Indicadores físico-químicos y microbiológicos en la
remoción de contaminantes de efluentes de procesos de tratamiento segundarios
de aguas residuales agroindustriales y domésticos
Catalina Vargas Meneses
RESUMEN
La investigación trabajo con aguas residuales que se encontraban aún en
proceso de descontaminación, no se trabajó ninguna muestra a efluentes. Las muestras de aguas residuales analizadas
proceden de tres distintos tipos de sistemas de tratamiento, todas las
muestras se tomaron de la sección del proceso secundario del
tratamiento. Se caracterizaron los
tipos de aguas residuales de las aguas crudas del campo en el laboratorio y
una porción de la muestra se dispuso en reactores anaerobios y aerobios en
condiciones de laboratorio para homogenizar las características de cada agua,
para un posterior análisis de agentes microbiológicos que pudieran contener.
La primera etapa consistió en la caracterización físico-química de las
muestras de aguas residuales de efluentes de un tratamiento secundario y de
los reactores del laboratorio; los resultados se compararon con los
estándares costarricenses, para verificar funcionamiento de cada sistema y
posterior a esta caracterización se dispusieron diferentes medios de cultivos
para determinar coincidencia de microrganismos que pudieran favorecer el
proceso de descontaminación, de las aguas crudas y de las tratadas en los
reactores del laboratorio.
Palabras clave:
Análisis físico-químicos, aguas residuales, Beneficio, Tenería, Condominio, pseudomonas
taetrolens.
ABSTRACT
The investigation worked with wastewater that was still in the process of
decontamination. No effluent sample was processed. The analyzed wastewater
samples come from three different types of treatment systems. All samples taken
were from the secondary treatment process. The types of wastewater from the raw
water were characterized and a portion of the sample was placed in anaerobic
and aerobic reactors. The waters of the in laboratory
conditions are to homogenize the characteristics of each water, and a
subsequent analysis of microbiological agents that they may contain.
The first stage consisted of
the physical-chemical characterization of the wastewater samples from effluents
from a secondary treatment and from the laboratory reactors; The results were
compared with the Costa Rican standards to verify the operation of each system.
Finally, different culture media were available to determine the coincidence of
microorganisms that could favor the decontamination process, of the raw waters
and of the treated waters in the laboratory reactors.
Introducción
En general se espera que los sistemas de tratamientos generen productos
líquidos con una carga química que sea significativamente menor a la original.
Suele relacionarse con este tema el éxito del funcionamiento de la planta de
tratamiento, pero no siempre se tiene la herramienta del análisis
físico-químico, durante los procesos de operación y manejo de los sistemas de
descontaminación que permitan mejorar el rendimiento de los sistemas.
(Rodríguez, 2002)
Es así que la información de la calidad físico-química de las aguas
residuales es de gran importancia, no solo para conocer la carga contaminante
que los efluentes tienen, sino también, para determinar el funcionamiento de
los tratamientos, especialmente en los
procesos secundarios que se llevan a cabo en los sistemas de tratamiento y
mejoras que se puedan implementar e incluso hasta la proyección de
implementación de otras etapas de nivel de tratamiento terciario para descontaminar y mejorar aún
más la calidad del vertido. (Allen, 1996)
En Costa Rica se han estudiado y regulan las aguas residuales de origen
agroindustrial y doméstico en diversas investigaciones, pero en casi todos los
estudios se indica que es preciso mayor recolección de parámetros
físico-químicos sobre la eficiencia química de los tratamientos secundarios, es
justamente en este tipo de efluentes que se realizó este estudio, sobre todo
aquellos que han tomado mayor auge en la economía local. Por ejemplo, al
suroeste del Valle Central del país, cobran importancia las actividades de
curtiembre o tenería (procesos de curtido de pieles), fincas cafetaleras y
complejos urbanísticos. (Vidal, 2006)
Si todos los inmuebles donde se generen aguas residuales cuentan con los
sistemas de tratamiento que como parte de sus procesos incluyen una
sistematización controlada durante todo el proceso de descontaminación y velan
porque todo se haga conforme a lo diseñado, pero no mantienen un control
eficiente de la calidad físico-químicas necesarias para asegurar que el agua
que se vierte después del proceso de depuración cumple con los estándares de
calidad, subutilizan los procesos de descontaminación con los que cuentan. Si a
esto se le suma el hecho de la falta de acciones mínimas de mantenimiento, que
muchas veces pretenden sean sistemas auto gestionables y se omite la debida
revisión periódica, además de limpieza pertinente, y se espera a realizar
intervenciones hasta que exista un daño, esto influirá sin lugar a duda en la
calidad del efluente que se vierta de ese sistema al cuerpo receptor. (Vargas,
2010)
Sumado a la calidad físico-química de los vertidos, no hay que dejar de
lado las pruebas bacteriológicas, que a pesar de ser un tema árido y de poca
información, pueden influir en la salud y contaminación del ambiente, dado que
si se pretende crear ciclos de reuso del agua es
necesario mantener los sistemas de tratamiento de agua en óptimas condiciones,
para evitar poblaciones de microorganismos que puedan perjudicar la vida de las
personas si llegan a estar en contacto con el agua tratada, o también en el
caso de los vertidos para para no afectar la dinámica microbiana de los cuerpos
receptores, esto a pesar de que en Costa Rica la consideración en la normativa
de los parámetros microbiológicos es escasa.
