Introducció.
L’elevada humanització produïda al llarg dels segles ha
comportat una pertorbació sobre la majoria de sistemes naturals. Pel que fa a
les aigües continentals superficials, l’ésser humà n’ha afectat tant a nivell
fisicoquímic com biològic. Així doncs, s’ha incrementat la presència de
microorganismes patògens, molts d’ells originats dins dels éssers humans o en
residus fecals d’animals. Cal no oblidar que microorganismes causants
d’epidèmies en el passat encara hi són presents en aquests cursos fluvials, per
això cal garantir una qualitat i un control.
Dins dels
microorganismes patògens podem diferenciar diferents tipus:
- Sense estructura cel·lular (tamany molt petit) -> Virus (Enterovirus, Rotavirus, Adenovirus i Virus de la hepatitis B i E).
- Amb estructura cel·lular:
- Amb nucli -> Protists (Cryptosporidium parvum, Dracunculus medinesis).
- Sense nucli -> Bactèries (Vibrio cholerae, Shigella spp., Salmonella spp. i Yersinia spp.).
Per tenir una visió més clara d'aquests patògens clicar a "Know it" o mirar el video insertat a continuació.
Video 1. Tipus de microorganismes infecciosos (Youtube)
El diagnòstic d'aquests patògens es pot
realitzar de dues maneres diferents.
- Detectant-los directament mitjançant laboratoris especialitzats. Aquest mètode representa uns dies d'anàlisis i un cost elevat, a part, és inviable degut a l’alta presència de diferents espècies de patògens.
- També és pot fer servir un bioindicador. Els microorganismes bioindicadors són aquells que tenen un comportament similar als patògens, així com una mateixa concentració i reaccions davant de factors ambientals com el pH, la temperatura i la presència de nutrients. S’utilitzen perquè són més fàcils, ràpids i econòmics d'identificar.
Aquests microorganismes han de tenir unes característiques
en concret:
- Ser un constituent normal de la microbiota intestinal d’individus sans homeoterms i dels seus excrements, i estar present quan els microorganismes patògens intestinals també ho estan.
- Presentar-se en nombre elevat, facilitant el seu aïllament i identificació.
- No ha de ser capaç de reproduir-se fora de l'intestí dels organismes.
- El seu temps de supervivència ha de ser igual o superior que el dels patògens i la seva resistència també.
Tipus de bioindicacors.
Metodologia.
Per fer un anàlisi microbiològic de l’aigua s’agafa una
mostra (500-1000ml) en un recipient estèril d’algun lloc representatiu (pou,
aixeta, llac etc) i es procedeix a analitzar-la abans de 6h.
Es fa un anàlisi dels indicadors que hem esmentat
(coliformes, enterococus i clostridium) i a més també un recompte de tots els
bacteris aerobis presents.
Aquest últim és molt útil per avaluar l’estat de l’aigua en
general i l’eficàcia del procés de tractament en les potabilitzadores, i si els
sistemes de distribució estan prou nets. A més, permet detectar canvis anòmals
en el nombre de microorganismes: si augmenta repentinament pot advertir d’un
focus de contaminació i s’investigarà immediatament.
L’anàlisi dels indicadors es fa de la mateixa manera en tots
els indicadors i consisteix en realitzar un filtratge i un cultiu:
 |
| Imatge 1. Filtratge de membrana (virus.usal.es) |
- S’agafa una mostra de l’aigua recollida (normalment 100ml en aigües potables de consum públic)
- Es passa a través d’un filtre de membrana amb porus de 0,45um de diàmetre que reté tots els bacteris.
- Es col·loca la membrana en una placa de petri on prèviament haurem posat un medi de cultiu selectiu (només deixa créixer els bacteris que volem mesurar).
- S’incuba la placa en una estufa (les condicions d’incubació són diferents segons els tipus de bacteris).
- Es compten el nombre de colònies formades (UFC).
Les peculiaritats per a cada
tipus són les següents:
Coliformes:
 |
Imatge 2. Cultiu de coliformes (vermell) i Escherichia coli
(verd-blavós). (virus.usal.es)
|
Abans de realitzar el filtratge-cultiu, es realitza una
prova prèvia per detectar o descartar la seva presència on s’inocula caldo de
peptona en dilucions de la mostra d’aigua (10-1, 10-2 i
10-3) i aquesta barreja en 3 tubs de lactosa bilis, i es deixa
incubar a 37ºC durant 24-48h. Si s’observa creixement bacterià amb producció de
gas, la presència de coliformes queda confirmada i es passa al mètode del
filtre de membrana per quantificar la seva concentració.
