Microbiologia Del Agua.docx

MICROBIOLOGIA DEL AGUA 1.

DEFINICION Y CONCEPTO DE MICROBIOLOGIA

MICROBIOLOGIA: En su más amplio sentido, claramente comprende aquella parte de la Ciencia Biológica que trata de los organismos sumamente pequeños, tanto de naturaleza protista, vegetal y animal, agrupados bajo la denominación de microorganismos. a. NOCIONES PRELIMINARES Aunque actualmente la palabra microorganismo suele usarse como sinónimo de bacteria, tiene un sentido más amplio puesto que puede incluirse en su campo todos los tipos de pequeños seres vivientes tales como mastigóforos, sarcodinos, esporozoos, cilióforos (actualmente constituyen parte del reino protista), espiroquetas, diminutos huevos y gusanos parásitos, así como tipos inferiores de hongos, levaduras, el grupo de los llamados mohos y el grupo muy extendido y numeroso de las bacteria, virus y rickettsias. La Taxonomía actual y moderna agrupó y clasificó bajo el nombre de Reino Protista a ciertos grupo de organismos inferiores considerados antiguamente entre el reino vegetal y animal, los cuales durante muchos años fueron motivo de controversias y minuciosos estudios por no estar sus caracteres definidamente claros para ser considerados como vegetales o animales. Otra tendencia moderna parece ser el de confinar en la palabra "Microbiología" a los organismos afines a los grupos inferiores de la vida vegetal; pero por convenir a nuestro estudio dentro del campo de Ingeniería Sanitaria, daremos a este término su más amplio concepto y así definiremos: MICROBIOLOGIA SANITARIA: A la parte de la Ciencia Microbiológica que trata del estudio y conocimiento de microorganismos pertenecientes a los reinos protistas, vegetal y animal de importancia en los métodos y prácticas sanitarias relacionadas al control y mejoramiento de la salud pública de los pueblos. El término microorganismo tiene la misma amplia significación que el de microbio, y es definido como un pequeño organismo, invisible al ojo humano, pero visible por intermedio de aparatos especializados, tales como el microscopio. b. CLASIFICACION DE LOS REINOS PROTISTA, VEGETAL Y ANIMAL Por considerar de importancia en nuestro curso, la colocación taxonómica de ciertos grupos de orígenes protista, vegetal y animal, es que a continuación se menciona la clasificación taxonómica de estos reinos, a manera de un catalogo de cosas vivientes con el propósito de ilustrar al alumno.

REINO PROTISTA

PHYLUM SCHIZOMYCETES (Bacterias, Actinomicetes y Rickettsias) Son extremadamente pequeños (usualmente de 1 a 5 micras). Son unicelulares con núcleo no diferenciado, carecen de clorofila, se presentan aislados, en colonias y en cadena. Los actinomicetes se diferencian de la bacteria por presentar filamentos delgados y ramificados. Las Rickettsias algunas son ultramicorcópicas y se consideran como esquizomicetes muy modificados. Este PHYLUM comprende cerca de 1600 especies. PHYLUM MASTIGOPHORA: (Flagelados) Casi todos son microscópicos, la locomoción la realizan por medio de flagelos, se presenta aislados o formando colonias, algunas especies contienen clorofila. El trypanosoma es un ejemplo típico unicelular de este PHYLUM. Las formas coloniales dan lugar a controversias pues se consideran algunas entre protista o plantas multicelulares o bien entre protistas o esponjas. Comprende cerca de 2000 especies. PHYLUM SPOROZOA (Esporozoarios) Son microscópicos. Generalmente no poseen órganos de locomoción pero en algunas especies en cierta etapa de su ciclo vital presentan seudópodos o flagelos, son parásitos. Comprenden cerca de 2000 especies. Ejemplo típico es el Plasmodium vivax. PHYLUM SARCODINA ( Sarcodinos) En su mayoría son microscópicos, la locomoción la efectúan por medio de seudópodos, algunas especies presentan estructuras esqueléticas o en forma de concha, otras son simplemente fragmentos de protoplasmas. Comprende más o menos 8000 especies. PHYLUM CILIOPHORO (Ciliados) Casi todos son microscópicos, la locomoción la realizan por cilios. Comprende cerca de 5000 especies. PHYLUM MYXOMYCETES (Mohos fangosos) Son masas microscópicas de protoplasma con cientos de núcleos contenidos dentro de una membrana celular cada masa se mueve y engulle su alimento a la manera de una ameba gigante. Se reproducen por esporas, como los hongos. Se encuentran en vegetales viejos es decir troncos de árboles añosos, pantanos, etc. Son más o menos 450 especies.

REINO VEGETAL

PHYLUM MYXOPHYTA (Algas verde-azules) Células aisladas, o en colonias filamentosas o agrupadas en masas irregulares. La reproducción se efectúa por fisión. No poseen un núcleo organizado. La clorofila se encuentra enmascarada por otros pigmentos, la mayoría son acuáticas, pero algunas especies crecen sobre el suelo o en otras plantas. Comprende cerca de 1500 especies. PHYLUM CHLOROPHYTA (Algas verdes) Células aisladas, o en filamentos, en bandas, en cubiertas, o tubos, o masas irregulares, la clorofila en algunas especies se encuentra enmascarada, pero este caso es poco frecuente. Su alimento consiste en almacenamiento de almidón. Son más o menos 6000 especies. PHYLUM CHRYSOPHYTA (Algas doradas o amarillas) La mayoría son microscópicas, muchas especies presentan esqueleto de sílice. La clorofila se encuentra enmascarada por pigmentos amarillos. Existen aproximadamente cerca de 5700 especies. El alimento es a menudo almacenado como aceite. PHYLUM PHAEOPHYTA (Algas pardas o cafés) La mayoría de las especies son microscópicas y marinas. La clorofila se encuentra enmascarada por pigmentos café parduscos. Almacenan su alimento como carbohidratos pero nunca bajo la forma de almidón. Comprende cerca de 1000 especies. PHYLUM RHODOPHYTA (Algas rojas) Casi todas microscópicas y marinas. La clorofila generalmente se encuentra enmascarada por pigmentos rojos. Su ciclo de vida es complejo. Sus células de reproducción carecen de órganos especiales de locomoción. Almacenan su alimento bajo la forma de carbohidratos pero nunca como almidón. Existen cerca de 2500 especies. PHYLUM MYCOPHYTA (Hongos) Carecen de clorofila y tejidos vasculares. Poseen una estructura primaria en forma de hilos septados la cual se llama micelio. Algunas especies son parásitos de plantas o animales. Comprende cerca de 75,000 especies.

En este PHYLUM están incluidas las siguientes clases: Clase Ascomycetes Clase Phycomicetes Clase Basidiomycetes Clase Deuteromycetes PHYLUM BRYOPHYTA (Briofitas) Plantas generalmente pequeñas (menos de 40 cm de alto). La mayoría son terrestres. Poseen estructuras que se asemejan a tallos y hojas, no poseen sistema vascular para la conducción de la savia. El tronco o tallo subterráneo está provisto de algunos pelos absorbentes. Ejemplo: los musgos que generalmente viven en suelos secos, sobre rocas, en troncos de árboles, pantanos, bosques tropicales y en el agua. Las hepáticas viven en lugares húmedos, pedazo de madera vieja, etc. Existen cerca de 24000 especies. Comprende las siguientes clases: Clase Hepaticae Clase Anthocerotae Clase Musci PHYLUM TRACHEOPHYTA (Plantas vasculares) Tienen un sistema vascular desarrollado, el cual se encuentra en todas las especies, su reproducción es por generaciones alternas, esporofítos grandes y genetocitos de tamaño reducido. Comprende cerca de 211,900 especies. Se divide en los siguientes subphylums: Subphylum Psilopsida Subphylum Sphenopsida Subphylum Lycopsida Subphylum Pteropsida

Clase Filicioneae Clase Gymnospermae Clase Angiospermae Subclase Dicotyledoneae Subclase Monocotyledoneae

Clase Gimnospermas: son plantas bien definidas que tienen raíces, tallos, hojas y flores. Las flores se transforman en frutos cuyas semillas en vez de estar contenidas en receptáculo cerrado, permanecen desnudas y simplemente adheridas a una asca. Ejemplo: los pinos, abetos. Comprende cerca de 700 especies.

Clase Angiospermas: son las plantas más numerosas y las más importantes, son plantas definidas, con raíces, tallos, hojas, flores y frutos. Las semillas se hallan contenidas en un receptáculo cerrado, llamado ovario. Existen cerca de 200,000 especies. Comprende dos subclases: Monocotiledóneas, las que tienen un cotiledón; y Dicotyledóneas las que tienen dos cotiledones. Llámase cotiledón la única o las dos primeras hojas que lleva el embrión o plántula en la semilla.

REINO ANIMAL PHYLUM PORIFERA (Esponjas) La mayoría son animales marinos, en su estado adulto se encuentran adheridas a objetos sólidos. La pared del cuerpo consiste en dos capas de células. Los poros de la pared del cuerpo se encuentran conectados por un sistema interno de canales, más o menos 5,000 especies. PHYLUM COELENTERATA (Celentereos) Son en su mayoría marinos. La pared del cuerpo consiste en dos capas de células separadas por un material gelatinoso. Poseen una cavidad digestiva en forma de saco con una sola abertura ("Boca"). Tienen simetría radiada. Tienen tentáculos provistos de células punzantes. Existen cerca de 92 especies. Comprende las siguientes clases: Clase Hydrozoa Clase Scyphozoa Clase Anthozoa PHYLUM CTENOPHORA Animales marinos. Son de apariencia gelatinosa pero sin células punzantes. Nadan libremente por medio de 8 filas de cilios. Cerca de 100 especies. PHYLUM PLATYHELMINTHES (Gusanos planos) Viven en estado libre o son parásitos. Generalmente son de simetría bilateral y planos. En algunas especies tienen cavidad digestiva ramificada o no ramificada con una abertura, en otras especies carecen de cavidad digestiva. El cuerpo consiste en 3 capas de células. Existen cerca de 6000 especies. Comprende las siguientes clases: Clase Turbellaria: poseen cilias.

Animales marinos, algunas especies de agua dulce

Clase Trematoda: Son parásitos, no tienen cilios externos; generalmente poseen ventosas para adherirse al huésped al cual parasitan. Poseen sistema digestivo. Ejemplo. Faciola hepática. Cerca de 3000 especies. Clase Cestoda: Son animales parásitos. No presentan cilios externos, carecen de sistema digestivo. Ejemplo: Las tenias. Aproximadamente 1500 especies. PHYLUM PLATYHELMINTHES (Gusanos en forma de bandas) En su mayoría marinos. Algunos son planos sin segmentos. Tubo digestivo con dos aberturas (boca y ano). Cerca de 500 especies. PHYLUM NEMATODA (Gusanos redondos) Viven en estado libre o en forma parásita. Cuerpo cilíndrico, simetría bilateral. Tubo digestivo provisto de boca y ano. Ejemplo: las ascárides y triquinas. Comprende cerca de 5000 especies. PHYLUM NEMATOMORPHA (Gusanos de pelo) Cuando jóvenes son parásitos en animales del PHYLUM artrópoda, adultos viven en estado libre y tienen un tubo digestivo de dimensiones reducidas. Cerca de 200 especies. PHYLUM ACANTHOCEPHALA Cuando jóvenes son parásitos de artrópodos; adultos se encuentran en forma parásita, en el sistema digestivo de vertebrados. No poseen sistema digestivo. Cerca de 100 especies. PHYLUM TROCHELMINTHES (Rotíferos) Son animales microscópicos. De agua dulce o marinos. De simetría bilateral. Con numerosos cilios alrededor de la boca. Cerca de 2000 especies. PHYLUM BRYOZOA (Briozoos) Los briozoos en su mayoría son marinos, pero algunas especies son de agua dulce, viven en agregados de colonias. El tubo digestivo es en forma de U. La boca se encuentra rodeada en círculos de tentáculos en forma muy aglomerada. Cerca de 3000 especies. PHYLUM BRACHIOPODA Son animales marinos. Son simétricos, poseen dos conchas o valvas que encierran un par de brazos que soportan tentáculos. Cerca de 120 especies.

PHYLUM PHORONIDEA Son marinos, viven en tubos sumergidos en el fango. Tienen un par de brazos que sustentan tentáculos, el tubo digestivo tiene forma de U. Comprende cerca de 15 especies. PHYLUM CHAETOGNATHA Son marinos, de agua dulce terrestres. De simetría bilateral o asimétrica. El manto es una envoltura de tejido que cubre el cuerpo, generalmente segrega una cubierta gelatinosa, o caliza, o silícea. No presentan segmentación. Los sistemas digestivos, circulatorio y nervioso se encuentran bien desarrollados. Comprende 70,000 especies. Comprende las siguientes clases: Clase Amphineura Clase Gastropoda Clase Scaphopoda Clase Pelecypoda Clase Cophalopoda PHYLUM ANNELIDA (Gusanos segmentados) Son animales marinos, de agua dulce o terrestres. Tienen simetría bilateral. El cuerpo es segmentado tanto en el interior como en el exterior. El cordón nervioso principal es ventral. Cerca de 6500 especies. Comprende las siguientes clases: Clase Polychaeta, Ejemplo: Lombriz de tierra, viven en agua dulce o son terrestres. Comprende cerca de 2500 especies. Clase Hirudinea. PHYLUM ONYCHOPHORA Son terrestres, tropicales. Patas pareadas, la segmentación es poco desarrollada. Cerca de 80 especies. PHYLUM ARTHROPODA (Artrópodos) Marinos, de agua dulce o terrestres. Simetría bilateral. Cuerpo segmentado, pero los segmentos a menudo se encuentran fusionados. Las patas y el cuerpo recubiertos de una capa rígida que constituye el exoesqueleto. El cordón nervioso principal es ventral. Existen cerca de 750,000 especies. Comprende las siguientes clases: Clase Crustácea Clase Arachnida

Clase Diplopoda Clase Chilopoda Clase Insecta, la cual comprende 12 órdenes. PHYLUM ECHINODERMATA (Equinodernos) Todos marinos. Adultos de simetría radiada; las secciones radiadas cuando están presentes reciben el nombre de "brazos". La larva es de simetría radiada. Internamente poseen esqueleto duro y calcáreo, armado de puntas o espinas. Canal digestivo con una o más circunvoluciones. Un sistema de vasos, llamados acuíferos, que actúan por el principio de succión, por medio del cual le sirve para conseguir su alimento y efectuar su locomoción. Existen cerca de 5000 especies. Comprende las siguientes clases: Clase Crinoidea Clase Asteroidea, estrellas de mar Clase Ophiuroidea Clase Holothurioidea. PHYLUM CHORDATA Son marinos, de agua dulce o terrestres. Simetría bilateral. Poseen canal medular en el cual se encuentra el nervio dorsal o médula, otras especies presentan notocordio (el cual puede perderse y ser reemplazado durante el desarrollo). Algunas especies tienen hendiduras faringeas en la región de la garganta (las cuales pueden evolucionar o desaparecer durante el desarrollo). Presentan alguna segmentación, en arreglo especial de músculos y nervios. Aproximadamente 46,000 especies. Comprende las siguientes Subphylums: Subphylum Tunicata: Marinos, la larva nada libremente, adultos generalmente viven adheridos. El notocordio y parte del sistema nervioso, desaparece durante el desarrollo. Comprende cerca de 700 especies. Subphylum Cephalochordata: Son marinos. Nadan libremente. Traslúcidos. En los adultos presentan un bien definido canal medular, o notocordio y aberturas faringeas. Comprende cerca de 28 especies. Subphylum Vertebrata: El notocordio ha sido definitivamente reemplazado por la columna vertebral. Poseen cerebro, que ha sido considerado como un ensanchamiento de la parte anterior del cordón nervioso dorsal, el cerebro se encuentra protegido por una estructura cartilaginosa o de hueso. La mayor parte de especies tienen extremidades en pares. Existen más o menos 45,000 especies. Esta subphylum comprende las siguientes clases: Clase Agnata: No tienen mandíbulas, esqueleto cartilaginoso. 10 especies.

Clase Chondrichthyes: (peces cartilaginosos), esqueleto de cartílagos 5 o más aberturas faríngeas, 600 especies aproximadamente. Clase Osteichthyes: (peces óseos), esqueleto de huesos (en algunas especies es solo en parte), aberturas faríngeas cubiertas; cerca de 20,000 especies. Clase Amphibia: la larva generalmente es acuática, respiración por branquias, los adultos son terrestres y respiran por pulmones. Cerca de 2800 especies. (Ejemplo: tortugas, ranas, sapos, etc.). Clase Reptilia: Animales jóvenes y adultos respiran por pulmones, huevos con cubierta caliza o cáscara; la membrana en los huevos encierra agua. 2 pares de patas (muy pequeñas o sin ellas en algunas especies). Escamas sobre la piel. Cerca de 7000 especies. Clase Aves: Las escamas han sufrido una evolución y se han transformado en plumas. Huevos semejantes a los de los reptiles, pero la cáscara mas dura y resistente. Las extremidades superiores generalmente modificadas en alas. Cerca de 8600 especies. Clase Mammalia: Las escamas han sufrido una completa evolución transformándose en pelos. Las glándulas mamarias de las hembras segregan leche. Tienen menos huesos que la clase de los reptiles. Los dientes se encuentran generalmente en 4 tipos bien definidos (incisivos, caninos, premolares y molares). Comprende cerca de 5000 especies. Esta clase comprende 16 órdenes: Monotremata, Marsupialia, Insectívora, Chiroptera, Primates, Edentata, Pholidota, Tubulidentata, Rodentia, Lagomorpha, Cetacea, Caenivora, Probocidea, Sirena, Perissodactyla, Artiodactyla. Por considerar de interés clasificación del hombre: Reino Phylum Subphylum Clase Orden Suborden Superfamilia Familia Genero Especie

: : : : : : : : : :

e ilustración, a continuación se menciona la

Animal Chordata Vertebrata Mammalia Primates Anthropoidea Hominoidea Hominidae Homo Sapiens

2º. DEFINICION Y CONCEPTO DE BACTERIOLOGIA.

BACTERIOLOGIA: Es la ciencia que trata del estudio y conocimiento de un conjunto de microorganismos conocidos con el nombre de bacterias. La bacteriología es una rama de la Biología. Generalmente el término Bacteriología es limitado al estudio del Phylum Schizomecetes.

a. CONCEPTO DE BACTERIOLOGIA. Las bacterias las podemos considerar como microorganismos unicelulares, generalmente clasificadas en el reino protista, sin clorofila. Se pueden presentarse bien aisladas o bien formando grupos multicelulares que reciben el nombre de colonias. La bacteria que forman una colonia es fisiológicamente independiente entre sí, aunque unas con otras pueden ser influenciadas por alteraciones ambientales provocadas por células vecinas. b. MORFOLOGIA DE LA BACTERIA Es el estudio de la forma de la bacteria, se ha efectuado en células cultivadas en el laboratorio en condiciones artificiales, tales como: 1) 2) 3) 4)

Medio de cultivo apropiado Temperatura óptima (35° C a 37 C más o menos 0.5° Grado de humedad Tiempo de incubación.

La variación de estos factores ejerce una notable influencia en la formación de la bacteria. Para hacer el estudio morfológico de la célula bacteriana, se toma como norma lo siguiente: 1)

Partir de un cultivo joven que se ha desarrollado en las mejores en las mejores condiciones, media de cultivo, temperatura, humedad, tiempo de incubación, etc.

2)

Que este cultivo se encuentre en su fase de crecimiento activo. A través de estos estudios se ha llegado a establecer que existen 3 tipos principales de bacteria que son: a) b) c)

COCOS BACILOS ESPIRILOS

Cocos: La característica fundamental de esta bacteria consiste en que las dimensiones de sus dos ejes son aproximadamente iguales, tomando una forma esferoidal (casi redonda). Algunos cocos se alejan de su forma esferoidal y pueden

presentarse formas elipsoidales, cónicas o bien mostrar aplanamiento que las hacen semejar riñones, granos de café, lancetas, etc. Bacilos: Son bacterias de forma cilíndrica, por lo tanto su característica fundamental es la de tener sus dos ejes desiguales, siendo mayor su eje longitudinal, que el transversal. La relación entre sus ejes puede variar, existiendo por esta causa, formas colindantes con los cocos hasta aquellos que puedan considerarse como filamentos, por tener el eje longitudinal muy largo. Espirilos: En esta forma como el anterior, el eje longitudinal predomina sobre el transversal, pero la principal característica de los espirilos es la presencia de ondulaciones que le dan un aspecto curvado o en espiral. La costumbre a dividido las bacterias que presentan esta forma en dos grupos: 1)

Vibriones: para aquellos que presentan una sola curva, tomando así la forma de coma o vírgula.

2)

Espirilos: para aquellos que presentan varias incurvaciones tomando a menudo la forma de un sacacorchos.

El estudio de la morfología de las bacterias se hace por medio del microscopio, utilizando dos procedimientos: a) b)

En preparaciones teñidas con colorantes especiales. En preparaciones en fresco o sin teñir.

La morfología descrita en los párrafos anteriores comprende a la célula bacteriana individualmente. Al microscopio se puede comprobar que dos o más bacterias pueden presentarse juntas, constituyendo una agregación que toma forma definida y que se hace constante. Desde este punto de vista puede hacerse una división de bacterias tomando en cuenta su forma individual y su forma agregación. Caso de los Cocos: 1. 2. 3. 4. 5.

Diplococos: agregación de dos cocos. Tetracocos: agregación de cuatro cocos. Estreptococos: agregación de varios cocos, más de dos, que se disponen recordando las cuentas de un rosario, o eslabones de una cadena. Sarcinas: agregación de ocho cocos, dispuestos en cubos. Estafilococos: agregaciones irregulares de muchos cocos que recuerdan un racimo de uvas. Caso de los Bacilos:

1.

Diplobacilos: agregación de varios bacilos más.

2.

Estreptobacilos: agregación de varios bacilos, más de dos que se disponen en forma de cadenas.

c. TAMAÑO DE LA CELULA BACTERIANA Las dimensiones de la mayor parte de las células cultivables, son variables. Para medir estos elementos celulares se emplea como unidad la micra o micrón (µ) que es la milésima parte de un milímetro. El tamaño promedio de las distintas bacterias es el siguiente: Cocos:

El tamaño oscila entre 0.75 a 2 micras.

Bacilos:

El tamaño de estos da origen a la siguiente división: Grandes: como el ántrax con una medida de 1 a 1.5 micras de diámetro longitudinal. Pequeños o Cocobacilos: como los hemófilos, con una medida de 0.2 a 0.4 micras de diámetro transversal por 0.7 a 1.5 micras de diámetro longitudinal.

Espirilos:

Las dimensiones de esta clase de bacterias es difícil constatar debido a su forma y tamaño variable. Se han medido tomando en consideración cada vuelta o curvatura de cada espiral.

d.

CITOLOGIA: MEMBRANA, PROTOPLASMA Y NUCLEO DE LA CELULA BACTERIANA. FORMACIONES EXTRACELULARES

Las bacterias son elementos unicelulares que participan en su constitución anatómica de las partes que corresponde de una célula cualquiera, esto es: membrana, protoplasma y núcleo. Membrana De acuerdo al bacteriólogo Knaysi (1946-1951), la célula bacteriana se encuentra rodeada de tres estructuras: a. Membrana citoplasmática; c. Pared celular; d. Capa o envoltura gelatinosa. La membrana citoplasmática aparece en las células jóvenes como una capa fluida interfacial, que se convierte conforme la bacteria envejece, en una membrana gruesa y densa por la cantidad de materia superficial activa acumulada; finalmente se convierte en una estructura firme compuesta algunas veces de varias capas. Se cree que esta compuesta de lipoides, lipoproteínas y otros materiales de una complicada y estable composición química. Esta membrana es realmente la

responsable de las reacciones que se efectúan en la tinción de Gram y de ácido resistente. La presencia de la membrana en el cuerpo de las bacterias ha sido plenamente demostrado por medio del fenómeno de la plasmólisis. Este fenómeno consiste en tomar una célula e introducirla por inmersión en una solución de mayor concentración, en estas condiciones se establece una corriente que va de la célula al medio, llegando a producir una retracción del protoplasma, el que separa así de la membrana. Al hacer las coloraciones de estos preparados se observan formas en sombras que aparecen como concavidades vacías, las cuales constituyen la membrana de las bacterias. Esta clase de experiencias y comprobaciones pueden realizarse únicamente con bacteria de tamaño grande. La pared celular es una estructura de naturaleza rígida y es la responsable de la forma que adoptan la bacteria, se comporta como una membrana permeable y desempeña un importante papel en las actividades de la bacteria. Tiene poco afinidad por los colorantes, lo que significa que no puede teñirse por las tinciones comunes que se emplea para el estudio de las bacteria. Químicamente parece ser compuesta por una carbohidrato de naturaleza compleja desconocida y que generalmente se le refiere como una hemicelulosa. La presencia de una substancia denominada quitina se ha encontrado que forma parte de la pared celular de algunas especies de bacteria y mohos. La capa o envoltura gelatinosa es considerada como una capa externa modificada de la pared celular, las dos estructuras poseen las mismas reacciones a las pruebas microquímicas. La capa gelatinosa lo mismo que la pared celular tiene poca afinidad por los colorantes. Protoplasma: El protoplasma de la célula bacteriana se puede considerar como una sistema coloidal. Esta rodeado por la membrana. Pueden delimitarse dos capas de afuera a adentro: Ectoplasma y Endoplasma. El ectoplasma es la parte externa y esta desprovista de cromatina, por lo que es difícil de colorearla. El endoplasma es la parte interna, contiene la materia nuclear, esta provista de cromatina, por lo que se colorea con las tinciones usuales. Núcleo o materia nuclear: La presencia o ausencia de núcleo en las bacteria ha sido motivo de controversias desde el principio del estudio de la Bacteriología. Al principio se creía que las bacteria eran organismos tan primitivos que carecían de núcleo, consistiendo únicamente en citoplasma, gránulos y vacuolas. Otros creían que la bacteria completa constituía un núcleo desnudo correspondiente al núcleo de organismos altamente organizados. Desde que en las bacteria se

estudiaron sus atributos estructurales y fisiológicos de verdaderas células vivientes, estas teorías resultaron completamente erróneas. Actualmente se admite la existencia de un núcleo difuso, es decir que no esta individualizado ni localizado en un solo lugar, sino que se encuentra extendido por todo el protoplasma. Se puso en evidencia por medio de coloraciones especiales tales como la Giensa-ácido clorhídrico. Formaciones intracelulares: a. b.

c.

Vacuolas: estas han sido identificadas en las bacteria jóvenes y son cavidades en el protoplasma que contiene un líquido. Gránulos Metacromáticos: Son las inclusiones protoplasmáticas mejor conocidas e identificadas y son llamados gránulos de volutina o metacromáticos, estos se originan de la membrana citoplasmática de las células jóvenes. Los gránulos muestran afinidad por los colorantes básicos indicando de esta manera que ellos poseen caracteres ácidos. Se cree que estos gránulos son reservas alimenticias de naturaleza nitrogenada. Generalmente los gránulos no se observan en células jóvenes, estos aparecen en las células cuyo crecimiento ha cesado, es decir cuando las bacteria empiezan a envejecer. Glóbulos de Grasa: en algunas especies de bacteria, tales como el Bacillus cereus, B. Megatheriun al crecer en medios de Agar carbohidratos o Agar con glicerol son capaces de acumular grasas bajo la forma de glóbulos. En algunas especies se presentan grandes y en otras muy pequeños se ponen en manifiesto por medio del Sudan negro B. Lo cual lo distinguen de las vacuolas con las cuales suelen confundirse.

Formaciones Extracelulares a.

b.

Cápsula: es una formación de la membrana, debida a un engrosamiento, alteración de la capa externa de la membrana o bien a una secreción activa del protoplasma de las bacteria. Esta solo se presenta en cierto género de bacteria, ejemplo: neumococo, bacilo del ántrax. Cilios o flagelos: son elongaciones del protoplasma, que se forman a nivel de la pared celular de la membrana, constituyen órganos de locomoción de la bacteria y su presencia se observa principalmente en los bacilos y espirilos; Muy escasamente en los cocos, los cilios son filiformes y contráctiles. En base del número y arreglo que presentan los cilios o flagelos en la bacteria estas se clasifican de la siguiente manera: Monotricos: un solo flagelo al extremo de la célula. Lofotricos: dos o más flagelos en uno o en ambos extremos de la bacteria. Amfitricos: un flagelo en cada extremo de la bacteria. Periticos: flagelos dispuestos alrededor de la célula.

c.

Esporas: también llamadas endoesporas, son formas de resistencia que producen ciertos géneros de bacteria cuando el medio en que vivien se hace desfavorable, este proceso se le llama esporulación y a la forma de resistencia espora. Por medio de la esporulación la bacteria puede perpetuar la especie aún siendo el medio en que viven completamente desfavorable, por lo que este proceso constituye además una forma de reproducción. Generalmente cada bacteria produce una espora y solo muy rara vez produce dos; su posición puede ser: terminal, subterminal y ecuatorial o central. La capacidad de esporulación no es común en todas las bacteria y solamente la presentan la bacteria en forma de bacilos (en los géneros Bacillus y Clostridiun), faltando en los cocos y espirilos. Las esporas son resistentes a la acción del calor, solo se destruyen con temperaturas de 170° a 180° en calor seco, a la acción del agua hirviendo de una hora a hora y media, son resistentes al fenol y formol, se destruyen con facilidad por medio del autoclave (calor a presión a una temperatura de 121°, por 15 a20 minutos y a 15 libras de presión).

e.

FISIOLOGIA DE LA BACTERIA

Metabolismo El metabolismo bacteriano es el conjunto de reacciones químicas que una célula viva, ya sea en estado de actividad o de reposo, realiza con objeto de: a) b)

Obtener la energía necesaria para sus funciones. Obtener material nutritivo, del medio ambiente que le servirá para construcción de su protoplasma. Todo proceso metabólico se divide en dos etapas principales:

1. 2.

Anabolismo Catabolismo

Anabolismo: es la etapa de la asimilación y síntesis para la formación del protoplasma. Catabolismo: es la etapa de la desasimilación y desintegración de las substancias del protoplasma de la célula y del medio ambiente. En las primeras etapas del crecimiento de una célula bacteriana predominan las funciones anabólicas; en cambio después de las fases del crecimiento logarítmico predominan las actividades catabólicas. Actividades Anabólicas consisten en procesos de asimilación para la formación del protoplasma y en la síntesis de los compuestos. Se consideran también actividades anabólicas las siguientes:

1. 2. 3.

Fijación del nitrógeno Formación de Pigmentos Bacteria sulfurosas y ferruginosas

Fijación del nitrógeno: existe una gran variedad, principalmente bacteria del suelo, que interviene activamente en el ciclo del nitrógeno, el cual se realiza de la manera siguiente: 1. 2.

3.

Las substancias absorbidas por el suelo son retiradas de éste por las plantas verdes. Esta continua absorción del nitrógeno del suelo llegaría a su agotamiento, si no intervinieran ciertas bacteria capaces de fijarlo y que lo hacen retornar al suelo tomándolo del aire atmosférico donde se encuentra en grandes cantidades. Esta bacteria tiene la facultad de asimilar grandes cantidades de nitrógeno.

Como ejemplo de este tipo de bacteria podemos mencionar el Clostridiun bacterianus. Formación de pigmentos: gran número de bacteria, cuando son cultivadas en medios apropiados tiene la particularidad de producir pigmentos; por este carácter, a tales bacteria se les da el nombre de cromobacterias. Esta circunstancia se aprovecha para la identificación de bacteria, ya que es un carácter constante para cada especie. Sulfobacterias: llamadas también tiobacterias, son aquellas bacteria que tienen la propiedad de utilizar el hidrógeno sulfurado (H2S) como fuente de energía para poder realizar sus procesos metabólicos. Esta bacteria viven sobre aquellas substancias orgánicas en descomposición que produzcan hidrógeno sulfurado, transformándolo en azufre libre, el cual almacena dentro de su cuerpo. Bacteria ferruginosas son organismos molestos en los sistemas de agua. Tienen la capacidad de separar el hierro que se encuentra presente en el habitar del agua y depositarlo bajo la forma de hidróxido férrico hidratado sobre o en sus superficies mucilaginosas. Estos organismos son grandes productores de limos y son responsables de muy serias dificultades originando aguas rojizas de sabor y olor desagradables; estos organismos se encuentran también asociados con la tuberculación y corrosión de cañerías. Ejemplo: las bacteria del género Gallionella. Las actividades catabólicas consisten en los fenómenos de desasimilación y destrucción del protoplasma, así como la desintegración de proteínas, carbohidratos y grasas. Esta última acción la realizan la bacteria por intermedio de substancias llamadas enzima o fermentos. Enzima o fermentos bacterianos: son substancias orgánicas producidas por una célula viva. Estas substancias tienen la propiedad de acelerara notablemente

la velocidad de ciertas reacciones químicas que en otras condiciones se efectuarían muy lentamente. La enzima se divide por su modo de actuar: 1. 2.

Exoenzimas: (efectúan su función en el medio exterior) Endoenzimas: (efectúan sus funciones y existen en el interior de la bacteria).

Nutrición: tipos y exigencias de las bacteria. Nutrición, es una propiedad fundamental de la materia viva que consiste en la incorporación al protoplasma celular de las substancias alimenticias. Estas para ser incorporarlas, previamente son desintegradas por fenómenos de hidrólisis por medio de enzima. Por el tipo de nutrición de las bacteria, se dividen en: a. b.

Autotróficas Heterotróficas

Bacteria Autotróficas: Son aquellas capaces de obtener su energía de elementos simples como el carbono, hidrógeno, nitrógeno, azufre y probablemente hierro. Según el proceso que la bacteria de esta clase emplee para realizar su función, se divide en: Fotosintéticas y Quimicosintéticas. Bacteria Heterotróficas: Son aquellas que obtienen la energía de oxidación de compuestos orgánicos más o menos complejos. Dentro de este grupo están las bacteria que causan los estados patológicos, en el organismo humano o vegetal. Rewspiración: Aerobiosis y anaerobiosis Parte de las substancias incorporadas al protoplasma bacteriano no se emplean con el fin únicamente de construcción del protoplasma; Si no que son utilizados en el fenómeno oxidación-reducción que tiene por objeto producir y liberar la energía necesaria para que se puedan realizar todas las funciones vitales de la célula bacteriana. Las bacterias necesitan del oxígeno o dicho en términos comunes necesitan respirar, ya que este fenómeno proporcionará el oxígeno necesario que ha de servir para oxidar átomos y moléculas sencillas que la bacteria no utiliza en su síntesis y asimilación y de esta oxidación producirá la energía necesaria para la realización de las funciones vitales de la bacteria. Desde el punto de vista de sus exigencias respiratorias, las bacterias se pueden dividir: a. b. c.

Aeróbicas: las bacterias que requiere oxígeno para vivir. Anaerobias: aquellas bacterias que no pueden vivir en presencia de oxígeno libre. Anaerobias Facultativas: son aquellas que se desarrollan mejor a tensiones bajas de oxígeno.

Reproducción: Es la función principal de la materia viva por medio de la cual sé perpetua la especie. Las bacterias pueden reproducirse por diferentes procedimientos: La fisión binaria en dos partes iguales es el modo usual y predominante de reproducción y multiplicación de las bacterias en condiciones normales de cultivo en el laboratorio. Esta es la forma clásica de reproducción bacteriana y además la más común. Las formas distintas de reproducción de las bacterias las podemos dividir en: a. b. c. d.

Reproducción por división binaria. Brotamiento. Ramificación Crecimiento filamentoso, con segmentación desigual.

Reproducción por división binaria: es la forma corriente de reproducción de las bacterias. Este tipo de reproducción se efectúa en las fases siguientes: 1. 2. 3.

Las células crecen hasta alcanzar el tamaño de adultas. Luego se dividen en dos partes aproximadamente iguales. Esta división se efectúa siguiendo el eje transversal y raramente el longitudinal.

Reproducción por - brotamiento: En algunas células bacterianas se observa la formación de brotes o protuberancias laterales que posteriormente se alargan y llegan a segmentarse por división. En algunos casos pueden permanecer ligados a célula madre. Esta clase de reproducción fue observada en el bacilo de la fiebre tifoidea, bajo ciertas condiciones especiales.

Reproducción por ramificación: Esta clase de reproducción se observa en el bacilo diftérico y en ciertas condiciones en el de la tifoidea. Puede considerarse como una forma especializada de reproducción por brotamiento, porque siempre principia por formación de un brote que determina en ramificaciones. La reproducción por ramificación es llamada también reproducción en Y o en tres puntos, porque generalmente el brote inicial da origen a la formación de varias bacterias.

Reproducción por crecimiento filamentoso: En bacterias, tales como el bacilo tífico y algunas bacterias asociadas a los virus de la influencia, se han observado formaciones de largos filamentos no segmentados o bien segmentados, que dan origen a bacterias.

Otras formas de reproducción no confirmadas, que serían largas de enumerar en este curso, tales cómo:

1.

La identificación de bacteria por medio de sus reacciones bioquímicas.

2.

Facilitar el cultivo de la bacteria en medios artificiales.

3.

Perfeccionar los métodos de coloración de las bacterias.

4.

Establecer una base racional para crear fórmulas de desinfección y esterilización. Composición elemental de las bacterias:

Agua ( 75 a 85 % )

Libre y de Combinación

Proteínas

Sólidos Totales Carbohidratos (15 a 25 %)

Lípidos

Cenizas ( 20 a 30 % )

Simples Combinadas: con ácido nucleico Carbohidratos y lípidos Quitina Almidón Glicógeno Gomas y Mucilagos Lípidos complejos Ceras

Fósforo Potasio Sodio Calcio Magnesio Azufre Cloro Hierro, etc.

