DETECCIÓN DE HELMINTOS INTESTINALES Y BACTERIAS INDICADORAS DE CONTAMINACIÓN EN AGUAS RESIDUALES, TRATADAS Y NO TRATADAS

Diana Valbuena, Odelis Díaz-Suárez, Ligia Botero-Ledesma y Rosita Cheng-Ng.

Diana Valbuena. Licenciada en Biología, La Universidad del Zulia (LUZ), Venezuela. Colaboradora, Sección de Parasitología, Instituto de Investigaciones Clínicas "Dr. Américo Negrette" (IIC), LUZ.

Odelis Díaz-Suárez. Médico Cirujano, M.Sc. en Micobiología y Doctora en Ciencias Médicas, LUZ. Profesora Agregada y Jefe de la Sección de Parasitología, IIC, LUZ. Dirección: Instituto de Investigaciones Clínicas, Facultad de Medicina, LUZ. Apartado 1151, Maracibo, Venezuela. e-mail: majuodelis@yahoo.com.

Ligia Botero-Ledesma. Licenciada en Biología, y M.Sc. en Microbiología y Ph.Sc. en Virología, LUZ. Profesora Titular, Facultad de Ciencias, LUZ. Coordinadora, Unidad de Investigaciones en Microbiología Ambiental, LUZ.

Rosita Cheng-Ng. Licenciada en Bioanálisis, LUZ. Profesora Asistente, Sección de Parasitología, IIC, Facultad de Medicina, LUZ.

Resumen

Se determinó la presencia de huevos de helmintos intestinales y bacterias indicadoras de contaminación para evaluar la eficiencia del Sistema de Lagunas del Centro de Investigación del Agua de la Universidad del Zulia. Se tomaron 10 muestras en la entrada del sistema y 10 en el efluente final, donde también se midieron los parámetros fisicoquímicos. Se detectó la presencia de huevos de helmintos por la técnica de sedimentación por centrifugación formol-éter, y la de bacterias por la técnica del Número Más Probable. En la entrada del sistema se detectaron 45-424 huevos/l de Ascaris sp. y 6-84 huevos/l de Ancylostoma sp., mientras que las concentraciones de Coliformes Totales (CT) y coliformes Fecales (CF) fue de 6,75x108 NMP/100ml y 5,24x107 NMP/100ml. Para el efluente final las concentraciones fueron 29-154 huevos/l de Ascaris sp. y 10-103 huevos/l de Ancylostoma sp., y 4,02x106 NMP/100ml de CT y 1,09x105 NMP/100ml de CF. El porcentaje de remoción para Ascaris sp. fue de un 90 % y para Ancylostoma sp. de un 60%, valores muy altos según la normativa internacional; así mismo para CT y CF fue de un 99%. Aunque los valores de CT y CF aunque están dentro del rango establecido para este tipo de sistema, ninguna de las muestras cumple con las normativas vigentes para este tipo de microorganismos.

PALABRAS CLAVE / Aguas Residuales / Bacterias / Helmintos / Indicadores de Calidad de Agua /

Summary

The efficiency of the system of stabilization ponds at the Centro de Investigaciónes del Agua, La Universidad del Zulia, was evaluated through the determination of intestinal helminth eggs and contamination-indicator bacteria. Ten samples were taken at the entrance to the system and 10 from final effluent, and their physicochemical properties analyzed. The detection of helminth eggs was made by the method of sedimentation by centrifugation in formol-ether and bacteria were determined by the Most Probable Number. The concentrations of helminth eggs in the wastewater were 45-424eggs/l of Ascaris sp. and 6-84 eggs/l of Ancylostoma sp., while those of total coliforms (TC) and fecal coliforms (FC) were 6.75x108 NMP/100ml and 5.24x107 NMP/100ml. In the final effluent the concentrations were 29-192eggs/l of Ascaris sp., 10-103 eggs/l of Ancylostoma sp., 4.02x106 NMP/100ml of TC and 1.09x105 NMP/100ml of FC. The percentage of remotion for Ascaris sp. was 90% and for Ancylostoma sp. it was 60%, values that are too high according to the international normative, while that of TC and FC was 99%. Although these values are within the established range for this type of system, none of the samples fulfill the accepted criteria of the standing normative.

