1. No category

MONITOREO DE HUEVOS DE HELMINTO EN PLANTAS DE
TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL EN LA COMARCA LAGUNERA
Monitoring of Helminthes Eggs in Wastewater Treatment Plants in the Comarca Lagunera
María del Rosario Jacobo Salcedo 1, Flor Valeria Galindo Pardo 2, Gerardo Delgado
Ramírez1, José Antonio Cueto Wong1, Jesús Arcadio Muñoz Villalobos 1, Uriel
Figueroa Viramontes3.
Centro Nacional de Investigación Disciplinaria en Relación Agua Suelo Planta Atmosfera (CENIDRASPA) – INIFAP, Margen Derecho Canal de Sacramento Km. 6.5, Gómez Palacio, Durango, México.
2
Universidad Juárez del Estado de Durango, Facultad de Agricultura y Zootecnia, Venecia Durango,
México.
3
Campo Experimental la Laguna –INIFAP, Blvd. José Santos Valdez No. 1200, Matamoros
Coahuila, México. e-mail: [email protected]
1
RESUMEN
SUMMARY
En México, el 77% del agua se utiliza en la agricultura; de
esta agua cerca del 80% se obtiene de los mantos acuíferos
generando agricultura de riego. La Comisión Nacional del Agua
reportó a nivel nacional un caudal de aguas residuales municipales de 242 m3 s-1 del cual 206 m3 s-1 son captados por las
redes de alcantarillado; sin embargo, de este volumen solo es
tratado 74.4 m3 s-1; es decir, solo el 36 % del volumen captado.
Las normas mexicanas e internacionales muestran parámetros de calidad que debe poseer este tipo de agua para poder
ser empleada en uso agrícola siendo los huevos de helminto
un parámetro biológico de gran importancia. La NOM-001ECOL-1996 establece que para riego no restringido el límite es
de 1 huevo por litro y para riego restringido es de 5 huevos por
litro. El análisis parasitológico se realizó empleando el método
difásico de sedimentación/flotación basado en la técnica del
examen coprológico de Bailenger metodología propuesta por
la OMS e incluida en la NOM-001-ECOL-1996. Los parásitos
que se encontraron con mayor frecuencia en los muestreos
realizados son del genero Taenia spp. y Ascaris lumbricoides
en un 81.25% y 100% respectivamente, estos dos parásitos
pertenecen al grupo de los helmintos intestinales donde se incluyen los nematodos y los cestodos. Los resultados muestran
que la concentración de huevos es mayor en la Planta 3 con
una media de 45 h L-1, esta posee un sistema de tratamiento de
Lagunas de Oxidación que muestra una remoción incompleta
de estos parásitos. Estos datos permiten indicar que el 100%
de los sitios muestreados y a diferentes tiempos de evaluación
se encuentran fuera de los parámetros establecidos por las normas mexicanas.
In Mexico, 77% of water is used in agriculture; around the
80% of the water is obtained from aquifers generating irrigated
agriculture. The National Water Commission (2007) reported a
municipal wastewater flow of 242 m3s-1 of which 206 m3 s-1 are
captured by sewage system; however, only 74.4 m3 s-1 is treated, which is equivalent only to 36% of the volume captured.
Mexican and international quality standards show parameters
that this type of water should have in order to be used in agriculture, helminthes eggs are a biological parameter of great
importance for those rules. NOM-001-ECOL-1996 states that
for unrestricted irrigation the limit is 1 egg per liter, and for restricted irrigation it is 5 eggs per liter. The parasite analysis was
performed using the two-phase method of settling / flotation technique based on stool examination of Bailenger methodology
proposed by WHO and included in the NOM-001-ECOL-1996.
Parasites more often found were Taenias spp. and Ascaris lumbricoides in 81.25% and 100% respectively, these two parasites
belong to the group of intestinal helminthes where nematodes
and cestodes are included. The results show that the concentration of helminthes is higher in Plant 3 with an average of 45
h L-1, the treatment system has an oxidation ponds showing incomplete removal of these parasites. These data suggest that
100% of the sampling sites and at different times of evaluation
are outside the parameters established by Mexican standards.