El agua es indispensable en la vida bacteriana, sirve de vehículo para que se encuentren en suspensión los coloides que están presentes en el protoplasma. El análisis del extracto seco contiene 2 a 14 % de nitrógeno (las proteínas de la bacteria son las que contienen mayor cantidad de nitrógeno) y el carbono representa más o menos 45 al 55 % del extracto seco.

Las proteínas en las bacterias, en forma simple o combinada son importantes porque confieren a la bacteria su especificada antigénica. Los carbohidratos entran en la formación de cápsulas de las bacterias. Los Lípidos complejos y ceras su importancia reside en la diferenciación de las bacterias en familias. g.

CRECIMIENTO Y MUERTE DE LAS BACTERIA

El crecimiento de las bacteria para fines tanto biológicos como prácticos, se debe encarar desde dos puntos de vista: a. b.

Crecimiento de una célula simple Crecimiento de un cultivo de células bacterianas

Crecimiento de una Célula bacteriana: Para determinar el crecimiento de una célula aislada se procede a medir su tamaño. Esta medición se repetirá varias veces durante el tiempo de su generación; además por un aparato de microfotografías continuas, ha sido posible el estudio de una bacteria viva, esto se ha realizado generalmente con bacilo coli. Por los procedimientos anteriormente mencionados se ha llegado a comprobar que incubando a 35° C., una bacteria aislada presenta las siguientes fases: 1. 2.

3.

Período de latencia La bacteria principia a crecer hasta alcanzar su tamaño máximo a los 60-90 minutos. Este caso llega a ser, en el caso del bacilo coli, de 33 veces su tamaño inicial. Al alcanzar este tamaño máximo el bacilo coli comienza a reproducirse, presentando su primera reproducción a los 60-90 minutos, la segunda a 1320 minutos de la anterior; la tercera a los 15-23 minutos, la cuarta a los 35 minutos y la quinta a los 40 minutos. El tiempo de reproducción aumenta gradualmente después de la primera graduación.

Crecimiento de un cultivo, curva y fases del crecimiento: El crecimiento de un cultivo de bacterias depende del número de gérmenes que forman dicho cultivo. Por lo tanto, para su crecimiento tenemos que contar el número de gérmenes; existen varios métodos: 1. 2.

Métodos que valoran el total de gérmenes vivos y muertos. Métodos que valoran solamente las bacteria vivas.

Para medir el crecimiento de un cultivo se procederá entonces a hacer la numeración de los gérmenes por cualquiera de los métodos que valoren solamente las bacteria vivas y para tal caso el más conveniente es el de diluciones en tubos y siembra en placas.

Curvas y fases del crecimiento. Procedimiento: a) b) c) d) e)

Sembramos una bacteria en un medio líquido apropiado y la incubamos a 35° C. Observamos su desarrollo por un término de 50 hrs. Hacemos recuento de la bacteria cada hora, durante el lapso del tiempo anterior. Comprobamos entonces en su crecimiento un curso definido que se puede representar por medio de una "Curva de Crecimiento". Dicha curva se puede trazar en un sistema de coordenadas, colocando en las ordenadas el tiempo en horas y en las abscisas el logaritmo del número de bacterias por c.c. tiene la siguiente curva de crecimiento:

10 9 Log. 8 del 7 No. 6 de 5 Bac. 4 3 2 1 0

D E C F B A G

0 1 2 3 4 5

10

15 20 Unidades de Tiempo

25

30

De esta curva podemos hacer arbitrariamente, las siguientes divisiones: A. AB BC CD DE EF FG

- Fase estacionaria, dura pocas horas - Fase de crecimiento lento - Fase de crecimiento logarítmico - Fase de crecimiento decreciente - Fase estacionaria - Fase de declinación o muerte - Fase de muerte logarítmica

Fase estacionaria y crecimiento lento: Dura pocas horas y está influenciada por los siguientes factores: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Volumen de la siembra Edad del cultivo sembrado Frecuencia de las resiembras Fase del crecimiento del cultivo de origen Temperatura de incubación Naturaleza del cultivo.

Fase del crecimiento logarítmico: Durante este período las bacterias se reproducen al máximo de velocidad siguiendo un ritmo regular. Esta reproducción se hace de acuerdo a una progresión geométrica, de manera que una bacteria da origen a dos, dos a cuatro, cuatro a ocho, etc. El tiempo que tarda la fase logarítmica está condicionada por los siguientes factores: 1. 2. 3.

Temperatura de incubación Naturaleza de la bacteria Naturaleza del medio

Fase decreciente del crecimiento: Durante esta fase la bacteria se divide con menos frecuencia. Finalmente, la bacteria deja de reproducirse. Fase estacionaria: Durante esta fase las bacterias dejan de reproducirse por completo, por alcanzar una densidad de población límite. Fase de declinación o muerte: Después de más o menos una hora, que es lo que dura la fase estacionaria, las bacterias principian a morir lentamente.

Fase de muerte logarítmica: Las bacterias mueren rápidamente. Las dos últimas etapas pueden durar días, semanas o meses hasta la muerte de todas las bacterias. h.

TINCIONES PRINCIPALES DE LAS BACTERIAS

Las bacterias son difíciles de observar en todos sus detalles al microscopio, por lo que se hace necesario usar métodos de colocación. La tinción de bacterias es importante para revelar la presencia tanto de estructuras externas como internas. La presencia de ciertas estructuras en las bacterias ayuda a identificarlas y clasificarlas. Teoría de la tinción de bacterias: Muchas teorías se han dado referente a explicar el fenómeno de la coloración de bacterias. Todas ellas tratan de explicar este proceso sobre bases físicas o químicas. Físicas: un proceso físico puede ser definido como una reacción entre dos substancias en las cuales no se forma un compuesto nuevo. Los que proponen la teoría física sugieren que todas las reacciones de coloración pueden ser explicadas en bases físicas como capilaridad, ósmosis, adsorción y absorción. Esta teoría satisface en parte al mecanismo de las coloraciones simples pero resulta difícil de sustentar en aquellas coloraciones de tipo diferencial. Químicas: en una reacción química, un nuevo compuesto es formado el cual tiene propiedades químicas y físicas diferentes a las substancias que reaccionaron y le dieron origen. En otras palabras es imposible recobrar las substancias originales por medio de simples solventes. Cuando la bacteria ha sido teñida o coloreada, no existe una clara evidencia de que el colorante haya cambiado y formado un nuevo compuesto; generalmente es posible extraer todo o aproximadamente todo el colorante de las células bacterianas por una larga inmersión en agua, alcohol u otros solventes. El protoplasma bacteriano no remueve todo el colorante de la solución; lo cual es contrario a lo que sucede en una reacción química la cual tiende a continuar hasta que uno de los componentes está exhausto. Resumen:

Actualmente se acepta que el fenómeno de la coloración bacteriana es una combinación de proceso químicos y físicos.

Soluciones colorantes: Las preparaciones empleadas para teñir bacterias son soluciones aquosas. En muchos casos el colorante es disuelto y la solución colorante se prepara diluyendo esta solución alcohólica en agua destilada; soluciones alcohólicas puras no deben ser usadas puesto que el alcohol es un disolvente de los colorantes en las células bacterianas teñidas. Las soluciones colorantes siempre se encuentran en concentraciones bajas. Una solución colorante diluida actúa por un período relativamente largo, produciendo mejores resultados que las soluciones concentradas que actúa en un corto tiempo.

Mordiente: un mordiente puede ser definido como una sustancia que forma compuestos insolubles con los colorantes y causa la fijación de las bacterias. Los mordientes son generalmente aplicados primero al forte bacteriano seguido de la adición de la solución colorante, en ciertos casos un mordiente es agregado a la solución colorante. Se emplean mordientes en las coloraciones llamadas diferenciales. Principales clases de soluciones colorantes: 1. 2.

Coloraciones simples Coloraciones diferenciales o compuestas

Coloraciones simples: diferentes clases de soluciones colorantes son empleadas en varios procedimientos bacteriológicos. Algunos son de uso general y otros son para propósitos específicos. Una solución colorante simple es la que contiene solamente un tinte o colorante disuelto en un solvente, es aplicado al frote bacteriano de una sola aplicación. Las soluciones colorantes simples más frecuentemente usadas para propósitos de rutina son: a. b. c.

Tinción de Carbolfuchina Tinción de Cristal Violeta Tinción de Azul de Metileno

Coloraciones diferenciales o compuestas: Son las que están compuestas de más de un colorante. En algunas técnicas de coloración los colorantes son aplicados separadamente, en otras son mezclados y aplicados en una sola solución. Las dos coloraciones diferenciales más importantes usadas en bacteriología son: a.

Coloración o Tinción de Gram: Es probablemente la tinción más importante usada en bacteriología. En este método de coloración el frote bacteriano es cubierto con una solución de cristal violeta después de un corto período de tiempo se lava y se trata con solución acuosa de yodo y lavada con alcohol y luego se agrega un colorante de contraste como safranina o carbolfuchina. Este procedimiento separa las bacterias en dos grandes grupos, dependiendo de sí el colorante original es retenido o perdido cuando el frote bacteriano tratado con la solución de yodo y lavado en alcohol; Los organismos que retienen el colorante original son llamados " Gram Positivos" y aquellos que pierden el colorante original pero retienen el colorante de contraste son llamados "Gram negativos". Esta coloración es de considerable valor para identificar y clasificar bacterias.

b.

Coloración o tinción Acido - resistente: La gran mayoría de bacteria son fácilmente teñidas por coloraciones usuales. Sin embargo, hay algunas pocas excepciones. Algunas bacterias han mostrado un alto contenido de sustancias grasas y lipoides, por tal razón esta clase de bacteria no son

fácilmente teñidas por los procedimientos ordinarios. Estas bacterias son teñidas con dificultad pero una vez coloreadas retienen el colorante a pesar de ser tratadas con una solución de alcohol con mezcla de ácidos, es por esta razón que se denominan "Acido - resistentes". Esta tinción es de gran valor para la identificación de bacterias que producen la tuberculosis y la lepra. i.

MEDIOS DE CULTIVO

Las bacterias necesitan de un sin número de sustancias y factores para poder llevar a cabo sus principales funciones. En el laboratorio se cultivan las bacterias por medio de compuestos los cuales son representativos de un conjunto de sustancias minerales y orgánicas que son proporcionadas por medios artificiales de condiciones óptimas con relación a ciertos factores y características fisiológicas de la vida bacteriana. Este conjunto de sustancias acondicionadas a determinados factores, es lo que constituye los "Medios de Cultivo". Requerimientos de los medios de Cultivo: Con objeto de que las bacterias puedan crecer y multiplicarse, deben de tener un medio de cultivo que satisfaga sus necesidades nutricionales particulares y requerimientos de energía. Estos requerimientos difieren en las diferentes especies, en algunos casos son simples y en otros son complicados. Los factores de una temperatura adecuada al crecimiento bacteriano, suplemento de oxígeno, reacción (pH) del medio, deben ser convenientes para cada especie. Tipos de medio de Cultivo: Los medios usados en el laboratorio, son de diferente naturaleza de acuerdo al uso y especie bacteriana en que serán empleados; los principales son: 1. 2. 3. 4. 5.

Medios básicos para el cultivo y mantenimiento de cepas bacteriológicas Medios diferenciales para distinguir bacterias. Medios selectivos para una rápida selección Medios especiales para el aislamiento y cultivo de ciertas especies. Medios sintéticos para investigación bacteriana cuyos constituyentes químicos son definitivamente conocidos.

Medios Básicos: No existe un medio de cultivo universal, que pueda llenar todos los requerimientos nutricionales de las bacterias; sin embargo, un medio normal que reúna la mayoría de requerimientos y factores ha sido elaborado y puede ser usado en los trabajos rutinarios de laboratorio para el cultivo y mantenimiento de cepas bacteriológicas. Este medio puede usarse en forma líquida o sólida (fácil de licuar).

Caldo Nutritivo: Es el nombre con que se conoce a este medio en su forma líquida, los ingredientes que componen este medio son: Peptona..........................................5 grs. Extracto de carne...........................3 grs. Agua...............................................1 litro. El caldo nutritivo es usado como un medio de cultivo líquido en el estudio de la citología bacteriana, producción en masa de bacteria para la fabricación de vacunas. Es un medio básico porque sirve siempre de materia prima para la elaboración de los demás medios de cultivo. Agar nutritivo es un medio sólido, éste tiene la ventaja que puede ser preparado de una forma líquida el cual se coloca en tubos de cultivo o cajas de petri dejándose que se solidifique a la temperatura de 39° a 37° C. La gelatina y el agar son sustancias que frecuentemente se usan para solidificar, el caldo de cultivo es el medio básico; en resumen el agar nutritivo es el caldo nutritivo que contiene agar y de esta manera es ampliamente usado en todos los campos de la Bacteriología. Medios diferenciales: Como el término lo indica son los medios usados para el estudio de las actividades bioquímicas y fisiológicas de las diferentes especies bacterianas. La clasificación de bacteria está basada en el uso de una serie de medios diferenciales. Los medios diferenciales más usados en Microbiología Sanitaria son los elaborados a base de caldos de carbohidratos. Al caldo nutritivo usado como base se le agregan varios azúcares tales como dextrosa, sucrosa y lactosa en un porcentaje de o.5% la habilidad de algunas especies bacterianas de fermentar estos azúcares con producción de ácido o de ácido y gas es la base para distinguir una especie de otra. Por ejemplo, si la Echerichia coli es inoculada en un caldo con dextrosa, en uno con maltosa y en otro con lactosa fermentará todos estos azúcares con producción de ácido y de gas. Si Salmonella typhosa es inoculada en estos medios fermentará la dextrosa y maltosa con producción de ácido, pero no de gas, además no fermentará la lactosa. Si alcaligenes faecalis es inoculado en estos caldos carbohidratos no fermentará a ninguno de los tres azúcares. Medios Selectivos: Es una clase especial de medios diferenciales. Tienen por objeto hacer rápidamente diferenciaciones entre especies bacterianas que están íntimamente relacionadas. Por ejemplo el medio de Endo y eosina azul de metileno con agar es usado para distinguir la Escherichia coli de las bacterias que forman el grupo colon - tífico que no son fermentadores de lactosa.

Medios especiales: Algunos organismos bacterianos como el bacilo tuberculoso, el de la difteria, no crecen en medios usados ordinariamente en el laboratorio; sino que necesitan sustancias especiales que favorezcan su crecimiento y puedan desarrollarse en condiciones óptimas. Ejemplo: el medio de Dorsett y Petroff a base de huevo, son medios especiales para el crecimiento del bacilo tuberculoso; Hay muchos medios especiales y usan sustancias tales como sangre o suero animal, proteínas, glicerina, varios amino ácidos y vitaminas. Medios Sintéticos: Para trabajos de investigación de las actividades bacterianas en el laboratorio, cada ingrediente que forma parte del medio de cultivo, la composición química y las cantidades deben ser perfectamente conocidas. Casi todos los medios de cultivo que se han descrito anteriormente pueden encontrarse en forma deshidratada y sintética. En el laboratorio por la facilidad que representan y la exactitud de sus constituyentes, son los que más frecuentemente se usan. Estos medios se compran en el comercio procedente de diferentes casas productoras de estos productos y vienen en forma deshidratada. j.

ESTERILIZACION Y DESINFECCION

ESTERILIZACION: Es la operación por medio de la cual se destruyen en su totalidad los gérmenes vivos, incluyendo las esporas, por medio de agentes físicos o químicos. Los procedimientos de esterilización más comunes están basados en el empleo del calor, filtración y el uso de ciertos agentes químicos. Métodos de esterilización por calor: El calor llega a matar las bacterias y esta muerte se produce por coagulación de las proteínas del protoplasma. Los principales métodos de esterilización por calor son:

Calor seco Métodos de Esterilización Por calor

1. Calor directo 2. calor flameado 3. Calor seco

Calor húmedo

Hornos Estufas

1. Ebullición 2. Vapor de agua a presión 3. Vapor de agua a 100°

4. Calentamiento discontinuo a 100° con vapor de agua 5. Calentamiento discontinuo a 70° Métodos Calor Seco: 1.

Calor directo: Consiste en someter al fuego directo de una llama oxidante de un mechero de gas o alcohol, instrumentos de metal, el calentamiento del instrumento se prolonga hasta llegar al rojo blanco. Un ejemplo lo constituye la esterilización del hilo platino, el cual soporta este intenso calor sin alterarse, por lo que se usa habitualmente en la práctica bacteriológica para las inoculaciones a medios puros o vírgenes, ya que se puede esterilizar un número indefinido de veces por este procedimiento.

2.

Calor Flameado: Consiste en someter los objetos a esterilizar a la acción llama de elevada temperatura, pasándolos por ésta de tres a cuatro veces. Ejemplo, las bocas de los tubos de cultivo, de frascos para la toma de muestras de agua para análisis bacteriológico, etc.

3.

Calor Seco: Este método está basado en el principio de que, en el medio ambiente, un calentamiento mantenido durante 30 minutos basta para destruir con seguridad todos los gérmenes vivos y sus esporas. Este método se lleva a cabo con aparatos especiales como: Hornos: son aparatos de triple pared, siendo la del medio más corta, por donde circula el aire caliente y seco que luego sale por una tubuladura lateral, generalmente en la parte baja o fondo del horno va la fuente de calor que puede ser gas o electricidad u otro combustible. El calor seco circula por el sistema que forma la doble pared, obteniendo así una temperatura uniforme que se puede controlar por el termómetro que está provisto el aparato. Estufas: son aparatos rectangulares, de tamaño variable, que lleva una doble pared, están provistas de un roestado que comunica con un termo regulador para graduar la temperatura. La temperatura en este método de calor seco, para conseguir una esterilización satisfactoria y adecuada es de 180° C. Durante una hora. Por este método se esteriliza la mayor parte de objetos utilizados en el laboratorio, es decir todo el material de vidrio e instrumentos de metal.

Métodos de Calor Húmedo: 1.

Ebullición: Este método consiste en hacer actuar sobre el material que se desea esterilizar, el agua hirviendo. La operación se puede realizar en baño de María de nivel constante o ciertos hervideros construidos por casas comerciales como los hervideros de Peltón. Este método de esterilización no es muy seguro, ya que el calor desarrollado no es suficiente para matar las

esporas, a no ser de que actúe por largo tiempo, en cuyo caso si se puede usar con un margen de seguridad.

2.

Vapor de Agua a Presión: Este método es el más adecuado y efectivo para usarse en Bacteriología, por su seguridad, rapidez y facilidad de aplicación. Está basado en el principio de que una atmósfera exenta de aire, todos los gérmenes mueren bajo la acción del vapor de agua calentada a 121° C a 15 libras de presión, durante un período de 15 a 20 minutos, lo que sucede en los gérmenes y esporas es que el vapor de agua se difunde por osmosis a través de la membrana ocasionando la coagulación de las proteínas del protoplasma. Para esterilizar por este método se usan unos aparatos llamados autoclaves que están fundados en la marmita de Papin. Existen dos tipos: verticales y horizontales. De los verticales la más sencilla es la olla preston. Los horizontales son más especializados de amplio uso en laboratorios, hospitales, etc. Constan de las siguientes partes: 1) Una cámara horizontal superior hueca y cilíndrica en la cual se coloca el material a esterilizar, está abierta por su extremo anterior, el cual se cierra por medio de una tapadera con tornillos de presión tiene además una llave de seguridad, llave de purga para el vapor, manómetro grande en libras de presión y termómetro centígrado. 2) Por debajo de esta cámara tiene otra cámara para el agua, ambas están separadas, esta cámara está provista de un flotador y llaves para entrada y drenaje del agua, y un reloj marcador de nivel. 3) La fuente de calor puede ser eléctrica o de gas.

3.

3. Vapor de Agua a 100° : Este método consiste en hacer actuar el calor desprendido del agua en ebullición sobre el material a esterilizar, generalmente son medios de cultivo que por tener en su composición sustancias fácilmente destructibles por el calor, no pueden ser sometidos a temperaturas mayores a 100° C. Tales como medios con suero, leche, gelatina, para esta esterilización existe aparatos como el de Arnold y Koch. Esta clase de aparatos pueden substituirse por el autoclave, abierto.

4.

Calentamiento discontinuo a 100° con vapor de agua: Este procedimiento también llamado tindalización, tiene por fundamento el hecho de que las bacterias que resisten un calentamiento de determinada duración, pueden ser destruidas cuando dicha operación es repetida a intervalos suficientemente separados. Generalmente la tindalización se cumple en tres veces, de treinta minutos cada una, separadas por intervalos de 24 horas. Por este procedimiento se consigue la esterilización porque, los calentamientos matan las formas vegetativas, aunque no las esporas, pero el intervalo de las 24 horas permite que las esporas pasen a las formas vegetativas que son muertas por el siguiente calentamiento.

5.

Calentamiento discontinuo a 70° C : Este método también se llama pasteurización y consiste en un calentamiento seguido de un enfriamiento brusco; se somete lo que se desea esterilizar a 70° C. Durante media hora y luego se enfría bruscamente a 0° ó 4° C. Este método no constituye realmente un método de esterilización, sino más bien de inhibición, porque no llega a matar los gérmenes. Se emplea principalmente en la leche.

Métodos de esterilización por filtración: Bajo ciertas circunstancias se efectúa la esterilización a través de filtros susceptibles de dejar pasar los líquidos, reteniendo los gérmenes contenidos en ellos. Esta operación se efectúa en aquellas soluciones que no pueden ser esterilizadas por calor por sufrir alteraciones en sus propiedades físicas y químicas, por ejemplo el suero en medios de cultivo es fácilmente coagulado por la temperatura, por lo que para subsanar estos efectos se usan los medios de filtración. La operación de filtración se cumple utilizando bujías filtrantes, siendo las más usuales las bujías Chamberland, Berkefel, de tierra de infusorios, membranas de filtración, discos de asbestos Seitz y ultrafiltros de colodión.

Esterilización por Agentes Químicos: Se usa generalmente en ciertos casos especiales, tales como cuando se quiere esterilizar recipientes poco accesibles a otros medios de esterilización, por ejemplo grandes campanas de vidrio, cuyas paredes puedan lavarse con ácidos concentrados o bases fuertes. Otros métodos de esterilización: Luz y otras radiaciones: La luz solar tiene acción bacteriana, pero esta acción no es ejercida por todos los rayos que integran la luz solar, sino únicamente por aquellos rayos comprendidos entre las longitudes de onda que van de los 280 a 250 milimicras, en relación y de acuerdo a las propiedades ópticas de las bacterias, éstas son capaces de absorber únicamente los rayos comprendidos en estas longitudes de onda. Los rayos comprendidos en estas longitudes de onda son los rayos ultravioleta y por consiguiente es a la presencia de éstos, que la luz solar debe su poder germicida. El empleo de estos rayos ultravioleta se usa con ciertas limitaciones y en casos especiales, tales como: 1. 2. 3. 4.

Para esterilizar aguas de consumo (procedimiento costoso) Para esterilizar salas de operaciones y envases. Para esterilizar cámaras de siembras bacteriológicas. Para la purificación de ciertas vacunas, tales como la vacuna antirrábica.

Desecación: Es una operación que consiste desde el punto de vista biológico en una acción letal, basada en que la vida es un fenómeno hídrico, porque el agua es indispensable para mantener el equilibrio de los sistemas coloidales que forman el protoplasma bacteriano; la ausencia de líquidos conduciría a la floculación e incluso a la coagulación de las proteínas de las bacteria. Esta acción letal es la que se aprovecha para usarla como método de esterilización, pero el empleo actual de la desecación radica en modificar esta acción letal en acción conservadora, haciéndola en forma adecuada y con ayuda de algunos factores; tales como cuando se efectúa la acción desecadora, en menor grado de oxidación de temperatura y rapidez, y así se emplea para la conservación de bacterias para períodos prolongados de tiempo, usando métodos como: 1. 2. 3.

Desecación al vacío, con anhídrido fosfórico Leofilización Métodos crioquímicos

Otros métodos que serían largos de enumerar son: Rayos X, Electricidad, Presión, agitación, trituración, etc. DESINFECCION Es la destrucción de bacteria (pero no esporas) por medio de agentes químicos o substancias químicas, de procedencia mineral u orgánica. El comportamiento de estas sustancias reciben diversas denominaciones y se comportan de la siguiente manera: a. b. c. d. e. f.

Germicidas: son sustancias químicas que destruyen las bacterias pero no las esporas, sean éstas capaces de producir o no una enfermedad. Bactericidas: se refiere agentes químicos que destruyen bacteria, pero no esporas, este es sinónimo de germicida. Antisépticos: Cuando las sustancias químicas previenen o contrarrestan el crecimiento bacteriano, por inhibición de la actividad bacteriana. Desinfectantes: Cuando produce ala destrucción de bacterias patógenas, u otros gérmenes dañinos, pero no destruye esporas. Viricida: Cuando destruye o inactiva ciertas formas filtrantes conocidas con el nombre de virus. Agente Bacteriostático: Cuando las bacterias no son destruidas Únicamente inhibidas en su crecimiento y reproducción.

En la práctica generalmente emplearemos los términos Antiséptico y Desinfectante para designar la acción por medio de la cual se eliminan las bacterias por procesos bactericidas o bacteriostáticos. Para que una sustancia química actúe como antiséptico o desinfectante está sujeta a los siguientes factores: Contacto Concentración Temperatura y

Tiempo Un ejemplo típico de los procedimientos de desinfección está dado por los procesos de purificación del agua destinada al consumo público en su etapa final. Uno de los métodos de desinfección mas comúnmente usado en las plantas de purificación, es por medio de sustancias químicamente como el cloro y sus derivados. El 80% de las plantas de purificación en América usan el cloro líquido el tratamiento por desinfección por cloro remueve el 85% a 95% de materia orgánica en solución. Destruye las bacterias del agua en cantidades apropiadas y con un tiempo determinado. Es el desinfectante para aguas por excelencia.

Ventajas de la desinfección por cloro: a. b. c. d.

Economía Se necesita poco espacio para su instalación (cloradores) Su aplicación es mas uniforme, por medio de los aparatos modernos es más fácil de regular su solución en el agua. Su dosificación en el laboratorio es rápida, exacta y sencilla. VIRUS, BACTERIOFAGOS Y RICKETSIAS

VIRUS: Un virus puede ser definido como un organismo submicroscópico capaz de multiplicarse únicamente en el interior de células vivas específicas. La presencia de los virus es demostrada por medio del microscopio electrónico o por la inoculación de materiales conteniendo virus en animales susceptibles empleados en el laboratorio. Características de los virus: a. b. c. d. e.

Infinitamente pequeños, observados únicamente al microscopio electrónico. Tienen su habitar en células vivas específicas. Producen enfermedades típicas y similares. Cuando se introducen en el organismo en dosis antigénicas, producen fenómenos de inmunidad. Producen enfermedades tanto en plantas como en animales.

Tamaño de los virus: El tamaño de los virus puede ser determinado por:

Filtración Ultracentrifugación Difusión Microscopio electrónico Los resultados más correctos son los obtenidos por el microscopio electrónico. Los virus muestran gran variación en tamaño; de 10 a 300 (mm), tienen formas diferentes, esféricas, ovoideas, cubos o diminutos paralelepípedos. Cultivo de virus: En las células vivientes de tejidos animales o vegetales; en el laboratorio se usa el embrión de pollo, en fragmentos de tejidos suspendidos en plasma, etc.; esto se hace en virus que se encuentran en organismos animales. Los virus de las plantas se cultivan en trozos de tejidos vegetales, en cultivo de raíces, etc. Enfermedades causadas por virus: Catarro común, influenza, sarampión, viruela, hepatitis infecciosa, rabia, etc. En plantas, alteraciones en su morfología, producen el mosaico del tabaco. BACTERIOFAGOS: Son agentes infecciosos que parásita las bacterias. Los bacteriófagos son análogos a los virus de las plantas y animales y deben clasificarse como virus bacterianos. Mientras que los virus de los vegetales superiores y de animales se multiplican dentro de las células de organismos multicelulares aislados. Como los virus, los bacteriófagos solo se multiplican en presencia de células vivas y probablemente en su interior. Los bacteriófagos son altamente específicos para un determinado huésped: algunos atacan una cepa determinada de una especie bacteriana. Tamaño de los bacteriófagos: Se encuentran en el límite más debajo de los tamaños de los virus esto es de unas 10 hasta unas 200 (mm), son visibles al microscopio electrónico. Distribución de los bacteriófagos: Son parásitos obligados y dependen para su existencia de células bacterianas. En consecuencia la distribución de estos agentes es paralela a las de sus huéspedes específicos y los bacteriófagos se pueden encontrar donde quiera que se encuentren estos huéspedes; han sido encontrados en el suelo, en el agua, en materia orgánica en descomposición, en heces fecales en aguas negras, en

tejidos infectados del hombre y animales, en plantas y en viejos cultivos de laboratorio. Por ejemplo, los bacteriófagos de la Echerichia coli se encuentran en las heces humanas y en alcantarillas; los tejidos infectados de estafilococos y estreptococos pueden contener bacteriófagos específicos para estos organismos. Efecto de los bacteriófagos en las bacterias: Se ha notado en una gran variedad de especies de bacterianas una necrosis de la célula que se llama lisis o bacteriolisis. No todos los bacteriófagos causan lisis. Método para demostrar la presencia de bacteriófagos: Al sembrar un cultivo en caldo nutritivo, los organismos comienzan a crecer y a multiplicarse, el caldo adquiere aspecto turbio; si a este caldo se le agrega una pequeña cantidad del bacteriófago específico obtenido por filtración, el caldo volverá a ser claro y transparente. RICKETTSIAS: Conceptos: Son microorganismos colocados entre bacterias y virus, con un tamaño de las bacterias más pequeñas, se parecen a las mismas por su aspecto, y se reproducen por división binaria. Carecen de la facultad de desarrollarse en las células vivas del huésped, no pasan los filtros, no forman esporas, no son móviles. Fisiología: La fisiología de las rickettsias dista mucho de ser perfecta, pues no poseen mecanismos indispensables para el desarrollo adecuado de su proceso vital, considerándolas como parásitos intracelulares obligados. Importancia: En Microbiología Sanitaria son importantes, por virtud de que se encuentran en un grupo de animales, los artrópodos. Algunos artrópodos transmiten estos parásitos en sus hevecillos de una generación a otra; en circunstancias favorables, pueden ser transmitidas las rickettsias a animales como ratas o bien al hombre cuando el artrópodo es hematófago. Morfología: Son cocobacilos bastoncillos diminutos, Gram negativos, miden de un cuarto a media micra. Producen el tifus. (0.3 a 0.5 micras).

3. ALGAS, HONGOS (Mohos y Levaduras)

ALGAS a.

Conceptos: Son vegetales que se caracterizan por ser capaces de elaborar su propia fuente de carbohidratos por medio de los fenómenos de la fotosíntesis. Generalmente viven sumergidas en agua, un extenso grupo vive exclusivamente en el agua de mar. Algunas especies se encuentran flotando libremente en la superficie, otras viven en piedras, otras formas masas gelatinosas sobre las partes sumergidas de vegetales más organizados; algunas viven en pantanos. b.

División y morfología: Comprenden los siguientes phylums:

1.

phylum Myxophyta: (Algas verde-azules), se presentan en células aisladas, o en colonias o agrupadas en masas irregulares. No poseen un núcleo organizado. La clorofila se encuentra enmascarada por otros pigmentos, la mayoría son acuáticas, pero algunas especies crecen sobre el suelo o en otras plantas. Comprende cerca de 1500 especies. Almacenan glicógeno, pigmento está difundido.

2.

Phylum Chlorophyta: (Algas verdes), se presentan bajo la forma de células aisladas, en filamentos, o en bandas, en cubiertas, o masas irregulares. Su color verde es debido a que la clorofila no se encuentra enmascarada por ningún pigmento, solo en raras ocasiones en unas pocas especies. Su alimento consiste en almacenar almidón, algunas especies presentan a menudo una pared celular de celulosa. La mayoría son acuáticas pero existen algunas especies terrestres. Son más o menos 6000 especies. (Familia importante, Desmidacea).

3.

Phylum Chrysophyta: (Algas doradas o amarillas), en su mayoría son microscópicas, muchas especies presentan esqueleto de sílice. La clorofila se encuentra enmascarada por pigmentos amarillos. El alimento principal es almacenado bajo la forma de aceite. En este phylum se encuentran las diatomaceas, que son unicelulares, en grandes cantidades tanto en agua dulce como en agua salada, se encuentran en terrenos pantanosos. Sus células exhiben gran cantidad y variedad de formas; la pared celular es rica en sílice la cual persiste a manera de un esqueleto después de muerto el organismo. La forma de una diatomacea se considera como una caja, así la tapadera y el fondo son conocidos con el nombre de valva superior e inferior, las valvas se encuentran unidas por una especie de cinturones o ligamentos en la mayoría, pero en otras se unen por medio de ganchos. Existen aproximadamente cerca de 5700 especies.

4.

Phylum Phaeophyta: (Algas pardas o cafés), la mayoría de las especies son microscópicas y marinas, de tamaño gigantesco y formas muy variadas. La clorofila es enmascarada por la presencia de caroteno, xantofila y un pigmento café llamado fucoxantina. Almacenan su alimento bajo la forma de carbohidratos pero nunca bajo la forma de almidón. Comprende cerca de 1000 especies.

5.

Phylum Rhodophyta: (Algas rojas), la mayoría de las especies son microscópicas y marinas y se presentan en bellas formas y colorido, se encuentran ligadas por filamentos; Existen pocas familias que habitan en agua dulce, las cuales se representan en las formas más primitivas; estas pocas familias se encuentran en arroyos inhabitados, en porciones de ríos de corrientes rápidas y de fondos rocosos, necesitan gran cantidad de oxígeno para su desarrollo. La clorofila generalmente se encuentra enmascarada por la presencia de un pigmento rojo llamado ficoeritrina y en algunos casos presenta un pigmento azul llamado ficocianina. Su ciclo de vida es complejo. Almacenan su alimento bajo la forma de carbohidratos. Existen cerca de 2500 especies.

c.

Reproducción: Phylum Myxophyta: predomina la reproducción por fisión de la célula. Phylum Chlorophyta: la reproducción es asexual o de esporas sexuadas. Phylum Chrysophyta: se efectúa por reproducción longitudinal. Phylum Phacophyta: se lleva a cabo por células especializadas flageladas. Phylum Rhodophyta: en forma sexual especial por medio de células reproductoras llamadas garpoesporas.

HONGOS: Clases:

Phylum Mycophyta

Ascomicetos

Levaduras

Phicomicetos

Mohos sin septos

Basidiomicetos

Mohos con septos

Deuteromicetos

a.

Conceptos:

Se caracterizan por la ausencia de clorofila, algunos como las levaduras son unicelulares, pero también existen multicelulares como mohos y setas. Aunque los hongos verdaderos poseen gran número de células, no están sin embargo, especializados para ejecutar ciertas funciones, como lo hacen las células

tisulares de animales y plantas más diferenciadas. En estos organismos la única diferencia radica en las estructuras inherentes a la reproducción que desarrollan las esporas, elementos unicelulares, más frecuentemente del tipo sexual, siendo capaz cada una de germinar y crecer para formar un nuevo organismo, aunque en los hongos típicos, y bajo ciertas condiciones, se forman esporas sexuales que se fusionan por pares para dar origen a un nuevo hongo. b.

Morfología:

La mayoría de hongos están constituidos principalmente por filamentos de células alargadas, cada filamento estructura semejante a un hilo o hebra, es una "hifa". La hifa se ramifica copiosamente para formar una masa de aspecto membranoso mediante la cual el hongo se fija al material en que crece y desarrolla, (por ejemplo la fijación de un moho a una pieza de pan); esto se llama "micelio". La mayor parte de los hongos son saprófitos (organismos que utilizan para su alimentación materia orgánica, no viva) pero algunos son parásitos. (10 a 15 micras). c.

División:

Desde el punto de vista de Microbiología Sanitaria, tienen importancia: Mohos y Levaduras.

MOHOS: a.

Conceptos:

Cuando los mohos crecen sobre una superficie, emiten una serie de filamentos ramificantes (el micelio) que penetran en el material sobre el que se fijan para absorber elementos nutritivos, mientras otras hifas se extienden hacía arriba en el medio aéreo, siendo portadoras de las células reproductoras o esporas, que cuando maduran se separan de la planta madre. b.

Morfología:

La hija aérea da al moho un aspecto velloso; con frecuencia las esporas aparecen coloreadas, y su disposición sobre la planta es una de las características importantes en que se basa la clasificación de los mohos. En la hija también se registran diferencias, ya que unas veces se encuentra dividida por paredes transversales (tabiques) en células separada, y otras consta de un filamento continuo con muchos núcleos. Los mohos producen descomposición y putrefacción de alimentos, pero también prestan sabor a muchos quesos, y dan origen a productos útiles como la penicilina. Causan enfermedades en el hombre y se desarrollan en la capa externa de la piel (dermatofitos). LEVADURAS:

a.

Conceptos:

A primera vista, las levaduras o fermentos parecen ser muy diferentes de los mohos y otros hongos verdaderos. Se reproducen por crecimiento de una pequeña célula, o yema, sobre la superficie de la célula madre. Al final del proceso reproductivo, se produce separación de la yema o brote, diciéndose entonces que la levadura experimenta "gemación" o fisión no uniforme, puesto que la célula no desdobla, de manera desigual, en una célula madre voluminosa y una hija de dimensiones menores; algunas levaduras emiten filamentos lagos ramificados y otras veces se reproducen por formación de espora. b.

