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¿Que consecuencias trae a la salud la contaminación del agua por materiales orgánicos?

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Bacterias en el agua y sus efectos en la salud de las personas (enfermedades propagadas por el agua traducido de la Organización Mundial de la Salud)

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Acinetobacter Acinetobacter son bacterias típicas de suelo, agua, y aguas negras, se han encontrado en 97% de muestras de aguas superficiales. Son microorganismos comensales, viven y se multiplican en organismos vivos sin causar perjuicio ni aportar beneficios. Ocasionalmente pueden causar infecciones, como de las vías

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Objetivos específicos de la investigación

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Objetivos específicos de la investigación

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Tomar conciencia sobre cómo puede perjudicar al estado de salud y calidad de vida de las personas la contaminación por materia orgánica en el agua.

Prevenir la contaminación del agua mediante la información del tema a la población.

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Biblioteca

Contaminación del agua por materia orgánica y microorganismos

08 noviembre 2007

La mayoría de la materia orgánica que contamina el agua procede de desechos de alimentos, de aguas negras domésticas y de fábricas, y es descompuesta por bacterias, protozoarios y diversos organismos mayores. Ese proceso de descomposición ocurre tanto en el agua como en la tierra y se lleva a cabo mediante reacciones químicas que requieren oxígeno para transformar sustancias ricas en energía en sustancias pobres en energía. El oxígeno disuelto en el agua puede ser consumido por la fauna acuática a una velocidad mayor a la que es reemplazado desde la atmósfera, lo que ocasiona que los organismos acuáticos compitan por el oxígeno y en consecuencia se vea afectada la distribución de la vida acuática.

Una medida cuantitativa de la contaminación del agua por materia orgánica (sirve como nutriente y requiere oxígeno para su descomposición) es la determinación de la rapidez con que la materia orgánica nutritiva consume oxígeno por la descomposición bacteriana y se le denomina Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO). La DBO es afectada por la temperatura del medio, por las clases de microorganismos presentes, por la cantidad y tipo de elementos nutritivos presentes. Si estos factores son constantes, la velocidad de oxidación de la materia orgánica se puede expresar en términos del tiempo de vida media (tiempo en que descompone la mitad de la cantidad inicial de materia orgánica) del elemento nutritivo.

La DBO de una muestra de agua expresa la cantidad de miligramos de oxígeno disuelto por cada litro de agua, que se utiliza conforme se consumen los desechos orgánicos por la acción de las bacterias en el agua. La demanda bioquímica de oxígeno se expresa en partes por millón (ppm) de oxígeno y se determina midiendo el proceso de reducción del oxígeno disuelto en la muestra de agua manteniendo la temperatura a 20 ºC en un periodo de 5 días. Una DBO grande indica que se requiere una gran cantidad de oxígeno para descomponer la materia orgánica contenida en el agua.

El agua potable tiene una DBO de 0.75 a 1.5 ppm de oxígeno y se considera que el agua está contaminada si la DBO es mayor de 5 ppm. Las aguas negra municipales contienen entre 100 y 400 ppm pero los desechos industriales y los agrícolas contienen niveles de DBO del orden de miles de ppm. La reducción de los niveles de DBO se hace mediante tratamiento de aguas negras.

Valores típicos de Demanda Bioquímica de Oxígeno para aguas de diferente calidad.

A la descomposición de la materia orgánica en presencia de oxígeno se le llama aerobiosis y es el proceso más eficiente para liberar la energía de la materia orgánica. Por ejemplo, la aerobiosis de la glucosa (C6H12O6) se puede representar mediante la ecuación química:
C6H12O6 + 6 O2 --> 6 CO2 + 6 H2O
DH = - 3600 cal/g

La descomposición aeróbica de las proteínas que contienen nitrógeno y azufre (representadas por la fórmula general (CxHyOzN2S ) se puede representar mediante la ecuación química no balanceada:

CxHyOzN2S + O2 ---> CO2+ H2O + NH4+ + SO42-
proteína + oxígeno --> bióxido de carbono + agua + ion amonio + ion sulfato
DH = - 5090 cal/g

Cuando la materia orgánica que contamina al agua se ha agotado, la acción bacteriana de la desoxigenación de las aguas contaminadas oxida al ion amonio, proceso denominado nitrificación, se puede representar mediante la ecuación química iónica:

NH4+ + 2 O2 --> 2 H+ + H2O + NO3-
ion amonio + oxígeno ion hidrógeno + agua + ion nitrato
DH = - 4350 cal/g

A los procesos de descomposición bacteriana anaeróbica (en ausencia de oxígeno) de la materia orgánica se le llama anerobiosis. A la descomposición anaeróbica (por enzimas producidas por levaduras) de los carbohidratos o azúcares se le llama fermentación y a la descomposición bacteriana anaeróbica de las proteínas se le llama putrefacción.

La fermentación de un azúcar por enzimas de levaduras, por ejemplo de la glucosa, se puede representar en términos generales, mediante la ecuación química:

C6H12O6 + enzimas de levadura --> 2 CO2 + 2 CH3-CH2-OH
Glucosa Alcohol etílico o etanol

La putrefacción de las proteínas puede representarse mediante la ecuación química no balanceada:

CxHyOzN2S + H2O -bacterias--> CO2 +CH4 + H2S + NH4+
proteína + agua --> bióxido de carbono + metano + sulfuro de hidrógeno + ion amonio
DH = - 368 cal/g

Se puede observar que se libera mayor cantidad de energía en la aerobiosis que en la putrefacción.

En el proceso de putrefacción, como el metano es insoluble en agua se libera en forma de gas. El sulfuro de hidrógeno es un gas incoloro, de mal olor (a huevo podrido) y tóxico (en concentraciones de 5 \% es nocivo para la vida), por lo que la putrefacción desprende olor fétido y los peces y otros animales que requieren del oxígeno no pueden vivir en aguas contaminadas donde ocurra la putrefacción (se le considera la forma peor de contaminación bacteriana).

