Análisis
de la cantidad de coliformes presentes en el agua de la planta tratadora de la Universidad Autónoma
de Aguascalientes antes y después del proceso
Ximena Ramírez Martínez
Resumen
En
el agua existen diversos microorganismos patógenos, como las bacterias
coliformes y diversos protozoarios, que al encontrarse presentes en diversos
cuerpos de agua se podrán denominar aguas contaminadas o residuales,
dependiendo de su origen. Por lo que se creó una maquinaria para poder remover
tanto los residuos solidos como microorganismos y metales pesados, las cuales
son denominadas plantas de tratamiento de aguas residuales. Para poder conocer
si el funcionamiento de las plantas tratadoras es eficiente, la SEMARNAT
(Secretaria de Medio Ambiente y Recursos Naturales) propuso diversas normas
oficiales para su correcto funcionamiento y para que la salud de los seres
humanos no se vea afectada por lo que se contiene en el agua ya tratada.
El presente articulo tiene como objetivo demostrar la
efectividad de la planta tratadora de agua de la Universidad Autónoma de
Aguascalientes. Esto se realizó por medio de un muestreo de dos ejemplares de
agua de la entrada y salida de la planta tratadora, después se trabajó con la
metodología utilizada dentro de la universidad, la cual fue la de Número Más
Probable (por sus siglas NMP), esta metodología consistió en tres pruebas: la
prueba presuntiva, la prueba confirmativa y la prueba final, cada una con un
objetivo especifico para determinar la presencia o ausencia de coliformes
totales y fecales.
Palabras clave: coliformes, planta tratadora de agua, aguas residuales, NOM-001-SEMARNAT-1996, NOM-003-SEMARNAT-1997
Abstract
In
water there are various pathogenic microorganisms, such as coliform bacteria
and various protozoa, which, when present in various bodies of water, may be
called contaminated or waste water, depending on their origin. Therefore,
machinery was created to be able to remove both solid waste, microorganisms and
heavy metals, which are called wastewater treatment plants. In order to know if
the operation of the treatment plants is efficient, the SEMARNAT (Secretary of
the Environment and Natural Resources) proposed various official standards for
their correct operation and so that the health of human beings is not affected
by what is contained in already treated water.
This article aims to demonstrate the effectiveness of the
water treatment plant of the Autonomous University of Aguascalientes. This was
done by sampling two samples of water from the inlet and outlet of the
treatment plant, then we worked with the methodology used within the
university, which was the Most Probable Number (for its acronym NMP), This
methodology consisted of three tests: the presumptive test, the confirmatory
test and the final test, each one with a specific objective to determine the
presence or absence of total and fecal coliforms.
Key words: coliforms,
water treatment plant, wastewater, NOM-001-SEMARNAT-1996, NOM-003-SEMARNAT-1997.
Introducción
A
lo largo de los años la calidad del agua ha estado cambiando en torno a las
necesidades del hombre y el aprovechamiento de los recursos que disponemos. La
disponibilidad del agua se está haciendo un problema actual y complejo. Por lo
que el agua potable debe de estar disponible para consumo y uso humano, de
igual manera debe estar libre de microorganismos patógenos y de metales
pesados. (Ríos- Tobón,
2017)
Existen diversos microorganismos patógenos como las
bacterias, los protozoarios y diversos parásitos que se encuentran presentes en
el agua. Existe un tipo de bacteria denominada por el nombre de coliforme los
cuales son usados como identificadores de contaminante en aguas. (Ramos-
Ortega, 2008)
Las plantas tratadoras de agua tienen un proceso para
poder limpiar las aguas residuales que llegan a su planta para remover tanto
microorganismos patógenos como metales pesado.
Actualmente en el estado de Aguascalientes se encuentran activas 23 plantas de
tratamiento de agua, de las cuales una de ellas le pertenece a la Universidad
Autónoma de Aguascalientes (UAA).
En este trabajo se plantea demostrar que el proceso de la
planta tratadora de agua de la Universidad Autónoma de Aguascalientes es
eficiente y remueve de manera efectiva la cantidad de microorganismos
patógenos, específicamente coliformes, presentes en las aguas residuales que
son sometidas al tratamiento.
