DETECCIÓN DE AMIBAS DE VIDA LIBRE PATÓGENAS Y COLIFORMES EN UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE LODOS ACTIVADOS Elizabeth RAMÍREZ, Esperanza ROBLES, Blanca MARTÏNEZ, María MORALES, Erika TOLEDO y Oswaldo RAMÍREZ Facultad de Estudios Superiores Iztacala , UNAM. Av. de los Barrios 1, Los Reyes Iztacala, Tlalnepantla. C.P. 54090, Estado de México, México. Fax: 53 90 76 04. e-mail: erf@servidor.unam.mx Palabras clave: bacterias indicadoras, Gymnamoebae, Hartmannella, agua residual tratada. RESUMEN El tratamiento de lodos activados basa su funcionamiento en la capacidad de los microorganismos, principalmente las bacterias, para descomponer la materia orgánica, por lo que se le conoce como tratamiento biológico. Sin embargo, después de cumplir su función las bacterias deben de eliminarse del sistema, al igual que los microorganismos patógenos. Por tal razón el objetivo del estudio fue determinar las amibas de vida libre patógenas y las bacterias coliformes totales y fecales del sistema de lodos activados de Ciudad Universitaria (UNAM). Las amibas se analizaron, cultivándolas en el medio de agar no nutritivo con Enterobacter aerogenes y se identificaron morfológicamente; las coliformes se analizaron de acuerdo a las técnicas estandarizadas. Las bacterias coliformes aunque se eliminaron de 3 a 10 escalas logarítmicas, estuvieron por arriba de los valores permisibles de la NOM-03-SEMARNAP-1997 para agua residual tratada, por lo que es importante la desinfección que se le aplica al agua tratada después de que sale del sistema de lodos activados. En la entrada se aislaron amibas de 11 géneros amibianos, predominando Vahlkampfia (26.4%) y Mayorella (25%); en la salida se detectaron 8 géneros y predominaron Mayorella (26.7%) y Vannella (19.6%). De las amibas reportadas como patógenas, se detecto Acanthamoeba solamente una vez en la entrada, pero no se encontró en la salida, por lo que a este aspecto, el agua tratada en el sistema no represento peligro para la salud. INTRODUCCIÓN Actualmente uno de los problemas que más preocupa a la humanidad es la gran cantidad de contaminantes que se desechan en el agua, el tratamiento de estas aguas residuales es de gran importancia ya que ofrece una alternativa de solución a éstos; para que esto se logre se recurre a muchos métodos de los cuales los más utilizados son los que involucran microorganismos debido a que son económicos, eficientes y no generan subproductos contaminantes (Jiménez 2002, Ramírez 1998). El tratamiento biológico emplea, con diversas técnicas, la materia orgánica biodegradable de las aguas residuales domésticas, como nutrientes de una población bacteriana a la cual se le proporciona oxígeno y condiciones controladas para que crezca. El tratamiento biológico es por tanto una oxidación de la materia orgánica biodegradable con participación de bacterias 1 que se ejecuta para acelerar un proceso natural y evitar posteriormente la presencia de contaminantes y la ausencia de oxígeno en los cuerpos de agua. La aplicación del tratamiento secundario al agua residual, previene la contaminación de los cuerpos de agua cuando en ellos se descargan esta agua. Los procesos de tratamiento biológico se pueden dividir según el estado en que se encuentren las bacterias responsables de la degradación. La biomasa bacteriana puede estar soportada sobre superficies inertes tales como rocas, escoria, material cerámico o plástico, se habla de lecho fijo, o puede estar suspendida en el agua a tratar. En cada una de estas situaciones la concentración de oxígeno en el agua determina la existencia de bacterias aeróbicas, facultativas o anaerobias. Los procesos aerobios con biomasa suspendida que más se aplican son los lodos activados (Jiménez 2002, Metcalf 1996, Winkler 1993). El empleo de lodos activados ofrece una alternativa para el tratamiento de aguas residuales ya que poseen una gran variedad de microorganismos capaces de remover materia orgánica presente en el agua, esto se ve favorecido por el uso de reactores que proveen de las condiciones necesarias para la biodegradación. El proceso de lodos