Contaminación del agua por microorganismos patógenos

Por regla general, se considera que el agua es aceptable para beber si: a) contiene menos de 10 bacterias intestinales en cada litro de agua; b) si no presenta mal sabor, olor, color o turbiedad; c) si no contiene impurezas químicas en concentraciones que puedan ser peligrosas para la salud del consumidor; d) si no son corrosivas con respecto al sistema de conducción del agua, y e) si no provienen de sistemas acuíferos sujetos a contaminación por aguas negras u otros contaminantes.

El hombre vive en relación íntima con los microorganismos sobre su piel y en su sistema digestivo. En estado de salud, los humanos y los microbios viven juntos para beneficio mutuo. Sin embargo, algunas personas sanas viven en armonía con organismos que pueden resultar patógenos para otros. Por ejemplo, algunas personas están adaptadas a las aguas con bacilos que provocan disentería en otras personas. Por otra parte, resulta muy fácil contaminar el agua con microorganismos como las bacterias intestinales por lo que es muy difícil mantener el agua potable libre de bacterias intestinales y además eliminarlas no es posible, ni benéfico y resulta muy costoso.

Las bacterias coliformes son microorganismos inofensivos para el hombre y residen en su intestino grueso y abundan en la materia fecal. Forman parte de los desechos de las aguas negras y no se desarrollan en el agua, de manera que un recuento de las bacterias coliformes constituye un indicio del grado de contaminación de esas aguas.

Se considera que el número de microorganismos portadores de enfermedad en el agua es proporcional al número total de microorganismos y que una cantidad total baja representa un menor riesgo de contraer una enfermedad. Sin embargo, se han dado casos en que enfermedades virales han sido trasmitidas por aguas que cumplen estrictamente con las normas de control de bacterias.

Por consiguiente, la presencia de que cualquier impureza típica de las aguas negras, inclusive si no son perjudiciales en sí mismas, implica que el agua en que se encuentran no deja de ser fuente peligrosa de enfermedad.

El agua contaminada puede estar sucia, mal oliente, ser corrosiva, de mal sabor o poco apta para lavar la ropa con ella. Sin embargo, para el hombre el efecto más perjudicial del agua contaminada ha sido la transmisión de enfermedades por microorganismos que pueden habitar en ella. Por ejemplo, la fiebre tifoidea causada por la bacteria salmonella typhi, el cólera causada por la bacteria Vibrio cholerae (1), la disentería provocada por parásitos como las amibas Entamoeba histolítica (2) y la bacteria Shigella, la gastroenteritis causada por virus, bacterias y protozoarios, la hepatitis infecciosa causada por el virus de la hepatitis y la poliomielitis causada por el virus de la poliomielitis.

Sitio Web (URL): http://www.sagan-gea.org/hojared/CAgua.html

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Contaminación del agua por materia orgánica y microorganismos - Agua.org.mx

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Biblioteca Contaminación del agua por materia orgánica y microorganismos 08 noviembre 2007 La mayoría de la materia orgánica que contamina el agua procede de desechos de alimentos, de aguas negras domésticas y de fábricas, y es descompuesta por bacterias, protozoarios y diversos organismos mayores.

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La presencia de bacterias, hongos y protistas patógenos en el agua causa enfermedades que pueden afectar a los seres humanos si es consumida

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El consumo de agua contaminada, conocida también como agua bruta o a agua cruda, puede causar diversas enfermedades y perjudicar la salud, algunas de las infecciones que pueden surgir son: fiebre tifoidea, hepatitis A, infección intestinal causada por giardiasis, leptospirosis, amebiasis y otras enfermedades como el cólera, rotavirus o norovirus.

Esto ocurre porque las bacterias se desarrollan fácilmente en el agua y, aunque es más fácil que suceda en ríos y lagos contaminados, el agua de fuentes cristalinas también puede contaminarse por algún tipo específico de bacteria. La contaminación puede ocurrir po la ingestión de agua no potable, por el contacto directo con el agua de los alcantarillados o a través del consumo de alimentos cocinados o lavados con agua contaminada.

Algunas de las principales enfermedades que pueden ser causadas por la ingestión de agua contaminada como la que proviene de las alcantarillas o de las aguas estancadas por la lluvia o por la ingestión de agua no tratada son:

1. Hepatitis A

La hepatitis A es una enfermedad del hígado altamente contagiosa y, a pesar de que generalmente no suele ser peligrosa, en algunos casos puede evolucionar y ser fatal cuando no es tratada. La hepatitis A se transmite a través del contacto con heces contaminada, en este caso con la ingestión de agua contamina con microorganismos de origen intestinal.

2. Giardiasis

La giardiasis es una infección del sistema digestivo causada por el parásito Giardia intestinalis. Su transmisión se realiza a través del consumo de alimentos o de agua contaminada por heces que contienen quistes del parásito, siendo na enfermedad infecciosa que se transmite de una persona a otra.

Principales Síntomas: dolor abdominal, diarrea, fiebre, náuseas, debilidad o pérdida de peso.

Tratamiento: el tratamiento se realiza con medicamentos que combaten el parásito como metronidazol o tinidazol. También se recomienda el consumo de líquidos a lo largo del día, y en caso de deshidratación grave por causa de la diarrea, puede ser necesaria la hidratación a través de vía intravenosa. Vea cómo identificar los síntomas de deshidratación.

3. Amebiasis o Disentería Amebiana

La amebiasis o disentería amebiana es una infección causada por el protozoario Entamoeba histolytica, que se instala en el intestino e impide la absorción de nutrientes importantes para el organismo. Su transmisión se realiza a través del consumo de alimentos o de agua contaminada por heces que contienen quistes maduros amebianos.

