Download microbiologia del agua

3% es Agua Dulce .
97 % se encuentra en océanos y mares.
 De ese 3% de Agua Dulce:
79% está en la cresta de los glaciares.
20% se encuentra en aguas subterráneas.
1% se halla en las superficies accesibles.
 De ese 1% en las superficies accesibles:
52% se encuentra en lagos.
38% se halla en la humedad del suelo.
8% es agua contenida en la atmósfera.
1% es agua que está en los organismos vivientes.
1% está en ríos y arroyos.
La polución tiene lugar cuando
compuestos o microorganismos
indeseables penetran en el
ambiente acuático y cambian sus
propiedades.
Se modifica entonces el equilibrio,
produciéndose una variación en la
distribución y composición de la
comunidad.
Indispensable para la vida:
•Plantas
•Animales
•Humanos
Indispensable para la ganadería:
•Bebederos
•Riego de pastos.
Indispensable para la industria:
•Minería
•Curtiembres
•Hidroenergía
Acuicultura:
•Piscicultura
Indispensable para el hogar:
•Bebida
•Cocinar
•Lavar
•Higiene
Indispensable para la agricultura:
•Riego
•Agroindustria
Uso municipal:
•Riego
Uso medicinal:
•Aguas termales.
•Aguas minerales.
Deporte y recreación:
 El agua limpia y potable es esencial
para la salud pública.
 La calidad del agua puede fácilmente
alterarse por la contaminación con
microorganismos patógenos que
ocasionan enfermedades graves.
•
•
•
•
•
Virus
Bacterias
Algas
Protozoos
Hongos
microscópicos.
Habitan en:
• Aguas naturales.
• Aguas dulces
• Estuarios
• Aguas saladas
• Aguas termales
Los microorganismos del agua pueden ser:
INDÍGENAS
Característicos de
la masa de agua
natural.
TRANSITORIOS
Entran al agua en forma
intermitente,
procedentes de:
•El aire.
•El suelo.
•Procesos industriales.
•Procesos domésticos.
PAPEL DE LOS MICROORGANISMOS
EN EL AGUA
Reciclaje de nutrientes por
microorganismos
Papel de los microorganismos en el
reciclaje de nutrientes.
• Son la base de las cadenas tróficas acuáticas.
• Reciclan la materia haciéndola disponible
para otros organismos.
– Mineralización.
– Producción de proteína microbiana.
• Mayor productividad por metro cuadrado
en el agua que en el suelo.
Bacterias que causan
cambios organolépticos en
el agua
Bacterias que obstruyen
conductos de agua
Principalmente:
ferrobacterias y sulfobacterias.
Ferrobacterias
Filamentosas
Oxidan carbonato ferroso  Hidróxido férrico
4FeCO3 + O2 + 6H2O  4FeOH + 4CO2 + 40 cal
Soluble
Insoluble,
precipita .
Sulfobacterias
 Origen: hidrotermal y volcánico.
 Características
de
aguas
polucionadas ricas en H2S.
 Intervienen
en
procesos
de
descomposición orgánica:
 Oxidando el H2S.
 Liberando E para biosíntesis.
Thiothrix spp, Beggiatoa spp (anaerobias
facultativas, principales causantes de obstrucciones)
H2S + 1/2 O2 ________________> S + H2O + 41
cal
Bacterias que producen color en
el agua
 Bacterias que al
oxidar Fe++ y Mn++
producen
indirectamente
alteraciones de color
en el agua.
La producción de color en el
agua es importante en
abastecimientos provenientes de
pozos.
El hierro contenido en sus aguas
promueve la actividad oxidante de las
bacterias.
Crenothrix, Leptothrix, Gallionella

Obtienen energía
oxidando Fe++ (soluble)

Fe+++ (insoluble)