Morfología:

Son microorganismos típicamente unicelulares, generalmente se presentan como células redondas u ovales susceptibles de formar grupo o cadenas irregulares. Las levaduras presenta utilidad al hombre por su propiedad que tiene de producir gases que verifican la "subida" del pan, son ampliamente usadas en la elaboración de bebidas alcohólicas. Las levaduras patógenas causan infecciones en el hombre. 4º. PROTOZOOS, ROTIFEROS, CRUSTACEOS Y PORIFEROS PROTOZOOS a.

Concepto:

Los protozoos están compuestos de una sola unidad semejante a una célula, en la cual se realizan todas las funciones vitales. Todos estos microorganismos unicelulares se incluyen actualmente en el reino protista. b.

Morfología:

Todos los protozoos constan de una sola unidad semejante a una célula, que contiene uno o más núcleos unidos en una matriz llamada citoplasma. El citoplasma tiene apariencia granular más o menos fina en los organismos vivos, está dividido en una parte externa, el ectoplasma y una interna, el endoplasma, suele ser la mayor parte de la célula. Muchos de los protozoos de vida libre están cubiertos de membranas muy resistentes a modo de cáscara, formadas de ectoplasma; menos aquellos que forman quistes, los protozoos parásitos del hombre y otros animales no poseen estas cubiertas. El endoplasma ocupa la mayor parte de la célula, es la parte en que se realiza la nutrición, y se encuentra íntimamente relacionado con la reproducción por

hallarse el núcleo dentro de él. Contiene vacuolas alimenticias, materiales ingeridos, etc. El endoplasma aparece de ordinario con gránulos más gruesos que el ectoplasma, cuando es posible distinguir entre ambos.

c.

Reproducción:

Hay muchos modos de reproducción en los protozoarios, pero todos se basan en alguna forma de fisión de la célula, siempre precedida por la fisión del núcleo y finalmente del cuerpo celular. d.

Clasificación: Se dividen en dos grupos:

1.

Grupo Plasmodromos: Organismos que se mueven por medio de seudópodos o flagelos, comprende:

a)

Sarcodinos o Rizópodos: Protozoos que se mueven por medio de expansiones del ectoplasma o seudópodos. Contiene especies libres y parásitas. Comprende: rizópodos propiamente dichos y Cnidosporidios los que se mueven por medio de seudópodos y producen esporas de las que se originan filamentos.

b)

Mastigóforos o Flagelados: Protozoos que se mueven por medio de flagelos. Contiene especies libres y parásitas.

c)

Esporozoos: Se encuentran desprovistos de organoides de movimiento.

2.

Grupo Cilióforo o Infusorios: Organismos que se mueven por medio de cilios, comprende:

a)

Ciliados: Se mueven por medio de filamentos cortos y finos llamados cilios, que existen durante toda la vida del protozoo.

b)

Suctores: Se mueven por medio de cilios, que existen durante el primer período de crecimiento; después desarrollan órganos de carácter chupador.

AMEBAS Descripción General:

Las amebas parecen ser las formas más simples, están formadas por una célula independiente con citoplasma y núcleo. A pesar de su aparente simplicidad, puede moverse, capturar, digerir y asimilar alimentos complejos, expulsar los residuos indigeribles, respirar y producir excreciones y secreciones, responder a cambios de varias clases, tanto de origen interno como externo, crecer y reproducirse dando individuos de la misma especie. Estructura: Las amebas vivas presentan masa protoplasmática clara, incolora y de aspecto de gelatina, es flexible de forma irregular y experimenta frecuentes cambios de forma, en algunas especies está recubierta por una caparazón. Locomoción: Las amebas se mueven formando y extendiendo prolongaciones en forma de dedo o seudópodos (gr. Pseudos, falso y podos, pié) en cualquier parte de su cuerpo celular. Esta especie de flujo irregular se denomina "movimiento ameboide". Alimentación: Las amebas se alimentan de otros protozoos, algas, rotíferos y protoplasma muerto, aunque prefiere los pequeños ciliados y flagelados vivos. El alimento puede ser capturado por cualquier parte de la superficie celular. Reproducción: Cuando las amebas alcanzan cierto tamaño, el cuerpo celular se hace esférico y se cubre de seudópodos cortos, luego se alarga y finalmente se divide en dos partes. Ameba Proteus - Descripción: Es la ameba común de las aguas dulces limpias, que contienen vegetación verde, presenta una masa protoplasmática, incolora, de aspecto granuloso, con seudópodos cortos lobulados y cambiantes, alcanzan hasta 0.60 mm de longitud. Arcella - Descripción: Su cuerpo celular se encuentra encerrado por una concha o caparazón, la cual presenta una forma más o menos de campana con una base cóncava - circular. Cuando se observa por arriba, tiene la forma de disco, con el centro más pálido, cuando se observa por un lado la superficie superior es muy convexa.

La caparazón generalmente se presenta de color café compuesto de quitina, la masa protoplasmática ocupa la porción central de la concha pero con los seudópodos proyectados a través de la abertura que se encuentra en la base cóncava. Cuando se observa por la parte de arriba tiene un diámetro de 30 a 260 micras. La especie más común es Arcella vulgaris. Difflugia - Descripción: La masa celular se encuentra encerrada en una membrana esférica o en forma de pera, que se encuentra cementada por granos de cuarzo, de arena, diatomáceas u otras substancias extrañas. La parte más baja se prolonga como un cuello en la cual se encuentra una abertura terminal por la que se proyectan los seudópodos; La superficie de la caparazón es muy rugosa y generalmente presenta un color pardusco o gris; La masa protoplasmática se observa frecuentemente de color verde pero las seudópodos son incoloros. Hay muchas especies que varían en forma y tamaño, las caparazones de forma bulbosa pueden tener una longitud de 230 x 200 micras en diámetro, las formas elongadas tienen una longitud de 580 micras y un ancho de 60 micras. Medio ambiente: Las amebas se encuentran en suspensión en el agua de corrientes, lagos o asociadas a fondos fangosos. Relación con los Suministros de Agua Potable: Las amebas pueden aparecer en depósitos de agua tratada descubiertos. En el recuento de plancton, los organismos con caparazón como la Arcella puede confundirse con granos de polen o colonias de algas pequeñas, para aquellas personas no muy experimentadas en su identificación . CILIADOS Los ciliados (latín, párpado) se mueven por filamentos cortos y finos llamados cilios, que les sirven para la locomoción y para la captura de alimentos, los cuales persisten toda la vida del protista. Se encuentran formados por una célula que posee un gran macronúcleo y varios pequeños micronúcleos para la reproducción.

Estructura: El cuerpo unicelular es más o menos alargado, romo en su extremo anterior, más ancho por detrás del centro y cónico en el extremo posterior, con una película elástica diferenciada llamada membrana, cubierta por finos cilios, tienen una abertura oral y una anal. Alimentación: Se alimentan de bacteria, pequeños protozoos, algas y levaduras. Reproducción: Por bipartición o fisión binaria los micronúcleos y macronúcleos se dividen y dan origen a dos células. Por conjugación, unión temporal de individuos por parejas que intercambian materiales del micronúcleo, dando después de varios cambios un nuevo individuo. Locomoción: Nadan en el agua por medio de cilios siguiendo una trayectoria espiral, pero el cuerpo asimétrico, avanza en línea recta. Paramecium - Descripción: Es un ciliado de forma alargada, en el que se observa un gran macronúcleo y varios micronúcleos, desde el extremo anterior, diagonalmente hacía atrás, se extiende un surco poco profundo, el surco oral, que llega hasta la mitad de la superficie oral; en su extremo posterior está la boca o citoplasma. Esta se abre en un corto conducto o citofaringe, que termina en el endoplasma. En la citofaringe los cilios se hallan fusionados para formar dos densas bandas longitudinales. En un lado, inmediatamente detrás de la citofaringe, se halla el año de la célula o citopigio, visible cuando salen partículas en él. El tamaño de los paramecios de las diferentes especies oscila entre 60 a 300 micras. Divinium - Descripción: Se caracteriza porque sus cilios se encuentran arreglados, formando de una a dos coronas alrededor del cuerpo. La región oral es una elevación cónica con facultades de retraerse y proyectarse, el macronúcleo es en forma de herradura. El tamaño de las diferentes especies oscila entre 60 a 200 micras. Su alimentación es carnívora, alimentándose de parameciums u otros ciliados. Medios ambiente:

Los ciliados abundan en agua dulce y salada. Pueden ser colectados como componentes del plancton o por la operación de raspado de algunos depósitos de fondo fangoso, pueden proceder de manchas de algas o de la superficie ligosa de las raíces de ciertas plantas acuáticas. Relación con los Suministros de Agua Potable: Los ciliados aparecen en aquellos depósitos de agua potable abiertos y en el agua de grifos, la cual ha sido deficientemente filtrada. PORIFEROS Descripción General: Las esponjas son animales inferiores, pluricelulares incapaces de moverse y que a menudo parecen plantas. La mayoría de esponjas son marinas pero existe una familia de esponjas de agua dulce, las cuales son de interés en esta guía. El nombre de poríferos (latín "porus", poro y de "ferre", llevar) se refiere a la estructura porosa del cuerpo, con numerosas aberturas en la superficie. Las principales características de las esponjas son que tiene el cuerpo con muchos poros, conductos o cámaras, por las cuales circula el agua; con un esqueleto interno formado por espículas cristalinas separadas, fibras orgánicas irregulares o ambas. La pared de las esponjas está atravesada por numerosas aberturas de entrada u "ostiolos" que se extienden desde la superficie externa a la cavidad central, formando cada poro un conducto que atraviesa una célula tubular, "porocito", de la epidermis, tienen una ancha abertura central el "ósculo". Locomoción: Las esponjas no pueden moverse, cuando más se pueden contraer, pero los porocitos se pueden abrir y cerrar, algunas cierran lentamente el ósculo. Esponjas de agua dulce: Comprende especies distribuidas por todo el mundo, pero limitadas a las corrientes o lagos de agua dulce. Forman masas irregulares o redondeadas que pueden alcanzar el tamaño del puño; se hallan sobre ramas, piedras o plantas. Algunas son amarillas o pardas, otras verdes cuando están a los rayos del sol, debido a que contienen zooclorelas (algas de agua dulce) en el mesénquima. Spongilla - Descripción: Es una esponja de color verde, de forma ramosa. El esqueleto se encuentra formado por espículas de apariencia suave y faciculada.

ROTIFEROS Descripción General: Pertenece al Phylum de los Troquelmintos o Asquelmintos, son animales diminutos o microscópicos, de movimientos activos, se hallan en las aguas dulces de los lagos, lagunas y corrientes lentas, en zanjas lodosas, en las cunetas de calles y carreteras, en aguas estancadas e incluso en las axilas de las hojas de algunos musgos. Características: Los rotíferos poseen una región "cefálica" anterior, un "tronco" ensanchado y un estrecho "pié" posterior en forma de cola, de ordinario móvil, y que termina a menudo en dos dedos alargados. Cada dedo contiene una "glándula del cemento" que fabrica una secreción pegajosa, mediante la cual el animal puede pegarse temporalmente sobre los objetos. La pared del cuerpo está cubierta por una fina cutícula llamada "Loriga", que es semejante a la quitina. En el extremo anterior hay un disco retráctil o corona, bordeado de cilios, éstos se baten con un movimiento de remolino que arrastra agua, que contiene oxígeno y alimento, hacía el extremo cefálico, expulsa la substancia de desechos y sirve para la locomoción. El tubo digestivo está tapizado por cilios, excepto en la faringe, y comprende: 1.

La boca, debajo de la corona, una faringe muscular redondeada o "máxtax", un corto esófago, un estómago, un corto intestino, la cloaca y el año.

Su tamaño oscila de 100 a 500 micras de largo, se presentan con diferentes coloraciones, grisácea, azulosa, amarillenta o rosada. Brachionus - Descripción: Se caracteriza, por tener la loriga arqueada, dorsalmente, aplanada en la parte ventral, con pequeñas espículas en el margen anterior y posterior, él "pié" es largo y flexible, con dos pequeños "dedos". Tiene un "ojo" rudimentario. Philodina - Descripción: Se caracteriza porque poseen un "cuerpo" robusto, él "pié" es retráctil, provisto de 3 "dedos" con 2 o 4 "espolones" cerca de la extremidad. Tiene dos ojos de color rojo a nivel del "cuello". Se caracterizan por su extraordinaria resistencia a la desecación, sufren de una muerte temporal pudiendo ser recobradas o revividos al colocarlos en un medio adecuado, en estado de completa inanimación permanecen meses y algunas veces años.

Medio Ambiente: Generalmente se encuentra nadando libremente en la superficie de lagos, ríos, estanques, presas o bien asociados con algunos substratos. Se alimentan de pequeños animales, detritos orgánicos y algas. Algunas especies aparecen durante algunas épocas del año y otras predominan en diferentes épocas. En los exámenes de plancton se encuentra un promedio aproximado de 400 a 500 rotíferos por litro de agua. La máxima abundancia de rotíferos en la superficie del agua, parece ser un las primeras horas de la mañana, con un número máximo en profundidad durante el medio día. Esta variación está en relación con la luz, encontrándose en las capas de 1 a 3 metros de agua. Relaciones con los Suministros de Agua Potable: Los rotíferos se encuentran frecuentemente en los depósitos de agua descubiertos. Se han colectado de la superficie de los filtros y en varios depósitos de las plantas de filtración, se encuentran algunos otros géneros tales como Diglena, Colurella, Anurea, Polyarthra y Triarthra, pero en escaso número. BRIOZOOS Descripción General: Muchos briozoos (gr. Bryon, musgo; zoon, animales) constituyen colonias en forma de penachos o ramificadas, de pocos milímetros de altura y adheridos a los objetos sumergidos en aguas poco profundas. Algunos se parecen a los pólipos coloniales, pero su estructura interna es muy superior. Debido a su forma y aspecto se les da el nombre de animales musgo o zoófitos (animales semejantes a plantas); tiene apariencia musgosa y otros forman incrustaciones delgadas en las rocas, conchas, piedras, etc. Características: Son coloniales, individuos microscópicos, cada uno de ellos dentro de una cámara separada (zooecio), tubo digestivo completo en forma de "U", tienen una saliente redondeada llamada "lofóforo" retráctil provisto de tentáculos, el cual rodea la boca, ano abierto por fuera del lofóforo. Plumatella - Descripción: La colonia tiene forma tubular con incrustaciones en su superficie, tiene color pardusco, traslúcido u opaco, la colonia es irregular, cada individuo posee de 30 a 54 tentáculos arreglados en doble fila.

Este género posee un método especial de reproducción asexual que les permite sobrevivir cuando las condiciones son desfavorables, yemas internas llamadas "estatoblastos" se forman quedando envueltas en una cubierta quitinosa. Pectinatella - Descripción: Se presenta bajo la forma de individuos pertenecientes a una colonia de forma roseta en manchas estrelladas sobre la superficie de una masa gelatinosa. El material gelatinoso puede variar de acuoso a consistencia sólida, es traslúcido y puede ser habitat de larva de insectos, los individuos tienen tentáculos en número de 50 a 84. Los estoblastos son circulares con una fila de ganchos dobles; alrededor de la periferie del disco. Paludicella - Descripción: La colonia está formada por unidades completamente horizontales y otras semierectas, los individuos de la colonia presentan estructuras de dos en dos a semejanza de ramas, tienen de 16 a 18 tentáculos alrededor de la cavidad oral. Las aberturas del esqueleto quitinoso a través de las cuales proyectan los tentáculos son cuadradas, finalizando en tubos cortos, el aspecto completo de la colonia tiene la forma de un bate o palo de golf. El lofóforo es de forma circular, las colonias son amarillo pálido, los individuos son traslúcidos o transparentes. El esqueleto es de material quitinoso. Estatoblastos son elípticos, sin espinas, algunas veces son irregulares, dentados y de color café. Fredericella - Descripción: Las ramas de la colonia son en forma de cuerno, de color café o pardo. Los individuos presentan tentáculos de 17 a 27, terminados en tubos cilíndricos con una longitud de 4.8 mm. Las colonias están adheridas a objetos sumergidos, la colonia algunas veces se presenta en forma de grupos de apariencia densa. Los estatoblastos son elípticos o ligeramente elípticos, de aspecto liso y sin ganchos. Medio ambiente: Son animales generalmente asociados a un substrato, pero las colonias gelatinosas de Pectinatella se pueden observar flotando en el agua libremente en ciertas ocasiones; las colonias musgosas de Plumatella y Fredericella pueden verse a simple vista como matas de musgo de color pardusco, ralas o densamente compactas, algunas veces se encuentran adheridas a un substrato, las colonias de Paludicella tienen aspecto también musgoso, confundiéndolos algunas veces con manchas de verdadero musgo. Cuando se observa el fondo de algunos estanques, se encuentra grandes superficies debajo del agua, con estas colonias.

Los briozoos más comunes se encuentran en áreas sombrías donde la luz del sol es de escasa penetración. Las colonias de Briozoos se encuentran en aguas limpias, aguas estancadas, en ríos, corrientes, lagos y pequeños estanques. Por medio de los tentáculos los individuos de una colonia se alimentan de animales microscópicos y plantas. Los estatoblastos, en algunas ocasiones, son colectados en el plancton y cuando se hace el examen microscópico suelen confundirse con diatomáceas, granos de polen y partículas inertes de materia. Relación con los Suministros de Agua Potable: Las colonias de Plumatella, Fredericella y Paludicella, producen obstrucciones en las cañerías de conducción a consecuencia de su crecimiento masivo reducen el diámetro de las cañerías. Colonias de Pectinatella suelen encontrarse en las rejillas colocadas a la entrada de plantas de agua, hidroeléctricas, constituyendo un verdadero problema su eliminación. Aparecen en aguas sin proceso de filtración. CRUSTACEOS: Pertenecen al phylum de los artrópodos, son animales acuáticos, cuya piel es extremadamente dura, de consistencia silicia, dura o córnea, son animales segmentados, la mayoría son marinos, pero las formas de pequeñas dimensiones son de agua dulce, se encuentran especies grandes y visibles al ojo, pero una gran mayoría miden de uno a tres milímetros de largo. Pulgas de Agua Daphnia - Descripción: Pertenecen al orden clodocera, su tamaño oscila de 0.2 a 0.3 mm de longitud. El cuerpo no se encuentra claramente segmentada, al observarse al microscopio, el animal puede aparecer traslúcido, los órganos internos se encuentran cubiertos por una caparazón bibalba, la cabeza en la parte anterior se adelgaza a forma de un pico, en ésta se encuentran dos antenas articuladas provistas de pequeñas cerdas, la parte posterior termina en una espina alargada, el cuerpo presenta forma elongada. En la cabeza se encuentra una estructura obscura sobresaliente, que es un ojo compuesto. Las antenas le sirven al animal a manera de remos para impulsar el cuerpo en el agua.

De cinco a seis pares de apéndices toráxicos, se observan dentro de la caparazón que cubre el cuerpo a excepción de la cabeza. Bosmina - Descripción: La cabeza, termina enfrente, en un afilado pico, las antenas nadadoras son ramosas y con cerdas, la caparazón es de forma oval y amarillenta cubriendo únicamente el cuerpo, terminada en una corta espina. Este animal presenta en la cabeza una estructura obscura, que es un ojo compuesto. Cuando se encuentran en los acuarios se caracteriza por adherirse a una película muy fina y flotar de esta manera en la superficie del agua. Medio Ambiente: Las pulgas de agua se alimentan generalmente de materia orgánica, bacterias, protozoos, algas, rotíferos y otros crustáceos diminutos. Durante el período de reproducción se han contado de 200 a 500 individuos por litro de agua. Estas se encuentran nadando libremente en todos los lagos, ríos, corrientes o cualquier cuerpo de agua, también se encuentran adheridas a las orillas o en el fondo, en las algas, en las raíces de las plantas acuáticas, constituyen una importante fuente de alimento para pequeños peces. Cuando se observan en los exámenes de plancton se mueven a sacudidas cerca de las células de algas. Relaciones con los Suministros de Agua: Se observan en aguas no filtradas, ocluyen los filtros tanto rápidos como lentos y de esta manera pueden pasar aún a las tuberías de conducción. Copépodos: Cyclops - Descripción: El tamaño de los Copépodos oscila entre 0.3 a 3.2 mm generalmente se presentan de color grisáceo pardusco o amarillento, pertenecen a subclase Copépoda. En las especies libres tienen el cuerpo dividido en tres regiones: cabeza tórax y abdomen. Apéndices pares se encuentran en la región de la cabeza y tórax, el abdomen carece de ellos y termina en un a falsa cola. Tienen dos pares de antenas prominentes en la cabeza, tres ocelos (ojos simples), a menudo fusionados forman un ojo medio. Sexos separados en la hembra se observan a menudo, sobre su abdomen, dos "ovisacos" llenos de huevos. Cuando estos huevos están maduros, de cada uno, sale una larva que recibe el nombre de "nauplius", la cual nada libremente hasta llegar a la fase adulta. Medio Ambiente:

Los copépodos son componentes comunes del plancton, muy a menudo se encuentran en número de 1,000 por litro de agua, se alimentan de animales unicelulares, plantas y desechos orgánicos, son abundantes en la superficie durante la noche y un gran número en profundidad durante el día, sirven de alimento para algunos peces. Relaciones con los Suministros de Agua: Los huevos de estos copépodos pasan a menudo a través de los filtros y de esta manera se propagan en los sistemas de distribución en la etapa de adultos. Aquellas plantas sin operaciones de coagulación pueden presentar casos de contaminación con estos organismos. Cochinillas de Humedad: Asellus - Descripción: Son crustáceos que miden menos de una pulgada, de color grisáceo o pardusco, cuerpo usualmente deprimido dorsoventralmente; Segmentado, sin caparazón, con siete pares de apéndices locomotores, el primer par tiene órganos especiales que le sirven para asirse a superficies u objetos, los posteriores son más largos que los anteriores, el abdomen corto, parcial o totalmente fusionado. Medio Ambiente: Estos animales se encuentran bajo las rocas o piedras, entre las plantas, desechos, en pequeñas corrientes cuyas orillas se encuentran rocas o piedras, se alimentan de animales muertos y de ciertas plantas acuáticas. Relaciones con los Suministros de Agua: Suelen encontrarse con crustáceos de otros tipos tales como el Gammarus y Eucrangonyx, en filtros lentos de arena. Se presentan en pequeño número y representan un problema estético para los consumidores de un suministro por ser vistos a simple vista. 5º. MICROBIOLOGIA SANITARIA DEL AGUA

A.

BACTERIOLOGIA DEL AGUA POTABLE. 1º. CONSIDERACIONES GENERALES:

El agua es esencial para la vida. Un suministro adecuado de agua es importante para el desarrollo de una colectividad humana. El agua a través de la historia ha sido causa de vastas epidemias que azotaron a la humanidad, por lo

tanto el análisis bacteriológico de los suministros de agua es uno de los procedimientos más importantes y efectivos para determinar la calidad sanitaria del agua y, garantizar su potabilidad al público consumidor. El grupo de bacteria coliformes es originario del tracto intestinal del hombre y animales, su presencia en agua potable indica polución fecal y posiblemente la presencia de organismos entéricos patógenos responsables de enfermedades tales como, fiebre tifoidea, desintería y cólera, tanto el grupo de organismos coliformes pueden encontrarse en proporción por cada patógeno. En la actualidad, los métodos conocidos para el aislamiento e identificación de organismos patógenos específicos, son muy complejos, largos e inadecuados para uso rutinario en él laboratorio. El grupo coliforme es fácil de aislar e identificar por lo que se ha hecho costumbre determinar la calidad sanitaria del agua por la investigación del grupo coliforme en un volumen determinado de muestra, considerándose lógicamente como un excelente indicador del grado de contaminación de las aguas con deshechos de origen humano o animal. Para la investigación del grupo coliforme se ha empleado el Método de diluciones, el cual expresa los resultados de las pruebas coliformes en el índice del número más probable (N.M.P.), esta prueba bacteriológica se verifica en el transcurso de 2 a 4 días. El grupo coliforme está formado por dos bacterias: Escherichia coli y Aerobacter aerógenes, las cuales funcionan en el análisis bacteriológico, como verdaderos "indicadores" de polución fecal; Estas dos bacterias son bacilos Gram negativos, no esporulados, que tienen la propiedad de fermentar la lactosa (carbohidratos), y son parásitos del intestino grueso del hombre y animales, pero no patógenos. 2º. NORMAS DE AGUA POTABLE Las normas de agua potable han sido aceptadas en forma general, como normas para los abastecimientos públicos de agua. A continuación se presentan algunos párrafos que se relacionan con los requisitos esenciales para análisis bacteriológico. Sobre la calidad bacteriológica: Muestreo: el examen bacteriológico del agua, se hará en muestras recogidas en puntos representativos a través del sistema de distribución. La frecuencia del muestreo y la localización de los puntos de captación de muestra se definirá por el Ingeniero Sanitario encargado de la red de distribución y el laboratorista con el objeto de que investiguen la fuente, el método de tratamiento y la protección impartida. El número mínimo mensual de muestras que se tomen del sistema de distribución y que se examinen por otras instituciones (Sanidad Pública, Laboratorios Particulares, etc. ) debe de estar de acuerdo con el número indicado entre la población servida y el número mínimo de muestras mensuales. Población servida

Número mínimo mensual de muestras

2.500..............................................................1 10.000..............................................................7 25.000.............................................................25 100.000...........................................................100 1.000.000...........................................................300 2.000.000...........................................................390 5.000.000...........................................................500

Al determinar el número mensual de muestras examinadas, se incluirán los siguientes muestreos haciendo la salvedad de que todos los resultados deben encontrarse reunidos y disponibles par inspección y que los métodos de laboratorio y competencia técnica están de acuerdo a una unificación de criterio y trabajan en grupo. Deben tomarse en consideración: a) Muestres examinadas por organismos municipales. b) Muestras examinadas por instituciones sanitarias (sanidad, Ministerio de Obras Públicas, etc.). c) Muestras examinadas por laboratorios privados, comerciales, etc. Las muestras diarias que se tomen a continuación de una muestra nosatisfactoria, se considerarán como muestras especiales y no se incluirán en la determinación del número mensual de muestras examinadas. Estas muestras "no satisfactorias", de series diarias, no servirán de base para condenar un suministro, siempre que: 1. Se hagan esfuerzos inmediatos y activos para localizar la causa de tal contaminación. 2. Se toma acción inmediata para eliminar tal causa. 3. Se obtenga resultados satisfactorios en las muestras siguientes, después de efectuada la acción correctiva. Requisitos para los resultados de las pruebas bacteriológicas: 1.

Cuando se usan porciones de diez mililitros (10 ml), que se examinan mensualmente, no más 10% debe de mostrar la presencia del grupo coliforme. En forma casual, tres (3) ó más de las cinco (5) porciones iguales de diez mililitros (10 ml), que constituyen una muestra normal, podrán mostrar la presencia de organismos coliformes, con la prevención que esto no será tolerable si ocurre en nuestras consecutivas o en más de: a) El 5% de las muestras normales, cuando se examinan mensualmente veinte (20) ó más muestras. b) Una muestra normal cuando se examina menos de veinte (20) muestras. Esto con la prevención de que, cuando tres ó más de las cinco porciones iguales, de diez mililitros (10 ml.), que constituyen una muestra normal, indique la presencia de organismos del grupo coliforme, deberán tomarse enseguida muestras

diarias en el mismo punto de muestreo y examinarse, hasta que dos muestras consecutivas, cuando menos, muestren agua de calidad satisfactoria. Todas las porciones de cien mililitros (100 ml.) que se examinen mensualmente, no más del sesenta por ciento (60%), debe mostrar la presencia del grupo coliforme. En forma casual, las cinco (5) porciones iguales de cien mililitros (100 ml.) que constituyen una muestra normal, podrán señalar la presencia de organismos del grupo coliforme, con la prevención de que esto no será tolerable si ocurre en nuestras consecutivas o en más de: a) Veinte por ciento (20%) de las muestras normales, cuando se examinan mensualmente, cinco (5) muestras. b) Una muestra normal, cuando se examina menos de cinco muestras. Esto con la prevención adicional de que, cuando cinco porciones iguales de cien mililitros (100 ml.) que constituyen una muestra normal, indique la presencia de organismos del grupo coliforme, deberán tomarse enseguida muestras diarias en el mismo punto de muestreo y examinarse, hasta que dos muestreos consecutivos, cuando menos, muestren agua de calidad satisfactoria. 3º. CLASES DE EXAMENES

1. 2. 3.

en el análisis bacteriológica se efectúan los siguientes exámenes: Caracteres físicos, tales como olor, sabor, turbidez y substancias en suspensión. Investigación del grupo coliforme. Cómputo normal de placas a temperatura ambiente y a 35º C.

En análisis bacteriológico pueden realizarse estos exámenes por medio de dos métodos. Método Normal de diluciones y el Método de Membranas de filtración. 4º. MEDIOS DE CULTIVO Y APARATOS: Medios de Cultivo: Los principales medio de cultivo usados en el análisis bacteriológico, son los siguientes: a)

Caldo Nutritivo: Se agrega 3 grs., de extracto de carne 5 grs., de bactopeptona. A cada porción de 1000 ml., de agua destilada, calentándose lentamente en baño de María y agitándose hasta que se disuelva. Se ajusta el pH, después de la esterilización entre 6.8 a 7.0. Se lleva a la ebullición y se enfría a 35º. C. Se distribuye en tubos.

b)

Caldo Lactosado: Al caldo nutritivo, preparado como se indica antes, se agrega 0.5% de Lactosa y se ajusta su reacción para que la lectura de pH después de la

c)

d)

e)

esterilización, e encuentre entre 6.8 y 7.0 de preferencia 6.9 se vierten los tubos de fermentación y se esteriliza al autoclave, se enfría rápidamente. Para el caldo lactosado doble, se aumenta la lactosa al 0.10%. Caldo lactosado con bilis y verde brillante: Se disuelven 10 grs. de peptona y 10 grs. de lactosa en 500 ml. De agua destilada, se agregan 20 grs. de bilis de buey deshidratada, disuelta en 20 ml. De agua destilada. La solución de bilis debe tener un pH entre 7.0 y 7.5. se diluye con agua destilada hasta un volumen aproximado de 975 ml. Y se ajusta la reacción para lograr una lectura de pH 7.4. se agregan 13.3 ml. De solución acuosa de verde brillante al 0.1 % y suficiente agua destilada para completar un litro filtrándose a través de un algodón. Se distribuye en tubos de fermentación y se esteriliza. Ajustar pH a 7.1 a 7.4. Agar Extracto de Carne - Glucosa - Triptona: A cada libro de agua destilada se agregan 3 grs. de extracto de carne, 5 grs. de glucosa y 15 grs. de agar. Se calienta a ebullición hasta que se disuelven los ingredientes, y se reintegran la pérdida de volumen con agua destilada caliente. Se ajusta la reacción para que después de la esterilización, la lectura del pH se encuentre entre 6.8 y 7.0 unidades de pH. Se lleva a la temperatura de ebullición, con agitación vigorosa, se recupera la pérdida en peso con agua destilada caliente. Se distribuye en tubos y se esteriliza. Agar Eosina Azul de Metileno: A cada litro de agua destilada se agrega 10 grs. de Bactopeptona, 2 grs. de fosfato dipotásico K2HP04 y 20 grs. de agar. Se calienta a ebullición, hasta dilución de todos los ingredientes y se recupera la pérdida sufrida con la evaporación agregando agua destilada. Se hacen porciones de 100 y 200 mls. En frascos. Para preparar los platos de cultivo se funde este agar y se le agrega a cada porción de 100 ml., 5 ml de solución acuosa de eosina amarillenta, al 2% y 1.3 ml., de solución acuosa de azul de metileno al 0.5% se mezcla bien, se vierte en las cajas de petri y se deja enfriar.

Observación: Todos los medios, excepto los caldos con azúcares, deben esterilizarse al autoclave a 121º. C., por un período de 15 minutos después de haber alcanzado la temperatura de 121º. C. Terminando el período de esterilización y anularse la presión, los medios deben retirarse inmediatamente del autoclave y enfriarse rápidamente para evitarse la descomposición de los azúcares. Para permitir un calentamiento uniforme y un enfriamiento rápido los medios no deben acomodarse en forma demasiado apretada, procurando recipientes pequeños y adecuados tales como las gradillas de alambre de uso bacteriológico. Los medios con carbohidratos pueden generalmente esterilizarse siempre que no sea demasiado prolongado el tiempo total de exposición al calor y que la temperatura del autoclave no exceda de 121º, C. Medios de Cultivo deshidratados:

Para lograr uniformidad en los medios de cultivo, se recomienda enfáticamente el uso de medios deshidratados, ejemplo de los Laboratorios Difco de Detroit, Michigan; o de Laboratorios Baltimore, Maryland, de Estados Unidos. Almacenamiento de los Medios de Cultivo: Se recomienda para la obtención de buenos resultados almacenarlos en condiciones de refrigeración. Aparatos de Laboratorio para el examen bacteriológico: a.

Incubadoras: Deben observar una temperatura constante y uniforme en todo momento y en todas partes; se logra con chaquetas de agua o con unidades eléctricas de calentamiento, controladas termostáticamente, equipadas con dispositivos para la circulación de aire. Las incubadoras deben de estar provistas con anaqueles bien espaciados que permitan la uniformidad de la temperatura en toda la cámara; deben de tener espacio suficiente para unas 160 a 200 cajas de petri y de cuatro a seis gradillas con tubos de cultivo. Deben conservarse dentro la incubadora un termómetro exacto y certificado.

b.

Estufas u Hornos de esterilización, de aire caliente: Las estufas u hornos para este propósito, deben ser de una capacidad suficiente, que evite la aglomeración en su interior, y de una construcción que permita mantener uniforme la temperatura de esterilización, debiendo encontrarse equipados con termómetros adecuados, capaces de indicar con precisión en el ámbito de 160º a 180º C.

c.

Autoclaves: Los autoclaves deben ser de suficiente capacidad, para evitar aglomeración o congestión en su interior y construidos en forma que permitan mantener una temperatura adecuada en la cámara, hasta la temperatura de esterilización de 121º C., deben encontrarse equipados con termómetros exactos, para que registren la temperatura mínima dentro de la cámara de esterilización, lo mismo que manómetros, válvulas de seguridad ajustadas adecuadamente, deben encontrarse conectadas a líneas de vapor saturado o bien tener su propio generador de vapor debiendo de ser capaces de alcanzar la temperatura antes de los 30 minutos. Su fuente de energía debe ser adecuada.

d.

Contadores de colonias: Debe usarse de preferencia el aparato normal "Quebec Colony Counter" de campo obscuro o un aparato equivalente que permita la misma visibilidad y los mismos aumentos.

e.

Equipo para la determinación de pH: Para la determinación exacta, en los medios de emplearse potenciómetros o colorímetros con patrones adecuados.

f.

Balanzas: Deben usarse balanzas con una sensibilidad de 1 gr., cuando menos a una carga de 150 grs., las que deben encontrarse provistas de su correspondiente marco de pesas.

Cristalería para el examen bacteriológico: La cristalería pyrex y otros utensilios adecuados deben ser de materiales anticorrosivos como acero inoxidable, deben encontrarse limpios y libres de residuos externos, de partículas secas y de materiales tóxicos o extraños que puedan contaminar los medios, como cloro, cobre, zinc, aluminio, cromo, etc.

a.

Pipetas: Las pipetas pueden ser de cualquier capacidad conveniente, siempre que se haya verificado que entregan exactamente, la cantidad requerida de acuerdo a la técnica, de trabajo que se siga; su error de calibración no debe exceder de 25%. Deben usarse pipetas con sus puntas intactas y con sus graduaciones fácilmente perceptibles, deshechándose las que estén dañadas. Se recomienda que se protejan con un tapón de algodón el extremo bucal de las pipetas.

b.

Pipeteros: Deben preferirse cajas metálicas, bien sean redondas o cuadradas rectangulares, pueden usarse envolturas de papel, pero para evitar una carbonización excesiva, debe utilizarse papel de pulpa al sulfito (Kraft) de la mejor calidad.

c.

Cajas de Petri: Hay que usar cajas de petri de 100 mm de diámetro, con paredes laterales de una altura mínima de 15 mm y con tapas de cristal o porosas, según se prefiera. Los fondos de las cajas deben encontrarse libres de burbujas o de ralladuras y deben ser planas, para que el medio se distribuya en todas las cajas con un espesor uniforme.

d.

Tubos de fermentación: Pueden usarse tubos de fermentación de cualquier tipo, siempre que tengan capacidad para recibir los ingredientes nutritivos a las concentraciones necesarias.

e.

Frascos de muestreo para captación de muestras bacteriológicas:

Pueden usarse frascos de vidrio resistentes a la acción disolvente del agua, siempre que tengan suficiente capacidad para contener el volumen de agua necesario para las pruebas, y que puedan lavarse y esterilizarse adecuadamente, conservándose sin contaminación las muestras hasta el momento en que se verifica el examen. Deben de tener los siguientes requisitos: 1. Boca ancha 2. Tapón esmerilado 3. Material de vidrio pyrex 4. 125 a 150 ml de capacidad. Pueden usarse capuchas, con rosca, de metal o de plástico para cerrar los frascos de muestras (tapón de cristal), con capuchas de papel Kraft. OBSERVACIONES: Toda la cristalería, con la excepción de los frascos de muestreo, deben esterilizarse con una temperatura de 170º C en horno. Los frascos de muestreo que sean de tapón de cristal y de calidad pyrex pueden esterilizarse en la misma forma. Los de tapón de metal o plástico resistentes al calor, es preferible al autoclave por 30 minutos a 121º C.

