DBO- MICROFLORA DE AGUAS RESIDUALES
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

Like this? Share it with your network

Share

DBO- MICROFLORA DE AGUAS RESIDUALES

on

  • 11,975 views

 

Statistics

Views

Total Views
11,975
Views on SlideShare
11,975
Embed Views
0

Actions

Likes
5
Downloads
204
Comments
0

0 Embeds 0

No embeds

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

DBO- MICROFLORA DE AGUAS RESIDUALES Document Transcript

  • 1.  CIENCIAS BIOLÓGICAS       ALUMNO: Quiroz Ruiz Hans RamónCURSO: Microbiología acuáticaTEMA: * DBO * Microflora de aguas residualesDOCENTE: Olga Francia Arana Lambayeque, diciembre del 2012  
  • 2. ÍNDICEINTRODUCCIÓN ………………………………………………………….………… 1DEMANDA BIOQUIMICA DE OXIGENO.…………….……………………….……… 2Aspectos Teóricos Generales.…………………..…………………………….……….. 2 DBO carbonácea……………..………………….…………….…….…..…....…. 3 DBO nitrogenada……..……….……………….….………………..….…….….. 3OD(Oxigeno disuelto)………………………………………….……….….….….….. 4 Interferencias en la DBO...................................……………………………… 4DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO………...…………………….……………….… 4 Relación entre DBO y DQO…………….………………………………………… 6MÉTODO DE ANÁLISIS DE LA DBO…….…………….……..………….………… 7 Reactivos……………………………….………………………………………….. 7 Equipo y materiales…….……………….………………………………….…….. 8 Limpieza del material…….………………………………….……………………. 9PROCEDIMIENTO ……………………………………………………………………. 9 Preparación de agua para dilución……………….………………………….. 9 Control del agua de dilución……..……………………………………….….. 10 Control de la glucosa-ácido glutámico…..……………………………..…… 10 Inóculo………………………………….………………………………………. 11 Pre-tratamiento de la muestra ….……………………………...………….. 11 Muestras sobresaturadas con OD………………………………… 12 Inhibición de la nitrificación…….…………………………………… 12 Técnica de dilución………………………………………………………………. 12 Determinación del OD inicial…..………………………………………….….. 13 Método yodométrico…………………………….……………… 13 Método electrométrico……………………………………………. 13 Determinación del OD final………………………………………………….. 14 Diagrama de flujo del Procedimiento para determinar OD……………......….. 14 Diagrama de flujo del procedimiento DBO…………………………..…………….15
  • 3. MICROFLORA DE AGUAS RESIDUALES……………………………….…….………..17 Microorganismos patógenos vinculados al agua…………………..17 Tipología de los microorganismos presentes en aguas residuales……………………………………………………………………...17 Concentración de microorganismos presentes en aguas residuales……………………………………………………………………….…….18 TRATAMIENTO BIOLÓGICO DE AGUAS RESIDUALES……………………..21 PROCESOS ANAEROBIOS….……………………………….………… 21 PROCESOS AEROBICOS……..……………………………….……….. .22REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS…………………………………………………… 25  
  • 4. MICROBIOLOGÍA ACUATICA  HANS R. QUIROZ RUIZ    INTRODUCCIONLa contaminación del agua se debe principalmente a la incorporaciónde materias extrañas al agua, como microorganismos, productosquímicos, residuos industriales y de otros tipos, o aguas residuales.Estas materias deterioran la calidad del agua y la hacen inútil parasus usos posteriores.Gracias a que gran parte de los contaminantes de las aguasresiduales y superficiales son orgánicos, en el tratamiento de estas esaprovechada dicha coyuntura para removerlos a partir de procesos debiodegradación en los que participan microorganismos que sealimentan de este material, en presencia de oxigeno. En este sentidopara desarrollar este procedimiento es necesario determinar cuantacantidad de oxigeno necesitan estos microorganismos para consumirla materia orgánica presente en el agua. A este tratamiento se leconoce como DBO. 1  
  • 5. MICROBIOLOGÍA ACUATICA  HANS R. QUIROZ RUIZ  DEMANDA BIOLÓGICA DE OXÍGENO (D.B.O.)   I. ASPECTOS TEÓRICOS GENERALESEs un parámetro indispensable cuando se necesita determinar elestado o la calidad del agua de ríos, lagos, lagunas o efluentes.La demanda bioquímica de oxígeno (DBO), es un parámetro quemide la cantidad de materia susceptible de ser consumidau oxidada por medios biológicos que contiene una muestralíquida, disuelta o en suspensión. Se utiliza para medir el gradode contaminación, normalmente se mide transcurridos cinco días dereacción (DBO5), y se expresa en miligramos de oxígenodiatómico por litro (mgO2/l). El método de ensayo se basa en medirel oxígeno consumido por una población microbiana en condicionesen las que se ha inhibido los procesos fotosintéticos de producción deoxígeno en condiciones que favorecen el desarrollo de losmicroorganismos especialmente bacterias sean aerobias o anaerobiasfacultativas: Pseudomonas, Escherichia, Aerobacter, Bacillius, ademásde hongos y plancton.La curva de consumo de oxígeno suele ser al principio débil y despuésse eleva rápidamente hasta un máximo sostenido, bajo la acción dela fase logarítmica de crecimiento de los microorganismos.Es un método aplicable en aguas continentales (ríos, lagos oacuíferos), aguas negras, aguas pluviales o agua de cualquier otraprocedencia que pueda contener una cantidad apreciable de materiaorgánica. Este ensayo es muy útil para la apreciación delfuncionamiento de las estaciones depuradoras. No es aplicable, sinembargo, a las aguas potables, ya que al tener un contenido tan bajode materia oxidable la precisión del método no sería adecuada. Eneste caso se utiliza el método de oxidabilidad con permanganatopotásico.El método pretende medir, en principio, exclusivamente laconcentración de contaminantes orgánicos. Sin embargo, la oxidaciónde la materia orgánica no es la única causa del fenómeno, sino quetambién intervienen la oxidación de nitritos y de las salesamoniacales, susceptibles de ser también oxidadas por 2  