Coloración pardo bermellón en
el agua.
Bacterias que producen
olor y sabor en el agua
Origen del olor y del sabor:
 bacterias y otros microorganismos.
Productos de
descomposición de
bacterias anaerobias:
 Mercaptanos
 Gas sulfhídrico.
 Subproductos
aminados.
 Ácidos grasos, etc.
Olor intenso
en el agua.
 Desechos
 Microorganismos
(bacterias).
Sabor en el
agua.
El sabor
Se acentúa con la
cloración,
especialmente si
es producido por
compuestos
fenólicos.
Actinomycetos (bacterias):
promueven la descomposición de:
 Plantas acuáticas.
 Algas (Anabaena, Oscillatoria,
Aphanizomenon, diatomeas).
Utilizan su nitrógeno a expensas del cual
aumentan sus poblaciones.

Olor y sabor en el agua.
 Streptomyces
(bacterias) produce
olor a tierra en:



el agua
el suelo
en cultivo.
 El cloro libre
intensifica este olor.
 Producen olor y sabor
en el agua:

Crenothrix
(ferrobacteria)

Beggiatoa
(Sulfobacteria)
Origen de la flora
microbiana en el agua
Origen de la flora
microbiana
 La flora del agua
atmosférica es
proporcionada por
el aire y es lavada
con la lluvia en las
partículas.
 La flora de las
aguas
subterráneas es
afectada por
procesos de
filtración.
 La flora de las aguas
 el aire
superficiales es
aportada
periódicamente desde:
 el arrastre superficial de
tierra.
 de vertimientos domésticos
e industriales.
Distribución de los microorganismos en el
medio acuático
 Los microorganismos
pueden estar a
cualquier
profundidad.
 Hasta en las fosas
oceánicas.
 Las capas superiores y los sedimentos del fondo
albergan las mayores poblaciones de
microorganismos, particularmente en aguas
profundas.
Microorganismos
planctónicos (en
susupensión).
Microorganismos
bentónicos (en el
fondo).
 Floración: crecimiento
 Algunos forman
excesivo, explosivo.
 Dan color aparente al
agua: rojo, pardo,
verde, ámbar, amarillo.
 Oscillatoria erytrea
Mar Rojo
biopelículas.
Microorganismos planctónicos y bentónicos
( fotosíntéticos y heterótrofos).
ZONA
LITORAL
Bentos:
Fotótrofas y
heterótrofas.
ZONA
LIMNÉTICA
ZONA PROFUNDA
Sedimentación
Plancton: Fotótrofas y heterótrofas
Epiliton: heterótrofas bentónicas
sobre partículas.
Nivel de compensación
Oxidantes del Azufre
Bentos: heterótrofas,
muchas anaeróbicas.
Aguas bien aireadas,
metabolismo oxidativo.
Gran variedad
cualitativa pero no
cuantitativa de especies.
Sistema fluvial
Predominio de bacilos
gram-negativos
anaerobios facultativos.
Reducción de N03-.
Reducción de Mn y de
Fe(lll). Poblaciones de
diatomeas y clorofíceas.
Potencial de oxidoreducción
María Cecilia Arango Jaramillo
Dominio de