El medi de cultiu
és el Caldo Endo MF, i la incubació es realitza a 37ºC durant 24h. Els
coliformes en general en formaran de color vermell metàl·lic i la Escherichia coli concretament de
color verd-blavós.
Enterococus:
- En aquest cas el medi selectiu és azina sòdica i la incubació es realitza a 36ºC durant 48h.
- Es consideren colònies d’enterococus aquelles que mostrin un color vermell, marró o rosat.
Clostridium:
- El medi selectiu és el m-CP i s’incuba a 44ºC durant 24h en condicions anaeròbies.
- Les colònies que mostrin un color groc opac i que canviïn a rosa o vermell davant de l’exposició de vapors d’hidròxid amònic es consideren de Clostridium perfringens.
- La resta d’espècies de clostridium apareixen de color groc-verdòs o bé color porpra.
Bacteris aerobis:
Es realitza un banc de dilucions de la mostra i s’inocula
aigua peptonada en cadascuna. Es col·loca 1ml de cadascuna en una placa de
petri amb agar com a medi de cultiu i s’incuba a 37ºC durant 48h. Es compten
totes les colònies que s’han format i es multiplica pel factor de dilució.
 |
| Imatge 4. Cultiu de bacteris aerobis a diferents dilucions. (www.ipct.es) |
Tractaments.
Per eliminar els patògens, l’aigua passa per un procés de desinfecció com un dels últims passos de les plantes de tractament d’aigua potable. Es fa mitjançant agents físics o químics els quals han de matar als microorganismes i han de mantenir-se com a agents actius en l’aigua per prevenir que creixin microorganismes en les canonades.
Hi ha molts tractaments, i nosaltres hem explicat breument
els més utilitzats.
Taula 3. Principals mètodes de desinfecció de l'aigua.
Normativa.
Per l’ús domèstic o potable ens hem de basar en el RD
140/2003, el qual estableix que s’ha d’analitzar l’aigua per tal d’esbrinar si
hi ha o no contaminació fecal. Pel consum humà només accepta les aigües no
contaminades.
 |
| Imatge 5. Anex 1 del Reial Decret 140/2003 |
A més, hi ha reglamentacions específiques per a cada ús. Alguns
exemples són:
- Sortida de les EDARs: RD 849/86 on limita el màxim a 108 coliformes totals/100ml.
- Reutilització d’aigües residuals (RD 1620/2007):
- Usos urbans: concentracions de coliformes entre 0 ufc/100 ml i 200ufc/ml.
- Usos agrícoles: concentracions de coliformes menors a 200 ufc/100 ml excepte en alguns casos que pot arribar fins a 10000 ufc/100 ml.
- Usos industrials: concentració de coliformes inferior a 10000 ufc/100 ml.
- Usos ambientals i recreatius: hi han casos que les concentracions han de ser inferiors a 200 ufc/100 ml i en altres casos les concentracions poden arribar fins a 10000 ufc/100 ml.
- Reg de boscos, zones verdes i d'altres zones no accessibles al públic: no hi ha cap límit fixat.
- Recàrrega d'aqüífers. Si la recàrrega és per injecció directa la concentració ha de ser de 0 ufc/100 ml i si es produeix per percolació a través del terreny, la concentració ha de ser inferior a 1000 ufc/100 ml.
Per ampliar la informació, veure les següents taules, "See more".
Conclusions.
- Detectar directament els patògens és inviable (és molt costós, hi ha moltes espècies...), per tant, s’utilitzen bioindicadors com a mètode indirecte.
- Gran importància d’un control continu de la contaminació de les aigües ja que l’aparició eventual d’un patogen, si no es tracta immediatament, podria ocasionar molts problemes en la salut de moltes persones.
- La desinfecció de l’aigua ha estat un dels grans avenços del s.XX en els països desenvolupats: ha contribuït en gran part en augmentar l’esperança de vida en aquests. El mètode més usat és la cloració ja que presenta una relació benefici/cost major.
Bibliografia
Presentació online. Consultat el
25/11/2013.
Empleo de
bioindicadores en estudios de evaluación de la calidad ambiental (Rafael
Molero). Consultat el 22/11/2013.