Como consecuencia de todo lo antes mencionado, en el país se ha venido
procurando incrementar la regulación en los parámetros de las aguas tratadas,
ya que en los reglamentos actuales no se toma en cuenta el funcionamiento de
los sistemas, solamente en el cumplimiento de parámetros de vertido) de los
sistemas de tratamiento de aguas residuales; sin embargo, los estudios solicitados
por el Ministerio de Salud, Acueductos y Alcantarillados entre otras entidades
gubernamentales, para determinar el buen funcionamiento de las plantas, son
poco descriptivos, dado que los únicos parámetros en los que se enfocan los
reglamentos son físico-químicos y, en cuanto a pruebas microbiológicas, el
Reglamento de Vertido y Reuso de Aguas Residuales
solicita en los ensayos los coliformes fecales, que no especifican la calidad
del agua o el funcionamiento del sistema en sí. (RVRAR, 2006)
La importancia de realizar un análisis bacteriológico en los procesos
tratamiento de las aguas residuales, permite determinar la predominancia de los
microorganismos que se generan en el sistema; con esto pueden ser clasificados
y determinar cuáles de ellos sería aconsejable mantener a lo largo del proceso
de descontaminación para mejorar la calidad del agua que es vertida a los
cuerpos de agua o alcantarillados sanitarios; de igual manera, enfatizar en los
procesos que deben eliminar microorganismos que perjudican el bienestar de los
seres vivos, especialmente los humanos, es claro que la determinación de la
población microbiana total en aguas residuales donde hay una presencia
importante es complejo y caro, además de contrastar con uso de indicadores,
pero dependiendo de los procesos es valioso hacer el esfuerzo para mejorar los
efluentes. (Allen, 1996)
Este proyecto pretende buscar la coincidencia de microorganismos que
favorecen la remoción de contaminantes en las aguas residuales tratadas en
diferentes tipos de sistemas de tratamiento (industrial, beneficio de café y
aguas negras de urbanización), mediante una caracterización de los efluentes;
con esto se podría plantear técnicas de estandarización, recomendaciones y prácticas en las
instalaciones, que ayudarían a incrementar su eficiencia; además de mejorar la
calidad de las aguas vertidas que posteriormente puedan reusarse para
diferentes fines, e incluso ayudar al medio del cuerpo de agua donde se
viertan.
Materiales
y Métodos
La investigación se llevó a cabo a partir de tres tipos de agua,
correspondientes a una Tenería en Alajuela, a un Beneficio de café en San
Antonio de Belén y las aguas residuales domésticas de un condominio en Pozos
de Santa Ana; se buscó que las áreas geográficas de ubicación de las fuentes
estuvieran climáticamente relacionadas dentro de la misma zona de vida para
que las comparaciones que se hicieran de los parámetros de los análisis fueran
lo más similares geoespacialmente y así poder inter
relacionar los resultados que se pudiesen obtener de los análisis de
caracterización.
Se planteo estratégicamente las recolecciones de las muestras para el
mismo día en los tres puntos de investigación, por lo que el muestreo que se
realizó se hizo de la siguiente manera:
CUADRO 1.
