Contaminación del agua

*CONTAMINACIÓN MICROBIOLÓGICA* *DE LAS AGUAS SUPERFICIALES*

Sara Hervás Conejo 2ºA B.T.O Ciencias de la Tierra y el Medio Ambiente

Sara Hervás, 2º A BTO

Curso 2008/09

INDICE

Planteamiento del problema…………………………………………………Página 2 Funciones biológicas del agua……………………………………………....Página 3 Causas de la contaminación del agua…………………………………..…..Página 4 Enfermedades producidas por la contaminación del agua…………..…...Página 5 Análisis de contaminantes microbiológicos………………...……………...Página 8 Indicadores de contaminación microbiológica del agua……………….Página 10 Tratamiento de las aguas…………………………………………….……..Página 12 Medidas que adoptaría……………………………………………………...Página 15 Legislación o Acuerdos……………………………………..………………Página 15 Noticias relacionadas con el tema………………………..……………….Página 15 Glosario……………………………………………………..………….…….Página 16 Bibliografía….…………………………...…………….……..………......….Página 16

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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Contaminación es la introducción en un medio cualquiera de un contaminante; es decir cualquier sustancia o forma de energía con potencial para provocar daños, irreversibles o no en el medio ambiente. Para que podamos hablar de contaminación es necesario que el agente se introduzca por encima de la capacidad del medio para eliminarlo. No es, pues, una cuestión de qué productos se introducen, sino su cantidad. La proliferación de estos residuos supone un desequilibrio grave en el biosistema, hasta el punto de llegar a imposibilitar la vida de las especies existentes. El agua, el aire y el suelo, son los principales medios contaminados. En función del medio afectado se distingue: Contaminación atmosférica, contaminación del medio hídrico y Contaminación del suelo. La contaminación del medio hídrico consiste en la presencia de contaminantes en el agua (río o mar). Los contaminantes principales son los vertidos industriales (presencia de metales y evacuación de aguas a elevada temperatura) y aguas negras (saneamiento de poblaciones). El agua es un recurso escaso, pero de importancia vital para la sociedad y la naturaleza, ya que forma parte, en un tanto por ciento elevado, de la constitución de todos los seres vivos. De todo el agua existente en el planeta, sólo una pequeña parte es aprovechable por la sociedad, y por la mayor parte de la naturaleza. El agua es un recurso que proporciona energía y vida. La peculiar forma de vida humana, en grandes ciudades escasas de agua, y las técnicas de producción son grandes consumidoras de agua, lo que exige la creación de grandes infraestructuras, como embalses y conducciones de distribución del agua, tanto aéreas como subterráneas. Incluso, se puede llegar al trasvase de agua entre cuencas hidrográficas. De todo lo disponible, el 80% del agua se utiliza en la agricultura de regadío, que se contamina poco, dependiendo de los abonos químicos que se hayan utilizado.

El agua de las ciudades y de la industria, pero también en algunos casos de la agricultura, está contaminada por productos difícilmente degradables, como los aceites o los detergentes. Estos productos se vierten en los ríos, con lo que se disminuyen las proporciones de oxígeno. Algunos productos pueden actuar directamente de veneno para algunas especies que viven en el agua, o que la utilizan, es el caso de la contaminación por mercurio y otros metales pesados. Estos productos, a través del agua, se depositan en los suelos y entran a formar parte de la cadena trófica y la alimentación humana. 2


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Los agentes contaminantes alcanzan otros ámbitos a través de los ríos. Debido a las dimensiones de la contaminación han llegado a perjudicar, gravemente, mares enteros, comprometiendo el equilibrio ecológico de ellos, de su entorno y de todo el planeta. La contaminación microbiológica es la producida por microorganismos (parásitos, bacterias o virus) presentes, por ejemplo, por una manipulación inadecuada de los alimentos. Se mide en UFC. (Unidades Formadoras de Colonias. El valor de UFC por metro cúbico (UFC/m³), indica el grado de contaminación microbiológica de un ambiente). La contaminación microbiológica se produce principalmente por la presencia de fenoles, bacterias, virus, protozoos, algas unicelulares.