  • 6. MICROBIOLOGÍA ACUATICA  HANS R. QUIROZ RUIZ  las bacterias en disolución. Para evitar este hecho se añade N-aliltiourea como inhibidor. Además, influyen las necesidades deoxígeno originadas por los fenómenos de asimilación y de formaciónde nuevas células.Cuanto mayor cantidad de materia orgánica contiene la muestra, másoxígeno necesitan sus microorganismos para oxidarla (degradarla).También se producen variaciones significativas según las especies degérmenes, concentración de estos y su edad, presencia de bacteriasnitrificantes y de protozoos consumidores propios de oxígeno que senutren de las bacterias, entre otras causas. Es por todo esto que estetest ha sido constantemente objeto de discusión: sus dificultades deaplicación, interpretación de los resultados y reproductibilidad sedeben al carácter biológico del método.Según las reglamentaciones, se fijan valores de D.B.O. máximo quepueden tener las aguas residuales, para poder verterlas a los ríos yotros cursos de agua. De acuerdo a estos valores se establece, si esposible arrojarlas directamente o si deben sufrir un tratamientoprevio. DBO carbonácea Para el análisis de DBO carbonácea se inhiben las bacterias nitrificantes con agentes específicos como azul de metileno o por medio de pre tratamientos como pasteurización, cloración o acidificación. Es utilizada por las bacterias para degradar compuestos organicos de carbono DBO nitrogenada o DBON Es la cantidad de oxigeno necesaria para que los microorganismos oxiden el amoniacao presente en la materia orgánica a nitrato y luego a nitrito 3  
  • 7. MICROBIOLOGÍA ACUATICA  HANS R. QUIROZ RUIZ   II. OD (OXIGENO DISUELTO)El oxigeno disuelto es necesario para mantener las condiciones devida de los seres que viven en el agua y por tanto es un parámetroimportante en el análisis de la polución de un cuerpo de agua. El ODes consumido por los seres vivos especialmente los microorganismosdescomponedores de la materia orgánica. La concentración de OD enel agua aumenta por fotosíntesis de las plantas y algas acuáticas opor re-aireación, en contacto con la atmosfera.El OD tiene una concentración máxima para ciertas condiciones detemperatura e salinidad del agua, que es conocida comoconcentración de saturación de oxigeno disuelto en agua consalinidad cero y en condiciones de presión atmosférica media al niveldel mar.Tabla 1. Concentración de OD de saturación para diferentes temperaturasdel agua. Valores correspondientes a aguas dulces (salinidad cero presiónatmosférica al nivel del mar) TEMPERATURA DEL AGUA ºC CONCENTRACION DE OD (mg.l-1) 0 14.6 5 12.7 10 11.3 15 10.1 20 9.1 25 8.2 30 7.5 40 6.4INTERFERENCIAS EN LA DBO • El pH ácido o alcalino • Cloro residual • Nitritos: Es la interferencia más común en las muestras de DBO5 incubadas. • Sustancias inorgánicas y orgánicas reductoras. 4  
  • 8. MICROBIOLOGÍA ACUATICA  HANS R. QUIROZ RUIZ  El pH expresa el grado de acidez o alcalinidad del agua, en valoresde 0 a 14, siendo que valores inferiores a 7 indican aguas ácidas evalores superiores a 7 indican aguas alcalinas. El pH del medio(agua) controla as reacciones químicas de muchos otros poluentes.Valores bajos de pH aceleran a descomposición de materialespotencialmente tóxicos. Valores altos de pH pueden llevar a unaumento en la concentración de amonio, que es tóxico para lospeces. III. DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENOLlamada también demanda inmediata, es la cantidad de oxígeno quesustancias reductoras, como la materia orgánica, presentes en unagua residual necesitan para descomponerse, sin la intervención demicroorganismos.La DQO no diferencia la materia orgánica biológicamente oxidable y labiológicamente inerte.La glucosa y la lignina pueden ser oxidadas químicamente en laprueba de la DQO pero sólo la glucosa es oxidada en la DBO debido aque no existen bacterias capaces de asimilar la lignina.Esto ocurre en residuos provenientes de las fábricas de pulpa y papel,las cuales tienen altas DQO y relativamente bajas DBO. 5  