Metodología del trabajo
|
Actividad |
Tipos
de Agua |
Campos
de Cultivo |
Reactor
Anaerobio |
Tiempo
(días) |
Reactor
Aerobio |
Tiempo
(días) |
|
Toma
de muestra en los reactores biológicos de las plantas de tratamiento |
3 Tenería Beneficio Condominios |
|
|
|
|
|
|
Montar
campos de cultivos de las aguas residuales |
3 |
2 c/muestra Total= 6 |
|
|
|
|
|
Dividir
muestra de agua para reactores en condiciones de laboratorios. |
3 |
|
Tenería Beneficio Condominios |
6 50 7 |
Tenería Beneficio Condominios |
2 2 7/9 |
|
Montar
campos de cultivo para los reactores |
6 3 reactores anaeróbicos 3 reactores aeróbicos |
2 c/muestra Total= 12 |
|
|
|
|
Fuente: La autora.
Partiendo del cuadro anterior una parte de las muestras líquidas fueron
analizadas y otras fueron sometidas a tratamientos con reactores aerobios y
anaerobios en el Laboratorio de Ingeniería Ambiental de la Escuela de
Ingeniería Civil de la Universidad de Costa Rica (UCR). Los análisis físicos y
químicos corresponden a sólidos, nitrógeno, fósforo, Demanda Química de
Oxigeno (DQO), Demanda Biológica de Oxigeno (DBO), oxígeno disuelto,
conductividad, temperatura y pH, fueron realizados por el laboratorio de
microbiología ambiental del Centro de Investigaciones Agronómicas (CIA) de la
UCR.
Para el caso de los tiempos en los reactores estos se debieron a las
condiciones del laboratorio y los periodos en los que se contaba con
autorización para el ingreso y trabajo, por ello los tiempos varían, no
obstante, se determinó que eso no debería de influir para las comparaciones de
los resultados de los análisis mientras se garantizara que los reactores
estuviesen en óptimas condiciones de funcionamiento, situación que se
monitoreo constantemente durante el periodo de la investigación.
Resultados
Teniendo en cuenta que toda agua que sea utilizada para una actividad
humana generará un residual, es que se tiene que prever que los subproductos de
las actividades y los residuos de las mismas pueden generar aguas residuales de
diferentes características, que deben de ser tratadas hasta alcanzar las
características mínimas reguladas para devolverlas al medio a través de un
cuerpo de agua, un sistema de alcantarillado o ser reutilizadas.
En cuanto a la generación de aguas residuales, se debe de considerar que,
si no se le dan tratamientos adecuado dependiendo las características que tenga,
estas aportaran una carga contaminante al medio, puesto que la condición del
recurso que se devuelve al medio no tiene la misma calidad que antes de la
actividad para la que se dispuso. (RVRAR, 2006)
Para los tres tipos de aguas residuales, se tomaron muestras de los
efluentes generados de los tratamientos secundarios, esto porque en muchas de
los sistemas de tratamiento del país ese es el último nivel al que se da
tratamiento a las aguas residuales antes de verter al cuerpo de agua más
cercano. Con el fin de realizar una
comparación significativa de las características de los efluentes es que se
requería muestras de aguas del mismo nivel de descontaminación.
Para el estudio se buscó tomar las muestras en el mismo nivel de
tratamiento, esto a las salidas del sistema secundario, para que se pudiese
hacer las comparaciones, es importante tomar en cuenta que el sitio del
muestreo coincide con el agua que se vierte al cuerpo del agua.
A las muestras de los tres sistemas se analizaron las características físicas
y químicas, que posteriormente se compararon con los límites recomendados por
el Ministerio de Salud de Costa Rica (CUADRO 2.).