Palabras Clave: Parásitos, inocuidad agrícola, Áscaris,
Taenia.
Keywords: Parasites, Agricultural innocuousness, Ascaris,
Taenia,
INTRODUCCIÓN
La disminución cada vez más acentuada de agua dulce
ha provocado un incremento en el uso de aguas depuradas
y recuperadas para riego de cultivos, mejor conocidas como
AGROFAZ
137
AGROFAZ VOLUMEN 14 NÚMERO 2 2014
aguas residuales tratadas. El uso del agua residual tratada para
la producción agrícola se ha desarrollado desde hace muchos
años, la Organización Mundial de la Salud en Génova (1989),
propone una guía para el uso seguro de agua tratada y lodos
(excretas) en la agricultura y acuacultura (OMS, 2006). Donde
se busca que los riesgos sanitarios se vean disminuidos, y se
actualicen normas que permitan la reutilización de aguas de
una forma segura en donde el impacto a la salud de los usuarios y consumidores sea menos riesgoso.
En México, el 77% del agua se utiliza en la agricultura; 14%
en el abastecimiento público, 5% en las termoeléctricas y 4%
en la industria. La Comisión Nacional del Agua (2007) reportó
a nivel nacional un caudal de aguas residuales municipales generado de 242 m3s-1 del cual 206 m3 s-1 son captados por las
redes de alcantarillado; sin embargo, de este volumen solo es
tratado 74.4 m3 s-1; es decir, solo el 36 % del volumen captado
(CONAGUA, 2007). Para el 2011, el registro de plantas de tratamiento de aguas residuales en operación aumentó a 2,289
instalaciones, con una capacidad instalada de 137,082.13 L s-1
y caudal tratado de 97,640.22 L s-1 que permitieron alcanzar
una cobertura de tratamiento de aguas residuales municipales
de 46.5%. (SEMARNAT, 2011). La NOM-001-ECOL-1996 define como aguas residuales a aquellas de composición variada
proveniente de las descargas de usos municipales, industriales,
comerciales, de servicios, agrícolas, pecuarios, domésticos, incluyendo fraccionamiento y en general de cualquier otro uso,
así como la mezcla de ellas.
La Organización Mundial de la Salud (2006) recomienda la
presencia de 0.1 huevos de nematodos intestinales en un litro
de agua reutilizada (OMS, 2006). En México la Norma 003-SEMARNAT-1997, señala como límite máximo permisible de <5 (h
L-1) en servicios al público con contacto indirecto u ocasional, y
de <1 (h L-1) en servicios al público con contacto directo considerando a estos como contaminantes parasitarios (NOM-003SEMARNAT-1997).
La responsabilidad que implica el reúso de las aguas residuales, requiere que se realice permanentemente la evaluación del deterioro en la calidad del ambiente y los riesgos a la
138
AGROFAZ
salud pública, así se contribuye a que el agua residual se utilice
de manera racional y segura en la producción agrícola, en el
mantenimiento de las áreas verdes y para otros propósitos industriales.
En México, el 28% de las plantas de tratamiento realizan
un proceso de lagunas de oxidación y el 23% llevan a cabo
el tratamiento el agua por lodos activados, el resto manejan
otros métodos como fosas sépticas, humedales, biológico, percoladores, etc., todos ellos en menor proporción (CONAGUA,
2007). Los dos tipos de tratamiento que prevalecen en la Comarca Lagunera son básicamente lagunas de oxidación y lodos
activados. En las lagunas de oxidación y/o estabilización se desarrolla un tratamiento dual basado en un sistema aeróbico y
uno anaeróbico, que en conjunto logran un mejor tratamiento
que de forma individual, las cuales consisten en excavaciones
parciales en el terreno, con un área superficial y volumen suficientes para promover los extensos tiempos de tratamiento que
requieren para degradar la materia orgánica mediante la “autodepuración” (Alabaster et al., 1991).