  • 9. MICROBIOLOGÍA ACUATICA  HANS R. QUIROZ RUIZ  La OPS maneja como criterios para calificar la contaminación de losríos y quebradas los siguientes parámetros: Río muy limpio DQO < 2 mg/L Río limpio DQO: 2,5 mg/L Río sucio DQO: 5 mg/L Río en malas condiciones DQO > 7 mg/LEn el análisis de la DQO se utiliza el dicromato de potasio comoOXIDANTE, dado que es capaz de oxidar casi todos los compuestosorgánicos excepto los ácidos grasos de bajo peso molecular, loscuales requieren catalizadores como Ion plata, y la piridina y loshidrocarburos aromáticos que no pueden ser oxidados.El dicromato puede obtenerse como reactivo puro, permitiendopreparar soluciones exactas por peso y dilución con agua. Es unoxidante fuerte en soluciones ácidas.RELACIÓN ENTRE DBO Y DQOLa DBO y la DQO son los parámetros más importantes en lacaracterización de las aguas residuales. La DBO consiste de unproceso biológico y como tal no está exento de los problemas queconlleva un análisis de este tipo. Si no se tienen los cuidados y laexperiencia necesaria los resultados conducen a errores y malasinterpretaciones. Otra desventaja de la DBO es que se requiere demucho tiempo para el término del análisis, por lo que los resultadossolo estarán disponibles hasta cinco días después de que se inicia laprueba.La DQO es una prueba que solo toma alrededor de tres horas, por loque los resultados se pueden tener en mucho menor tiempo que loque requiere una prueba de Demanda Bioquímica de Oxigeno. Esposible para un agua superficial o residual correlacionar su valor deDBO y DQO, para estimar la DBO con un valor conocido de DQO.Desde luego, la muestra de agua deberá provenir siempre del mismoorigen, y tener dentro de un estrecho margen de variación, lasmismas cualidades entre cada muestreo y análisis efectuado. 6  
  • 10. MICROBIOLOGÍA ACUATICA  HANS R. QUIROZ RUIZ   IV. MÉTODO DE ANÁLISIS DE LA DBOEl método consiste en la incubación a 20°C, de las muestras enbotellas herméticamente cerradas para evitar la entrada de aire,durante 5 días. Se mide el oxígeno disuelto al iniciar y al finalizar laincubación. La DBO es la diferencia entre el OD inicial y el OD final.Se recomienda analizar inmediatamente o enfriar la muestra a 4°Chasta por seis horas. Antes de analizarla se lleva a 20 °C.Las muestras compuestas se mantienen a 4°C y una vez se tenga lamezcla (períodos máximos de 24 horas) se analiza inmediatamente.No es posible poner grandes cantidades de muestra ya que ademásdel material orgánico digerible, se requiere oxigeno para elmetabolismo de las bacterias y la solubilidad del oxigeno en el aguaes bastante limitada (aproximadamente 8 mg/l 25ºC y 1 atm. depresión). Si el material orgánico está en exceso de la cantidad deoxigeno requerido, como lo indica la ecuación (1) al término de laprueba no hay oxigeno disuelto que se pueda medir y no es posibleevaluar la DBO.La ecuación (2) es la deseable, ya que de esta manera si se puededeterminar la cantidad de oxigeno consumido, restando el oxigenodisuelto al final de la prueba con el oxigeno inicialmente presente.Bacterias + O2 + Sustrato Bacterias + Sustrato (1)Bacterias + O2 + Sustrato Bacterias + O2 (2) a) REACTIVOS • Fosfato monobásico de potasio (KH2PO4) • Fosfato dibásico de potasio (K2HPO4) • Fosfato dibásico de sodio heptahidratado (Na2HPO4·7H2O) • Cloruro de amonio (NH4Cl) • Sulfato de magnesio heptahidratado (MgSO4·7H2O) • Cloruro de calcio anhidro (CaCl2) • Cloruro férrico hexahidratado (FeCl3·6H2O) • Ácido sulfúrico concentrado (H2SO4) • Hidróxido de sodio (NaOH) • Sulfito de sodio (Na2SO3) 7  
  • 11. MICROBIOLOGÍA ACUATICA  HANS R. QUIROZ RUIZ   • 2-cloro-6 (triclorometil) piridina • Glucosa grado patrón primario (C6H12O6) • Ácido glutámico grado patrón primario(C5H9NO4) • Ácido clorhídrico (HCl) • Acido nítrico (HNO3) Disolución amortiguadora de fosfato. 8,5 g de fosfato Monobásico de potasio; 21,75 g de fosfato di-básico de potasio; 33,4 g de fosfato di-básico de sodio heptahidratado y 1,7 g de cloruro de amonio, disolver en 500 ml de agua y aforar a 1 l. El pH de la disolución debe ser de 7,2. Desechar el reactivo (o cualquiera de los siguientes reactivos) si hay algún signo de crecimiento biológico en el frasco de almacenamiento. Disolución de sulfato de magnesio. 22,5 g de sulfato de magnesio heptahidratado, disolver en agua y diluir a 1 l. Disolución de cloruro de calcio. 27,5 g de cloruro de calcio anhídro, disolver en agua y diluir a 1 l. Disolución de cloruro férrico. 0,25 g de cloruro férrico hexahidratado, disolver en agua y diluir a 1 l. Disolución de ácido sulfúrico (0,1N). 2,8 ml de ácido sulfúrico concentrado a 500 ml de agua, mezclar bien y diluir hasta 1 l. Disolución de hidróxido de sodio (0,1N). 4,0 g de hidróxido de sodio, disolver en agua y diluir a 1 l. Disolución de sulfito de sodio. 1,575 g de sulfito de sodio, disolver en agua y diluir a 1 l. Esta disolución no es estable; por lo que debe prepararse diariamente. Disolución patrón de glucosa-ácido glutámico. Secar glucosa y ácido glutámico a 103ºC durante una hora. Pesar aproximadamente y con precisión 150,0 mg de glucosa y 150,0 mg de ácido glutámico, diluir en agua y aforar a 1 l. Preparar inmediatamente antes de usarla. Disolución de cloruro de amonio. 1,15 g de cloruro de amonio y disolver en 500 ml de agua, ajustar el pH a 7,2 con disolución de hidróxido de sodio y aforar a 1 l. La disolución contiene 0,3 mg N ml-1 b) EQUIPO Y MATERIALES • Incubador: Controlado por termostato a 20ºC ± 1ºC. Eliminar toda la luz para evitar la posibilidad de producción fotosintética de oxígeno disuelto. • Balanza analítica con precisión de 0,1 mg • Medidor de oxígeno disuelto • Botellas de Winkler de 200-300 ml de capacidad. 8  
