-
ÍNDICE
Página
RESUMEN
...........................................................................................................................
i
ÍNDICE GENERAL
...............................................................................................................
ii
ÍNDICE DE CUADROS Y TABLAS
......................................................................................
iv
ÍNDICE DE FIGURAS
...........................................................................................................
v
I.
Introducción.....................................................................................................................
1
1.1 Antecedentes
.........................................................................................................
1
1.2 Planteamiento del problema
.................................................................................
3
1.3 Justificación
..........................................................................................................
3
1.4 Objetivo
.................................................................................................................
4
1.5 Delimitaciones
.......................................................................................................
5
II. Fundamentación
............................................................................................................
6
2.1 Consumo de agua por cultivos
..............................................................................
6
2.1.1 Requerimiento de agua por cultivos en el Valle del
Yaqui............................ 7
2.2 Oferta de agua
.......................................................................................................
8
2.2.1 Aguas superficiales
......................................................................................
9
2.2.2 Aguas residuales
..........................................................................................
10
2.2.3 Aguas residuales tratadas
............................................................................
11
2.3 El agua como medio de contaminación microbiológica
......................................... 12
2.3.1 Bacterias
.......................................................................................................
13
2.3.2 Protozoos y helmintos
..................................................................................
14
2.3.3 Virus
.............................................................................................................
15
2.4 Aspectos sanitarios y reglamentarios de la irrigación de
cultivos ......................... 16
2.5 Microorganismos indicadores
...............................................................................
18
2.5.1 Coliformes totales y fecales
.........................................................................
19
2.5.2 Estreptococos fecales
..................................................................................
21
2.5.3 Clostridium perfringens
................................................................................
21
2.5.4 Cuenta heterotrófica en placa
......................................................................
22
2.5.5 Bacteriófagos
...............................................................................................
22
2.6 Movilidad y supervivencia microbianos
.................................................................
23
2.6.1 Movilidad y supervivencia de virus en suelo
................................................ 24
-
iii
Página
III. Método
........................................................................................................................
25
3.1 Ubicación del experimento
....................................................................................
25
3.2 Arreglo de
parcelas................................................................................................
25
3.3 Irrigación de cultivos
.............................................................................................
26
3.4 Obtención de muestras
.........................................................................................
27
3.4.1 Agua
.............................................................................................................
27
3.4.2 Suelo
............................................................................................................
27
3.4.3 Hortaliza
.......................................................................................................
28
3.5 Determinación de
colifagos....................................................................................
29
3.5.1 Agua
.............................................................................................................
29
3.5.2 Suelo
............................................................................................................
29
3.5.3 Hortalizas
.....................................................................................................
30
3.6 Determinación de coliformes totales
.....................................................................
31
3.7 Eficiencia de extracción
........................................................................................
32
3.8 Criterios estadísticos para la decisión en los análisis de
regresión ...................... 32
IV. Resultados y discusión
..................................................................................................
34
4.1 Incidencia de colifagos en
agua.............................................................................
34
4.2 Relación coliformes totales-colifagos, en
agua...................................................... 36
4.3 Aporte de bacteriófagos por irrigación
...................................................................
40
4.4 Eficiencia de recuperación de bacteriófagos en
suelo........................................... 41
4.5 Incidencia de colifagos en suelo
...........................................................................
41
4.6 Relación coliformes totales-colifagos, en suelo
..................................................... 44
4.7 Incidencia de colifagos en hortalizas
.....................................................................
46
V. Conclusiones
...................................................................................................................
49
Bibliografía
...........................................................................................................................
51
-
ÍNDICE DE FIGURAS
FIGURA Página
1 Arreglo de las parcelas irrigadas con agua superficial y
residual .................... 26
2 Técnica de placas para cuantificación de colifagos
......................................... 30
3 Método de determinación de coliformes totales por colilert
............................. 31
4 Comportamiento de colifagos en agua superficial y residual
........................... 36
5 Contenido de colifagos y coliformes totales en agua
superficial....................... 38
6 Contenido de colifagos y coliformes totales en agua residual
......................... 38
7 Incidencia de colifagos y coliformes totales en muestras de
suelo irrigadas
con agua superficial
.........................................................................................
45
8 Incidencia de colifagos y coliformes totales en muestras de
suelo irrigadas
con agua residual
.............................................................................................
46
9 Incidencia de colifagos-coliformes totales en hortalizas
irrigadas con agua
superficial y residual
.........................................................................................
48
-
ÍNDICE DE CUADROS Y TABLAS
TABLA Página
1 Láminas de riego (cm) para los ciclos 95-96 y 98-99 del
Distrito de Riego
Río Yaqui
.........................................................................................................
8
2 Posible reutilización de las aguas residuales de acuerdo a sus
parámetros
de calidad
.........................................................................................................
18
3 Fechas de riego para parcelas experimentales
............................................... 27
4 Fechas de muestreo de hortaliza
.....................................................................
28
5 Criterios de decisión para los análisis estadísticos
.......................................... 33
CUADRO
1 Incidencia de colifagos/l en las muestras de agua superficial
y
residual..............................................................................................................
35
2 Incidencia de coliformes totales/l en muestras de agua
superficial y residual.. 37
3 Comportamiento de colifagos en función de los coliformes
totales en
muestras de agua superficial y residual
...........................................................
39
4 Recuperación de colifagos en muestra de suelo por diferentes
soluciones
extractoras
.......................................................................................................
41
5 Incidencia de colifagos en muestras de suelo irrigados con
agua superficial y
residual
.............................................................................................................
42
6 Caracterización fisicoquímica del
suelo............................................................
44
7 Incidencia de coliformes totales en suelo
........................................................ 45
-
RESUMEN
La actividad agrícola es considerada como aquella que demanda
una mayor cantidad de
agua comparada con la de la generación de electricidad, uso
industrial y doméstico. Por lo
anterior, es necesario recurrir a alternativas que nos conduzcan
a un mejor
aprovechamiento de este recurso, ya que por las sequías
existentes en nuestra región en
los últimos años, la cantidad disponible es cada vez menor. La
posible utilización de
aguas residuales tratadas o bien sin tratar, podrían ser una
solución; sin embargo, el
problema a enfrentar sería ahora la inocuidad que deben
representar los alimentos
generados a partir de estos procedimientos.
Actualmente la calidad microbiológica del agua de uso en riego
se encuentra determinada
por la presencia de coliformes fecales, así como la presencia de
huevos de helminto. Sin
embargo, se han presentado casos de enfermedades que son
provocadas por
organismos patógenos en los que el agua es considerada como su
principal vector.
El presente estudio se realizó con la finalidad de establecer el
impacto microbiológico que
tiene la irrigación de hortalizas con agua residual, empleando
como modelo el
bacteriófago MS-2 ya que presenta características de resistencia
a los procesos de
desinfección y una gran similitud en cuanto a comportamiento a
los enterovirus. Para
lograr este objetivo, se determinó la incidencia de colifagos en
aguas superficiales
provenientes del canal de riego del block 910 del Valle del
Yaqui, así como aguas
residuales provenientes de la Colonia Marte R. Gómez (Tobarito).
Por otro lado, se
determinaron las cantidades presentes de colifago en suelo y
hortalizas, estableciendo
además la relación existente entre estos organismos y los
coliformes totales.
Se observó que a pesar de que se tiene presencia de colifagos en
el agua residual, éstos
no tienden a acumularse en el suelo, por lo que finalmente no
permanecen en las
hortalizas; pudiendo de esta manera, decir que la irrigación de
este tipo de hortalizas con
aguas residuales no impacta su calidad microbiológica final, en
base a la presencia de
bacteriófagos. Por otro lado, se observó que no existe relación
entre colifagos y coliformes
totales.
-
I. INTRODUCCIÓN
1.1 Antecedentes
México es un país en el que con su legislación, busca la calidad
de las aguas destinadas
a diversos usos; desde las aguas potables hasta las residuales,
pasando por las aguas
utilizadas para riego, procesamiento de alimentos, etc. Con esta
legislación, entre otros
objetivos, se busca la disminución de la incidencia de
enfermedades causadas por
microorganismos patógenos que de alguna u otra forma utilizan el
agua como vector para
poderse diseminar. La fiebre tifoidea, cólera, hepatitis A, son
ejemplos de estas
enfermedades que si bien no se ha logrado erradicar por
completo, sí se ha logrado
disminuir en gran medida su expansión.
Es necesario hacer notar que, a pesar de los esfuerzos que se
tienen en nuestro país por
lograr los objetivos anteriormente planteados; nuestras
prácticas de disposición de
desechos han incrementado los registros de enfermedades
ocasionadas por
microorganismos emergentes.
-
INTRODUCCIÓN 2
Lo anterior, exige que se lleven a cabo análisis que permitan
conocer la incidencia
microbiológica, que de alguna u otra forma pueden causar
enfermedades. Para esto, se
recurre a la utilización de organismos indicadores que
habitualmente se encuentran
relacionados al tracto intestinal y cuya presencia en el agua
indica que ésta ha recibido
una contaminación de origen intestinal.
Dentro de los organismos indicadores más comúnmente utilizados
están los coliformes,
siendo aquellas “bacterias aeróbicas y facultativamente
aeróbicas, en forma de bacilo,
Gram negativas, que no forman esporas y que fermentan la lactosa
con formación de gas
en el plazo de 48 horas a 35°C” (Madigan y cols. 1998). Sin
embargo, se tienen otros
organismos que también son utilizados como indicadores de
contaminación como los
estreptococos fecales, el Clostridium perfringens y los
bacteriófagos (virus bacterianos).
Dado que los bacteriófagos pueden encontrarse constantemente en
aguas contaminadas,
pueden ser utilizados como un indicador apropiado de
contaminación fecal o viral. La
certeza en la utilización de los bacteriófagos como organismos
indicadores radica en que
su estructura, morfología, tamaño y comportamiento en ambientes
acuáticos es similar al
de los virus entéricos.