las algas
verdeazuladas,
flagelados y
bacterias
micro
aerófilas.
Producción de CH4,
FeS. Etapas
terminales:
ausencia de
eucariotas excepto
protozoos
anaerobios (Bodo
spp.), y
ocasionalmente
metazoos como
Tubifex spp. Muy
pocas especies.
Cesa la nitrificación, producción de H2 y
productos de la fermentación. Reducción
de S04 2- Afloramiento de bacterias
fototróficas que crecen con
H2S.Producción de FeS a partir de Fe (lll)
reducido.
Predominio completo de anaerobios y
desaparición de microaerófilos y la mayoría
de anaerobios facultativos
 Los
microorganismos
pueden
contribuir a la contaminación de
diversas maneras:
 Produciendo enfermedades.
 Creando una biomasa estéticamente
desagradable.
 Generando metabolitos tóxicos.
En áreas de polución doméstica
predominan:
Bacterias:
Coliformes
Estreptococos fecales
Especies de Bacillus,
Proteus, Clostridium, Thiothrix,
Thiobacillus,etc.
 Patógenos causantes de
infecciones del tracto
intestinal.
Los microorganismos en el
agua pueden afectar la salud
de personas, animales,
plantas y otros organismos.
Organismos patógenos
transportados por el agua
Bacterias
Virus
Protozoos
Escherichia
Salmonella
Shigella
Vibrio
Leptospira
Mycobacterium
Enterovirus
Hepatitis A
Adenovirus
Coxsackie A y B
Reovirus
Parvovirus
Entamoeba
Acanthamoeba
Giardia
Schistosoma
Si hay fecales en el agua de consumo,
hay posibilidad de:
Fiebre tifoidea:
 Salmonella tiphi, otras
salmonelas.
 Transmisión por
alimento y
eventualmente por el
agua.
Cólera
 Vibrio cholerae
 Endémica en Asia:
niños.
 Epidémica en América:
adultos y niños.
Disentería amebiana:
 Entamoeba hystolitica.
 agua y alimentos.
Disentería bacilar o shiguelosis:
 Shiguella spp.
 Mayor susceptibilidad en niños de 1 4 años.
Parasitosis:
 Tenias
 Áscaris
 Tricocéfalos
Hepatitis A o hepatitis viral infecciosa:
 Persona a persona.
 Alimentos
 Agua
 Moluscos contaminados.
Otras enfermedades:
 Poliomielitis
 Gastroenteritis viral y por
Escherichia coli.
 Dermatomicosis
En aguas recreacionales con más de
2500 coliformes/100ml, pueden aparecer
infecciones de ojos, nariz, oídos y garganta.
María Cecilia Arango Jaramillo
Propagación de virus humanos en
el agua
Excretas humanas
Impregnación de
suelos
Mares
Mariscos
Aguas
residuales
Ríos y lagos
Recreación
Abono con lodos de
depuradoras
Agua
subterránea
Agua potable
HOMBRE
Verduras
Agua de riego
Aerosoles
Contaminación por microorganismos patógenos
 Los microorganismos
patógenos se
encuentran en todas
las aguas residuales.
La utilización indiscriminada de los
mismos cursos fluviales para:

