Upload
maria-angeles-nunez-diaz
View
251
Download
4
Embed Size (px)
Citation preview
María Cecilia Arango Jaramillo
MicrobiologíaMicrobiología del agua del agua
María Cecilia Arango Jaramillo
María Cecilia Arango Jaramillo
Virus Bacterias Algas Protozoos Hongos
microscópicos
Habitan en: Aguas naturales Aguas dulces Estuarios Aguas saladas Aguas termales
María Cecilia Arango Jaramillo
Los microorganismos del agua son:
INDÍGENAS TRANSITORIOS
Característicos de la masa de agua natural
Entran al agua en forma intermitente, procedentes de:•El aire•El suelo•Procesos industriales•Procesos domésticos
María Cecilia Arango Jaramillo
PAPEL DE LOS MICROORGANISMOS EN EL
AGUA
María Cecilia Arango Jaramillo
Reciclaje de nutrientes Reciclaje de nutrientes por microorganismospor microorganismos
María Cecilia Arango Jaramillo
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.
Papel de los microrganismos en el reciclaje nutrientes
María Cecilia Arango Jaramillo
Bacterias que causan cambios organolépticos
en el agua
María Cecilia Arango Jaramillo
Bacterias que obstruyen conducciones de agua
Principalmente:
ferrobacterias y sulfobacterias
María Cecilia Arango Jaramillo
FerrobacteriasFilamentosasFilamentosasOxidan carbonato ferrosoOxidan carbonato ferroso Hidróxido férricoHidróxido férrico
4FeCO3 + O2 + 6H2O 4FeOH + 4CO2 + 40 calSoluble insoluble
precipita en la
membrana celular
En medio ácido + ferrocianato de K azul de prusia
María Cecilia Arango Jaramillo
Hábitat de las ferrobacterias:
Grandes depósitos geológicos de Fe
Canalizaciones y conducciones donde frecuentemente produce obstrucciones
El FeOH precipitado forma costras en el interior de tuberías de hierro en aguas ricas en este elemento
María Cecilia Arango Jaramillo
Sphaerotilus: No es ferrobacteria
obligada. Oxida también Mn++Mn+++
Tampoco es autótrofa obligada
Ferrobacterias:– Leptothrix– Crenothrix– Gallionella
María Cecilia Arango Jaramillo
Sulfobacterias
Thiothrix, Beggiatoa (anaerobia
facultativa, principal causante de obstrucciones)
H2S + 1/2 O2 ________________> S + H2O + 41 cal
Origen: hidrotermal y volcánico Características de aguas
poluídas ricas en H2S Intervienen en procesos de
descomposición orgánica:– Oxidando el H2S
– Liberando E para biosíntesis
María Cecilia Arango Jaramillo
Bacterias que producen color
en el agua
Bacterias que al oxidar FeBacterias que al oxidar Fe++++ y y MnMn++++ producen producen
indirectamente alteraciones indirectamente alteraciones de color en el aguade color en el agua
María Cecilia Arango Jaramillo
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
María Cecilia Arango Jaramillo
Crenothrix, Leptothrix, Gallionella
Obtienen energía oxidando Fe++ (soluble)
Fe+++ (insoluble)
Coloración pardo bermellón en el agua
María Cecilia Arango Jaramillo
Bacterias que producen olor y sabor en el agua
Origen del olor y del sabor:
bacterias y otros microorganismos
María Cecilia Arango Jaramillo
Olor intenso
en el agua
Productos de descomposición de bacterias anaerobias:– Mercaptanos– Gas sulfhídrico– Subproductos
aminados– Ácidos grasos,
etc
María Cecilia Arango Jaramillo
El saborSe acentúa
con la cloración,
especialmente si es
producido por
compuestos fenólicos
Desechos Microorganismo
s (bacterias)
Sabor en el agua
María Cecilia Arango Jaramillo
Utilizan su nitrógeno a expensas del cual aumentan sus
poblaciones
Olor y sabor en el agua
Actinomycetos: Promueven la descomposición
de:– Plantas acuáticas– Algas (Anabaena, Oscillatoria,
Aphanizomenon, diatomeas)
María Cecilia Arango Jaramillo