En el Instituto Tecnológico de Sonora se ha desarrollado la
habilidad para investigar las
relaciones de producción y la seguridad sanitaria de los
productos cosechados, a través
de análisis de la calidad del agua, entre otros. En los últimos
años se ha estado
trabajando en estrecha colaboración con el Departamento de
Suelos, Agua y Ciencias
Ambientales de la Universidad de Arizona, en proyectos que se
han desarrollado tanto en
nuestro país como en los Estados. El grupo de trabajo del Dr.
Gerba, de la Universidad de
Arizona, llevó a cabo un proyecto relacionado con la detección
de organismos patógenos
en hortalizas de consumo fresco irrigadas con aguas residuales.
Este proyecto fue
apoyado por el Departamento de Agricultura de Estados Unidos
(USDA, por sus siglas en
inglés) y la presente investigación fue parte del mismo
(establecimiento de parcelas de
hortalizas como zanahoria, lechuga y chile) realizándose en los
laboratorios de la
Dirección de Investigación y Estudios de Posgrado (DIEP) del
Instituto Tecnológico de
Sonora.
-
INTRODUCCIÓN 3
1.2 Planteamiento del problema
La promoción del tratamiento y reuso de las aguas residuales ha
recibido un importante
impulso en nuestro país desde 1991. Por otro lado, se han
establecido normas que
regulan la calidad del agua para las diferentes actividades y/o
su disposición final. Sin
embargo, el alcance de estas normas es muy limitado,
especialmente en lo referente a la
calidad biológica, donde los parámetros que consideran son sólo
indicadores de
contaminación fecal cuya utilidad ha sido cada vez más
cuestionada.
No se ha establecido dentro de nuestra legislación, un mecanismo
de control de
microorganismos distintos a los coliformes y helmintos en
alimentos, problema que sitúa a
nuestro país en desventaja al tratar de colocar este tipo de
productos en el mercado
internacional, ya que en algunos otros países sí se está
llevando a cabo este control.
Dentro de las metodologías existentes para la detección de la
presencia de virus entéricos
en agua, suelo y fruto, la utilización del colifago MS-2 como
indicador, se encuentra en
ventaja, ya que es un método rápido y sencillo, con lo cual se
puede tener un resultado en
poco tiempo con respecto a la calidad del agua de riego y así
determinar si es apta para
su utilización.
De lo anterior y a través de un monitoreo de la incidencia en
agua, suelo y fruto de
bacteriófagos que tienen como hospedero a E. coli, se busca dar
respuesta a lo siguiente:
¿De qué manera impacta la calidad del agua de riego superficial
y residual a hortalizas?
1.3 Justificación
El interés por el control de la contaminación en las fuentes de
agua tanto superficiales
como subterráneas por parte de la sociedad es cada día mayor.
Sólo hasta muy
recientemente las fuentes no puntuales de contaminación han
empezado a recibir
atención. La agricultura es una de las muchas fuentes no
puntuales y debido a su
naturaleza, está siendo sometida a escrutinio con respecto a sus
prácticas de producción,
-
INTRODUCCIÓN 4
manejo de desechos, calidad del agua que se usa en los riegos y
la calidad de los
productos obtenidos. En México no es común que se realicen
análisis del agua de riego y
menos aún que se evalúe su calidad microbiológica. Sin embargo,
cada vez es más
importante la seguridad alimentaria tanto para los consumidores
de nuestro país como de
aquellos países (particularmente Estados Unidos) a donde
nuestros productos son
exportados; y la cantidad y variedad de hortalizas y frutas que
México exporta tiende a
incrementarse.
Es común que en las diferentes regiones de nuestro país
coexistan diferentes tipos de
actividades, de las cuales algunas son reguladas en cuanto a sus
descargas de
contaminantes al ambiente, pero otras, la ganadería como
ejemplo, por ser fuente no
puntual ha recibido poca atención. Es evidente que al haber
eventos de lluvia, dichos
contaminantes pueden ser arrastrados por las corrientes de agua
hacia los canales de
irrigación. Por otra parte, como los canales de riego son
abiertos, también son altamente
susceptibles a ser contaminados por animales silvestres que son
portadores de
microorganismos patógenos.
Es importante generar información que nos ayude a definir
normatividad adecuada y
prácticas de manejo de cultivo que nos permitan producir
hortalizas que cumplan con las
expectativas de los consumidores del mercado internacional para
los cuales es cada día
más importante la seguridad alimentaria.
La sanidad microbiológica postcosecha de los productos
hortícolas está altamente
relacionada con la calidad del agua de irrigación (ya sea
residual o la proveniente de los
canales de riego), la cual a su vez es impactada por las
diferentes actividades
productivas.
1.4 Objetivo
Evaluar el impacto que tiene la calidad del agua de riego
residual y superficial, en
hortalizas, monitoreando la incidencia de bacteriófagos en agua,
suelo y fruto.
-
INTRODUCCIÓN 5
1.5 Delimitaciones
Con referencia a lo anteriormente planteado, la presente
investigación se llevó a cabo en
los laboratorios de la DIEP en el Instituto Tecnológico de
Sonora. El tiempo requerido para
la misma fue de diciembre de 2000 a mayo de 2001.
En los análisis realizados, sólo se empleó al bacteriófago MS2
como indicador, es decir,
no se llegó a la identificación específica de los virus
presentes en las muestras
analizadas.
-
II. FUNDAMENTACIÓN
2.1 Consumo de agua por cultivos
Según Palacios (1995), el agua es uno de los compuestos más
importantes de todos los
organismos vivos, incluyendo las plantas, ya que representan el
80% o más del peso de la
planta y alrededor del 50% en leñosa. Además de que una parte
fundamental, constituye
el medio de transporte de los nutrientes que provienen del suelo
y en el proceso
fotosintético el agua se combina con el dióxido de carbono para
constituir la planta. Entre
las acciones propuestas, relativas al uso del agua con fines
agrícolas, destacan las que
propician un aumento en la productividad de los recursos para la
producción de alimentos,
con especial atención a las que se refieren al uso del agua del
suelo, tanto en sistemas de
riego como de temporal.
El agua disponible para el riego de los cultivos puede ser
cruda, residual y residual
doméstica tratada. El agua en estado líquido, como
precipitación, es la fuente más
importante de agua dulce. La efectividad del agua en forma de
vapor está en dar
-
FUNDAMENTACIÓN 7
humedad al aire, pues un fuerte contenido reduce la evaporación
de los suelos y la
evapotranspiración de las plantas. En forma de nieve, al
derretirse contribuye a recargar
las reservas de agua existentes en el suelo. La mayor aplicación
del agua de riego está
en los lugares áridos y semiáridos, en los que la lluvia es
escasa, como en el noroeste de
México (Aguilera y Martínez, 1996).
En el Programa Hidráulico Nacional 2001 – 2006 de SEMARNAT
(2002), se informa que
actualmente en México la superficie con infraestructura de riego
es de 6.3 millones de
hectáreas, lo que coloca al país en el séptimo lugar mundial. El
54% de esa superficie
corresponde a 82 Distritos de Riego, y el 46% restante a obras
de riego en pequeño
operadas, conservadas y mantenidas por los propios productores,
a las cuales se les
denomina Unidades de Riego (Urderales).
La agricultura de riego utiliza el 78% del agua extraída en el
país. Los métodos aplicados
son tradicionales en más del 80% de la superficie y la
eficiencia promedio en el uso del
agua se estima en 46%; con el empleo de tecnologías e
infraestructura avanzadas, éste
porcentaje podría alcanzar el 60%.
2.1.1 Requerimiento de agua por cultivos en el Valle del
Yaqui
La agricultura consume aproximadamente del 90 al 94 % de la
demanda de agua de la
entidad, el resto lo consume la industria y los asentamientos
humanos. Del total de agua
que se consume en forma global, alrededor del 18 al 20 % es
descargada como agua
residual (agrícola, urbana, industrial y otras). En el Valle del
Yaqui anualmente se generan
cerca de 500 millones de m3, de los que entre 45 a 50 millones
corresponden a aguas
residuales urbanas (CNA, 1993).
En la tabla 1, se muestran las láminas de riego mensuales en el
Distrito de Riego 041, Río
Yaqui y en la tabla 2 los requerimientos de agua para el plan
1997 – 1998 y 1998 – 1999
del mismo distrito.
-
FUNDAMENTACIÓN 8
Tabla 1. Láminas de riego (cm) para los ciclos 95-96 y 98-99 del
Distrito de Riego Río Yaqui.
CICLO OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP95-96 15.0
15.1 13.8 12.2 12.7 12.5 12.2 14.4 13.5 13.5 13.2 12.4 98-99 17.5
15.6 9.5 9.3 13.1 17.2 18.1 13.8 20.0 14.3 12.0 13.7 PROM 16.2 15.3
11.6 10.7 12.9 14.8 15.1 14.1 15.7 13.9 12.6 13.0 Fuente: Distrito
de Riego Río Yaqui (1998).
2.2 Oferta de agua
La población, la actividad económica y las mayores tasas de
crecimiento se concentran
en el centro, norte y noroeste del país, donde la disponibilidad
de agua per cápita alcanza
valores muy cercanos a los 2 000 m3/hab/año, valor
internacionalmente considerado como
peligrosamente bajo. Esta situación comienza a generar problemas
de suministro, sobre
todo en periodos de sequía (SEMARNAT, 2002, ver
www.semarnat.gob.mx).
• Aguas superficiales. El escurrimiento natural promedio anual
en el país es de 397
mil millones de m3, y la infraestructura hidráulica actual
proporciona una capacidad de
almacenamiento del orden de 150 mil millones de m3. Se estima
que en el país se
aprovechan 44 mil millones de m3.
• Aguas subterráneas. La recarga de los acuíferos se estima del
orden de 75 mil
millones de m3/año, de los cuales se aprovechan 28 mil millones
de m3/año.
En el balance nacional de agua, la extracción es menor que el
volumen renovable. Sin
embargo, este balance global no revela la crítica situación que
prevalece en las regiones
áridas, como el caso de Sonora, donde el balance es negativo y
se está minando el
almacenamiento subterráneo para poder satisfacer las demandas;
mientras que en las
porciones más lluviosas del país, de menor desarrollo, fluyen
importantes cantidades de
agua sin aprovechamiento.
