NUEVOS DESAFÍOS EN EL CONTROL DE CALIDAD DEL AGUA POTABLE TRANSMISIÓN DE ENTEROPARÁSITOS.

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1 NUEVOS DESAFÍOS EN EL CONTROL DE CALIDAD DEL AGUA POTABLE TRANSMISIÓN DE ENTEROPARÁSITOS.

2 ENFERMEDADES DE ORIGEN HIDRICO 80 % de las Enfermedades del mundo en desarrollo Falta de Agua Potable y Saneamiento - PAISES DESARROLLADOS Década : Predominio de enfermedades bacterianas. Años (E.U.) :449: brotes EAG (origen( desconocido) 55 % Amoebiasis 1 Cryptosporidium 8 Parasitosis 24 % Giardia 86 Virus 9 % Bacterias 12 % A S O C I A D A S

3 Agentes etiológicos asociados con enfermedades de transmisión hídrica 11% 1% 20% 43% 10% 15% AGI virus bacterias Cryptosporidium spp Giardia spp Miceláneas Año 2004

4 ENFERMEDADES DE ORIGEN HÍDRICO Porcentaje de brotes Año salmonelosis giardiasis criptoporidiosis

5 Cobertura de agua potable en la población mundial Sin agua potable 20% 13% Con agua potable 80% 87% OPS, 2011 OPS, 2011

6 Cobertura de red cloacal en la población mundial Sin servicio de saneamiento 33% 39% Con servicio de saneamiento 67% 61% OPS, 2011

7 Cobertura de agua potable en argentina 9 millones carece de agua potable. 21 millones carece de cloacas.

8 Guías para la Calidad del agua potable Aspectos relativos a la aceptabilidad para el consumidor (OMS, 2006)

9 El agua de consumo debe tener un aspecto, sabor y olor aceptables para el consumidor El agua cuyas características organolépticas sean inaceptables y rechazadas, lo que puede conducir al consumo de agua de fuentes menos seguras. Los sabores u olores del agua de consumo puede revelar la existencia de algún tipo de contaminación, o el funcionamiento deficiente de algún proceso durante el tratamiento o la distribución del agua.

10 Sabor, olor y aspecto Contaminantes de origen químico Aluminio Amoniaco Cloruro Cloro Clorofenoles Color Cobre Diclorobencenos Oxígeno disuelto Etilbenceno Dureza Sulfuro de hidrógeno Hierro Manganeso Monocloramina Monoclorobenceno Aceites de petróleo ph y corrosión Sodio Estireno Sulfato Detergentes sintéticos Tolueno Sólidos disueltos totales Triclorobencenos Turbidez Xilenos Zinc

11 Nuevos desafíos para el control de calidad Turbidez OMS -Valores de referencia = 5 UNT CAA Max 3 UNT Ley límite obligatorio = 2 UNT límite recomendado = 0.5 UNT - las partículas pueden proteger a los microorganismos de los efectos de la desinfección - pueden favorecer la proliferación de bacterias - la turbidez 0,1 UNT - las fluctuaciones en la turbidez son un parámetro importante de control de los procesos

12 Sabor, olor y aspecto Contaminantes de origen biológico Actinomicetos y hongos Vida animal Cianobacterias y algas Bacterias ferruginosas Cyclops spp Anabaena Tubifera ferruginosa

13 Tratamiento de los problemas de sabor, olor y aspecto AERACIÓN CARBÓN ACTIVADO(granular o en polvo) OZONIZACIÓN

14 Guías para la Calidad del agua potable Aspectos químicos de importancia para la salud (OMS, 2006)

15 Valores de referencia correspondientes a sustancias químicas de origen natural cuya presencia en el agua de consumo puede afectar a la salud. Sustancia Valor de referencia (mg/l) Observaciones Arsénico 0,01 Bario 0,7 Boro 0,5 Cromo 0,05 Para cromo total Fluoruro 1,5 Al fijar normas nacionales deben tenerse en cuenta el volumen de agua consumida y la ingesta de otras fuentes Manganeso 0,4 Molibdeno 0,07 Selenio 0,01 Uranio 0,015 Sólo se abordan los aspectos químicos

16 As HACRE Hidroarsenicismo Crónico Regional Endémico

17 Nuevos desafíos para el control de calidad As OMS -Valores de referencia = 0.01 mg/l CAA Máx 0.01 mg/l Ley límite obligatorio = 0.10 mg/l límite recomendado = 0.05 mg/l Resolución Nº 0947 (10/11/2010) los Prestadores de los servicios cuyos niveles de arsénico son superiores a 10 ug/l, deberán prever a partir de Junio de 2012 cumplir con dicho limite o reducir progresivamente la concentración de arsénico hasta alcanzar el nivel fijado en el Código Alimentario Argentino en los plazos que la Autoridad competente determine.