Resumo

Determinou-se a presença de ovos de helmintos intestinais e bactérias indicadoras de contaminação para avaliar a eficiência do Sistema de Lagoas do Centro de Investigação da agua da Universidad del Zulia. Tomaram-se 10 amostras na entrada do sistema e 10 no afluente final, onde também mediram-se os parâmetros físico-químicos. Detectou-se a presença de ovos de helmintos pela técnica de sedimentação por centrifugação formol-éter, e a de bactérias pela técnica do Número Mais Provável. Na entrada do sistema detectaram-se 45-424 ovos/l de Ascaris sp. e 6-84 ovos/l de Ancylostoma sp., enquanto que as concentrações de Coliformes Totales (CT) e coliformes Fecales (CF) foi de 6,75x108 NMP/100ml e 5,24x107 NMP/100ml. Para o afluente final as concentrações foram 29-154 ovos/l de Ascaris sp. e 10-103 ovos/l de Ancylostoma sp., e 4,02x106 NMP/100ml de CT e 1,09x105 NMP/100ml de CF. A percentagem de remoção para Ascaris sp. foi de um 90 % e para Ancylostoma sp. de um 60%, valores muito altos segundo a normativa internacional; assim mesmo para CT e CF foi de um 99%. Ainda que os valores de CT e CF ainda estão dentro da faixa estabelecida para este tipo de sistema, nenhuma das amostras cumpre com as normativas vigentes para este tipo de microorganismos.

Recibido: 23/04/2002. Modificado: 23/10/2002. Aceptado: 13/11/2202

Introducción

Las aguas residuales cumplen una función importante como sustituto del agua para riego, ya que libera las fuentes de agua superficiales para que sean usadas para beber y otros usos prioritarios. Al mismo tiempo, contribuyen a la conservación del agua al evitar que algunos contaminantes sean liberados directamente al medio ambiente, lo cual crea problemas de contaminación. El uso de las aguas residuales también lleva al uso eficiente del agua, la provisión de abonos naturales y la generación de alimentos, genera empleo e ingresos económicos, además de incrementar la frontera agrícola (León,1995).

El uso de agua residual en agricultura en zonas tropicales representa un riesgo para la salud, debido a que por la alta prevalencia de infecciones entéricas en humanos, estas aguas residuales contienen gran variedad y diversidad de microorganismos, entre ellos helmintos que causan problemas sanitarios al llegar a través del agua de riego contaminadas con aguas residuales (León, 1995; Ghiglietti et al., 1995). Los helmintos afectan principalmente a la población infantil, produciendo diarrea, desnutrición, anemia y predisposición a otras enfermedades, y trayendo consigo bajo rendimiento escolar y severas alteraciones orgánicas y mentales (Pifano, 1978; Crompyon, 1988; Markell et al., 1990).

De acuerdo con Stott et al. (1997) en un sistema de abastecimiento de agua convencional de un área endémica, en la cual el 10% de la población estaba infectada con Ascaris sp., Trichuris sp. y Ancylostoma sp., y en el que cada persona producía 100 litros de agua residual por día, este volumen de agua podría contener cerca de 200 huevos de Ascaris sp., 25 de Ancylostoma sp. y 6 de Trichuris sp.

En años recientes el incremento del uso del agua residual para irrigación ha aumentado el riesgo potencial de transmisión de enfermedades causadas por nemátodos intestinales tales como A. lumbricoides y T. trichiura, (Ayres et al., 1992), debido principalmente al prolongado tiempo de supervivencia de los huevos de estos parásitos en el ambiente (Ghiglietti et al., 1995).

En Venezuela y específicamente en el Estado Zulia las helmintiasis son endémicas (Flores y Rincón, 1990; Calchi et al., 1996; Rivero et al., 1996) lo que sugiere que debe haber una alta concentración de estos parásitos en las aguas residuales. Además, existe una gran escasez de agua que hace necesaria la reutilización de aguas residuales con el consiguiente peligro para la salud, si éstas no son tratadas previamente en forma adecuada.

 

Figura 1. Esquema del sistema de lagunas de estabilización del Centro de Investigaciones del Agua de la Universidad del Zulia.

Los estudios acerca de la presencia de huevos de helmintos en aguas residuales destinadas a reuso (Rose, 1986; Schwartzbord et al., 1987; Rifaat, 1995; Stott et al., 1997; Toze, 1999) son escasos en Venezuela. Dada la importancia que tiene la determinación de la calidad parasitológica de estas aguas se determinó si el sistema de lagunas del Centro de Investigación del Agua (CIA) de la Universidad del Zulia (LUZ) cumplen con los lineamientos de la Organización Mundial de la Salud, la cual establece que la cantidad de huevos de helmintos intestinales humanos en agua residual debe ser <1 huevo/l para que pueda ser usada en irrigación (Espanhol y Prost, 1994), y se determinó el Número Más Probable (NMP) de coliformes totales (CT) y coliformes fecales (CF), indicadores tradicionales de contaminación.