FUNCIONES BIOLÓGICAS DEL AGUA El agua es el componente principal de la materia viva. Constituye del 50 al 90% de la masa de los organismos vivos. Es esencial para todos los tipos de vida, incluso para aquellos organismos que la evolución condujo a tierra firme, el agua resulta indispensable, de modo que una buena parte de sus estrategias de adaptación tienden al mantenimiento de un cierto grado de humedad en su interior. Pueden resumirse en cinco las principales funciones biológicas del agua: Es un excelente disolvente, especialmente de las sustancias iónicas y de los compuestos polares. Incluso muchas moléculas orgánicas no solubles como los lípidos o un buen número de proteínas forman, en el agua, dispersiones coloidales, con importantes propiedades biológicas. Participa por sí misma, como agente químico reactivo, en la hidratación, hidrólisis y oxidación-reducción, facilitando otras muchas reacciones. 3


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Permite el movimiento en su seno de las partículas disueltas (difusión) y constituye el principal agente de transporte de muchas sustancias nutritivas reguladoras o de excreción. Gracias a sus notables características térmicas (elevados calor específico y calor de evaporación) constituye un excelente termorregulador, una propiedad que permite el mantenimiento de la vida de los organismos, en una amplia gama de ambientes térmicos. Interviene, en especial en las plantas, en el mantenimiento de la estructura y la forma de las células y de los organismos.

CAUSAS DE LA CONTAMINACIÓN DEL AGUA Las fuertes concentraciones de población contribuyen a la rápida contaminación del agua y otros tipos de contaminación. Agua contaminada es el agua a la que se le incorporaron materias extrañas, como microorganismos, productos químicos, residuos industriales o de otros tipos, o aguas residuales. Estas materias deterioran la calidad del agua y la hacen inútil para los usos pretendidos. Los principales contaminantes del agua son: Agentes patógenos: bacterias, virus, protozoarios y parásitos que entran al agua proveniente de desechos orgánicos. Desechos que requieren oxígeno: los desechos orgánicos pueden ser descompuestos por bacterias que usan oxígeno para biodegradarlos. Si hay poblaciones grandes de estas bacterias, pueden agotar el oxígeno del agua, matando así las formas de vida acuáticas. Sustancias químicas inorgánicas: ácidos, compuestos de metales tóxicos (mercurio, plomo) que envenenan el agua. Los nutrientes vegetales que pueden ocasionar el crecimiento excesivo de plantas acuáticas que después mueren y se descomponen, agotando el oxígeno 4


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del agua y de este modo causan la muerte de las especies marinas (zona muerta). Sustancias químicas orgánicas: petróleo, plásticos, plaguicidas y detergentes que amenazan la vida. Sedimentos o materia suspendida: partículas insolubles de suelo que enturbian el agua, y que son la mayor fuente de contaminación. Sustancias radiactivas que pueden causar defectos congénitos y cáncer. Calor: ingresos de agua caliente disminuyen el contenido de oxígeno y hace a los organismos acuáticos muy vulnerables. ENFERMEDADES PRODUCIDAS POR LA CONTAMINACIÓN DEL AGUA Las enfermedades transmitidas por medio del agua contaminada pueden originarse por agua estancada con criadero de insectos, contacto directo con el agua, consumir agua contaminada microbiológica o químicamente y usos inadecuados del agua. Las enfermedades transmitidas por medio de aguas contaminadas, insectos y bacterias son: cólera, tifoidea y paratifoidea, disentería bacilar y amebiana, diarrea, hepatitis infecciosa, parasitismo, filariasis, malaria, tripanosomiasis, oncocercosis, schistosomiasis, tracoma, conjuntivitis y ascariasis; entre otras. El agua de piscina también puede transmitir enfermedades como pie de atleta, garganta séptica, infecciones del oído y ojos. La enfermedad transmitida, los síntomas y su tratamiento dependen del tipo de microorganismo presente en el agua y de su concentración. Las bacterias más comunes seguidos por la enfermedad/infección causada y los síntomas son: Aeromonas sp. Enteritis Diarrea muy líquida, con sangre y moco

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Campylobacter jejuni Campilobacteriosis Gripe, diarreas, dolor de cabeza y estómago, fiebre, calambres y náuseas Escherichia coli Infecciones del tracto urinario, meningitis neonatal, enfermedades intestinales Diarrea acuosa, dolores de cabeza, fiebre, uremia, daños hepáticos

Plesiomonas shigelloides Plesiomonas-infección Náuseas, dolores de estómago y diarrea acuosa, a veces fiebre, dolores de cabeza y vómitos Salmonella typhi Fiebre tifoidea

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Fiebre Salmonella sp. Salmonelosis Mareos, calambres intestinales, vómitos, diarrea y a veces fiebre leve Streptococcus sp. Enfermedad (gastro) intestinal Dolores de estómago, diarrea y fiebre, a veces vómitos

Vibrio El Tor (agua dulce) Cólera (forma leve) Fuerte diarrea Los protozoos más comunes seguidos por la enfermedad causada y los síntomas son: Amoeba Disenteria ameboide Fuerte diarrea, dolor de cabeza, dolor abdominal, escalofríos, fiebre; si no se trata puede causar abscesos en el hígado, perforación intestinal y muerte Cryptosporidium parvum Criptosporidiosis Sensación de mareo,

diarrea

acuosa,

Giardia lamblia

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vómitos,

falta

de apetito


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Giardiasis Diarrea, calambres abdominales, flatulencia, eructos, fatiga Toxoplasma gondii Toxoplasmosis Gripe, inflamación de las glándulas linfáticas; en mujeres embarazadas, aborto e infecciones cerebrales.