Características
físicas y químicas de las aguas residuales industriales y domésticos, San José
|
Parámetros |
Origen del efluente |
Límites
recomendados |
||
|
Tenería |
Beneficio |
Doméstico |
||
|
Físicos (mg/l) |
|
|
|
|
|
Sólidos totales |
903 |
278 |
41 |
Tenería: 150 Café: 500 *Urbano: 300 |
|
Sólidos filtrables |
445 |
252 |
33 |
nd |
|
Sólidos suspendidos o no
filtrables |
458 |
26 |
8 |
Tenería: 150 Café: 500 *Urbano: 300 |
|
Sólidos volátiles |
146 |
30 |
0 |
nd |
|
Sólidos disueltos |
2800 |
1111 |
325 |
250 |
|
Sólidos sedimentables |
500 |
0,8 |
70 |
1 |
|
Temperatura (°C) |
15 |
17 |
16 |
15-25 |
|
Químicos (mg/l) |
|
|
|
|
|
pH |
10,21 |
8,01 |
9,09 |
6,5-7,5 |
|
OD (mg/l) |
4,24 |
0,88 |
0,57 |
8 |
|
CD (µs/cm) |
5690 |
2400 |
682 |
nd |
|
P total |
3,80 |
1,43 |
4,14 |
0,005-5 |
|
P2O5 |
8,70 |
3,29 |
9,49 |
< 25 |
|
N-NH4+ |
8,71 |
9,61 |
7,55 |
1,29 |
|
N-NH3+ |
8,24 |
9,09 |
7,14 |
1,22 |
|
N-NO3- |
5,20 |
18,00 |
13,50 |
< 10 |
|
N-NO2- |
1575 |
0,75 |
0,00 |
nd |
|
DQO |
270 |
1860 |
100 |
150 |
|
DBO |
452 |
695 |
180 |
50 |
Fuente: Reglamento de Vertido y Reuso
de Aguas Residuales, Nº 33601
Elaborada por la autora.
*Vertido en alcantarillado Sanitario
En cuanto a los parámetros físicos, los sólidos analizados, se observa que
las aguas del Beneficio de Café y el área residencial, cumplen con lo señalado,
como se norma de forma específica según reglamento de vertido, mientras que las
aguas de la Tenería exceden en 2,05 veces el límite permitido. Los Sólidos Sedimentables únicamente en las
aguas del sistema del beneficio cumplieron; lo anterior indica un alto grado de
contaminación por presencia de sólidos, lo que puede indicar que sin duda
alguna es necesario uno o más proceso para mejorar la remoción de los sólidos,
máxime que estos efluentes se disponen en los tres casos al cuerpo de agua más
cercano. Únicamente en el caso de los
procesos de tratamiento de la Tenería y el Beneficio después del punto de
muestreo cuentan con un tratamiento adicional antes de verter al cuerpo
receptor.
Según el Reglamente de Vertido y Reuso de Aguas
Residuales, los parámetros químicos de fósforo y nitrógeno, se determinó que
las lecturas del primero se encuentran por debajo de los límites recomendados y
para el caso de los valores de nitratos las muestras del Beneficio y Condominio
no cumplieron.
En el caso del nitrógeno amoniacal, todas las muestras de agua residual
fueron superiores al valor recomendado, implicando contaminación como es de
esperar dada la procedencia de los tipos de agua (específicamente reactores
biológicos de las plantas). Pero los nitritos si se mantuvieron por debajo del
término recomendado.
En cuanto a los parámetros bioquímicos, el agua residual procedente del
Condominio se mantuvo por debajo del valor permitido en DQO, no así el agua
residual analizada para el Beneficio y la Tenería superan en 11,4 y 0,8 veces
respectivamente el valor permitido de 150 mg/L, para el caso de la demanda
biológica el DBO, es importante mencionar que al momento de la investigación
los sistemas se encontraban en condiciones óptimas de operación.
·
Parámetros Físico-Químicos, de los reactores anaerobios y aerobios del
laboratorio.
De las muestras que se tomó en campo de cada una de los tres sistemas de
tratamiento, se dispuso en condiciones de laboratorio en un reactor anaerobio y
uno aerobio, por diferentes periodos de cultivos para homogeneizar las
condiciones de las aguas, posterior al tiempo de las muestras en los reactores
se les realizaron análisis de los siguientes parámetros: pH, conductividad,
oxígeno disuelto y sólidos disueltos, con el fin de determinar el
funcionamiento de los reactores.
Los resultados de los análisis de las muestras de los reactores se detallan
en el CUADRO 3., donde es importante mencionar que los valores de pH, para
todos los reactores se mantuvo en los rangos necesarios para el crecimiento
bacteriano de 6,5 a 9,5. (Vargas, 2010)
El oxígeno disuelto en las aguas de los reactores aerobios mejoró, a
diferencia de los reactores anaerobios de las aguas del Condominio y el
Beneficio que disminuyeron por debajo de 1, sin embargo, la muestra del reactor
anaerobio de la Tenería registro un valor no tan alto como el de la muestra del
sitio, pero lo suficiente para el crecimiento de bacterias.