4. Fiebre Tifoidea

La fiebre tifoidea es una enfermedad infecciosa causada por la bacteria Salmonella typhi, y su transmisión es a través del consumo de agua o de alimentos contaminados con el parásito.

5. Cólera

El cólera es una infección que ocurre en el intestino, causado por una bacteria que puede estar presente en agua contaminada o en alimentos, que produce unas toxinas que desencadenan los síntomas de la enfermedad.

6. Ascaridiasis o Ascaris lumbricoides

Es una parasitosis causada por el parásito Ascaris Lumbricoide, el cual habita, se desenrolla y se multiplica en el intestino. Esta enfermedad, se transmite a través de la ingestión de agua o alimentos contaminados con los huevos del parásito.

7. Leptospirosis

La leptospirosis es una enfermedad causada por una bacteria presente en la orina de las ratas que se encuentran en los alcantarillados, o de otros animales infectados como perros y gatos. Esta bacteria penetra en el cuerpo a través de una herida en la piel o a través del contacto con las mucosas del cuerpo como ojos, nariz, saliva con aguas contaminadas.

La falta de alcantarillado o la falta de tratamiento de las alcantarillas a pesar de afectar a toda la población, afecta especialmente a los niños entre 1 y 6 años de edad, que son más sensibles, así como aumenta las posibilidades de muerte del feto en las embarazadas.

Cómo evitar el contagio de estas enfermedades

Para protegerse y evitar estas enfermedades, se debe evitar el contacto con las alcantarillas, aguas contaminadas, aguas no tratadas, aguas estancadas por las lluvias, barro o ríos con agua empozada, siendo también desaconsejado el uso de las piscinas que no son tratadas con cloro. Se puede sospechar que el agua está contaminada cuando:

No se sabe de donde proviene el agua;

Parece sucia, turbia y con tierra;

Posee algún olor;

Se notan pequeñas partículas de sucio en suspensión en el agua;

No está debidamente transparente, teniendo una coloración amarillenta, naranja o marrón.

Sin embargo, el agua también puede parecer que estar limpia y aún así, estar contaminada, por lo que lo ideal es siempre optar por agua filtrada o agua mineral embotellada, que ha sido sometida a pruebas de calidad tanto para lavar como cocinar alimentos, así como para beberla. Además de esto, también podrá optar por el uso de Hipoclorito de Sodio para desinfectar y purificar el agua.

Cómo saber si el agua está contaminada

Se puede sospechar que el agua está contaminada cuando no se sabe de dónde proviene; está sucia, turbia o con barro; posee algún olor; se notan pequeñas partículas de suciedad suspendidas en el agua y; no es transparente, teniendo una coloración amarillenta, anaranjada o marrón.

Sin embargo, el agua también puede parecer que está limpia y aún así estar contaminada, por lo que lo ideal es optar por agua filtrada o agua mineral embotellada, debido a que fueron sujetas a pruebas de calidad.

En aquellas aguas sospechosas, se recomienda el uso de filtros de agua o agregar una substancia llamada hipoclorito de sodio.

Cómo purificar el agua

Para convertir el agua contaminada en agua desinfectada para beber, se debe utilizar una solución llamada hipoclorito de sodio, que se compra en las farmacias y supermercados, pero que normalmente también es distribuida por los gobiernos. Basta con colocar 2 a 4 gotas de hipoclorito de sodio por cada litro de agua y esperar 30 minutos para poder consumirla.

Hervir el agua durante 1 minuto también ayuda a purificar el agua, pero no resuelve el problema, y por lo tanto no excluye el uso de hipoclorito. Además de esto, en caso de contaminación con mercurio, no se debe hervir el agua porque este se evapora, manteniéndose en el aire y aumentando el riesgo de contaminación. Vea más detalles sobre el hipoclorito de sodio.

Estas estrategias están especialmente indicadas para purificar las aguas que están contaminadas con virus, bacterias y coliformes fecales, lo que puede suceder en aguas de cisternas, pozos, pequeños pozos y en caso de contaminación con el agua de las lluvias. Sin embargo, en caso de inundaciones la mejor estrategia es no utilizar el agua sucia y llena de barro porque el lodo es más difícil de ser eliminado.

El agua contaminada por el lodo, puede ser utilizada a través de un proceso llamado decantación, lo que normalmente ocurre en las empresas de tratamiento de agua de las ciudades. Un coagulante que se puede utilizar para eliminar el fango del agua es el polímero de acacia negra, un producto orgánico, que no perjudica la salud. Esta sustancia logra separar el agua del fango, pero después de este proceso, el agua todavía necesita ser debidamente tratada. Vea cómo purificar el agua para hacerla potable.

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Agua contaminada: 7 enfermedades que puede causar y tratamiento

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Beber agua del grifo no filtrada o de fuentes no controladas es un riesgo para la salud, ya que puede causar enfermedades como hepatitis, infecciones intestinales y fiebre tifoidea. Conozca otras enfermedades causadas por la ingestión de agua contaminada, cómo evitarlas y cómo se puede purificar

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Similares en SciELO

Caracterización de la materia orgánica disuelta en agua subterránea del Valle de Toluca mediante espectrofotometría de fluorescencia 3D

Characterization of the dissolved organic matter in groundwater from the Toluca valley by 3-D fluorescence spectrophotometry

Rosa María Fuentes Rivas¹*, José Alfredo Ramos Leal¹, María del Carmen Jiménez Moleón² y Mario Esparza Soto²

¹ Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica, A.C. (IPICYT) Camino a la Presa San José 2055, Lomas 4a. Sección. San Luis Potosí, S.L.P., México, C.P. 78216*Autor de correspondencia: rmrivas48@yahoo.com.mx

