stringtranslate.com

Coliformes fecales

Un coliforme fecal (británico: coliforme fecal ) es una bacteria gramnegativa , no esporulante , con forma de bastón y anaerobia facultativa . Las bacterias coliformes generalmente se originan en los intestinos de animales de sangre caliente. Los coliformes fecales son capaces de crecer en presencia de sales biliares o agentes de superficie similares, son oxidasa negativos y producen ácido y gas a partir de la lactosa en 48 horas a 44 ± 0,5 °C. [1] El término coliforme termotolerante es más correcto y está ganando aceptación en lugar de "coliforme fecal". [2]

Las bacterias coliformes incluyen géneros que se originan en las heces (por ejemplo, Escherichia , Enterobacter , Klebsiella , Citrobacter ). El ensayo de coliformes fecales está destinado a ser un indicador de contaminación fecal; más específicamente de E. coli , que es un microorganismo indicador de otros patógenos que pueden estar presentes en las heces. La presencia de coliformes fecales en el agua puede no ser directamente dañina y no necesariamente indica la presencia de heces. [1]

Bacterias fecales como indicador de la calidad del agua

Fondo

En general, los niveles elevados de coliformes fecales son una advertencia de un fallo en el tratamiento del agua , una rotura en la integridad del sistema de distribución y una posible contaminación con patógenos. Cuando los niveles son altos, puede haber un riesgo elevado de gastroenteritis transmitida por el agua . Las pruebas para detectar la bacteria son baratas, fiables y rápidas (incubación de 1 día).

Posibles fuentes de bacterias en el agua

La presencia de coliformes fecales en ambientes acuáticos puede indicar que el agua ha sido contaminada con materia fecal de humanos u otros animales. Las bacterias coliformes fecales pueden ingresar a los ríos a través de la descarga directa de desechos de mamíferos y aves, de escorrentías agrícolas y pluviales , y de aguas residuales humanas . Sin embargo, su presencia también puede ser el resultado de material vegetal y efluentes de fábricas de pulpa o papel . [1]

Aguas residuales humanas

Los sistemas sépticos domésticos defectuosos pueden permitir que los coliformes del efluente fluyan hacia el nivel freático , los acuíferos , las zanjas de drenaje y las aguas superficiales cercanas . Las conexiones de alcantarillado que están conectadas a las tuberías de drenaje pluvial también pueden permitir que las aguas residuales humanas lleguen a las aguas superficiales. Algunas ciudades industriales más antiguas, particularmente en el noreste y el medio oeste de los Estados Unidos , utilizan un sistema de alcantarillado combinado para manejar los desechos. Un alcantarillado combinado transporta tanto aguas residuales domésticas como aguas pluviales. Durante los períodos de fuertes lluvias, un alcantarillado combinado puede sobrecargarse y desbordarse hacia un arroyo o río cercano, sin pasar por el tratamiento .

Animales

Las mascotas, especialmente los perros , pueden contribuir a la contaminación fecal de las aguas superficiales. Las escorrentías de caminos, estacionamientos y patios pueden llevar desechos animales a los arroyos a través de las alcantarillas pluviales. Las aves pueden ser una fuente importante de bacterias coliformes fecales. Los cisnes , los gansos , las gaviotas y otras aves acuáticas pueden elevar los recuentos bacterianos, especialmente en humedales , lagos , estanques y ríos.

Agricultura

Las prácticas agrícolas como permitir que el ganado paste cerca de cuerpos de agua, esparcir estiércol como fertilizante en los campos durante períodos húmedos, utilizar biosólidos de lodos de depuradora y permitir que el ganado abra sus puertas en los arroyos pueden contribuir a la contaminación por coliformes fecales.

Problemas derivados de la contaminación fecal del agua

Peligros para la salud humana

Grandes cantidades de bacterias coliformes fecales en el agua no son dañinas según algunas autoridades, pero pueden indicar un mayor riesgo de presencia de patógenos en el agua. [3] Algunas enfermedades patógenas transmitidas por el agua que pueden coincidir con la contaminación por coliformes fecales incluyen infecciones de oído, disentería , fiebre tifoidea , gastroenteritis viral y bacteriana y hepatitis A.