  • 12. MICROBIOLOGÍA ACUATICA  HANS R. QUIROZ RUIZ   Medidores de oxigeno disuelto c) Limpieza del material. Para el lavado del material remojar durante 1 h en una disolución de ácido sulfúrico al 10 % y enjuagar con agua. Los detergentes con base de amoniaco no deben usarse para la limpieza del material. Los contenedores de las muestras deben lavarse con disolución de detergente no iónico, libre de metales, enjuagarse con agua, remojarse en ácido toda la noche y volver a enjuagarse con agua libre de metales. Para el material de cuarzo, politetrafloroetileno o material de vidrio debe dejarse remojando de 12 h a 24 h con agua regia (3 partes de HCl concentrado + 1 parte de HNO3 concentrado) después debe ser enjuagado con agua libre de metales. En los casos de que el material presente grasas, enjuagar con acetona y/o hexano.PROCEDIMIENTO i. Preparación de agua para dilución colocar el volumen requerido de agua en un frasco y añadir por cada litro de agua 1 ml de cada una de las siguientes disoluciones: disolución de sulfato de Magnesio, disolución de cloruro de calcio, disolución de cloruro férrico y disolución amortiguadora de fosfatos. Preparar el agua de dilución diariamente. 9  
  • 13. MICROBIOLOGÍA ACUATICA  HANS R. QUIROZ RUIZ   Analizar y almacenar el agua de dilución como se describe en los incisos de tal forma que siempre tenga a mano agua de calidad garantizada. Antes de usar el agua de dilución debe ponerse a una temperatura aproximada de 20ºC. Saturar con oxígeno aireando con aire filtrado, libre de materia orgánica durante 1h por lo menos. Si la muestra presenta alto contenido de biocidas como cloro o se sabe de su bajo contenido de materia orgánica, es necesario inocular la muestra. Si se requiere, sembrar el agua de dilución como se indicara luego ii. Control del agua de dilución Utilizar este procedimiento como una comprobación aproximada de la calidad del agua de dilución. Si la disminución de oxígeno disuelto del agua excede de 0,2 mg l-1, obtener agua de mejor calidad mejorando la purificación o usar agua de otra fuente. Si se requiere inhibir la nitrificación, almacenar el agua de dilución sembrada en una habitación oscura a temperatura ambiente hasta que la captación de oxígeno disuelto se haya reducido lo suficiente para cumplir los criterios de comprobación del agua de dilución. No se recomienda su almacenamiento cuando la DBO5 se va a determinar sin inhibir la nitrificación ya que pueden desarrollarse microorganismos nitrificantes durante ese tiempo. Si el agua de dilución no ha sido almacenada para mejorar su calidad, añadir suficiente inóculo como para un consumo de OD de 0,05 mg l-1 a 0,1 mg l-1 en cinco días a 20°C. Al Incubar en un frasco Winkler lleno de agua de dilución durante cinco días a 20°C, el consumo no debe ser mayor a 0,2 mg l-1 y preferiblemente no menor a 0,1 mg l-1.iii. Control de la glucosa-ácido glutámico Utilizar la disolución de glucosa ácido glutámico como disolución madre de control. La glucosa tiene una tasa excepcionalmente alta y variable de oxidación, pero cuando se utiliza con ácido glutámico, dicha tasa se estabiliza y es similar a la obtenida en muchas aguas residuales municipales. Alternativamente, si un agua residual particular contiene un componente principal identificable que contribuya a la DBO5, utilizar este compuesto en lugar de la glucosa-ácido glutámico. 10  
  • 14. MICROBIOLOGÍA ACUATICA  HANS R. QUIROZ RUIZ   Determinar la DBO5 de una disolución al 2 % de la disolución de control patrón de glucosa ácido glutámico utilizando las técnicas expuestas en los incisosiv. Inóculo Es necesario contar con una población de microorganismos capaces de oxidar la materia orgánica biodegradable de la muestra. El agua residual doméstica, los efluentes no clorados o sin desinfección, los efluentes de las plantas de tratamiento de desechos biológicos y las aguas superficiales que reciben las descargas de aguas residuales que contienen poblaciones microbianas satisfactorias. Algunas muestras no contienen una población microbiana suficiente (por ejemplo, algunos residuos industriales no tratados, residuos desinfectados, residuos de alta temperatura o con valores de pH extremos). Para tales residuos, sembrar el agua de dilución añadiendo una población de microorganismos. La mejor siembra es la que proviene del efluente de un sistema de tratamiento biológico de aguas residuales. Cuando se usa como siembra el efluente de tratamiento biológico de sistema de aguas residuales se recomienda la inhibición de la nitrificación. Cuando no se disponga de ésta, utilizar el sobrenadante del agua residual doméstica después de dejarlo reposar a temperatura ambiente durante al menos 1 h, pero no más de 36 h. Determinar si la población existente es satisfactoria haciendo la prueba de la siembra en una muestra para DBO5. El incremento del valor de la DBO5 indica una siembra exitosa. v. Pre-tratamiento de la muestra Neutralizar las muestras a un pH entre 6,5 y 7,5 con ácido sulfúrico o hidróxido de sodio de concentración tal que la cantidad de reactivo no diluya la muestra en más del 0,5 %. El pH del agua de dilución sembrada no debe verse afectado por la dilución de la muestra. Si es posible, evitar las muestras que contengan cloro residual, tomándolas antes del proceso de cloración. Si la muestra ha sido clorada pero no hay residuo detectable de cloro, sembrar el agua de dilución. Si hay cloro residual, eliminar el cloro de la muestra y sembrar con inóculo. No se deben analizar las muestras cloradas sin sembrar el agua de dilución. En algunas muestras, el cloro desaparece en el lapso de 1 h a 2 h después de su exposición a la luz. Esto suele ocurrir durante el 11  