En el caso de la conductividad, disminuyeron los valores registrados, en la
mayoría de las muestras de los reactores implicando una tendencia a la
descontaminación, no obstante, en el reactor anaerobio del Condominio a los 7
días registró una lectura superior a la se la muestra del sitio.
Por último, todos los valores de sólidos disueltos, que se registraron
fueron inferiores a los de las muestras de aguas residuales que venían
directamente del sitio, porque, se puede afirmar que se descontaminó, en algún
porcentaje las aguas de los reactores del laboratorio.
CUADRO 3
Resultados de los Parámetros Químicos: OD y
Conductividad y los Parámetros Físicos de Temperatura y Sólidos Totales
Disueltos de los reactores anaerobio y aerobio
|
Sitio |
Tenería |
|
Beneficio |
Condominios |
Unidades |
||||||
|
Parámetros |
Reactor Anaerobio 6 días |
Reactor Aerobio 2 días |
Reactor Aerobio 2 días |
Reactor Anaerobio 50 días |
Reactor Aerobio 2 días |
Reactor Aerobio 2 días |
Reactor Anaerobio 7 días |
Reactor Aerobio 9 días |
Reactor Aerobio 9 días |
Reactor Aerobio 7 días |
|
|
pH |
|
Sin Filtrar |
Filtrada |
|
Sin Filtrar |
Filtrada |
|
Filtrada |
Sin Filtrar |
Sin Filtrar |
|
|
Temperatura |
20,6 |
20,9 |
20,9 |
20,8 |
19,7 |
19,6 |
20,5 |
19,4 |
19,5 |
20,3 |
°C |
|
Medición |
8,06 |
7,47 |
7,86 |
8,2 |
7,89 |
7,64 |
8,26 |
8,27 |
7,88 |
7,82 |
|
|
Oxígeno Disuelto |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Temperatura |
21 |
21,3 |
21,1 |
20,7 |
19,2 |
19,4 |
21 |
19,2 |
19,5 |
20,4 |
°C |
|
Medición |
3,32 |
3,12 |
4,76 |
0,67 |
5,93 |
5,68 |
0,305 |
6,11 |
6,55 |
5,11 |
mg/l |
|
Conductividad |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Temperatura |
20,5 |
20,8 |
20,8 |
21,4 |
19,8 |
19,9 |
20,7 |
19,3 |
19,6 |
20,2 |
°C |
|
Medición |
5510 |
547 |
613 |
1936 |
1296 |
1364 |
690 |
675 |
679 |
648 |
us/cm |
|
Sólidos Totales Disueltos |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Temperatura |
19,7 |
20,3 |
19,9 |
20,3 |
19,1 |
18,9 |
20,6 |
18,5 |
18,7 |
19,2 |
|
|
Medición |
2630 |
243 |
304 |
925 |
343 |
365 |
305 |
314 |
280 |
311 |
mg/l |
Fuente: La autora
.
·
Parámetros Microbiológicos
El propósito del proyecto de investigación fue la búsqueda de una base
en la identificación de los microorganismos para determinar cuáles de ellos
coincidían, en todas las muestras de aguas residuales tanto de los reactores en
el laboratorio como de las muestras directamente de las plantas de tratamiento,
para así poder comparar los rendimientos de desinfección.
En total se trabajó con 18 campos de cultivo de los tres tipos de
muestra en condiciones de campo, de laboratorio con filtro de los reactores y
sin filtro en diferentes tiempos de proceso, como se indica en los Cuadros 4, 5
y 6. Para ello se usó el método de características fenotípicas, para el aislamiento
e identificación de los tipos de bacteria presente.
De los análisis de cultivo de bacterias se determina que para las tres
diferentes tipos de aguas residuales únicamente la bacteria pseudomonas taetrolens, fue la coincidente; también observa que de
las quince bacterias identificadas siete de ellas son de la misma familia, de
pseudomonas y comparten características similares en cuanto al comportamiento
que tienen a lo largo de los procesos de descontaminación, además la mayoría de
las cuantificaciones fueron superiores para las bacterias de procedencia
aerobia. Estas bacterias se pudieron ver asociadas al proceso de tratamiento de
origen de cada una de las aguas.
