Sobrevivencia y control de microorganismos en agua subterránea

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Beatriz Araya Coronel
hace 6 años
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Sobrevivencia y control de microorganismos en agua subterránea Marisa Mazari-Hiriart, mazari@unam.

1 CURSO: SOLUCIONES A LA CONTAMINACIÓN DE SUELOS Y ACUIFEROS. Instituto de Ingeniería, UNAM. Marzo 13, 14 y 15, Sobrevivencia y control de microorganismos en agua subterránea Marisa Mazari-Hiriart, Ana Cecilia Espinosa, acespino@miranda.ecologia.unam.mx Instituto de Ecología Laboratorio Nacional de Ciencias de la Sostenibilidad Universidad Nacional Autónoma de México

2 Suposición Agua subterránea segura para el Agua subterránea segura para el consumo humano sin tratamiento previo porque fluye a través del suelo que actúa como filtro.

3 Problemas calidad agua consumo humano más g comunes en México (Jiménez et al., 1998)

4 Principales microorganismos transmitidos por agua (WHO, 2011) Patógeno Impacto en salud Persistencia Resistencia en agua cloración Bacterias Campylobacter spp., Vibrio spp., Bajo alto alto Baja alta alta Baja alta alta Leptospira spp., Micobacterias NT Enterobacterias Escherichia hi coli, Salmonella ll spp., Alto Bj Baja moderada d Bj Baja Shigella spp. Protistas (Protozoarios parásitos) Acanthamoeba spp., Cryptosporidium spp., Entamoeba spp., Giardia spp. Alto Moderada alta Alta Virus Adenovirus, Enterovirus, Hepatitis A, Hepatitis E, Norovirus, Rotavirus Huevos de helminto Alto Alta Moderada Ascaris spp., Taenia spp. Alto Alta Alta

5 Urbano Rural Ciclo Urbano del Agua Jiménez, Urban Water Security / Urban Water Cycle

6 Microorganismos patógenos Virus Bacterias Protozoarios Algas

7 Microorganismos Bacterias_ ubicuos en naturaleza. Organismos microscópicos m. E. coli, Salmonella. Virus_ parásitos intracelulares l obligados, incapaces de replicarse ambiente, solo dentro individuo infectan, nm ( m) 0.2 m). Enterovirus, rotavirus. Protozoarios parásitos_quistes, estructuras latencia, 2-60 m. No se reproducen ambiente. Sobreviven meses/años en suelo. Giardia, Cryptosporidium.

9 1 mm=1000 m

10 Sobrevivencia ambiente Bacterias: días, semana en agua; en suelo depende del tipo de bacteria, semanas Virus: semanas, meses en agua; en suelo meses Proto oarios (q istes) meses en ag a Protozoarios (quistes) meses en agua y en suelo meses a años.

11 Protozoarios parásitos Giardia lamblia Cryptosporidium parvum Tapia, M.A., Tesis Licenciatura. Facultad de Ciencias, UNAM.

12 Características de Cryptosporidium parvum y Giardia lamblia que aumentan la sobrevivencia y facilitan la transmisión por agua. Característica ti Cryptosporidium Giardia Gran cantidad de (oo)quistes excretados Gran variedad de huéspedes Largos periodos de sobrevivencia en el agua ~10 10 ooquistes/gr de heces ~1.44x10 9 quistes/gr de heces Humanos, ganado, mascotas, mamíferos silvestres ~6 meses suspendidos en el agua Humanos, ganado, mascotas, mamíferos silvestres ~2 meses suspendidos en el agua Tamaño pequeño 4-6 µm 8-12 µm Bajas dosis infecciosas DI 50 en humanos es de ooquistes DI 50 en humanos es de quistes (Smith et al., 1995)