² Centro Interamericano de Recursos del Agua, Universidad Autónoma del Estado de México, (CIRA-UAEMEX). Carretera Toluca-Atlacomulco, km 14.5, Toluca, Estado de México, México, C.P. 50200

Recibido agosto 2014;
aceptado febrero 2015

La materia orgánica en el agua está compuesta por miles de componentes: partículas macroscópicas, coloides o macromoléculas disueltas. Caracterizar la materia orgánica disuelta en el agua para abastecimiento humano es esencial para establecer sus condiciones físicas y los índices de contaminación del agua. La materia orgánica disuelta en 49 muestras de agua subterránea cercanas a la zona industrial Toluca-Lerma (Valle de Toluca, Toluca, Estado de México) fueron caracterizadas a través de la demanda química de oxígeno (DQO) y por espectroscopia de fluorescencia 3D. De acuerdo con los datos, el 100 % de las muestras alcanzó valores de DQO entre 1 y 35 mg/L. Se asume la posible interferencia de material inorgánico oxidable sobre las medidas de DQO. Aproximadamente el 60 % de las muestras de fluorescencia mostró contaminación por materia orgánica de origen antrópico.

Palabras clave: acidos húmicos, ácidos fúlvicos, proteínas aromáticas, demanda química de oxígeno.

Organic matter in water consists of thousands of components, including macroscopic particles, colloids or dissolved macromolecules. Characterization of dissolved organic matter in drinking water is essential to establish its physical-chemical properties and water pollution index. In this work, the dissolved organic matter from 49 groundwater sources from the Toluca-Lerma industrial area (Toluca Valley, Toluca, Estado de México) were characterized by chemical oxygen demand (COD) and by 3-D fluorescence spectrophotometry. According to the results, 100 % of the samples had COD values between 1 and 35 mg/L. It was assumed the possible interference from inorganic material on the COD results. Approximately 60 % of the fluorescence samples showed organic matter contamination from anthropogenic origin.

Key words: humic acids, fulvic acids, aromatic proteins, chemical oxygen demand, anthropogenic pollution.

La materia orgánica disuelta (MOD) es una compleja mezcla heterogénea de macro-moléculas, cuyos principales componentes en las aguas dulces son sustancias húmicas, carbohidratos y aminoácidos (Steinberg y Münster 1985, Volk et al. 1997, Baker 2001, Engelhaupt y Bianchi 2001, Baker y Spencer 2004). La MOD en las aguas naturales puede ser originada por la descomposición del material biológico procedente de animales, plantas y microorganismos (Spence et al. 2011).

La degradación de la calidad del agua subterránea en México es un problema cada vez más común en acuíferos urbanos o cercanos a actividades antrópicas, y en muchos de los casos aún se desconoce la calidad química del agua (Esteller y Ordaz 2002).

La contaminación del agua por materia orgánica puede generarse por vertidos urbanos, actividades ganaderas, así como por escurrimientos agrícolas e industriales. La materia orgánica consiste en millares de componentes, como partículas macroscópicas, coloides o macromoléculas disueltas que pueden causar color, olor, sabor, el desarrollo de microorganismos patógenos o implicar la presencia de materia no biodegradable (USEPA 2004). Los principales grupos de sustancias orgánicas presentes en el agua residual son proteínas (40-60 %), carbohidratos (2550 %) y aceites y grasas (10 %) (Mostofa et al. 2007, Chandrappa y Das 2014).

La concentración de materia orgánica en el agua se determina directamente con la medida del carbono orgánico total (COT) e, indirectamente, midiendo la capacidad reductora del carbono existente con la determinación de la demanda química de oxígeno (DQO) y la demanda bioquímica de oxígeno (DBO). Sin embargo, no es posible obtener un resultado exacto del tipo de compuestos que se encuentra en ella.

La técnica usada para caracterizar la materia orgánica disuelta es la fluorescencia 3D. La fluorescencia es la propiedad de algunas moléculas orgánicas e inorgánicas de liberar energía en forma de luz cuando son excitadas por una fuente de alta energía luminosa, la cual eleva los niveles de energía de los electrones dentro de la molécula (Baker y Genty 1999). La fluorescencia de aguas superficiales o subterráneas sin contaminar es generada de forma predominante por ácidos orgánicos (húmicos y fúlvicos) y en menor grado por el grupo amino aromático de proteínas del material orgánico residual de flora y fauna (Baker y Genty 1999). La MOD tiene características espectrofotométricas distintivas por lo que, para tratar decaracterizarla, la luz fluorescente que despide ha sido investigada durante muchos años (Mopper y Schultz 1993, Coble 1996, Mcknight et al. 2001, Newson et al. 2001, Westerhoff y Esparza 2001).

En el análisis por fluorescencia de una muestra de materia orgánica disuelta se genera una matriz de excitación-emisión (MEE) que cubre longitudes de onda de 200 nm (longitud de onda corta UV) a 500 nm (luz azul verde visible). Esto debido a que la muestra puede contener centros de fluorescencia que se atribuyen a grupos naturales tales como material húmico, fúlvico y proteínas fluorescentes (Coble 1996, Westerhoff y Esparza 2001). Aunque se desconoce cómo estos centros de fluorescencia se relacionan con la estructura química de la MOD, se reconoce que la fluorescencia es generada por los núcleos aromáticos altamente sustituidos y por los compuestos de peso molecular alto (Senesi et al. 1989).

Las intensidades de los picos proteínicos y de los ácidos húmicos correspondientes a la materia orgánica natural podrían utilizarse para identificar el origen de la MOD ya que el agua natural sin contaminar tiene una relación 1:3 (picos proteínicos: picos húmicos) (Baker et al. 2004). Mientras que relaciones mayores podrían indicar la presencia de contaminación antrópica.