CUADRO 4.
Resultados microbiológicos del Beneficio
|
Beneficio |
||||
|
Fecha |
Prueba |
Muestra |
Bacteria |
Cantidad |
|
17/04/2009 |
Reactor aerobio |
Filtrada |
Pseudomonas sp |
- |
|
Sin Filtrar |
Comamonas Testosteroni |
- |
||
|
15/05/2009 |
Reactor anaerobio |
50 días |
Pseudomonas fluorescens |
95000000 |
|
06/03/2009 |
Sitio |
Aerobia |
Pseudomonas taetrolens |
110000000 |
|
Anaerobia |
Leuconostoc mesenteroides |
24000000 |
||
Fuente: Resultados de las pruebas del Laboratorio,
modificado por la autora.
CUADRO 5.
Resultados microbiológicos de la Tenería
|
Tenería |
||||
|
Fecha |
Prueba |
Muestra |
Bacteria |
Cantidad |
|
06/03/2009 |
Reactor anaerobio 16 días |
Anaerobia |
Pseudomonas aeruginosa |
17000 |
|
Aerobia |
Pseudomonas aeruginosa |
7000000 |
||
|
06/03/2009 |
Sitio |
Aerobia |
Pseudomonas taetrolens |
6800000 |
|
Anaerobia |
Pseudomonas taetrolens |
870000 |
||
|
03/04/2009 |
Reactor anaerobio |
40 días |
Citrobacter sp, |
930000 |
|
31/3/20009 |
Reactor aerobio |
Filtrada |
No identificada |
610000 |
|
Sin Filtrar |
Pseudomonas marginalis |
12000000 |
||
Fuente: Resultados de las pruebas del Laboratorio,
modificado por la autora.
CUADRO 6.
Resultados microbiológicos del Condominio
|
Condominio |
||||
|
Fecha |
Prueba |
Muestra |
Bacteria |
Cantidad |
|
06/03/2009 |
Sitio |
Aerobia |
Vibrio tubiashii |
1200000000 |
|
Anaerobia |
Pseudomonas taetrolens |
1400000 |
||
|
06/06/2009 |
Reactor aerobio |
Sin Filtrar |
Pandoraea norimbergensis Vibrio cincinnatiensis |
25000000 |
|
Filtrada |
Ochrobactrum anthropi Pseudomonas maculicola |
490000 |
||
|
Reactor anaerobio |
7 días |
Klebsiella oxytoca Ochrobactrum anthropi |
84000 |
|
|
31/03/2009 |
Reactor anaerobio |
35 días |
Brevundimonas diminuta |
17000 |
Fuente: Resultados de las pruebas del Laboratorio,
modificado por la autora.
Discusión
La identificación de microorganismos en los tipos de aguas residuales es
una tendencia innovadora que busca acelerar los procesos de descontaminación
en las aguas residuales que se vierten a un cuerpo de agua, para el caso de
los tres tipos de aguas residuales tanto de los sistemas como de los reactores
analizadas la coincidencia de un microorganismo y la coincidencia de las
familias de siete de las especies identificadas, es alentador con el propósito
de tratar de estandarizar recomendaciones en cuanto al funcionamiento,
mantenimiento y mejoras en los sistemas de descontaminación de las plantas de
tratamiento en general. (Vargas, 2010)
Las pseudomonas taetrolens, miembros de la
familia de las pseudomonas, se caracterizan por tener: formas alargadas, de
longitud cortas a medias, gram-negativas (se tintura
de color rosa en la prueba Gram), móviles por medio de un flagelo polares (un
solo flagelo o un penacho o grupo de flagelos); no esporulada (no forma
esporas), aerobios y heterótrofos.