5º. EXAMEN BACTERIOLOGICO DEL AGUA POR EL METODO NORMAL DE DILUCIONES: Consideraciones sobre las muestras bacteriológicas de agua: La recolección de muestras para análisis bacteriológico deben recolectarse en frascos que se hayan limpiado con extremo cuidado, enjuagando con agua limpio y esterilizados posteriormente. Los frascos que se destinen para recolección de muestras de agua que contengan cloro residual (aguas tratadas, aguas de piscinas, etc.); a no ser que contengan caldo para la siembra directa, deben contener un agente declorador. El agente declorador, tiosulfato de sodio, deben agregarse a los frascos limpios y secos antes de la esterilización, en una cantidad suficiente para dar una concentración de 100 mg/l., esto puede lograrse agregando 0.1 ml de solución de tiosulfato de sodio al 10% a cada frasco de 4 onzas. Cuando se toma la muestra de agua, deben dejarse en el frasco un amplio espacio con aire para que antes de su examen, se homogenice la muestra, por agitación. Debe cuidarse escrupulosamente que las muestras sean, en realidad del agua representativa de la fuente en estudio y, así mismo, que no ocurra contaminación alguna después del muestreo hasta el momento del examen. Para muestreo en grifos o llaves debe seleccionarse la que tenga un uso más frecuente y debe dejase correr el agua de 3 a5 minutos, deben evitarse grifos en mal estado, que goteen, pues el agua que escurre por su exterior puede contaminar la muestra. Se toma el frasco por el fondo, o por su parte inferior, se afloja la capucha junto con el tapón, cuidando especialmente que el tapón no se contamine por su

contacto, que los bordes del frasco no se contaminen con las manos. Se llena el frasco unos 12 mm abajo del tapón, el que se vuelve a colocar para fijar la capucha protectora. Se recomienda para mejores resultados usar la técnica del flameado, con el grifo y los bordes del frasco, antes de proceder a la captación de muestra. El almacenamiento y transporte de muestras bacteriológicas debe efectuarse de la siguiente manera: Las muestras deben de examinarse tan pronto como sea posible después de su recolección y durante el almacenamiento, su temperatura ha de mantenerse entre 0º y 10º C., debiéndose de manifestar en el informe de análisis, cualquier desviación a esos límites de temperatura. El informe del examen debe de indicar el tiempo transcurrido entre la recolección y el examen de la muestra. a.

INVESTIGACION DEL GRUPO COLIFORME: 1. Definición. El grupo coliforme incluye a todos los cultivos aerobios o anaerobios facultativos, Gram-negativos, no esporógenos, que fermentan la lactosa con formación de gas dentro de las 48 horas a 35º C. 2. Pruebas Normales: Las pruebas normales para el grupo coliforme son las siguientes: a) Prueba presuntiva. b) Prueba confirmativa y c) Prueba completa. a)

Prueba presuntiva:

1.

Medios de cultivo: Caldo Lactosado o caldo Lauril - Triptosa.

2.

Procedimiento: Se inoculan una serie de tubos de fermentación (tubos primarios de fermentación) con cantidades apropiadas graduadas del agua en observación. Las porciones de agua que se usen para inocular los tubos varían, forzosamente, en volumen y en número, siendo por lo general múltiplos o submúltiplos decimales de 1 ml., ensayándose un número de porciones de cada volumen o cualquier combinación, por experiencia se conoce que conduce a resultados satisfactorios; por experiencia se conoce que conduce a resultados satisfactorios; en el examen de agua potable se ha encontrado que el uso de 5 porciones de 10 ml, 1 ml y 01 ml da un índice satisfactorio de la densidad bacteriana coliforme, con un mínimo de trabajo y consumo de medios. Los tubos de fermentación se incuban a 35º C más menos 0.5º C, examinándose cada tubo de 24 más o menos 2 horas y, si no se ha formado gas, al finalizar 48 más o menos 3 horas. En cada examen se

registra la presencia o ausencia de gas, sin tomar en cuenta su cantidad. La formación de gas en el tubo de fermentación dentro de las 48 más o menos 3 horas en cualquier cantidad, constituye una prueba presuntiva positiva. No debe confundirse una burbuja de aire con la verdadera producción de gas; si se forma gas como resultado de la fermentación, simultáneamente se enturbia el caldo y puede demostrase una fermentación activa por la aparición continua de pequeñas burbujas de gas en el medio, en el interior del tubo de fermentación, cuando se agita suavemente durante la observación. La ausencia de formación de gas, al cabo de 48 más o menos 3 horas de incubación constituye una prueba Negativa. La presencia del grupo coliforme, pero nunca confirma (puesto que algunos Clostridium pueden producir gas en el caldo lactosado). 3. a)

b)

B)

Aplicaciones: la prueba presuntiva puede aplicarse además de la aplicación en agua potable, en los siguientes casos: a. Cualquier muestra de deshechos, aguas negras efluentes de plantas de depuración de aguas negras (excepto en efluentes cloradas), o aguas que se sabe que están tan poluídas que no está a consideración su adaptabilidad para usarse como aguas potables. Cualquier muestra rutinaria de agua cruda en una planta de purificación.

Prueba Confirmativa: 1.

2.

Medios de cultivo: Caldo lactosado con bilis de buey y verde brillante, en tubos de fermentación o en platos de cultivo con eosina azul de metileno. Consideraciones: Deben someterse a la prueba confirmada todos los tubos positivos de la prueba presuntiva que hayan presentado gas de 24 ó de 48 horas de incubación. En exámenes rutinarios de muestras de fuentes de aguas, que se ensayen con frecuencia, cuando solo se desea una estimación aproximada de la densidad del grupo coliforme, pueden seguir el siguiente procedimiento alternativo. Cuando se siembran o se inoculan 3 o más porciones múltiples de una serie de 3 o más diluciones decimales de una misma muestra, se someten a la prueba confirmada todos los tubos de las dos diluciones mayores (menores cantidades) de la muestra original que hayan presentado gas a las 24 horas. Ejemplo: Si se han sembrado 5 tubos de cada una de las 3 diluciones decimales y se formó gas en todos los tubos después de 24 horas de incubación, deben confirmarse los 5 tubos de 0.1 y los 5 tubos de la dilución intermedia (Ejem: los tubos de 1 ml).

Deben someterse a la prueba confirmada todos los tubos de todas las diluciones de la muestra original, en los que el gas se produjo solamente después de 48 horas de incubación. 3.

Aplicaciones: a). b) c) d)

4.

En el examen rutinario de muestras de aguas potables, aguas en proceso de purificación o aguas con tratamiento completo. En el examen de cualquier agua para la que se conoce, por registros anteriores que es inaplicable la prueba presuntiva. En el examen de efluentes de aguas negras cloradas. En el examen de aguas de balnearios.

Procedimientos: a)

1.

b)

Caldo lactosado con bilis y verde brillante, este medio es selectivo por la propiedad que tiene de contener entre sus componentes, bilis de buey, la cual tiene la propiedad de inhibir todas aquellas bacterias que no sean pertenecientes al grupo coliforme. De un tubo primario de fermentación que contenga gas, se inocula un tubo de fermentación de verde brillante. Antes de verificar la inoculación, el tubo primario de fermentación debe mezclarse por agitación, por rotación, efectuando después la inoculación por una asa de no menos de 3 mm. De diámetro. Si se presenta una fermentación activa en el tubo primario antes de 24 horas, no es necesario esperar ese término, siendo preferible inocular inmediatamente el cultivo al tubo con verde brillante y bilis. Todos los tubos primarios con gas, en cualquier cantidad en los tubos de verde brillante, en cualquier tiempo dentro de las 48 horas, constituyen una prueba confirmativa positiva. Con las cajas de cultivo de eosina azul de metileno: De cada tubo primario de fermentación positivo se inoculan uno o más platos de cultivo, es esencial que las placas se siembran en una forma que permite el desarrollo de colonias aisladas, separadas unas de otras por unos 5 mm cuando menos. Al inocular las placas debe prestarse atención a los siguientes detalles, para lograr un mejor éxito en las observaciones: a. Emplear una asa ligeramente curvada en su extremo. Si solamente la porción curvada del asa se pone en contacto con la superficie del agar, no se raya o rasga la placa. b. Decantar e inclinar el tubo primario de fermentación, para evitar que la aguja tome la nata o membrana sobrenadante. c. Insertar el extremo del asa en el líquido del tubo, hasta una profundidad aproximada de 5.0 mm. d. Inocular la placa. Se incuba la placa (invertida se tiene cubierta de cristal) a 35º C más o menos 0.5º C por 24 más o menos 2 horas.

c)

Prueba Completa:

La prueba completa es el paso siguiente a la prueba confirmativa, aplicándose bien sea a los tubos de verde brillante o a las colonias típicas o atípicas de las placas sólidas de eosina azul de metileno, usadas como medios diferenciales en la prueba confirmativa. Procedimiento: Si se usaron tres tubos de verde brillante para la prueba confirmativa, se inoculan una o más placas de eosina azul de metileno de cada tubo positivo de verde brillante, tan pronto como sea posible después de la aparición de gas. Se inocuban las cajas de cultivo a 35º C más o menos 0.5º C por 24 más o menos 2 horas. Identificación: De cada una de las placas que se usen en la prueba confirmativa o de aquellas que se obtengan de los tubos de fermentación del verde brillante, se toman una o más colonias coliformes típicas, si no se presentan tales colonias típicas, se toman dos ó más de aquellas colonias que, con mayor probabilidad provengan de organismos coliformes, inoculándose con unas y otras un tubo de fermentación de caldo lactosado y un tubo de agar inclinado. Se recomienda el uso de contador de colonias, para lograr el mejor aumento posible que auxilie a la selección de las colonias en los medios selectivos. Al tomar las colonias, debe tenerse cuidado de escoger, si es posible, aquellas que se encuentren bien aisladas, separadas unas de otras 5 mm y de apenas tocarlas con el asa, para reducir en esta forma el riesgo de inocular colonias mixtas. Los tubos de fermentación con caldo lactosado, así inoculados deben incubarse a 35º C más o menos 0.5º C hasta que se observe la formación de gas no excediendo de 48 más o menos 3 horas. Los tubos deben inspeccionarse al cabo de 24 más o menos 2 horas para determinar la producción de gas en ese período de incubación. Los tubos de agar inclinados deben así mismo incubarse a 35º C más o menos 0.5º C por 24 a 48 horas más o menos 3 horas, preparando tinciones de Gram para examen microscópico, de cada uno de los tubos de caldo lactosado que haya producido gas. Resultados: La formación de gas en caldo lactosado y la demostración de bacilos no esporógenos, Gram-negativos, en el cultivo de agar deben considerarse como prueba completa satisfactoria, demostrando la presencia de un miembro del grupo coliforme en el volumen de agua examinada. La ausencia de gas en el caldo lactosado o el fracaso en la demostración de bacilos no esporógenos, Gram - negativos a partir de un cultivo que haya producido gas, constituye una prueba negativa. Cuando se identifican organismos esporógenos, debe continuarse el estudio del cultivo para decidir sobre la posible presencia de bacteria del grupo coliforme,

asociadas con organismos esporógenos. Este estudio puede verificarse inoculando, con el cultivo, tubos de fermentación con caldo de formiato recinoleato e incubándose a 35º C por 48 horas. Si se produce gas, puede considerarse que solamente se encuentran presentes, organismos esporógenos fermentadores de la lactosa. Si se produce gas en este caldo, debe comprobarse la posible presencia de organismos del grupo coliforme. Aplicaciones: La prueba completa puede aplicarse en examen de muestras de aguas, cuando los resultados van a usarse en el control de aguas, cuando los resultados van a usarse en el control de la calidad del agua cruda o del agua purificada; si no se aplica la prueba completa a todas las muestras, cuando menos debe aplicarse a una proporción suficiente para que establezca fuera de toda duda, el valor de la prueba confirmativa para determinar la calidad sanitaria del agua de un abastecimiento determinado. a.

COMPUTO Y REGISTRO DEL NUMERO MAS PROBABLE.

El número de casos positivos de organismos coliformes, provenientes de siembras múltiples de diluciones decimales, deben computarse y registrarse en términos del "Número más probable" (NMP). En la tabla que se consigna en las practicas de laboratorio se presentan los resultados para la serie de 5 tubos en porciones de 10 cm, 1 cm y 0.1 cm Si en lugar de porciones de 100, 10 y 1 ml, el N. M. P. Se calcula y registra multiplicando por 0.1. Si en el otro extremo, se siembra una combinación de porciones de 1.0, 0.1, el N. M. P. Se calcula y registra multiplicando el resultado por 10 la cifra correspondiente de la tabla si se usa una combinación de porciones de 0.1, 0.01 y 0.001 ml, las cifras de la tabla se multiplican por 100, el procedimiento más recomendable para obtener un promedio aritmético de sus valores. c.

COMPUTO NORMAL DE PLACAS: 1.

Dilución: Los tubos de dilución deben esterilizarse en autoclave a 121º C., durante 15 minutos. Los frascos o tubos de dilución han de llenarse con los volúmenes adecuados de agua para que, después de la esterilización, contengan la cantidad deseada, con una tolerancia de 2%; el volumen exacto de agua, que debe medirse en los frascos se determina por experiencias previas con el autoclave en uso. Si se desea pueden tomarse con pipeta estéril, porciones de 9 ml de agua estéril debe ser la solución amortiguada de fosfato. Después de la adición de la muestra, cada frasco o tubo de dilución debe agitarse vigorosamente, por 25 veces, antes de verificarse una segunda dilución o tomar una porción de la primera.

2.

3.

4.

Siembra: Deben usarse para la siembra y verterse como paso inicial en la caja de Petri, porciones de 1 ml, 0.1 ml y 0.01 ó de cualquier otro volumen apropiado de muestra. En el examen de aguas negras o de aguas turbias no deben usarse diluciones más pequeñas y adecuadas. A continuación de agregarse el agua contenida en la caja de Petri, una porción no menos de 10 ml del Agar-Glucosa-Triptona a una temperatura de 43º a 40º C., el Agar debe conservarse fundido en un recipiente que permita que se mantenga a esa temperatura. La tapa de la caja de Petri debe apenas levantarse para la introducción de la pipeta o del medio de cultivo, debiendo flamear los bordes de los tubos que se usen para verter el medio. El medio y la muestra, contenidos en la caja de cultivo, deben mezclarse perfectamente y distribuirse de modo uniforme en el fondo de la caja, bien sea por rotación o inclinándola en forma conveniente. Todas las cajas de cultivo deben solidificarse tan rápidamente como sea posible, incubándolas unas a 35º C., y otras a temperatura ambiente. No deben de transcurrir más de 20 minutos entre la inoculación de la muestra y el vertido del medio. Incubación: El medio de agar puede emplearse para el cómputo de colonias bien sea a 20º más o menos 0.5. el período de incubación debe ser de 48 más o menos 3 horas para la temperatura de 20º C., y de 24 más o menos 2 horas para la temperatura de 35º C. Las cajas de Petri con tapa de cristal deben invertirse, almacenándose en la incubadora. Se recomienda que cualquier desviación a los procesos establecidos se manifieste detalladamente en el informe del examen.

cómputos: Al preparar las placas deben sembrarse o inocularse volúmenes de agua en estudio que produzcan entre 30 y 300 colonias por placa, debiendo tenerse como propósito que, cuando menos, dos placas produzcan cómputos de colonias entre esos límites con la excepción que se señala más adelante. Por lo general, no es de desearse que se siembre más de 1 ml de muestra se desarrollan menos de 30 colonias, es obvia la necesidad de registrar los resultados como se observan, haciendo caso omiso del párrafo anterior. Con la excepción señalada en el párrafo procedente, solo deben considerarse para el cómputo aquellas placas que presenten entre 30 y 300 colonias. Se ha sembrado la misma cantidad de agua en dos o más placas y de ellas, una presenta un número de colonias dentro de estos límites, mientras que las otras presentan menos de 30 ó más de 300 colonias, deben de promediarse los resultados de todas las placas sembradas con el mismo volumen, con la excepción señalada anteriormente. El cómputo debe verificarse con un equipo apropiado, como el contador de colonias "Quebec", si no se dispone de este

equipo, puede hacerse la enumeración con una lente que proporcione un aumento de 1.5 de diámetro. Para evitar una exactitud ficticia y para expresar los resultados numéricos por una método que se ajuste a la precisión de la técnica que se emplea, los números de bacterias que se registren no debe ser contener más de dos cifras significativas, por ejemplo: un recuento de 165 se registrará como 170, un recuento de 55 se registrará como tal. Los recuentos se harán sobre las cajas incubadas a temperatura ambiente y las incubadas a 35º C; se hará un promedio de ambos recuentos, el resultado final se expresará en número de bacterias por centímetro cúbico. d.

NORMAS BACTERIOLOGICAS. Clasificación

I. II.

III. IV.

e.

NMP/100 ml. de Bacterias colif.

Calidad bacteriológica que no exige más Que un tratamiento de desinfección................................0 - 50 Calidad bacteriológica que precisa la aplicación de los métodos habituales de tratamiento (coagulación, filtración, desinfección)..........50 - 5000 Contaminación intensa que obliga a tratamientos más activos....................................................................5000 - 50,000 Contaminación muy intensa que hace inaceptable el agua a menos que se recurra a Tratamientos especiales; estas fuentes solo se utilizarán en último extremo. ....................................... más de 50,000

CONCLUSIONES SOBRE LA CALIDAD BACTERIOLOGICA DEL AGUA

El agua para considerarse "POTABLE" debe de poseer un número bajo de gérmenes totales, el grupo coliforme debe estar ausente. Con objeto de facilitar la interpretación de la calidad bacteriológica del agua, se han formulado grados arbitrarios, para catalogar una agua potable y no potable. Interpretación del grado bacteriológico: Grado A ............................................... Grupo coliforme negativo, bacterias Por cc. De 30 a 300 (A. P.) Grado B ................................................ Grupo coliforme negativo, bacterias Por cc. De 310 a 1000 (A. P.) Grado C .............................................. Grupo coliforme positivo, bacterias Por cc. 300 en adelante (A. n. P.)

Grado D .............................................. Grupo coliforme positivo, bacteria coliformes por 100 cc. Más de 2,400 N. M. P., bacteria por cc. Innumerables. (A. P.) (A. n. P.)

6.

= =

Agua Potable Agua no Potable

EXAMEN BACTERIOLOGICO PARA AGUA POR EL METODO DE MEMBRANA DE FILTRACION.

Este nuevo procedimiento para examen bacteriológico de agua se originó en Rusia en 1920, usándolo más tarde Alemania, durante la ll Guerra Mundial y desde esa época lo han estudiado varios investigadores que, en numerosos artículos en revistas científicas, han dado ha conocer detalles sobre su aplicación. En la actualidad se manufacturan por varias casas comerciales de los Estados Unidos, siendo uno de los pioneros que introdujo el método a este país el Doctor Goetz (1949). En el 1950, bacteriólogos del Servicio de Salud Pública de los Estados Unidos, empezaron un intenso estudio de investigación, sobre la aplicación de membranas filtrantes en el examen bacteriológico de agua. Su primer reporte fue publicado en 1951, siendo seguido por numerosas publicaciones de investigaciones similares. En 1957 la Asociación Americana de Trabajadores en Aguas (A.W.W.A)., Acepto este método, para su empleo en las plantas de purificación de aguas. En 1960 en el mes de septiembre, en la undécima edición de "Standard Methods for Examination of water, Sewage and Industrial Wastes" fue aceptada la técnica de membranas de filtración bajo ciertas limitaciones para el análisis bacteriológico.

1.

MANUFACTURA DE LAS MEMBRANAS. Uno o más ésteres de celulosa, tal como el nitrato de celulosa son disueltos en un solvente adecuado y mezclado a líquidos insolubles hasta obtener una emulsión, que es colocada sobre moldes especiales y sacada en un medio ambiente de temperatura y humedad estrictamente controlada; la película obtenida es cortada en discos filtrantes del tamaño adecuado.

2.

CARACTERISTICAS DE LAS MEMBRANAS: a) Las membranas filtrantes son planas y de superficie lisa y pulida. b) La estructura porosa ocupa toda la superficie de la membrana permitiendo de esta manera una rápida filtración de las suspensiones acuosas. c) Los poros tienden a extenderse en línea directa a través de la membrana de filtración, con pequeños anastomosis de los poros de los canales; con objeto de reducir al mínimo la difusión de los líquidos adentro de la membrana.

d) Los poros tienden a hacerse más pequeños en la parte alta de la superficie de la membrana que en la parte baja de la misma. Se ha calculado que más o menos 50 millones de poros por centímetro cuadrado se encuentran en la superficie de las membranas de filtración. e) Las partículas retenidas en la membrana de filtración se encuentran muy cerca de la superficie filtrante por acción mecánica del tamizado. Por medio del proceso de fabricación es posible la manufactura de membranas filtrantes con tamaño de poro controlado, dentro de estrechos límites. f) Las membranas filtrantes son humedecibles. De aquí que después de haber filtrado la muestra y cuando la membrana es puesta en el medio de cultivo, el medio se difunde a través de los poros y de esta manera a los organismos colectados en la superficie opuesta, les es fácil adquirirlo el medio. g) Las membranas filtrantes están libres de substancias químicas solubles que puedan inhibir el crecimiento bacteriano. h) Las membranas filtrantes poseen un índice de refracción uniforme. 3.

NOMENCLATURA DE LAS MEMBRANAS Las membranas filtrantes usadas en los exámenes bacteriológicos son conocidas bajo diferentes nombres, a pesar que difieren en su senominia en todo caso son similares, en forma, propiedades y métodos para su empleo. Los nombres de membranas más comunes son: a) Membrana de filtración: este es el nombre más común y adecuado y, es el que se emplea para informes científicos y técnicas en este campo. b) Filtro molecular: este es el nombre dado por Goetz a las membranas, que él fabricó. c) Filtro miliporado o membrana miliporada: este es el nombre de fábrica de las membranas fabricadas por la Millipore Filter Corporation. d) Filtro Bac-T-Flex: este es el nombre de las membranas fabricadas por Carl Scheicher and Schuell Company.

4.

EQUIPO PARA USO DE LAS MEMBRANAS DE FILTRACION:

A.-

Unidad de Filtración La unidad de filtración es un aparato destinado a servir de soporte a la membrana de filtración y contener la totalidad de la muestra hasta que termina de pasar a través del filtro. Esta unidad está compuesta por las siguientes partes: 1. Una parte inferior llamada base o receptáculo, destinada para soporte de la membrana de filtración, la cual es una plataforma en forma circular de 50 mm., de diámetro. La parte central de esta plataforma está constituida por un disco poroso o una malla metálica finisima que permite el paso de los líquidos. La parte externa de la plataforma incluye adaptaciones para el montaje de la unidad a un frasco de succión u otro dispositivo adecuado para la filtración por vacío. 2. La parte superior, es generalmente llamada embudo y tiene por objeto contener la totalidad de la muestra mientras se verifica la filtración, este

3.

embudo termina en un anillo plano que descansa y sirve a modo de prensa a la periferie de la membrana de filtración cuando esta se encuentra entre la parte del embudo y el receptáculo. El embudo y el receptáculo se encuentran unidos por medio de un anillo de rosca o pinzas adaptadas especialmente a este propósito. Las condiciones que debe llenar una unidad de filtración son las siguientes: 1. Deberá de estar provista de una bomba eléctrica de vacío, trampa de agua para vacío o cualquier dispositivo que produzca una presión diferencial. 2. Los materiales de construcción deben ser bacteriológicamente inertes. 3. Todas las superficies de la unidad de filtración que estén en contacto con la muestra de agua deben ser lisas y libres de cualquier irregularidad que puedan ser alojamiento para bacterias. 4. Debe ser fácilmente esterilizables por cualquiera de los métodos rutinarios. 5. De manejo fácil y rápido para facilitar las operaciones rutinarias. 6. Ser construidas de materiales baratos y durables.

A.

Principales tipos de Unidades de Filtración: Existen varias clases de unidades de filtración, fabricadas por casas comerciales, de las cuales se mencionarán los nombres, describiéndose únicamente los de la casa Millipore, puesto que con este equipo se harán las prácticas de laboratorio. 1. 2. 3. 4.

5.

El aparato "Coli 5" Filtro de membrana "Isopor" Filtro de membrana "Sabro" Unidad pyrex Milliporada (Millipore Filter Pyrex). Esta unidad es de vidrio. La pieza superior en los primeros modelos tenía la capacidad de 1 litro. En la actualidad los modelos tienen un embudo de 250 ml. de capacidad. La parte superior se une por medio de una pinza muy especializada con la parte inferior. Este es el modelo más económico. Filtro Millipore hidrosol standard (Millipore Standard Hidrosol Filter Molder). Esta unidad tiene todas sus partes hechas de metal, acero inoxidable; los primeros modelos tenían el receptáculo de carbón el cual se sustituyó en los actuales modelos por una finísima malla de acero inoxidable, el embudo es de 4 a 5 pulgadas de diámetro, éste se angosta en su parte inferior con objeto de fijarlo a la parte superior. La capacidad es variable desde un (1) litro hasta modelos de 125 ml. de capacidad. En esta unidad la parte superior (embudo) se une a la inferior (receptáculo) por medio de un anillo de rosca. (Esta unidad es la empleada en la práctica de Laboratorio).

B.

Cuidado y mantenimiento de las unidades de filtración:

1.

Es conveniente pulir la unidad de filtración por medio de preparaciones a base de silicones tales como el "Desicote" con objeto de prevenir deterioros

2. 3.

4.

en las superficies internas de la unidad, por las continuas operaciones de esterilización; Cuando la unidad es usada diariamente es recomendable la aplicación de silicones cada dos meses. La unidad de filtración debe mantenerse limpia y libre de depósitos de materias extrañas que se acumulan por el uso continuo. La unidad de filtración debe protegerse de rayones u otros daños físicos que puedan dar como resultado la aparición de superficies irregulares. Las superficies en contacto con las membranas de filtración deben recibir un cuidado especial para evitar desgarramientos del metal, principalmente en la finísima malla que constituye la plataforma del soporte del receptáculo y en la cual se asienta la membrana. El anillo de rosca que une el embudo y el receptáculo por el uso continuo puede resultar defectuoso, por lo que es conveniente revisarlo continuamente, haciéndole los ajustes necesarios.

C.

Membrana de filtración y almohadillas o cojines absorbentes:

1.

Membranas de filtración: Membranas milliporadas, tipo HA, blancas, cuadriculadas y con un diámetro de 47 mm. Almohadillas o cojines absorbentes: Los cojines absorbentes para los medios nutritivos deben ser discos de papel filtro (equivalente al tipo Scheiler and Schuell No. 470), generalmente del mismo diámetro de la membrana y de espesor suficiente para que retenga 1.8 a 2.2 ml del medio de cultivo. Los cojinetes pueden fabricarse de celulosa u otro material que sea adecuado siempre que se encuentre libre de sustancias químicas solubles que puedan interferir en el desarrollo bacteriano. Durante la incubación de las membranas de filtración el cojinete absorbente saturado de medio de cultivo es lo que constituye el substrato de la membrana. Los cojinetes absorbentes son suministrados conjuntamente con las membranas de filtración por las casas fabricantes.

2.

D.

Facilidades para la filtración en vacío: El agua puede ser filtrada a través de la membrana de filtración por medio de la acción de la gravedad, pero la velocidad de filtración se efectuará despacio y resultaría inconveniente para fines prácticos. Para los trabajos rutinarios de laboratorio pueden usarse tres métodos. 1. Una bomba eléctrica de vacío, la cual se conecta a la unidad de filtración por medio de un frasco de succión en el cual se adapta la unidad. 2. Una bomba de agua, llamada aspirador o trampa de vacío puede usarse para este propósito. 3. En casos de emergencia, puede usarse una perilla de hule, jeringa u otra fuente para obtención del vacío.

E.

Cajas para medios de cultivo: Las membranas de filtración son incubadas en recipientes individuales, varios tipos de cajas de cultivo son aceptables, siempre que sean de material

bacteriológicamente inerte. Las cajas de cultivo deben de ser de fondo plano para que descansen perfectamente los cojinetes absorbentes con sus respectivas membranas de filtración. Los siguientes tipos de cajas de cultivo son los más comúnmente usados: 1. Caja de vidrio (tipo Petri): Estas cajas de vidrio de borosilicato son ampliamente usadas en aplicaciones para el método de membranas de filtración. Para rutina en el laboratorio se recomiendan las de 6 mm., por 15 mm., las cajas de Petri comunes de 100 mm por 15 mm se pueden usar pero con algunas limitaciones. 2. Cajas de metal: De una o dos onzas (cajas para pomadas) pueden usarse como recipientes adecuados, para contener membranas, estas tienen la ventaja de ser de bajo precio, durables, de fácil esterilización y si se desea pueden usarse una sola vez y descartarlas, pero en aquellos laboratorios en que la situación económica no es buena, tomando las precauciones necesarios para evitar que se oxiden y deterioren en al parte interna, podrían usarse una docena de veces antes de descartarlas. F.

Material y accesorios de laboratorio que se usan conjuntamente con la unidad de filtración:

1.

Frasco de succión (kitasato): Un matraz para uso de filtración al vacío, de un litro de capacidad, con tabuladena lateral para conexión a una manguera de hule y de paredes gruesas (3/32"). Pipetas. Probetas graduadas: Para uso corriente de laboratorio la probeta graduada de 100 ml., de cristal de borosilicato es la más adecuada para medir muestras mayores de 20 ml., Recipientes para contener alcohol y pinzas: a) Todas las manipulaciones por el método de membranas de filtración son llevadas a cabo por medio de pinzas, se mantienen sumergidas en alcohol (etanol o metanol) cuando las pinzas son usadas, se remueven del recipiente que contiene el alcohol y se quema éste por medio de un mechero de alcohol o de gas. b) Las pinzas pueden ser rectas o curvas. Es preferible usar aquellas que permiten una fácil manipulación de las membranas de filtración sin ocasionares daño alguno. Las pinzas más convenientes para esta clase de trabajo son aquellas conocidas con el nombre de "Pinzas para filatelista", las cuales tienen la ventaja de ser curvas aplanadas y redondas en sus extremos. Un mechero de gas o alcohol es necesario para la ignición del alcohol en las pinzas, operaciones que se efectúan antes de hacer uso de éstas. Agua destilada o boferada es necesaria para el análisis bacteriológico de agua con objeto de hacer diluciones y lavar entre muestra y muestra de la misma fuente las paredes de la unidad de filtración.

2. 3.

4.

5. 6.

7.

Medio de cultivo (se detallarán más adelante).

G.

Facilidades de incubación:

1.

Requerimientos: a) Temperatura: Para cultivos de una clase especial de bacterias, los requerimientos de temperatura impuestos para otros métodos serán aplicables para la técnica de membranas de filtración. Por ejemplo, la temperatura de incubación para el grupo coliforme deberá ser a 35º C, con un máximo permisible de variación de 1.0ºC. c) Humedad: Las membranas de filtración deben ser incubadas, en una atmósfera que se mantenga cerca de un 100% de humedad relativa. La falta de una humedad adecuada como resultado, colonias muy pequeñas y poco diferenciadas. Los requerimientos de temperatura y humedad pueden conseguirse por medio de varias técnicas y equipos: a) Un incubador convencional de las corrientes puede ser usado. En incubadoras de tipo grande es difícil mantener una humedad satisfactoria. Con las incubadoras corrientes, las membranas son incubadas en cajas de cultivo, cerradas tales como las de metal y plástico. Los requerimientos de humedad son establecidos con la presencia de un ligero exceso del medio de cultivo, debido a que el volumen de aire es mínimo influyendo de esta manera a evitar la evaporación del medio de cultivo, creando así una atmósfera de humedad conveniente. Si se usan cajas de vidrio tipo Petri, en las cuales el cierre no es hermético es aconsejable, usar una bandeja con papel toalla, una pieza de género humedecida o una toalla de algodón corriente húmeda y hacer reposar en esta superficie las cajas de cultivo; desprovistas de su tapadera, solucionando de esta manera el problema de humedad. b) Baños de María de temperatura constante, pueden ser modificados y construir un excelente incubador. El baño de María debe ser cubierto y contener una plataforma apropiada justo al nivel del agua, sobre la cual se pone la caja de cultivo que contienen las membranas de filtración y se procede a incubarlas. Resultados muy favorables se han obtenido colocando una toalla humedecida sobre las cajas de cultivo durante el período de incubación.

2.

H.

Métodos de esterilización del equipo de filtración y sus accesorios:

1.

Unidad de filtración: a) El método más adecuado es la esterilización al autoclave. Envolviendo el embudo y receptáculo en papel kraft. El período de esterilización es de 15 minutos al 121ºC y 15 libras de presión.

2.

3.

4.

b) En casos de emergencia, es el que consiste en sumergir la unidad de filtración y accesorios en agua hirviendo durante un período de 2 a 10 minutos. Membranas de filtración y almohadillas absorbentes: A) Membranas de Filtración: a) Membranas generalmente son suministradas por las Casas fabricantes en cajas que contiene 10 sobres de papel kraft, los cuales contiene 10 membranas cada uno; estas cajas están dispuestas de esta manera para facilitar la esterilización. En otros casos las expenden en cajas de 100 membranas, en este caso es conveniente dividirlas en series y envolverlas en papel kraft, con esta operación se facilita y se preserva su esterilidad; también pueden colocarse en cajas corrientes de Petri, envolver la caja con las membranas y esterilizarlas. b) El método más recomendable para la esterilización de membranas es por el autoclave durante 10 minutos a 15 libras y 121º C ó 116º C. c) En casos de emergencia las membranas pueden ser esterilizadas por inmersión en agua hirviendo durante 10 minutos, (este método no es recomendable para uso diario). B) Almohadillas o cojinetes absorbente: a) Algunas Casas fabricantes envían en los mismos sobres de las membranas, los cojinetes absorbentes por lo que se pueden esterilizar al mismo tiempo y en el mismo sobre con el mismo período de esterilización de las membranas. b) Cuando son enviadas separadamente, se envuelven las almohadillas en papel kraft y se esterilizan al autoclave a 15 lbs. De presión, durante 10 minutos a 121º C ó 116º C. c) Después de la esterilización y antes de usarse las almohadillas deben estar perfectamente secas. Material de Vidrio: a) Esterilización a 170º C no menos de 60 minutos en horno eléctrico es adecuado para la mayoría de cristalería (pipetas, balones, probetas, frascos, etc.). Cristalería con material plástico o de hule no debe esterilizarse al horno a 170º C. c) La esterilización por autoclave es adecuada, usada y preferida por muchos laboratorios. El período de esterilización 15 lbs. A 121º C., durante 15 minutos. Cajas de cultivo: 1) Cajas de Vidrio (Tipo Petri) a) Estas pueden ser esterilizadas en cajas especiales o empacadas individualmente en papel kraft. b) Pueden esterilizare en horno eléctrico a 170ºC., durante una hora. c) Puede usarse si se desea el método por autoclave durante 15 minutos a 121º C., y 15 lbs. de presión. 2) Cajas de Metal: a) Se esterilizan en horno eléctrico durante una hora a 170º C., es recomendable esterilizarlas con la tapadera superpuesta e

b)

3) a) b)

inmediatamente después de enfriarlas se tapan y se envuelven en papel kraft. Se usa también la esterilización por autoclave a 15 minutos y 121ºC., las cajas se envuelven individualmente en papel kraft. Debe tenerse la precaución de que estas cajas de metal queden bien secas después de la esterilización para evitar el oxidamiento posterior. Cajas de Plástico: Por las características termolábiles del plástico estas cajas no pueden ser esterilizadas por calor. Para propósitos prácticos, estas cajas pueden esterilizarse por inmersión en una solución de etanol con agua al 70% por lo menos 30 minutos. Estas cajas deben de estar perfectamente secas antes de usarse.

5.

MEDIOS DE CULTIVO PARA INVESTIGACION DEL GRUPO COLIFORME EN EL METODO DE MEMBRANAS DE FILTRACION.

a)

Conceptos: La naturaleza de los métodos de cultivo de las membranas de filtración impone una definición diferente para describir las bacterias coliformes, a la que se define el "Métodos Normales de aguas, drenajes y deshechos industriales (Standard Methods for water, sewage and Industrial Wastes) de Asociación Americana de Salud Pública". Métodos Normales: El grupo coliforme incluirá todos los bacilos aeróbicos y anaeróbicos facultativos, Gramnegativos, no esporulados, los cuales fermentan la lactosa con formación de gas dentro de las 48 horas y a 35ºC. Métodos de membranas de filtración: En el procedimiento de membranas de filtración, todos los organismos que producen una colonia obscura con brillo metálico en 20 ó 22 horas, son consideradas del grupo coliforme; el brillo puede aparecer como pequeño foco centralco cubrir enteramente la colonia. La definición del grupo coliforme de los organismos coliformes para producir gas por medio de la fermentación de la lactosa. La definición del grupo de los métodos de membranas de filtración no está basada en la producción de gas; está basada en el desarrollo de un tipo particular de colonia muy característica la cual crece en un medio de cultivo de tipo "endo". A pesar de que la investigación del grupo coliforme es diferente en los dos métodos, los resultados son los mismos y tienen la misma significación sanitaria.

1.

2.

3. 4.

5.

b)

Composición de los medios de cultivo: El medio de cultivo tipo, es un sistema indicador compuesto por lactosa, fuchina básica y sulfito de sodio, lo cual da origen la diferenciación de colonias coliformes. En resumen, la composición de un medio de cultivo, para la identificación del grupo coliforme por el método de membranas de filtración, contiene los siguientes componentes que pueden ser clasificados en tres grupos principales:

1.

2.

Substancias promotoras del crecimiento bacteriano, tales como peptonas, extracto de levadura, fosfato dipotásico, la lactosa es incluida en doble cantidad y agua destilada. Indicadores diferenciales; que son usados para demostrar la fermentación de la lactosa sobre las membranas de filtración; estos indicadores diferenciales se encuentran en dos sistemas: a) Sistema a base de lactosa, fuchina básica y sulfito (medio tipo endo). b) Sistema indicador de lactosa - bromocresol púrpura.

