2. Theoretical Framework and Causal Model
2.2. Specifying the Research Question
C. Menacho
1,2*, P. Goñi.
2, M. Benito
2, J. Gómez
3, M.P. Ormad
11 Departamento de Ingeniería Química y del Medio Ambiente, EINA, Universidad de Zaragoza – Instituto de Investigación
en Ciencias Ambientales (IUCA), Zaragoza, España
2 Departamento de Microbiología, Medicina Preventiva y Salud Pública, Facultad de Medicina, Universidad de Zaragoza
– Instituto de Investigación en Ciencias Ambientales (IUCA), Zaragoza, España
3 Navarra de Infraestructuras Locales S.A. (NILSA), Pamplona, España
*Autor principal: [email protected]
1. Introducción
Las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDARs) utilizan diversos procesos físicos, químicos y biológicos con el fin de eliminar sólidos, disueltos y suspendidos, así como para reducir la carga de materia orgánica y nutrientes. Algunas cuentan con tratamientos terciarios que persiguen eliminar sólidos suspendidos de menor tamaño y/o desinfectar los efluentes finales1. Sin embargo y pese a que los
tratamientos secundarios suelen reducir también la carga microbiológica, especialmente la bacteriana, las plantas de depuración no están diseñadas para eliminar los posibles microorganismos patógenos que se encuentren en las aguas residuales. De hecho, existen parásitos intestinales más resistentes que las bacterias a los tratamientos convencionales y cuya presencia no se correlaciona con la de los microorganismos indicadores. Así, protozoos infecciosos como Cryptosporidium spp., Giardia duodenalis y Entamoeba
histolytica, son capaces de superar los procesos de depuración y permanecer en los efluentes y fangos de
forma que, al reutilizarse, pueden infectar y propagarse entre la población humana y ganadera2,3.
Por todo ello, resulta importante realizar estudios relacionados con la presencia de parásitos en las EDARs, ya que permiten conocer la frecuencia de aparición de los mismos, comprender su comportamiento en los diferentes procesos llevados a cabo en las plantas, valorar el riesgo potencial de infección e incentivar la toma de medidas necesarias y óptimas adaptadas a cada región y depuradora.
2. Experimental
Se tomaron muestras de agua y fangos en la entrada, salida y algunos puntos intermedios de cinco EDARs de la Comunidad Foral de Navarra, cuyos tratamientos se recogen en la Tabla 1. Para la detección de (oo)quistes de protozoos, se emplearon técnicas de microscopía óptica y biología molecular (PCR y secuenciación). Para el estudio de huevos de nematodos, se realizó observación directa por microscopio.
3. Resultados y discusión
Se detectaron (oo)quistes de protozoos y huevos de nematodos en todos los afluentes, efluentes y fangos de las EDARs estudiadas (Tabla 2), confirmando que este tipo de parásitos no se logran eliminar.
Los parásitos estudiados muestran dos comportamientos distintos según su ciclo de vida. Por un lado, se hallaron huevos de nematodos y quistes de Entamoeba moshkovskii en prácticamente todos los puntos de muestreo. Esto se relacionó con su capacidad de vivir como organismos de vida libre, gracias a la cual habitan las EDARs y, colaboran en el proceso de depuración al alimentarse de bacterias. Dado que no están reconocidos como patógenos humanos hasta la fecha, su permanencia en agua y fangos no supone un riesgo para la salud2.
Por otro lado, Cryptosporidium spp., G. duodenalis y Entamoeba hystolitica/dispar se encuentran en las aguas residuales en forma de (oo)quistes, su estadio de resistencia, tras ser excretados con las heces de individuos infectados. Poseen características similares y un tamaño, aunque diferentes entre ellos, similar a los sólidos suspendidos y por ende, su eliminación de la línea de aguas suele producirse principalmente por
agregación y sedimentación. Pese a sus semejanzas, los protozoos mostraron diferentes conductas frente a mismos tratamientos. Cabe destacar que, E. dispar se considera un protozoo comensal no patógeno, mientras que E. histolytica causa amoebiasis, y nunca antes se había detectado en depuradoras de España3.
Atendiendo a los tratamientos secundarios, los reactores anaerobio, anóxico y aerobio en serie consiguieron eliminar los quistes de G. duodenalis pero no los ooquistes de Cryptosporidium spp. Aun así, resultaron más efectivos que los filtros percoladores debido a que éstos no eliminaron ningún parásito, probablemente debido a que los (oo)quistes se adhiriesen a los biofilms de los filtros4.