Aspectos microbiològicos. Consultat el 18/11/2013.
Univeridad de Córdoba (Consultat el 20-11-13) http://www.uco.es/congresos/apoidea/pdf/conferencia-empleo-biondicadores.pdf
SolarSafeWater (Consultat el 22-11-13) http://www.psa.es/webesp/projects/solarsafewater/documents/libro/02_Capitulo_02.pdf
Water Sanitation Health (21-11-13) http://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/gdwq3_es_7_fig.pdf
Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente (Consultat el 22-11-13) http://www1.ceit.es/asignaturas/ecologia/Hipertexto/00General/IndiceGral.html
Agència Catalana de l'aigua. (Consultat el 23-11-13) http://aca-web.gencat.cat/aca/appmanager/aca/aca/
(Informació sobre legislació)
Arcos M. et al., Indicadores microbiológicos de contaminación de las fuentes de agua. División de Investigaciones, Universidad Colegio Mayor de Cundinamarca. 12/12/2005. http://www.unicolmayor.edu.co/invest_nova/NOVA/ARTREVIS2_4.pdf
Universidad de Salamanca. Departamento de Microbiología i Genética. (Consultat el 21/11/2013). http://virus.usal.es/Web/demo_fundacua/demo2/FiltraMembColiT_auto.html
Universidad Politécnica de Cartagena. (Consultat el 22/11/2013). http://www.upct.es/~minaeees/analisis_microbiologico_aguas.pdf
We hope you've enjoyed, thanks for reading us.
Hola nois! Us ha quedat molt xulo el blog! Tinc una pregunta; pel que fa els mètodes de tractament parleu que el més utilitzat és la cloració per ser la més barata, però els raigs ultraviolats són els més efectius i com dieu no alteren la composició química de l'aigua (semblen ser els millors), si hi hagués un cost indefinit creieu que s'utilitzaria molt més la radiació..?
ResponEliminaI llavors, a nivell de problemàtiques amb la salut humana, hauríem de beure molta aigua perquè els bacteris, protist, i virus ens produïssin algun mal?
Moltes gràcies!
Guillem Maneja
Hola Guillem! Doncs efectivament el tractament mitjançant raigs UV presenta uns avantatges que la cloració no té. I segons el que hem llegit sembla ser que si s’aplica correctament (mitjançant un estudi pilot previ, llum i exposició adequades...) pot ser fins i tot més efectiu que la cloració. Per tant creiem que podria ser factible i fins i tot positiu substituir en moltes plantes la desinfecció per la cloració pels raigs UV si no hi haguessin limitacions econòmiques.
EliminaPel que fa a la segona pregunta, és igual la quantitat d’aigua contaminada que ingereixis; només que dins del teu organisme entri un sol individu de bacteri, protist o virus patogen ja pot causar-te problemes de salut degut a la capacitat reproductiva que tenen.
Roger, Jordi i Joan
Bones companys! Sabeu si aquests microorganismes patògens que trobem a l'aigua de mica en mica van desplaçant d'altres ?microorganismes beneficiosos pels essers vius que estan presents en l'aigua i que estan tendint a desaparèixer? Si no fos pels diferents tractaments l'aigua cada vegada tindria més quantitat de cel/litre de microorganismes patògens? En el suposat cas de que no es poguès tractar l'aigua acabaria essent en qüestió de poc temps tota l'aigua no potable? Gràcies!
ResponEliminaL'autor ha eliminat aquest comentari.
EliminaHola Jordi,
EliminaCom en tots els ecosistemes, ja siguin micro o macro, les diferents espècies tendeixen a la competició sempre que aquests comparteixin el mateix nínxol ecològic, amb el qual no es pot assegurar que els patògens acabin essent la espècie existent. Si no que certament, la espècie desplaçada serà aquella que tingui menys mecanismes adaptats al problema que els suposa l’aparició de la nova espècie. Amb això podem respondre les següents respostes, si el microorganisme majoritari acaba sent el patogen, el més segur és que en els sistemes de tractament que tenim no els suposi un problema real. Però en el cas que els tractaments de tot el món deixessin de funcionar de manera simultània sincerament, ho tindríem cru...
Una pregunta que fa pensar.
Roger, Jordi, Joan
Bones nois! M'ha agradat el vostre treball. Referent als tractaments per a la desinfecció de les aigües, en el cas del raig UV, és cert que tot i tractar-lo amb UV, per a l'aigua d'ús domèstic, es necessita l'addició de clor per a evitar l'aparició de patògens? Gràcies!