Materiales y Métodos

Sitio de muestreo

Este trabajo se llevó a cabo en el sistema de lagunas de estabilización del Centro de Investigación del Agua de la Universidad del Zulia (CIA-LUZ), Maracaibo, Estado Zulia, Venezuela. El sistema fue construido en 1991 con fines experimentales y con miras a reutilizar los efluentes para el riego de plantas ornamentales del área interna de la Universidad (Bracho, 1986).

El diseño de estas lagunas (Figura 1) consiste de tres series (A, B, C) en paralelo, cada una de las cuales está conformada por tres lagunas (Facultativa, Maduración I y Maduración II) en serie, con un total de 9 piscinas. El diseño incluye un sistema de bombeo para transferir agua cruda a las lagunas y se alimenta con el 10% de las aguas residuales del colector "C" del sector norte de la ciudad de Maracaibo, el cual recoge las aguas servidas provenientes de un denso sector de la población de Maracaibo que incluye los barrios: El Amparo, Alberto Carnevalli y la zona norte a la Ciudad Universitaria (Bracho, 1986).

Toma de muestras

Se realizaron 10 muestreos interdiarios, captando muestras de 7 litros de agua en la entrada y en el efluente final, para determinar presencia de huevos de helmintos, y muestras de 250ml para determinar bacterias coliformes. Al momento de la toma de la muestra se determinaron pH, temperatura y turbidez.

Determinación de parásitos

Para la determinación de huevos de helmintos se empleó la técnica de sedimentación-centrifugación con formol-éter (NOM, 1998). Las muestras de agua se dejaron sedimentar por 24h; se desechó el sobrenadante por succión y el sedimento obtenido, más un remanente de sobrenadante, se distribuyó en botellas de 200ml y se centrífugó a 2500g por 11min a 25ºC. Se eliminó el resto de sobrenadantes y los sedimentos de cada botella se transfirieron a tubos de centrífuga de 50ml, centrifugándose a la misma velocidad. Al sedimento obtenido se agregó 10ml de formaldehído al 10% y se agitó por 3min. Seguidamente se agregaron 10ml de éter, se agitó nuevamente por 3min y se eliminaron las tres primeras capas del sobrenadante mediante succión. El material remanente se utilizó para la cuantificación de los huevos de helmintos utilizando una cámara de Sedwich-Rafther (NOM, 1998).

Determinación de bacterias

Para la determinación del Número Más Probable (NMP) de CT y CF se siguió la técnica de fermentación de tubos múltiples (APHA, 1995).

Determinaciones fisicoquímicas

La temperatura del agua se registró con un termómetro ambiental, la turbidez con un turbidímetro (HACH modelo 2100P y el pH, con un potenciómetro (HANNA modelo 58520).

Resultados

Las Tablas I y II muestran las concentraciones de huevos de helmintos y de bacterias coliformes en los 10 muestreos de la entrada y del efluente del sistema de lagunas de estabilización del CIA. Los valores de los parámetros fisicoquímicos obtenidos en las muestras de la entrada y salida se observan en la Tabla III.

Discusión

La presencia de huevos de helmintos es uno de los principales problemas de salud pública al reutilizar el agua residual. Los resultados de este estudio muestran la presencia de huevos de Ascaris sp. y Ancylostomideos en el 100% de las muestras de agua residual cruda. La presencia de huevos de helmintos en este tipo de agua es explicable, ya que en Venezuela, y en especial en el Estado Zulia, se ha demostrado que en la población existe una alta prevalencia de parásitos intestinales, considerados endémicos de esta área. (Chacín y Dikdan, 1981; Chacín et al., 1990; Rivero et al., 1996; Páez et al., 1997; Simoes et al., 2000).

Aunque se esperaba obtener mayor concentración de huevos de helmintos a la entrada que en el efluente del sistema de lagunas, en tres de los muestreos del efluente final, las concentraciones de Ascaris sp. fueron mayores que en la entrada y con relación a los Ancylostomideos, la cantidad de huevos recuperados en la salida del sistema fue mayor en siete de los diez muestreos. Esto se explica por la gran cantidad de materia en suspensión presente en las muestras de la entrada, lo que dificulta la observación de los huevos de los parásitos ya que estos, debido a su color, similar al de los detritos, se mimetizan fácilmente (Rose, 1986), mientras que en las muestras del efluente las observaciones se hacen con relativa mayor facilidad al no haber gran cantidad de detritos que dificulten la visualización de los huevos. Otros aspectos a considerar son el hecho de que los huevos de Ancylostomideos son livianos y esto hace que no sean eficientemente removidos, lo cual explicaría la presencia de mayor número de estos organismos a la salida que a la entrada del sistema, y el alto tiempo de supervivencia de los huevos de helmintos en el ambiente (1 a 3 meses), el cual es mayor que el tiempo de retención de este sistema de lagunas que es de 20 días.