14 Factores influyen transporte bacterias Yates & Yates, Regional GW Quality.Van Nostrand. New York. Influencia en Factor Sobrevivencia Transporte Temperatura >sobrevivencia <temp? Actividad microbiana Incrementa en suelo estéril? Contenido humedad >suelos humedos/época lluvias Incrementa condiciones flujo de saturación ph Suelos alcalinos>suelos ácidos Bajo ph retención bacterias (>ph5) Sales Incrementan adsorción bacterias Propiedades suelo >transporte materiales gruesos/retención arcillas Tipo bacteria Varian susceptibilidad, Filtración/adsorción afectados inactivación factores físicos, características física y químicas químicos, biológicos bacteria Materia orgánica Incrementa Acumulación m.o. propicia sobrevivencia/posible proceso filtración recrecimiento Condiciones hidráulicas >transporte >cargas /flujos hidráulicos

15 Factores influyen transporte virus Yates & Yates, Regional GW Quality.Van Nostrand. New York. Influencia en Factor Sobrevivencia Transporte Temperatura >sobrevivencia <temp? Actividad microbiana Actividad microbiana? inhibe adsorción protección Contenido humedad > suelos humedos < suelos secos Incrementa condiciones flujo de saturación ph Estables ph 3-9; sobrevivencia prolongada ph neutros ph bajo_adsorción ph alto_favorece desorción partículas suelo Sales Inactivación ciertos cationes o contrario Incremento [iones], inceremento valencias adsorción virus Asociación con suelo Adsorción > sobreevivencia Despacio o nulo por asociación < sobrevivencia partículas suelo Agregados virus Incrementa sobrevivencia Retarda movimiento Tipo virus Varian susceptibilidad, inactivación factores físicos, Adsorción a suelos relacionada características físicoquímicas químicos, biológicos cápside virus Materia orgánica Presencia m.o. protege virus inactivación; retarda infectividad m.o. soluble compite con virus sitios adsorción partículas suelo Condiciones hidráulicas? >transporte >cargas /flujos hidráulicos

16 Transporte

17 Bacterias Gram positivas, pared celular con peptidoglicanos con alto contenido de ácido teicoico producen carga negativa. Enterococos spp. G ti d l l f f lí id Gram negativas, pared celular con fosfolípidos y lipopolisacaridos carga neta negativa. Escherichia coli

18 Virus Cápside tiene grupos carboxilo producen carga neta negativa

19 Protozoarios Quiste, estructura de resistencia carga negativa debido a grupos carboxilo y fosfatof

20 Bi lí l i d i i Biopelículas, sistema de microorganismos asociados a una superficie

21 Cargas en el suelo (permanente o variable) negativa cuarzo, feldespatos, etc. arcilla materia orgánica positiva fierro, oxidos de aluminio calcio arcilla

22 Transporte de patógenos en el acuífero

23 Agentes causantes asociados a brotes de gastroenteritis por agua en EU

24 Diagrama metodológico, infectividad y persistencia de genomas Solución viral experimental rotavirus/astrovirus Agua superficial y subterránea (luz y C) Inoculación rotavirus/astrovirus Infección células MA104/CaCo2 Virus infecciosos UFF/mL Genomas virales RT-PCRq

25 Log (N Nt/N0) Rotavirus inoculado en agua subterránea. Temperatura de 15ºC y oscuridad -4-5 Time (days) /N0) Log (Nt/ Rotavirus inoculado en agua superficial. Temperatura ambiente y fotoperiodo regular -4-5 Time (days)

26 Log (N Nt/N0) Astrovirus inoculado en agua subterránea. Temperatura de 15ºC y oscuridad -4-5 Time (Days) Log (N Nt/N0) Astrovirus inoculado en agua superficial. Temperatura ambiente y fotoperiodo regular -4-5 Time (Days)

27 Soluciones Monitoreo de instalaciones y de calidad de agua

28 Protección sistemas de agua superficial i interconectado con agua subterránea. Sistemas de distribución y sistemas de drenaje

30 Prevenir contaminación Prevenir contaminación fuentes de abastecimiento.

32 Procesos de tratamiento mulitibarrera (i.e. filtros + UV/ozono)

33 I t i f ió di i l fi Integrar información condiciones suelo fisuras, fracturas, hundimientos.

34 Análisis de información y Evaluaciones de riesgo a partir de la identificación ió de algún peligro en el sistema (físico, biológico, químico)

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