Streptomyces 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)
María Cecilia Arango Jaramillo
Origen de la flora Origen de la flora microbiana en el aguamicrobiana en el agua
María Cecilia Arango Jaramillo
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
María Cecilia Arango Jaramillo
La flora de las aguas aguas superficialessuperficiales llega al agua periódicamente
del aire del arrastre
superficial de tierra de vertimientos
domésticos e industriales
María Cecilia Arango Jaramillo
Distribución de los Distribución de los microorganismos en el microorganismos en el
medio acuáticomedio acuático
María Cecilia Arango Jaramillo
Los microorganismos pueden estar a cualquier profundidad
Hasta en las fosas oceánicas
María Cecilia Arango Jaramillo
Las capas superiores y los sedimentos del fondo albergan las mayores poblaciones de microorganismos, particularmente en aguas profundas
María Cecilia Arango Jaramillo
Microorganismos planctónicos
Floración: crecimiento excesivo, explosivo
Dan color aparente al agua: rojo, pardo, verde, ambar, amarillo
Oscillatoria erytrea Mar Rojo
Microorganismos bentónicos
Algunos forman biopelículas
María Cecilia Arango Jaramillo
Microorganismos planctonicos y Microorganismos planctonicos y bentónicosbentónicos
( fotosíntéticos y heterótrofos )( fotosíntéticos y heterótrofos )
Planton: Fotótrofas y hetrótrofas
Epiliton: heterótrofas bentónicas sobre partículas
Bentos: Fotótrofas y hetrótrofas
Bentos: hetrótrofas, muchas anaeróbicas
ZONA ZONA LITORALLITORAL
ZONA PROFUNDAZONA PROFUNDASedimentación
ZONA ZONA LIMNÉTICALIMNÉTICA
Nivel de compensaciónOxidantes del Azufre
María Cecilia Arango Jaramillo
Sistema fluvialSistema fluvialAguas bien aireadas,
metabolismo oxidativo. Gran
variedad cualitativa pero no cuantitativa
de especies
Dominio de las algas verde-
azuladas, 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.
Potencial de oxidoreducción
Predominio de bacilos gram-negativos
anaerobios facultativos.
Reducción de N03-.
Reducción de Mn y de Fe(lll) puede liberar P soluble. Poblaciones
de diatomeas y clorofíceas.
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
María Cecilia Arango Jaramillo
Hay una diversidad de pruebas para intentar Hay una diversidad de pruebas para intentar supervisar la calidad del aguasupervisar la calidad del agua
No se utiliza la enumeración de bacterias de cada comunidad, porque:
Es difícil por los métodos sofisticados que requiere
La comunidad bacteriana varían mucho y rápido ante cambios ambientales.
Es más sencillo identificar y enumerar pequeños invertebrados bénticos o algas perifíticas.
María Cecilia Arango Jaramillo
Aguas residualesAguas residuales
La polución tiene lugar cuando compuestos o microorganismos
indeseables penetran en el ambiente acuático y cambian
sus propiedades
y con ellas se pierde el equilibrio produciéndose una variación
en la distribución y composición de la comunidad.
María Cecilia Arango Jaramillo
Los microorganismos Los microorganismos pueden contribuir a la pueden contribuir a la contaminación de contaminación de diversas maneras: diversas maneras: – Produciendo Produciendo
enfermedadesenfermedades
– Creando una biomasa Creando una biomasa estéticamente estéticamente desagradabledesagradable
– Generando Generando metabolitos tóxicos. metabolitos tóxicos.
María Cecilia Arango Jaramillo
Enfermedades Enfermedades producidas por producidas por
microorganismos microorganismos acuáticosacuáticos
María Cecilia Arango Jaramillo
Bacterias:ColiformesEstreptococos fecalesEspecies de Bacillus, Proteus, Clostridium, Thiothrix, Thiobacillus,etc.