Muchas veces esta pseudomona es conocida como la bacteria de barra que
causa el moho en los huevos. (Pinzón-Junca, 2019)
En particular, para la muestra del Beneficio, este microorganismo se
encontró en medio aerobio; en el caso de las aguas del Condominio, esta
bacteria estuvo presente en medio anaerobio únicamente; sin embargo, para las
muestras de la Tenería, esta pseudomona estuvo tanto en condición anaerobia
como aerobia. Por último, de todas las aguas que se analizaron, la
coincidencia de la bacteria se dio únicamente en las muestras de aguas
residuales que venían directamente de los reactores biológicos de los sistemas
de tratamiento, no se encontró coincidencia en las aguas analizadas en los
reactores.
Una vez que se han comparado los resultados de las pruebas
físico-químicas, con la norma costarricense, se ha podido determinar que el
agua no está en condiciones para que se pueda verterse a un alcantarillado
sanitario o a un cuerpo de agua, al compararse también literaturas como el Atlas de Ecología microbiana y
microbiología ambiental (Ronald et al., 2002), así como Manuales de clínica
Microbiológica (Murray et al., 2005); se puede confirmar con certeza que el
agua residual de las muestras tratada en los reactores biológicos de cada planta de tratamiento
está lejos de los parámetros de normas y no es segura para verterse.
A pesar de lo antes mencionado, hay que rescatar que algunas de las
muestras de agua residuales cumplieron con algunos parámetros, como se observa
en los CUADRO 2.; en el caso de los sólidos suspendidos y sedimentables, las
aguas del Beneficio cumplieron muy por debajo de la norma, a diferencia de las
aguas del Condominio y la Tenería; Por
otra parte, son indicadores de gran contaminación la cantidad de nitrógeno amoniacal,
amonio, amoniaco, fosfatos y nitratos que se observaron en cada una de las
lecturas de las pruebas que se realizaron a las muestras de agua.
De las pruebas de DBO y DQO, se puede concluir que debido a los altos
valores registrados (CUADRO 3.), hay una gran concurrencia de bacterias, lo cual
implica la necesidad de oxígeno para poder estabilizar las poblaciones de
microorganismos, puede ser recomendable en otra investigación el verificar la
biodegradabilidad de las aguas para compararlo con el crecimiento microbiano;
para el caso de la investigación es determinante mantener una adecuada
aireación de los diferentes tipos de agua residual que se trate, dado que esto
ayuda a mantener la distribución de bacterias a lo largo del área de los
tanques y de esta manera se puede agilizar los procesos de eliminación de
agentes contaminantes y para el caso de sistemas de tratamientos de aguas
residuales con procesos anaerobios, se debe de incrementar los microorganismos
que pueden sobrevivir con respiración anaerobia y favorezcan la eliminación de
contaminantes de las aguas.
Habiendo reconocido de forma hipotética la gran cantidad de
microorganismos, con los resultados de las pruebas mencionadas anteriormente
esto se confirmó, en los cultivos
microbiológicos que se realizaron a las muestras de aguas residuales, y fue
posible identificar quince diferentes tipos de bacterias de la población
predominante en los platos de cultivo; para cada caso de agua, las bacterias
que estuvieron en mayor proporción fueron las aeróbicas; lo que coincide con
la respiración de la mayoría de los microorganismos que son del tipo gram-negativo. (Marchand, 2002).
Con los resultados de las pruebas microbiológicas, se pudo concluir que
solo una de las bacterias fue coincidente en los tres diferentes tipos de
aguas residuales, la pseudomonas taetrolens, perteneciente a la familia de las
pseudomonas. Por ello se recomienda
incrementar el crecimiento y desarrollo de estas bacterias, ya que pueden
ayudar a los procesos de nitrificación; además son resistentes a condiciones
adversas y tienen la capacidad de garantizar con mayor seguridad el no perder
el funcionamiento del tratamiento de descontaminación, en caso de una
eventualidad que perjudique las condiciones del medio donde se lleve a cabo el
proceso. Además, son capaces de degradar
materia tóxica del agua, sin sufrir cambios en las propiedades de su
estructura. (Sternberg et al., 2021)
Como se trabajó con tres tipos de aguas residuales, las poblaciones
bacterianas son muy diferentes, además de que únicamente se identificó la bacteria
de la sepa predominante de los platos de cultivo; no obstante, algunas de las
bacterias encontradas tienen la capacidad de desarrollarse en medios muy
diversos, por lo que se podrían encontrar en casi cualquier tipo de agua
residual.