3.

Substancias inhibidoras, tienden a evitar el crecimiento de bacterias que no fermentan la lactosa y las cuales son ajenas al grupo coliforme, pero que pueden ocasionar resultados positivos falsos, las principales substancias usadas a este propósito son: 1. Fuchina básica 2. Etanol 3. Colorante de verde brillante 4. Oxina (S-hidroxiquinolina) 5. Desoxicolato de sodio o sales biliares.

c.

Principales medios de cultivos:

1.

El bacteriólogo tiene a su disposición muchos medios de cultivo para usarlos en el método de membranas de filtración. Cada medio tiene sus propiedades y ventajas experimentales para justificar su uso. No existe un medio "Oficial" para el uso general de membranas de filtración. El medio M-Medio de Endo y método para su aplicación al laboratorio es descrito y recomendado en la edición (1969) del "Standard Methods for Examination of water, Sewage and Industrial Wastes" (Métodos Normales para exámenes de agua, Drenajes y Deshechos Industriales). En el comercio se encuentran medios deshidratados los cuales se recomiendan por su facilidad y exactitud, tales medios son: a) M-Endo Broth MF (Nº. 0749-02) de la Casa Difco. b) M-Coliforme Broth MF (Nº. 01-494) de la Casa Baltimore. Todo medio de cultivo para membranas debe tener ciertos requisitos para poder ser usado y obtener buenos resultados, a continuación se enumeran algunos: a) El medio debe dar un máximo de reproductividad de las colonias coliformes; si bacteria coliformes se encuentran en la muestra, el número de colonias diferenciadas deberá representar exactamente el número de bacterias coliformes presentes. b) El medio debe tener una especificidad máxima para la investigación de colonias coliformes, así: 1. Falsas colonias positivas deben encontrarse al mínimo, estas son colonias que tienen la característica de parecer colonias coliformes, pero que después de pruebas bioquímicas y de cultivo se ha probado que no pertenecen al grupo coliforme.

2.

3.

2. En resumen, falsas pruebas negativas deben reducirse al mínimo, las falsas negativas son colonias que no desarrollan las apariencias características de las colonias coliformes, pero que demuestran pertenecer al grupo coliforme después de ser sometidas a pruebas bioquímicas y de cultivo. c) El funcionamiento del medio deberá ser el mismo en todo tipo de muestras de agua. d) Los resultados de las pruebas deberán ser facilitados rápidamente y ofrecer una ventaja sobre los 2 ó 4 días que son necesarios para las pruebas de investigación del grupo coliforme por procedimientos ordinarios. e) El medio debe ser estable en la forma que es suministrado. 6.

RECOMENDACIONES SOBRE LOS VOLUMENES DE FILTRACION PARA LA INVESTIGACION DEL GRUPO COLIFORME

A.

Limitaciones de colonias por cada membrana de filtración. Los volúmenes de muestras a filtrar más adecuadas son aquellos que produzcan al menos una membrana de filtración con 20-60 colonias y que no excedan de 25 a 300 colonias de todo tipo sobre la membrana de filtración. Recomendaciones de límites de volúmenes de filtración cuando existen datos anteriores: 1. Aguas Potables: a) Suministros municipales (con tratamiento) en volúmenes decrecientes: 300, 200 ó 100 ml. b) Suministros sin tratamientos: 100 ml. ó 50 ml c) Aguas de depósitos de agua, antes de dar servicio después de una reparación o cuando dan servicio por primera vez: 100 ml. 2. Aguas no potables (sin tratamiento, agua cruda): a) Aguas superficiales no poluídas: 5 a 50 ml. b) Aguas superficiales poluídas: 0.01 a 10 ml.

B.

3. Aguas negras (drenajes): 0.001 a 0.01 ml. 7.

METODOS DE LABORATORIO PARA LA INVESTIGACION DEL GRUPO COLIFORME POR TECNICAS CON MEMBRANAS DE FILTRACION:

(Consúltese la Práctica # 24 del manual de Prácticas de Laboratorio).

8.

METODO DE MEMBRANAS DE FILTRACION PARA USARSE EN EL CAMPO.

A.

Equipo de membranas de filtración para usarse en el campo: 1. Introducción:

B.

Uno de los problemas más serios que ha tropezado el analista bacteriana entre el tiempo en que se capta la muestra y el tiempo en que se empieza el análisis bacteriológico. Numerosos estudios, se han hecho al respecto y de aquí la recomendación de enviarlas lo más pronto y en hielo aquellas muestras que se capten fuera del perímetro del laboratorio que efectuará su análisis. Con la introducción de las técnicas de membranas de filtración se ha solucionado este problema, muchos investigadores han contribuido al desenvolvimiento de este método creando equipos especiales para usarse en el campo, en los cuales las muestras desde el momento de su captación se empiezan a incubar, siendo transportadas de una manera conveniente al laboratorio, el cual continuará el análisis hasta su etapa final. Estos equipos de campo pueden considerarse como verdaderos laboratorios portátiles. 2. Principales equipos: Se mencionará los nombres de algunos equipos, pero solo se describirán los equipos Millipore. a) Laboratorio de aguas Isopor (Isopor Water Laboratory). b) Laboratorio de aguas Sabro (Sabro Water Laboratory). c) Laboratorio Millipore para el campo. Este equipo de campo presenta grandes reducciones en tamaño siendo por consiguiente más fácil y cómodo de transportar. 1. El embudo ha sido eliminado en su forma usual. Esta pieza ha sido sustituida por un recipiente que es a la vez unidad de filtración y caja de cultivo. 2. La fuente de vacío lo constituye una jeringa toda de metal con una válvula, la cual se conecta directamente con la caja de cultivo. 3. El medio de cultivo es el M-Endo Broth-MF el cual viene en ampollas, listo para usarse. Estas ampollas son de un modelo especial con objeto de permitir una fácil introducción a las cajas de cultivo. 4. La incubación de los cultivos se lleva a cabo por un pequeño incubador portátil, este incubador tiene capacidad para 170 cajas de cultivo, éste es eléctricamente operado en las corrientes de 6 V., 12 V., 24., 115 V. Y 230 V.; puede usarse con bacteria. 5. La esterilización en el campo es innecesaria, puesto que las cajas de cultivo plásticas y los tubos plásticos son usados solamente una vez por lo que siempre se suministran estériles; las muestras no se ponen en contacto con la jeringa de metal sino después de haber pasado éste a través de la membrana de filtración. Procedimientos con membranas de filtración para el uso de equipos de campo.

(Consúltese la Práctica # 25, del manual de Prácticas de Laboratorio). 9.

APLICACIONES DEL METODO DE MEMBRANAS DE FILTRACION EN DIVERSOS ANALISIS DE AGUA. a. Análisis para nuevas instalaciones o reparaciones en los sistemas de distribución.

b. c. d. e.

Para control de plantas de purificación y de nuevas tuberías. Para análisis de aguas procedentes de criadores de ostras. Para investigación sanitaria de piscinas, playas y áreas de recreación. Para investigación del grupo coliforme en lugares lejanos del perímetro del laboratorio. f. Para estados de emergencia, en que se quiera obtener resultados rápidos, tales como, terremotos, inundaciones, etc. g. Para análisis microscópicos de plancton. 10.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL METODO DE MEMBRANAS DE FILTRACION

a.

Ventajas: 1. El método de membranas es más rápido que el método normal de diluciones. La obtención de resultados son posibles en un recuento directo de colonias coliformes sobre una membrana de filtración, de 18 a 20 horas con diferencia al método de diluciones que requiere de 2 a 4 días para la obtención de resultados. 2. Es conveniente para el análisis de grandes cantidades de agua, lo que no es posible efectuar por otros métodos. 3. Permite la filtración de muestras de agua y su análisis bacteriológico en el campo o bien filtrarlas en el campo y enviarlas al laboratorio en proceso de incubación. 4. Los recuentos obtenidos de coliformes por el método de membranas de filtración son ligeramente más bajos a los obtenidos por el método normal de diluciones, pero estudios sobre esta materia han revelado que los recuentos obtenidos por repetición de determinaciones por membranas de filtración son menos variables a los obtenidos por repetición en el método de diluciones. 5. La técnica de membranas de filtración puede ser aplicable en catástrofes o cualquier emergencia, tales como, daños sufridos en plantas de purificación, depósitos y rupturas de cañerías en que es necesaria la urgencia de la obtención de resultados rápidos para iniciar la pronta aplicación de tratamientos correctivos.

b.

Desventajas: 1. En aguas con turbidez alta debida a la presencia de algas u otros materiales, la membrana se obstruye, no permitiendo el paso de una volumen grande de muestra e interferencia en el desarrollo de las características de las colonias de bacterias coliformes. 2. En aguas con alta densidad de bacterias no coliformes, la relación de los datos de la densidad coliforme obtenida por el método de membranas es excesivamente baja, en comparación a la obtenida con el método de diluciones. 3. Que cuando se posee un solo equipo de membranas de filtración y se quieran manipular varias muestras diferentes, hay que esterilizar con

cada muestra el equipo de laboratorio, lo que representa cierta incomodidad. 4. Que desde el punto de vista económico y para trabajos de rutina, en nuestro medio resulta costoso el valor de cada membrana filtración. 7.

CONSIDERACIONES SOBRE LA INVESTIGACION DE ENTEROCOCOS EN EL EXAMEN DE AGUA.

a.

Definición del grupo enterococo. Este grupo comprende cuatro especies: Streptococcus faecalis Streptococcus zymogenes Streptococcus durans Streptococcus liquefaciens Este grupo se caracteriza por ser bacterias Gram positivas, esférica u ovoides, que concurren en pares o en cadenas, producen gas en presencia de dextrosa, crecen en presencia de cloruro de sodio al 6.5%, a un pH 9.6, en leche conteniendo 0.1% de azul de metileno, sobre el agar bilis al 40%, a temperaturas de 45ºC y 10ºC. Otras de las características de este grupo es que son resistentes a la penicilina, estreptomicina, sulfonomidas y telurito de potasio. El estreptococo zumogenes y durans producen, en agar sangre, beta hemólisis. Estos cuatro estreptococos se encuentran clasificados serológica. Otros organismos, como, el Streptococcus faecalis biotipo faecium, Streptococcus bovis y Streptococcus equinus son también estreptococos fecales y pueden ser incluidas en las especies que se usan como indicadores de contaminación fecal.

b.

Su empleo en el análisis de agua. 1. El grupo enterococo puede ser utilizado como un indicador de contaminación en agua, puesto que este organismo es huésped habitual del intestino grueso del hombre y animales. 2. Los enterococos no incrementan su número en agua. 3. Las pruebas de enterococos no pueden reemplazar a las determinaciones de coliformes en los análisis de agua. 4. Sin embargo la presencia en agua de estreptococos fecales, confirman la suposición que el grupo coliforme encontrado en ciertas muestras son de origen fecal. 5. La prueba de enterococos es de valor para confirmar en ciertas aguas la significación sanitaria que implica la presencia del grupo coliforme en discusiones de tipo legal.

c.

La determinación de la presencia de enterococos en agua, tiene particular valor en los siguientes casos: 1. En exámenes para la investigación de la contaminación de corrientes. 2. En ciertas aguas tratadas, por ejemplo, los enterococos son más resistentes a la acción del cloro que las bacterias coliformes.

3. En exámenes de agua de piscinas y áreas de recreación. 4. En aguas solobres, donde el grupo enterococo, sobre vive períodos mucho más largos, que el grupo coliforme. d.

Técnicas para el examen de enterococos en el examen de agua. 1. Método normal de diluciones. Prueba presuntiva: Procedimiento: se siembra una serie de tubos de cultivo conteniendo caldo destrozado de azida, en igual forma que se hizo en la prueba para el grupo coliforme. Se incuba a 35ºC durante 24-48 horas, al finalizar el tiempo se observa la presencia de turbidez, la cual señala una prueba positiva. Prueba confirmativa: Se someten a esta prueba todos los tubos que mostraron turbidez. Se transfieren 3 lupas del crecimiento bacteriano de los tubos primarios o tubos conteniendo 10 ml., de caldo de etil violeta con azida. La lupa deberá de tener un diámetro mínimo de 3 mm. Se incuba los tubos inoculados durante 38 horas a 35ºC. Al finalizar este tiempo la presencia de enterococos es indicada por turbidez o la formación de precipitado púrpura en el fondo del tubo. 2. Método de membranas de filtración. Se filtran las muestras de aguas a través de membranas estériles calculando la obtención de 40-100 colonias por membranas. Las cantidades de muestras pueden variar de 100 ml., a 10, 1, 0.1 ó 0.01, dependiendo de la cantidad de contaminación de la muestra de agua. Coloque las membranas en cajas de petri conteniendo almohadillas absorbentes con medio para enterococos, se incuba a 35ºC durante 2448 horas, bajo condiciones normales de humedad. Se cuenta todas las colonias rojas y rosadas con estereomicroscopio con ocular de 10x. Se expresan los resultados como número de colonias por 100 ml. de agua.

8.

PURIFICACION NATURAL DEL AGUA.

La evaporación y la condensación del agua de lluvia es un método natural de purificación. La absorción lenta del agua a través de las rocas es otro método natural. Los ríos, lagos, presas y corrientes rápidas y lentas de agua, presentan una purificación natural, muy discutida e incompleta algunas veces, esta purificación se explica, por los fenómenos de oxidación, rayos solares, dilución, sedimentación y factores biológicos. a.

Oxidación. La desaparición rápida de la materia orgánica en las caídas de agua de los ríos y arroyos de las montañas, se explica por la oxidación que sufren las substancias contenidas en el agua. Con la oxidación hay una disminución de substancias alimenticias y por esta acción el número de organismos

b.

c.

d.

e.

saprófitos disminuye, el agua se vuelve clara y cristalina, la oxidación natural no destruye rápidamente las bacterias indeseables. Rayos solares. La acción de los rayos solares sobre la superficie del agua, tiene un valor germicida en relación a la profundidad de las capas de agua, a mayor profundidad la acción desinfectante disminuye. Dilución. Cuando una corriente de agua con polución orgánica recibe otra corriente de agua purificada, el número total de bacterias decrece por c.c. y de esta manera la oportunidad de contaminación con entéricos patógenos es escasa. La dilución tiene la ventaja de suministrar oxígeno en solución lo cual es suficiente para completar la oxidación de la materia orgánica en suspensión. La dilución es un método rápido de disminución del contenido bacteriano en aguas muy contaminadas y por esta razón debe de tenerse en cuenta como una de las principales medidas sanitarias. Sedimentación. Uno de los factores más importantes en la purificación natural del agua, lo constituye la sedimentación. Esta tiene lugar debido a la acción gradual de la gravedad que sufren los microorganismos o por que las bacterias son arrastradas por partículas sedimentables de materias insolubles, tales como arcilla o fango y así los gérmenes son llevados al fondo de los ríos, lagos, etc... Factores biológicos. Las bacterias al sedimentarse obtienen su fuente de alimentos de la materia orgánica en descomposición, las bacterias patógenas que se han sedimentado en el fondo, no encuentran un ambiente propicio para llenar requerimientos energéticos, por lo que la mayoría sucumbe por la falta de alimentos y ambiente apropiado. Además algunos hongos y mohos originan productos metabólicos, como antibióticos los cuales destruyen las bacterias y finalmente las bacterias constituyen la principal fuente de alimento de muchos protozoos.

La purificación del agua por medios naturales casi siempre es incompleta, por lo que no es recomendable el uso directo de una fuente natural como suministro de agua potable. 9.

PURIFICACION ARTIFICIAL DEL AGUA

El tratamiento del agua en los suministros públicos, ha sufrido un gran cambio en los últimos cincuenta años. En mitad del siglo pasado, el agua clara, sin sabor ni olor era considerada como agua de buena calidad, pero con el avance de la Bacteriología y Ciencias Sanitarias, se considera que una agua potable, es aquella que presenta pocas bacterias y ausencia del grupo coliforme, de olor y sabor agradable, de aspecto claro, con una dureza adecuada para propósitos domésticos e industriales, las substancias químicas en cantidades normales.

Generalmente los suministros públicos proceden de presas, ríos o lagos, lo que implica que el agua generalmente presenta contaminaciones, lo que hace necesario el empleo de métodos artificiales para su purificación. Métodos Domésticos. a.

b.

Ebullición. Este es uno de los métodos más antiguos que se conocen para purificar el agua, las bacterias que pueden causar enfermedades transmitidas por el agua son destruidas por este método, tiene la desventaja que sería costoso por ser aplicado en grandes cantidades de agua, además le comunica un sabor insípido por que el oxígeno y el bióxido de carbono son eliminados, y el agua no puede ser usada hasta su enfriamiento, por lo que únicamente se usa como método de purificación para cantidades pequeñas de agua. Filtros domésticos. Hace algunos años se emplea el uso de filtros pequeños los cuales se adaptan a los filtros o bien filtros de bujías etc., su empleo cayó en desuso por la sencilla razón, que si bien las bacterias eran retenidas por estos filtros, la velocidad de la corriente se hacía muy despacio. La frecuencia de la limpieza de estos filtros es necesaria hacerla a menudo, para evitar su obstrucción.

Métodos en gran Escala. Estos son aplicados generalmente a las plantas de purificación. a.

b.

Sedimentación primaria. El principal factor en esta fase del tratamiento del agua, es la sedimentación natural de las bacterias, mohos y hongos. La materia en suspensión es generalmente arcilla o fango asociada a pequeñas cantidades de materia orgánica. En el agua en reposo las partículas grandes por la acción de la gravedad se hunden hasta el fondo, llevando con ellas, mecánicamente, un gran número de partículas finas y bacterias. En algunas ciudades donde el suministro de agua es procedente de un río, el agua es generalmente bombeada del río a grandes depósitos, el agua clarificada de la superficie es drenada hacía un vertedero poco profundo el cual se encuentra cerca de la superficie del depósito. Coagulación. Las cantidades variables de materia inorgánica u orgánica en las aguas superficiales, hacen que estas tengan un aspecto poco estético debido a la turbidez que estas materias confieren al agua. La remoción de bacterias está íntimamente relacionada a la remoción de turbidez. Las materias que producen la turbidez generalmente se encuentran en suspensión y en estado coloidal. Las partículas grandes se sedimentan en un período más o menos largo, pero las partículas que se encuentran en estado coloidal permanecen en la superficie indefinidamente.

Dos factores retardan la sedimentación espontánea:

a) Las partículas agitadas violentamente por el movimiento Browniano, en lugar de caer en línea recta, caen en el agua en movimiento ondulatorio. b) El factor más importante es la carga eléctrica de las partículas en estado coloida, esta carga eléctrica mantiene las partículas en suspensión y previne su sedimentación. La coagulación es el proceso por medio del cual se remueve los coloides y la materia en suspensión y finalmente dividida, la coagulación se efectúa por medio de la adición de substancias químicas, tales como el sulfato de aluminio. El sulfato de aluminio cuando se agrega al agua actúa como coagulante, éste al reaccionar con las substancias alcalinas que se encuentran presentes en el agua, tales como carbonato de calcio forma un hidróxido de aluminio. A12 (SO4)3 + 3CaCo3 + 3H2O ------ 3CaSO4 + 2ª1 (OH)3 + 3CO2 El hidróxido de aluminio formado se sedimenta y mecánicamente barre con las partículas del agua, el sulfato se disocia, originando un ión positivo A1 +++ y un ión negativo SO4-- que causan la precipitación de las partículas coloidales cargadas opuestamente al remover su carga por la combinación de los iones. En la práctica el sulfato de aluminio que se agrega al agua deja un sedimento. La coagulación es un método que ayuda en gran parte a remoción de bacteria patógenas, por lo tanto constituye una valiosa ayuda en el control bacteriológico de las plantas de purificación.

c.

1.

Filtración. La purificación del agua en gran escala, por medio de filtración fue empleada en Inglaterra en 1829, en una planta de purificación de la ciudad de Londres, diseñada por Simpson con objeto de remover turbidez. En el año de 1856 todos los suministros de Inglaterra usaron la filtración. En América fue introducido por primera vez en Estados Unidos en el año de 1937, en el agua Municipal. El proceso se ha modificado considerablemente desde que se empleó por primera vez, actualmente existen dos tipos de filtros: Filtros Lentos de Arena Se le conoce también con el nombre de filtro inglés, este consiste en varias capas de grava y arena, a través de las cuales pasa el agua, se construyen en unidades dobles para facilitar la limpieza, las paredes son de concreto y ladrillo en declive o escalonadas con dirección hacía el fondo, con objeto de evitar la formación de canales entre la arena y las paredes, en el fondo del filtro lo que constituye el lecho se encuentra un sistema de cañería de drenajes o losas perforadas que descansan sobre un colector, la capa del fondo es una grava gruesa con un espesor de 9 a 12 pulgadas, arriba de esta capa existen otra capa del mismo espesor, pero la grave es más fina que la anterior, arriba de esta capa hay otra de grava aún más fina, enseguida dos capas de arena, la de más arriba es de granos muy finos, esta última capa generalmente tiene 3 pies de espesor, algunas autoridades sanitarias

2.

d.

1.

sugieren que el total del espesor, de las capas de arena y grava sea de 42 a 48 pulgadas, más de este espesor la eficiencia del filtro no es funcional. La profundidad del agua sobre el filtro oscila entre 31/2 y 4 pies cúbicos, la velocidad de la corriente es de 4 a 5 pulgadas por hora. Este filtro trabaja mejor cuando está aparentemente muy sucio, debido a la formación de zoogleas, que se forman en la superficie de la arena, ha esta masa se le conoce con el nombre de "schmutzdecke" (del alemán cubierta sucia). El schmutzdecke atrapa todas las bacterias del agua y de esta manera ayuda a la eficiencia del filtro, la velocidad de filtración es de 3,000,000 de galones por 4046.44 m2 por día. Las objeciones de los filtros lentos son principalmente de naturaleza económica, ciudades grandes y durante el invierno en zonas frías, los filtros deben de encontrarse tapados. Filtros rápidos de arena. Este filtro fue inventado en Estados Unidos. El filtro consiste en unidades de hierro, acero, madera o concreto, éstas contienen arena, en estos filtros el agua es forzada a pasar a través del filtro, por acción de la gravedad, la velocidad en estos filtros es incrementada a 100,000,000 de galones por 4046.44 m2 por día. En este proceso, substancias tales, como el sulfato de aluminio o aluminato de sodio son siempre agregadas, con objeto de que al formar un hidrato gelatinoso precipitarán al mismo tiempo un material floculento. El hidróxido de aluminio formado, atrapa la materia en suspensión y las bacterias actuando a manera de un schmutzdecke artificial. Los filtros rápidos basan su acción en una operación mecánica y los filtros lentos en una acción biológica, lo que se refiere a la disminución de bacterias. Purificación química (desinfección). Se basa en la eliminación de bacterias por la acción de substancias químicas apropiadas. Las substancias químicas más frecuentemente usadas son: ozono, sulfato de cobre, cloro, su derivado hipoclorito de calcio (H.T.H.). Ozono. Este método consiste en la aplicación de ozono al agua, éste es obtenido cuando se hace pasar una corriente eléctrica a través del aire. El ozono puede se aplicado al agua por medio de un aparato especial llamado ozonizador en el punto señalado para la aplicación. El ozono tiene la ventaja de que no es necesario almacenarlo o transportarlo, es un agente oxidante poderoso, no solamente es un eficiente germicida, si no que tiene la habilidad de destruir por medio de oxidación la materia orgánica, algas, protozoos, otros microorganismos y vegetales en descomposición, los cuales le confieren al agua mal sabor y olores desagradables y color al agua. El ozono no le imparte al agua ni sabor, ni olor, ni color. No existe ninguna duda con respecto a la eficiencia del ozono en la purificación de suministros públicos de agua, la reducción de bacterias es acerca del 95%, lo que constituye una completa desinfección. La única objeción que existe a este respecto es que la aplicación de ozono a plantas

de purificación resulta costosa, por lo que su aplicación en nuestro medio es casi imposible. 2.

Sulfato de cobre. La acción del sulfato de cobre es debido a que constituye un veneno para el metabolismo de bacterias y algas. En presencia de bicarbonatos de calcio y magnesio, se origina la siguiente reacción: CuSO4 + Ca (HCO3) 2

3.

--------- CaSO4 +

Cu(OH)2 + 2CO2

El hidróxido de cobre formado actúa como coagulante, precipitando la materia orgánica en suspensión. El principal papel del sulfato de cobre en la purificación de aguas es como alguicida. Hipoclorito de Calcio. Este tratamiento químico es ampliamente usado en pequeñas instalaciones. El hipoclorito comercial es una mezcla de cloruro de calcio (CaCl2), hidróxido de calcio (Ca(OH)2) e hipoclorito de calcio (CaOCl2), su acción bactericida es debida a la formación de ácido hipocloroso, cloro libre y oxígeno naciente.

2CaCI2 + H2O

---------

Ca(CIO)2 + CaCI2 + H2O

---------

CaCO3 + 2HCIO

---------

HCI + O (naciente)

HCIO + HCI

---------

H2O + CI2

CI2 + CO2

-------------

2HCI + O (naciente)

-------------

CaCO2 + CI2

---------

2HCI + O (naciente)

Ca(CIO)2 + CO2 + H2O HCIO

CaOCI2 + CO2 CI2 + H2O

El hipoclorito de calcio es generalmente introducido en el agua en forma de solución concentrada, es uno de los métodos más prácticos para la purificación de aquellas fuentes que no tengan gran cantidad de materia orgánica 4.

Cloro Líquido. Es el método de desinfección en aguas más ampliamente usado, el 80% de las plantas de purificación en América lo emplean, el cloro es empleado y almacenado en cilindros los cuales están provistos de una llave que deja escapar el gas por medio de un tubo que se sumerge en el agua ha ser tratada; en algunos casos el cloro es disuelto en pequeña cantidad de agua antes de ser administrado al suministro principal. El cloro en esta forma y

correctamente administrado puede remover 85 a 95% de materia orgánica en suspensión y del 10 al 15% de materia orgánica en solución; con un tiempo de contacto adecuado, destruirá todas las bacterias patógenas que pueden encontrarse en el agua. Ventajas del cloro: a. Es económico b. Permite una instalación compacta c. Su aplicación es más uniforme.

5.

Preclorinación: este término indica, el proceso de la aplicación de cloro previa a la filtración. la precloración tiene como propósito una medida sanitaria de seguridad en aguas con alto contenido de polución orgánica, además mejora el procedimiento de coagulación y ayuda a eliminar mal sabor y olor del agua cuando son consecuencias del desarrollo de algas. La preclorinación generalmente es seguida de una postclorinación. Superclorinación: En algunos casos la preclorinación falla en lo referente a la remoción de sabores y olores debido a las algas, por lo que se usa en estos casos la superclorinación en los límites de 0.5 a 2.0 p.p.m. seguida de una declorinación, (elimina el exceso de cloro el tiosulfato de sodio -declorador). La clorinación aumenta los sabores clorofenólicos, la superclorinación, no. Clorominas. Una mezcla de cloro y amonio es uno de los procesos de purificación ampliamente usado en los últimos años. Los resultados obtenidos por este método son favorables a los que se refieren a economía, control de sabores y como un proceso bactericida eficiente. Cuando el cloro es agregado al agua que contiene amonio. Se unen químicamente formando compuestos conocidos con el nombre de "Cloraminas". La química del proceso es la siguiente: NH3 + H2O

---------

NH4 OH

CI2 + H2O

---------

HOCI + HCI

NH4OH + HOCI

---------

NH2CI (monocloramina) + 2H2O

NH4 OH + 2HOCI

---------

NHCI2 (dicloramina) + 3H2O

NH4 OH + 3HOCI

----------

NCI3 (tricloruro de N) + 4H2O

Las últimas tres reacciones dependen de la acidez del agua, a un pH de 8.5 ó más, se forma solamente monocloramina; a un pH de 4.4 solamente dicloramina; debajo de pH 4.4 se forma tricloruro de nitrógeno, esta última substancia no tiene poder germicida. A un pH de 7.0 las dos cloraminas existen en cantidades más o menos iguales. El gas amonio debe ser agregado antes del cloro y no debe existir un intervalo muy grande entre la

6.

B

aplicación del amonio y el cloro. La eficiencia germicida de las cloraminas es más grande que la del cloro, pero su acción se efectúa más despacio. Las cloraminas no se combinan con fenoles, ni otras substancias que se encuentran en los suministros de agua, las cuales confieren sabores desagradables al agua. Carbón activado. El uso de esta substancia en la purificación de agua tiene como objeto remover los olores y sabores desagradables en los suministros de agua. Se usa principalmente en el control de algas.

BACTERIOLOGIA DE AGUAS NEGRAS a. Conceptos. El término de "aguas negras" es usado, para definir el agua que ha sido usada por una comunidad y como una solución diluida de materias fecales y desechos de diferente naturaleza y procedencia. Desde el punto de vista higiénico constituye un importante vehículo en la transmisión de infecciones entéricas, por consiguiente la disposición de aguas negras es de considerable importancia y las autoridades sanitarias deben de tratar de eliminar: 1ero) del volumen de desechos y 2do.) Eliminarlos de tal manera que no representen un peligro para otras comunidades. En resumen las aguas negras o aguas servidas constituye el residuo líquido integrado por los desechos procedentes de una comunidad y contiene los desperdicios y restos de residencias, comercios y establecimientos industriales, así como aguas superficiales, subterráneas y de lluvia. El principal problema que plantea la depuración de aguas negras radica en la conversión de la materia orgánica, siempre presente, en una mezcla inofensiva, es decir, no peligrosa desde el punto de vista sanitario. Desde luego, semejante proceso, debe eliminar o destruir las bacterias patógenas que pudieran estar presentes. La depuración y evacuación de excretas humanos constituye un gran problema en regiones densamente pobladas, aunque merece atención muy cuidadosa, incluso en distritos rurales. Las materias fecales no sólo son desagradables sino peligrosas, ya que son las causantes de la perpetuación de algunas enfermedades. b Clases y número de bacteria. Las bacterias presentes en aguas negras varían considerablemente, clases y número. Las bacterias en aguas negras pueden ser divididas en dos grandes grupo: 1. Aerobias, todas las especies más comunes que se encuentran en la superficie del suelo, del agua y del tracto intestinal humano y de animales, están presentes; existe un sinnúmero de bacterias aerobias

en aguas negras, a continuación mencionaremos únicamente las más comunes: Bacillus subtilis, Proteus vulgaris, Bacillus mesentericus, Aerobacter aerogenes, Escherichia coli, Salmonella typhosa. 2. Anaerobias, generalmente son procedentes de la superficie del suelo, las más comúnmente encontradas son: Spirillum regula, Clostridium perfringens, Clostridium amylobacter, Clostridium butyricum. Existen otros microorganismos además de bacterias que se encuentran en aguas negras, tales como algas, mohos y protozoos. Entre los protozoos los más comunes y que se encuentran en gran cantidad son Mastigóforos, Infusorios y Sarcodinos. Algas de diferente especie y mohos son también encontrados en gran cantidad. La composición de las aguas negras es un excelente medio de cultivo para el desarrollo bacteriano. El número total de bacterias oscila de 500,000 a 12,000,000 por centímetro cúbico. La variación en el número se debe a muchos factores, como la temperatura, clase de agua, cantidad de materia orgánica presente. C.

Muestras y métodos de análisis. El examen bacteriológico en aguas negras, tiene aplicación cuando se trata de establecer comparaciones entre un drenaje y otro, en aguas negras cloradas, o efluentes de plantas de depuración. Las muestras bacteriológicas deben de ser colectadas, en frascos de boca ancha, tapón esmerilado, de vidrio resistente a temperaturas de 121ºC y esterilizados, existen dispositivos especiales para evitar la contaminación de la persona que capta la muestra, estos dispositivos son recipientes de metal para contener los frascos antes descritos, los cuales están provistos de un sistema de poleas, pesos y agarraderas para evitar la pérdida del frasco de toma de muestra. Las muestras deben ser colectadas simultáneamente en diferentes puntos del sistema de drenajes. 1. Método Normal de Diluciones. Prueba Presuntiva se aplica para cualquier muestra de desechos, aguas negras, efluentes de plantas de depuración de aguas negras. Prueba confirmativa, se aplica en el examen de efluentes de aguas negras cloradas. Prueba completa, se aplica para determinar los resultados de control de la calidad de agua, procedente después del tratamiento en plantas de depuración de aguas negras.

2. Método por membranas de filtración. Deben de manipularse los volúmenes de agua a analizar en grandes diluciones para evitar la obstrucción de los poros de la membrana y evitar falsos resultados. Los volúmenes recomendados son los siguientes: Para recuentos totales de bacterias, 0.000001, 0.00001, 0.0001 y 0.001 ml. Para investigación de grupo coliforme, 0.0001, 0.001, 0.01. D.

Métodos para evacuación de aguas negras. La experiencia ha permitido comprobar que el método más adecuado para este objeto depende en gran medida de la extensión de la zona a servir y de la densidad de población de la misma. Los mejores métodos para el campo no son aplicables en la ciudad o zonas industriales y viceversa. El sistema utilizado para conducción o transporte del agua recibe el nombre de alcantarillado. Retretes o excusados al aire libre: Se usan casi exclusivamente para hogares, escuelas, etc., en distritos rurales donde no existe instalación de cañerías. En la localización y construcción de estos servicios destacan las dos consideraciones siguientes: (1) no habrá posibilidad alguna de filtración hacia manantiales u otros abastecimientos de agua. (2) Deben construirse a prueba de moscas que más tarde pudieran volar a cocinas o comedores. Tanques sépticos: Este tipo de sistema de evacuación es de frecuente uso familiar en zonas rurales donde no existen servicios sanitarios públicos de ningún género. Para instalarlo se coloca un tanque de metal o concreto enterrado inmediatamente por debajo del nivel de la superficie del suelo, cerca de la casa, de manera que todos los residuos y desperdicios domésticos fluyan al mismo. Los materiales más pesados sedimentan en el fondo del tanque donde quedan sometidos a la acción de microorganismos anaerobios. Gran parte de las materias orgánicas son hidrolizadas y fermentadas con formación de gases y productos más simples. La porción líquida o efluente, y los gases abandonan lentamente el tanque y pasan al terreno de evacuación a través de tubos provistos de perforaciones y situados debajo de la superficie del suelo. Desde aquí difunden lentamente hacía la atmósfera o a las profundidades del terreno, se facilita este proceso cuando los suelos son de textura laxa o están formados de cascajo. Se clasifican con el nombre de cieno o fango a los materiales no digeridos que resistieron la acción microbiana, cuya acumulación es necesario evitar por bombeo periódico, con objeto de prevenir la obstrucción del tanque y drenaje. Las regulaciones sanitarias especifican la distancia que debe de separar a tanque séptico y terrenos de drenaje de los pozos de agua potable.

Tanques de Imhoff. Constituye una forma especial de tanque séptico que se utiliza a veces para tratar las aguas negras de pequeñas comunidades. Consta de dos pisos, con tiras inclinadas de madera en el fondo del piso superior, a través de las cuales sedimentan los sólidos en el compartimento inferior. En este lugar los microorganismos anaerobios llevan a cabo intensa descomposición biológica de los materiales sedimentados. El gas resultante de esta descomposición es casi en su totalidad metano, y puede usarse en la planta de evacuación como combustible para diversas operaciones. El líquido que todavía contiene materias orgánicas disueltas suele someterse a un proceso de digestión ulterior, o bien, es conducido a un río u otra corriente hídrica. Los materiales menos digeribles, o el cieno, son bombeados a intervalos para tratamiento ulterior antes de la evacuación final. La mayor parte de las bacterias patógenas no pueden sobrevivir a las condiciones imperantes en tanques de este tipo. Sistema del sedimento o fango activado. Este sistema se ha convertido rápidamente en el más popular para purificación de aguas negras por tratamiento biológico. Mientras los tanques sépticos y de Imhoff, están adaptados para acción anaerobia, el método del sedimento activado se basa en la intervención de organismos aerobios que producen descomposición más rápida y completa de las materias orgánicas que la obtenida con microorganismos anaerobios. Una vez eliminados el cascajo y los sólidos pesados de las aguas negras en bruto, penetran éstas en el tanque de sedimentación donde más de la mitad de la materia orgánica se deposita como en un vaso de agua fangosa. Las grasas y aceites se quitan de la superficie con espumareda y se queman. Los sólidos se envían por bombeo a una cámara de digestión mientras la porción líquida se inocula con sedimento maduro o activado procedente de un lote de aguas negras previamente tratado. Esta agua negras "energizadas" fluyen a tanques de aireación, donde la agitación mecánica y el aire comprimido mantienen la mezcla en movimiento constante, propiciando así, el establecimiento de condiciones aerobias. Las masas floculentas conteniendo microorganismos aerobios brindan ambiente ideal para la descomposición rápida, de suerte, que en seis u ocho horas, desaparecen de las aguas negras la mayor parte de las materias coloidales y orgánicas disueltas. El material líquido en el que sobrenadan partículas floculentas, se bombea a un clarificador o depósito final de sedimentación. Los flóculos de fango activado sedimentan. Una porción de los mismos se destina a "activar" un nuevo lote de aguas negras, y el resto se bombea a una cámara de digestión, donde se produce degradación biológica ulterior durante varios meses a 37ºC. Esta temperatura acelera notablemente la descomposición bacteriana de los sólidos. Se ha demostrado experimentalmente que la acción de las bacterias termófilas a 55ºC es más rápida, en cuanto se refiere a la digestión del fango o sedimento, que de las bacterias, mesófilas a 37ºC, si bien, se ha considerado como prohibitivo el costo del mantenimiento de temperaturas elevadas. En las

plantas modernas, el gas del alcantarillado, que se forma en las primeras etapas de la digestión de las aguas negras, es coleccionado y utilizado como combustible para elevar la temperatura del agua y entibiar así el sedimento, para calentar los locales de la planta de tratamiento, y para otros muchos afines. La experiencia indica que puede producirse como promedio 1 pié cúbico de gas por cada persona de la comunidad. Una vez que el sedimento ha permanecido durante varios meses en la cámara de digestión y se ha estabilizado, adquiere consistencia de pintura espesa, siendo entonces bombeado sobre lechos de desecación, donde después adecuadamente seco se vende como humus, o se elimina por procedimientos diversos. La porción líquida circulante queda así libre de materia orgánica, y es evacuada a un río u otro tipo de corriente. Con frecuencia se somete a cloración para destruir los gérmenes patógenos que puedan sobrevivir al tratamiento. Filtros de goteo. Consta de una serie de rociadores o distribuidores instalados en posición elevada que descargan el líquido desde los tanques de sedimentación, o desde algún otro depósito de tratamiento preliminar sobre un lecho profundo de piedras sueltas, cascajo u otros materiales toscos los cuales se cubren de bacteria similares a las encontradas en los flóculos de los tanques de sedimento activado, estos microorganismos hidrolizan y oxidan fácilmente la materia orgánica a medida que filtran lentamente a través del lecho, de manera que el líquido final de salida que llega a fondo es relativamente claro. Estos filtros suelen ser movidos intermitentemente o se hace girar a los distribuidores con lentitud con el fin de lograr la máxima eficiencia. No son adecuados para aguas negras en bruto o menos que contengan solamente material de fácil descomposición. Sin embargo han resultado útiles para tratamiento adicional del líquido efluente de grandes tanques sépticos o de Imhoff, o en la manipulación de residuos procedentes de fábricas de cereza, conservadas o plantas lecheras. Estanques de aguas negras. En recientes años han comprobado su eficacia en la manipulación de excreta y residuos domésticos en poblaciones hasta de 10,000 habitantes, los depósitos o estanques de estabilización de aguas negras en bruto. Se han mezclado además con las aguas negras y tratado con éxito, cantidades diversas de residuos de refinerías, mataderos y otras plantas. Se necesitan terrenos de unos 1742 de metros² de extensión con profundidad normal del líquido de 150 centímetros aproximadamente. El proceso de estabilización depende en gran medida de las acciones recíprocas entre algas y bacterias. Las bacterias oxidan y digieren los elementos constituyentes de las aguas negras haciéndolas inofensivas. Las algas utilizan bióxido de carbono, amoníaco y otras substancias resultantes de la acción bacteriana, y mediante fotosíntesis, producen oxígeno necesario para la función bacteriana aerobia. Durante el período de retención desaparecen totalmente los caracteres desagradables o nocivos de las aguas negras.