Patógenos causantes de infecciones del tracto intestinal
En áreas de polución doméstica predominan:
María Cecilia Arango Jaramillo
Los microorganismos en el Los microorganismos en el agua pueden afectar la agua pueden afectar la salud de personas, salud de personas, animales, plantas y otros animales, plantas y otros organismosorganismos
María Cecilia Arango Jaramillo
Organismos patógenos transportados por el agua
Bacterias Virus Protozoos
Escherichia Enterovirus EntamoebaSalmonella Hepatitis A AcanthamoebaShigella Adenovirus GiardiaVibrio Coxsackie A y B SchistosomaLeptospira ReovirusMycobacterium Parvovirus
María Cecilia Arango Jaramillo
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
María Cecilia Arango Jaramillo
Disentería amebiana: Entamoeba hystolitica agua y alimentos
Disentería bacilar o shiguelosis: Shiguella spp Mayor susceptibilidad en
niños de 1 - 4 años
María Cecilia Arango Jaramillo
Hepatitis A o hepatitis viral infecciosa Persona a persona Alimentos Agua Moluscos contaminados
Parasitosis: Tenias Áscaris Tricocéfalos
María Cecilia Arango Jaramillo
En aguas recreacionales con más de
2500 coliformes/100ml, pueden aparecer
infecciones de ojos, nariz, oídos y garganta
Otras enfermedades: Poliomielitis Gastroenteritis viral y
por Escherichia coli Dermatomicosis
María Cecilia Arango Jaramillo
Propagación de virus humanos en el agua
Excretas humanas
HOMBRE
Impregnación de suelos
Abono con lodos de depuradoras
Aguas residuales
Mares Ríos y lagos Agua de riego
Agua subterránea
Mariscos Recreación Agua potable Verduras Aerosoles
María Cecilia Arango Jaramillo
Contaminación por microorganismos patógenos
Los microorganismos patógenos se encuentran en todas las aguas residuales
María Cecilia Arango Jaramillo
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.
María Cecilia Arango Jaramillo
Para evitar las enfermedades existen:
Procedimientos para examinar Procedimientos para examinar el agua y determinar su calidad el agua y determinar su calidad microbiológica.microbiológica.
Métodos de purificación del Métodos de purificación del agua para proporcionar agua agua para proporcionar agua potable y segurapotable y segura
Métodos de tratamiento de Métodos de tratamiento de aguas residuales antes de su aguas residuales antes de su eliminación o reutilizacióneliminación o reutilización
María Cecilia Arango Jaramillo
Procedimientos para examinar el Procedimientos para examinar el agua y determinar su calidad agua y determinar su calidad
microbiológica.microbiológica.
María Cecilia Arango Jaramillo
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".
María Cecilia Arango Jaramillo
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.
María Cecilia Arango Jaramillo
La contaminación La contaminación fecal puede ser fecal puede ser demostrada demostrada mediante la mediante la detección en el detección en el agua de bacterias agua de bacterias que están que están presentes en presentes en números muy números muy elevados en el elevados en el contenido intestinal contenido intestinal del hombre y de del hombre y de otros animales. otros animales.
"Prueba de la Determinación de Coliformes”:
Única prueba microbiológica estatutaria vigente en muchos países del mundo
María Cecilia Arango Jaramillo
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 Un incremento general en la general en la incidencia de incidencia de un patógeno un patógeno exigiría exigiría rápidamente rápidamente el uso de otros el uso de otros análisis más análisis más complicados.complicados.
María Cecilia Arango Jaramillo
Para qué se hacen los análisis de agua:Para qué se hacen los análisis de agua:
Evaluar la calidad de las aguas de Evaluar la calidad de las aguas de abastecimiento doméstico a nivel urbano abastecimiento doméstico a nivel urbano y ruraly rural
Evaluar la calidad de las aguas costeras Evaluar la calidad de las aguas costeras y aguas dulces destinadas a recreacióny aguas dulces destinadas a recreación
Detectar la influencia de los pozos Detectar la influencia de los pozos sépticos, ubicados en la cercanía de la sépticos, ubicados en la cercanía de la línea de costa y de ríos y quebradaslínea de costa y de ríos y quebradas
María Cecilia Arango Jaramillo
Analizar los aportes de Analizar los aportes de los pluviales a la carga los pluviales a la carga bacteriana del cuerpo bacteriana del cuerpo receptorreceptor
Cuantificar la Cuantificar la influencia de influencia de descargas puntuales descargas puntuales importantes, como importantes, como plantas de tratamiento plantas de tratamiento de líquidos cloacales e de líquidos cloacales e industriales.industriales.