18 Nuevos desafíos para el control de calidad As Remoción osmosis inversa coagulación (sales de Fe) intercambio iónico Método de determinación Espectrometría de Absorción Atómica con generación de Hidruros (Limite de detección 2 µg/l) Medidas correctivas - Construcción de pozos más profundos - Utilización de agua superficial o de otras fuentes tratadas con tecnologías adecuadas.

19 Tratamiento del agua Valores de referencia correspondientes a sustancias químicas usadas en el tratamiento del agua o procedentes de materiales en contacto con el agua cuya presencia en el agua de consumo puede afectar a la salud. Desinfectantes Valor de referenciaa (mg/l) Observaciones Cloro 5 (C) concentración residual de cloro libre 0,5 mg/l 30 min a ph <8,0 Monocloramina 3 Subproductos de la desinfección Valor de referenciaa (µg/l) Observaciones Bromato 10b (A, T) Bromodiclorometano 60b Bromoformo 100 Clorato 700 (D) Clorito 700 (D) Cloroformo 300 Cloruro de cianógeno 70 Para cianuro como total de compuestos cianógenos Dibromoacetonitrilo 70 Dibromoclorometano 100 Dicloroacetato 50b (T, D) Dicloroacetonitrilo 20 (P) Monocloroacetato 20 Tricloroacetato 200 2,4,6-Triclorofenol Trihalometanos 200b (C) La suma de los cocientes de la concentración de cada uno y sus respectivos valores de referencia no debe ser mayor que 1.

20 Remoción de Materia Orgánica Natural Puede producir olor y sabor desagradables. Sustrato para desarrollo de microorganismos. Incrementa la demanda de desinfectantes. Formación de subproductos de la desinfección (DBPs) potencialmente cancerígenos

21 FORMAS DE DISMINUIR AL MÍNIMO LOS THM Evitar la precoloración. Coagulación n mejorada. Carbono activado. Sistemas de membrana.

22 Comparación de la remoción de Materia Orgánica (%) para los diferentes niveles de ph con cada coagulante. Gráfico I: Medias marginales estimadas de Remoción de NOM (%) 90,00 Medias marginales estimadas 85,00 80,00 75,00 70,00 Coagulantes Cloruro Férrico Sulfato de Aluminio PACl 65,00 Trat. Conv. 5 ph 6,5 (Zerbatto y col, 2008)

23 Guías para la Calidad del agua potable Aspectos microbiológicos de importancia para la salud (OMS, 2006)

24 Agentes patógenos transmitidos por el agua y su importancia en los sistemas de abastecimiento de agua Agente patógeno Importancia para la salud Persistencia en los sistemas de abastecimiento de agua Resistencia al cloro Bacterias Burkholderia pseudomallei Baja Puede proliferar Baja Campylobacter jejuni, C. coli Alta Moderada Baja Escherichia coli patógena Alta Moderada Baja E. coli enterohemorrágica Alta Moderada Baja Legionella spp. Alta Prolifera Baja Pseudomonas aeruginosae Moderada Puede proliferar Moderada Salmonella typhi Alta Moderada Baja Otras salmonelas Alta Puede proliferar Baja Shigella spp. Alta Corta Baja Vibrio cholerae Alta Corta Baja Yersinia enterocolitica Alta Larga Baja

25 Agentes patógenos transmitidos por el agua y su importancia en los sistemas de abastecimiento de agua Agente patógeno Importancia para la salud Persistencia en los sistemas de abastecimiento de agua Resistencia al cloro Virus Adenovirus Alta Larga Moderada Enterovirus Alta Larga Moderada Virus de la hepatitis A Alta Larga Moderada Virus de la hepatitis E Alta Larga Moderada Norovirus y sapovirus Alta Larga Moderada Rotavirus Alta Larga Moderada Adenovirus Rotavirus

26 VIRUS Características Estables en el ambiente (agua, suelo) Estables a ph UI pueden iniciar infección La diseminación por agua puede conferir inmunización natural. No son flora normal del aparato digestivo Aguas residuales cloacales: 10 5 / litro Adenovirus Rotavirus

27 VIRUS EN AGUA POTABLE: Medidas para minimizar riesgos OMS > 0,5 mg/l de cloro libre residual 30 minutos de contacto ph inferior a 8 Turbiedad: No superar 1 UNT Adenovirus Rotavirus