-
FUNDAMENTACIÓN 9
El problema de la sobreexplotación de los acuíferos del país es
cada vez más grave, en
1975 eran 32 los acuíferos sobreexplotados, número que se elevó
a 36 en 1981, a 80 en
1985 y a 96 en el 2000.
Las fuentes de agua disponibles para la agricultura en el Valle
de Yaqui son
principalmente el Río Yaqui, y las corrientes intermitentes del
arroyo Cocoraque y algunas
otras pequeñas cuencas de agua superficial como Chicura,
Arbolitos, Bachoco, Citabaro y
Capomos.
La precipitación media anual es de 300 mm, con el 72% en los
meses de julio, agosto y
septiembre. La aportación media anual del Río Yaqui es de 2,782
millones de m3, que son
almacenadas en las tres presas, Lázaro Cárdenas, Plutarco Elías
Calles y Álvaro
Obregón. Durante los últimos veinte años el Valle del Yaqui se
ha visto limitado por la
poca disponibilidad de agua (SAGARPA, INIFAP y CIRNO, 2001).
De acuerdo con registros de la Comisión Nacional del Agua, en la
presa Lázaro Cárdenas
están almacenados 199.7 millones de metros cúbicos, mientras que
en la Plutarco Elías
Calles hay disponibles 857.6 millones de metros cúbicos. En la
Álvaro Obregón, que es la
principal aportadora del agua para el riego en el Valle del
Yaqui, lo almacenado son 824.6
millones de metros cúbicos. En las dos primeras presas,
conocidas como La Angostura y
El Novillo, el almacenamiento está al 28.4% de su capacidad
total, en tanto que en la
Oviáchic el nivel llega apenas al 25.6%.
2.2.1 Aguas superficiales El río Yaqui se surte de una cuenca
hidrológica de 71,452 kilómetros cuadrados, 4,000
kilómetros cuadrados se ubican en los estados de Arizona y Nuevo
México en Estados
Unidos de Norteamérica y de la superficie restante, una cuarta
parte, se encuentra en el
estado de Chihuahua y tres cuartas partes en el estado de
Sonora.
La corriente principal del río Yaqui posee una longitud de
alrededor de 850 kilómetros,
cuyos afluentes principales son los ríos Bavispe, Papigóchic,
Aros, Moctezuma, Chico,
-
FUNDAMENTACIÓN 10
Sahuaripa y Tecoripa, entre otros. De acuerdo a SAGARPA, INIFAP
y CIRNO (2001), el
escurrimiento medio anual del río Yaqui en 60 años de
observación se estima en 2,944
millones de metros cúbicos, volumen que se considera como
disponible, año con año,
para el desarrollo de la agricultura en el Valle del Yaqui.
Además del volumen de agua de los escurrimientos del río Yaqui,
también se cuenta con
un volumen anual de 450 millones de metros cúbicos que se pueden
extraer de los pozos
profundos que se ubican a lo largo y ancho del Valle del
Yaqui.
2.2.2 Aguas residuales La cantidad de aguas residuales
domésticas, en una población es generalmente del 65 al
70% del agua potable suministrada, el resto, es utilizada para
riego de jardines, lavado de
automóviles, etc.
De a cuerdo a la CNA (1993), en nuestro país se están
aprovechando aproximadamente
51 m3/seg de aguas residuales para irrigar más de 156,000
hectáreas, la gran parte de
este volumen sin recibir ningún tratamiento y sin marco
normativo que regule su uso,
aprovechamiento y manejo, y que debido al continuo crecimiento
de los servicios de
agua potable y alcantarillado en las ciudades, se tendrá una
disponibilidad adicional de
este tipo de agua para ser utilizada en el riego.
Por otro lado es importante tomar en cuenta que la Organización
Mundial de la Salud ha
presentado un modelo de riesgos que pueden tenerse al hacer uso
de aguas residuales
no tratadas para la agricultura. Es de imaginarse que los
riesgos posibles son las
infecciones y enfermedades originadas por varias clases de
patógenos.
Loehr, 1978 y Wasseman, 1981 (citados por Alvarez, 1988);
proponen que las prácticas
de manejo de las aguas residuales para evitar los problemas de
salud al ser utilizadas
como agua de riego, son las siguientes:
-
FUNDAMENTACIÓN 11
• Aplicar como mínimo tratamiento primario con desinfección
antes de su uso en el
riego.
• Evitar el consumo de cultivos crudos.
• Suspender el riego entre dos y cuatro semanas antes de la
cosecha.
• Evitar el pastoreo del ganado al menos dos semanas después del
último riego.
• Emplear, de preferencia, sistemas de riego superficial.
• Evitar el contacto de los productos cosechados con el agua o
el suelo.
2.2.3 Aguas residuales tratadas Uno de los aspectos más
atrayentes del riego con agua residual regenerada, en
comparación con otros tipos de reutilización tanto para usos
potables como no potables,
es el nivel de calidad menos exigente que normalmente se aplica
al agua de riego y, por
consiguiente, la posibilidad de efectuar un tratamiento más
sencillo y barato que el
requerido para otros usos Asano y Mandancy, 1982 (citados por
Prettygrove y Asano,
1990).
Las mayores posibilidades de aumentar los recursos hidráulicos
mediante la utilización de
agua residual regenerada, es decir, de conseguir agua adicional
para el Valle del Yaqui,
proviene principalmente de las plantas tratadoras de agua.
Ciudad Obregón cuenta con dos plantas tratadoras de aguas, que
mantienen el
saneamiento de sus aguas residuales domésticas mediante sistemas
biológicos
lagunares. La planta norte que se localiza sobre la prolongación
de la calle Kino al norte y
el cauce del canal de drenaje agrícola y sanitario Bordo Prieto,
al poniente de la zona
norte. Esta planta trata las aguas residuales domésticas de la
zona norte de la ciudad, con
un gasto de proyecto de 850 lps, en la primer etapa y del doble
para la última etapa de
desarrollo. Por otro lado se tiene a la planta sur, ubicada en
la esquina sur poniente de las
calles 400 y Kino, al sur de la ciudad. Da tratamiento a las
aguas residuales de la zona sur
de la ciudad. De acuerdo al proyecto esta planta (sur), tiene
una capacidad inicial de 735
lps y de 1470 lps en la última etapa (para el año 2012). Sin
embargo, debido a las
-
FUNDAMENTACIÓN 12
constantes campañas de uso eficiente derivados de la escasez de
agua, estas dos
plantas, tratan en conjunto aproximadamente 1,000 lps en la
actualidad.
2.3 El agua como medio de contaminación microbiológica De
acuerdo a Amador y cols. (1993), dadas las características
fisicoquímicas que
presenta el agua, puede encontrarse formando parte de una gran
variedad de materiales
en la naturaleza. Lo anterior, aunado a que participa
activamente en los procesos
biológicos; la ha llevado a darle al agua una larga lista de
usos en la satisfacción de las
necesidades en las comunidades humanas.
Los usos a los que es sometida el agua van desde los de
necesidad básica como bebida,
para cocinar, higiene personal, lavado de alimentos, retiro de
desechos domésticos e
industriales; hasta los usos industriales como la generación de
vapor y de electricidad,
como solvente, enfriamiento, extinción de incendios, etc.
Las aplicaciones anteriores del agua, claramente van a cambiar
sus propiedades
originales convirtiéndola en un agua residual, con el
consecuente riesgo a la salud por el
hecho de que se pone en contacto directo con sustancias tóxicas
y microorganismos
patógenos, incorporándose estos al agua disueltos o en
suspensión. El contacto ocurre
espontáneamente en la naturaleza o como consecuencia del uso que
se hace del agua, lo
cual es prácticamente inevitable.
Por otro lado, la necesidad del consumo del agua es de tal
magnitud que su disponibilidad
constituye una prioridad, el control de su calidad sanitaria se
justifica plenamente porque
puede contener una gran variedad de agentes patógenos. Se tienen
conocimientos
acerca de casos aislados y epidemias que se presentan, usando el
agua como vehículo
del agente patógeno. La incidencia de los casos mencionados es
mínima cuando el
control sanitario de su calidad se ejerce sistemáticamente en
una comunidad.
Desde el punto de vista microbiológico, la importancia sanitaria
se refiere a la presencia
-
FUNDAMENTACIÓN 13
de aquellos microorganismos patógenos que pueden utilizar el
agua como vehículo de
diseminación; principalmente bacterias intestinales, siendo
utilizada como medio de
eliminación de excretas y otros desechos; puede también contener
microorganismos
patógenos de asiento no intestinal, tales microorganismos son
destruidos por los
mecanismos y medios que suelen utilizarse cuando se tratan las
aguas por el proceso
ordinario de potabilización.
La contaminación fecal del agua potable puede incorporar una
variedad de diversos
organismos patógenos intestinales-bacterianos, virales y
parasitarios cuya presencia está
relacionada con enfermedades y portadores de tipo microbiano que
puedan existir en ese
momento en la comunidad.
2.3.1 Bacterias
Las bacterias patógenas intestinales se hallan diseminadas a lo
largo y ancho del planeta.
Según la Organización Mundial de la Salud (OMS) (1987), ha sido
detectada la presencia
en agua potable contaminada de: Salmonella, Shigella,
Escherichia coli enterotoxigena,
Vibrio cholerae, Yersinia enterocolitica y Campylobacter fetus.
Estos organismos pueden
ser causantes de enfermedades cuyo índice de gravedad va desde
una ligera
gastroenteritis hasta casos graves y, a veces fatales, de
disentería, cólera o tifoidea.
Otros organismos cuya presencia en el ambiente es natural y a
los que no se considera
patógenos, también pueden producir, en ocasiones, enfermedades
de tipo oportunista. La
presencia de esos organismos en el agua potable puede causar
infecciones, sobre todo
en aquellas personas cuyos mecanismos de defensa naturales,
locales o generales, se
hallan disminuidos. Esto es más probable que suceda en casos de
gente muy avanzada,
de muy corta edad y de pacientes hospitalizados.