María Cecilia Arango Jaramillo
Microorganismos indicadores de la Microorganismos indicadores de la calidad del aguacalidad del agua
En el análisis rutinario de aguas no se aislan En el análisis rutinario de aguas no se aislan patógenos porque:patógenos porque:
Podrían no aparecer en muestras de Podrían no aparecer en muestras de laboratorio pues:laboratorio pues:– Tienen acceso en forma esporádicaTienen acceso en forma esporádica– No sobreviven en el agua por mucho No sobreviven en el agua por mucho
tiempotiempo Necesitan mucho tiempo para detectarseNecesitan mucho tiempo para detectarse Si están en número muy pequeño no se Si están en número muy pequeño no se
pueden detectar por métodos de pueden detectar por métodos de laboratoriolaboratorio
María Cecilia Arango Jaramillo
Se usan microorganismos Se usan microorganismos indicadores:indicadores:
Su presencia en Su presencia en el agua prueba el agua prueba que está que está polucionada con polucionada con material fecal material fecal de personas o de personas o animales de animales de sangre calientesangre caliente
Se encuentran Se encuentran sólo en aguas sólo en aguas polucionadaspolucionadas
Y cuando están Y cuando están presentes en el presentes en el agua indican agua indican que hay que hay patógenos patógenos
María Cecilia Arango Jaramillo
Método de determinación del número Método de determinación del número de gérmenesde gérmenes
Número de gérmenes:Número de gérmenes:
Número de unidades formadoras Número de unidades formadoras de colonias totales o de una de colonias totales o de una
especie determinada en un gr o en especie determinada en un gr o en 1 ml de material investigado bajo 1 ml de material investigado bajo condiciones de cultivo definidascondiciones de cultivo definidas
María Cecilia Arango Jaramillo
Métodos de determinación del Métodos de determinación del número de gérmenes:número de gérmenes:
Métodos del número más Métodos del número más probable (NMP).probable (NMP).
Método de filtro de Método de filtro de membranamembrana
Método de la placa vertidaMétodo de la placa vertida Método de títuloMétodo de título
María Cecilia Arango Jaramillo
Método del número más probableMétodo del número más probable
Paralelamente Paralelamente varias series varias series decimales de decimales de dilución dilución (mínimo tres) (mínimo tres) en medio de en medio de cultivo líquido.cultivo líquido.
Número de tubos Número de tubos con crecimiento con crecimiento NMP, tablas de NMP, tablas de McRady, 100 ml McRady, 100 ml de muestrade muestra
María Cecilia Arango Jaramillo
ColimetríaColimetríaPrueba Presuntiva
Inoculación en caldo lactosado
Prueba ConfirmativaResiembra a partir de los tubos positivos caldo lactosado
Producción de gas + No producción de gas -Fin de la prueba
Siembra de muestras + en EMB
Colonias pequeñas, con centro oscuro y brillo metálico +
O Siembra en tubos con CLVBBProducción de gas +
Terminación de la pruebaColonias más típicas de siembra por estría EMB
Coloración de Gram: Bacilos Gram - no esporulados
María Cecilia Arango Jaramillo
Método de filtro de membranaMétodo 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
María Cecilia Arango Jaramillo
Ventajas:Ventajas: Examinar grandes volúmenes de Examinar grandes volúmenes de
aguaagua Más rápidas que técnicas de tuboMás rápidas que técnicas de tubo Estyimación cuantitativa de tipos Estyimación cuantitativa de tipos
de bacterias (coliformes, etc.)de bacterias (coliformes, etc.)