En el agua del Beneficio se identificaron tres tipos de bacterias: las
pseudomonas sp, las pseudomonas florenscens y las pseudomonas taetrolens; del agua de la Tenería se
identificaron tres tipos: pseudomonas aeruginosa,
pseudomonas taetrolens y pseudomonas marginalis; por último, para el agua del Condominio, a
pesar de ser el agua con mayor diversidad de microorganismos, únicamente se
identificaron la pseudomona taetrolen y la pseudomona
maculicula.
Es importante mencionar que, a pesar de ser diferentes tipos de pseudomonas,
al ser parte de la misma familia, poseen características similares en cuanto a
degradación de agentes contaminantes; sin embargo, en la actualidad, solamente de la pseudomonas aeruginosa es posible saber a ciencia cierta la
capacidad de degradar que posee, dada la diversidad de estudios que se han
hecho con esta especie; para el resto de tipos de pseudomonas, es vasta la
información en cuanto al daño que le pueden causar a los seres vivos si llegan
a estar infectados con ellas, pero no sobre el impacto ambiental que genera el
hecho de que estén presentes en suelos y aguas. (Panicura,
2020)
Para que la descontaminación de las aguas residuales tenga lugar, los
microorganismos utilizados deben presentar una actividad adecuada; para
lograrlo, se deben generar las condiciones ambientales óptimas (nutrientes,
temperatura, oxígeno, etc,) que favorezcan el
crecimiento de la población de microorganismos. Esto a su vez, provocará un
aumento en la velocidad de biodegradación de los compuestos contaminantes, y con
ello la destoxificación de las aguas o el medio.
Además, el mantener microorganismos en los sistemas de descontaminación ayuda,
específicamente en procesos como la coagulación, floculación, sedimentación y
filtración. La Klebsiella (microorganismo identificado
en aguas de las muestra del Condominio), se determina que colonizan con
frecuencia en las superficies a lo interno de las tuberías de agua potable y
se reproducen dentro de los tanque de almacenamiento muchas veces se le conoce
como rebrote y crecen formando una biopelícula cuando las condiciones son
favorables, en otras palabras, por la existencia de nutrientes, temperaturas
cálidas, bajas concentraciones de desinfectantes y largos tiempos de retención
en el almacenamiento, favorecen procesos como los antes mencionados, hasta
incluso la desinfección del agua. (López et al., 2017).
Conclusiones
Debido a que no fue posible la coincidencia en más de un microorganismo
entre las aguas de las tres diferentes plantas de tratamiento, se concluye que
no se puede estandarizar recomendaciones en cuanto a operación y sistemas
específicos del proceso de descontaminación de las diferentes aguas residuales,
para incrementar o disminuir el crecimiento de microorganismos específicos; no
obstante, es evidente que las plantas de tratamiento cuentan con un buen
funcionamiento y cumplen con los parámetros físico-químicos que la norma
costarricense regula.
Costa Rica no cuenta con la normativa suficiente que regule los contenidos
de nutrientes dentro del Reglamento de Vertido y Reuso
de Aguas Residuales, de parámetros físico-químicos como el nitrógeno y fósforo
en los efluentes o de bacterias que no sean únicamente coliformes; no obstante,
se espera que en un futuro cercano estos y otros parámetros se incluyan dentro
de la normativa, para ayudar a mejorar la calidad de los cuerpos receptores de
las aguas y disminuir la contaminación tanto de cursos de agua, como de mantos
acuíferos. Para futuras investigaciones se recomienda seleccionar parámetros
microbiológicos e incluirlos en los sistemas de tratamiento de agua.
Es de esperar que con tantos avances tecnológicos se logren implementar
sistemas que favorezcan de mayor forma la descontaminación de las aguas
residuales que se produzcan de diferentes procesos industriales o domésticos;
sin embargo, las plantas que operan hoy deben mantener un control periódico y
constante de las condiciones de funcionamiento y de los parámetros de control
de contaminantes que regule la normativa nacional, para garantizar que el agua
que se vaya a verter después de recorrer los sistemas de tratamiento, no
afectará en gran medida el ambiente.
Por último, se recomienda un estudio microbiológico pretinen por tipo de
agua para así determinar los grupos de microorganismos, partiendo de ellos se
puede escoger que tipo de microorganismos probar para mejorar la calidad del
agua de vertido.
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