  • 15. MICROBIOLOGÍA ACUATICA  HANS R. QUIROZ RUIZ   transporte o la manipulación de la muestra. Para las muestras en las que el residuo de cloro no se disipe en un tiempo razonablemente corto, eliminar el cloro residual añadiendo disolución de sulfito de sodio. Determinar el volumen requerido de disolución de sulfito de sodio cuantificando el cloro residual total. Añadir a la muestra neutralizada el volumen relativo de la disolución de sulfito de sodio determinada por la prueba anterior, mezclar y después de 10 min a 20 min, comprobar el cloro residual de la muestra. Muestras sobresaturadas con OD En aguas frías o en aguas donde se produce la fotosíntesis (aguas de embalses), es posible encontrar muestras que contienen más de 9,0 mg OD l-1 a 20ºC. Para evitar la pérdida de oxígeno durante la incubación de tales muestras, reducir el OD por saturación, calentando la muestra aproximadamente a 20°C en frascos parcialmente llenos mientras se agitan con fuerza o se airean con aire limpio, filtrado y comprimido. Ajustar la temperatura de la muestra a 20°C ± 1°C antes de hacer diluciones. Inhibición de la nitrificación Si se requiere inhibir la nitrificación adicionar 3,0 mg de 2-cloro-6(triclorometil) piridina (ver inciso 6.11) a cada uno de los frascos antes de recolectar o bien adicionar la cantidad suficiente de agua para tener una concentración de 10 mg l-1 aproximadamente. Entre las muestras que requieren inhibición de la nitrificación se incluyen, los efluentes tratados biológicamente, las muestras sembradas con efluentes tratados biológicamente y las aguas superficiales entre otras. Debe hacerse la observación del uso de inhibición del nitrógeno cuando se presente el informe de los resultados.vi. Técnica de dilución Las diluciones que dan lugar a un OD residual mayor de 1 mg l- 1 y una captación de OD de al menos 2 mg l-1. La técnica da mejores resultados cuando el OD está entre 1-2 mg/L (Odi – Odf) después de 5 días de incubación, producen los resultados 12  
  • 16. MICROBIOLOGÍA ACUATICA  HANS R. QUIROZ RUIZ   más confiables. Hacer varias diluciones (al menos 3) por duplicado de la muestra preparada para obtener una captación de OD en dicho intervalo. La experimentación con una muestra concreta permite el uso de un número menor de diluciones. En ausencia de datos previos, utilizar las siguientes diluciones: Si no se tienen datos, se realizan diluciones así: 0 –1 % para residuos industriales fuertes 1 – 5 % para aguas residuales depuradas 5 – 25 % para efluentes de plantas de tratamiento biológico 25 – 100 % para aguas de corrientes y ríos contaminados.El inoculo se agrega el agua de dilución en cantidades conocidas.Diluciones preparadas directamente en frascos tipo Winkler.Utilizando una pipeta volumétrica, añadir el volumen de muestradeseado a frascos Winkler individuales de 300 ml. Añadir cantidadesadecuadas del material de siembra a los frascos tipo Winkler o alagua de dilución. Llenar los frascos con suficiente agua de dilución,sembrada si es necesario, de forma que la inserción del tapóndesplace todo el aire, sin dejar burbujas. No realizar dilucionesmayores de 1:300 (1 ml de la muestra en un frasco). Determinar elOD inicial en uno de los frascos de cada una de las diferentesdiluciones. En los frascos de los duplicados de cada una de lasdiluciones, Ajustar herméticamente el tapón, poner un sello hidráulicoy la contratapa e incubar durante 5 días a 20ºC.vii. DETERMINACIÓN DEL OD INICIAL Método yodométrico La determinación del OD inicial se realiza por medio del método yodométrico de azida modificado. Método electrométrico La determinación del OD inicial se realiza por medio del método electrométrico con electrodo de membrana. Los aceites, grasas o cualquier sustancia que se adhiera a la membrana puede ser causa de baja respuesta en el electrodo. Emplear un blanco del agua de dilución como un control aproximado de la calidad del agua de dilución no sembrada y de la limpieza de los frascos de incubación. Junto con cada lote de 13  
  • 17. MICROBIOLOGÍA ACUATICA  HANS R. QUIROZ RUIZ    muestras, incubar un frasco de agua de dilución no sembrada. Determinar el OD inicial y final. El consumo de OD no debe ser mayor de 0,2 mg l-1 y preferentemente no menor a 0,1 mg l-1. Incubar a 20ºC ± 1ºC las botellas de DBO5 que contengan las muestras con las diluciones deseadas, los controles de siembra, los blancos de agua de dilución y el control de glucosa-ácido glutámico. En caso de no contar con contratapas, diariamente se debe verificar que el sello hidráulico esté intacto en cada botella incubada, agregar agua si es necesario. viii. DETERMINACIÓN DEL OD FINAL Después de 5 días de incubación determinar el OD en las diluciones de la muestra, en los controles y en los blancos. La medición del OD debe ser realizada inmediatamente después de destapar la botella de Winkler, para evitar la absorción de oxígeno del aire por la muestra.Diagrama de flujo del Procedimiento para determinar OD 1. Recoger la muestra en una botella de winkler (300mL) 2. Adicionar 1 ml de sulfato de manganeso 3. Adicionar 1 ml de álcali-yoduro-nitruro. 4. Tapar con cuidado, evitando formación de burbujas. 5. Mezclar invirtiendo la botella varias veces. 6. Dejar reposar el precipitado y añadir 1 ml de H2SO4 7. Tapar y mezclar hasta desaparición del precipitado 8. Tomar 200 ml de solución original 9. Titular con tiosulfato 0,025 N, cuando aparezca el color amarillo claro. 10. Adicionar gotas de almidón, aparece color azul, Continuar titulando hasta desaparición del color 14   