En cuanto a los tratamientos terciarios, el sistema de lagunas aireadas pareció ser eficiente eliminando quistes de G. duodenalis aunque no de E. histolytica, mientras que el filtro de arenas no resultó eficaz en la eliminación de ningún parásito. Incluso, provocó la contaminación del efluente con ooquistes de
Cryptosporidium spp. que, probablemente, se adhirieron a biofilms del mismo4. Cabe recalcar por ello la
necesidad de cumplir con el mantenimiento y la limpieza de los procesos de manera regular.
Los fangos originados en las depuradoras contenían ooquistes de Cryptosporidium spp. Sin embargo, se esperaba la presencia de G. duodenalis debido a su mayor prevalencia en la población y a su mayor velocidad de sedimentación; su ausencia infiere la posible inhibición de las PCR llevadas a cabo5.
Tabla 1. Procesos de las EDAR de estudio. EDAR: estación depuradora de aguas residuales; Pretratamiento: incluye tamices,
desarenador y desengrasador; D.: decantación; T.: tratamiento; F.P.: filtros percoladores; Dig. Ae.: digestión aerobia; C.: centrifugación; Ana.: anaerobio; Anox.: anóxico; Esp.: espesador.
PRETRATAMIENTO D. PRIMARIA T. SECUNDARIO T. TERCIARIO T. FANGOS EDAR A Sí + Rejas Sí F.P. + D. No Dig. Ae. + C.
EDAR B Sí + Laguna aireada +
Laguna de tormentas Sí F.P. + D.
Lagunas
aireadas Dig. Ae. + C.
EDAR C Tamiz No Reactores Ana. +
Anox. + Ae. + D. No Esp.
EDAR D Rejas + Tamiz Sí F.P. + D. No Esp.
EDAR E Imhoff (D. + Dig. Ae.) F.P. + D. Filtro arena No
Tabla 2. Presencia de protozoos y nematodos en muestras de agua y fangos de las EDAR de estudio. EDAR: estación depuradora de
aguas residuales; C: Cryptosporidum spp.; Ed: E. dispar; Eh: E. histolytica; Em: E. moshkovskii; G: Giardia duodenalis; HN.: huevos de nematodos; símbolo de guión ( ): no se tomó muestra.
ENTRADA DE AGUA PUNTOS INTERMEDIOS SALIDA DE AGUA FANGOS EDAR A Ed, Em, G, HN - Ed, Em, G, HN C, Ed, Em, HN
EDAR B Ed, Eh, Em, G, HN - Ed, Eh, HN C, Ed, Em, HN
EDAR C C, Ed, Em, G, HN - C, Ed, Em, HN C, Ed, HN
EDAR D Ed, Em - Ed, Em, HN C, Ed, Em
EDAR E Ed, HN Ed, HN C, Ed, Em, HN -
4. Conclusiones
Los procesos de las EDAR estudiadas no consiguieron eliminar protozoos ni nematodos del agua ni de los fangos, que por lo tanto persistieron en los efluentes; aunque el tratamiento terciario de lagunas aireadas mejoró la eliminación de protozoos. Por ello, se requieren tratamientos adicionales para reutilizar tanto el agua como el fango. Puesto que no se analizó su viabilidad, se desconoce si se inactivaron los (oo)quistes y/o huevos, por lo que sería interesante estudiar este parámetro en estudios futuros.
Agradecimientos
Este estudio fue financiado por NILSA y el grupo de investigación DGA-FSE T51_17R “Agua y Salud Ambiental”.
Referencias
[1]. B. Jiménez, D. Mara, R. Carr, F. Brissaud, IWMI & IDRC, London, UK. 2010; 149-169.
[2]. R. Mosteo, M.P. Ormad, P. Goñi, J. Rodríguez-Chueca, A. García, A. Clavel, Water Sci. Technol. 2013; 68: 575-583. [3]. World Health Organization, Guidelines for Drinking water Quality. 2011; 4th ed. Geneval, Switzerland; 231-305. [4]. M.J. Abeledo-Lameiro, E. Ares-Mazás, H. Gómez-Couso, Ultrason. Sonochem. 2018; 48: 118-126.
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Zaragoza, 4-6 septiembre 2019 ‘Trends and Challenges in Chemical Engineering Research’
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