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DIAGNÓSTICO Y EVALUACIÓN DE LA CONTAMINACIÓN MICROBIOLÓGICA DE LA FRANJA COSTERA DEL DEPARTAMENTO DEL MAGDALENA1 Néstor Hernando Campos1 y Diana Pilar Fonseca2 RESUMEN Desde noviembre de 1996 se viene realizando a lo largo de la franja costera del Departamento del Magdalena, un monitoreo microbiológico con el fin de determinar el grado de contaminación por aguas residuales, con énfasis en los puntos de vertimiento de esta agua y a las descargas de aguas fluviales, determinando los niveles de contaminación microbiológica existente en las aguas marinas para establecer una red de control y vigilancia de la contaminación y que sirva como modelo de la gestión a nivel costero del Departamento del Magdalena. El monitoreo microbiológico se viene realizando desde noviembre de 1996; abarca la Bahía de Santa Marta, donde se localiza la ciudad del mismo nombre, la Bahía de Gaira, caracterizada por un gran desarrollo de la actividad turística y donde se localiza el complejo turístico El Rodadero, y el corregimiento de Gaira, ambas con una fuerte influencia humana; la zona conocida como Bello Horizonte y Pozos Colorados; la Bahía de Taganga y como última la Bahía Chengue, en el Parque Nacional Natural Tayrona (PNNT) y de poca influencia humana. Los muestreos se realizan mensualmente. La metodología empleada en el Laboratorio de Microbiología del INVEMAR es la contemplada en los Standard Methods donde se utilizan indicadores de contaminación fecal como los coliformes totales, fecales, enterococos y bacterias anaerobias-sulfito reductoras. Palabras claves: Calidad de aguas, contaminación microbiológica 1 Contribución No. Contribución N0. Facultad del Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras INVEMAR. del Programa de Posgrado en Biología –Línea de Biología Marina de la de ciencias de la Universidad Nacional de Colombia. 1 INTRODUCCIÓN Las zonas costeras y los estuarios debido a sus características ecológicas tiene una gran diversidad de microorganismos que juegan papeles muy importantes dentro del ecosistema como recicladores de la materia orgánica autóctona y alóctona. Las comunidades bacterianas que hacen parte del ecosistema se ven afectadas por la contaminación tanto en su densidad, diversidad como en su función. Los factores fisicoquímicos como nutrientes, salinidad, temperatura, oxígeno, pH y metales pesados pueden verse alterados en un momento dado por la acción natural y/o antropogénica causando un impacto sobre los ecosistemas y afectando por lo tanto las poblaciones microbianas al alterar la estructura dentro del medio. En la actualidad el incremento de la contaminación tanto microbiológica como química, tiene gran importancia debido al deterioro progresivo de la calidad química y sanitaria de las aguas, como consecuencia principalmente de la descarga de aguas negras no tratadas sobre diferentes cuerpos de agua, principalmente ríos y zonas costeras, afectando así directamente a la población humana. Aunque se considera que el mar tiene capacidad para reciclar y diluir sustancias y materiales no deseados provenientes de ríos y fuentes de aguas residuales, la gran cantidad de desechos domésticos e industriales que se están emitiendo actualmente en la Bahía de Santa Marta, no alcanzan a ser remineralizados ni diluidos a corto plazo por el mar, afectando algunas zonas de importancia turística como balnearios y zonas de recreación. En esta área los pocos trabajos de monitoreo microbiológico fueron realizados por Escobar (1981) y Franco (1983). En la Bahía de Santa Marta, entre julio de 1979 y marzo de 1980, el primer autor evaluó la contaminación fecal, utilizando como indicadores de contaminación fecal coliformes totales y fecales (Escherichia coli), Streptococcus faecalis; también se cuantificó esporádicamente el género Salmonella. Los resultados obtenidos mostraron que la Bahía estaba severamente afectada en zonas como la portuaria, en la desembocadura del Río Manzanares, Playa Municipal y el Boquerón. Los niveles de coliformes totales estuvieron entre 0 y 1.4 x 10 6 colonias/ml, y el hallazgo de la Salmonella evidenció la peligrosidad de los sectores usados para recreación próximos a los sitios de descarga. Franco efectuó un análisis de la contaminación fecal en el Río Gaira y la costa adyacente al balneario El Rodadero encontrando valores para coliformes totales y fecales por encima de los límites permisibles dados por el Ministerio de Salud. Con el fin de determinar los niveles de contaminación microbiológica existente en las aguas marinas de la región de Santa Marta y zonas turísticas aledañas, se adelanta un monitoreo tendiente a determinar las principales fuentes de descarga de este tipo de contaminación y a evaluar los cambios estacionales que se suceden. 