Factores diversos, como cantidad de agua de lluvia, evaporación, uso de agua per capita, y variaciones en el diseño del estanque de aguas negras de una comunidad determinada. Sin embargo este método económico de depuración y evacuación de aguas negras merece ser considerado en regiones donde se dispone terreno suficiente. e.

Exigencias bioquímicas de oxígeno. Cuando se permite la incorporación a corrientes fluviales, de aguas negras, líquidos residuales o desperdicios de industrias, no es raro observar la muerte rápida de plantas y peces. Se produce tal fenómeno por virtud de las grandes exigencias bioquímicas de oxígeno por parte de estos productos de desecho, que se acostumbra representar por las iniciales D.B.O. demanda bioquímica de oxígeno (derivado de terminología técnica inglesa B.O.D. "biochemical oxygen demand"). Semejante exigencia, necesaria para que concurran las condiciones adecuadas que permitan la oxidación de la materia orgánica existente, priva de oxígeno a las plantas y animales con muerte consecutiva. Naturalmente este hecho afecta a peces y otros grupos de animales acuáticos, y obliga a tomar medidas para reducir el D.B.O. de los materiales que se depositan. Para lograr este objetivo se dispone de varios métodos como uso de filtros de goteo, burbujeo de aire en los residuos, o instalaciones de agitadores potentes con el fin de airear el líquido de salida. Mediante la práctica en estos tratamientos, puede llegarse a obtener pruebas de B.O.D. en forma periódica y en diferentes puntos de la corriente cerca del material sospechoso. La demanda bioquímica de oxígeno (B.O.D.), de aguas negras, efluentes de plantas de depuración, aguas poluídas o desechos industriales, en cantidad de oxígeno disuelto, en miligramos por litro (p.p.m.), que se necesita durante la estabilización de la materia orgánica putrecible, por la acción bioquímica aerobia. Se determina esta cantidad diluyendo porciones adecuadas de la muestra en una agua saturada con oxígeno y determinando el oxígeno disuelto en la mezcla, tanto inmediatamente como después de un período de incubación que, por lo general, es de 5 días, durante el cual se mantiene condiciones favorables para la acción biológica. La estabilización completa necesita más de 100 días a 20ºC, pero no son prácticos tan largos períodos de incubación, salvo para propósitos de investigación, recomendándose como procedimiento normal el período de 5 días. La presencia de B.O.D. en agua potable, se le considera como un indicador químico de contaminación, el límite mínimo admitido de D.B.O. es de 6 mg/l, ó p.p.m.

f.

Combinación de métodos para ciudades. Los sistemas de depuración y evacuación de aguas negras deben satisfacer tres requisitos esenciales, a saber: 1. Muerte de las bacterias patógenas como Salmonella Typhosa. 2. La materia orgánica debe convertirse en inorgánica, es decir, en inofensiva. 3. Deben ser eliminados los elementos sólidos resistentes a la descomposición.

Se obtendrá tales resultados con el gasto mínimo, que en el mejor de los casos, es siempre bastante elevado. La instalación de una planta de purificación de aguas negras para una gran ciudad cuesta millones de dólares, y muchos miles anuales su mantenimiento. Requiere varios metros de terreno, y además su funcionamiento no creará peligro alguno para la localidad en que se encuentra enclavada. Los edificios, terrenos y jardines, suelen estar bien planeados resultando en consecuencia atractivos. Los agentes productores de los cambios son principalmente bacterias, y como es preciso estimular la acción bacteriana, no se usarán nunca desinfectantes en el tratamiento de las aguas negras en bruto. El planeamiento y construcción de una planta de depuración de aguas negras requiere los servicios de un Ingeniero Sanitario, y en algunos casos, plantea un auténtico reto a su ingenio y buen criterio. La operación debe llevarse a cabo en varios tiempos, que variarán según las condiciones, pero que en la mayor parte de los casos seguirán el siguiente orden: 1. Las aguas negras procedentes del riego de calles, y de lluvia, y las que pudiéramos llamar sanitarias (derivadas de lavados, baños, pilas de cocina, etc.) se colectarán y vaciarán por separado, ya que las primeras no necesitan tratamientos costosos. 2. Mediante un proceso de criba se eliminan los materiales toscos, que se depuran separadamente. 3. A veces se somete la porción a reposo en depósitos de sedimentación, para eliminación ulterior de los sólidos más pesados. 4. A continuación se tratan las aguas negras por uno de ambos dispositivos: tanque de Imhoff o cámara de sedimento activado. 5. Si se utiliza el método de tanque de Imhoff, y especialmente, si la planta es de tan pequeña capacidad que las aguas negras permanecen en la misma durante tiempo insuficiente, puede completarse la operación mediante el uso de filtros de goteo. Estos terminan la descomposición y purificación, airean el producto y lo convierten en menos nocivo. 6. En ocasiones se practica cloración antes de evacuar las aguas negras al río. 7. El sedimento o fango se eliminará por el método menos costoso disponible. C

BACTERIAS MOLESTAS EN AGUA

a.

BACTERIAS FERRUGINOSAS. 1. Características generales: Se considera que las "bacterias ferruginosas" son capaces de extraer el hierro presente en su hábitat acuoso y de depositarlo en la forma de hidróxido férrico, sobre o en sus secreciones mucilaginosas; un mecanismo más o menos similar existe en las bacterias que aprovechan el manganeso. La gran cantidad de limos de color café que se produce en esta forma imparte un tinte rojizo y un olor desagradable al agua potable y puede llegar al límite de hacerla impropia para propósitos domésticos o

industriales. Entre sus efectos indeseables se puede encontrar la corrosión en manchas y la tuberculación de origen bacteriano. Las bacterias de este tipo obtienen su energía de la oxidación del hierro ferroso al estado férrico, el que se precipita como hidróxido férrico y aumenta particularmente las pérdidas por fricción en los acueductos. Pueden obtener el hierro de la tubería misma o del agua que conduce; la cantidad de hidróxido férrico que depositan es muy grande en comparación con las células envueltas. Algunas bacterias que no oxidan el hierro ferroso pueden sin embargo, ser la causa indirecta de su disolución o de su deposición; en su crecimiento ellas pueden liberar hierro, o pueden alterar las condiciones del medio, para permitir la disolución o deposición del hierro. Se puede producir menos hidróxido férrico, pero en cambio, se estimula la producción de olores y sabores. 2. Clasificación: Hay gran número de organismos que pueden utilizar el hierro como fuente de energía o provocar su deposición y se incluye entre ellos, algas y protozoarios. No es posible, por ahora, una clasificación de las bacterias ferruginosas que se base en caracteres morfológicos o de cultivo, por ejemplo, el Bergey's Manual, en base de algunos caracteres morfológicos, incluye tipos taxonómicos muy divergentes; incluye tres géneros Sphaerotilus, Leptothrix y Toxothrix en la familia de las Chlamydobacteriales, mientras que el género Crenothrix constituye una familia por sí mismo; estas son formas filamentosas que depositan hierro en sus envolturas. Existe sin embargo, la duda sobre la propiedad del término de bacteria ferruginosa para el Sphaerotilus, que según se ha demostrado, puede acumular azufre elemental en presencia de baja concentración de oxígeno y de pequeñas cantidades de ácido sulfhídrico. El género Gallionela se sitúa en la familia de las Caulobacteraceas, y se enumeran cinco especies, aunque la especie Gallionela ferruginea es la más común. Esta familia consiste en bacterias filamentosas que, además de la Gallionela, comprende otros miembros que normalmente no se consideran como bacterias ferruginosas, como son los géneros Siderophacus y Nevskia. De la familia Siderocapsaceae, la especie Ferrobacillus ferro-oxidans es la más común e importante en América. 3. Enumeración: La carencia de medios de cultivo definidos ha impedido la enumeración por este método, y por lo general, solo se define su presencia o su ausencia; se recomienda el examen directo de muestras de campo o el examen de porta objetos que se hayan suspendido en las aguas que se supone que contiene bacterias ferruginosas. Ayuda mucho la eliminación de hidróxido férrico con ácido clorhídrico diluido y puede ser útil la tinción con la solución de yodo de Lugol, carbofucsina y violeta de genciana. 4. Cultivo y estimulación: Algunas veces se puede cultivar las bacterias ferruginosas haciendo pasar lentamente una corriente de agua sobre porta objetos de cristal. Se

puede preparar en la forma siguiente un medio adecuado: Se disuelve dextrosa en agua destilada para obtener una concentración de 10 mg/l; se distribuye en porciones de 50 ml. en matraces erlenmeyer se esterilizan en autoclave, y de una solución madre recién preparada, se agrega suficiente sulfato ferroso para dar una concentración de 10 mg/l, este medio se inocula con 8 ml. de la muestra, se incuba a 20ºC por 3 a 4 semanas y se examinan al microscopio las proliferaciones. Solamente con raras excepciones se han obtenido cultivos puros de bacterias ferruginosas. b.

BACTERIAS SULFUROSAS O SULFOBACTERIAS.

1.

Características generales: Por la amplia diversidad en sus relaciones, las bacterias sulfurosas son bastantes difíciles de agrupar. Un grupo lo constituyen las bacterias verdes, que se desarrollan en un medio que contenga ácido sulfhídrico; para ellas el ácido sulfhídrico es un donador de hidrógeno y lo oxidan únicamente a la forma de azufre libre. Otro grupo, el de las bacterias sulfurosas púrpura) y los almacenan como azufre elemental. La mayoría de ellas son autotróficas, y todas reducen el bióxido de carbono para obtener energía, aunque también usan otras substancias. Se consideran molestas por el hecho fundamental de que algunas de ellas producen ácido sulfhídrico y porque pueden ser destructoras del concreto y otras estructuras. Clasificación: El Bergey's Manual incluye cinco familias, 29 géneros y 80 especies de organismos que se pueden considerar como bacterias sulfurosas; no todas ellas se reconocen por examen microscópico. Aparte de éstas se pueden incorporar al grupo algunos otros organismos (como Sphaearotilus , unos cuantos géneros de Vitreocilla, Bactoscilla y Microcilla lo mismo que alguna alga ocasional, de las que no se conocen bien sus relaciones ecológicas con el azufre). Algunas de estas especies no son importantes en este curso; Por ejemplo, las formas predominantes marinas y las bacterias sulfurosas verdes (Chlorobacteriaceae), aunque pueden cambiar este punto de vista por los progresos modernos actuales en lo referente en la conversión de aguas salinas. En la clasificación de Bergey, la primera familia importante de bacterias sulfurosas incoloras es la Thiobacteriaceae, que comprende cinco géneros con diecisiete especies, de las cuales se conoce muy poco, con excepción de cuatro. Las tres especies de Thiobacterium se conocen principalmente por las investigaciones en Europa, y se sabe que depositan azufre libre dentro o fuera de sus estructuras. Las células de Macromonas son grandes y de movimientos lentos y contienen, a la vez, azufre y cristales de carbonato de calcio. El género Thiovulum se encuentra tanto en ambientes marinos como en los de agua dulce, y sus células esféricas alcanzan un diámetro de 20 micras; giran rápidamente sobre su eje y son aerobias o microaerófilas. Es

2.

3.

numeroso el grupo Thiospira, constituido por espirales natatorias, con gránulos de azufre muy evidentes. Solamente una especie de las Athiorhodaceae, Rhodopseudomonas palustris, se pueden denominar, con propiedad bacteria sulfurosa y oxida al tiosulfato. Es poco conocida. La familia Chlorobacteraceae comprende bacterias verdes, los seis géneros que comprenden se encuentran en raras ocasiones. El género Thiobacillus es autotrófico, es importante el T. Concretivorus un bastoncillo corto que corroe las alcantarillas de concreto y otras estructuras de concreto; precipita el azufre. El género en conjunto, o cuando menos siete de sus nueve especies, es importante para el hombre y se encuentra en el ciclo del azufre. Todas las bacterias anteriores se presentan en forma aislada, pero las células del Thiobacterium se pueden encontrar aglomeradas en una gelatina. La Thiorhodaceae, o familia de las bacterias sulfurosas rojas, contienen trece géneros de bacterias de púrpura o rosa pálido, y en nueve de ellos se presentan cierta forma de agregación, una masa gelatinosa o una cápsula, por lo general no constituyen una molestia. (Son desodorantes en lagunas de oxidación). Bacterias sulfurosas filamentosas, incoloras que oxidan el ácido sulfhídrico, con acumulación de azufre dentro de sus células Beggiatoa y Thiothrix. La familia Achromatiaceae contiene un solo género, Achromatium, poco conocido, generalmente es un organismo de aguas lodosas. Enumeración y cultivo: No hay en la actualidad un método satisfactorio de enumeración general. Se han ensayado diversos métodos de cultivo para la propagación y enumeración de bacterias sulfurosas, los cuales se reducen a un examen microscópico de las muestras, identificándolas por sus caracteres morfológicos. Se dispone de medios para el aislamiento de cultivos puros de Thiobacillus thioparus, Thiobacillus thiooxidans, Chromatium okenil, Baggiatoa alba, los cuales serian largos de mencionar en este curso.

D

BACTERIOLOGIA DEL AGUA DE MAR.

1.

Conceptos generales. Las bacterias marinas son muy importantes, para la vida de plantas y animales del mar, al extremo de que si no fuera por la actividad bacteriana, todo signo de vida cesaría en el mar. Las bacterias marinas son importantes, porque: a. Descompone los complicados residuos de plantas y animales, en forma útiles de nitrógeno, carbono, fósforo y otros elementos esenciales. b. Son responsables, de la oxidación del azufre, la oxidación de amoníaco a nitritos y nitratos, reducción de sulfatos, desintrificación y otros procesos. c. Su actividad tiene influencia en la distribución del oxígeno, hidrógeno, nitrógeno, bióxido de carbono y otros gases.

d. Las bacterias sirven de fuente alimenticia para protozoos y otros animales. e. Desde el punto de vista geológico tienen influencia en la deposición y cambios de los materiales sedimentarios. f. Las bacterias marinas afectan la deposición del hierro, precipitación de muchos constituyentes minerales y de aquí la evidencia que la formación, acumulación y migración del petróleo es influenciado por la acción de las materias marinas. g. El papel que desempeña en la formación de fango mineral y en la determinación de la naturaleza del fondo del océano, sus relaciones con otras formas de vida parece de gran importancia en lo que se refiere a sus aspectos simbióticos y antagónicos. h. El estudio de las bacterias marinas, contribuye a la resolución de problemas económicos prácticos, tales como las causas de descomposición de productos marinos, deterioro de flotadores de cocho, cuerdas, estructuras de maderas de los barcos, etc. 2.

Características de las bacterias marinas. Las actividades de las bacterias son influenciadas por ciertos factores y condiciones ambientales, tales como, temperatura de agua, profundidad, salinidad, proximidad a las costas, (las bacterias que habitan en el fondo del océano se llaman organismos bentónicos, las que viven propiamente en el agua se denominan organismos pelágicos), penetración de los rayos solares, movimientos del agua marina, etc. las bacterias marinas constituyen un grupo que no ha sido estudiado suficientemente, pero en líneas generales presentan las siguientes características: a. Morfología, aproximadamente el 80% de las bacterias marinas son bacilos Gram negativos, activamente móviles para mejor adaptación a la vida acuática, las colonias del tamaño más pequeño que las encontradas en el agua dulce a excepción de las bacterias sulfurosas que producen colonias más grandes, las bacterias esporuladas generalmente se encuentran ausentes en el agua de mar, sin embargo pueden encontrarse en depósitos de fango en el fondo del mar. b. Características culturales, crecen más despacio, produciendo colonias pequeñas, en agar nutritivo, algunas son productoras de pigmentos, son aerobias facultativas en su mayoría, su temperatura máxima oscila entre 18 y 22ºC. c. Características fisiológicas, las bacterias marinas son extremadamente versátiles y hay especies capaces de atacar cualquier clase de substrato orgánico; muchos compuestos orgánicos son alterados de sus actividades, lo mismo que los inorgánicos. Las bacterias marinas son proteolíticas y débilmente sacarolíticas; la acción fermentativa de las formas marinas es débil y raras veces se encuentran formas bacterianas fermentadoras de lactosa; bacterias productoras de gas se encuentran cerca de las costas procedentes de drenajes de las ciudades que vierten sus aguas negras en el mar.

Todas las bacterias marinas liberan amonio de substratos de peptona y cerca de un 75% licúan la gelatina. La luminicencia es una propiedad fisiológica de muchas bacterias marina. Bacterias luminicentes son muy a menudo encontradas en pescados en estado de putrefacción. La parte más importante es la relación recíproca que existe entre bacterias es proveer de materiales nutritivos a las plantas, las plantas muertas son atacadas inmediatamente por las bacterias y constituye la principal fuente de nutrientes orgánicos. Las bacterias marinas tienen también relaciones recíprocas con los animales del mar, hay numerosas bacterias en el tracto digestivo y por su actividad enzimática ciertos alimentos son descompuestos en formas asimilables. 3.

Aspectos Sanitarios del agua y mar. Estos aspectos son cada día más importantes, por la cantidad de aguas negras, desechos industriales, son arrojados en los estuarios, bahías y costa de los océanos. El peligro que representa está en relación en la demanda de alimentos marinos, como ostras, mejillones, almejas, que generalmente se comen crudos o parcialmente cocinados, y por consiguiente casos de cólera y de fiebre tifoidea han sido causados por estos animales marinos.

E

CONSIDERACIONES SOBRE LA PRESENCIA DE VIRUS EN AGUA.

1.

Conceptos generales. Ciertos virus capaces de producir enfermedades, son excretados en los drenajes en grandes cantidades con las heces de numerosos individuos enfermos y sanos. Con la actual demanda de agua, se hace cada día más imperiosa, la necesidad de purificar aquella cantidad de agua que ha sido usada por la comunidad, y de aquí surge la necesidad del establecimiento de plantas de tratamiento para aguas negras. Muchos desagües desembocan en presas, ríos, riachuelos, lagos, etc., los cuales podrían llegar a contaminar las fuentes de abastecimientos públicos, los cuales si no han sido sometidos a tratamientos adecuados de purificación, el riesgo a la transmisión de enfermedades a virus es grande, los métodos de desinfección para la purificación de aguas, deben ser capaces de destruir además del grupo coliforme, los virus. Virus entéricos. Definición: Los virus entéricos, pueden ser definidos desde el punto de vista sanitario, aquellos que pueden encontrarse en grandes cantidades en las heces de individuos afectados y por consecuencia en aguas negras. Esto incluye la hepatitis a virus, ECHO virus (poliovirus, coxsakie virus). Estos virus no han sido aislados de agua potable, la cual se a tratado en forma correcta y adecuada.

2.

a.

b.

c.

d.

Generalmente, la mayoría de epidemias a virus por el agua, se originan, porque los tratamientos son inadecuados, o por causas accidentales se discontinúa el tratamiento de purificación en su fase de desinfección durante un período más o menos largo. Virus de la Hepatitis Infecciosa. Este virus no ha podido ser cultivado en células vivas, ni en animales de laboratorio. Ha sido demostrada la enfermedad, por inoculaciones y administración oral de material infectado con virus, en voluntarios humanos. La hepatitis infecciosa es normalmente transmitida por la ruta fecal-oral, generalmente por contacto personal y existe la posibilidad de ser transmitida la hepatitis por agua contaminada con heces infectadas. Se ha considerado en varios estudios e investigaciones que un tratamiento adecuado para la desinfección y destrucción del grupo coliforme y entéricos patógenos con niveles bajos de cloro, no ha sido efectivo para la destrucción del virus de la hepatitis infecciosa. En aguas en que se sospecha la presencia de virus de hepatitis se recomienda un tratamiento con niveles de cloro más altos. Poliovirus Hay tres tipos serológicos de poliovirus, los cuales son fáciles de cultivar en el laboratorio por medio de cultivo de tejidos. Los poliovirus son responsables de la poliomielitis paralítica y un gran porcentaje de meningitis. La infección a poliovirus es trasmitida por la ruta oral-fecal por contacto directo, o bien existe la posibilidad de ser trasmitida por el agua procedente de un suministro con procedimientos inadecuados de desinfección. Coxsackie virus. Los virus coxsackie clasificados en el grupo A (19 tipos serológicos) y B (5 serológicos). El grupo A, causa meningitis aséptica; el grupo B, las cepas son responsables de meningitis y miocarditis infantil. Ambos grupos pueden causar enfermedades diarréicas en infantes y niños. La transmisión de estos virus es probablemente su transmisión de estas enfermedades. Adenovirus. La clasificación de estos 19 virus, está basada en la solubilidad del antígeno. Los virus de este grupo un número de enfermedades respiratorias del tipo influenza, catarro e infecciones de los ojos. La transmisión de estos virus probablemente es por la vía respiratoria. Se ha comprobado que el tipo adenovirus 3 causa una fiebre faringeoconjuntiva, esto ocurre en personas que concurren a piscinas muy bien cloradas; el Dr. Norman Clarke del Robert A, Taft del Sanitary Engineering Center (Cincinnati), ha demostrado que el adenovirus tipo 3 es destruido con bajos niveles de cloro, y ha sugerido que esta infección producida por este virus puede ocurrir por el aliento, respiración cerca de individuos que tienen la membrana conjuntiva irritada por la acción del cloro de la piscina.

e.

ECHO (enteric Cytopathogenic human orphan) Actualmente este grupo comprende 21 agentes serológicamente distintos, se encuentran en las heces de individuos infectados. En el laboratorio producen cambios citopatogénicos en tejidos renales procedentes de humanos y simios, no tienen relación con ninguna enfermedad conocida (son huérfanos en la búsqueda de enfermedades). Sin embargo se han asociado y relacionado con ciertos casos de meningitis, fiebre del heno. Se ha sugerido que miembros de este grupo podrían ser los causantes de ciertas diarreas infantiles, por lo que existiría la posibilidad de ser trasmitida por la ruta oral-fecal y por consiguiente por agua contaminada con heces fecales.

3

Aislamiento de virus en aguas negras. Técnicas. Con dispositivos o frascos especiales. Las muestras se captan por inmersión del dispositivo o frasco de muestra. Este método es útil para obtención de datos cuantitativos, puesto que es captado un volumen determinado. Método de la almohadilla de gaza. La almohadilla de gaza es sumergida en la corriente de aguas negras, en varios períodos de tiempo, con objeto de que los virus queden atrapados en el algodón, con este método no se pueden encontrar resultados positivos cuantitativos.

a.

b.

4

Desinfección del agua.

a.

Cloración. Es la substancia química más frecuentemente usada. La resistencia al cloro con relación a un microorganismo determinado se expresa como la cantidad de cloro necesaria para destruir una cantidad determinada de virus, en un tiempo conveniente. Se han obtenido algunas referencias: El adenovirus tipo 3 es más sensitivo al cloro que la E. Coli. El virus coxsackie A2.

1. 2. b.

Yodinación. Aunque no es tan efectivo como el cloro, es un germicida excelente, pero tiene la desventaja que en presencia de gran cantidad de materia orgánica tiende a ser inactivado. Su empleo es principalmente para la desinfección de pequeños suministros privados, en casos de emergencia, como rotura de la cañería de abastecimiento de agua. La resistencia al Yodo es expresada como la cantidad necesaria para destruir una determinada cantidad de virus en un tiempo adecuado. Se han obtenido las siguientes referencias:

1. 2.

El ECHO, tipo 7 y el poliovirus tipo 1, es de 8-30 veces más resistente al Yodo que la E. coli. El coxsackie A9, es 100 veces más resistente que la E. coli.

5.

Conclusiones. El papel que el agua desempeña como vehículo de la transmisión de enfermedades á virus, no ha sido bien determinada por la carencia de técnicas propias, adecuadas, exactas y fáciles para el aislamiento de estos agentes.

F

EXAMEN MICROSCOPICO DEL AGUA, (Estudio del plancton).

a.

Conceptos La vida microscópica del agua está íntimamente relacionada con la salud y bienestar del género humano, por lo que el estudio de Microbiología del agua ocupa un lugar importante en el desenvolvimiento de la colectividad humana de un pueblo. A mediados del siglo pasado fue cuando se reconoció la significación y la importancia de los microorganismos del agua, el Doctor Hassall de Londres, Inglaterra, fue el primero en llamar la atención sobre el valor y la importancia de los exámenes microscópicos en la interpretación de los análisis de agua, su método y procedimientos son desconocidos, pero, con toda probabilidad consistía en el examen de algunas gotas de sedimento, colectado después de dejar que el agua sedimentara durante algún tiempo, en un recipiente adecuado a este fin. Casi en la misma época Ferdinando Colm 1853 en Europa, estudió y publicó su obra "Organismos Vivientes en Agua Potable", trabajo en el cual indicaba la relación de la vida acuática con la pureza del agua. Desde esta época los exámenes microscópicos han ido cobrando importancia en los estudios sanitarios del agua.

b.

División de los microorganismos. Dos grandes grupos de microorganismos son importantes porque afectan la pureza y la calidad del agua de diferentes maneras:

Organismos Microscópicos (Plancton). a. No requieren cultivos especiales. b. Fáciles de estudio al microscopio. c. Su tamaño es microscópico o ligeramente más grande. d. Son protistas, vegetales o animales. Microorganismos

Organismos Bacterianos. a. Requieren cultivos especiales. b. Su estudio es difícil en el microscopio. c. Su tamaño es microscópico y ultramicroscópico. d. Son protistas. Nos ocuparemos únicamente del plancton, puesto que de los organismos bacterianos nos ocupamos ampliamente, en el inciso A. La palabra plancton fue introducida en 1887 por Hensen, esta palabra deriva del griego, que significa "errante" Se incluyen como plancton los grupos siguientes:

Protozoos Protistas Mohos Algas Vegetales Plancton

Hongos

Animales

Rotíferos Crustáceos Poríferos Briozoos Pequeños gusanos Huevos de parásitos Larvas de insectos

c.

Importancia del plancton en el examen microscópico del agua. Tiene importancia para calificar la calidad de un agua, puesto que la presencia de plancton da lugar a las siguientes alteraciones:

1. 2. 3. 4. 5.

Olor y sabores desagradables. Puede obstruir los filtros Modificar frecuentemente pH, alcalinidad y dureza. Cambia el color y turbidez. En el plancton con elementos de función clorofiliana, en presencia de luz solar, se absorbe CO2 y se entrega oxígeno, en balance de sus procesos metabólicos. Causan corrosión por oxígeno depolarizante. Puede causar fenómenos tóxicos.

6. 7.

8.

10.

Existen algas que pueden proliferar sin la luz solar, en las redes de distribución. Algunas de estas especies son resistentes al cloro, en dosis normales. Algunas especies producen sustancias mucilaginosas que interfieren con la operación de los condensadores en sistemas de enfriamiento y con procesos de industria. Alteran la radiactividad.

d.

Propósitos del examen microscópico del agua.

1.

Para explicar las oclusiones o taponamientos de tuberías y filtros auxiliando en los proyectos y la operación de obras sanitarias de abastecimiento de aguas. Para explicar las causas del color y turbidez de las aguas, o bien la presencia de olores o sabores objetables, indicando así los métodos posibles para su eliminación. Para identificar el origen de un agua que se está mezclando con otra. Para definir la polución con aguas negras o con desechos industriales. Para conocer el progreso de la autopurificación de las corrientes y de otras masas de agua. Como auxiliar en los estudios de la ecología de peces, ostras y otros organismos acuáticos lográndose una información adecuada en relación con los alimentos, parásitos y otros factores que afectan el bienestar de estas formas. Para precisar si las aguas profundas se contaminan con aguas superficiales sin filtrar.

9.

2.

3. 4. 5. 6.

7.

e.

Identificación del plancton Los crecimientos de algas y de otros elementos planctónicos deben de ser detectados y controlados antes que causen los problemas enumerados en el inciso c. Para ello deben de identificarse los géneros o aún especies y las poblaciones de cada una. Es difícil salvo para quienes han recibido un entrenamiento especial lograr identificar con propiedad el plancton, pero en este curso, en el manual de prácticas se efectuarán dos prácticas, las cuales proporcionarán una orientación, para que el Ingeniero se forme idea y el concepto del examen microscópico del agua, a continuación, se menciona, las principales etapas para efectuar este examen.

1.

Procedimientos para la recolección de las muestras de aguas. Con propósitos de obtener muestras representativas, los puntos de muestreo deben de seleccionarse cuidadosamente, tomando todas las precauciones posibles para que la muestra contenga una representación adecuada de todos los organismos y para que, a la vez, se encuentre libre de desperdicios flotantes, lodo y materiales extraños.

Los puntos de muestreo han de ser, esencialmente los mismos que se seleccionan para muestreos químicos y bacteriológicos, para que se puedan relacionar los resultados en forma razonable. A.

Recolección de las muestras. Para la recolección de las muestras pueden usarse muestreadores especiales, como los del tipo Kermmerer, Hale, Irwin, etc. En muchos casos, sin embargo, la muestra de plancton se toma, simultáneamente, con las destinadas a análisis químicos, bacteriológicos, en este caso y si se considera adecuada la muestra superficial, puede usarse un frasco ordinario de vidrio, siendo ideal para este propósito un frasco limpio, no necesariamente estéril, de boca ancha con tapón de vidrio, de 2 litros de capacidad; según algunos biólogos, es suficiente una muestra de 200 ml. pero en general tiene grandes ventajas la obtención de mayores volúmenes. Para hacer la recolección se sumerge el frasco, hasta donde sea posible, sin el tapón y con la boca hacía abajo, y después se invierte a su posición normal para llenarlo. Si se trata de examinar la muestra, mientras se encuentren vivos los microorganismos, debe conservarse a la temperatura original o enfriarse a más baja temperatura, hasta que se verifique el examen. Por ningún motivo debe quedar expuesto el frasco a la luz solar, aunque en un día frío, y deben tomarse las precauciones apropiadas para evitar que se agote el oxígeno disuelto, teniendo cuidado de no llenar completamente el frasco de muestra. Son esenciales estas precauciones por que los organismos son muy esenciales estas precauciones por que los organismos son muy sensibles a los cambios del medio, se ha investigado que una elevación de 10ºC, en 30 minutos es letal para especies comunes de plancton, mientras que se ha observado que es relativamente innocuo el enfriamiento de las muestras.

B.

Preservación y almacenamiento Si la muestra no se va a examinar en la forma que se indica anteriormente, debe preservarse con adición de formol, para lo cual se agregan de 3 a 5 ml. de formol comercial a cada 100 ml de muestra; En trabajos rutinarios se agrega alrededor de 40 ml por litro. Como los colores de los organismos se desvanecen rápidamente, la muestra preservada de plancton debe conservarse en la obscuridad. En condiciones favorables, aunque se desdoblen los carotenos y la xantófila, la clorofila retiene bien su color, habiéndose demostrado que se puede identificar la mayor parte de los organismos de una muestra preservada, después de varios años de almacenamiento. Para propósitos prácticos presenta ciertas ventajas una muestra preservada, pero debe de recordarse que, con frecuencia, produce graves contracciones o distorsiones en la forma del organismo. Para reconocimiento de las formas que pueden haberse deformado con el preservativo, es conveniente la comparación ocasional con muestras vivas del mismo origen.

2.

Concentración de las muestras de agua. Si los organismos son numerosos en la muestra original, no se necesita la concentración de la muestra, antes bien, en los casos de grandes florecimientos puede necesitarse su dilución. No se ha llegado a unificar su criterio, en relación con el número conveniente de organismos, por unidad de volumen de muestra, que pueda servir de una base para enumeración exacta. Sin embargo para propósitos prácticos es necesario fijar, de inmediato, algunos límites arbitrarios, considerándose una muestra satisfactoria contenga una concentración suficiente para producir, cuanto menos, 10 organismos por campo de Whipple (micrómetro), cuando se usa la celda de enumeración o una membrana de filtración de 25 mm de diámetro. Cuando es necesario concentrar la muestra se usan varios métodos, de los cuales mencionaremos únicamente dos, por ser los métodos que se emplearán en el manual de laboratorio, estos métodos son: 1. Concentración por el método de Sedgwick-Rafter. 2. Concentración por el método de Membranas de Filtración. Sin embargo cuando no se posee equipo necesario para los métodos anteriores se puede usar el método de sedimentación de los organismos, por la acción de la gravedad, después de haber agregado a la muestra un agente preservativo, para producir la aniquilación rápida de todos los organismos se cierra herméticamente el frasco, para evitar la evaporación o la entrada de polvo, y se deja reposar en la obscuridad por unas dos semanas, al cabo de las cuales se ha sedimentado en el fondo la mayor parte del plancton. Se sifonea cuidadosamente el agua hasta extraer unas cinco sextas partes o más del contenido original, teniendo cuidado de no alterar el fondo ni la película superficial, pues los organismos se encuentran en ambas partes si no queda suficientemente concentrada la muestra resultante, se repite el procedimiento hasta por 3 o 4 veces, empleando una probeta para la sedimentación. Como debe permitirse un reposo de dos semanas para cada sedimentación, se comprende de inmediato que este método es demasiado tardado, resultando poco práctico.

3.

Aparatos para el examen microscópico. 1. Método de Sedwick-Rafter. a. Embudo de filtración b. Discos de tela c. Arena de filtración d. Micrómetro de Whipple. e. Celda de Sedwick-Rafter f. Microscopio. 2. Método por Membranas de Filtración a. Unidad de filtración. b. Membranas de filtración de 47 mm ó 25 mm de diámetro c. Almohadillas absorbentes d. Láminas de microscopio. e. Aceite de inmersión

f. Micrómetro de Whipple. g. Microscopio. El uso de estos aparatos y conocimientos de los mismos se efectuará en las prácticas de laboratorio. 4.

Expresión de los resultados de un examen microscópico. Por varios años se ha venido usando la unidad cúbica normal, por ser un método de expresión cuantitativa de los resultados, pero su aplicación es más compleja y además, no se comprende tan fácilmente, por lo que se usa más frecuentemente la información de los resultados en términos de partes por millón (p.p.m.) o más correctamente en miligramos por litro (mg/l). El método de Sedwick-Rafter, da resultados de volumen en unidades cúbicas normales. Como la unidad cúbica normal está representada por un cubo que mide 20 micras por lado, con un volumen de 8000 micras, el volumen de cada organismo en términos de unidades cúbicas normales se obtiene: Volumen en micras ³ Volumen en unidades cúbicas normales = 8000 El método de membranas de filtración expresa los resultados por número de organismos por mililitro de agua, usando la siguiente fórmula:

N = C x 255 V x 10 N C V 255

= = = =

ó

C x 25.5 V

de donde:

Número de organismos/ml Recuento de organismos en 10 campos Volumen de la muestra filtrada. Area efectiva de filtración en mm cuadrados de una Membrana de filtración de 25 mm.

Cuando se usa membranas de 47 mm de diámetro se usará la fórmula: N = C x 960 V x 10

ó

C x 96 V

96 = Representa el área efectiva de filtración en mm cuadrados de una membrana de filtración de 47 mm de diámetro dividida por el factor de 10 (número de campos contados).