Efectos sobre el medio ambiente

La materia orgánica no tratada que contiene coliformes fecales puede ser perjudicial para el medio ambiente. La descomposición aeróbica de este material puede reducir los niveles de oxígeno disuelto si se vierte en ríos o vías fluviales. Esto puede reducir el nivel de oxígeno lo suficiente como para matar a los peces y otras formas de vida acuática. La reducción de coliformes fecales en las aguas residuales puede requerir el uso de cloro y otros productos químicos desinfectantes , o un tratamiento de desinfección por rayos ultravioleta. Estos materiales pueden matar los coliformes fecales y las bacterias patógenas. También matan las bacterias esenciales para el equilibrio adecuado del medio acuático, poniendo en peligro la supervivencia de las especies que dependen de esas bacterias. Por lo tanto, unos niveles más altos de coliformes fecales requieren niveles más altos de cloro, lo que amenaza a esos organismos acuáticos.

Eliminación y tratamiento

Los coliformes fecales, al igual que otras bacterias, se pueden inhibir en general en su crecimiento hirviendo el agua, tratándola con cloro o desinfectándola con rayos ultravioleta. Lavarse bien con jabón después del contacto con agua contaminada también puede ayudar a prevenir infecciones. Siempre se deben usar guantes cuando se realizan pruebas de coliformes fecales. Los municipios que mantienen un suministro público de agua generalmente monitorean y tratan los coliformes fecales. También se pueden eliminar con yodo.

Pruebas

Vigilancia de riesgos para la salud pública

En las aguas de los EE. UU., Canadá y otros países, se controla la calidad del agua para proteger la salud del público en general. La contaminación bacteriana es uno de los contaminantes controlados. En los EE. UU., la prueba de coliformes fecales es una de las nueve pruebas de calidad del agua que forman la calificación general de la calidad del agua en un proceso utilizado por la EPA de EE. UU. El ensayo de coliformes fecales solo debe usarse para evaluar la presencia de materia fecal en situaciones en las que no se encuentran comúnmente coliformes fecales de origen no fecal. [1] La EPA ha aprobado varios métodos diferentes para analizar muestras en busca de bacterias. [4]

Análisis

Las bacterias se reproducen rápidamente si las condiciones son las adecuadas para su crecimiento. La mayoría de las bacterias crecen mejor en ambientes oscuros, cálidos y húmedos con alimentos. Cuando se cultivan en medios sólidos, algunas bacterias forman colonias a medida que se multiplican, que pueden llegar a ser lo suficientemente grandes como para ser vistas. Al cultivar y contar colonias de bacterias coliformes fecales a partir de una muestra de agua, se puede determinar la cantidad de bacterias presentes originalmente.

La filtración por membrana es el método de elección para el análisis de coliformes fecales en agua. Las muestras que se van a analizar se pasan a través de un filtro de un tamaño de poro determinado (generalmente 0,45 micrómetros ). Los microorganismos presentes en el agua permanecen en la superficie del filtro. El filtro se coloca en una placa de Petri estéril con un medio selectivo , se estimula el crecimiento de los organismos deseados, mientras que se suprimen otros organismos no objetivo. Cada célula se desarrolla en una colonia separada, que se puede contar directamente, y se puede determinar el tamaño inicial del inóculo. Por lo general, se utilizarán volúmenes de muestra de 100 ml para las pruebas de agua y se filtrarán, con el objetivo de lograr un rango de densidad de colonias final deseable de 20 a 60 colonias por filtro. Las fuentes contaminadas pueden requerir dilución para lograr una membrana "contable". El filtro se coloca en una placa de Petri que contiene agar M-FC y se incuba durante 24 horas a 44,5 °C (112,1 grados F). Esta temperatura elevada provoca un choque térmico sobre las bacterias no fecales y suprime su crecimiento. A medida que las colonias de coliformes fecales crecen, producen un ácido (a través de la fermentación de la lactosa) que reacciona con el colorante de anilina en el agar, lo que les da a las colonias su color azul.