  • 18. MICROBIOLOGÍA ACUATICA  HANS R. QUIROZ RUIZ  Diagrama de flujo del procedimiento DBO 1. Preparar agua de dilución: V agua necesario + 1 ml de cada solución por cada litro + aire filtrado. Inocular el agua de dilución, si es necesario 2. realizar un control del agua de dilución: Odi-Odf(5días) ≤ 0,2 mg/L, Si es mayor mejorar el agua de dilución. 3. Tratar la muestra con H2SO4 1N o con NaOH 1N para obtener pH entre 6,4 y 8 15  
  • 19. MICROBIOLOGÍA ACUATICA  HANS R. QUIROZ RUIZ   4. Adicionar Na SO si existe cloro residual 2 3 5. Ajustar temperatura a 20°C +/- 1°C 6. Adicionar inhibidores de nitrificación si es necesario 7. Diluir la muestra en la botella o en recipientes graduados 8. Llenar por duplicado primero con agua de dilución hasta la mitad + el volumen de muestra seleccionado y terminar de llenar con el agua de dilución. 9. Mezclar bien con varilla de vidrio y llenar dos botellas con agua de dilución para el blanco. 10. Medir el OD inicial de una botella con muestra y de otra con agua de dilución. ODb i y ODm i. 11. Tapar las botellas herméticamente con sello hidráulico y Ponerlas a incubar a 20°C durante cinco días. 12. Medir ODb f y ODm f a los cinco días.           16  
  • 20. MICROBIOLOGÍA ACUATICA  HANS R. QUIROZ RUIZ  MICROFLORA DE AGUAS RESIDUALES 1. Microorganismos patógenos vinculados al agua. 1.1 Tipología de los microorganismos presentes en aguas residualesLa eventual presencia de microorganismos patogénicos constituyeuna preocupación dominante, por el riesgo del agua reutilizada puedaser un vehículo de transmisión de enfermedades y de esta forma serun problema de salud pública.Las aguas como cualquier otra sustancia pueden tener grandescantidades de microorganismos, bacterias, algas, protozoarios,fungos, virus la gran mayoría de los cuales son ubicuos e inofensivospara el hombre; sin embargo algunos microorganismos sonpatogénicos y su presencia en el agua hace de esta un medioprivilegiado de distintas enfermedades, algunas muy peligrosas, y esla causa de elevadas tasas de mortalidad en los países en vías dedesarrollo, principalmente en la población infantil. Losmicroorganismos patogénicos presentes en las aguas naturalesprovienen de las excreciones (heces y orina) de personas infectadas.Los patógenos presentes en las aguas residuales se clasifican en lossiguientes grupos: bacterias, protozoarios, helmintos y virus. De loscuales son microorganismos los que se indican a continuación:Las bacterias son microorganismos unicelulares, de 1-2 mm dedimensión, que pueden presentar diversos formatos: cocos bacilos,vibriones, con forma helicoidal (espirilos) e filamentosas.Los protozoarios son microorganismos unicelulares, que ingierenalimentos de nutrición semejante al de los animales – captan,ingieren y digieren internamente masas sólidas o partículasalimentares. Son microbios relativamente grandes, con diámetroscomprendidos entre 2 y 100 μm. Algunos protozoarios son móviles,por tener pseudópodos o por disponer de cilios. Algunas especies deprotozoarios son parasitas. 17  
  • 21. MICROBIOLOGÍA ACUATICA  HANS R. QUIROZ RUIZ  Los virus son partículas de ADN o de ARN envueltas por una cápsulaproteica, y son parásitos obligatorios. Los virus son los más pequeñosy los más simples de todos los microorganismos con un diámetrocomprendido entre 0,01 e 0,3 μm.Cuando una célula parasitada por un virus muere, esta se lisaliberando gran número de nuevos virus.En la tabla 2 se muestra los géneros de patogénicos más comunes enlas aguas residuales dentro de los grupos mencionados y con lasenfermedades a las que dan origen1.2 concentración de microorganismos presentes en aguasresidualesLa cantidad y tipología de los microorganismos presentes en lasaguas residuales urbanas son muy variables de una población a otravariando también en la misma población los datos al transcurrir losmeses e incluso los días. La cantidad y el tipo de los microorganismosdependen de factores relacionados con el estado de salud de lapoblación (que está relacionado con las característicassocioeconómicas) y de factores condicionantes de sobrevivencia deestos microorganismos en las aguas. La cantidad de microorganismos(patógenos o no patógenos) excretados por cada individuo es muyelevada, expresándose en millones por gramos de heces. Ver tabla 3. 18  