Con relación a la remoción de los huevos de helmintos, en el caso Ascaris sp. exceptuando los muestreos 5, 8 y 9 en los cuales hubo mayor número de estos parásitos a la salida que a la entrada, el porcentaje de remoción estuvo entre 29 y 92,4%. La remoción de los Ancylostomideos, fue igualmente variable, entre 23 y 65,5%. Estos datos demuestran que el sistema de lagunas, durante el tiempo que se realizó esta investigación, no eliminó eficientemente este tipo de microorganismos, debido entre otros factores a la alta variabilidad de los microorganismos.

En Venezuela no existe una normativa en relación con la presencia de huevos de helmintos en aguas para reutilización y se siguen los lineamientos de la OMS, que establecen que el numero de huevos viables de helmintos por litro de agua residual tratada deberá ser <1. Como se aprecia en este trabajo, los valores obtenidos tanto de Ascaris sp. como Ancylostomideos son muy altos en relación con lo establecido por la OMS.

Con relación a la concentración de CT y CF, los resultados obtenidos indican que en todos los muestreos, estos microorganismos se encontraron en mayores concentraciones que los permitidos por la Ley Venezolana (Gaceta Oficial Nº 5021, 1995), la cual clasifica a estas aguas residuales como del tipo 2B, es decir, para el riego de cualquier tipo de cultivo. Los límites permitidos para CT no deben exceder el promedio mensual de 5000NMP/100ml y para CF el promedio mensual no debe ser mayor de 1000NMP/100ml.

En investigaciones anteriores realizadas en el mismo sistema de lagunas, se obtuvieron resultados variables de concentración de CT y CF. León (2000) obtuvo valores de CT 1,3X107 NMP/100ml a la entrada y de 1,6x108 NMP/100ml a la salida, mientras que para CF las concentraciones estuvieron entre 2,0x105 NMP/100ml y 5,0x107 NMP/100ml . Sin embargo, Avila et al. (1999) obtuvieron valores de 4,0x104 NMP/100ml y 3,4x108 NMP/100ml para CT, y 2,3x102 NMP/100ml y >2 NMP/100ml para CF. Estas variaciones en la carga microbiológica se explicarían por diversos factores entre los cuales estarían el funcionamiento del sistema y factores climáticos. Lo anterior significa que es necesario el control permanente de estos sistemas con el fin de verificar que el efluente final cumpla con los requerimientos establecidos para poder ser empleado en irrigación.

El porcentaje de remoción para CT fue de 99,4% y para CF de un 99,7%. Aunque estos valores están dentro del rango establecido para este tipo de sistemas, ninguna de las muestras cumplió con los requisitos establecidos en la normativa Venezolana para este tipo de microorganismos.

En todos los muestreos se midieron los parámetros fisicoquímicos que se miden generalmente en las muestras ambientales y se realizó una correlación estadística entre los parámetros de turbidez, pH y temperatura. Se obtuvo como resultado que estos parámetros no ejercieron ninguna influencia en los valores de huevos de helmintos, CT y CF.

Las lagunas de estabilización del CIA de la Facultad de Ingeniería de la Universidad del Zulia fueron construidas con el objetivo de utilizar sus efluentes para el riego de plantas ornamentales y frutales en el área interna de la Universidad. De acuerdo con los valores establecidos en la Gaceta Oficial Venezolana Nº 5021 de 1995, el efluente del sistema no es apto para ser utilizado en el riego de plantas frutales puesto que las concentraciones promedio de los indicadores convencionales de contaminación evaluados (CT y CF), superan los valores permisibles establecidos y por otra parte, tampoco cumple con los lineamientos de la OMS para huevos de helmintos. Se considera que la cantidad de huevos detectados fue muy elevada, lo que representa un riesgo considerable para la salud pública, ya que se ha demostrado que la dosis infecciosa de estos parásitos es mucho menor que las de las bacterias (Espanhol y Prost, 1994). La presencia de estos parásitos en menor proporción a la encontrada es infectante, por lo que es necesario establecer valores normativos para estos microorganismos en las aguas residuales destinadas a reuso en Venezuela.

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