Mientras en los lodos activados el tratamiento biológico de
cultivos microbiológicos suspendidos, donde el residuo se estabiliza biológicamente en un reactor bajo condiciones aeróbicas. Durante el crecimiento y mezcla los organismos floculan
formando una masa activa denominada lodos activados. El
ambiente aeróbico se logra mediante el uso de aireación por
medio de difusores o sistemas mecánicos (Water-PollutionControl-Federation, 1997).
De acuerdo al inventario nacional de plantas municipales de
potabilización y de tratamiento de aguas residuales en operación se muestra una distribución del 96 % de tratamiento secundario entre las plantas funcionales en la Comarca Lagunera
y solo el 4% corresponden a sistemas primarios de tratamiento
(Figura 1). El uso del agua generada de este tipo de tratamiento
se distribuye como se muestra en la Figura 2, siendo el uso
para riego agrícola el que mayor frecuencia presenta y por lo
tanto el nivel de impacto que se tiene sobre la inocuidad de los
cultivos producidos de esta manera.
ESTUDIOYMANEJODELOSRECURSOSNATURALES
Figura 1. Distribución porcentual de los sitios de tratamiento de aguas residuales según el nivel de proceso en la
Comarca Lagunera.
Figura 2. Distribución porcentual de los puntos de descarga de aguas residuales sin tratamiento según el tipo de
cuerpo receptor en la Comarca Lagunera.
Estudios epidemiológicos realizados durante las últimas
décadas, han permitido comprobar que el empleo de aguas
residuales en el riego agrícola, refleja un importante incremento del número de casos de personas infectadas (Bower, 1992;
Cifuentes, et al., 1994).
Las infecciones gastrointestinales son los padecimientos
más comunes causados por bacterias entéricas como la salmonelosis (Salmonella spp.), cólera (Vibrio cholerae), disentería (Shigella) y algunas otras enfermedades causadas por
enterobacterias como Campylobacter jejuni, Yersinia spp. y
Escherichia coli O157:H7(Santamaría y Toranzos, 2003).Sin
embargo, muchas veces las enfermedades intestinales no están causadas por bacterias sino por parásitos como Entamoeba histolytica, Giardia intestinalis y/o Cryptosposidium parvum.
Algunos otros parásitos asociados a la contaminación del agua
son Ascaris lumbicoides, Necátor americanus, Trichiris trichiuria y Strongloides stercolaris (Santamaría y Toranzos, 2003).
Los parásitos se clasifican en Amebas, Flagelados, Ciliados,
Apicomplexa, Platelmintos, Nematodos, Acantocéfalos, InsecAGROFAZ
139
AGROFAZ VOLUMEN 14 NÚMERO 2 2014
tos, Ácaros y Crustácea; de esta división depende su forma de
transmisión y la severidad de las lesiones que pueden producir a sus diferentes huéspedes (Henry, 2005). Las infecciones
por protozoos intestinales se diagnostican por la detección de
trofozoitos, quistes u ooquistes. Los métodos habituales para
la identificación de huevos y parásitos son las técnicas de concentración y técnicas de tinción (Garcia y Bruckner, 1999; Prince, 1994; Smith y Fritsche , 1996).
El desarrollo de estudios de monitoreo de patógenos en el
agua residual tratada busca proporcionar evidencia real sobre
los índices contaminantes que se están generando para los cultivos así como para los usuarios de este tipo de agua. En donde
la concentración de huevos de helminto como factor de propagación de enfermedades es vital conocer no solo la cantidad
sino también el tipo de parásitos para de esta manera poder
asociarlos con la frecuencia de diversas enfermedades que pudieran generarse por estos organismos.
MATERIALES Y MÉTODOS
El diseño de esta investigación es descriptiva, transversal
y observacional, donde se procesaron 48 muestras de agua
obtenidas de 4 plantas de tratamiento de agua residual, durante
los meses de abril a julio de 2014, dichas muestras se trasladaron y procesaron en las instalaciones del Laboratorio SueloAgua-Planta del INIFAP-CENID-RASPA.