Contexto
Las
aguas residuales resultan de aquella combinación de líquidos y residuos
sólidos transportados por el agua de diferentes lugares ya sean de
residencias, oficinas, industrias, escuelas, comercios. El tratamiento de aguas residuales consiste en tres
tratamientos generalmente, las cuales se realizan a diferentes escalas con
diferentes sistemas designados a la cantidad de población.
(Zapata, 2013)
La Universidad Autónoma de Aguascalientes (UAA)
introdujo en 1996 una planta tratadora de agua, la cual somete a tratamiento
alrededor de 262 mil 800 m2 de aguas negras. El agua que pasa por el
proceso de tratamiento se emplea para el riego de más de 17 hectáreas de áreas
verdes y de zonas arboladas dentro de Ciudad Universitaria (CU). La planta de
CU lleva a cabo cuatro etapas (etapa preliminar, etapa primaria, etapa
secundaria y etapa terciaria) que cumplen con la norma de calidad. (UAA, boletín 042)
Las
bacterias coliformes son un grupo de microorganismos que habitan en el suelo, el agua, las
plantas e inclusive en el intestino de los humanos y animales en forma de
bacilos aerobios, los cuales fermentan la lactosa. Existen dos tipos de
coliformes: los totales y los fecales.
La reproducción de las bacterias coliformes es por fisión
binaria, el cual, a partir de una sola célula, se generan otras
dos iguales con la carga completa de ADN. (Hernández-Morales,
2018)
Los coliformes son responsables de diversas patologías en
los seres humanos, los cuales en ocasiones pueden convertirse infecciones
oportunistas, generadas por la inmunosupresión del individuo. (Parr, 1939)
La
SEMARNAT considera diferentes especificaciones para el parámetro del uso
máximo, como se establece en la especificación 4.2 de la
NOM-001-SEMARNAT-1996 para la determinación de contaminación por patógenos;
en la cual se tomará como indicador los coliformes fecales. El límite máximo
permitido por descargas en aguas residuales es de 1,000 y 2,000 NMP (número
más probable) de coliformes fecales por cada 100 mL para el promedio mensual y
el promedio diario. Por otro lado, La
NOM-003-SEMARNAT-1997 establece los límites máximos permisibles de
contaminantes para las aguas residuales tratadas que se reúsen en servicios públicos,
con el objeto de proteger el medio ambiente y la salud de la población; es de
observancia obligatoria para las entidades publicas responsables de su
tratamiento y reusó. (SEMARNAT, 1997)
Materiales
El
área de estudio de este trabajo fue la planta tratadora de la UAA, que se
encuentra en las coordenadas 21°54'42.4"N 102°19'00.7"W. El análisis
y experimentación de las muestras de agua bajo la metodología de Número Más
Probable (por sus siglas NMP) se llevaron a cabo en el edificio 20 de la UAA.
Los materiales que se utilizaron para la realización de
este trabajo fueron: 42 tubos de ensaye, 44 tubos de ensaye con tapa de rosca,
2 frascos de 125 mL, 4 pipetas de 10 mL, 4 pipetas de 1 mL, 72 tubos de campana
Durham, 1 asa bacteriológica, 1 mechero de bunsen, 1 autoclave de calor húmedo,
1 incubadora a 35ºC, 1 incubadora a 44ºC, 1 pipeteador y 6 gradillas.
Los reactivos que se utilizaron para la realización de
este trabajo fueron: 390 mL de caldo rojo de fenol con lactosa, 80 mL de caldo
verde brillante bilis al 2%, 80 mL de caldo EC, 0.2 mL de tiosulfato de sodio
al 10%, 140 mL de agua destilada, 100 mL de muestra de agua de la entrada de la
planta tratadora de agua de la UAA y 100 mL de muestra de agua de la salida de
la planta tratadora de agua de la UAA.
Metodología
La
metodología que se utilizó para este trabajo fue la de NMP. Este método es
utilizado estadísticamente en la cuantificación de coliformes en aguas para
consumo humano, aguas residuales y otros alimentos de origen liquido. La
metodología de NMP cuenta con tres pruebas: prueba presuntiva, prueba
confirmativa y la prueba final.
Para el muestreo se acudió a la planta de tratamiento de
aguas residuales de la UAA para tomar una muestra de las cada una de las fases
del tratamiento: antes y después del procedimiento en frascos con rosca
esterilizados y con tiosulfato de sodio al 10%.