28 Agentes patógenos transmitidos por el agua y su importancia en los sistemas de abastecimiento de agua Agente patógeno Importancia para la salud Persistencia en los sistemas de abastecimiento de agua Resistencia al cloro Protozoos Acanthamoeba spp. Alta Larga Alta Cryptosporidium spp. Alta Larga Alta Cyclospora cayetanensis Alta Larga Alta Entamoeba histolytica Alta Moderada Alta Giardia intestinalis Alta Moderada Alta Naegleria fowleri Alta Puede proliferar Alta Toxoplasma gondii Alta Larga Alta Helmintos Dracunculus medinensis Alta Moderada Moderada Schistosoma spp. Alta Corta Moderada Cryptosporidium spp Giardia

29 Valores de referencia para la verificación de la calidad microbiológica Toda agua destinada a ser bebida Agua tratada que alimenta al sistema de distribución Agua tratada presente en el sistema de distribución Microorganismos E. coli o bacterias coliformes termotolerantes Valor de referencia No detectables en ninguna muestra de 100 ml

30 Aspectos radiológicos de importancia para la salud Radioactividad alfa total = 0.5 Bq/L Radioactividad beta total = 1 Bq/L (OMS, 2006)

31 Transmisión n de enteroparásitos

32 Sobrevivencia de microorganismos en agua B. indicadoras Bacterias Virus Parásitos Excreción Animal Animal Hombre Hombre Animal Hombre Hombre Sobrevivencia en agua (días)

33 Resistencia de microorganismos al Cloro con 99 % de inactivación Organismo Temperatura Conc. cloro Valor Ct (mg/l) Esch.coli 23 ºC 0,1 0,014 Poliovirus 20 ºC 0,3-0,7 0,5-0,7 G. lamblia 25ºC 1,5 15 Cryptosporidium 25ºC Fuente Sterling, 1990

34 Método de detección de enteroparásitos en agua FILTRACIÓN CAPTURA INMUNOMAGNETICA DETECCION : IFA CONFIRMACION: DAPI y D.I.C. EPA: Método M 1623

35 FILTRACION

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38

39 Presencia de parásitos en agua

40 Agua no sometida a tratamiento Elevados porcentajes de enteroparasitosis Valores cercanos %.

41 Agua no sometida a tratamiento Desnutrición Hacinamiento Pobreza Falta de higiene PARASITOSIS 40% Saneamiento básico

42 CONTROL y REMOCION Agua potable Origen Subterráneo

43 El agua subterránea como transmisora de enteroparasitosis Estudio epidemiológico de la población Se halló un Riesgo Relativo > 3 de padecer parasitosis en los niños que bebían agua subterránea con cloración como único tratamiento, con respecto a quienes beben agua de origen superficial con tratamiento convencional completo Abramovich y col., 2000

44 AGUA DE ORIGEN SUBTERRANEO Es más m s efectivo el monitoreo de la calidad de la fuente de agua y evaluar el potencial de contaminación n por descargas cloacales y escurrimientos de agua superficial, que incrementar el control del sistema de distribución.

45 CONTROL y REMOCION Agua potable Origen Superficial

46 Estrategias para reducir el riesgo por patógenos Fuente de agua Investigación sanitaria, para minimizar contaminación. Participación en programas de protección de cuencas Plantas de tratamiento: Tratamiento completo Optimizar todas las etapas, a través de estudios como jar test, monitoreo de filtros, uso de polímeros. Monitoreo de agua cruda y tratada (turbiedad y recuento de partículas). Optimización de desinfección. Sistema de distribución: Barrera MúltipleM Mantenimiento para asegurar la integridad del sistema y la calidad del agua.

47 Estrategia Nº1N PROTECCIÓN N DE LA FUENTE DE PROVISIÓN

48 Cryptosporidium y Giardia en aguas superficiales RECREACION TOMA DE AGUA POTABLE Cryptosporidium 100% muestras ( ooq/100 l) 92% muestras (< ooq/100 l) Giardia 72% muestras (< q/100 l) 31% muestras (<20-65 q/100 l) Abramovich y col.