Limitación Limitación Aguas con muchos sólidos disueltos o Aguas con muchos sólidos disueltos o
suspendidossuspendidos
NMP = #coliformes x 100/ vol filtradoNMP = #coliformes x 100/ vol filtrado
María Cecilia Arango Jaramillo
Contaminación debida a Contaminación debida a materia orgánica materia orgánica
demandante de oxígenodemandante de oxígeno::
La materia La materia orgánica orgánica biodegradable biodegradable de origen de origen doméstico, doméstico, agrícola o agrícola o industrial puede industrial puede marcar cambios marcar cambios en un cuerpo de en un cuerpo de agua agua
Principalmente Principalmente como como
consecuencia de consecuencia de la alteración en la alteración en el equilibrio de el equilibrio de
OO22 de agua. de agua.
María Cecilia Arango Jaramillo
El OEl O22 tiene una tiene una solubilidad en el agua solubilidad en el agua relativamente baja (9,8 relativamente baja (9,8 ppm (mg/l) a 20°C), y la ppm (mg/l) a 20°C), y la actividad microbiana actividad microbiana puede consumir con puede consumir con rapidez el Orapidez el O2 2 disuelto.disuelto.
María Cecilia Arango Jaramillo
DBO: Cantidad de oxígeno requerido por las bacterias, para descomponer la
materia orgánica bajo condiciones aeróbicas.
Condiciones aeróbicas + 20Condiciones aeróbicas + 2000C + C + número suficiente de bacteriasnúmero suficiente de bacterias
La materia orgánica es descompuesta en La materia orgánica es descompuesta en COCO2 2 y agua.y agua.
María Cecilia Arango Jaramillo
Tiempo que tarda la materia orgánica
en descomponerse:
10 días
En la práctica cinco 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
María Cecilia Arango Jaramillo
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 En el cobro de las tasas retributivas.
María Cecilia Arango Jaramillo
Para hacer este bioensayo se requiere Para hacer este bioensayo se requiere : Proteger las muestras
para evitar la aireación
Según los métodos APHA-AWA, diluir con agua destilada las muestras con mucha materia orgánica, para garantizar la oxigenación, debido a la poca solubilidad del O2 (9 mg/l a 200C ).
Aguas naturales muy limpias no necesitan dilución.
No deben existir tóxicos en el agua
Las condiciones ambientales y el nivel de nutrientes para las bacterias deben ser apropiados
Standard Methods for Examination of Water and Wasted Water
María Cecilia Arango Jaramillo
Método de medición del DBO
Si hay necesidad, se 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
A una de las botellas se le mide 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 Examination of Water and Wasted Water
María Cecilia Arango Jaramillo
Métodos de purificación del agua Métodos de purificación del agua para proporcionar agua potable y para proporcionar agua potable y
segurasegura
María Cecilia Arango Jaramillo
Tratamiento Tratamiento de coagulación - sedimentaciónde coagulación - sedimentación
Se espera que con este tratamiento se remuevan entre elSe espera que con este tratamiento se remuevan entre el– 40 - 50% de de la DQO40 - 50% de de la DQO
– 80 - 90 % de sólidos suspendidos, 80 - 90 % de sólidos suspendidos, incluyendo los incluyendo los microorganismosmicroorganismos
María Cecilia Arango Jaramillo
Costos de la Costos de la coagulación - coagulación - sedimentación : sedimentación :
Aunque el área de Aunque el área de establecimiento es más establecimiento es más pequeña que la de los pequeña que la de los tratamientos biológicos, los tratamientos biológicos, los equipos son costosos. equipos son costosos.
Los Los costos de operacióncostos de operación tales como coagulantes, tales como coagulantes, control permanente de pH y control permanente de pH y energía son relativamente energía son relativamente altos.altos.
Adaptable a:Adaptable a: Tratamiento de aguas Tratamiento de aguas
de abastecimientode abastecimiento Tratamiento de aguas Tratamiento de aguas
residuales de la residuales de la mayoría de las mayoría de las industrias desde la industrias desde la metal - mecánica a las metal - mecánica a las de pulpa y papelde pulpa y papel..
María Cecilia Arango Jaramillo
Tratamiento Tratamiento convencionalconvencional
Agua cruda
Cribado Sedimentación
Cámara de mezcla del floculante
Cámara de floculación
Canales de sedimentación
Clarificador
Cloración Almacenamiento Distribución