Amador y cols. (1993), mencionan que los modos de transmisión de
bacterias patógenas
incluyen la ingestión de agua y alimentos contaminados, el
contacto con personas o
animales infectados y la exposición a aerosoles. La importancia
de la vía acuática para
propagar infecciones bacterianas intestinales varía mucho, tanto
con el tipo de
-
FUNDAMENTACIÓN 14
enfermedad como con las circunstancias locales. Así por ejemplo,
la Shigella puede ser
acarreado por el agua, pero no siempre constituye la principal
vía de propagación de la
shigellosis, sino más bien por el contacto entre las personas
que habitan en condiciones
de hacinamiento; por el contrario, el cólera suele ser
transmitido por el agua, y la
salmonelosis, en cambio, transmitida por los alimentos.
Entre los diversos microorganismos patógenos transmitidos por el
agua, existe una amplia
gama de niveles de dosis mínima suficiente para causar infección
en el ser humano. En el
caso de la Salmonella typhi, la sola ingestión de unos pocos
organismos puede causar
enfermedad; cuando se trata de Shigella flexneri, se requieren
varios cientos de células,
en tanto que serán necesarios muchos millones de células
serotípicas de Salmonella para
que se produzca una gastroenteritis. Así también, en el caso de
organismos toxígenos
como la E. coli enteropatógena y el V. Cholerae, pueden ser
necesarias cantidades tan
elevadas como 108 microorganismos para causar enfermedad (OMS,
1987).
2.3.2 Protozoos y helmintos
La OMS (1987) menciona que existen tres protozoos patógenos para
el hombre de origen
intestinal, que pueden ser transmitidos por el agua; Entamoeba
histolytica, esp. Giardia y
Balantidium coli. Estos organismos son los agentes etiológicos
de la amebiasis (disentería
amebiana), giardiasis y balantidiasis, respectivamente, y todos
han sido asociados a
brotes epidémicos causados por el agua. Varias amebas, que
suelen ser transmitidas por
el agua resultan ser agentes de enfermedades frecuentemente
fatales. Sin embargo, la
infección transmitida por el agua con estos organismos casi
siempre es asociada al
contacto recreativo más que al hecho de haberse bebido el
agua.
La E. histolytica está distribuida por todo el mundo. La OMS
(1987) sostiene que el
hombre es el reservorio de la infección. En el caso de Giardia
están también distribuidas
en todo el mundo y son flagelados que existen en las formas de
trofozoos y quistes.
Además del hombre, las Giardia se han encontrado en numerosas
especies de
mamíferos. El organismo que afecta al hombre ha sido denominado
Giardia lamblia,
Lamblia intestinalis o Giardia intestinalis.
-
FUNDAMENTACIÓN 15
La Naegleria patógena es el agente etiológico más frecuentemente
reconocido como
transmisor de la meningoencefalitis amebiana primaria. Las
amebas del género Naegleria
existen en la forma de trofozoos, flagelados y quistes.
El potencial de transmisión por el agua puede ser algo mayor en
los trópicos, donde el
índice de portadores excede con frecuencia el 50%, en
comparación con las regiones más
templadas, donde la prevalencia entre la población general es,
por lo común, menor del
10% (OMS, 1987).
Dos grupos de helmintos están más directamente relacionados con
los abastecimientos
de agua: los que se transmiten en su totalidad por la ingestión
de copépodos infectados
haciendo de huéspedes intermedios y los que cuyas cercarias son
directamente
infecciosas para el hombre.
Algunos protozoos son útiles para la depuración de las aguas
residuales al consumir
bacterias y partículas orgánicas. Sin embargo, los huevos de
Ascaris, Taenia y
Ancylostoma son uno de los mayores peligros de las aguas
residuales por las graves
repercusiones que pueden producir en el ser humano. La cloración
es poco efectiva con
los quistes de protozoos y huevos de helminto, siendo eliminados
por sedimentaciones
prolongadas.
2.3.3 Virus
Amador y cols. (1993) mencionan que los virus que más preocupan
en cuanto a la
transmisión de enfermedades infecciosas hídricas son
principalmente los que se
multiplican en el intestino y son expelidos en gran número en
las heces de los individuos
infectados. Se ha informado que se han encontrado hasta 108
unidades víricas por gramo
de heces. Si bien, la reproducción no ocurre fuera de huéspedes
vivos, los virus entéricos
tienen una gran habilidad para sobrevivir en el ambiente
acuático y pueden permanecer
en estado viable por días o meses. Los virus entran al ambiente
acuático principalmente
por las descargas de aguas residuales.
-
FUNDAMENTACIÓN 16
La vía principal de exposición de los virus entéricos es por
contacto directo con personas
infectadas o por contacto con objetos contaminados por heces.
Sin embargo, debido a la
capacidad de los virus para sobrevivir y debido a que sólo se
requiere de una dosis baja
para infectarse, tanto la exposición como las consiguientes
infecciones pueden ocurrir por
medios menos evidentes, incluso por la ingestión de agua potable
contaminada (OMS,
1987).
Los casos de brotes explosivos de hepatitis vírica y de
gastroenteritis, resultantes de la
contaminación de abastecimientos de agua con aguas residuales,
han sido bien
documentados desde el punto de vista epidemiológico. La OMS
(1987) sostiene que en
algunas áreas en vías de desarrollo, las fuentes de agua pueden
estar muy contaminadas
y los métodos de tratamiento pueden ser menos confiables y
sofisticados. Teniendo en
cuenta estos factores y el gran número de personas bajo riesgo,
es preciso considerar el
agua potable como un vehículo potencial de primer orden en la
transmisión ambiental de
virus entéricos. Como ocurre con otras infecciones microbianas,
los virus entéricos
también pueden ser transmitidos por los alimentos y aerosoles
contaminados, además del
modo usual de contagio que es el contacto directo.
En el caso de las aguas residuales, los virus se encuentran en
menor proporción que las
bacterias y demás microorganismos, ya que su supervivencia
depende de otros
organismos a los que infectan y utilizan para su reproducción,
manifestando gran
peligrosidad desde el punto de vista sanitario. El tratamiento
por lodos activados elimina,
al menos el 90% de enterovirus, aunque sólo una desinfección
complementaria logra su
completa inactivación.
2.4 Aspectos sanitarios y reglamentarios de la irrigación de
cultivos
De acuerdo a Linsley y Franzini (1984), no toda el agua
disponible es útil para el riego
agrícola, ya que puede contener:
• Sustancias químicas tóxicas a las plantas o las personas que
se alimentan con esas
plantas.
-
FUNDAMENTACIÓN 17
• Sustancias químicas que al reaccionar con las del suelo
producen efectos nocivos
para la planta.
• Bacterias dañinas para el personal o para los animales que son
consumidos por los
humanos al ser regadas con esas aguas. Entre peor sea la calidad
del agua menores
o nulos serán los rendimientos de los cultivos.
La calidad del agua para riego está en función de su composición
química, la tolerancia
de los cultivos a las sales, las propiedades físicas y químicas
de los suelos, las prácticas
de manejo de suelos, agua y cultivo, las condiciones
climatológicas, el método de riego
por emplear y las condiciones de drenaje interno y superficial
del suelo (Aguilera y
Martínez, 1996).
Una alternativa en la irrigación es la utilización de aguas
residuales con o sin tratamiento,
para lo cual la Agencia de Protección Ambiental de los Estados
Unidos (USEPA por sus
siglas en inglés) establece los estándares de calidad que debe
cumplir un agua residual
que ha sido tratada y se pretenda su utilización en el riego de
cultivos (tabla 2).
La OMS (1989) establece que la presencia de coliformes en el
agua residual que ha sido
tratada, es una indicación de la posible existencia de
microorganismos patógenos y de
vectores productores de enfermedades y que para el riego sin
restricción, el agua no debe
tener más de 100 CF/100 ml. En California y Arizona, el agua
residual tratada para el
riego de cultivos que se consumen frescos no puede tener una
media geométrica superior
a 2.2 CF/100 ml y ninguna muestra debe de pasar de 125 CF/100
ml.
En México, la NOM-001-ECOL-1996 emitida por SEMARNAT, 2002
(ver
www.semarnat.gob.mx), establece los lineamientos de la calidad
de agua para la
irrigación de cultivos. Esta norma, establece criterios de
calidad sanitaria haciendo
referencia a organismos indicadores como los coliformes fecales
(1000 y 2000 NMP/100
ml) y huevos del helminto (1/lt de agua muestreado).
-
FUNDAMENTACIÓN 18
Tabla 2. Posible reutilización de las aguas residuales tratadas
de acuerdo a sus parámetros de calidad.
REUTILIZACIÓN TRATAMIENTO CALIDAD DISTANCIA DE SEGURIDAD
Riego de parques, campos de golf y cementerios
Secundario Filtración
Desinfección
pH entre 6 y 9 DBO < 10 mg/lt
0 CF/100 ml Cl2 = 1 mg/lt
15 m a fuentes o pozos de agua potable
Riego de parques y jardines con accesos público
prohibido
Secundario Desinfección
pH entre 6 y 9 DBO < 30 mg/lt SS < 30 mg/lt 0 CF/100 ml
Cl2 = 1 mg/lt
90 m a fuentes de agua potable, 30 m a zonas permitidas al
público
Riego de cultivos comestibles no procesados
comercialmente
Filtración Secundario
Desinfección
pH entre 6 y 9 DBO < 10 mg/lt
0 CF/100 ml Cl2 = 1 mg/lt
15 m a fuentes o pozos de agua potable
Riego de cultivos que se consumen procesados
Secundario Desinfección
pH entre 6 y 9 DBO < 30 mg/lt SS < 30 mg/lt 200 CF/100
ml
Cl2 = 1 mg/lt
90 m a fuentes de agua potable, 30 m a zonas permitidas al
público
Riego de pastos para animales productores de
leche y cultivos industriales
Secundario Desinfección
pH entre 6 y 9 DB= < 30 mg/lt SS < 30 mg/lt 0 CF/100 ml
Cl2 = 1 mg/lt
90 m a fuentes de agua potable, 30 m a zonas permitidas al
público
Fuente: EPA (1992).