49 Estrategia nº2n OPTIMIZACION DEL PROCESO DE TRATAMIENTO

50 Esquema general de un proceso convencional de potabilización del agua Agua cruda Decantación Desinfección Agitación y coagulación Filtración Agua potable

51 La coagulación y sedimentación puede remover la mayoría de los enteroparásitos del agua cruda. La filtración es el recurso final para su eliminación. No obstante los ooquistes tienen la posibilidad de sobrepasar el filtro. Hsu,, 2003

52 Optimización del uso de polihidroxicloruro de aluminio (PACl). Gráfico de líneas l comparativas Op tim iz ació n d e l u s o d e l p o lih id r o xiclo r u r o d e A lu m in io (PA C l) Remoción de quistes (%) min con poliect III IV V M u e s tr as 10 min 15 min con poliectrolito Abramovich y col.

53 Acción de distintos coagulantes sobre la remoción de enteroparásitos Ensayos Dosis media de coagulante (mg/l) Remoción porcentual de ooquiste y log correspondiente X (%) log turbiedad final X (UTN) Alúmina + polímero 74 99,37 2,28 3,02 PACI + polímero 36 99,58 2,50 1,68 Cl 3 Fe + polímero 27 99,43 2,34 1,36 Abramovich y col.

54 Valores medios y coeficiente de variación para Turbiedad Final Coagulante Turbiedad final Coeficiente de variación Turbiedad Filtrado UNT * Alúmina + polielectrolito 3,00 15 % 0,70 0,30 PACl + poliacrilamida 1,56 10 % 0,40 0,15 Cloruro férrico + Polielectrolito 1,50 6,1% 0,30 0,12 * Filtro papel Whatman Nº 1

55 Diagrama de dispersión n y recta de ajuste para el par de variables turbiedad final y remoción n de enteroparásitos relacionadas a través s de un modelo lineal simple Remoción de enteroparásitos (%) r=-0,662; p<0,001 Turbiedad final (UNT)

56 La adición de polímeros coadyuvantes de coagulación y floculación, optimizan la remoción de enteroparásitos al mejorar la estructura del flóculo. Giardia y Cryptosporidium se comportan en forma similar frente al proceso de coagulación. La remoción de ooquistes de Cryptosporidium presenta mayor variabilidad que la de quistes de Giardia La turbiedad final sería un buen indicador para analizar la remoción de enteroparásitos.

57 Limitaciones de los Indicadores bacterianos

58 Coeficientes de correlación de Spearman para sitios individuales. Parásitos Variables Coeficiente de correlación Nivel de significancia (p) Espigon I y II (n=22) Cryptosporidium Turbiedad 0,541 0,011 (1) Giardia 0,597 0,003 (2) Giardia P. aeruginosa 0,572 0,005 (2) B. Lopez (n =10) Cryptosporidium Turbiedad 0,693 0,026 (1) E. coli 0,679 0,031 (1) Enterococcus spp 0,678 0,045 (1) Giardia 0,564 0,090 Giardia Turbiedad 0,863 0,001 (2) Toma de Agua (n=13) Cryptosporidium Turbiedad 0,645 0,017 (1) Coliformes totales 0,636 0,019 (1) P. aeruginosa 0,541 0,056 Nivel de significancia elegido: 0,05, (1) significativo, (2) altamente significativo

59 Correlación con indicadores Los diferentes patrones de sobrevivencia de los protozoos en aguas naturales, son el resultado de la naturaleza química, fuentes y niveles de polución. Esto explicaría la discrepancia en las correlaciones en los distintos puntos de muestreo.

60 Indicadores de contaminación fecal La no detección de un Indicador bacteriano de contaminación fecal no implica ausencia de riesgos de otros patógenos. Para minimizar estos riesgos se deberán implementar controles en las fuentes de agua y optimizar el tratamiento.

61 Enteroparasitose indicadores bacterianos en aguas superficiales Aunque no es posible predecir los niveles de protozoos a través s de los indicadores, se infiere que un aumento de los mismos representa un incremento de la posibilidad de que Cryptosporidium y Giardia se encuentren en altas concentraciones Abramovich y col. (2001)

62 Ventajas del empleo de E. coli Está presente en alto número en las heces de los mamíferos. No se multiplica apreciablemente en el ambiente fuera del huésped. Los métodos para identificarlo no son costosos. Son simples y específicos.

63 Intentando alcanzar lo mejor soslayamos lo bueno

64 Control de fuentes no puntuales de contaminación

65 Control de fuentes no puntuales de contaminación Prevalencia de criptosporidiosis en ganado vacuno. Inactivación de ooquistes de Cryptosporidum en el estiércol. Temperatura ph Compostaje Digestión anaeróbica

66 Porcentaje de ganado vacuno con criptosporidiosis n: 367 Prevalencia: 27,5 % Abramovich y col., 2011

67 La ciencia puede ser peligrosa cuando pretende haber llegado a la meta George Bernard Shaw