baños

agua de bebida

y eliminación de residuos.

Pone la población en peligro,

a no ser que los cauces de agua se
examinen y traten minuciosamente.
Para evitar las enfermedades existen:
 Procedimientos para examinar el agua y
determinar su calidad microbiológica.
 Métodos de purificación del agua para
proporcionar agua potable y segura.
 Métodos de tratamiento de aguas residuales
antes de su eliminación o reutilización.
El aislamiento de un microorganismo patógeno
constituiría la prueba irrefutable de peligro
potencial.
Pero pueden estar en número tan exiguo que su
aislamiento sea difícil y no adecuado como
sistema de "alarma".
Los procedimientos actuales de análisis del agua
se basan en que:
 la mayoría de los microorganismos patógenos
alcanzan cauces como resultado de la
contaminación fecal.
Detectarla a bajos niveles es la mejor
garantía para preservar la potabilidad de
las reservas de agua.
 La contaminación fecal
puede ser demostrada
mediante la detección
en el agua de bacterias
que están presentes en
números muy elevados
en el contenido
intestinal del hombre y
de otros animales.
 "Prueba de la
Determinación de
Coliformes”:
 Única prueba
microbiológica
estatutaria vigente en
muchos países del
mundo.
 Un examen
bacteriológico estricto
no garantiza
completamente que la
muestra de agua se
encuentre
necesariamente libre
de otro tipo de
patógenos que tengan
características de
supervivencia distintas.
 Un incremento
general en la
incidencia de un
patógeno exigiría
rápidamente el
uso de otros
análisis más
complicados.
Microorganismos indicadores de la calidad del
agua
En el análisis rutinario de aguas no se aislan patógenos
porque:
 Podrían no aparecer en muestras de laboratorio pues:
 Tienen acceso en forma esporádica.
 No sobreviven en el agua por mucho tiempo.
 Necesitan mucho tiempo para detectarse.
 Si están en número muy pequeño no se pueden
detectar por métodos de laboratorio.
Se usan microorganismos indicadores:
 Su presencia en el agua
prueba que está
polucionada con
material fecal de
personas o animales de
sangre caliente.
 Se encuentran sólo en
aguas polucionadas.
 Y cuando están presentes
en el agua indican que
hay patógenos.
Método de determinación del número de gérmenes
Número de gérmenes:
Número de unidades formadoras de colonias
totales o de una especie determinada en un gr o en
1 ml de material investigado bajo condiciones de
cultivo definidas
 Métodos de determinación del número de gérmenes:
Métodos del número más probable
(NMP).
Método de filtro de membrana.
 Método de la placa vertida.
 Método de título.
Método del número más probable
 Paralelamente varias
series decimales de
dilución (mínimo tres)
en medio de cultivo
líquido.
 Número de tubos con
crecimiento NMP,
tablas de McRady, 100
ml de muestra.
Método de filtro de membrana
 Filtro estéril sobre unidad de filtración de 0.45.
 Se filtra cierto volumen de agua: bacterias quedan
retenidas.
 El filtro se coloca sobre soporte absorbente
saturado con el medio adecuado. Incubar en cajas
de petri especiales que permiten acomodar el
soporte y el medio adecuado.
 Desarrollo de colonias sobre el filtro.
Ventajas:
 Examinar grandes volúmenes de agua.
 Más rápidas que técnicas de tubo.
 Estimación cuantitativa de tipos de bacterias
(coliformes, etc.).
Limitación
 Aguas con muchos sólidos disueltos o suspendidos.
NMP = #coliformes x 100/ vol filtrado
Contaminación debida a materia
orgánica demandante de oxígeno:
 La materia orgánica
biodegradable de origen
doméstico, agrícola o
industrial puede marcar
cambios en un cuerpo
de agua.
Principalmente como
consecuencia de la
alteración en el
equilibrio de O2 de
agua.
 El O2 tiene una solubilidad en el
agua relativamente baja (9,8 ppm
(mg/l) a 20°C), y la actividad
microbiana puede consumir con
rapidez el O2 disuelto.
DBO (Demanda Biológica de Oxígeno):
Cantidad de oxígeno requerido por las
bacterias, para descomponer la materia
orgánica bajo condiciones aeróbicas.
Condiciones aeróbicas + 200C + número
suficiente de bacterias.
La materia orgánica es descompuesta en CO2 y agua.
 En la práctica cinco días,
Tiempo que tarda la
materia orgánica en
descomponerse: 10
días.
período en el cual se
descompone entre el 70 80% de la materia
orgánica.
 En este caso a la prueba
se le nombra DBO5
La prueba de DBO permite :
Conocer la contaminación de un cuerpo de agua
con aguas residuales domésticas o industriales,
en términos del oxígeno que requieran para oxidar la
materia orgánica que llevan en solución,
bajo condiciones aeróbicas.
Estas pruebas son de rutina en:
 Las plantas de purificación de agua
Para hacer este bioensayo se requiere :
 Proteger las muestras
para evitar la aireación.
 Aguas naturales muy
limpias no necesitan
dilución.
 Según los métodos
APHA-AWWA, diluir con  No deben existir tóxicos
agua destilada las
en el agua.
muestras con mucha
materia orgánica, para
 Las condiciones
garantizar la oxigenación,
ambientales y el nivel de
debido a la poca
nutrientes para las
solubilidad del O2 (9 mg/l
bacterias deben ser
0
a 20 C ).
apropiados.
Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater
Método de medición del DBO
 Si hay necesidad, se
 A una de las botellas se le mide
diluye la muestra.
 Ajustar la temperatura a
200C.