2.5 Microorganismos indicadores
El análisis microbiológico de muestras de agua tiende a
determinar la calidad sanitaria de
éstas y su aptitud para distintos usos. En general, los métodos
utilizados están diseñados
de modo de detectar el grado de contaminación del agua con
desechos de origen humano
y/o animal.
La importancia de estar constantemente buscando una posible
contaminación en el agua,
crea la necesidad de establecer una metodología rápida, sencilla
y que no demande una
gran cantidad de tiempo; para finalmente tener un resultado
confiable con respecto a la
presencia de organismos patógenos relacionados con el tracto
intestinal de animales de
sangre caliente. Para lo anterior, se busca un microorganismo,
el cual, con el hecho de
demostrarse su presencia a través de pruebas sencillas de
laboratorio, se pone de
manifiesto también la presencia de aquellos que se relacionan
con una contaminación
fecal y por lo tanto, la posible presencia de
enteropatógenos.
-
FUNDAMENTACIÓN 19
Tradicionalmente se han usado ensayos para la determinación de
microorganismos
indicadores más que para la determinación de patógenos. Maier y
colaboradores (2000)
menciona que los microorganismos utilizados como indicadores son
aquellos cuya
relación con los patógenos ha sido estudiada y que además
cumplen con los siguientes
criterios:
• Deben ser útiles para cualquier tipo de agua.
• Deben estar presentes en el momento en que los microorganismos
entéricos
patógenos lo estén.
• Debe tener una supervivencia comparable con la de los
organismos patógenos.
• No debe crecer en agua.
• La prueba de detección debe ser sencilla.
• La densidad presente del organismo indicador debe tener alguna
relación directa
con el grado de contaminación fecal.
• Debe ser un miembro de la microflora intestinal de animales de
sangre caliente.
Los indicadores más frecuentes son:
• Mesófilos aerobios totales
• Enterobacterias
• Coliformes totales y fecales
• Estreptococos fecales
• Enterococos
• Clostridios sulfito-reductores
2.5.1 Coliformes totales y fecales
El grupo de bacterias coliformes ha sido siempre el principal
indicador de calidad de los
distintos tipos de agua. El número de coliformes en una muestra
se usa como criterio de
contaminación y por lo tanto, de calidad sanitaria de la
misma.
Los coliformes son bastones Gram (-), aerobios o anaerobios
facultativos que fermentan
la lactosa con formación de gas cuando se incuban 48 horas a
35ºC. Incluye los géneros
-
FUNDAMENTACIÓN 20
Escherichia, Enterobacter, Klebsiella y especies
lactosa-positivas de otros géneros.
También interesa la determinación de coliformes fecales que
representan la fracción de
coliformes, en general, de intestinos y materias fecales de
hombre y animales de sangre
caliente (coliformes termotolerantes). Esto provee información
importante sobre la fuente
y el tipo de contaminación presente, Universidad de Uruguay,
2002, www.bilbo.edu.uy.
La misma Universidad, menciona que un método muy utilizado para
el recuento de
coliformes en agua ha sido siempre el NMP, pero han ido variando
los medios de cultivo,
las condiciones y las técnicas de manera de obtener cada vez
mayor sensibilidad y
precisión hasta hacerlo aceptable como método estándar. Los
distintos métodos de NMP
para coliformes totales se basan, en primera instancia, en una
selección de los
microorganismos que producen ácido y gas de lactosa a 35ºC. Por
ello, el primer paso es
siempre la siembra en tubos de algún caldo lactosado, con o sin
inhibidores, con tubo de
fermentación para recoger el gas que pueda producirse. A esto
sigue una confirmación en
un medio líquido selectivo y/o una determinación de los
coliformes fecales cuya
diferenciación se realiza en base al hecho de que pueda producir
gas de lactosa en un
medio apropiado cuando se incuba a 44,5ºC mientras que los demás
coliformes no.
Por otro lado, indica que es muy utilizado el método de
filtración por membrana para el
recuento de bacterias coliformes totales y fecales. Es un método
altamente reproducible,
puede usarse para analizar volúmenes de muestra relativamente
grandes y se obtienen
resultados en menor tiempo que con el NMP. Sin embargo, no puede
aplicarse a
cualquier tipo de muestra y tiene sus limitaciones. También se
encuentra entre los
métodos estándar. La determinación de coliformes fecales por
filtración puede hacerse a
partir de las colonias desarrolladas en Endo o directamente
incubando la membrana en
medio m-FC e incubando a 44,5ºC.
Para la detección simultánea de coliformes totales y Escherichia
coli se puede utilizar la
prueba de sustrato enzimático. En este caso el grupo de
coliformes totales se define
incluyendo todas las bacterias que presentan la enzima
β-D-galactosidasa, que hidroliza
el sustrato cromogénico (por ejemplo,
ortonitrofenil-β-D-galactopiranósido) liberando el
cromógeno. Como E. coli se incluyen todas las bacterias que dan
positiva la reacción de
coliformes totales y que tienen actividad β-glucuronidasa, que
rompe el sustrato
-
FUNDAMENTACIÓN 21
fluorogénico (por ejemplo, 4-metilumbeliferil-β-D-glucurónido),
liberando el fluorógeno.
Este método permite llevar a cabo tanto recuentos como ensayos
de ausencia/presencia,
Universidad de Uruguay, 2002, www.bilbo.edu.uy.
2.5.2 Estreptococos fecales
Según la OMS (1987) este grupo de organismos indicadores
incluyen especies de
Estreptococos grupo D de Lancefield (Enterococcus faecalis, E.
faecium, Streptococcus
equinus, S. bovis) y algunas subespecies y una especie del grupo
Q (Streptococcus
avium). El grupo enterococos estaría incluido dentro de
estreptococos fecales y
comprende las especies Enterococcus faecalis y E. faecium y sus
subespecies (origen
humano) y también se usa como indicador de contaminación fecal
en agua.
El hábitat normal de los estreptococos fecales es el intestino
del hombre y los animales de
sangre caliente, por lo tanto son indicadores de contaminación
fecal, sobre todo en
muestras de lagos, estuarios, ríos, etc. La identificación de
las especies puede
proporcionar información sobre la fuente de contaminación debido
a que algunas especies
son específicas de sus huéspedes; por ejemplo, una predominancia
de S. bovis o S.
equinum indicaría una contaminación por heces no humanas.
Existen distintos métodos estándar para su estimación: a) NMP y
b) filtración por
membrana.
2.5.3 Clostridium perfringens
El Clostridium perfringens es un organismo productor de esporas,
anaeróbico y reductor
de los sulfitos; es Gram (+) y relacionado exclusivamente a la
contaminación fecal. La
gran resistencia que presentan sus esporas, reduce su
utilización como organismo
indicador (Maier y cols. 2000).
-
FUNDAMENTACIÓN 22
2.5.4 Cuenta heterotrófica en placa
El recuento de heterótrofos totales consiste en un método
estandarizado para determinar
la densidad de bacterias heterótrofas, mesófilas aerobias y
anaerobias facultativas en el
agua. Así se obtiene información útil que se estudia junto con
el índice de coliformes;
también se le usa para controlar un proceso de tratamiento de
agua o para verificar la
calidad del agua tratada, luego de recorrer toda la red de
distribución (Maier y cols.
2000).
2.5.5 Bacteriófagos
Maier y cols. (2000) establecen que otro grupo de indicadores de
contaminación fecal y
que también se considera como indicador viral, que ha comenzado
a utilizarse en aguas
lo constituyen los colifagos. Los colifagos son bacteriófagos de
coliformes que se
encuentran siempre que haya coliformes totales y fecales. De
acuerdo a estudios de
correlación entre número de colifagos y coliformes en agua, se
podría utilizar el índice de
colifagos como índice de calidad sanitaria de agua. Además, como
son más resistentes a
la cloración que los coliformes, pueden ser mejores indicadores
de desinfección que éstos
últimos.
Actualmente se utilizan dos grupos de colifagos en particular:
los somáticos, que infectan
cultivos de E. coli a través de receptores de la pared celular y
los RNA F-específicos, que
infectan a E. coli y bacterias similares a través del pili
sexual.
Los colifagos F-específicos (fago específico-masculino), son los
que han tenido mayor
aceptación debido a que son similares en tamaño y forma a muchos
de los virus entéricos
patógenos de procedencia humana. Algunos de los más ampliamente
utilizados son el
colifago f2, φ174, MS-2 y PRD-1.
El método de enumeración se basa en la formación de placas de
lisis. Los colifagos
(bacteriófagos) infectan y se multiplican provocando la lisis
celular de las bacterias
hospederas y posteriormente se da la liberación de partículas
virales que infectarán a las
-
FUNDAMENTACIÓN 23
células bacterianas adyacentes. A medida que estas bacterias se
vayan lisando, se
formarán zonas claras, conocidas como playas de lisis o calvas,
entre el crecimiento
confluente de la bacteria utilizada. La metodología empleada
está descrita en el
“Standards Methods for the examination of water and wastewater"
(Madigan y cols.,
1998). Una gran ventaja que posee este método es que se obtienen
resultados en 8 a 18
horas.
Por otro lado, Sobsey y cols. (2002) le atribuye a la
utilización de los colifagos F-
específicos como indicadores de contaminación fecal, las
siguientes ventajas:
• son detectables mediante métodos simples en aguas
superficiales y subterráneas
contaminadas fecalmente,
• se encuentran presentes en niveles detectables en aguas
fecalmente contaminadas,
• su reducción (remoción e inactivación) de la fuente
contaminada a través de procesos
de tratamiento (coagulación, filtración y desinfección) es
similar a virus entéricos
causantes de enfermedades humanas, y
• la determinación de la reducción de los colifagos
F-específicos por procesos de
tratamiento es sencilla, rápida, confiable y de bajo costo; lo
que resulta en un mejor
monitoreo de la eficiencia de remoción de virus.