2 MATERIALES Y METODOS: El monitoreo microbiológico se viene realizando desde noviembre de 1996 y abarca desde la Bahía de Santa Marta, donde se localiza la ciudad del mismo nombre, la Bahía de Gaira, caracterizada por un gran desarrollo de la actividad turística y donde se localiza el complejo turístico El Rodadero, y el corregimiento de Gaira, ambas con una fuerte influencia humana hasta la zona conocida como Bello Horizonte y Pozos Colorados; además la Bahía de Taganga y como última la Bahía Chengue, en el Parque Nacional Natural Tayrona (PNNT) y de poca influencia humana (Fig. 1). Las muestras de agua se colectaron mensualmente en las horas de la mañana a una profundidad aproximada de 30 cm. en frascos de vidrio de 100 ml debidamente lavados, enjuagados y esterilizados en autoclave a 121º C por 15 minutos. Adicionalmente y como objetivo del programa de Calidad Ambiental Marina del INVEMAR, en el que se enmarca este proyecto, se han medido diferentes variables fisicoquímicas in situ, estas son: salinidad, conductividad, pH, temperatura y oxígeno disuelto. La metodología empleada en el Laboratorio de Microbiología del INVEMAR es la contemplada en los Standard Methods (APHA, 1992), donde se utilizan como indicadores de contaminación fecal los coliformes totales y fecales. Para la determinación de estos organismos se utilizó el método indirecto de tubos múltiples de fermentación (NMP). El medio de cultivo empleado es el caldo bilis verde brillante (Brila), el número de bacterias se determinó de acuerdo a la tabla de McCrady y para la identificación de Escherichia coli se utilizó el test de Mckenzie. El alto contenido de estos microorganismos puso en evidencia la posible presencia de bacterias patógenas para el hombre de los géneros Pseudomonas., Vibrio, Staphylococcus. y Salmonella; por lo tanto, se implementaron metodologías para el aislamiento y recuento de estos microorganismos: como el recuento estándar en placa e identificación en medios selectivos para cada género, los medios empleados fueron: agar Cetrimide, agar TCBS, agar Baird Parker y agar Bismuto sulfito respectivamente. Las diluciones utilizadas para realizar la evaluación microbiológica de la calidad del agua marina, variaron mensualmente y se determinaron por diferentes factores ambientales tales como vientos, lluvias y descargas fluviales. Otro aspecto que se consideró fue el aumento de la población flotante en las altas temporadas turísticas. 3 Figura 1. Localización de las estaciones de muestreo a lo largo de la franja costera del Departamento del Magdalena. 4 RESULTADOS y DISCUSIÓN El índice universalmente aplicado para la calidad de aguas de aceptación en salud pública es la prueba de coliformes totales y fecales establecido por el Código Nacional de los Recursos Naturales Renovables y de Protección al Medio Ambiente, Decreto 1594 de 1984 en su Artículo 42. De acuerdo a éste, los criterios de calidad admisible para la destinación del recurso con fines recreativos mediante contacto primario, son los siguientes: Coliformes fecales expresado como NMP/100 ml Coliformes totales expresado como NMP/100 ml microorganismos. 