Los métodos más nuevos para la detección de coliformes se basan en sustratos enzimáticos específicos como indicadores de coliformes. Estos ensayos utilizan un azúcar unido a un colorante que, cuando actúa sobre él la enzima beta-galactosidasa , produce un color característico. La enzima beta-galactosidasa es un marcador de coliformes en general y puede analizarse mediante la hidrólisis de glicósidos específicos de la enzima, como la o-nitrofenil-beta-D-galactosa. Los ensayos suelen incluir un segundo azúcar unido a un colorante diferente que, cuando actúa sobre él la enzima beta-glucuronidasa, produce un producto fluorescente. Dado que E. coli produce tanto beta-galactosidasa como beta-glucuronidasa , una combinación de dos colorantes permite diferenciar y cuantificar coliformes y E. coli en el mismo recipiente.

Más recientemente, la química detrás de los compuestos de detección enzimática se ha actualizado de modo que el componente indicador sea activo redox, a diferencia del formato cromogénico más habitual, lo que permite detectar electroquímicamente bacterias indicadoras fecales como E. coli y E. faecalis sin ningún pretratamiento de la muestra. Dado que el color del compuesto de detección no tiene importancia, esto permite la detección en matrices de colores intensos. [5]

Requisitos de prueba de la EPA de EE. UU.

En 1989, la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) publicó su Norma sobre coliformes totales (TCR), que impuso importantes cambios en el control de los sistemas públicos de agua de todo el país. [6] Los requisitos de prueba de la TCR de 1989 eran más exhaustivos que los requisitos anteriores. Se aumentó la cantidad de pruebas de coliformes de rutina, especialmente para las empresas de agua más pequeñas. La regulación también exigió la repetición automática de las pruebas de todas las fuentes que arrojaran un resultado positivo en la prueba de coliformes totales (lo que se conoce como control de agua de origen activado). En 2013, la EPA revisó la TCR, [7] con correcciones menores en 2014. [8]

Véase también

Referencias

  1. ^ abcd Doyle, MP y MC Erickson. 2006. "Cerrando la puerta al ensayo de coliformes fecales". Microbe 1:162–163. ISSN  1558-7460.
  2. ^ Monitoreo de la calidad del agua: una guía práctica para el diseño e implementación de estudios y programas de monitoreo de la calidad del agua dulce Editado por Jamie Bartram y Richard Ballance Publicado en nombre del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente y la Organización Mundial de la Salud. 1996 PNUMA/OMS ISBN 0 419 22320 7 (Hbk) 0 419 21730 4 (Pbk) 
  3. ^ Departamento de Salud Pública del Condado de Fresno. Fresno, CA (2009). "Contaminación por E. coli o bacterias coliformes fecales en su suministro de agua". Archivado el 18 de julio de 2011 en Wayback Machine . Aviso distribuido a propietarios de pozos privados.
  4. ^ Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA). Washington, DC (2008). "Métodos analíticos aprobados para el control del cumplimiento de las normas sobre agua potable en virtud de la regla de coliformes totales". Junio ​​de 2008.
  5. ^ Hinks, Jamie; et al. (2016). "Glicósidos de naftoquinona para la enumeración bioelectroanalítica del indicador fecal Escherichia coli". Biotecnología microbiana . 9 (6): 746–757. doi : 10.1111/1751-7915.12373 . PMC 5072191 . PMID  27364994. 
  6. ^ EPA (29 de junio de 1989). "Agua potable; Normas nacionales primarias sobre agua potable; Coliformes totales (incluidos coliformes fecales y E. coli)". Norma definitiva. Registro Federal, 54 FR 27544
  7. ^ EPA (13 de febrero de 2013). "Reglamento nacional sobre agua potable primaria: revisiones de la norma sobre coliformes totales". 78 FR 10269
  8. ^ EPA (26 de febrero de 2014). "Reglamento nacional sobre agua potable: correcciones menores a las revisiones de la norma sobre coliformes totales". 79 FR 10665

Recursos adicionales