ResponEliminaHola Alex! Qualsevol sistema de desinfecció amb llum UV hauria de ser avaluat prèviament amb un estudi pilot per assegurar-se que és eficaç, ja que si aquest mètode no s’aplica amb cura pot no ésser efectiu. La terbolesa i els SST, una baixa dosificació (poca intensitat o poc temps d’exposició) o un mal manteniment de les instal•lacions (per exemple si no es renten freqüentment les làmpades pot fer que emeti menys intensitat de llum) són factors que poden restar efectivitat.
EliminaPerò amb suficient radiació els organismes es tornen estèrils i per tant si s’aplica bé és un mètode molt efectiu. Hi ha moltes plantes (que disposen la tecnologia UV adequada) que tenen major capacitat de complir els nivells de patògens usant UV que usant clor.
Roger, Jordi i Joan
Hola!
ResponEliminaLa veritat que molt dinàmic i entenedor! (les imatges genials).
Potser us pregunto una tonteria, però, quan parleu de les característiques que han de tenir els microorganismes, per què no han de ser capaços de reproduir-se fora de l'intestí dels organismes? (no he acabat d'entendre aquest punt...)
Gràcies!
Hola Júlia! No és pas cap tonteria ;). Pensa que estem parlant d’indicadors de contaminació d’origen fecal. I origen fecal implica que es desenvolupi dins de l’intestí.
EliminaRoger, Jordi i Joan
Hola nois! El blog ha sigut molt interessant! En l'apartat d'inconvenients, heu dit que els microorganismes tenen altres factors independents a la qualitat de l'aigua per la seva distribució abundància. Em podrieu dir quins son? (pH, salinitat, oxigen... ja son factors que entren dins la qualitat de l'aigua? o us referiu a aquests com a factors independents?)
ResponEliminaMoltes gràcies
Bona tarda Martí. Al dir diferents factors, ens referim en que el pH, la temperatura, la concentració d'oxigen... són factors independents a factors relacionats amb l'aigua. Tot i que aquests factors són els que marquen la qualiatat de l'aigua, els diferenciem perquè en el quadre ens referim als factors que poden afectar als bioindicadors i no a factors que marquen la qualitat de l'aigua.
EliminaRoger, Jordi, Joan
Bones companys, m’ha agradat molt el vostre treball i l’he trobat molt interesant. Només volia preguntar un petit dubte que m’ha sorgit. Quan parleu dels tipus de bioindicadors, dins dels coliformes se’n esmenten dos tipus els fecals i els totals però no es comenta la diferència entre els dos, la meva pregunta seria quina diferència hi ha entre aquests dos tipus de bioindicadors?
ResponEliminaMoltes gràcies
Els coliformes son un tipus de bioindicadors. Podem dir que tots els coliformes són coliformes totals, i dins dels totals hi han els fecals. Aquests, tenen les mateixes característiques i l'única diferència entre els dos és que els coliformes fecals creixen a una temperatura molt més elevada (44 graus). L'única bactèria que forma part d'aquest grup és l'Escherichia coli. Els coliformes fecals també són anomenats termotolerants.
EliminaRoger, Joan i Jordi
Hola! Llegint el vostre blog m'ha sorgit un dubte/curiositat referent als microorganismes. Els microorganismes bioindicadors tan sols els trobem al intestí dels microorganisme o també els podem trobar a l'exterior tenint semblances amb patògens diferents?
ResponEliminaNo Laia. Potser en el quadre no queda del tot ben explicat. En el quadre, al dir hàbitat ens referim a l'hàbitat d'orígen. Desprès, lògicament viuen a l'aigua quan hi ha patògens. Sinò visquessin a l'aigua contaminada per a patògens, seria impossible saber que hi ha contaminació de patògens en ella. A part, tambè poden viure en el sòl, en plantes...
EliminaRoger, Joan i Jordi
Hola! Un treball molt bonic! Però m'agradaria fer una pregunta, que es més per curiositat que per res més. Quin és o són els microorganismes patògens amb més abundància a l'aigua? Alguns són més difícils d'eliminar que d'altres?
ResponEliminaMoltes gràcies!