2.6 Movilidad y supervivencia microbianos
Las infecciones emergentes, no se encuentran limitadas a nuevas
enfermedades, sino
que incluyen también el resurgimiento de enfermedades que se
creían controladas,
especialmente a medida que los antibióticos van siendo menos
efectivos y los sistemas
sanitarios fallan. Madigan (1997) afirma que dentro de los
factores que determinan el
transporte microbiano puede citarse la adaptación y los cambios
microbianos, así como la
aparición de hechos naturales anormales que alteran el
equilibrio normal hospedador-
patógeno.
-
FUNDAMENTACIÓN 24
2.6.1 Movilidad y supervivencia de virus en suelo
De acuerdo a Gerba y cols. (1975), Parson y cols. (1975) y Burge
y Marsh (1978) el grado
de supervivencia de enterovirus en el suelo se encuentra entre 8
y 175 días (citado por
Prettygrove y Asano, 1990).
Muchos virus sobreviven a las técnicas modernas de tratamiento
de agua residual y en
concreto a la desinfección, Gerba y cols., 1975 (citado por
Prettygrove y Asano, 1990).
Los virus pueden sobrevivir de uno a varios años en un suelo
regado con agua residual.
La mayoría de los estudios realizados sobre la supervivencia o
la inactivación de los virus,
tanto en el agua residual como en el suelo, han sido realizados
con poliovirus y
bacteriófagos.
La inactivación de los virus, es decir, la pérdida de su
capacidad de infectar la célula
huésped, depende aparentemente de la dispersión de los agregados
de partículas virales,
así como de la presencia de sales, especialmente de los
cloruros, de la temperatura, del
pH, de las especies químicas virucidas y de la presencia de
materia en suspensión, Vilker,
1981; (citado por Prettygrove y Asano, 1990).
La movilidad de los virus en el suelo depende de las
características de su cápsula
proteínica, así como de la capacidad de intercambio de cationes
del suelo, de su pH, de
su conductividad, de su área superficial, de su contenido de
materia orgánica y de su
textura, así como del pH, de la fuerza iónica y de la carga
hidráulica del líquido que
percola.
-
III. MÉTODO
3.1 Ubicación del experimento
La presente investigación se desarrolló en el periodo diciembre
de 2000 a mayo de 2001,
así como los meses de noviembre 2001 a junio de 2002. Fueron
utilizadas las
instalaciones de los laboratorios de Ecodesarrollo de la
Dirección de Investigación y
Estudios de Posgrado del Instituto Tecnológico de Sonora (DIEP -
ITSON) ubicado en Cd.
Obregón, Sonora; México. Por otro lado, las muestras fueron
obtenidas del campo
experimental de la misma institución, ubicado en el block 910
del Valle del Yaqui, Sonora;
México.
3.2 Arreglo de parcelas
Se manejaron dos parcelas con un área total de 938.4 m2. Cada
una de las parcelas se
-
MÉTODO 26
subdividió a su vez en tres partes en las que se llevó a cabo la
siembra de lechuga,
zanahoria y chile, de a cuerdo al arreglo mostrado en la figura
1.
CH
ILE
LECH
UG
A
ZAN
AHO
RIA
LECH
UG
A
ZAN
AHO
RIA
CHIL
E
67.20 m
11.20 m
9.20 m
17.0
0 m
24.0
0 m
AGUA SUPERFICIAL AGUA RESIDUAL
CHIL
E
LECH
UG
A
ZAN
AHO
RIA
LECH
UG
A
ZAN
AHO
RIA
CHIL
E
67.20 m
11.20 m
9.20 m
17.0
0 m
24.0
0 m
AGUA SUPERFICIAL AGUA RESIDUAL
Figura 1. Arreglo de las parcelas irrigadas con agua superficial
y residual.
3.3 Irrigación de los cultivos
Inicialmente se llevaron a cabo tres irrigaciones con agua
superficial, de tal manera que
se establecieran los cultivos. Posteriormente, se continuó con
los riegos subsecuentes de
acuerdo a la calendarización mostrada en la tabla 3, pero con la
distinción de que en una
de las parcelas se sustituyó el agua superficial por agua
residual.
-
MÉTODO 27
Tabla 3. Fechas de riego para parcelas experimentales.
RIEGO FECHA DURACIÓN (min.) CANTIDAD DE AGUA (l) 1 26/ene/2001
75 12,015
2 12/feb/2001 60 9,612
3 22/feb/2001 36 5,767
4 9/mar/2001 60 9,612
5 23/mar/2001 60 9,612
6 6/abr/2001 30 4,806
7 16/abr/2001 60 9,612
3.4 Obtención de muestras
3.4.1 Agua
Para la toma de muestras, se considera el método propuesto por
D’Souza (1995), en
donde se tiene especial cuidado en aspectos comunes como la
conservación de las
muestras por frío, envases plásticos limpios, identificación de
los recipientes, etc. El agua
de irrigación, tanto superficial como residual, fue muestreada
en seis sesiones. Estas
muestras provinieron de dos distintas fuentes; la primera del
canal de riego y la segunda
del dren que transporta el agua residual del Tobarito.
3.4.2 Suelo
Las muestras de suelo fueron tomadas dos días después de haberse
llevado a cabo la
irrigación de las parcelas. Este muestreo fue completamente al
azar y además estuvieron
compuestas por 8 diferentes puntos en cada parcela. La
profundidad de la toma de
muestra fue de 20 cm, transportándose en bolsas plásticas hacia
el laboratorio.
-
MÉTODO 28
3.4.3 Hortaliza
Se llevaron a cabo un total de 2 muestreos para el caso de la
lechuga y de la zanahoria,
cada una de las sesiones con un total de 12 muestras. Las fechas
de los muestreos
pueden observarse en la tabla 4. Para el caso del chile, sólo se
realizó una sesión de 12
muestras. Estos muestreos se realizaron entre los cuatro y
catorce días de haberse
llevado a cabo la irrigación.
Tabla 4. Fechas de muestreo de hortaliza.
FECHA MUESTREO HORTALIZA 2/feb/2001 1 Lechuga
8/mar/2001 2 Lechuga
19/mar/2001 3 Zanahoria
22/mar/2001 4 Zanahoria
17/abr/2001 5 Chile
Para el caso de las lechugas, la muestra se toma por corte en la
parte inferior y su
posterior colocación en bolsa plástica, para su posterior
análisis. Es importante mencionar
que el tiempo transcurrido entre la toma de muestra y su
tratamiento no excedió las cuatro
horas.
Las muestras de zanahoria se colectaron desenterrándolas con
pala y transportándose en
bolsas plásticas al laboratorio de análisis.
Por último, las muestras de chile se tomaron por corte del fruto
y tratándose de igual
forma que la lechuga y zanahoria.
Cabe mencionar que para las anteriores tomas de muestra, se
llevaron puestos guantes
de látex como protección, ya que se estaba trabajando con aguas
residuales sin tratar.
-
MÉTODO 29
3.5 Determinación de colifagos
3.5.1 Agua
Se determinó la presencia de colifagos en agua residual y agua
de riego. Para lo anterior,
se empleó el método propuesto por Maier y cols. (2000) de conteo
de placas (figura 2),
empleando como microorganismo hospedero Escherichia coli 15597 y
como control
positivo el bacteriófago MS-2 obtenidos del cepario del
University of Arizona Department
of Soil, Water and Enviromental Science, Environmental
Microbiology Laboratory
(Laboratorio de Microbiología Ambiental del Departamento de
Suelos, Agua y Ciencias
Ambientales de la Universidad de Arizona). Estos análisis se
realizaron en diluciones de
10-1 a 10-9 para el caso de la residual y siembra directa de 1 y
5 ml para el caso del agua
superficial.
3.5.2 Suelo
Para la determinación de colifagos en suelo se tomaron 10 g de
muestra. La extracción
de virus se llevó a cabo empleando 90 ml de solución de extracto
de carne al 10%,
siguiendo la modificación propuesta por Angle (1994), en la que
se adicionó a la solución
extractora el 0.5% de cloroformo para la inhibición de
organismos competidores que
puedan afectar el conteo de las placas. Las muestras se
sometieron a agitación durante
45 minutos a 350 rpm. Se trabajó con los extractos de la misma
manera que para los
análisis del agua, inoculando muestras de 1 y 5 ml.
-
MÉTODO 30
Fuente: Maier y cols., 2000
Figura 2. Técnica de placas para cuantificación de
colifagos.
3.5.3 Hortalizas
Se manejaron frutos subterráneos (zanahorias), aéreos (chile) y
superficiales (lechuga).
Primeramente se llevó a cabo la extracción empleando una
solución salina de fosfatos
(0.85% NaCl en 0.02 M K2HPO4, pH 7.4 – 7.8). Para la extracción
se utilizó un peso
aproximado de 500 g de muestra (en el caso de las lechugas, sólo
se tomaron las hojas
exteriores) y el doble en volumen (1000 ml aproximadamente) de
solución eluyente. La
mezcla anterior se sometió a una agitación por un tiempo de 10
minutos; con la
solución anterior, se procedió a tratar las muestras de igual
manera que las del agua
residual, empleando diluciones 10-1 a 10-6.
-
MÉTODO 31
3.6 Determinación de coliformes totales
Para la determinación de coliformes totales en agua y hortaliza,
se utilizó el método de
Colilert (ver figura 3) propuesto por la American Public Health
Association, American
Water Works Association y Water Pollution Control Federation
(1998). En el caso del agua
superficial y residual se inocularon 100 ml de muestra sin
diluir y para las hortalizas se
analizaron 100 ml de la solución eluyente resultante del
lavado.
Fuente: www.idexx.com/Water/Products/prod.cfm?ID=2 Figura 3.
Método de determinación de coliformes totales por colilert.
-
MÉTODO 32
Por otro lado, el análisis de suelo se llevó a cabo tomando en
cuenta el método de
fermentación múltiple en tubos propuesto por Turco (1994),
empleando medio EC con 4-
metilumbeliferil-β-D-glucurónido. Se inocularon alícuotas de 10,
1.0 y 0.1 ml del extracto
de suelo.
