Capítulo 1: Estructura y metabolismo celular

Capítulo 1: Estructura y metabolismo celular

1.5 Calidad microbiológica del agua y su potabilización. Tratamiento de aguas residuales

Introducción:

Chile: 47% del agua que bebemos proviene de depósitos subterráneos (en la zona norte), y el 53% restante proviene de fuentes superficiales (en la zona centro y sur).

Agua para el consumo humano debe ser potable: puede consumirse en cualquier cantidad deseada sin poner en riesgo la salud; y palatable: organolépticamente agradable, no necesariamente segura.

Fuentes de agua: aguas subterráneas, agua de ríos, acuíferos, aguas subterráneas, esteros, lagos y embalses.

El agua en la naturaleza no siempre es segura. Hay 2 millones de muertos al año por consumo de agua contaminada. Estas muertes pueden ser evitables.

Calidad del agua:

Características del agua: entregan un conjunto de indicadores que permiten establecer si el agua es segura para consumo humano.

• Características Físicas:
  Turbidez: medida de la “claridad” de un líquido. Depende de la cantidad de luz que es dispersada por las partículas presentes en un líquido llamadas sólidos suspendidos.
  Agua potable: < 2 NTU como promedio mensual. > 20 NTU no puede ocurrir nunca. NTU: unidades de nefelométricas de turbidez.
  Color: color verdadero (libre de sólidos suspendidos), debería ser transparente.
  Temperatura
  Olor
• Características Químicas:
  Compuestos inorgánicos disueltos: hierro, carbonatos, sulfatos, metales pesados (arsénico, cromo).
  Compuestos orgánicos disueltos: carbono total, plaguicidas, compuestos fenólicos.
  Los efectos del arsénico demoran 20 años o más en aparecer: razón entre la mortalidad por cáncer de vejiga en II y V Región.
• Características Microbiológicas:
  Indetectable a simple vista o utilizando otro sentido.
  Microorganismos en el agua: bacterias, virus y protozoos:

• Salmonella typhi 🡪 bacteria, fiebre tifoidea
• Escherichia coli 🡪 bacteria, gastroenteritis, infección urinaria
• Vibrio cholerae 🡪 bacteria, cólera
• Shigella spp. 🡪 bacteria, shigelosis (disentería)
• Cryptosporidium 🡪 protozoos, cryptosporidiosis (diarrea y gastroenteritis)
• Norwalkvirus 🡪 virus, gastroenteritis

Coliformes: grupo heterogéneo cuyos integrantes no están taxonómicamente relacionados, pero se usan como indicadores de contaminación fecal en el agua.

Coliformes > coliformes fecales: e. coli, enterobacter, kiebsiella.

Coliformes: tracto intestinal (la mayoría), anaerobios facultativos, gram -, bacilos, no forman esporas, fermentan lactosa en 48h a 35° C.

Métodos para detectar coliformes y E. coli en el agua:

Método 1: Aguar EMB-Lactosa: 100 ml de agua son filtrados. El filtro es incubado en agar con eosina (selecciona bacterias gram -), azul de metileno (selecciona bacterias gram -) y lactosa (selecciona bacterias que consumen lactosa). Las bacterias que produzcan ácido láctico disminuirán el pH de la colonia, esto promueve la unión de los pigmentos eosina y azul de metileno.
La E. Coli es capaz de fermentar rápidamente la lactosa, supuestamente disminuyendo fuertemente el pH, produciendo colonias con un brillo metálico oscuro.

Método 2: Agar IM: 100 ml de agua son filtrados. El filtro es incubado en aguar con metil-lumbeliferil-β -D-galactopiranosa (MUG) (todos los coliforme muestran actividad β-galactosidasa), indoxil-β-D-glucoronido (E.coli muestra actividad β-glucoronidasa).

Potabilización de aguas:

Norma chilena agua potable NCh409:

• Menos del 10% de las muestras debe tener 1 colonia de coliformes totales por cada 100 ml.
• Menos del 5% de las muestras debe tener como máximo 5 colonias de coliformes totales por cada 100 ml.
• Todas las muestras deben estar exentas de E. coli (recuento negativo).

Diagrama de bloques:

coagulantes          floculante    
                   ↓                         ↓
Agua 🡪 mezclado 🡪 desarenador 🡪 floculación 🡪 sedimentación 🡪 filtración 🡪 desinfección 🡪 agua potable                                                                 ↓                
                                                                                                                 material suspendido

Desarenador: proceso de sedimentación. Las partículas de mayor densidad que el agua tienden a viajar hacia el fondo. Debe proveerse de un tiempo de residencia lo suficientemente largo para permitir que las partículas lleguen al fondo del tanque.

Coagulación: los agentes coagulantes neutralizan las cargas de las partículas permitiendo su agregación. Generalmente son invisibles a simple vista. El proceso tarda 1 a 3 minutos bajo agitación.

Floculación: polímeros cargados (generalmente aniónicos) permiten la agregación de muchas partículas a la vez, formando floculos visibles a simple vista. El proceso toma 15 a 60 minutos bajo agitación suave.

Sedimentación: filtración de la arena.

Desinfección: primaria: matar los microorganismos existentes en ella e inhibir el crecimiento potencial de nuevos microorganismos. Secundaria: se adiciona cloro en el agua ya desinfectada, para que quede una concentración de cloro residual, que mata microorganismos sobrevivientes y evita la proliferación de nuevos microorganismos. Por norma 0.2 – 0.6 mg/L.

Tratamiento de aguas residuales:

Aguas residuales: residuos industriales líquidos (RILes), descargas domésticas al alcantarillado.
-   Efluentes líquidos contaminados con material fecal humano o animal.
- Pueden contener moléculas inorgánicas y orgánicas que pueden resultar potencialmente peligrosas.
-   Microorganismos patógenos.

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