En la década de los setenta, en el curso alto del río Lerma se propició un gran asentamiento de industrias. Desde entonces, el Valle de Toluca es una zona industrialmente activa y con un acelerado crecimiento urbano e industrial. Actualmente, el número de industrias sobrepasa las 2500, lo que ha provocado una explotación excesiva del agua en los acuíferos, así como la contaminación de sus cuerpos de agua superficial por el vertido de aguas residuales y escurrimientos agrícolas (Jiménez-Moleón et al. 2010).

En esta región se encuentran los acuíferos del alto Lerma, que corresponden al Valle de Toluca y al Valle de Ixtlahuaca-Atlacomulco. En 1970 se perforaron 230 pozos para cubrir la demanda de agua en el Valle de Toluca y el défict de agua en la Ciudad de México. Sin embargo, la sobreexplotación de los acuíferos ha causado efectos negativos, tales como hundimientos, agrietamientos, reducción de los niveles freáticos y desequilibrio hidrológico de la cuenca (Jiménez-Moleón et al. 2010).

Como consecuencia de las descargas industriales y domésticas municipales, el agua superficial del Valle de Toluca se encuentra contaminada. Debido a las características que presenta el subsuelo en esta zona, puede esperarse un deterioro importante en la calidad del agua subterránea por la presencia de MOD. Sin embargo, dado su heterogeneidad, la caracterización estructural y funcional de la MOD es extremadamente difícil.

La técnica de fluorescencia tiene la ventaja de analizar una mezcla de fluoróforos de propiedades espectrales desconocidos en un amplio rango de longitudes de onda de excitación-emisión, además de ser una metodología confiable, rápida y de bajo costo, no requiere largos tratamientos previos y sólo se necesita un pequeño volumen de muestra.

El objetivo de este trabajo fue identificar el tipo de MOD en el agua subterránea y la posible contaminación antrópica, utilizando espectroscopia de fluorescencia 3D.

La zona de estudio pertenece a la provincia fisiográfica Faja Volcánica Transmexicana, que se caracteriza por la presencia de basaltos fracturados con alta permeabilidad, intercalados con material escoráceo, así como por la presencia de derrames de lava con tubificaciones.

El acuífero del Valle de Toluca está formado por materiales detríticos con predominio de gravas, arenas y conglomerados con matriz arcillo limosa, aunque también se pueden diferenciar intercalaciones de horizontes de piroclastos y tobas. Estos materiales detríticos reposan sobre un basamento constituido por material volcánico consolidado cuya naturaleza es variable (Velázquez y Ordaz 1994).

En los valles, estas rocas volcánicas fracturadas están cubiertas por depósitos lacustres y aluviales, cuya permeabilidad es muy variable, por lo que se convierten en acuíferos confinados o semiconfinaos con un coeficiente de almacenamiento bajo. El material piroclástico tiene alta porosidad, pero su permeabilidad es baja, en tanto que los depósitos lacustres del Plioceno Tardío se caracterizan por su poca permeabilidad (Velázquez y Ordaz 1994).

Para la toma de muestras se utilizaron frascos de polietileno previamente sumergidos en una solución de ácido nítrico durante 24 h y enjuagados con agua destilada. Después de su recolección y transporte, las muestras se mantuvieron en refrigeración a 4 °C hasta su procesamiento en el laboratorio (APHA-AWWAWFPC 1992).

A cada una de las muestras se le determinaron los siguientes parámetros fisicoquímicos in situ: pH, temperatura (T), oxígeno disuelto (OD) y conductividad eléctrica (CE). Se realizaron tres medidas por parámetro en forma consecutiva y se reportó el valor promedio de las lecturas.

El análisis de cada una de las muestras se realizó por duplicado. La DQO se determinó siguiendo el procedimiento marcado por APHA-AWWAWFPC (1992): Método de reflujo cerrado /Método Espectrofotométrico.

Análisis de fluorescencia

El análisis de fluorescencia se realizó siguiendo el procedimiento propuesto por Westerhoff et al. (2001) y se utilizó un espectrómetro marca Perkin Elmer, modelo LS55. En la caracterización de las muestras se obtuvieron 45 espectros de emisión individuales, los cuales fueron registrados a las longitudes de onda de excitación (l exc) entre 200 nm y 450 nm y longitudes de onda de emisión (l em) entre 280 y 550 nm. Además, se obtuvieron tres tipos de análisis de fluorescencia: el primero pertenece al perfil de MEE, el segundo corresponde a los espectros de emisión y el tercero a los espectros sincronizados.

Los perfiles de la MEE, así como los de exploración de la emisión, fueron hechos sobre un rango de longitudes de onda de excitación (λ exc= 540 nm) y de emisión (λ em= 200 nm). Las muestras de agua se analizaron a una concentración de 2 mg/L de DQO (ajustada por dilución) y con un valor de pH de 3, el cual se ajustó mediante la adición de ácido clorhídrico. A 290 nm, se colocó un filtro que se utilizó en todos los análisis con el fin de eliminar las interferencias de la luz del pico denominado Raleigh de segundo orden (segunda de Raleigh). Los perfiles de las MEE fueron corregidos, al restar a todos los espectros la MEE del agua destilada (factor de corrección blanco) medida durante el análisis de las muestras con la finalidad de eliminar la interferencia que provocan los picos de Raman.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los parámetros fisicoquímicos in situ de T y pH, no mostraron gran variación espacial Los valores bajos de temperatura y de pH se identificaron cerca de la zona de recarga (Sierra de las Cruces y Nevado de Toluca) y se incrementa en dirección al flujo del agua subterránea y De acuerdo con los valores de pH estimados, el agua analizada es neutra a levemente alcalina. Los valores máximo y mínimo de pH fueron 8.25 y 6.74, alcanzando un valor promedio de 7.12 El valor máximo de temperatura fue de 25.8° C, el mínimo de 14.3 °C y el promedio de 19.9 °C Respecto al oxígeno disuelto (OD), los valores localizados en la zona estuvieron en el rango de 1.22 mg/L a 7.8 mg/L y se observó que los valores altos se ubican cerca a la Sierra de las Cruces