El muestreo fue realizado siguiendo lo establecido en la
NOM-001-ECOL-1996, en donde se tomaron 6 sub-muestras
con un intervalo de 4 horas entre toma considerando el valor del
efluente para la realización de una muestra compuesta siendo
esta proporcional al caudal de la descarga en el momento de la
toma. A partir de esta muestra se procedió a la cuantificación e
identificación de los parásitos así como su frecuencia de acuerdo al Anexo 1 de la misma norma. Las plantas de agua residual
tratada evaluadas se ubican en la Comarca Lagunera y poseen
dos tipos básicos de tratamiento como la muestra el Cuadro 1.
Cuadro 1. Ubicación y tipo de tratamiento de los sitios de evaluación.
Cuantificación de huevos de helminto
El análisis parasitológico se realizó empleando el método
difásico de sedimentación/flotación (Ayres y Duncan, 1996) basado en la técnica de examen coprológico de Bailenger (Bailenger, 1979) metodología propuesta por la OMS e incluida en
la NOM-001-ECOL-1996.
El volumen de las muestras analizadas fue de 5 L partiendo
de una muestra compuesta de 24 horas. Se colectó muestra de
efluente, la cual se dejó sedimentar 3 horas o toda una noche,
el sobrenadante se descartó, el sedimentó se filtró en un tamiz
de 160 mm, enjuagando con 5 litros de agua potable o destilada, permitir sedimentar y retirar el sobrenadante. Centrifugar
el sedimento a 400 g por 3 min, descartar el sobrenadante y
resuspender la pastilla en 150 mL de SOZn4 con una densidad
de 1.3 y centrifugar (400 g por 3min), recuperar el sobrenadante
y diluir en 1 L de agua destilada, dejar sedimentar y descartar
el sobrenadante. Centrifugar el sedimento a 480 g por 3min,
resuspender la pastilla formada en solución alcohol-acido agitar
suavemente y centrifugar a 660 g por 3 min y descartar el sobrenadante. Y se procedió a la cuantificación microscópica inicial posteriormente se reincubaron por 8 semanas para evaluar
viabilidad.
La concentración de huevos se calculó mediante la ecuación N=AX/PV, donde N es el número de huevos por litro de
140
AGROFAZ
muestra; A es el número de huevos contados en la cámara de
Mc Master; X es el volumen del producto final; P es el volumen
de la cámara McMaster (0.3 mL) y V es volumen de la muestra
original en litros.
Identificación de los parásitos
El examen de la totalidad del portaobjetos se ha de hacer
sistemáticamente con objetivo de bajo aumento (10X), los objetos sospechosos y aquellos refráctales como los quistes, se
deben examinar con un objetivo de gran aumento (40X). La detección de movimiento de amebas requiere un examen de al
menos 15 s.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los resultados muestran (Figura 3) que la concentración de
huevos es mayor en la Planta 3 en al menos 3 evaluaciones;
está posee un sistema de tratamiento de Lagunas de Oxidación, lo que muestra que el tratamiento que se presenta en este
tipo de plantas no es lo suficientemente efectivo para disminuir
a niveles permisibles la presencia de parásitos. Sin embargo,
la Planta 1 muestra la menor concentración de huevos viables,
y considerando que esta planta posee este mismo tipo de tratamiento, permite suponer que una de las condicionantes del
éxito en la remoción de los parásitos son los contextos del proceso como lo es el tiempo del sistema de tratamiento el cual
ESTUDIOYMANEJODELOSRECURSOSNATURALES
debería ser más prolongado para aumentar la eficiencia en la
eliminación de la contaminación parasitaria. La Figura 3 muestra una media en los valores de huevos por litro encontrados en
las aguas tratadas de los diferentes sitios de muestreo de 33.25
h L-1, lo que marca una fuerte contaminación mostrando que los
tratamientos secundarios aplicados a este tipo de agua carecen
de efectividad en el proceso de la remoción.