ANÁLISIS DE CONTAMINANTES MICROBIOLÓGICOS Los indicadores bacteriológicos así como los bacteriófagos sólo sirven para reflejar la contaminación fecal de un sistema de agua y, como consecuencia, la posible presencia de patógenos fecales como pueden ser bacterias, virus y parásitos. La detección de organismos indicadores tiene significados diferentes para cada tipo de organismos. Mismos que pueden o no ser patógenos y que pueden o no sobrevivir y crecer en determinadas condiciones ambientales las cuales no son reflejadas por los indicadores potenciales. Para detectar los organismos patógenos, en realidad se deben emplear métodos específicos lo que implica mucho tiempo y recursos. Esta dificultad es aún mayor para detectar virus patógenos ya que para éstos se deben emplear métodos moleculares, o en su defecto, emplear bacteriófagos como indicadores. Por ejemplo, la supervivencia de E. coli así como de Enterococos es diferente en función del contenido de sales, mientras que los huevos, quistes y ooquistes de parásitos tienen resistencias notablemente superiores. Además, el destino en el medio ambiente tanto de indicadores como de patógenos puede ser muy diferente por lo que el tiempo de supervivencia y los mecanismos de remoción son también muy distintos. Mientras que una gran parte de los quistes y huevos de parásitos pueden ser retenidos eficientemente en filtros de arena, las bacterias y los virus pasan fácilmente esta barrera. A este 8


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respecto, recientemente ha sido demostrado que incluso el agua mineral embotellada está “contaminada” por microorganismos (Beuret, 2002), y la presencia de anticuerpos a virus entéricos en el 100% de la población más adulta confirma esta circulación de virus, frecuentemente asintomática (Payment et al. 2001). Algo similar ocurre con la detección de genes resistentes a los antibióticos y la aplicación de técnicas moleculares que demuestran que los genes resistentes se han difundido de manera casi natural en la población. Estos genes pueden ser fácilmente transferidos a las bacterias patógenas constituyendo un riesgo de consideración para la salud pública. La creciente incidencia de infecciones por medio de patógenos multirresistentes es una evidencia contundente de los riesgos de salud. Debido a que sólo una pequeña fracción (1%) de los microorganismos naturalmente presentes en agua son cultivables en medios estándares, los métodos convencionales a base cultivos no son suficientes para detectar y cuantificar la distribución de genes resistentes.

Para paliar lo anterior, se deben desarrollar nuevas metodologías, o bien mejorar las existentes con objeto de: Detectar en forma rápida y específica patógenos o genes Cuantificar patógenos y genes aún cuando en la matriz se encuentre un alto contenido de otros microorganismos. Para ello se requieren herramientas analíticas microbiológicas confiables que aseguren que el reúso del agua se lleve a cabo en condiciones seguras con un bajo riesgo de transmitir cualquier tipo de enfermedades. La aplicación de estas metodologías permitirá también evaluar las tecnologías que se estudian en el PT4, establecer el destino de los patógenos (PT5) y evaluar los riesgos (PT6).

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INDICADORES DE CONTAMINACIÓN MICROBIOLÓGICA DE LAS AGUAS El indicador de contaminación es una herramienta desarrollada a principios del siglo XX para evaluar la contaminación fecal del agua, y se basa en la detección de bacterias comensales del intestino de animales de sangre caliente en el agua, la que se asocia con la posible presencia de patógenos. A diferencia de los patógenos, las bacterias indicadoras pueden ser fácilmente detectadas y cuantificadas por métodos simples. Dado que estas bacterias son en general más resistentes que los patógenos, su ausencia en el agua es un indicador que el agua es bacteriológicamente segura para el consumo humano, ya que no ha recibido residuos fecales. (10)

Aplicación de los indicadores Calificación sanitaria del agua para diferentes usos Desarrollo de criterios y cumplimiento de normas de calidad Detección de descargas contaminantes Control de procesos de tratamiento de aguas Estudios epidemiológicos y evaluación de riesgos Estudios diversos: - Evaluación e Impacto Ambiental 10