G

IMPORTANCIA DEL EXAMEN MICROSCOPICO DE ALGAS EN EL ANALISIS DE AGUA.

a.

Conceptos. En el punto # 3, se han descrito las algas en lo que se refiere a su división y morfología, en esta parte se dará énfasis al estudio de algas, bajo el punto de vista de Microbiología Sanitaria del agua. Las algas constituyen parte importante del plancton, éstas son habitantes comunes y normales de aguas poco profundas y se les encuentran en todo suministro de agua expuesto a la luz del sol. Las algas generalmente causan problemas de olor y sabor desagradables. Aunque estos sabores y olores no tienen en general ningún significado sobre las condiciones sanitarias del agua, algunas veces son tan intensos y desagradables que es necesario prevenirlos o eliminarlos, puesto que en el mejoramiento en las técnicas sanitarias modernas, existe una tendencia a la eliminación de sabores y olores, aún los poco perceptibles, dado que las mayores exigencias del público que consume agua, obligan a un mejoramiento de la calidad del agua que es suministrada. No solamente las algas son los únicos factores del aparecimiento de olores y sabores sino que también la materia orgánica, en descomposición, gases disueltos, residuos industriales, el mismo cloro usado en la desinfección.

b.

Diferentes tipo de algas que producen alteraciones. Algas que producen olores y sabores.

1.

Aromáticos 8geranio, violeta, calabaza, etc.) Principalmente los producen algunas diatomeas (Asterionella) Tabellaria, Synedra, etc. A pescado. Cuando existe una población abundante de diatomeas, Cyclotella, Asterionella, etc. A pasto. Las algas verdes son las responsables mayores, cuando están en mayor número. También lo producen ciertas algas azul-verdes, ejemplo: Rivularia, Cylindrospermum, Comphosphaeria y otros géneros. A tierra. Proviene la mayor parte de los casos, a actinomicetes (hongos), aunque se les asocia algas azul-verdes. A chiquero o séptico. Principalmente por algas azul-verdes en gran número, Ejemplo: Anabaena, Anacystes y Aphanizomenon.

2.

3.

4.

5.

Algas que obstruyen filtros. Los procesos por medio de los cuales las algas obstruyen los filtros no son bien conocidos. Parece esencial que las haya en gran número, parece ser que se debe a ciertos factores morfológicos y metabólicos, tales como, el esqueleto de sílice de las diatomaceas, el mucílago de ciertos géneros como Palmella y Fragilaria.

Algas que crecen en los depósitos. Generalmente pertenecen al grupo de algas verdes y verde-azules, por ejemplo: los géneros de Lygbya, oedegonium, cladophora, ulothryx, etc. c.

Tipos de métodos de control para algas. Los métodos para evitar las alteraciones que las algas producen en el agua son de dos tipos:

1.

Métodos preventivos. Las algas proliferan fácilmente en las aguas, principalmente en las superficiales, puesto que necesitan bióxido de carbono (CO2) y luz solar para su desarrollo, este último factor hace que el crecimiento de algas sea más intenso de verano, por lo que se hace necesario efectuar exámenes microscópicos de algas de la fuente de agua durante esta época del año, para evitar el florecimiento intenso de estos organismos llegue a ocasionar problemas de olor y sabor y demás alteraciones. Para solucionar estos problemas es necesario el uso de alguicidas (sustancias destructoras de algas) en relación a cada tipo de algas. El alguicida más usado en el sulfato de cobre y su dosificación es variable, según el género o especie de algas, las dosis pueden variar de 0.5, 1.0 a 2.0 mg/l ó p.p.m. El cloro líquido en la dosis de 1.0 p.p.m. es frecuentemente usada para aquellos tipos de algas que producen obstrucción en los filtros, tales como, las diatomaceas. En consecuencia lo primero que se debe hacer es examinar el agua en varios sitios y a distintas profundidades, si se trata de un embalse, y efectuar su análisis microscópico dentro de las 8 horas siguientes a la extracción de las muestras. Si la cantidad de microorganismos es elevada, el examen se puede hacer directamente sobre la muestra sin necesidad de previa concentración. Si es escaso, es necesario usar métodos de concentración, como el de Sedwick-Rafter o el de Membranas de Filtración. Métodos correctivos. Cuando los métodos preventivos no son eficientes, para erradicar las alteraciones producidas por las algas, se hace necesario el empleo de métodos correctivos, tales como: Aereación. Es efectiva en pocos casos, se utiliza únicamente cuando después de haber realizado algunas pruebas de ensayo, el mal olor y sabor, se eliminan, haciendo pasar una corriente de aire o bien, haciéndola pasar por vertederos de cierta altura. Precloración. Se le llama también cloración antes de la filtración, en ciertas experiencias a dado buenos resultados, pero cuando existe la presencia de iones fenólicos, productos del metabolismo de ciertas especies de algas, el olor y mal sabor del agua se incrementa. Puede usarse como medida preventiva, cuando se han realizado varios ensayos, en los cuales se pone de manifiesto su eficacia. Supercloración.

2.

1.

2.

3.

4.

a. b. c. d.

Consiste en una supercloración en dosis elevadas, (oscilan entre 3 a 4 p.p.m.), seguidas de decloración con compuestos químicos tales como hiposulfito y sodiom anhidrido sulfuroso, carbón activado, etc. este método correctivo se usa sobre todo en aquellas aguas en que las dosis menores de cloro dan origen a sabores de tipo del clorofenol. Carbón activado. El mejor método correctivo para destruir la presencia de olores y sabores desagradables es sin duda el carbón activado. El carbón activado se encuentra en el comercio en dos tipos, en forma de gránulos y en polvo, el primero es para el uso de filtros únicamente, el pulverizado se puede usar en cualquier etapa del control sanitario del agua. El sitio en que debe ser aplicado el carbón activado es un problema que merece un estudio para cada caso, para obtener la máxima eficiencia y economía. Los principales factores que deben tomarse en cuenta son: Las características del agua. La intensidad del gusto u olor. Si el olor es periódico o continuo. La distribución de la planta de purificación. Por ensayos de laboratorio y efectuando determinaciones de olor del agua natural y decantada se puede llegar a determinar en donde es mejor aplicar el carbón activado, pero hay que tener presente también las dificultades mecánicas o de otra índole que pueda entorpecer, su aplicación en el punto determinado por el laboratorio. Los puntos de aplicación del carbón activado pueden ser divididos en dos puntos: A. Antes de la sedimentación B. Después de la sedimentación.

A.

Antes de la sedimentación. El carbón activado puede aplicarse antes de la sedimentación ya sea en el agua natural o en las cámaras o canales de mezcla, junto o separado del coagulante; los sitios de aplicación se adaptan mejor para aquellas aguas que necesitan un tiempo grande de contacto con el carbón para eliminar el olor completamente, además su uso da origen a ciertas ventajas.

I.

La enorme cantidad de partículas de carbono actúa como núcleo en la formación del coágulo, haciendo que este se forme más fácilmente, sea de tamaño mayor y sedimento más rápido.

II.

Parte del carbón activado, incluido en el coágulo, evita que éste entre en descomposición una vez sedimentado, eliminado también de este modo una de las causas de mal olor y sabor y hace que la limpieza de los tanques de sedimentación se efectúe a intervalos mayores.

III.

Al mejorar la coagulación y ayudar a la eliminación del color, la cantidad de coagulante agregado es menor, por lo tanto, hay una economía de éste, lo mismo que de cloro, ya que evitando que los lodos entren en descomposición la cantidad de materia orgánica disuelta es menor y por consiguiente también lo será la demanda de cloro.

B.

Cuando el olor o sabor de un agua no es fuerte o persistente, o cuando no es necesaria la aplicación del carbón activado antes de la sedimentación porque las ventajas anteriormente enumeradas no son de utilidad para este caso, este puede ser agregado a la salida de los tanques de sedimentación o directamente en los filtros. En muchas plantas de tratamiento de agua, el carbón activado se agrega una parte antes de la sedimentación y una parte después, este método tiene sus ventajas puesto que reúne las de ambos tratamientos. La cantidad de carbón activado que se agrega al agua para la eliminación de color, olor y sabor, varía desde 0.1 p.p.m. hasta 130 p.p.m. pero la mayoría de casos, es de 3 a 5 p.p.m. son suficientes. 5.

Ozono. Este método es ampliamente usado en Europa, para solucionar tanto el problema de desinfección como el olor y sabor, puesto que su efectividad como destructor de microorganismos es bastante amplia, pero su desventaja reside que un tratamiento por ozonización es bastante difícil con respecto al factor de la economía de su país.

d.

Control de algas en abastecimientos de agua cruda, planta de purificación y distribución.

1.

Abastecimientos de agua cruda. Frecuentemente se aplica un alguicida para destruir crecimientos excesivos de algas que muy a menudo se presentan en forma de manchas o alfombras o adheridas al fondo, orillas y paredes del abastecimiento. Como se mencionó anteriormente el sulfato de cobre es el alguicida de uso más frecuente, puesto que tiene la propiedad que dosis bajas es tóxico para muchos géneros de algas, para su aplicación debe haber una relación entre la dosis que se agrega y la alcalinidad del agua. Si la alcalinidad del agua indicada por el naranja de metilo es inferior a 50 p.p.m., el sulfato de cobre será eficaz, en la proporción de 330 gr. 1000 m³. Si la alcalinidad al naranja de metilo es mayor de 50 p.p.m. la proporción deberá ser de 2 kg. por 1000 m3.

I.

II.

El cloro se usa también con éxito en la destrucción de cierto tipo de algas, tales como, las diatomaceas, las dosis frecuentemente usadas es de 1 p.p.m.

Hay otro alguicida, en su mayoría compuestos orgánicos derivados de hidrocarburos y compuestos amoniacales, que han demostrado ser buenos alguicidas pero su uso es costoso. Es de importancia observar que cuando un abastecimiento o depósito de agua cruda recibe agua de un río o arroyo, el período de retención óptimo para que las algas y el resto de plancton no prolifere entre 10 y 14 días, cuando la turbidez se incrementa a 100 unidades generalmente hay poco plancton. Observaciones de algas en distintas profundidades ayudan a seleccionar de captación de muestras más adecuadas. La aplicación de sulfato de cobre puede hacerse por método primitivo de colgar un saco o costal o varias bolsas de manta en la borda de un bote o lancha; conociendo la velocidad de la lancha, la profundidad del tratamiento y la razón de disolución, con lo cual puede llegarse a una dispersión y dosis adecuadas. Existen equipos un poco más elaborados para la aplicación de alguicidas. Algunos están provistos de una caja de sección triangular que se adapta a la borda de la lancha. El prisma tiene aberturas ajustables por compuertas, siendo las aberturas controladas por mallas de cobre. En aplicaciones de mayor embergadura puede utilizarse un esparcidor del tipo usado en sembradíos, mediante la aplicación en polvo del producto, este aparato consta generalmente de las siguientes piezas: bomba, motor, barril, derivación a succión, derivación a barril, manguera. Otro proceso es la aplicación por medio de la microfiltración, este consiste en un tambor cuya superficie lateral tiene una malla cuyas aberturas pueden ser de 23 micrones hasta 60 micrones. El agua pasa del interior al exterior, mientras rota el tambor, habiendo un dispositivo en la generatriz superior que efectúa un lavado continuo. Se produce una especie de capa que retiene algas y demás organismos del plancton. 2.

I.

II.

III.

3.

En las plantas de purificación El control de las algas en las plantas de tratamiento, incluye fundamentalmente los procesos de coagulación, sedimentación y filtración. Una coagulación bien regulada seguida de sedimentación, suele eliminar hasta el 90% de las algas, y en ciertos casos, se ha logrado remover de 95 a 96%. La eliminación por coagulación suele ser escasa cuando el número de algas en el agua cruda es baja, pero la eficiencia del procedimiento mejora utilizando un coagulante auxiliar, como, sílice activada. Cuando se utiliza la sedimentación simple con precloración, se logrará destruir la mayoría de algas que estén causando problemas en la planta de purificación. Un porcentaje similar a la destrucción por medio de una coagulación conveniente, se conseguirá algunas veces con el sistema de filtros rápidos de arena. En el sistema de distribución. Suele limitarse al uso de alguicidas en los depósitos abiertos que contienen agua tratada. Un control permanente implicaría cubrir el depósito, para impedir el paso de la luz solar y evitar el desarrollo de algas. Cuando cubrir

el depósito sea demasiado costoso, será necesario aplicar sulfato de cobre, cloro líquido o gases u otro alguicida apropiado, por lo menos durante la época más calurosa del año. En la red de distribución, casi o muy escasos son los organismos capaces de multiplicarse en las cañerías, pertenecientes al grupo de las algas; generalmente son formas heterotróficas, tales como ferrobacterias, sulfo bacteria, gusanos, larva y otros pequeños animales acuáticos. En general el control de algas en los abastecimientos, plantas de purificación y sistemas de distribución se reduce al empleo de alguicidas adecuados, limpieza de depósitos o tanques de sedimentación, filtros, modificación en las operaciones de coagulación, filtración, desinfección, emplazamiento nuevo y adecuado de la entrada del agua cruda y finalmente modificaciones en el depósito de agua tratada para reducir la oportunidad de crecimiento masivo de algas. El control eficaz de las algas depende de los procedimientos correctos para la captación de la muestra, identificación de las mismas, interpretación de los resultados cualitativos y cuantitativos del examen microscópico y los métodos preventivos y correctivos que emplee el Ingeniero Sanitarista en la erradicación de estos microorganismos. H.

OTROS MICROORGANISMOS PRESENTES EN EL AGUA.

a.

Conceptos. En aguas sin corriente, generalmente sin cesar, se acumulan despojos de vegetales, y abundan las algas, los infusorios y los mohos, esta agua son completamente impuras o contaminadas. El oxígeno no se remueve en ellas lo bastante para oxidar y destruir la materia orgánica en descomposición. Las aguas estancadas contienen particularmente parásitos protistas, quistes, huevos y larva de parásitos intestinales.

b.

Especies importantes. 1. Endamoeba histolytica. En el agua existe generalmente en su fase de quiste que es la fase contaminante, la cual produce disentería amebiana. 2. Balantidium coli. Se le encuentra en el agua en su forma quística, el hombre se infecta ingiriendo agua contaminada por éstos, las aguas generalmente infectadas por esta clase de parásitos se encuentra en terrenos contaminados con heces de cerdo. 3. Trichocephalus trichiurus. Los seres humanos se infectan al ingerir los huevos bien embrionados, los cuales existen en aguas estancadas contaminadas con heces fecales. 4. Necator americano. Las aguas negras estancadas y que pudieran contaminar, áreas de recreación, pueden contener larva filariformes de esta especie las cuales al ponerse en contacto con la piel del hombre que hace uso de estas

5.

6.

7.

8.

áreas, producirían, las lesiones abiertas cutáneas que este parásito produce. Enterobius vermicularis. Los huevos de este parásito así como su larva pueden permanecer en las aguas estancadas durante mucho tiempo pues son resistentes a la putrefacción y a los desinfectantes. Ascarides lumbricoides. Estos parásitos se hacen infectantes principalmente por la presencia de sus huevos fecundados, los cuales al encontrarse en el agua principalmente la estancada y sin tratamientos y por ingestión de esta puede dar origen a la ascariasis. Tenias (Hymenolepis nana, diminuta y Taenia solium y saginata) La ingestión de huevos o de los excolex grávidos de estas especies teniendo como vehículo el agua conduce en el individuo que ha ingerido esta clase de agua al desarrollo de enfermedades y trastornos graves. También existe gran población de otra clase de microorganismos que no produce mayores problemas o enfermedades tales como: Protozoos, crustáceos, briozoos y poríferos, algunos de estos grupos al estar presentes en aguas crudas ocasionan problemas de obstrucción en los filtros de las plantas de purificación.

c.

Para solucionar y prevenir problemas sanitarios y enfermedades parasitarias, se recomienda las siguientes medidas:

1.

4.

Protección de los abastecimientos de aguas, el agua debe ser adecuadamente almacenada y filtrada. La debida eliminación de aguas negras, las cuales no contaminen las fuentes de abastecimiento. En las regiones donde no hay abastecimiento de agua tratada y ésta es obtenida de pozos, manantiales o ríos, hay que hacer énfasis en la norma sanitaria más sencilla, hervir el agua. Para la erradicación de huevos y larva de especies parasitarias en el hombre, en corrientes y aguas estancadas, es conveniente: I. Tratamientos con fuerte dosis de sulfato de aluminio u otro agente coagulante en dosis de 0.390 g. a 0.650 g. por galón. II. Sedimentación por tiempo no menor de una hora. III. Filtración a una velocidad que no exceda de 244 litros por metro cuadrado por minuto. IV. Cloración de modo que quede un residuo de cloro lo menos de 1 p.p.m.

6.

MICROBIOLOGIA Y ECOLOGIA DE LAS LAGUNAS DE ESTABILIZACION.

a.

Introducción

2. 3.

Una laguna de estabilización es una estructura para el tratamiento de aguas negras y desechos industriales que aprovecha un proceso microbiológico, químico y físico conocido con el nombre de "autopurificación natural". Este proceso se está

llevando a cabo en todos los ríos, lagos, lagunas, etc., que reciben compuestos orgánicos putrescibles y es a través de él que estas sustancias logran estabilizarse. La historia del proceso que se lleva a cabo en las lagunas de estabilización es tan antigua como la naturaleza misma. Se sabe que desde hace muchos siglos algunos pueblos de Asia utilizan lagunas para descargar sus aguas servidas. Sin embargo, lo han estado haciendo sin un enfoque desde el punto de vista de saneamiento ambiental, y sin seguir criterios de diseño determinados. A estas lagunas se les daba mas importancia como medios para procrear peces que como instalaciones para el tratamiento de aguas de albañal. El almacenamiento de aguas negras en lagunas no se han practicado en los países de occidente desde tiempos antiguos. Los datos mas viejos proceden de Alemania, donde hace unos sesenta años existían unas lagunas formadas por almacenamiento de aguas de albañal en las que se desarrollaban algunas clases de peces. En varios países se desarrolló durante el presente siglo, una técnica para el tratamiento de aguas negras y desechos industriales que hace uso de sedimentadores, percoladores, unidades de cienos activados, digestores, etc. todas estas formas de tratamiento obligan a construir estructuras costosas, muchas de ellas dotadas de equipo mecánico, de alto costo, mantenimiento caro y operación costosa. El desarrollo de estas "técnicas modernas" para el tratamiento de aguas negras hizo que durante mucho tiempo se creyera que las aguas negras solo pueden depurarse mediante costosas y complicadas instalaciones, cuando en realidad la naturaleza puede efectuar una tarea excelente en casi todos los casos. b.

Evolución del término "lagunas de estabilización"

Las lagunas de estabilización reciben diferentes nombres, entre ellos están "lagunas de oxidación", "lagunas de aguas negras", "estanques de oxidación", etc. En algunas regiones se tiene preferencia por un nombre sobre otro. En Tejas, Estados Unidos y Centro América el nombre "lagunas de oxidación" es muy usado. El término lagunas de oxidación se utilizó por la importancia que tiene el oxígeno en el proceso estabilizador de la materia orgánica, y por la gran cantidad de este gas que se produce a través del proceso fotosintético de las algas. Sin embargo, el Servicio de Salud Pública de los Estados Unidos de América, recomienda el nombre "lagunas de estabilización, por considerar que el nombre "lagunas de oxidación" es incorrecto ya que si bien es cierto que el proceso de oxidación que se lleva a cabo en una laguna de éstas es muy importante, simultáneamente ocurren otros igualmente importantes como el de reducción.

Por consiguiente, el término "lagunas o Estanques de Estabilización" es el más apropiado. c.

Principales tipos de lagunas de estabilización

I. II. III.

Aeróbicos Anaeróbicas Facultativas

I.

Lagunas Aeróbicas

En la laguna aeróbica, la estabilización de la materia orgánica es llevada a cabo por la acción de bacterias aeróbicas, con producción de protoplasma bacteriano, bióxido de carbono y agua como productos finales, las algas toman el bióxido de carbono, el agua y los minerales inorgánicos y lo emplean en la construcción de su protoplasma, eliminando a su vez oxígeno, el cual mantiene en equilibrio la aereobiosis de la laguna. El sistema aeróbico en la laguna, es compensable en varias maneras al que se efectúa en los procesos de lodo activado, solo que en las lagunas el 02 es suministrado por el crecimiento de algas, un flóculo sedimentable bacteriano es formado y tiene una apariencia similar a la zooglea que se forma en los lodos activados. En este tipo de laguna una capa de recubrimiento es necesaria para recubrir el fondo de la laguna, ya que en período de mezcla es necesario, para el buen rendimiento de la laguna, si el fondo no está recubierto se incrementa la turbiedad, ocasionando un obstáculo para la penetración de la luz, tan necesaria para la fotosíntesis de las algas. Este tipo de lagunas tiene tres ventajas: 1.

Son efectivos para el tratamiento de desechos líquidos.

2. 3.

El desecho bacteriano es utilizado por las algas. Da origen a un afluente de agua de buena calidad con un mínimo de nutrientes.

Actualmente este tipo de laguna ha sido usado con éxito para drenajes domésticos. Principales microorganismos en lagunas aeróbicas. Bacterias: Pseudomonas Flavobacterium Alcaligenes

Algas:

Euglena Chlorella Spirogyra Vaucheria Ulotrix

Alto contenido de nutrientes.

Bajo contenido de nutrientes.

Protozoos: Chilomonas Colpidium Paramecium Glaucoma Euplotes Vorticella Epistylis

Alto contenido de nutrientes orgánicos

Bajo contenido de nutrientes orgánicos.

Animales: Daphnia Rotaria

II.

Bajo contenido orgánico pero oxígeno alto.

LAGUNAS ANAEROBICAS

Estas lagunas están cargadas de tal manera que si algo de oxígeno disuelto está presente es rápidamente consumido, debido a la acción microbiana y por consiguiente las condiciones de anaerobiosis prevalecen en el medio D.B.O. aplicada es removida durante el período de retención de los desechos, en una forma primaria de metano e hidrógeno. La ventaja principal en este tipo de lagunas es el uso de grandes cargas de materia orgánica en relativamente pequeñas áreas, pero con incremento en su profundidad. Otra ventaja, es que en aquellas regiones en que el precio del terreno es alto, resulta poco costosa, porque se evita la compra de una extensión grande de terreno, tal como se necesitaría para una aeróbica. La dificultad o desventaja que presenta estas lagunas es la producción de olores desagradables, que siempre se produce en medios sépticos anaeróbicos; Para subsanar esta dificultad, algunas regiones de EE.UU. se está investigando el efecto intencional un florecimiento de bacterias sulfurosas púrpuras, las cuales actúan como deodorizantes biológicos tendiendo a mantener la laguna libre de olores desagradables. Este descubrimiento se basa, en que las bacterias sulfurosas púrpuras, pertenecientes a la familia de las Thiorhodoceae, se desarrollan en abundancia en medios acuáticos que contienen abundantes sulfuros. Estas

bacterias contienen pigmentos muy semejantes a la clorofila, son fotosintéticas y anaerobias facultativas. Estos microorganismos con la ayuda de la energía solar, oxida o reduce los compuestos sulfurosos inorgánicos o ácidos grasos de cadena corta.

MATERIA ORGANICA

LUZ OXIGENO

BACTERIA AEROBICAS

ALGAS

BIOXIDO DE CARBONO AMONIO

Diagrama esquemático de la ecología de una laguna aeróbica.

LUZ Materia Orgánica Bacteria Fotosintéticas

Bacteria Anaeróbicas Primarias

Nitrógeno Metano Hidrógeno

Bacteria Anaeróbicas secundarias

Sulfuros Amonio y Acidos volátiles Humus

Diagrama esquemático de la ecología de una Laguna anaeróbica.

III.

Lagunas Facultativas

Estas lagunas se encuentran divididas en dos zonas: Aeróbica y anaeróbica, esta reparación se establece debido al fenómeno. Las reacciones en la zona anaeróbica remueve la D.B.O. en la forma de metano, hidrógeno y humus y en el caso de los desechos domésticos el 90 y 95% de la D.B.O. son removidos a través de la emisión de gas. En la zona superior la

aeróbica las algas crecen en abundancia por medio de la acción Fotosintética, la zona es supersaturada de Oxígeno. En esta zona la D.B.O. remanente es convertida en células de algas y estas no son removidas a menos que se produzcan un desbordamiento o hasta que las algas se mueran siendo degradadas por la acción bacteriana. Estas lagunas cuando se operan correctamente no hay producción de olores desagradables. Los olores pueden ser controlados por la oxidación de compuestos odoríferos en a zona superior que es la más oxigenada. Para una operación satisfactoria, estas lagunas deben de construirse con suficiente profundidad para el mantenimiento de la estratificación termal y química, para de esta manera prevenir la mezcla entre las capas aeróbica y anaeróbica. La eficiencia de la laguna podría destruirse si se mezclan las dos zonas antes descritas. El criterio principal para el mantenimiento de la estratificación consiste en una profundidad operativa de 60 a 72 pulgadas. Factores que afectan el proceso de purificación: Los principales factores que afectan el proceso de purificación que se lleva a cabo en una laguna de estabilización son los siguientes: I.

Calidad del Agua Potable:

Es de gran importancia conocer el contenido de sodio que llevan las aguas potables, por el efecto que éste puede producir de sellar el fondo de la laguna. También es importante saber que minerales contiene el agua, para prever el efecto que esto pueda traer sobre la actividad biológica que se ha de desarrollar en la laguna. II.

Cantidad y Calidad del Agua Negra

La carga de una agua negra se expresa por lo general en términos de su demanda bioquímica de oxígeno (D.B.O.) en la prueba de 5 días de 20ºC. Es evidente que el área y profundidad que deben tener las lagunas depende fundamentalmente de la cantidad y de la carga del agua negra que se les va a echar. III.

Materias Tóxicas

La presencia de materias tóxicas perjudica el crecimiento de las algas y microorganismos, por lo tanto es nociva al proceso de purificación.

LUZ MATERIA ORGANICA

O2

METANO HIDROGENO

NITROGENO

Descomposición Bacteriana Aeróbica

Fotosíntesis de Algas

Amonio Bióxido de Carbono

Descomposición Bacteriana Anaeróbica Primaria

Descomposición Bacteriana Anaeróbica Secundaria

Acidos Volátiles

Diagrama esquemático de la ecología de una laguna facultativa.

IV.

Factores en el funcionamiento de las Lagunas Aeróbicas

Las dimensiones de las lagunas (superficie y volumen) afectan las siguientes funciones:

a) b) c) d) e) f) g)

Dilución. Exposición a la luz Período de retención. Producción de ondas. Concentración por evaporación Pérdida de líquido a través de la filtración. Mezcla del líquido por las fuerzas naturales.

La relación entre el volumen del agua negra aplicada y la lluvia por un lado y la evaporación, filtración y caudal del efluente por otro, crea ciertas limitaciones al tamaño de las algunas, especialmente cuando las pérdidas por evaporación y filtración son mayores que la precipitación lluviosa. V.

Luz La luz es importante por tres razones diferentes:

a)

b)

c)

VI.

Las condiciones de la radiación solar durante el año, que varían con la latitud, elevación y estado atmosférico, son las que determinan la forma en que podrá comportarse una laguna de estabilización en una localidad determinada. Los cambios en la radiación solar diaria que suceden en las diferentes estaciones sugieren las dificultades que se podrán presentar en cada una de las estaciones del año. La penetración de la luz incidente determina que porcentaje del volumen de la laguna participará en la producción de oxígeno Temperatura

El principal efecto de la temperatura en el proceso de la estabilización se debe a su influencia en la reacción de D.B.O. Por ejemplo, una D.B.O. que podría ser satisfecha en 4 días a 30º requeriría 13 días a 5ºC. La oscilación entre la temperatura máxima y mínima disminuye conforme aumenta la profundidad, lo que es beneficioso para el proceso de estabilización, sobre todo en los meses calurosos del verano.

VII.

Velocidad y Dirección del Viento:

La superficie de una laguna de estabilización no es propensa a la formación de ondas, posiblemente debido a la tensión superficial; se ha observado que las ondas se forman solo cuando la velocidad del viento es mayor de 60 km. por hora.

La turbulencia producida por las olas contribuye a la dispersión de los sólidos sedimentables. Se ha observado que la agitación superficial producida por los vientos de alta velocidad contribuye a bajar la supersaturación de O.D. que se forma en la capa superior de la laguna, ya que dirige una parte del oxígeno hacía las capas inferiores, y otras hacía el aire de la atmósfera. VIII.

Características del Suelo.

La filtración es una variable que puede impedir la obtención del nivel óptimo de operación que se había planeado. Un análisis de suelos por sí solo no es suficiente para predecir la pérdida de líquido pueda ocurrir por filtración. el contenido de sodio del líquido influente puede contribuir a sellar el fondo por medio de las alteraciones que produce en su composición química. Es necesario un estudio más profundo para correlacionar las características del suelo con la filtración que pueda ocurrir. Sin embargo, hay dos reglas que deben considerarse fundamentales: a)

b)

IX.

No se debe permitir ninguna filtración hacía lugares donde hay pozos o fuentes subterráneas que son utilizadas para usos domésticos. Al localizar una laguna de estabilización debe tenerse muy en cuenta esta recomendación. Si el suelo sobre el que se va a ubicar la laguna es de grava o piedra caliza, deberá ser cubierto con una capa de arcilla. Forma de la laguna:

La forma de la laguna no tiene mayor importancia, por lo que siempre es posible escoger la que dé el movimiento de tierra más económico. Debe cuidarse, eso sí, que no haya irregularidades, tales como penínsulas, golfos, islas, etc., para evitar que se acumulen materias flotantes y que se obstaculice la acción del viento, ya que las lagunas dependen del viento y de las corrientes de convección para que haya un mezcleo efectivo de los componentes. La ocurrencia de este mezcleo es evidenciada por la uniformidad de los resultados obtenidos con análisis hechos con maestras recogidas en diferentes puntos de la laguna simultánea. X.

Area:

El área de las lagunas depende de la carga permisible o sea de la demanda bioquímica de oxígeno que se permita aplicarle por unidad de área diariamente. Comúnmente esta tasa de trabajo se expresa en kilogramos de D.B.O. por día por Hectárea. También se acostumbra expresar las tasas de trabajo en número de habitantes servidos por unidad de área. XI.

Profundidad.

La profundidad efectiva es aquella que puede ser atravesada por la luz solar. Teóricamente, unos pocos centímetros de profundidad serían suficientes. Sin embargo, en la práctica se recomienda que la profundidad mínima sea de 1.00 mt. Para evitar el crecimiento de plantas en el fondo de la laguna. Las lagunas así diseñadas trabajan como facultativas. Conviene que el nivel de la laguna pueda oscilarse entre 1.00 y 1.50 mts. Con el propósito de eliminar la larva que pudiera crecer en las orillas. Los sedimentos que se depositan en el fondo no ofrecen mayor problema y se calcula que forman una capa de unos pocos mm al año. En algunos casos es conveniente usar profundidades mayores que las recomendadas anteriormente, principalmente en las lagunas diseñadas como anaeróbicas. XII.

Producción de malos olores:

Las lagunas de estabilización pueden presentar el problema de malos olores por diversas circunstancias entre las cuales están las siguientes: a) Presencia de materias flotantes que al impedir el paso de la luz solar eliminan la producción de oxígeno a través del proceso de fotosíntesis. Por lo general este problema se presenta cuando la operación de la laguna ha sido descuidada. Una labor continúa de limpieza de la superficie, con el correspondiente enterramiento de las materias recogidas resuelve este problema. b) Población de algas escasa debido a que el líquido cloacal sea de naturaleza muy ácida, muy alcalina, o que no tenga los nutrientes necesarios para la procreación de las algas. Este problema se presenta poco con aguas negras de tipo doméstico, las cuales casi siempre tienen un pH cercano a 7, y los nutrientes necesarios para las algas. Por lo general problemas de este tipo se han presentado con lagunas para tratar desechos industriales. Muchas veces estos problemas se logran resolver agregando los nutrientes que faltan, principalmente nitratos y fosfatos. La acidez se puede controlar agregando cal. Para tener una idea de cual podrían ser los nutrientes que están haciendo falta a las algas puede ser de utilidad un análisis químico del líquido que llega a las lagunas. Como referencia, y para tener una base de comparación se da a continuación una cuadro con la composición química de algunas de las algas que se desarrollan en lagunas de estabilización (los datos son dados en porcentaje del peso seco):

Elemento C H N

Chlorella Pyrenoidosa 49.10 7.06 2.91

Euglena Gracilis 44.80 4.39 4.03

P K Ca Mg Ceniza

1.28 1.31 1.85 0.29 7.48

1.88 0.38 1.54 0.30 10.90

Los anteriores datos son dados por el Ing. W. J. Oswal y el Ing. H. B. Gotaas. XIII.

Cuando una laguna de estabilización inicia su vida.

Las pérdidas por filtración son mayores debido a que el terreno absorbe mucho agua mientras logra saturarse; además hay una tendencia a que la permeabilidad vaya disminuyendo con el tiempo debido al efecto de los sólidos que trae el agua negra. Como el período inicial, que hace crítica la obtención del nivel de operación adecuado en la laguna, puede coincidir con la inauguración de una sistema de alcantarillado. Existe la posibilidad de que se presente una situación aún más difícil al coincidir la época en que las pérdidas son máximas con la época en que el caudal sanitario es mínimo. Si no se toman medidas para lograr de alguna manera obtener el nivel de operación adecuado rápidamente, se pueden presentar algunos problemas, tales como el nacimiento de plantas en el fondo de la laguna, las cuales a veces es difícil eliminar; y producción de malos olores si la laguna se llegara a secar por completo. Para evitar estos problemas existen dos posibles soluciones que son tener una fuente adicional de agua en exceso del agua cloacal, o tener varias lagunas en vez de una sola, lo que permite utilizar al principio un área proporcional a la carga que se está recibiendo. Por ejemplo, si una ciudad de 6000 habitantes necesita una laguna de 2.5 hectáreas, pero al entrar a operar la red de cloacas sólo hay 1500 habitantes, mantener el nivel de operación normal en una sola laguna de 2.5 hectáreas. Pero en cambio si se hubieran construido varias lagunas en vez de una sola, sería mucho más fácil lograr dicho nivel en una de las lagunas (de 0.6 hectáreas) que trabajará sola en esta etapa inicial. Las ventajas de tener varias lagunas en vez de una sola son notorias en los casos en que hay que hacer reparaciones, pues si la reparación demanda secar la laguna se puede enviar el caudal sanitario a otras lagunas mientras una de ellas se seca para ser reparada. XIV.

Operación de lagunas dentro de un plan experimental cuyo propósito sea determinar las tasas de trabajo aplicables, y el comportamiento de las mismas en determinada área geográfica:

En estos casos se hace necesario mantener un control continuo sobre el funcionamiento de las lagunas a diferentes tasas de trabajo y bajo diferentes condiciones climatéricas. En el capítulo que sigue, se hace una descripción general sobre la manera en que se lleva a cabo este trabajo. En este caso sí es necesario mantener personal especializado llevando a cabo las pruebas de laboratorio requeridas e interpretando los resultados obtenidos. Funcionamiento de las Lagunas:

Siendo las lagunas de estabilización un sistema de tratamiento, de aguas negras y algunos desechos industriales, que todavía se encuentran en la etapa experimental y teniendo el medio ambiente una influencia enorme en su funcionamiento, se hace necesario mantener un control estricto sobre los resultados que se obtienen en su operación con el propósito de poder determinar su funcionamiento bajo diferentes condiciones. El control del funcionamiento de las lagunas de estabilización sé hacer por medio de la realización de los siguientes análisis y medidas: Caudal de Entrada Caudal de Salida O. D. D.B.O. N. M. P. de Coliformes Pruebas Biológicas (clasificación y recuentos de algas, bacterias, etc.) Luz Solar Temperatura Precipitación Evaporación Velocidad del viento Olor Color pH Alcalinidad Turbiedad Sólidos suspendidos Cloruros Nitrógeno (Amonio, Nitritos, Nitratos) Fósforo (Fosfatos y Ortofosfatos) Azufre (compuestos de) 7º MICROBIOLOGIA DE DESECHOS INDUSTRIALES a.

Consideraciones generales:

El control de la contaminación de corrientes se ha convertido en uno de los principales problemas de nuestra moderna civilización. Existen muchos problemas con respecto a la contaminación de corrientes por desechos industriales. Los desechos industriales son descargas líquidas con sólidos procedentes de establecimientos o fábricas que preparan materiales o artículos comerciales. Las plantas industriales producen una gran variedad de productos de desecho, tales como, materiales sólidos, materiales de desechos gaseosos y desechos líquidos. Los más grandes contaminantes de las corrientes lo constituyen los desechos industriales. La contaminación o polución de las corrientes tienen una importancia para Ingeniería Sanitaria, puesto que, uno de los propósitos principales del

Ingeniero Sanitario consiste en proteger los abastecimientos de agua para uso de una colectividad, de cualquier clase de contaminación, y por ende, la contaminación de las corrientes, con desechos industriales hace que las aguas naturales, se conviertan en insalubres, y que las condiciones de ambiente para la vida acuática, de plantas y animales, sea inadecuada, dando por resultado la muerte de muchos peces y animales de vida acuática, los cuales representan fuentes de alimento para el hombre. Con el avance de las Industriales Centro Americanas, es de pensar en hacer estudios e investigaciones sobre aquellas industriales que representen una amenaza, para la conservación de nuestras corrientes de agua, las cuales representan fuentes de abastecimiento para servicios públicos. El agua es usada para muchos propósitos, a menudo en grandes cantidades para la industria; pero solo una pequeña fracción de agua está contenida en el producto que se fabrica, la mayor parte o casi toda el agua es descargada sobre los drenajes de la planta industrial. La corrección y control de la contaminación de corrientes, la cual está íntimamente relacionada con los desechos industriales, representan un problema de muchos aspectos, el cual debe de ser solucionado, con la cooperación de los industriales y autoridades que impongan regulaciones sanitarias para la disposición de los desechos. Ingenieros, químicos, biólogos y otros expertos deberán ser implicados para la evaluación y solución de estos problemas de origen industrial. Los desechos industriales se caracterizan por sus diferencias antes que por sus similitudes. Cada planta industrial representa un problema individual. Existen sin embargo, indicadores comunes por los cuales puede ser evaluada la contaminación de una corriente, de aquí que puedan derivarse algunos métodos de tratamiento que sean de aplicación general y finalmente existen similitudes entre las plantas de una industria determinada. b.