Figura 3. Concentración de Huevos de Helminto en muestreo de Agua residual tratada para uso agrícola
Los parásitos que se encontraron con mayor frecuencia (Figura 4) son las Taenias spp. y Ascaris lumbicoides estos dos
parásitos pertenecen al grupo de los helmintos intestinales
donde se incluyen los nematodos y los cestodos. Los nematodos (Ascaris) se caracterizan por propagarse por huevo (25150 µm) los cuales forman gusanos adultos (1 mm-10 m). La
importancia médica de estos parásitos radica en la cantidad y el
estadio en que se encuentre el mismo, los cuales pueden generar una simple disentería hasta causar neumonías o síndrome
de Löffler. Mientras que los cestodos (Taenias) adultos pueden
medir más de 762 cm y vivir unos 20 años, aunque en el hom-
bre también se puede presentar como larvas (cisticercos) los
cuales tienden a alojarse en el sistema nerviosos central produciendo cuadros clínicos graves de neurocisticersosis (Arriagada
y Nogales 1997)(OMS, 1984).
Los parásitos identificados pueden observarse en diferentes
estados de madurez, algunas de las imágenes que se muestran
en la Figura 5 pueden variar de acuerdo al grado de fertilización
o la etapa de crecimiento en la que se encuentren dichos parásitos. Es importante hacer referencia que se usó Lugol como
medio de contraste para evaluar de mejor manera la morfología
de los organismos observados.
Figura 4. Prevalencia de parásitos en muestras de Agua Residual Tratada.
AGROFAZ
141
AGROFAZ VOLUMEN 14 NÚMERO 2 2014
La severidad en la problemática del uso de las aguas residuales tratadas para uso agrícola radica en el tipo de cultivo
que se establezca debido a que como lo indica Slifko, et al.,
(2000) la principal fuente contaminante a los seres humanos
es a través de vegetales contaminados. Aunado al tipo de agua
que se genere por la planta posterior al tratamiento de la misma
ya que de esto dependen los límites permisibles y las normativas aplicables. La NOM-001-ECOL-1996 establece que para
riego no restringido (agua residual destinada a la actividad de
siembra de productos agrícolas en forma ilimitada como forrajes, granos, frutas, legumbres y verduras), el límite es de 1 huevo por litro, y para riego restringido (agua residual destinada a
la actividad de siembra de productos agrícolas, excepto legumbres y verduras que se consumen crudas) es de 5 huevos por
litro (NOM-001-ECOL-1996).
Como es posible observar en el Cuadro 2, la frecuencia en
el tipo de parásitos entre muestreos es constante lo que repre-
senta una condición de exposición constante a estos microrganismos, las posibles afecciones a la salud representan el factor
más importante en el proceso de reutilización del agua residual
tratada, en donde teniendo en cuenta las características de salubridad necesarias se puede hacer uso de este tipo de agua
con ciertas restricciones como las que establece la NOM-001ECOL-1996.
Sin lugar a duda el precedente que se establece en la tipificación de los parásitos es importante de la misma forma que
el estadio y viabilidad de los mismos ya que estas condiciones permitirán generar un diagnóstico sobre la probabilidad de
infección y/o transmisión de la enfermedad o el control de las
mismas. Indicando que los parásitos más frecuentemente encontrados (Ascaris y Taenia) son los parásitos que generan los
problemas de salud más severos, es importante hacer énfasis
en el tratamiento adecuado del agua y las normas higiénicas en
los usuarios.
Cuadro 2. Frecuencia de parásitos en las diferentes plantas de tratamiento en diferentes muestreos. (P1:Planta 1,
P2: Planta 2, P3: Planta 3, P4: Planta 4)
142
AGROFAZ
ESTUDIOYMANEJODELOSRECURSOSNATURALES
Figura 5. Parásitos encontrados en muestras de Aguas residual Tratada
AGROFAZ
143
AGROFAZ VOLUMEN 14 NÚMERO 2 2014
CONCLUSIONES
Comision Nacional del Agua (CONAGUA) 2007.