200 microorganismos 1000 Durante el primer muestreo, en el mes de noviembre de 1996 y en todas las estaciones muestreadas, los contenidos de estos indicadores superaron los límites permisibles de los indicadores de contaminación bacteriano. Los coliformes totales (pertenecientes a los gйneros Escherichia, Klebsiella, Enterobacter, Serratia, Citrobacter y Edwardsiella) y fecales (Escherichia coli) se consideran indicadores de contaminación fecal. La E. coli se reproduce principalmente en el intestino de los animales de sangre caliente y su presencia en el agua es un indicador de contaminación fecal, señalando además una alta probabilidad de encontrar gérmenes patógenos. Los coliformes restantes se reproducen también en aguas residuales y en aguas superficiales y por lo tanto su presencia es una indicación de la correspondiente contaminación. En la estación del Boquerón se presentó la mayor concentración tanto de coliformes totales como fecales a lo largo de todos los muestreos (Fig. 2). NMP/100 ml 100000000 1000000 10000 100 Col. totales Col. fecales Np CT Nov Oct Sep Ago jul jun may abr mar feb nov 1 Np CF Figura 2. Número de Coliformes fecales y totales en la estación Boquerón durante el período comprendido entre noviembre de 1996 y noviembre de 1997 5 100000000 NMP/100 ml 1000000 10000 100 Col. totales Col. fecales Np CT nov oct sep ago jul jun may abr mar feb nov 1 Np CF Figura 3. Número de Coliformes fecales y totales en la estación Boca del Río Gaira durante el período comprendido entre noviembre de 1996 y noviembre de 1997 Aunque es de esperarse que el Boquerón sea el único emisario costero de aguas residuales domésticas y de acuerdo con los resultados obtenidos mediante el monitoreo continuo, se determinó que existen otros puntos a través de los cuales se están introduciendo a la zona costera del municipio de Santa Marta estos contaminantes, como son la desembocadura del Río Gaira (Fig. 3) y el Río Manzanares (Fig. 4). 100000000 10000 100 Col. totales Col. fecales 6 Np CT nov oct sep ago jul jun may abr mar feb 1 nov NMP/100ml 1000000 Np CF Figura 4. Número de Coliformes fecales y totales en la estación Boca del Río Manzanares durante el período comprendido entre noviembre de 1996 y noviembre de 1997 100000000 NMP/1OOml 1000000 10000 100 Col. totales Col. fecales Np CT Nov Oct Sep Ago jul jun may abr mar feb nov 1 Np CF Figura 5. Número de Coliformes fecales y totales en la estación Calle 10, frente a la estación de la Policía Portuaria, durante el período comprendido entre noviembre de 1996 y noviembre de 1997. En estos lugares se detectaron elevados niveles de coliformes fecales, los cuales confirman el vertimiento directo de aguas residuales. Igualmente otros sitios destinados al vertimiento exclusivo de aguas superficiales y/o pluviales como la estación localizada en la Calle 10 250 (Fig. 5), frente a la antigua estación de la Policía Portuaria, localizada a 250 m de la playa. 100000000 NMP/100ml 1000000 10000 100 Col. totales Col. fecales Np CT nov oct sep ago jul jun may abr mar feb nov 1 Np CF Figura 6. Número de Coliformes fecales y totales en la estación Calle 22, durante el período comprendido entre noviembre de 1996 y noviembre de 1997. 7 La estación Puente de la 22 (Fig. 6) y el canal de la Escollera (Fig. 7) se ven afectadas por contaminación de origen fecal, debido a que a través de éstas se está vertiendo al medio marino aguas mezcladas; los valores medidos en estas tres últimas estaciones superan los valores establecidos por la norma del Ministerio del Medio Ambiente. 100000000 NMP/100ml 1000000 10000 100 Col. totales Col. fecales nov oct sep ago jul jun may abr mar nov feb 1 Np CT Np CF Figura 7. Número de Coliformes fecales y totales en la estación Canal de la Escollera, durante el período comprendido entre noviembre de 1996 y noviembre de 1997. En las estaciones localizadas en áreas utilizadas como balnearios turísticos en e l municipio de Santa Marta como: playa Municipal 250 (Fig. 8), la playa Central del Rodadero (Fig. 9) y playa Salguero (Fig. 10), se observó que en el 80% de las muestras y entre el mes de noviembre de 1996 y noviembre de 1997 superaron los criterios de calidad admisibles para fines recreativos mediante contacto primario, según lo establecido por el decreto 1594 de 1984 por el Código Nacional de los Recursos Naturales Renovables y de Protección al Medio Ambiente. 100000000 NMP/100ml 1000000 10000 100 1 nov feb Col. totales mar abr may jun Col. fecales 8 jul Ago Np CT Sep Oct Nov Np CF Figura 8. Número de Coliformes fecales y totales en la estación Playa Municipal en la Bahía de Santa Marta, durante el período comprendido entre noviembre de 1996 y noviembre de 1997. 