 Airear la muestra, por
agitación, hasta

alcanzar nivel de
saturación.
 Llenar con la muestra 
dos o más botellas
Winkler.
oxígeno, las demás se dejan en
incubación por 5 días a 200C.
Al final de este tiempo, se mide
el oxígeno presente.
Se resta el valor obtenido en la
muestra analizada el primer
día.
La diferencia en la en la
cantidad de oxígeno equivale al
valor de DBO presente en la
muestra.
Standard Methods for the Examination of Water and
Wastewater
María Cecilia Arango Jaramillo
Tratamiento
de coagulación - sedimentación
 Se espera que con este tratamiento se remuevan entre el:
 40 - 50% de la DQO (Demanda Química de Oxígeno).
 80 - 90 % de sólidos suspendidos, incluyendo
los microorganismos.
Costos de la coagulación sedimentación :
 Aunque el área de
establecimiento es más
pequeña que la de los
tratamientos biológicos, los
equipos son costosos.
 Los costos de operación tales
como coagulantes, control
permanente de pH y energía
son relativamente altos.
Adaptable a:
 Tratamiento de aguas
de abastecimiento.
 Tratamiento de aguas
residuales de la
mayoría de las
industrias desde la
metal - mecánica a las
de pulpa y papel.
Tratamiento convencional
Agua cruda
Cribado
Clarificador
Cloración
Sedimentación
Canales de
sedimentación
Almacenamiento
Cámara de
mezcla del
floculante
Cámara de
floculación
Distribución
Se debe disponer de metodologías
adecuadas para conseguir agua de
calidad,
así como de protocolos para valorar
la efectividad de los tratamientos
químicos y biológicos empleados
para la potabilización del agua.
Para qué se hacen los análisis de agua:
 Para
evaluar la calidad de las aguas de
abastecimiento doméstico a nivel urbano y rural.
 Para evaluar la calidad de las aguas costeras y
aguas dulces destinadas a recreación.
 Para detectar la influencia de los pozos sépticos o
desagües cloacales ubicados en la cercanía de la
línea de costa y de ríos.
 Para analizar los aportes de
los pluviales a la carga
bacteriana
del
cuerpo
receptor.
 Para
cuantificar
la
influencia de descargas
puntuales
importantes,
como
plantas
de
tratamiento de líquidos
cloacales e industriales.
Análisis Bacteriológico del
Agua
 Determinar la calidad microbiológica del agua
potable por recuento de aerobios mesófilos,
investigación de coliformes totales y fecales, y
determinación de la presencia de Pseudomonas
aeruginosa.
Según el CAA (Código Alimentario Argentino), las
características microbiológicas a estudiar son:
 - bacterias aerobias mesófilas, cuyo recuento
refiere a la calidad general del agua potable,
 - bacterias coliformes totales (Enterobacter,
Citrobacter, Klebsiella y Escherichia coli) que son
consideradas indicadores de contaminación fecal.
Las tres primeras pueden tener origen ambiental.
Sin embargo,
 - E. coli, considerada dentro de coliformes fecales,
proviene del hábitat intestinal humano o animal, y
su presencia en agua es inadmisible.
 - Pseudomonas aeruginosa es un patógeno
sensible a la cloración, que debería estar ausente
si el agua de bebida es adecuadamente clorada.
En
general se asume que la
presencia de coliformes en una
muestra
de
agua
indica
contaminación fecal y hace que
dicha agua no sea apta para el
consumo humanos = AGUA NO
POTABLE.
•Relaves Mineros (Metales Tóxicos)
•Yacimientos (Rocas molidas y barro)
Compuestos minerales tóxicos
Abonos sintéticos
Ácidos
Detergentes
Álcalis
Petróleo
Plásticos
Aceites
Pesticidas
Gases de Azufre y Nitrógeno