activados tiene como objetivo la remoción de materia orgánica de las aguas residuales que emplea la oxidación para descomponer y estabilizar la materia putrescible que queda después de los tratamientos primarios. La combinación de microorganismos y agua residual se conoce como lodos activados. Un proceso de lodo activado es un tratamiento biológico en el cual se agita y aérea una mezcla de agua de desecho y un lodo de microorganismos, y de la cual los sólidos se remueven y recirculan posteriormente al proceso de aireación, según se requiera. El costo de construcción de una planta de lodo activado puede ser competitivo con otros tipos de plantas de tratamiento que producen resultados comparables. Sin embargo, los costos unitarios de operación son relativamente altos (Jiménez 2002, Metcalf 1996, Ramírez 1998, Winkler 1993). La comunidad microbiológica presente en el sistema de lodos activados es diversa, entre las bacterias patógenas presentes en el agua residual, podemos encontrar: Salmonella Typi que produce fiebre tifoidea; Salmonella paratyphi fiebre paratifoidea: Shigella spp disentería bacilar; Vibrio cholerae el cólera; E. coli enteropatogena, Yersenia enterocolitica y Campylobacter jejuni producen gastroenteritis; Legionella pneumophila enfermedad respiratoria aguda; Mycobacterium tuberculosis tuberculosis y Leptospira que causa leptospirosis entre otras. Dado la complejidad de identificar cada una de estas bacterias patógenas se utilizan los indicadores de contaminación los cuales con su sola presencia nos indican que ha ocurrido contaminación y que puede haber la existencia de bacterias patógenas; así como su ausencia es sinónimo de potabilidad. Dentro de los indicadores bacteriológicos de contaminación se encuentran los Coliformes totales y los Coliformes fecales (Bitton 1994). Las bacterias deben de removerse del sistema, después de cumplir su función degradadora. La reducción en el proceso convencional del lodo activado que incluye predecantación y sedimentación final, de las bacterias coliformes puede ser de hasta un 90 a 95%, en este proceso pueden intervenir mecanismos físicos, químicos y biológicos (Bitton 1994, Ramirez et al. 2005, Winkler, 1993). De los mecanismos biológicos más importantes, esta la depredación que realizan los protozoarios, entre los que destacan las amibas de vida libre, 2 porque son consumidores voraces de estos microorganismos; sin embargo, algunas amibas pueden causar infecciones fatales del sistema nervioso central, por lo su presencia no es deseable en el agua tratada (Page 1988, Ramírez et al. 2005). Por lo anterior, el objetivo del estudio fue: determinar las amibas de vida libre patógenas y las bacterias coliformes totales y fecales de un sistema de tratamiento de lodos activados. MATERIALES Y MÉTODOS Se colectaron mensualmente de enero a diciembre de 2004, muestras de la entrada y la salida del sistema de lodos activados de la planta de tratamiento de Ciudad Universitaria de la UNAM. Las amibas de vida libre se cultivaron en el medio agar no nutritivo con Enterobacter aerogenes para su aislamiento, las placas se incubaron a 25º C y después de una semana se revisaron con un microscopio invertido para detectar el crecimiento amibiano. La identificación de las amibas aisladas se realizo tomando en cuenta las características morfológicas de la fase de trofozoito y de quiste de acuerdo a la clave de Page (1988), observando preparaciones in vivo con la técnica microscópica de contraste de fases a 40x y 100x. Para la determinación de los coliformes totales y fecales se utilizó la técnica del NMP sembrando las muestras en caldo lactosado como medio de enriquecimiento y caldo bilis verde brillante como prueba confirmativa para los coliformes totales y medio EC para los coliformes fecales, incubando a 35.5oC los primeros y a 44.5oC los segundos (APHA et al., 1998). RESULTADOS Y DISCUSIÓN Las amibas de vida libre que se detectaron en la entrada del sistema de lodos activados pertenecieron a los siguientes géneros: Acanthamoeba, Dactylamoeba, Dermamoeba, Hartmannella, Mayorella, Platyamoeba, Rosculus, Saccamoeba, Thecamoeba, Vahlkampfia