  • 22. MICROBIOLOGÍA ACUATICA  HANS R. QUIROZ RUIZ  Tabla 2. Grupo de patógenos más comunes vinculados al agua y susenfermedades asociadas Microorganismo Enfermedad Grupo patogénico Campylobacter jejuni gastroenteritis E. coli patogénica Enteritis diarrea S. typhi Fiebre tifoidea S. paratyphi Fiebre paratifoidea BACTERIAS Otras espécies salmonelosis Shigella spp. Disentería bacilar. Vibrio. cholerae Cólera. Otros vibrios Yersinia enterocolitica Gastroenteritis y septicemia. Balantidium coli Disentería y úlcera del colon. Diarrea PROTOZOARIOS Úlcera del colon, Entamoeba histolytica disentería amebiana absceso hepático Giardia lamblia Diarrea, mala absorción Enterovírus Poliovírus Parálisis meningitis enfermedades Reovírus respiratorias, VIRUS gastroenteritis Conjuntivitis aguda, diarrea, Adenovírus enfermedades respiratorias Rotavírus Gastroenteritis infantil. Virus de la hepatitis A hepatitis Ancylostoma Duodenal Ascaris lumbricoides HELMINTOS Enterobius vermicularis Hymenolepsis nana Necator americanus Distintos tipos de Strongyloides parasitosis stercoralis Taenia saginata Taenia solium Trichuris trichura 19  
  • 23. MICROBIOLOGÍA ACUATICA  HANS R. QUIROZ RUIZ  Tabla 3. Concentración de microorganismos patógenos en aguasresiduales no tratadas Carga Concentración excretada en típica en aguas Microorganismo aguas residuales no residuales tratadas (nº/g heces) (NMP/100 mL) Coliformes 107-109 totales Coliformes 105-108 fecales Clostridium 103-105 Bacterias perfringens enterococcus 104-105 Streptococcus 104-106 faecales Pseudomonas 103-106 aeruginosa Shigella 107 100-103 Salmonella 108 102-104 Protozoarios Cryptosporidium 101-105 parvum Entamoeba 105 100-105 histolystica Giardia lamblia 105 101-104 Helmintos Huevos de 104 100-103 Ascaris lumbricoides Virus Virus entéricos 107 103-104 Colífagos 102-104 20  
  • 24. MICROBIOLOGÍA ACUATICA  HANS R. QUIROZ RUIZ  Citaremos aquí las bacterias más importantes dentro de las aguasresiduales urbanas según los procesos que en ellas se efectúan:Bacterias nitrificantesSon las Nitrobacter y Nitrosomonas, que necesitan como fuente deenergía reacciones químicas determinadas. Son aerobias. Lasprimeras oxidan el ácido nitroso y las segundas el amoniaco.Bacterias ferruginosas y manganosasSon las que extraen su energía de procesos de oxidación de salesferrosas o manganosas, y pertenecen a ella los géneros Clonothrix,Leptothrix, etc.TiobacteriasLas Thiotrix, Beggiatoas y otras oxidan el SH2, y al agotar el gasoxidan el azufre producido a ácido sulfúrico.Bacterias oxidantes del hidrógenoLas Hydrogenomonas oxidan el hidrógeno producido por las bacteriasheterótrofas en las fermentaciones de los glúcidos, produciendo agua.TRATAMIENTO BIOLOGICO DE AGUAS RESIDUALESEspecíficamente el tratamiento biológico de las aguas residuales esconsiderado un tratamiento secundario ya que este está ligadoíntimamente a dos procesos biológicos, los cuales pueden seraerobios y anaerobios.PROCESOS ANAEROBIOSEl proceso anaeróbico depende de reacciones de transferencia de H2inter-especies como:• Digestión inicial de las sustancias macromoleculares por proteasas,polisacaridasas y lipasas extracelulares hasta sustancias solubles.• Fermentación de los materiales solubles a ácidos grasos.Las bacterias celulolíticas rompen las células en celulosa, celobiasa yglucosa libre; la glucosa es fermentada por anaerobios en variosproductos de fermentación: acetato, propionato, butirato, H2 y CO2.• Fermentación de los ácidos grasos a acetato, CO2 e H2. 21  
  • 25. MICROBIOLOGÍA ACUATICA  HANS R. QUIROZ RUIZ  PROCESOS AEROBICOSEl crecimiento de los microorganismos y su actividad degradativacrecen proporcionalmente a la tasa de aireación. Las sustanciasorgánicas e inorgánicas acompañantes productoras de enturbiamientoson el punto de partida para el desarrollo de colonias mixtas debacterias y hongos de las aguas residuales, los flóculos que, con unaintensidad de agitación decreciente, pueden alcanzar un diámetro deunos mm dividiéndose o hundiéndose después.La acción degradativa o depuradora de los microorganismos en unproceso se mide por el porcentaje de disminución de la DBO en lasaguas residuales tratadas. Dicha disminución depende de lacapacidad de aireación del proceso, del tipo de residuos y de la cargade contaminantes de las aguas residuales y se expresa así mismo enunidades de DBO.Entre las bacterias de los flóculos predominan las representantes degéneros con metabolismo aerobio-oxidativo como Zooglea,Pseudomonas, Alcaligenes, Arthrobacter, Corynebacterium,Acinetobacter, Micrococcus y Flavobacterium. Pero también sepresentan bacterias anaerobias facultativas, que son fermentativasen ausencia de sustratos oxigenados, de los géneros Aeromonas,Enterobacter, Escherichia, Streptococcus y distintas especies deBacillus. Todas las bacterias contribuyen con las cápsulas de mucílagoy con las microfibrillas al crecimiento colonial y a la formación de losflóculos.En las aguas residuales con una composición heterogénea, lamicroflora se reparte equitativamente entre muchos gruposbacterianos. En la selección de bacterias y en la circulación yformación de flóculos juegan un importante papel los numerososprotozoos existentes, la mayoría de ellos ciliados coloniales ypedunculados de los géneros Vorticela, Epystilis y Carchesium,aunque también puedan nadar libremente como los Colpidium queaparecen a la par de ellos, alimentándose de las bacterias de vidalibre que se encuentran tanto sobre la superficie como fuera de lascolonias. Su función es esencial en la consecución de unas aguasclaras y bien depuradas.Otros microorganismos que también intervienen en el tratamientoaerobio de aguas residuales son: Citrobacter, Serratia, mohos ylevaduras que actúan mas de componentes acompañantes que dedegradantes y algunas algas como Anabaena que convierte lospoliuretanos en H2; Chrorella los alginatos los convierte en glicolato yDulaniella los alginatos en glicerol. 22  