3.7 Eficiencia de extracción
Se llevaron a cabo análisis de eficiencia de extracción de
distintas soluciones extractoras
para el caso de las muestras de suelo.
Las soluciones extractoras (para el caso de los análisis de
suelo) que se probaron fueron
extracto de carne al 10%, agua peptonada y solución salina; en
los tres casos anteriores
se llevó a cabo la modificación propuesta por Angle (1994) en
donde además de la
formulación de cada una de estas soluciones, se agregó
cloroformo para inhibir el
crecimiento de otros organismos que pueden competir con el de
los colifagos al momento
de la incubación y que interfieren en el conteo.
Para la determinación de la eficiencia de extracción, se partió
de una concentración de
1.27 E + 09 del bacteriófago MS-2, con la cual se inocularon 10
g de suelo estéril. Se
adicionaron 90 ml de solución extractora procediéndose a la
recuperación de la misma
forma que la que se analiza bacteriófagos en suelo. La
cuantificación se determina por el
mismo método que el empleado para el caso del agua, inoculando
0.1 ml de muestra.
Finalmente los organismos recuperados se reportan por mililitro
de muestra, sin embargo
se considera el total presente en los 91 ml (solución extractora
y el de inoculación en
suelo) para así compararlo con la concentración inicial de
bacteriófago.
3.8 Criterios estadísticos para la decisión en los análisis de
regresión
Para el análisis estadístico de los resultados se empleó el
programa excel de Microsoft,
determinándose regresiones lineales, análisis de correlación y
de varianza.
-
MÉTODO 33
Para la decisión en cuanto a la correlación existente entre los
datos obtenidos se tomaron
en cuenta los criterios mostrados en la tabla 5.
Tabla 5. Criterios de decisión para los análisis
estadísticos.
REGRESIÓN LINEAL (R2)
0.5 a 1.0 Es satisfactorio para explicar la variación observada
en las
variables dependientes.
0.5 a 0.25 Es útil para explicar la variación observada.
≤ a 0.25 Es de poca utilidad para explicar la variación
observada.
ANÁLISIS DE CORRELACIÓN (R)
≥ 0.8 Existe una relación alta entre las variables.
0.4 a 0.8 Existe una relación moderada y tendiente a alta.
< 0.4 Existe una relación insignificante.
ANÁLISIS DE VARIANZA (p)
< 0.5 Para considerarse significativo
Fuente: Berenson y Levine (1996).
-
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1 Incidencia de colifagos en agua
El cuadro 1 muestra los resultados de los conteos de colifagos
en las muestras de
agua proveniente de los canales superficiales de riego, así como
de las aguas
residuales del Tobarito. Puede observarse que en las muestras de
agua superficial, la
incidencia de colifagos resultó por debajo de los límites de
detección (100 UFP/l) para
los seis muestreos, excepto en el cuarto, encontrándose en el
orden de 102 UFP/l. Lo
anterior, puede estar relacionado con diversos factores que
determinan el número de
bacteriófagos en un cuerpo de agua, como por ejemplo la
concentración y
disponibilidad del hospedero. Un aumento en la concentración de
E. coli en los
cuerpos de agua, es resultado de la diversidad de actividades
antropogénicas y no
antropogénicas relacionadas con la contaminación de las aguas,
mismas que como
un evento aislado, pudieron haber contribuido a la presencia de
estos organismos.
Kott y cols. (1978), encontraron que para agua de lago (que
contiene baja
-
RESULTADOS Y DISCUSIÓN 35
contaminación fecal), los mayores valores de la incidencia de
colifagos se
encontraban en el orden de 103. Estos valores, pueden ser
comparables con los
obtenidos para los análisis del agua superficial. Si bien es
cierto, son distintas fuentes
de agua, sin embargo, ambas son consideradas de baja
contaminación fecal.
Cuadro 1. Incidencia de colifagos/l en muestras de agua
superficial y residual.
PRIMER MUESTREO SEGUNDO MUESTREO AGUA MUESTRA COLIFAGO AGUA
MUESTRA COLIFAGO
UFP/l UFP/l 1 < 100 1 < 100
SUP 2 < 100 SUP 2 < 100 3 < 100 3 < 100 1 3.94E+06 1
1.12E+07
RES 2 4.42E+06 RES 2 1.30E+07 3 3.94E+06 3 1.91E+07
TERCER MUESTREO CUARTO MUESTREO AGUA MUESTRA COLIFAGO AGUA
MUESTRA COLIFAGO
UFP/l UFP/l 1 < 100 1 8.80E+02
SUP 2 < 100 SUP 2 3.33E+02 3 < 100 3 5.55E+02 1 1.36E+07 1
5.25E+06
RES 2 3.57E+07 RES 2 3.30E+06 3 6.90E+06 3 2.40E+06
QUINTO MUESTREO SEXTO MUESTREO AGUA MUESTRA COLIFAGO AGUA
MUESTRA COLIFAGO
UFP/l UFP/l 1 < 100 1 < 100
SUP 2 < 100 SUP 2 < 100 3 < 100 3 < 100 1 2.60E+06 1
5.35E+06
RES 2 2.80E+06 RES 2 3.85E+06 3 2.60E+06 3 1.60E+06
-
RESULTADOS Y DISCUSIÓN 36
A diferencia del agua superficial, la incidencia de estos
organismos en agua residual
es alta; encontrándose en el orden de 106 a 107 unidades
formadoras de placa por
litro de muestra (ver figura 4).
El promedio de colifagos en el agua residual para los primeros
cuatro muestreos
(correspondientes a los meses de invierno) es de 1.02E+07 y para
los meses de
marzo y abril (muestreos 5 y 6) el valor promedio registrado en
la presente
investigación es de 3.13E+06. Estos valores pueden ser
contrastados con los
resultados obtenidos por Kott y cols. (1974), en donde
obtuvieron valores de 1.8E+07
para la temporada de invierno y de 7.6E+07 para la temporada de
primavera en el
influente de filtros percoladores.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 1 2 3 4 5 6 7
Muestreo
Log 1
0 UFP
/l
Superficial Residual
Figura 4. Comportamiento de colifagos en agua superficial y
residual.
4.2 Relación coliformes totales – colifagos, en agua
El cuadro 2 muestra el contenido de coliformes totales en las
muestras de agua. De lo
-
RESULTADOS Y DISCUSIÓN 37
anterior se procedió a obtener la correlación existente entre
coliformes totales y
colifagos. Un primer aspecto a observar, son las figuras 5 y 6,
que muestran el
comportamiento de ambos análisis en los seis muestreos. A simple
vista, puede
observarse que la relación entre coliformes totales y colifagos
en las muestras de
agua superficial es muy baja, no así en lo observado en los
análisis mostrados para el
agua residual.
Cuadro 2. Incidencia de coliformes totales/l en muestras de agua
superficial y residual.
PRIMER MUESTREO SEGUNDO MUESTREO AGUA MUESTRA C.T. AGUA MUESTRA
C.T.
UFC/l UFC/l 1 7.70E+05 1 1.44E+05
910 2 2.60E+05 910 2 2.75E+04 3 2.48E+05 3 1.10E+04 1 1.99E+08 1
4.13E+08
TO 2 1.66E+08 TO 2 1.06E+08 3 1.12E+08 3 9.80E+07
TERCER MUESTREO CUARTO MUESTREO AGUA MUESTRA C.T. AGUA MUESTRA
C.T.
UFC/l UFC/l 1 1 4.87E+04
910 2 910 2 4.57E+04 3 3 4.71E+04 1 1 6.13E+07
TO 2 TO 2 6.50E+07 3 3 1.73E+08
QUINTO MUESTREO SEXTO MUESTREO AGUA MUESTRA C.T. AGUA MUESTRA
C.T.
UFC/l UFC/l 1 8.16E+03 1 4.90E+04
910 2 1.05E+03 910 2 4.80E+04 3 >24200 3 3.73E+04 1
>24200000 1 2.28E+08
TO 2 >24200000 TO 2 3.45E+08 3 >24200000 3 1.75E+08
-
RESULTADOS Y DISCUSIÓN 38
0
1
2
3
4
5
6
0 1 2 3 4 5 6 7
Muestra
Log 1
0 con
cent
raci
ón *
Colifagos Coliformes Totales
Figura 5. Contenido de colifagos y coliformes totales en agua
superficial.
* Las concentraciones para colifagos están en UFP/l y para
coliformes totales en UFC/l
0.0
1.02.0
3.0
4.05.0
6.0
7.08.0
9.0
0 1 2 3 4 5 6 7
Muestra
Log 1
0 con
cent
raci
ón *
Colifagos Coliformes Totales
Figura 6. Contenido de colifagos y coliformes totales en agua
residual.
* Las concentraciones para colifagos están en UFP/l y para
coliformes totales en UFC/l
-
RESULTADOS Y DISCUSIÓN 39
Una vez que se analizan los datos estadísticamente por regresión
lineal (cuadro 3), se
observa que existe una correlación moderada entre coliformes
totales y fecales para
el agua residual, no así en el agua superficial. Por otro lado,
la relación de coliformes
totales / colifagos es de 105/102 para el caso del agua
superficial y de 108/106 para el
agua residual; esto es, 1000 y 100 unidades de coliformes
totales por cada unidad
formadora de placa de colifago para agua superficial y residual
respectivamente. Es
importante hacer mención que para hacer el análisis de
regresión, se tomaron en
cuenta los valores mínimos detectables de colifagos en el caso
del agua superficial.
Cuadro 3. Comportamiento de colifagos en función de los
coliformes totales en muestras de agua superficial y residual.
ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE COLIFAGOS
SUPERFICIAL RESIDUAL
Regresión lineal (R2) 0.046 0.203
Análisis de correlación (R) 0.215 0.450
Análisis de varianza (p) 0.784 0.549
En comparación a lo anterior, el Centro Internacional para el
Desarrollo de la
Investigación, IDRC por sus siglas en inglés (2002); indican que
existe una alta
correlación (p < 0.001) entre coliformes totales y colifagos
en muestras de agua
superficial. Sin embargo, el Instituto Politécnico de Virginia y
la Universidad Estatal de
Virginia (2002) reportan que para aguas de baja contaminación
fecal, no existe
correlación entre coliformes totales y el contenido de
colifagos.