Con relación a la conductividad se observan significativas diferencias espaciales. El valor más alto de conductividad se encontró en el pozo 33 (598 µS/crn) ubicado en la zona industrial Lerma, lo que indica un mayor contenido de sólidos disueltos y muestra que el agua se encuentra más mineralizada en esta zona. El valor mínimo se presentó en el pozo 40 (147 µS/crn), mientras que el valor medio de dicha conductividad fue de 299 µS/cm. Los pozos en los que se observaron los valores mayores de conductividad se encuentran localizados dentro de los límites del municipio de Lerma y corresponden a los pozos de menor profundidad. Por el contrario, los valores bajos se observaron en los límites del municipio de San Mateo Atenco y en parte de los municipios de Metepec y Xonacatlan, en los pozos más profundos Los valores de conductividad aumentan hacia la parte central de la zona de estudio, de forma paralela al flujo de agua subterránea indicando que la mineralización aumenta con el tiempo de contacto en el acuífero.

Con la medida de la conductividad se evaluó el grado de mineralización del agua en la zona estudiada, por lo que, de acuerdo con lo especificado por Rodier (1998), el 10 % de las muestras mostró una mineralización débil, el 33 % mineralización media y el 57 % mineralización media acentuada. Los pozos en los que se observaron valores mayores de conductividad se encuentran localizados dentro de los límites del municipio de Lerma y corresponden a los pozos de menor profundidad; además de que la mayor mineralización se encontró en los pozos sujetos a mayor explotación.

Demanda química de oxígeno (DQO)

La espectroscopia por fluorescencia ha sido utilizada recientemente para tratar de caracterizar la MOD debido a la simplicidad y facilidad para distinguir entre ciertas clases de materia orgánica, por lo que en este estudio se consideró la aplicación de esta técnica. Con los espectros obtenidos se intentó establecer el origen antrópico de la MOD utilizando las medidas de fluorescencia, según la metodología presentada por Westerhoff (2001). Con base en la MEE, en la intensidad máxima relativa entre cada par de picos y en la presencia o ausencia de MOD, las 49 muestras se clasificaron en cinco tipos:

Los resultados obtenidos en las muestras tipo I, II y V serían indicativos de contaminación antrópica en el agua subterránea, debido a que en dichas muestras predominan los picos proteínicos A y B de alta intensidad y por lo tanto la relación de intensidades entre estos y los picos húmicos para aguas no contaminadas 1:3, no se cumple (Baker y Genty 1999, Baker et al. 2004 y Mostofa et al. 2007;

En el se presentan las propiedades generales de la fluorescencia del agua de los pozos con DQO mayor a 20 mg/L, pozos 13, 23, 24, 25, 41 y 45 y Los perfiles de la MEE de estos pozos se muestran en la Con base en los mapas obtenidos por fluorescencia se identificaron cuatro picos El pico A fue identificado a longitudes de onda de Ex/Em = 205-210/308-314; de acuerdo con la posición en la que se encuentra el pico, la presencia de proteínas se considera como de posible origen antrópico (relacionado con las aguas residuales municipales). El pico B, al igual que el A, corresponde a la presencia de proteínas (Leenheer y Croué 2003, Baker et al. 2004) ya que las aristas del espectro de fluorescencia para estos compuestos fueron de Ex/Em = 220-275/340-350 nm (Westerhoff y Esparza 2001, Baker et al. 2004). Por otro lado, el pico C tiene valores de longitud de onda de Ex/Em = 205/434.5; este pico, según Wen y Westerhoff (2003) correspondería a la región de ácidos fúlvicos. Finalmente, el pico D, localizado alrededor de Ex/Em = 320-360/415-420, corresponde a compuestos húmicos (Coble 1996).

La relación de intensidades de los picos proteínicos y los correspondientes a materia orgánica natural (húmicos y fúlvicos) se asocian con un posible origen antrópico de dicha materia orgánica, ya que en el agua natural sin contaminar la relación de estos picos es 1:3 (Baker y Genty 1999, Mostofa et al. 2007), como se observa en la muestra 41. Mientras que relaciones de intensidad de los picos proteínicos mayores podrían indicar la presencia de contaminación antrópica, como ocurre en el resto de las muestras.

En la se representa la distribución de la intensidad de fluorescencia de cada pico en la zona de estudio. En el diagrama del pico A (proteínas) la intensidad de la fluorescencia es mayor en la zona industrial de San Mateo Atenco-Lerma y disminuye en dirección al flujo de agua subterránea Los valores máximo y mínimo de intensidad encontrados en el valle fueron 820 nm (pozo 15) y 45 nm (pozo 19). El 74 % de los pozos se ubican entre los valores de intensidad del pico B de 0 a 250 nm (tonos azules), el 26 % restante entre 250 y 820 nm (tonos verde, amarillo, naranja y rojo).

Los parámetros fisicoquímicos T y pH no mostraron gran variación espacial, aunque para CE y OD, el rango de variación espacial fue bastante amplio. Solo la CE excede el límite máximo establecido por la NOM-127-SSA1-1994 (42 % de las muestras). El 33 % mostró mineralización media y el 57 % mineralización media acentuada.

El 51 % de las muestras sobrepasó el límite de DQO para agua potable que establece la OMS (20 mg/L). Por análisis de fluorescencia se identificó la presencia de material proteínico y de origen natural en el agua subterránea.