y Vannella; predominando las del género Vahlkampfia con 26.4% y Mayorella con 25%: En la salida se presentaron los mismos géneros amibianos menos Acanthamoeba, Saccamoeba y Thecamoeba, las amibas que predominaron fueron Mayorella con 26.7% y Vannella con 19.6% (Tabla I). Las amibas que predominaron no son patógenas, pero se han reportados en agua con cierto contenido de materia orgánica, como es el caso de agua residual y agua natural contaminada orgánicamente (Bonilla y Ramírez 1993, Gogate y Deodhar 1984, Ramirez et al. 1993, Ramirez et al. 2003, Ramirez et al. 2005, Rivera et al. 1986, Rivera et al. 1993). De las amibas aisladas en el sistema, solamente Acanthamoeba ha sido reportada como patógena (Bonilla y Ramírez 2004; Schuster y Visvesvara 2004), pero solamente se encontró una vez en la entrada y no apareció en la salida. 3 Tabla I. Frecuencia de amibas de vida libre en el sistema de lodos activados Género Frecuencia (%) Entrada 1.4 1.4 1.4 13.2 25 7.3 13.2 1.4 1.4 26.4 7.3 Acanthamoeba Dactylamoeba Dermamoeba Hartmannella Mayorella Platyamoeba Rosculus Saccamoeba Thecamoeba Vahlkampfia Vannella Salida 0 7.3 1.4 7.3 26.7 7.3 8.9 0 0 10.7 19.6 Ju lio A g o S ep sto tie m br e O ct ub N ov re ie m br D e ic ie m br e A br il M ay o Ju ni o 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 E ne r Fe o br er o M ar zo Núm. de aislamientos El número de aislamientos de amibas de vida libre de la entrada y la salida, siguieron un de comportamiento similar a lo largo del período del año, a excepción del mes de mayo; presentándose una serie de subidas y bajadas, con un pico máximo en julio y un mínimo en enero para ambas estaciones de muestreo. Esto coincide con el conocido comportamiento estacional de las amibas de vida libre, que proliferan mejor en verano y en invierno baja su población (Fig. 1) (Bonilla et al. 2004). Entrada Salida Figura 1. Distribución estacional de las amibas de vida libre en el sistema de lodos activados. La remoción de amibas de vida libre fue muy irregular, con un intervalo de 095.71%, en los meses de junio y diciembre fue muy buena, 95.71% y 82.08% respectivamente, en marzo y abril hubo una remoción de 47.82% en cada uno y en 6 meses no hubo remoción. Sin embargo, esto no represento un peligro para la salud, porque ninguna de las amibas que se encontraron en la salida se ha reportado como patógena (Bonilla y Ramírez 2004, Schuster y Visvesvara 2004) (Tabla II). 4 Tabla II. Remoción de amibas de vida libre en el sistema de lodos activados. Mes Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre % de remoción 0 60.90 47.82 47.82 0 95.71 0 0 0 0 0 82.08 En lo que respecta a los coliformes totales y fecales para calcular la remoción se transformaron los valores en logaritmos y con la media se calculó el porcentaje de remoción, encontrando que tanto los Coliformes totales como los Coliformes fecales se removieron 36.5%. Manejando los valores en remoción de escalas logarítmicas tenemos que tanto los Coliformes totales como los Coliformes fecales se removieron entre 3 y 10 escalas logarítmicas. Estos valores están fuera de los límites permisibles de la NOM-03-SEMARNAP-1997 para agua residual tratada, la cual indica que para uso de servicio al público con contacto directo no debe exceder de 240 NMP/100 ml de coliformes fecales y para contacto indirecto de 1000 NMP/100 ml; sin embargo cabe aclarar que la muestra de la salida del sistema se tomó antes de pasar por la cloración con el objeto de ver que remoción bacteriana presentaba por si solo el sistema de lodos activados, encontrando que las remociones fueron muy bajas en relación a lo reportado en la literatura (Jiménez 2002, Metcalf 1996, Winkler 1993). REFERENCIAS APHA-AWWA-WEF (1998). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. Estados Unidos. Bitton G. (1994). Wastewater Microbilogy. Wiley-Liss, New York, 478 p. Bonilla P. y Ramírez E. (1993). Sistema de tratamiento de lecho de raíces: Las amebas de vida libre. Rev. Inf. Cien. Tec. 15, 22-25. Bonilla P. y Ramírez E. (2004). 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