100000000 NMP/100ml 1000000 10000 100 Col. totales Col. fecales Np CT nov oct sep ago jul jun may abr mar feb nov 1 Np CF Figura 9. Número de Coliformes fecales y totales en la Playa Central de la Bahía del Rodadero, durante el período comprendido entre noviembre de 1996 y noviembre de 1997. La playa Municipal (Fig. 8), utilizada por residentes y foráneos, con fines recreativos, es la que presentó mayores niveles de contaminación a través del año, debido seguramente a la influencia directa de varios focos de contaminación como el desagüe ubicado en la antigua Policía Portuaria, donde también se vierten aguas contaminadas. El Río Manzanares y El Boquerón constituyen adicionalmente, posibles fuentes contaminantes de las zonas turísticas, por su cercanía geográfica y por el patrón de corrientes establecido para la Bahía (Escobar, 1981). NMP/100ml 100000000 1000000 10000 100 Col. totales Col. fecales Np CT nov oct sep ago jul jun may abr mar feb nov 1 Np CF Figura 10. Número de Coliformes fecales y totales en Playa Salguero, en la Bahía del Rodadero, durante el período comprendido entre noviembre de 1996 y noviembre de 1997. En la playa central del Rodadero (Fig. 9), durante seis de los diez meses muestreos realizados entre febrero y noviembre de 1997, se presentaron niveles 9 de contaminación tanto total como fecal, con valores que superan los niveles permisibles establecidos por las leyes colombianas para aguas de uso recreativo. NMP/100ml 100000000 1000000 10000 100 Col. totales Col. fecales nov oct sep ago jul jun may abr mar nov feb 1 Np CT Np CF Figura 11. Número de Coliformes fecales y totales en la playa del Batallón, en la Bahía de Santa Marta, durante el período comprendido entre noviembre de 1996 y noviembre de 1997. Es importante aclarar que en los meses de abril, junio, julio y agosto el factor que contribuyó al aumento de la contaminación local fue posiblemente el incremento de la densidad poblacional (población flotante) por la gran afluencia de turistas. 100000000 NMP/100 ml 1000000 10000 100 1 nov feb mar Col. totales abr may jun Col. fecales jul ago sep Np CT oct nov Np CF Figura 12. Número de Coliformes fecales y totales en la Bahía de Taganga, durante el período comprendido entre noviembre de 1996 y noviembre de 1997. El canal de la Escollera y El Río Gaira se constituyen también en fuente de contaminación y de deterioro de esta zona, fundamentalmente en los meses de invierno, en los cuales el caudal del río aumentó. Así misma la carencia de baños públicos en esta playa puede ser un factor que sumado a los anteriores favorece el incremento de la población bacteriana. 10 100000000 NMP/100ml 1000000 10000 100 Col. totales Col. fecales Np CT nov oct sep ago jul jun may abr mar feb nov 1 Np CF Figura 13. Número de Coliformes fecales y totales en la zona de Pozos Colorados, durante el período comprendido entre noviembre de 1996 y noviembre de 1997. La denominada Playa Salguero (Fig. 10) localizada en la Bahía Gaira y a pesar de estar alejada de la zona hotelera y del centro del Rodadero, presentó también elevados niveles de contaminación bacteriana, probablemente por los aportes de las aguas que fluyen a travйs de la desembocadura del Río Gaira, mostrando incrementos en los meses de lluvias, los cuales fueron superiores a los de los meses de la йpoca seca. 100000000 NMP/100ml 1000000 10000 100 1 nov feb Col. totales mar abr may jun Col. fecales jul ago sep Np CT oct nov Np CF Figura 14. Número de Coliformes fecales y totales en la zona del aeropuerto Simón Bolivar, durante el período comprendido entre noviembre de 1996 y noviembre de 1997. 11 La Playa del Batallón (Fig. 11) y Taganga (Fig. 12), se caracterizaron por tener los niveles de contaminación fecal más bajos que las estaciones anteriores, sin embargo en Taganga y en un 50% de los meses muestreados se superaron los niveles permisibles de coliformes totales establecidos por la legislación colombiana, lo que puede indicar una contaminación más de tipo superficial que residual. 