Con base en la MEE y en la intensidad máxima relativa entre cada par de picos, así como por la presencia o ausencia de material orgánico disuelto, las 49 muestras analizadas se clasificaron en cinco tipos de fluorescencia 3D.

El pico A, asociado a proteínas se distribuye en la zona industrial de San Mateo Atenco-Lerma.

El pico B, asociado a proteínas se distribuye en la zona industrial de Toluca, Lerma y Ocoyoacac.

El pico C, asociado a ácidos fúlvicos se presenta en la zona de Metepec y zona industrial de San Mateo Atenco-Lerma.

El pico D, asociado a ácidos húmicos se encontró puntualmente en Metepec, Ocoyoacac y Toluca.

La relación de intensidades 1:3 entre picos proteínicos: húmicos, indica la posible contaminación antrópica en el 60 % de las muestras.

Esta publicación ha sido posible gracias al apoyo financiero de la Universidad Autónoma del Estado de México, a través de la Secretaría de Investigación y Estudios Avanzados, proyectos 2005/2005 y 2506/2007U.

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Caracterización de la materia orgánica disuelta en agua subterránea del Valle de Toluca mediante espectrofotometría de fluorescencia 3D

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Similares en SciELO Caracterización de la materia orgánica disuelta en agua subterránea del Valle de Toluca mediante espectrofotometría de fluorescencia 3D Characterization of the dissolved organic matter in groundwater from the Toluca valley by 3-D fluorescence spectrophotometry Rosa María Fuentes Rivas1*, José Alfredo Ramos Leal1, María del Carmen Jiménez Moleón2 y Mario Esparza Soto2 1 Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica, A.C.

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Aprender sobre enfermedades que se transmiten por agua contaminada para lograr su prevención.

Comprender las consecuencias que trae la contaminación del agua por materia orgánica.

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Los servicios de agua, saneamiento e higiene pueden evitar una amplia gama de enfermedades.

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Enfermedades transmitidas por el agua contaminada | Ingredientes que Suman

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Las enfermedades derivadas del consumo de agua contaminada afectan en especial a las comunidades en situación de exclusión y pobreza.

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Considerando que los contaminantes del agua son muy heterogéneos, tanto por su diversidad, naturaleza, comportamiento, importancia de cada uno, así como por sus efectos o riesgos para la salud derivados de su presencia en el agua cuando se trata de aguas para consumo, se establecen las siguientes categorías en relación con su naturaleza:

Contaminantes de naturaleza química (inorgánicos y orgánicos)
Contaminantes de naturaleza biológica (por organismos patógenos)
Contaminantes de naturaleza física (mecánica, térmica, radiactiva)
Contaminantes de naturaleza química:- Contaminantes inorgánicos
Los contaminantes inorgánicos son diversos productos disueltos o dispersos en el agua que provienen de descargas domésticas, agrícolas e industriales o de la erosión del suelo. Los principales son cloruros, sulfatos, nitratos y carbonatos. También desechos ácidos, alcalinos y gases tóxicos disueltos en el agua como los óxidos de azufre, de nitrógeno, amoníaco, cloro y sulfuro de hidrógeno (ácido sulfhídrico).
Buena parte de la fracción inorgánica está en forma soluble, aunque también es significativa la parte insoluble que se presenta en forma de partículas en suspensión. Por su impacto ambiental son más relevantes las especies solubles dado que en esta forma las sustancias son más móviles y su alcance tóxico es mayor.

Entre los contaminantes inorgánicos de las aguas pueden destacarse:

Iones nitrogenados: se encuentran en forma de NO ₃⁻, NO ₂⁻, NH ₄⁺ y N orgánico. Los nitritos y el amonio son muy inestables y tienden a oxidarse a nitrato.

Una excesiva carga de nutrientes nitrogenados en cuencas vertientes a lagos o embalses puede provocar la eutrofización de los mismos, o en los ríos con la posible incidencia de las aguas subterráneas.

La presencia de cantidades excesivas de nitratos en las aguas puede provocar en los lactantes efectos mortales (cianosis) por la formación de metahemoglobina, y en adultos, nitrosaminas, cancerígenas, por la reacción de nitratos con aminas y aminoácidos.

Generalmente son indicadores de contaminación agrícola.

Iones cianuro: Su presencia en el agua indica siempre una contaminación de tipo industrial, procede usualmente de galvanoplastias, altos hornos y coquerías. Su toxicidad es muy elevada.

Iones sulfato: La contaminación por estos iones se debe mayoritariamente al aporte de la lluvia (lluvia ácida) y origina una acidificación del medio acuático provocando graves alteraciones sobre la vida del mismo. La disminución del pH, por ejemplo, puede ser particularmente devastadora para las salamandras y las ranas, durante los primeros ciclos de vida, así como también para algunos peces.

Metales pesados: Aunque muchos de los elementos metálicos son necesarios para el desarrollo de los organismos vivos, al exceder de una determinada concentración pueden resultar perjudiciales. Muchos de estos elementos tienen afinidad por el azufre, con lo que atacan los enlaces que conforman este elemento en las enzimas produciendo su inmovilización. Otros, como el cadmio, el cobre o el plomo (en forma iónica) forman complejos estables con los grupos amino y carboxílico, dificultando los procesos de transporte a través de las paredes celulares.
Los metales pesados constituyen un importante problema mundial. Esta problemática se encuentra relacionada con su persistencia en el medio, y el consecuente factor de acumulación.
Tabla 2: Origen de algunos metales traza en las aguas y principales efectos sobre la salud (Manahan, 1991; López Vera, 1991; Vandecateele y Block, 1993).