Las parasitosis generadas por el uso inadecuado de aguas
residuales se pueden aminorar generando mejores calidades
de agua y respetando los tipos de cultivo que se pueden generar a partir del uso de aguas residuales tratadas. Dentro de los
parásitos menos frecuentes que se tienen es el Strongyloides
que aunque su frecuencia es baja puede llegar a generar lesiones de salud de importancia.
Garcia, L. S., & Bruckner, D. A. 1999. Diagnostic Medical Parasitology. American Society Microbiology, Washington DC.
Es vital resaltar que en ninguna de las plantas evaluadas
así como en ninguno de los muestreos desarrollados se cumple
con la NOM-001-ECOL-1996 de 5 h L-1 en aguas residuales
tratadas para uso agrícola. Por lo tanto es una necesidad apremiante la generación de mayor información y diagnostico en
las parasitosis transmitidas por aguas residuales para generar
menores riesgos a la salud y mejor uso del agua para la producción agrícola, disminuyendo de esta manera la extracción
de agua de los acuíferos.
LITERATURA CITADA
Alabaster , G., Mills, S., Osebe , S. A., Thitai, W., Pearson, H.,
Mara, D., & Muiruri, P. 1991. Combined treatment of domestic and industrial wastewater in waste stabilisation pond systems in Kenya. Water Science Technology, 43-52 (Vol.24).
Arriagada, Arriagada , C.,y Nogales-Gaete, J. 1997. Neurocisticercosis Arrignog. ATP W.
Ayres, R. M., y Duncan , M. D. 1996. Analisis de agua residuales para su uso en agricultura. Manual de Técnicas parasitológicas y bacteriológicas de laboratorio. Organización
Mundial de la Salud Ginebra.
Bailenger, J. 1979. Mechanisms of parasitological concentration
in coprology and their practical consequences. J.Am.Med.
Tec., 65-71.
Bower , H. 1992. Agricultural and municipal use of wastewater.
Water Science and Technology, 7-8.
Cifuentes, E., Blumenthal, U. J., Ruiz-Palacios, G., Bennett, S.,
y Peasey, A. (1994). Escenario Epidemiologico del Uso Agricola del agua residual: el Valle del Mezquital México. Salud
Publica de Mexico, 3-9.
144
AGROFAZ
Henry, J. B. 2005. El Laboratorio en el Diagnóstico Clínico.
MARBAN LIBROS S.L., 20a Ed.
NOM-001-ECOL-1996. (s.f.). NORMA OFICIAL MEXICANA001-ECOL-1996.
NOM-003-SEMARNAT-1997. (s.f.). Límites máximos permisibles de contaminantes para las aguas residuales tratadas
que se reusen en servicios al público.
OMS. 1984. Teniasis/Cisticercosis. Organización Mundial de la
Salud, Curitiba.
OMS. 2006. Guidelines for the safe use of wastewater, excreta
and greywater. Vol-2.Wastewater use in agriculture. WHO
Press, Geneva, Switzerland.
Prince, D. L. 1994. Procedure Manual for the Diagnosis of Intestinal Parasites. Boca Raton, FL CRC Press.
Santamaría, J., & Toranzos, G. A. 2003. Enteric pathogens and
soil: a short review. Int Microbiol, 5-9.
SEMARNAT. (2011). Inventario nacional de plantas municipales
de potabilización y de tratamiento de aguas residuales en
operación. Comisión Nacional del Agua.
Slifko, T. R., Smith, H. V., & Rose , J. B. 2000. Emerging parasite zoonoses associated with water and food. International
Journal for Parasitology, 1379-1393.
Smith , J. W., & Fritsche , T. R. 1996. Selection and use of laboratory procedures for diagnosis of parasitic infections of
the gastrointestinal tract. CUMITLCH 30. Washington, DC,
ASM Press.
Water-Pollution-Control-Federation.
1997.
Wastewater
treatment plant design. ASCE Manual and reports of Engineering Practice No. 77 and Manual of Practice 8, 560.