Para iniciar con esta experimentación se prepararon 14
diluciones con 9 mL de agua destilada cada uno. Posteriormente se agregó 1 mL
de muestra utilizando la escala de 1:9, respectivamente. Se utilizaron 10
diluciones para la muestra de agua de antes y 4 diluciones para la muestra de
agua de después del tratamiento.
Para la prueba presuntiva, se prepararon 42 tubos de
ensaye con campana Durham con 9 mL de caldo rojo de fenol con lactosa en el que
se agregara 1 mL de la dilución y se dejaron incubar en el
autoclave de calor húmedo a 35ºC durante 24 horas. Al pasar las 24
horas, se observaron los resultados y se seleccionaron los tubos que dieron
positivo (cambio de color de rojo a amarillo, y a su vez, la presencia de gas).
Las pruebas que resultaron positivas pasaron a la prueba
confirmativa, en la cual se inoculó con 1 o 2 asadas y se colocó en 12 tubos
con campana Durham con 5 mL de caldo verde brillante bilis al 2%. Se dejó
incubar en el autoclave de calor húmedo a 35ºC durante
24 a 48 horas. Al pasar el tiempo, se observaron los resultados y se
seleccionaron los tubos que dieron positivo (se muestra presencia de gas).
Para
concluir con la fase final del experimento, las pruebas que resultaron
positivas pasaron a esta fase, en la cual se inoculó con 1 o 2 asadas y se
colocó en 12 tubos con campana Durham con 5 mL de caldo EC. Se dejó incubar
en el autoclave de calor húmedo a 44ºC durante 24 a 48 horas. Al
pasar el tiempo, se observaron los resultados y se seleccionaron los tubos que
dieron positivos (se da presencia de gas).
Resultados
Para
la prueba presuntiva de la muestra de entrada a la planta tratadora de agua de
la UAA, la cual muestra presencia de bacterias coliformes, se prepararon 42
tubos de ensaye de los cuales el 100% de ellos resulto positivos.
Para la prueba presuntiva de la muestra de salida de la
planta tratadora de agua de la UAA, la cual muestra presencia de bacterias
coliformes, se prepararon 12 tubos de ensaye, de los cuales el 25% de ellos
resultó positivos.
Para la prueba confirmativa de la muestra de entrada a la
planta tratadora de agua de la UAA, la cual muestra presencia de bacterias
coliformes totales, se prepararon 9 tubos de ensaye de las últimas tres
disoluciones positivas para tener un mayor alcance en nuestros resultados, los
cuales el 88% de ellos resultó positivo.
Para la prueba confirmativa de la muestra de salida de la
planta tratadora de agua de la UAA, la cual muestra presencia de bacterias
coliformes totales, se prepararon 3 tubos de ensaye de la última disolución
positiva para tener un mayor alcance en nuestros resultados, los cuales el 66%
de ellos resultó positivos.
Para la prueba final de la muestra de salida de la planta
tratadora de agua de la UAA, la cual expone presencia de bacterias coliformes
fecales, se prepararon 3 tubos de ensaye de las últimas tres disoluciones
positivas para tener un mayor alcance en nuestros resultados, los cuales el 33%
de ellos resultó positivo.
Para la expresión de los resultados obtenidos, se optó
por realizar una tabla en la cual se expresan las tres diferentes pruebas que
se realizaron: presuntiva, confirmativa y la final, con las últimas tres
diluciones que resultaron positivas y la cantidad de tubos positivos en cada
prueba.
Tabla 1. Cantidad de coliformes presentes
Fuente: Elaboración propia
con base en Manual de microbiología (2008), noviembre 2019.
Discusión
De
acuerdo con la norma internacional ISO 9308-2:2012, para poder realizar un
conteo de bacterias coliformes se realiza la prueba de NMP de organismos, en
donde este método se aplica a cualquier tipo de agua; tomando en cuenta las
tres diferentes fases de experimentación: presuntiva, confirmativa y la final.
