales de
sedimentación Clarificador
Cloración Almacenamiento Distribución