Bona tarda Martí. Al dir diferents factors, ens referim en que el pH, la temperatura, la concentració d'oxigen... són factors independents a factors relacionats amb l'aigua. Tot i que aquests factors són els que marquen la qualiatat de l'aigua, els diferenciem perquè en el quadre ens referim als factors que poden afectar als bioindicadors i no a factors que marquen la qualitat de l'aigua.
EliminaRoger, Jordi, Joan
Ups Jordi, aquesta resposta no anava aquí! Ho sentim!
EliminaHola! Exactament hi ha patogens més o menys presents al medi, depenen bàsicament per les condicions ambientals. Un d'aquests patogens al que ens referim són els que hem comentat al blog.
EliminaRoger, Jordi, Joan
Bones! Crec que el treball esta molt bé, es molt interesant. Creieu que els microorganismes que es troben a les aigues són tots perjudicials? Hi ha alguna manera de prevenir que les aigues siguin contaminades per aquests microorganismes? Potser una solució per abaratir els costos de tractament de les aigues seria reduir l'exposició de l'aigua als factors que les contaminen. Que n'opineu al respecte?
ResponEliminaMoltes gràcies,
Ingrid Izquierdo Rosa
Hola Ingrid! Veiem que ens aprecies molt ja que ens has fet 3 preguntes ;).
EliminaRespecte la primera pregunta, òbviament no tots els microorganismes que es troben a les aigües són perjudicials: precisament per això diferenciem entre microorganismes patògens i microorganismes no patògens.
Pel que fa a la segona, la majoria de contaminants de l’aigua són d’origen antròpic, ja sigui degut a usos urbans, industrials, ramaders etc. I la majoria de patògens són fecals: per tant, si exposem les aigües en aquestes condicions no és possible prevenir la seva contaminació.
I pel que fa a la tercera, si reduïm l’exposició de l’aigua als factors contaminants creiem que possiblement aquesta es contamini i s’embruti menys i això pugui tenir repercussió en els costos de tractament (per exemple no caldria tant manteniment d’instal•lacions, neteja de filtres etc). Però per a què això succeeixi cal que replantegem ben bé les nostres accions que fem, ja que contaminem les aigües mitjançant accions que realitzem de forma molt quotidiana i no seria fàcil desprendre-se’n d’aquestes. Tot i així, és clar, com a ambientòlegs i com a persones amb consciència col•lectiva creiem que hem d’anar per aquest camí.
Roger, Jordi i Joan
Hola!
ResponEliminaHe llegit que es fan medis de cutiu selectius per a que creixin microorganismes en concret, dels quals es coneix el medi òptim per a que creixin. Però, fent aquests medis selectius, no es poden escapar altres microorganismes patògens que no creixin en aquests medis?
Gràcies!
Patricia Máiquez
Hola Patri! Efectivament hi ha bacteris (patògens i no patògens) capaços de créixer en el medi selectiu a part dels que volem valorar, ja que també són afins a les condicions d’aquest. Però creixerien de color o lluentor diferent.
EliminaPer exemple, en el Caldo mf (dels bactetis coliformes), els coliformes fermentadors de lactosa produeixen durant la fermentació aldehids, els quals es combinen amb la fucsina i el sulfit presents en el medi i això confereix a la colònia la lluentor metàl•lica que comentàvem, mentre que les colònies de les no-fermentadores són rosades.
O sigui que segurament un altre tipus de bacteri tindria un altre tipus d’interacció amb el medi, cosa que faria variar el color o lluentor.
Jordi, Roger i Joan
Salutacions,
ResponEliminaPer el que tinc entés hi ha certs païssos on la població beu l'aigua sense tractar la qual conté bacteris que ocasionen malalties a la població. Però crec que la població autòctona desenvolupa certa inmunitat contra aquest bacteris i per contra la gent que ve de fora li afecta molt més. Volia preguntar a que es pot deure aquesta possible inmunitat.
Moltes gràcies
Albert Cereza
Hola Albert, és una pregunta interessant, el que dius ens sembla molt possible ja que la mateixa població que consumeix aigua no tractada es contagiarà amb molta més freqüència que aquella que desinfecti abans del consum. La pròpia elevada capacitat de contagi és la que farà que es desenvolupin defenses per combatre aquestes malalties, en canvi, una societat que no s'infecta no tindrà aquesta necessitat. Així doncs, com bé deies, aquella persona que habiti en aquests espais pot patir greu conseqüències amb els patògens de la zona.
EliminaEsperem haver-te respòs el màxim entendedorament possible.
Roger, Jordi, Joan