Fuente: M. Alvarez Cobelas & F. Cabrera Capitán, Eds., 1995,"La calidad de las aguas continentales españolas.
Estado actual e Investigación", Geoforma ediciones

- Contaminantes orgánicos

Como compuesto orgánico se designa a un amplio grupo de compuestos químicos que tienen en común el hecho de que en su composición interviene siempre el carbono. Son, pues, los compuestos del carbono, aunque haya que exceptuar el propio carbono en sus distintas formas, sus óxidos, el ácido carbónico y sus sales, los carburos, los cianuros y algunos otros compuestos carbonados que son completamente inorgánicos.

Los contaminantes orgánicos también son compuestos disueltos o dispersos en el agua que provienen de desechos domésticos, agrícolas, industriales y de la erosión del suelo. Son desechos humanos y animales, de rastros o mataderos, de procesamiento de alimentos para humanos y animales, diversos productos químicos industriales de origen natural como aceites, grasas, breas y tinturas, y diversos productos químicos sintéticos como pinturas, herbicidas, insecticidas, etc.

Los contaminantes orgánicos consumen el oxígeno disuelto en el agua y afectan a la vida acuática.

De entre los contaminantes orgánicos merece la pena destacar a los plaguicidas. Se trata de agentes que combaten los organismos que atacan al alimento y a otros materiales esenciales para los seres humanos, por lo que tienen un uso fitosanitario, ganadero, doméstico, ambiental (desinfección y desratización), en la industria alimentaria e incluso en la higiene personal. Muchos de ellos tienen un origen sintético de modo que en el medio son difícilmente biodegradables por los microorganismos, si además tenemos en cuenta su amplia toxicidad con los organismos, nos daremos cuenta de la importancia que tiene su control.

Contaminantes de naturaleza biológica:

El principal problema de la contaminación microbiológica de las aguas, consiste en la propagación de enfermedades producidas por virus y bacterias que sean introducidos al río y/o acuífero por vertidos de aguas fecales de origen humano o animal.
Contaminantes físicos
Sustancias radiactivas. Isótopos radiactivos solubles pueden estar presentes en el agua y, a veces, se pueden ir acumulando a lo largo de las cadenas tróficas, alcanzando concentraciones considerablemente más altas en algunos tejidos vivos que las que tenían en el agua.

Contaminación térmica. El agua caliente liberada por centrales de energía o procesos industriales eleva, en ocasiones, la temperatura de ríos o embalses con lo que disminuye su capacidad de contener oxígeno disuelto y por tanto afecta a la vida de los organismos.

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La metodología de la investigación será el análisis, resumen y organización de las fuentes documentales de información

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En la actualidad, cerca de cinco millones de personas en el mundo mueren por beber agua contaminada, una situación que se agudiza especialmente en aquellos contextos de exclusión social, pobreza y marginamiento.

La contaminación hídrica es la presencia de componentes químicos o de otra naturaleza en una densidad superior a la situación natural, de modo que no reúna las condiciones para el uso que se le hubiera destinado en su estado natural.

Esta alteración en la calidad del agua, que se traduce en la existencia de sustancias como los microbios, los metales pesados o los sedimentos, hace que su consumo tenga efectos dañinos sobre la salud y el medio.

Las principales causas de la contaminación hídrica o del agua tienen su origen en:

Origen doméstico: Las aguas domésticas son las que provienen de núcleos urbanos y contienen sustancias procedentes de la actividad humana (alimentos, deyecciones, basuras, productos de limpieza, jabones, etc.).

Origen agrícola - ganadero: Son el resultado del riego y de otras labores como las actividades de limpieza ganadera, que pueden aportar al agua grandes cantidades de estiércol y orines, es decir, mucha materia orgánica, nutrientes y microorganismos.

Origen industrial: Proceden de restos de agua utilizada como medio de transporte de sustancias y calor en lavado y enjuague, en las transformaciones químicas, como disolvente y subproducto de procesos físicos de filtración o destilación, etc.

Origen pluvial: Al llover, el agua arrastra toda la suciedad que encuentra a su paso, y que puede darse en cualquiera de los tres casos anteriores. En las ciudades esta agua arrastra aceites, materia orgánica y diferentes contaminantes de la atmósfera, en el campo arrastran pesticidas, abonos, etc., y en zonas industriales arrastra las sustancias que se han caído sobre el terreno.

Origen fluvial (navegación): En rutas de navegación, los vertidos de petróleo, accidentales o no, provocan importantes daños ecológicos.

Sedimentos y materiales suspendidos: Partículas desprendidas del suelo y arrastradas a las aguas. Junto con otros materiales que hay en suspensión en las aguas, son, en términos de masa total, la mayor fuente de contaminación del agua.

Microorganismos patógenos: son los diferentes tipos de microorganismos (bacterias, virus, protozoos y otros organismos microscópicos) que transmiten enfermedades como el cólera, tifus, gastroenteritis diversas, hepatitis, etc. Llegan al agua en las heces y otros restos orgánicos que producen las personas infectadas.

Desechos orgánicos: son el conjunto de residuos orgánicos producidos por los seres humanos, ganado, etc. Incluyen heces y otros materiales que pueden ser descompuestos por bacterias aeróbicas, es decir en procesos con consumo de oxígeno.

Sustancias químicas inorgánicas: ácidos, sales y metales tóxicos como el mercurio y el plomo.

Nutrientes vegetales inorgánicos: Nitratos y fosfatos en cantidad excesiva. Inducen el crecimiento desmesurado de algas y otros organismos provocando la eutrofización de las aguas.

Compuestos inorgánicos: Moléculas inorgánicas como petróleo, gasolina, plásticos, plaguicidas, disolventes, detergentes, etc.

Sustancias radiactivas: Isotopos radiactivos solubles que se acumulan a lo largo de las cadenas tróficas.

Contaminación térmica: El agua caliente liberada por centrales de energía o procesos industriales eleva, en ocasiones, la temperatura de ríos o embalses. Esto disminuye su capacidad de contener oxígeno y afecta a la vida de los organismos.

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