Materiales procedentes de desechos contaminaciones en las corrientes.

1.

industriales

que

causan

Sales orgánicas. Estas se encuentran procedentes de la mayoría de desechos, el aumento de sales inorgánicas en el agua hace que esta se vuelva dura, ocasionando serios problemas para usos industriales, municipales y agrícolas; incrementan el crecimiento de microorganismos, como algas en aguas superficiales. 2. Acidos y alcalis. Hacen que el agua sea impropia para usarse en áreas de recreación, pesca, para la vida acuática e interfieren en el tratamiento de plantas de purificación, sobre todo en la operación de coagulación. 3. Materia Orgánica: Agota las fuentes de oxígeno de los ríos, originándose olores y sabores desagradables, con daño a la vida acuática, vegetal y animal. El contenido de materiales químicos, como fenoles, da origen a sabores medicinales desagradables.

4.

Sólidos en suspensión:

Estos incrementan la turbidez en el agua, al sedimentarse en el fondo, causan olores, agotan la provisión de oxígeno de los ríos. Los peces a menudo mueren por el súbito decrecimiento de oxígeno de una corriente y los sólidos al sedimentarse tienen a cubrir los terrenos de desove de los peces evitando de esta manera su propagación. 5. Sólidos Flotantes (de menos peso que el agua): Se incluyen sólidos, grasas y otros materiales que flotan sobre la superficie, esto no solo da una aspecto indeseable a las corrientes sino también afecta las reservas de oxígeno, interfiere en la reaireación natural del agua, es tóxico para ciertas especies de peces y formas de vida acuática, destruye la vegetación a lo largo de la costa ocasionando erosiones, causa problemas en el tratamiento convencional de las plantas de purificación, impartiendo mal olor y sabor al agua, obstruye la arena de los filtros con una película de material graso que es muy difícil de eliminar y por último proporciona una capa grasosa superficial al agua. 6. Agua recalentada: El agua procedente de condensadores, incrementa la temperatura de las corrientes, lo cual dificulta, las operaciones de las plantas de tratamiento, existiendo menos oxígeno disuelto, la vida acuática con los cambios de temperatura sufre una degradación biológica. La acción de la bacteria es incrementada dando como resultado a esta acción un agotamiento de las reservas de oxígeno de las corrientes. 7. Color: Este es el resultado de la presencia de desechos procedentes de fábricas de textiles, fabricación de papel, mataderos y otras industrias. El color interfiere con la transmisión de la luz solar en las corrientes y por consiguiente existe menos acción fotosintética, se cree que interfiere en la absorción del oxígeno atmosférico, el agua con exceso de color ocasiona problemas en la industria y en las plantas de tratamiento por la dificultad que representa remover el color en el agua cruda. 8. Substancias químicas tóxicas: Tanto de naturaleza orgánica como inorgánica, aún en pequeñas cantidades son venenosas para los peces y otras formas de vida acuática. Muchos de estos compuestos no son removidos por los tratamientos de purificación del agua, teniendo efecto acumulativo en el sistema digestivo. Insecticidas como toxafeno, dieldrin y diclorobenzeno causa la muerte de peces en estanques y corrientes. Insecticidas usados en polvo para protección en las plantaciones de algodón y tabaco tienen su máximo efecto después de fuertes lluvias, haciendo su acción letal más efectiva por encontrarse en solución. Los insecticidas y rodenticidas son muy difíciles de detectar en las corrientes. Algunos compuestos orgánicos usados actualmente en la industria, tal como, el acrilonitrilo usado en la manufactura de fibras sintéticas, al estar presente en las corrientes produce efectos tóxicos en la vida acuática. Algunas sales provenientes de ciertos desechos industriales, aún en concentraciones bajas producen efectos tóxicos, tales como, los cloruros en concentraciones de 400 p.p.m. compuestos de cromo hexavalente en concentraciones de 5 p.p.m. compuestos de cobre en concentraciones tan bajas como de 0.1 a 0.5 p.p.m. son tóxicas para bacteria y otros organismos acuáticos.

Compuestos de fosfatos inorgánicos interfieren en la sedimentación y coagulación de los tratamientos en las plantas de purificación. 9. Materiales radiactivos: La fabricación de radioisótopos, el incremento del uso de la energía atómica en usos pacíficos ha introducido un nuevo problema en el campo de Ingeniería Sanitaria. El problema de la disposición de desechos radiactivos, es único, por los efectos de radiación los cuales pueden ser inmediatos o retardados, y la radiación es un contaminante insidioso con efectos dañinos acumulativos. Ciertos radioisótopos muy activos como el Estroncio 90 (Sr 90) y el Cesio 137 (Cs 137) continúan emitiendo energía por largos períodos de tiempo (varias generaciones de la raza humana). Esta radiación no es detectable por los métodos usualmente empleados para detectar contaminantes, sino que se necesita de técnicas especiales. Las características biológicas e hidrológicas de una corriente puede tener una profunda influencia al contener materiales radiactivos. Actualmente se admite la concentración máxima de seguridad, de productos radiactivos, de consunción de por vida, de 1x10-7 microcuries por milímetro (acordado por la Comisión de Energía Atómica Internacional). 10. Materiales que producen espuma: Desechos procedentes de fábricas de papel, plantas de productos químicos, fábricas de detergentes, producen una apariencia indeseable en el agua, disminución de las reservas de oxígeno y producción abundante de espuma en unidades de aereación. c.

Microorganismos procedentes de los desechos industriales, que pueden solucionar o causar problemas en las corrientes de agua.

Algunas industrias, tales como, tenerías y mataderos, dan origen a desechos que contienen gran cantidad de bacterias. Las plantas industriales de alimentos, enlatadoras de vegetales y frutas, etc. ocasionan con sus desechos gran cantidad y proliferación de bacterias. Los microorganismos procedentes de desechos, son generalmente de tres tipos: 1. Bacterias: que ayudan a la degradación de la materia orgánica. La remoción y disolución de la materia orgánica procedente de los desechos se hace efectiva por la aplicación de métodos biológicos los cuales basan su acción en la actividad metabólica de las bacterias, generalmente las bacterias oxidantes se encuentran presentes en líquidos sobrenadante de los desechos, después de que estos han sido aireados y sidementados. Una porción de este sobrenadante, es inoculado en aquellos desechos para obtener la oxidación y disolución de materia orgánica, contenida en depósitos o tanques de tratamiento. Este proceso se ha usado satisfactoriamente para la eliminación de desechos orgánicos de diferentes procedencias. La descomposición de material orgánico es trabajo de bacteria aeróbicas, anaeróbicas y aeróbicas facultativas. Cuando se usa el sistema de lagunas de oxidación, es conveniente mantener condiciones de aerobiosis puesto que los organismos aerobios proporcionan la completa oxidación de la materia orgánica, estos microorganismos son de gran ayuda para el tratamiento de

desechos procedentes de lecherías, industrias de queso, cremerias, industrias textiles, etc. Los microorganismos anaerobios por su propiedad de fermentar los substratos orgánicos son más efectivos para emplear su acción sobre el tratamiento de desechos procedentes de industrias de conservas alimenticias, mataderos, ciertas fábricas de papel, etc. Los organismos aerobios facultativos son útiles en aquellas lagunas de oxidación en que el tratamiento de los desechos se encuentra en una zona intermedia o en que el nivel de oxígeno es sumamente bajo. 2. Algas: Tienen importancia en la estabilización de lagunas de oxidación, puesto que utilizan bióxido de carbono, sulfatos, nitratos, fosfatos, agua, para sintetizar su propio material orgánico, con producción de oxígeno libre como producto de desecho. Este oxígeno disuelto en las lagunas de oxidación es de utilidad para las bacterias y otros microorganismos para sus procesos metabólicos, con lo cual se incluye respiración y degradación de la materia orgánica en los estanques o lagunas. De lo anterior se forma un ciclo completo, de la manera siguiente: I. Los microorganismos usan el oxígeno disuelto en el agua. II. Descomponen la materia orgánica, produciendo. III. Productos de desecho tales como CO2, H2O, nitratos, sulfatos, fosfatos, etc. IV. Las algas usan estos productos de desecho en la fotosíntesis. V. Reponiendo el oxígeno agotado y guardándolas condiciones de aerobiosis, de manera que los microorganismos pueden funcionar en el proceso de seudopurificación con toda eficiencia. Las algas también utilizan, minerales como el nitrógeno, fósforo, potasio, cloruros, calcio y magnesio en sus procesos metabólicos. El uso de algas para la remoción de minerales de los desechos industriales se encuentra actualmente en fase de investigación. Se considera que los géneros más activos para estos procesos, son Clorella y Scenedesmas. 3. Microorganismos procedentes de desechos que causan problemas sanitarios: Los desechos de plantas de alimentos pueden originar serios problemas sanitarios, en el caso de no aplicarles tratamientos, puesto que estos desechos son medios de cultivo adecuado para el incremento de bacterias patógenas entéricas, que de contaminar suministros de aguas de pequeñas poblaciones que no usan tratamientos de purificación podrían incrementar las enfermedades entéricas. Las industrias del tipo de las tenerías y mataderos, dan origen a la producción y proliferación de bacilo del antrax, el cual al estar en las corrientes incrementa la infectividad de esta enfermedad en el ganado vacuno, originando con esto fuertes pérdidas a la ganadería. Las industrias de materiales químicos incrementan en las corrientes la aparición de bacterias molestas en agua tales como Ferrobacterias y Sulfobacterias, (lo cual anteriormente se mencionó en el punto 5, inciso C, del programa, todas las molestias que ocasionan en las plantas de purificación y sistemas de distribución del agua).

Planeamiento del muestreo en las corrientes. Cuando se hace el planeamiento de un programa, para la captación de muestras, deben de tenerse en consideración los siguientes factores: 1. Frecuencia de la recolección de muestras. 2. Número total de muestras. 3. Puntos de captación. 4. Método de captación. 5. Datos que se desean obtener. 6. Precauciones para con las muestras previas al análisis. 7. Epoca del año para la obtención del muestreo. 8. Métodos estadísticos para la información de resultados. 1.

2.

3.

Frecuencia de la recolección de muestras. Las muestras deberán ser recolectadas, tan frecuentemente como fuere necesario con el propósito de obtener una muestra total representativa. La muestra principal o total deberá contener los constituyentes de las demás muestras individuales que le dieron origen, es decir, por ejemplo si el pH de las muestras totales varían de 4 a 10, las muestras individuales que las constituyeron tenían valores que oscilaban de 4, 5, 6, 7, 8, 9 y 10, por lo tanto en la muestra compuesta de una serie de muestras individuales deberá aparecer por lo menos una vez el pH de una de ellas durante cada período de muestreo. Esto tiene pro objeto obtener el promedio de las condiciones existentes en una corriente. Número total de muestras: Este está sujeto a los objetivos del programa de planeamiento, la cantidad de tiempo que se dispone y de los recursos que se obtienen por ejemplo, si se desea obtener datos sobre el oxígeno disuelto en una corriente, durante el período en que la corriente es lenta, bastaría con la recolección de dos o tres muestras. Generalmente el número de muestras requerido depende de la habilidad y conocimientos técnicos del Ingeniero Sanitario para planificar y ordenar la recolección de muestras de acuerdo a los informes que con un propósito determinado quiera obtener. Puntos de captación: Estos puntos deberán de ser seleccionados con gran cuidado. Especial consideración deberá tomarse en lo que respecta a las fuentes de contaminación, diluciones, afluentes, cambios en los alrededores, topografía del terreno, y declive de la corriente. En líneas generalmente pueden tomarse cuatro puntos de referencia: a) Agua arriba, donde el agua es clara y limpia. b) En el sitio abajo, en que empieza la contaminación o dilución de la corriente. c) En el punto en que la corriente presenta las peores condiciones de contaminación, completa carencia de oxígeno.

4.

5.

6.

7.

8.

d) Un punto intermediario entre la carencia de oxígeno de la corriente y el punto supuesto en que empieza la recuperación del mismo. Método de captación: Las muestras deberán ser captadas a una profundidad de 18.30 cm. en aquellas corrientes cuya profundidad es menos de 36.6 cm. Y para las corrientes cuya profundidad es mayor captarlas a 36.6 cm. Corrientes muy profundas es necesario tomar muestras a diferentes niveles de profundidad que oscilan entre 6.10 a 24.4 cm. Para la recolección de muestras pueden usarse muestreadores especiales cuando se trate de recolección de muestras de oxígeno disuelto y D.B.O., para otros análisis pueden usarse recipientes de vidrio con tapones de vidrio o de polietileno. Para muestras de análisis bacteriológico, se requieren recipientes esterilizados. Datos que se desean obtener: Generalmente para la investigación de contaminación de corrientes se requiere la obtención de cuatro medidas: a) Medida del flujo de la corriente b) Control de temperatura. c) Análisis de la demanda bioquímica de Oxígeno (D.B.O.). d) Análisis de Oxígeno disuelto (O.D.). e) Cantidad de materia en suspensión. Algunas veces es necesario obtener el pH, color, turbidez que prevalece en la corriente. Cuando la corriente tiene uso para suministros de agua potable, áreas de recreación, de pesca, etc., es necesario la obtención de muestras biológicas de plancton. Precauciones con las muestras previo el análisis: Todas las muestras deben ser analizadas tan pronto como fuere posible después de ser recolectadas. De ser posible pueden usarse algunos equipos portátiles para usarlos en el campo, en l sitio mismo de toma de muestras, o si no es posible y se demanda más exactitud es conveniente enviar las muestras en hielo a una temperatura de 10ºC a 0ºC (4º como temperatura óptima). Epoca del año para la obtención del muestreo: Debe seleccionarse aquella época en que se presentan las condiciones más críticas referente a, temperatura, flujo, cantidad de contaminación, etc., en Centroamérica sería la época durante los meses de marzo, abril. Pero realmente el muestreo está sujeto a las variaciones que cada Ingeniero quiera establecer, y períodos en que se incrementa la producción comercial de ciertas fábricas. Métodos estadísticos para la información de los resultados: Es realmente importante establecer el uso de métodos estadísticos para relacionar y establecer comparaciones en los datos procedentes de los análisis que se efectuaron. Por ejemplo seleccionar la expresión de los resultados bacteriológicos en número más probable NMP, el uso del promedio aritmético no establece claramente este número, por otro lado, el

promedio geométrico o modo podría muy bien ilustrar este número más exactamente, cuando se aplica a sistemas biológicos existe una gran diferencia cuando se establece comparaciones entre el promedio aritmético y el geométrico o modo, por ejemplo:

No. de muestras

Recuento de Coliformes En NMP/100 ml.

1 2 3 4 5

Promedio aritmético

0.0 0.0 0.0 9.0 3.6

=

Modo o promedio geométrico

12.6 = 2.3 5 =

0.0

Los métodos estadísticos son de importancia para computar los datos y de esta manera establecer la eficiencia de planta de tratamiento de desechos, de esta manera de puede obtener un cuadro más completo de la operación de la planta usando únicamente el promedio, también puede establecer la eficiencia entre un tratamiento y otro usando el coeficiente de variación.

8.

CONCEPTOS BASICOS DE LIMNOLOGIA

1.

Definición Es una rama de la ciencia Biológica que trata de la productividad biológica de los cuerpos de agua intraterrestres y todas aquellas influencias casuales que la determinan.

2.

Productividad Biológica Incluye todos aquellos aspectos cualitativos y cuantitativos relacionados a la situación potencial y actual del beneficio derivado del balance natural biológico que se establece en un cuerpo de agua.

3.

Aguas Intraterrestres Incluye toda clase o tipo de cuerpos de agua (corrientes o estancadas), dulces, saladas, termales o de otra composición físico-química que están casi o completamente situados en grandes porciones de tierra.

4.

Influencias casuales Implica varios factores: físicos, químicos, biológicos, meteorológicos, etc. que determinan las características y la cantidad de la productividad biológica.

5.

Importancia básica de la limnología Es una ciencia básicamente sintética, compuesta de ciertos elementos, los cuales se extienden más allá de los límites ordinarios concebidos por la biología pura. Su orientación es fundamentalmente ecológica. Depende de la aplicación e integración apropiada de ciertos hechos, principios y métodos químicos, físicos, geológicos, hidrográficos, meteorológicos, para la resolución de los problemas que al final siempre resultan ser de naturaleza biológica. La productividad biológica es el centro y factor unificador que enlaza todos los tópicos en una solo campo de manera organizada, ordenada y coherente. El conocimiento de las circunstancias naturales, que son responsables de la abundancia o disminución de vida acuática en los cuerpos de agua intraterrestres, la evaluación y la identificación de aquellas influencias que gobiernan en una forma particular la productividad biológica de éstos, constituyen la ayuda y competencia que presta en la actualidad el conocimiento de la limnología como disciplina moderna en el campo de los recursos del agua.

6.

Ambiente Lóticos (Corrientes de agua) Se incluye todos los cuerpos de agua con movimiento continuo en una dirección definida. (Ríos, riachuelos, arroyos, etc.).

7.

Ambiente Lénticos (Aguas estancadas) Son todos los cuerpos de agua intraterrestre que no poseen influjo continuo en una dirección definida (lagos, lagunas, pantanos, etc.).

8.

Origen de los Lagos:

a) Acción glacial b) Deslizamiento de tierra, las cuales han obstruido valles. c) Por solución de ciertos materiales geológicos. Cuando algún depósito de roca soluble existe, se va solubilizando con la acción filtrante de goteo continuo (percolación) produciendo con el tiempo cavidades o depresiones. d) Movimientos de la corteza terrestre, ascendentes que forman embalses y descendentes que forman cuencas. e) Cráteres de volcanes extinguidos. f) Varias actividades de ríos como el cambio de causes, producen los llamados "Ojo de Agua"; obstrucción de la desembocadura de tributarios, etc. 9.

Morfometría (medidas de forma de cuerpos de agua) a) Mapa batimétrico: lo constituye un buen levantamiento topográfico y las medidas llamadas: b) Parámetros morfométricos.

A.

Datos lineales 1. Longitud máxima (l.m.): Longitud de la línea que conecta los 2 extremos más remotos del cuerpo de agua. 2. Longitud máxima efectiva (l.m.e.): Longitud de la línea que conecta los dos 2 extremos más remotos del cuerpo de agua o del lago, a lo largo de una línea sin interrupciones. 3. Ancho máximo (bxm): Longitud de la recta que conecta los dos extremos transversales más remotos, aproximadamente a ángulo recto el eje máximo de longitud y no cruzando sobre la tierra, excepto éstas. 4. Ancho máximo efectivo (bxme): Longitud de la línea recta que conecta dos extremos transversales más remotos del cuerpo de agua, a lo largo de la cual puede soplar el viento sin interrupción alguna. 5. Desarrollo de orilla (D.O.): es la relación entre la longitud de la orilla y la longitud de la circunferencia de un círculo cuya área sea igual al del cuerpo de agua. D.O.

=

S

2

A

6. Ancho medio: Es el área del cuerpo de agua entre la longitud máxima. B.

Datos de Profundidad: 1. Profundidad máxima (Z m) la mayor encontrada. 2. Profundidad media (Z mm) Volumen del cuerpo de aguas entre su área. 3. Relación de Profundidad media: Profundidad media entre profundidad máxima. 4. Relación de profundidad máxima: Profundidad máxima / área 5. Pendiente media de las paredes y el fondo.

S

=

(1/2 Co + C1 + C2 + .........Cn-1 + ½ Cn ) D A

S C n A D

= = = = =

Pendiente media Long. Curvas de profundidad mínimo curvas Area del cuerpo de agua Profundidad máxima

C.

Datos de superf. y volumen : 1. Area (planímetro polar) 2. Volumen = h A1 A2

= = =

V =

x 100

h 3 (A1 + A2 + A1 A2

Prof. en estratos Area del estrato superior Area del estrato inferior

3. Desarrollo volumétrico: Representa la relación entre el volumen total del cuerpo de agua y el volumen de un cono, el área de cuya base es igual al área del cuerpo de agua y cuya altura es igual a la profundidad máxima del cuerpo de agua. D. V. =

3

Prof. media Prof. máxima

Indica que las paredes y fondo son cóncavos hacía el agua.

10.

Morfología Son los diferentes esquemas de forma de una masa de agua. a. Circular b. Subcircular c. Elíptico d. Subrectangular elongados e. Dendrítica f. Funiforme g. Triangular h. Irregular

11.

Condiciones físicas y fenómenos relacionados (Parámetros físicos) a) Presión:

El agua es una sustancia pesada ( 1 gr/cc a 4ºC). La presión varía en relación a la temperatura, compresión, sustancias en solución, sustancias en suspensión, etc. cuando se sumerge un objeto al incrementarse la profundidad, la presión del agua se vuelve muy grande, hasta ocasionar fenómenos de deformación, quebraduras, rompimiento, etc. a este fenómeno se le conoce con el nombre de "Implosión". La presión ejercida por debajo de la superficie del agua es igual al peso de la columna superimpuesta, más la presión atmosférica de la superficie. Los aparatos que se usan en la medida de la presión de los cuerpos de agua, deben ser especiales y protegidos. b) Compresibilidad: El agua es materialmente incompresible. El coeficiente de compresibilidad es de 32.5 x 10-6 a 0ºC para presiones de 1 a 25 atmósferas. c) Densidad : Propiedad relacionada a la presión, temperatura, sólidos en suspensión, etc. d) Movilidad: (viscosidad): El agua es un líquido muy móvil, la viscosidad varía con la presión, temperatura, etc. e) Flotabilidad: Es el resultado directo de la densidad y varía con los mismos factores. El principio de Arquímedes dice " Un cuerpo de agua sufre un empuje hacia arriba que es igual al peso del volumen desalojado". f) Velocidad del viento: Factor importante en limnología, que tiene importancia y relación en el movimiento de las olas, corrientes, etc. g) Movimiento del cuerpo de agua: 1. Ondas (olas): Producidos por el viento, que influye en su dirección, velocidad, duración, etc. Hay 2 tipos: A. Ondas de oscilación B. Ondas de traslación. Ondas de Oscilación: Movimiento vertical circular de las olas y que siempre regresan a la misma posición en que las olas se formaron.

h

=

F 3

h F

= =

altura máxima en metros Veloc. del viento en km/hora

Ondas de traslación: Cuando el movimiento de las ondas es definitivamente hacia delante. h) Corrientes: Son de 3 clases: Verticales, horizontales y de retorno.

Verticales: Muy raras de observarse en los cuerpos de agua y se forman generalmente debido a circunstancias termales, morfológicas e hidrostáticas. Horizontales: Son muy comunes en los cuerpos de agua, producidas por efecto del viento y son modificadas por el contorno de la línea de ribera o forma de la cuenca. De retorno: Cuando el agua se acumula, sobre una orilla, como resultado del impacto del viento sobre la ribera. i) Temperatura: Es uno de los parámetros más importantes en un estudio limnológico y puede medirse con relativa facilidad. Es un factor decisivo para el desarrollo y distribución de plantas y animales en el ambiente acuático. Las variaciones en el cuerpo de agua son muy influyentes, el paso del Sol a sombra origina una variación muy pequeña, inferior a 1ºC a la profundidad de 5 m. 1.- Cambios horizontales de temperatura: Son los que se efectúan de un lugar a otro de la superficie terrestre. 2.- Cambios verticales de temperatura: en el aire varía ampliamente con la altura en relación a las condiciones locales, pero en el ambiente acuático el calentamiento o enfriamiento del aire se produce principalmente en la superficie del agua. El único manantial importante de calor para el agua, en la naturaleza, lo constituye la radiación del Sol, por determinados experimentos se ha demostrado que no se produce ningún intercambio significativo entre el agua y el barro del fondo, como la radiación solar es absorbida en las capas de agua superiores, las formaciones acuosas solo se calientan en la superficie, en el enfriamiento del agua solo se origina por irradiación, evaporación o fusión del hielo, procesos que se realizan en la superficie del agua, en los cuerpos de agua estancada (lagos, lagunas, etc.). los cambios de temperatura están limitados a las capas superficiales, permaneciendo en ocasiones invariables la temperatura en la profundidad. 3.- Zonas debidas a la temperatura: A. Epilimnión, es la capa de agua homogénea agitada por el viento, con temperatura uniforme (homoterma). B. Termoclina: Capa en la cual se verifica los cambios rápidos de temperatura y se define como la que posee un gradiente término por lo menos de 1ºC por metro de profundidad. Algunos cuerpos presentan una termoclina secundaria, pero ésta nunca es permanente. C. Hipolimnion es la masa estancada en el fondo y la cual sé encuentra por debajo de la termoclina. 4.- Cambios estacionales en la distribución vertical de la temperatura:

El agua presenta generalmente el máximo de densidad a 4ºC, el agua más caliente o más fría flotará por encima de la que está sobre de esta temperatura. Si el agua está a más temperatura inferior o superior a 4ºC como suele ocurrir en muchas zonas del globo terrestre en julio o noviembre, se originará en el cuerpo de agua un desequilibrio, que con la cooperación del viento dará lugar al fenómeno de "inversión o volteo" de la masa de agua, en el cual las 3 zonas se mezclan, produciéndose una temperatura vertical constante, durando de 4 a 6 semanas este fenómeno. 5.- Estratificación termal Se origina después que el recalentamiento de las capas superiores han originado un gradiente de densidad (las 3 zonas permanecen constantes, diferenciadas en sus temperaturas) generalmente tiene lugar en lagos profundos y con gran circulación. 6.- División de los lagos por la temperatura I. Lagos polares . Temperatura superficial nunca mayor de 4ºC. 1. Orden - Temperatura del fondo a 4ºC sin período de circulación ( si existe, solo en otoño). 2. Orden - Temperatura del fondo varía, pero no más de 4ºC ( 1 período de circulación en otoño). 3. Orden - Temperatura del fondo muy similar a la de la superficie. Circulación más o menos continua, menos cuando se congela. II. Lagos templados: Las temperaturas varían por arriba o debajo de 4ºC. 1. Orden - La temperatura del fondo a 4ºC a través del año (2 períodos de circulación posibles, uno en primavera y uno en otoño, raramente ninguno). 2. Orden - Temperatura del fondo varía no muy lejos de 4ºC, dos períodos de circulación (1 en primavera, 1 en otoño). 3. Orden - Temperatura del fondo varía de una manera similar a la de la superficie, circulación continua a excepción de cuando está congelado. III. Lagos tropicales: Temperatura superficial arriba de 4ºC. 1. Orden - Temperatura del fondo cerca de 4ºC a través del año, un período de circulación en invierno. 2. Orden - Temperatura del fondo varía no muy lejos de 4ºC, un período de circulación en invierno. 3. Orden - Temperatura del fondo muy similar a la de la superficie, circulación todo el año. Existen lagos que se catalogan en 2 órdenes debido a su altitud, forma, exposición, etc.

j) Luz Una de las propiedades más importantes del agua es su transparencia. La luz solar de que disponen los vegetales y animales en el ambiente acuático, ha penetrado en el agua procedente del aire y por consiguiente ha estado previamente sometida a todos los cambios determinados por las condiciones existentes por encima de superficie. El 10% o más de la luz se pierde por reflexión en la superficie o en condiciones determinadas inmediatamente por debajo de aquella, además en su camino hacía abajo, la luz es modificada por el medio acuático en lo que atañe a la intensidad, composición espectral, distribución angular y distribución temporal. 1. Penetración y absorción de la luz. Métodos de Medida. Disco de Secchi (1865 Italia): Consiste en un disco de madera de 20 cm de diámetro pintado en blanco y negro con un cable graduado en metros. Este se introduce en el agua hasta que desaparece el disco donde se toma una lectura, emergiéndolo hasta donde el disco vuelve a reaparecer. El promedio de estas dos lecturas en el cable graduado establece el límite de visibilidad. Fotómetros: Son aparatos que miden por medio de filtros de color en presencia de una substancia sensora la absorción de la luz. Ejemplo: El fotómetro de Killan, que consiste en un sensor de sulfuro de cadmio contenido en un plástico transparente, cubierto por tres filtros para separar la luz penetrante en azul, verde y rojo. 2. Factores que influyen en la penetración de la luz: A) Intensidad en la superficie B) El ángulo de contacto entre la luz y la superficie. C) Diferencia de latitud. D) Diferencia en las estaciones. E) Diferencias diurnas. F) Sólidos disueltos. G) Sólidos suspendidos. k. Color del agua (aparente y verdadero) l. Turbiedad. m. Conductividad eléctrica. 12.

Condiciones biológicas y sus fenómenos Parámetros Biológicos: A) Productividad a.- Conceptos Básicos

Cuando se han utilizando métodos adecuados de medida, la productividad de un tipo de organismos puede compararse con la de otro y las productividades de las diferentes comunidades o regiones pueden evaluarse. Desde el punto de vista práctico se desea evaluar si la producción de un área determinada es la máxima posible. Para determinar si un área está siendo sobre explotada, o en cambio no se explota lo suficiente, la abundancia y el desarrollo deben medirse en forma apropiada pero antes de proceder se deben aclarar diferentes aspectos: Los 3 conceptos fundamentales: I. Contigente actual II. Material extraído III. Intensidad de la producción Conceptos de la productividad La falta de diferenciación de la productividad ha producido muchas confusiones en las tentativas para medir y discutir la producción de animales y vegetales en áreas diferentes. Contigente actual: Es la abundancia de los organismos existentes en el área, en el momento de observación, puede expresarse mediante el número de individuos, mediante la biomasa (peso de la sustancia viva), según la energía contenida en otros términos convenientes. Material Extraído: Comprende el rendimiento obtenido por el hombre, los organismos separados del ambiente por emigración y los materiales sustraídos por depósitos orgánicos. Intensidad de Producción: Intensidad con que se realizan los procesos de desarrollo en el área. b.- Productividad de ambientes acuáticos: En la zona litoral del Océano y de los lagos, la luz es suficientemente intensa para el desarrollo de organismos plantónicos y bentónicos (del fondo). Como el agua de esta zona se agita constantemente, las sustancias nutritivas son redistribuidas rápidamente y las partículas alimenticias son transportadas en abundancia hacía los animales sésiles. Más allá de la zona litoral, el transporte de los materiales nutritivos hacía la superficie y el oxígeno hacía las profundidades, dependiendo la agitación estacional. En los lagos profundos la zona enfótica (con suf. Nutrientes) representa solo una débil fracción de la profundidad total, y la agitación producida por el viento, nunca se extiende por debajo de la termoclina permanente, por esta causa los materiales nutritivos que descienden hacia las aguas profundas solo se regeneran lentamente, aunque los organismos que viven en las grandes extensiones de agua disfrutan de ventajas, tales como temperaturas relativamente estables, sufren en cambio de un suministro restringido de materiales nutritivos en las superficies y una falta de luz a grandes profundidades.

c.- Clasificación de los lagos en base de su productividad 1. Lagos oligotróficos: Son típicamente muy profundos, pobres en fósforo, N y Calcio, escaso contenido de electrólitos y materia orgánica. 2. Lagos eutróficos. Relativamente someros, muy ricos en sustancias nutritivas para plantas y materia orgánica, los electrólitos se encuentran en concentraciones variables, el 02 se agota en determinadas estaciones y puede faltar completamente en el hipolimnión. 3. Lagos distróficos. Se hallan principalmente en zonas pantanosas o antiguas montañas, están abundantemente provistas de fósforo, nitrógeno, calcio y materia orgánica, pero el desarrollo de la mayor parte de organismos lacustres está limitado a ello por la presencia de elevadas concentraciones de sustancias húmicas, escaso contenido de electrólitos y falta absoluta o parcial de 02 a niveles profundos. 4. Medida de la productividad. Es un sistema natural que se refiere a la cantidad de CO2 convertida en C Orgánico por las plantas verdes a través del proceso de la fotosíntesis Esta reacción puede representarse: 6CO2 + 6H2O ------- C6H12O6 + 602 En la ecuación anterior indica que la fotosíntesis requiere energía de la luz solar para la síntesis de la glucosa. La glucosa así formada puede ser convertida intracelularmente a otros constituyentes orgánicos de la célula viva. Otro importante resultado de la fotosíntesis es la energía solar necesaria para la fijación del CO2 que fue atrapado químicamente en la molécula producida, la cual puede convertirse en una fuente de energía para otros organismos vivientes los cuales no pueden efectuar una fotosíntesis. Estos organismos extraen su energía productos fotosintéticos a través de respiración. Esto puede representarse como sigue: 602 + C6H12O6 ------- 6 CO2 + 6H2O + energía Las ecuaciones para fotosíntesis y respiración pueden describirse como opuestas. Esto implica que los dos procesos necesitan estar en balance si existe un equilibrio natural a menudos dos procesos de productividad se establecen en un ecosistema. Productividad en bruto: Es la cantidad de C Orgánico originado en cierto período de tiempo. (Carbono orgánico total).

Productividad neta: Es la productividad en bruto, menos la cantidad consumida a través de la respiración. En los sistemas acuáticos la magnitud de la productividad neta es una indicación del balance del sistema, en el cual un sistema en equilibrio es considerado a ser el más "natural". si la productividad neta es alta, la probabilidad del crecimiento de algas también lo es, una productividad baja neta indica que la producción y respiración están balanceadas, no habiendo entonces exceso de C para el establecimiento de un crecimiento excesivo. 1). Oxígeno disuelto: Depende del hecho que el oxígeno producido durante la fotosíntesis es utilizado para la respiración. La cantidad de oxígeno proveniente de la fotosíntesis, es una medida relativa del bióxido de carbono fijado. En la práctica las aguas naturales para análisis, se captan en tres recipientes de vidrio (frascos para O. D.) los cuales pueden cerrarse sin atrapar burbujas de aire. La concentración del oxígeno disuelto es inmediatamente determinada en una de las muestras. Este será el O.D. inicial. Un frasco de muestra es colocado en una bolsa plástica de color negro o un dispositivo especial para protegerla de la iluminación. Esta y el tercer frasco claro son nuevamente suspendidos a la profundidad en la cual la primera muestra fue captada, después de un período de exposición, las muestras son removidas y el contenido de oxígeno disuelto determinado, éste será el O.D. final. El oxígeno de la productividad es calculado como sigue: O.D. del frasco claro - O.D. inicial = Prodt. Neta O.D. inicial - O.D. del frasco obscuro = respiración O.D. del frasco claro - O.D. del frasco obscuro = Productividad en bruto. 2). Uso de trazadores radiactivos: El segundo método para la medida de la productividad consiste en el uso de trazadores radiactivos, carbono 14, la ventaja del método de trazadores, es que mide la cantidad actual de carbono el cual es asimilado o fijado de la solución. El carbono-14 en la forma química de bicarbonato o carbonato es agregado a la muestra de agua en cantidades trazadoras que no originen un incremento significativo de carbono (CO 2) disponible para la fotosíntesis. Después de un período de exposición a la luz en frascos obscuros a la profundidad en que la muestra original fue captada, el plancton de la muestra de agua es filtrado y retenido en una membrana de filtración. la radiactividad (DPM) sobre la membrana es determinada por métodos apropiados de conteo. Al mismo tiempo la radiactividad total (DPM) la cual fue agregada es determinada. La proporción del carbono total disponible el cual fue incorporado en el plancton es como sigue: Radiactividad en la membrana de filtro (DPM)

= r

Radiactividad total agregada (DPM)

r R

R

= Proporción total disponible de CO2 en el plancton.

Esto significa, la determinación total del CO2 disponible en aguas naturales, con esta información es entonces posible calcular productividad, como sigue: mg C fijado / 1 m =

r R

x ng C disponible x 1 x f 1 Tiemp.Exposición

En la fórmula f es un factor isotópico de discriminación. Este refleja el hecho de que el carbono -12 es fijado por preferencia a carbono-14. Este se ha demostrado que tiene un valor de 1.05 el método del carbono -14, para la medición de productividad es generalmente considerado a obtener un valor que se encuentra entre la productividad neta y la productividad en bruto, esto es debido a varias dificultades de los factores de medición. El carbono radiactivo puede ser asimilado a la forma de un producto, el cual es excretado, el producto de la asimilación radiactiva puede ser respirado, y el 14CO2 fijado en la fotosíntesis; la respiración en la luz y en la obscuridad no puede ser la misma en el fitoplancton; por bacterias y algas. el valor de la productividad - C14 es generalmente considerado más cerca de la productividad neta que a la en bruto. B) C) D) E)

Clasificación y determinación del Fitoplancton. Clasificación y determinación del Zooplancton. Clasificación y determinación del Necton. Clasificación y determinación del Bencton.

13.

Parámetros Químicos Determinaciones y relación de:

a. b. c. d. e. f. g. h.

Oxígeno Bióxido de Carbono Otros gases (N, S, NH4, CO) Fósforo y fosfatos Relación fósforo total y nitrógeno total (P/N) Materia orgánica disuelta pH Reserva alcalina

14.

Parámetros Geológicos Estudio del fondo, paredes, etc. que puedan dar idea del origen de los lagos y su formación.

Bibliografía recomendada 1.

A Trestise on Limnology by Evelyn Hutchinson

2.

Limnology by Welch

3.

Ecología por Eugene Odum