100000000 NMP/100ml 1000000 10000 100 Col. totales Col. fecales Np CT nov oct sep ago jul jun may abr mar feb nov 1 Np CF Figura 15. Número de Coliformes fecales y totales en la zona de los Alcatraces, durante el período comprendido entre noviembre de 1996 y noviembre de 1997. Las estaciones de Pozos Colorados (Fig. 13), Aeropuerto (Fig. 14) y Alcatraces (Fig. 15), localizadas en la zona de Bello Horizonte, superaron los límites permisibles, establecidos en el Decreto 1594 de 1984 en el 50% de los meses muestreados. En el Aeropuerto y de acuerdo con los resultados obtenidos, es la que presentó menor contaminación tanto total, como fecal. En Alcatraces, aunque se excede la norma de calidad de agua con fines recreacionales durante un número mayor de meses que la estación de Pozos Colorados, se considera más apta para el baño, ya que son los coliformes totales los que la exceden, mientras que en Pozos Colorados son los fecales las que alcanzan valores superiores a los permisibles. Esto hace pensar que la contaminación a la que se encuentra expuesta Alcatraces es más de tipo superficial (aguas pluviales que por escorrentía arrastran bacterias típicas del suelo al mar), más que una contaminación de origen fecal. En la Bahía de Chengue (Fig. 16), se evidenció una contaminación de origen fecal o residual baja, sin embargo en los meses de junio, julio y agosto los contenidos de coliformes totales superaron los dados por la legislación colombiana para, cuerpos de agua con fines recreacionales, sugiriendo una contaminación principalmente de tipo superficial. 12 100000000 NMP/100ml 1000000 10000 100 Col. totales Col. fecales Np CT nov oct sep ago jul jun may abr mar feb nov 1 Np CF Figura 16. Número de Coliformes fecales y totales en la Bahía de Chengue, durante el período comprendido entre noviembre de 1996 y noviembre de 1997. El conocimiento del grado de contaminación por grupos de bacterias, de los géneros como Vibrio, Pseudomonas y Staphylococcus es sumamente importante, ya que varias especies de éstos han sido reportadas como patógenas para el hombre. La presencia en densidades altas de estos grupos de microorganismos constituye un factor de riesgo, puesto que se incrementa la probabilidad de que además de las especies alóctonas, las patógenas se encuentren conformando las comunidades bacterianas. 13 CONCLUSIONES La presencia constante de E. coli en todas las estaciones atestiguan la persistencia de la contaminación fecal y el riesgo de la existencia de patógenos acompañantes como Clostridium perfringens, Staphylococcus aureus, Vibrio cholerae y Pseudomonas aeruginosa, que afectan a los organismos incluyendo al hombre. La presencia del género Salmonella, para la cual todas las especies son patógenas para el hombre, en la mayoría de las estaciones muestreadas, excepto en la Bahía de Chengue, evidencia la mala calidad del agua y el peligro a los que están expuestos los bañistas. Se presume que la emisión permanente de aguas residuales domésticas, procedentes del Distrito de Santa Marta sin ningún tipo de tratamiento previo, vertidas en el ducto del Boquerón, y en otros puntos de la bahía como la calle 10, Puente de la 22 y canal de la Escollera, representan las principales fuentes de contaminación fecal para la zona costera. Hay un efecto significativo de la población flotante (turistas) sobre la calidad de las aguas en los balnearios. Los Ríos Manzanares y Gaira, contribuyen como una de las principales fuentes de contaminación fecal a las Bahías de Santa Marta y Gaira respectivamente. 14 LITERATURA CITADA APHA. 1992. Standard Methods for the examination of water and wastewater. U.S.A. Burrows, W. 1974. Tratado de microbiología. Editorial Interamericana. Vigésima edición. México. Escobar, N., A. 1981. Estudio de algunos aspectos ecológicos y de la contaminación bacteriana en la Bahía de Santa Marta. Colombia. Tesis Univ. Antioquia, 196 p. Franco, A. 1983. Análisis de la contaminación fecal del estuario del Río Gaira y la costa adyacente del balneario El Rodadero, Santa Marta, Colombia. Tesis de grado, Universidad de Antioquia. Medellín, 117p Merck. 1994. Manual de medios de cultivo. Merck. Alemania. Ministerio de Salud. 1984. Disposiciones sanitarias sobre aguas. Ministerio de Salud, República de Colombia, Bogotá, 139 p. Rodier, J. 1978. Análisis de las aguas. Aguas naturales, aguas residuales, agua de mar. Editorial Omega S.A., Barcelona. 1059 p. 15