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- Inactivación de patógenos en aguas receptoras - Comportamiento de patógenos posterior a la desinfeción - Modelamiento de descargas a cuerpos receptores Limitaciones de los indicadores Especificidad Supervivencia Resistencia al ambiente y los tratamientos Presencia junto a los patógenos Multiplicación en el ambiente Indicadores más utilizados Coliformes Totales : bacterias en forma de bacilo, aerobias anaerobias facultativas, no esporuladas que fermentan la lactosa con producción de gas a 35°C durante 48 h. Constituyen un grupo formado por diferentes especies: - E. coli, E. aerogenes, E. cloacae, C. freundii, C. diversus, Klebsiella pneumonia, K. oxytoca, K. terricola, K. escleromatis, Serratia fonticola, Rahnella aquatilis y Buttiauxella agrestes Coniformes Fecales* : bacterias en forma de bacilo, aerobias anaerobias facultativas, no esporuladas que fermentan la lactosa con producción de gas a 44,5±0.2°C durante 24 h. Composición : - E. coli (98%), Klebsiella (2-3%) USO ESPECÍFICO EN AGUAS SERVIDAS Propuesto ~ 1950 Coniformes Termoresistentes* : bacterias en forma de bacilo, aerobias anaerobias facultativas, no esporuladas que fermentan la lactosa con producción de gas a 44-45°C durante 24 h Composición : - E. coli, Klebsiella, Enterobacter, Citrobacter *(OMS, 1995)

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TRATAMIENTO DE LAS AGUAS Método de Tratamiento : " Lodos Activados "

Los métodos de tratamiento en los que predominan la aplicación de principios físicos se conoce como Tratamiento Primario. Los métodos de tratamiento en los que la eliminación de contaminantes se efectúa por actividad química o biológica es conocido como Tratamiento Secundario. Recientemente el Tratamiento Terciario o Avanzado se ha aplicado a las operaciones o procesos utilizados para eliminar contaminantes que no se han visto afectados por los tratamientos antes mencionados.

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Tratamiento Primario Desbaste La primera operación unitaria en las plantas de tratamiento de aguas residuales es la operación de desbaste. Una rejilla es un dispositivo con aberturas uniformes utilizado para retener generalmente los sólidos de cierto tamaño que arrastran las aguas residuales. Estos dispositivos además sirven para proteger las bombas ,válvulas y otros elementos contra posibles daños y para evitar que se obstruyan por trapos o elementos de gran tamaño. Es por esto que las partículas mayores que loa 0.5 cm pueden eliminarse mediante desbaste, siendo esta la mas económica entre las operaciones unitarias. Otro mecanismo utilizado frecuentemente son las trituradoras en lugar de rejillas. Estos elementos rompen o desgarran los sólidos en suspensión retenidos en las rejas. Desarenadotes La misión de los desarenadores es separar las arenas, la grasa, las cenizas y cualquier otro material pesado que tenga velocidad de sedimentación o peso especifico superior a la de los sólidos orgánicos putrescibles del agua residual.

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Pretratamiento El pretratamiento consiste en eliminar la grasa y la espuma de las aguas residuales, antes de la sedimentación primaria, al objeto de mejorar su calidad. El pretratamiento se compone de: Tanques separadores de grasa: estos consisten en depósitos dispuestos de tal manera que la materia flotante ascienda y permanezca en la superficie del agua residual hasta que se recoja y se elimine, mientras el liquido sale del tanque en forma continua, a través de una abertura situada en el fondo. Entre los residuos que recoge están el aceite, grasa, jabón, pedazos de madera y corcho, residuos vegetales entre otros.

Preaireación: Los objetivos que persigue el airear el agua residual antes de la sedimentación primaria son: mejorar su tratabilidad, procurar la separación de las grasas, control de los olores, eliminación de arenas y aumentar las eliminaciones de DBO. Floculación: una parte esencial de cualquier sistema de precipitación química , o químicamente asistida es la agitación con vistas a aumentar la posibilidad de contacto de entre las partículas (floculación), tras la adición de un producto químicos, el objetivo de este es aumentar la eliminación de sólidos suspendidos y la eliminación de DBO. Sedimentación La sedimentación es la separación de las partículas mas pesadas en el agua mediante acción de la gravedad. Es una de las operaciones unitarias mas utilizadas en el tratamiento de las aguas residuales. Este tratamiento tiene como propósito fundamental obtener un efluente clarificado, pero también es necesario producir un fango con una concentración de sólidos que pueda ser tratado con facilidad. En algunos casos, la sedimentación es el único paso en el tratamiento que se somete el agua residual. En una planta típica de lodos activados la sedimentación se efectúa en tres pasos: Desarenadores, en donde la materia orgánica se elimina. Sedimentadores primarios, que preceden al reactor biológico en donde los sólidos orgánicos y otros se separan. Sedimentadores secundarios, que siguen al reactor biológico, en los cuales el lodo biológico se separa del efluente tratado.