Foundation of Water Research (2002), condujo una investigación
en donde analizaron
muestras de aguas recreacionales (de baja contaminación),
indicando que existía una
baja correlación entre colifagos y coliformes totales. El valor
de R2 que reportan es de
0.8 y al compararlo con los valores obtenidos en esta
investigación puede apreciarse
que la correlación es mucho más baja.
-
RESULTADOS Y DISCUSIÓN 40
4.3 Aporte de bacteriófagos por irrigación
Tomando en cuenta las siete irrigaciones con agua residual
mostradas en la tabla 3 y
la concentración promedio de bacteriófagos en agua residual
(7.88E+6 UFP/l); el
aporte de colifagos por sesión de irrigación es de 6.87E+10 UFP
en un área total de
469.2 m2. Considerando 20 cm de profundidad y 1.3 g/cm3 la
densidad del suelo; el
aporte anterior puede expresarse en UFP/g como sigue:
6.87E+10 UFP
469 m2 * 1
0.2 m
(1m)3
(100 cm)3 1
1.3 g/cm3 * *= 563.4 UFP/g
Este valor de incidencia de colifagos en suelo puede
considerarse como una
concentración inicial, misma que disminuye en función del
tiempo.
Enríquez y cols. (S/F) mostraron la incidencia del bacteriófago
MS-2 en columnas de
suelo en función del tiempo para determinar los efectos de
inactivación y percolación.
De los valores mostrados en su investigación y considerando la
incidencia del colifago
como una reacción de primer orden en la que la incidencia de
colifagos va en
decremento, se obtiene una constante de decaimiento (Kd) de
0.207 hrs-1.
Con el valor de la constante de decaimiento, así como la
concentración inicial de
colifagos en suelo, puede determinarse la concentración esperada
de estos
organismos en un tiempo de 48 horas, mismo en el que se llevaron
a cabo los
muestreos y análisis de suelo después de cada sesión de
irrigación.
N = N0 e – Ki t
N = (563) e –(0.20707)(48)
N = 0.0272 UFP/g
Puede apreciarse que después de un tiempo de 48 horas, la
incidencia de colifagos
es de 0.02 UFP/g, por lo que de los 10 g analizados de suelo se
esperaría una
-
RESULTADOS Y DISCUSIÓN 41
incidencia de 0.2, mismos que no podrían ser detectados, ya que
el límite de
detección es de 6.7
4.4 Eficiencia de recuperación de bacteriófagos en suelo
De acuerdo a las recuperaciones obtenidas (cuadro 4), la
solución que muestra una
mejor eficiencia es la de extracto de carne con un 62.2% de
recuperación. El Instituto
Politécnico de Virginia y la Universidad Estatal de Virginia
(2002), reportaron que la
utilización de extracto de carne en la recuperación de virus
incrementa su efectividad.
Cuadro 4. Recuperación de colifagos en muestra de suelo por
diferentes soluciones extractoras.
REPETICIÓN
I II III SOLUCIÓN
EXTRACTORA UFP/ml de extracto
UFP/ml de extracto
UFP/ml de extracto PROMEDIO
Salina 7.60E+06 7.20E+06 7.80E+06 7.53E+06
Salina/CHCl3 1.05E+06 7.30E+05 6.50E+05 8.10E+05 Extracto carne
1.56E+06 4.84E+06 4.68E+06 3.69E+06 Extracto carne/CHCl3 1.03E+07
8.35E+06 7.33E+06 8.67E+06 Peptona 4.56E+06 2.92E+06 2.76E+06
3.41E+06 Peptona/CHCl3 5.52E+06 5.24E+06 3.80E+06 4.85E+06
4.5 Incidencia de colifagos en suelo
A pesar de que se tienen valores del orden de 107 en cuanto a
UFP de bacteriófagos
en las muestras de agua residual, los valores encontrados en
suelo en el total de
muestras, estuvieron por debajo del límite de detección (Cuadro
5). La incidencia de
éstos, se ve disminuida por factores como la dispersión de los
agregados de
partículas virales, las sales, temperatura, pH, de las especies
químicas virucidas y de
-
RESULTADOS Y DISCUSIÓN 42
la presencia de materia en suspensión (Prettygrove y Asano,
1990). Sin embargo,
Lefler y Kott (1974) realizaron un estudio en donde encontraron
que el bacteriófago f2
podía sobrevivir hasta 175 días en arcilla.
Es evidente, que en el transcurso de la investigación, no se
presentó acumulación de
la concentración de bacteriófagos en suelo, a pesar de que cada
sesión de irrigación,
indicaba un aporte de estos organismos, sobretodo en las
parcelas tratadas con agua
residual; por lo que puede atribuirse a la infiltración por un
lado y por otro, a la posible
pérdida en la capacidad de infección.
Cuadro 5. Incidencia de colifagos en muestras de suelo irrigados
con agua superficial y residual.
MUESTRA PARCELA AGUA SUELO COLIFAGO UFP/gr
1 1 SUP Chile < 6.7 2 1 SUP Chile < 6.7 3 2 SUP Zanahoria
< 6.7 4 2 SUP Zanahoria < 6.7 5 3 SUP Lechuga < 6.7 6 3
SUP Lechuga < 6.7 7 4 RES Zanahoria < 6.7 8 4 RES Zanahoria
< 6.7 9 5 RES Lechuga < 6.7
10 5 RES Lechuga < 6.7 11 6 RES Chile < 6.7 12 6 RES Chile
< 6.7
Enríquez y cols. (2000), mencionan que el factor determinante en
la incidencia de los
bacteriófagos es la temperatura, por lo que las altas
temperaturas presentes en la
región disminuyen en gran medida esta capacidad en los
bacteriófagos ensayados.
Encontraron que a una temperatura de 37°C, el bacteríofago MS-2
es inestable, y de
acuerdo a la CNA (2001) las temperaturas de los meses de
muestreo oscilaron entre
33 y 38°C, esto podría ser un factor que ocasionó la disminución
en la incidencia de
-
RESULTADOS Y DISCUSIÓN 43
aproximadamente 2.96 log10 del número de bacteriófagos en suelo
con respecto del
agua residual.
Por otro lado, Prettygrove y Asano (1990) hacen mención de la
influencia que tiene la
temperatura sobre la concentración de bacterias y
específicamente de E. coli,
indicando que las bajas temperaturas favorecen la supervivencia
de las mismas en el
suelo; y por el contrario, si las temperaturas son altas se
desfavorece su desarrollo. El
hecho de que las altas temperaturas desfavorezcan al desarrollo
de E. coli, perjudica
indirectamente el desarrollo de los colifagos que infectan a
ésta.
De acuerdo a las proporciones de textura en el análisis de las
muestras de suelo, éste
se clasifica como arcillo-arenoso (cuadro 6). El tamaño de la
partícula determina el
área de contacto total sobre la que se encuentran adsorbidos los
colifagos,
contribuyendo también a su inactivación. Gerba y cols. (1975)
indicaron que en los
suelos, la fracción arcillosa es la que más contribuye a la
adsorción de colifagos, dada
su alta capacidad de intercambio iónico. Sin embargo también
mencionan que el pH
es un factor determinante en la adsorción, ya que este fenómeno
se presenta cuando
el virus cargado negativamente alcanza su punto isoeléctrico (a
valores de pH por
debajo de 5). Puede observarse, que aunque el suelo es
prácticamente arcilloso,
debido a su alto porcentaje, el pH del suelo se encuentra en un
valor por arriba de 7,
lo que puede influir en la desorción del bacteriófago.
Haciendo referencia a la presencia de cationes en las muestras
de suelo, puede verse
que la cantidad de iones de Ca+2 y Mg+2 es baja, ya que Mela
(1963), reporta que
suelos con pH de 6.85 tienen concentraciones de 420 y 72 ppm de
calcio y magnesio
respectivamente. Lo anterior, influye en la posible desorción de
los bacteriófagos.
Gerba y cols. (1975) encontraron que la adsorción del
bacteriófago T2 en partículas
de arcilla es altamente dependiente de la concentración de
cationes. Esta adsorción
es debido a la disminución o neutralización del potencial
electrostático de repulsión
que existe entre una partícula de virus cargada negativamente y
las partículas de
suelo; en este mismo estudio se observó que la máxima adsorción
del bacteriófago
fue 10 veces mayor en los cationes divalentes que para los
monovalentes.
-
RESULTADOS Y DISCUSIÓN 44
Cuadro 6. Caracterización fisicoquímica del suelo.
PARÁMETRO VALOR
pH 7.98
Conductividad eléctrica (mmohs) 2.99
Arena (%) 36.39
Limo (%) 16.38
Arcilla (%) 47.23
Materia orgánica (%) 0.9083
Calcio (ppm) 152.86
Magnesio (ppm) 32.31
Sodio (ppm) 150.75
Por otro lado, el contenido de materia orgánica es otro factor
que tiene influencia
sobre la retención de los virus, ya que compite contra ellos,
dando como resultado una
elución de estos microorganismos desadsorbiéndolos de las
partículas arcillosas.
4.6 Relación coliformes totales – colifagos en suelo El cuadro
7, muestra los valores de coliformes totales en suelo y las figuras
7 y 8 los
comportamientos de ambos análisis. Por simple observación, puede
apreciarse que
no existe una correlación, al menos evidente, ya que para
colifagos se muestra como
un comportamiento lineal (tomando en cuenta los límites de
detección).
-
RESULTADOS Y DISCUSIÓN 45
Cuadro 7. Incidencia de coliformes totales en suelo.
COLIFORMES TOTALES (UFC/g)
MUESTRA SUPERFICIAL RESIDUAL
1 < 0.3 110
2 < 0.3 9.32
3 < 0.3 120
4 < 0.3 46.2
5 2.3 18
6 2.3 13
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 1 2 3 4 5 6 7
Muestra