Los
resultados obtenidos durante la prueba confirmativa de la muestra de antes del
tratamiento de la planta dieron 11.0 x 10^9 coliformes fecales, lo cual
representa una gran cantidad de coliformes presentes. Por otro lado, en la
prueba confirmativa de la muestra de salida de la planta dieron un resultado de
0.36 x 10^2 coliformes. De acuerdo con la NOM-003-SEMARNAT-1997 el agua de
salida está dentro de los parámetros, ya que el límite máximo permitido es de
1000 a 2000 coliformes fecales en 100 mL de agua, y esta cuenta con 360.
En
los resultados del muestro de entrada a la planta se encontró un valor de 11.0
x 10^9 coliformes totales y de la muestra de salida de la planta dio como
resultado 0.091 x 10^2 coliformes totales. De acuerdo con la NOM-063-ECOL-1994
establece que los limites máximos permisibles de coliformes totales como NMP es
de 10,000 a 20,000 por 100 mL en aguas residuales.
Conclusiones
Los
resultados de este trabajo nos señalan que la planta tratadora de agua de la
Universidad Autónoma de Aguascalientes tiene un buen grado de eficiencia, ya
que en la muestra de entrada a la planta nos dio en la prueba presuntiva
>24.0 x 10^9, en la prueba confirmativa 11.0 x 10^9 y en la prueba final nos
dio 11.0 x 10^9. Por otro lado, los resultados de la muestra de salida de la
planta nos dieron en la prueba presuntiva .23 x 10^2, en la prueba confirmativa
.091 x 10^2 y en la prueba final .36 x 10^2.
De
acuerdo con la NOM-003-SEMARNAT-1997 se puede observar que el agua de entrada a
la planta tratadora tiene niveles que superan los límites establecidos de 1000
coliformes totales en 100 mL de muestra y 100 coliformes fecales en 100 mL.
Como
conclusión nosotros podemos observar que la planta tratadora de agua de la Universidad
Autónoma de Aguascalientes (UAA) sí cuenta con un proceso eficiente para la
remoción de bacterias coliformes, ya que la cantidad de coliformes presentes disminuye
efectivamente al finalizar el proceso de tratamiento. Por lo que, de igual
manera, nosotros podemos concluir que la planta de nuestra universidad cuenta
con las especificaciones dadas por la SEMARNAT para su correcto funcionamiento
de acuerdo con las normas NOM-001-SEMARNAT-1996 y La NOM-003-SEMARNAT-199.
Se puede observar que sí se evidencia una
disminución significativa en la cantidad de coliformes que se encuentran
presentes en el agua.
Referencias
Hernández-Morales,
S. y Poot-Delgado, C. (2018). Coliformes Totales en Malecón Turístico.
Conciencia Tecnológica, (55). ISSN: 1405-5597. Fecha de consulta: 2 octubre
2019.
Manual de Prácticas del Laboratorio de
Microbiología de la Universidad Autónoma de Aguascalientes. (2009). Practica
no. 7 análisis microbiológico del agua. Fecha de consulta: 27 noviembre 2019
Parr, L. (1939). Coliform Bacteria.
Department of Bacteriology, Hygiene and Preventive Medicine, School of
Medicine, The George Washington University, Washington, D. C. Fecha de
consulta: 2 octubre 2019.
Ramos-Ortega, L. et al (2008). Análisis
de la contaminación microbiológica (coliformes totales y fecales) en la
Bahía de Santa Marta, Caribe Colombiano. Fecha de consulta: 2 octubre 2019.
Ríos-Tobón, S. et al. (2017). Patógenos
e indicadores microbiológicos de calidad del agua para consumo humano. Fecha
de consulta: 2 octubre 2019.
SEMARNAT (1997). Normas Oficiales
Mexicanas NOM-001-SEMARNAT-1996, NOM-002- SEMARNAT-1996 y
NOM-003-SEMARNAT-1997. Fecha de consulta: 2 octubre 2019.
Universidad Autónoma de Aguascalientes
(UAA). (boletín 042, 2019). Fecha de consulta: 4 noviembre 2019. Recuperado
de: https://www.uaa.mx/portal/noticias/planta-de-
tratamiento-de-la-uaa-ofrece-agua-suficiente-para-el-riego-de-mas-de-17-hectareas-de-
zonas-verdes/
Zapata, N. et al. (2013). Tratamiento de
aguas residuales. Fecha de consulta: 4 noviembre 2019.