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En base a la concentración y a la tendencia a la interacción de las partículas pueden efectuarse cuatro clasificaciones generales sobre la forma de dichas partículas que se depositan. Es frecuente que se produzca mas de un tipo de sedimentación en un momento dado durante la sedimentación y también es posible que los cuatro tipos se tengan en forma simultánea.

MEDIDAS QUE ADOPTARÍA 1. Evitaría el vertido de residuos fecales y sustancias químicas en los ríos para evitar la infectación de los seres vivos del rio y así evitar su contagio. 2. Por otro lado , prohibiría la pesca en los ríos contaminados. 3. Haría controles para observar la calidad del agua. 4. Por ultimo adoptaría medidas de vigilancia para reconocer a las personas que viertan sustancias contaminantes al río, mar, etc.

LEGISLACIÓN O ACUERDOS La legislación descrita por la normativa europea, exige que a partir de este año se establezca un límite máximo de 100 microgramos de trihalometanos por litro para el agua potable de consumo público. Esta ley obligará a algunos ayuntamientos a tomar medidas para rebajar su actual nivel de trihalometanos y por tanto de la materia orgánica antes de proceder a la cloración final. Este tratamiento es necesario para mantener una acción desinfectante en el agua potable, protegiéndonos de bacterias, virus y otros microorganismos que eventualmente pudieran aparecer a lo largo de la red de distribución hasta los grifos de nuestras casas. Los criterios y normas microbiológicas tienen por objeto proteger la salud pública, la calidad de las aguas naturales y controlar las descargas de contaminantes al ambiente. Los requerimientos dependen del uso del agua y presentan ciertas diferencias entre los países. La OMS desarrolla Guías o criterios de calidad de aguas para diferentes usos en base a estudios epidemiológicos, orientadas a los países que no cuentan con normativas y/o para actualizar las existentes.

NOTICIAS RELATIVAS AL TEMA (4 de Marzo de 2009) Titulares del Ministerio de Medio Ambiente y Recursos Naturales, Carlos Guerrero, y del Ministerio de Economía, Ricardo Esmahán, presentaron hoy la nueva normativa de vertidos que tiene como finalidad disminuir la cantidad de materiales contenidos en las aguas residuales producidas en los hogares, industria y agro. 15


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De igual forma, pretende regular vertidos de tipo especial como aguas hospitalarias que son lanzadas directamente en ríos, lagos, lagunas, fuentes, mares embalses y humedales. La normativa establece las características y valores fisicoquímicos, microbiológicos y radiactivos permisibles en las aguas residuales. Permitirá, además, tomar acciones directas para velar porque las aguas residuales no alteren la calidad de los medios receptores, contribuyendo a la recuperación, protección y aprovechamiento sostenible del recurso hídrico respecto de los efectos de la contaminación.

GLOSARIO Medio Ambiente: Se entiende por medio ambiente o medioambiente al entorno que afecta y condiciona especialmente las circunstancias de vida de las personas o la sociedad en su conjunto. Comprende el conjunto de valores naturales, sociales y culturales existentes en un lugar y un momento determinado, que influyen en la vida del ser humano y en las generaciones venideras. Es decir, no se trata sólo del espacio en el que se desarrolla la vida sino que también abarca seres vivos, objetos, agua, suelo, aire y las relaciones entre ellos, así como elementos tan intangibles como la cultura. El Día Mundial del Medio Ambiente se celebra el 5 de junio. Biosistema: Sistema constituido por todos los seres vivos. Hidrólisis: Desdoblamiento de la molécula de ciertos compuestos orgánicos por acción del agua. Patógeno: Que origina y desarrolla una enfermedad. Microorganismo que puede causar o propagar enfermedades. Uremia: Conjunto de síntomas cerebrales, respiratorios, circulatorios, digestivos, etc., producidos por la acumulación en la sangre y en los tejidos de venenos derivados del metabolismo orgánico eliminados por el riñón cuando el estado es normal. BIBLIOGRAFÍA http://contaminacion-purificacion-agua.blogspot.com/ http://enciclopedia.us.es/index.php/Contaminaci%C3%B3n http://weblogs.madrimasd.org/remtavares/archive/2008/11/21.aspx http://www.rae.es/rae.html 16

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