  • 26. MICROBIOLOGÍA ACUATICA  HANS R. QUIROZ RUIZ  Cuando se presenta aportes de agua residual, desechos industriales ycontaminantes, las alteraciones deben ser neutralizadas por losmicroorganismos de la flora nativa, la microflora del agua residual esmuy rica en bacterias sin embargo no es muy diversa, muchas deellas son proteolíticas como Pseudomona aeruginosa; P. fluorescens,Proteus vulgaris; Bacillus subtilis; B. cereus; Aerobacter cloacae yZooglea ramigera. Suelen ser abundastes las degradadoras dealmidon, azucares, grasas, urea y celulosa. Desde luego esimportante la presencia de bacterias coliformes, que incluyen a E.coli;Aerobater aerogenes; Klebsiella y Citrobacter asi como la presenciade estreptococos que incluye a Streptococcus faecalis; estas bacteriasson de origen fecal y saprofiticas.Tabla 4. Comparación de microfloras contenidas en aguas Microflora acuática Microflora de aguas residuales Virus escasos Virus entéricos Hongos presentes pero escasos; Hongos de los géneros Candida; esporas Cryptococus; Rhodoturula y Sacharomyces Bacterias de las familias: Bacterias típicas: Micrococcaceae Pseudomonas; P. fluorescens; Corynebacteriaceae Bacillus subtilis; B. cereus; pseudomonas Proteus vulgaris; Aerobacter vibrio y escasas levaduras cloacae; Zooglea ramigera; Clostridium perfringens; E.coli; Streptococcus faecalis y bacterias patógenas Fitoplancton y zooplancton Fitoplancton y zooplancton no diverso con pocos protozoarios y diverso, rico en ciliados y abundantes formas larvales flagelados Macro y microbentos abundante Macro y microbentos escaso o ausente 23  
  • 27. MICROBIOLOGÍA ACUATICA  HANS R. QUIROZ RUIZ  El vertimiento de agua residual a la zona costera genera un aumentode nutrientes y un crecimiento masivo de bacterias, hongos y virus,protozoarios y metazoarios que entre otros efectos ocasionan que lamicroflora natural sea inhibida, destruida o substituida por unamicroflora diferente.En ambientes eutróficos, los hongos como Sphaerotilus natans sonmuy abundantes, llegan a formar micelas en aguas muycontaminadas y tienen un fuerte consumo de oxigeno, lo que puededisminuir dramáticamente los niveles de oxigeno disuelto en el agua.La presencia de virus es frecuente cuando el agua está contaminada.Existen virus que atacan bacterias como Pseudomonas yCianobacterias. La presencia de virus en grandes cantidades seasocian a la posibilidad de tener un papel significativo a nivelecológico en el control de las bacterias y otras formas planctónicas,asi como por el intercambio genético entre bacterias acuáticas portransducción. Las levaduras pueden encontrarse flotando en aguas deríos y son comunes en el agua residual. 24  
  • 28. MICROBIOLOGÍA ACUATICA  HANS R. QUIROZ RUIZ  REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS • Andreo M. Demanda Biológica de Oxígeno (D.B.O.). Argentina: Cricyt. Disponible en: http://www.cricyt.edu.ar/enciclopedia/terminos/DBO.htm [2012, 2 de noviembre] • Cárdenas J.A. Demanda biológica de oxigeno. Disponible en: http://200.69.103.48/comunidad/grupos/fluoreciencia/capitulos _fluoreciencia/calaguas_cap18.pdf [2012, 2 de noviembre] • Ávila M; Bustillo L; Charris H; Mayorga E. DEMANDA BIOQUIMICA DE OXIGENO (DBO5). Barranquilla: Corporación Universitaria de la Costa; Laboratorio de Química Ambiental. Disponible en: http://www.slideshare.net/meliaviladavila/experiencia-dbo [2012, 3 de noviembre] • Desconocido. CARACTERIZACIÓN DE AGUAS RESIDUALES POR DBO Y DQO. Ingeniería de Tratamiento de Aguas Residuales. Disponible en: http://www.oocities.org/edrochac/residuales/dboydqo2.pdf [2012, 6 de noviembre] • INTRODUZINDO HIDROLOGIA. Qualidade da agua. Brasil. Universidade Federal do Rio Grande. Disponible en: http://galileu.iph.ufrgs.br/collischonn/apostila_hidrologia/cap% 2019%20-20Qualidade%20de%20%C3%A1gua.pdf [2012, 8 de noviembre] • UNAL. Conceptos básicos de análisis cuantitativo. Colombia. Disponible en: http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/manizales/409002 0/files/pdf/cap_3+.pdf [2012, 10 de noviembre] 25  
  • 29. MICROBIOLOGÍA ACUATICA  HANS R. QUIROZ RUIZ   • DETERMINACION DE LA DEMANDA BIOQUIMICA DE OXIGENO EN AGUAS NATURALES, RESIDUALES (DBO5) Y RESIDUALES TRATADAS. Disponible en: http://www.slideshare.net/miarenatha/10-demanda- bioquimica-de-oxigeno [2012, 10 de noviembre] • Botello, A. V; Rendón Von Osten, J; Agraz-Hernandez,C. GOLFO DE MEXICO: CONTAMINACIÓN E IMPACTO AMBIENTAL : DIAGNÓSTICO Y TENDENCIAS. 2ª ed. México. • http://www.slideshare.net/sagraria/10ok-el-agua#btnNext • http://microbiologos.blogspot.com/2010/03/tratamiento-de- aguas-residuales-el.html  26