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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICAS
ESCUELA DE GRADUADOS
TRABAJO DE TITULACIÓN ESPECIAL
PARA LA OBTENCIÓN DEL GRADO DE MAGISTER EN
MICROBIOLOGÍA MENCIÓN INDUSTRIAL
TEMA
“BACTERIAS INDICADORAS DE CONTAMINACIÓN FECAL EN
EL TRAMO D Y E DEL ESTERO SALADO”
AUTOR:
Q.F. MARÍA DEL CARMEN GAMBOA PALACIOS
TUTOR:
DR. ÁNGEL ORTÍZ ARAÚZ, Msc.
AÑO 2016
GUAYAQUIL – ECUADOR
i
)
:Av. Whymper E7-37 y Alpallana, edificio Delfos, teléfonos (593-2) 2505660/1; y en la Av. 9 de octubre 624 y Carrión, edificio Promete, teléfonos 2569898/9. Fax: (593 2) 2509054
R E P OS IT O R IO N A C ION A L E N C IE N C IA Y T EC N OL O G IA
FICHA DE REGISTRO DE TESIS
TÍTULO Y SUBTÍTULO:
“Bacterias indicadoras de contaminación fecal en el tramo D y E del Estero Salado”
AUTOR: Q.F. María del Carmen Gamboa
Palacios
TUTOR: Dr. Ángel Ortíz Araúz, Msc.
REVISOR: Dr. Elpidio Pérez Ruíz
INSTITUCIÓN: UNIVERSIDAD DE
GUAYAQUIL FACULTAD: Ciencias Médicas
CARRERA: Maestría en Microbiología mención Industrial
FECHA DE PUBLICACIÓN: No. DE PÁGS: 40
ÁREAS TEMÁTICAS: Contaminación microbiológica en aguas del Estero Salado
PALABRAS CLAVE: Estero Salado, contaminación fecal, coliformes fecales, enterococos, Escherichia
coli.
RESUMEN: El propósito de esta investigación fue cuantificar e identificar la presencia de bacterias
indicadoras de contaminación fecal (coliformes totales, fecales, Escherichia coli, enterococos y otras bacterias
afines a la flora fecal. Se utilizó la técnica del Número Más Probable y Filtración por membrana. El estudio se
desarrolló en los tramos D y E (entre el Puente 5 de Junio y Puente Portete) un ramal del estero salado en la
zona turística de Guayaquil (malecón del salado). Se recolectaron un total de 72 muestras de agua en horas de
la mañana, durante febrero, marzo y septiembre del 2016 con marea saliente (reflujo) en 24 estaciones
distribuidas en 8 perfiles perpendiculares a la línea de costa. Los gráficos de cajones y bigotes realizados en
el programa STATGRAPHICS plus 5.1, determinó que la mayor población bacteriana de coliformes totales,
fecales, E. coli y enterococos se encontró en la época húmeda, los límites mínimos de CF y ENT., superaron
los CCM (200NMP/100ml) de la normativa ambiental ecuatoriana y valor referencial (33 – 35 UFC/100ml)
descrita en el APHA y EPA. La masiva presencia de bacterias indicadoras de contaminación fecal en los
sectores estudiados están asociados a los desechos de origen doméstico, la distribución porcentual de bacterias
afines al grupo fecal, mostró que existe una gran variedad de microorganismos siendo la Escherichia coli la
más representativa (42,9% y 60,5%) en ambas épocas.
No. DE REGISTRO (en base de datos):
No. DE CLASIFICACIÓN:
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ADJUNTO PDF: X SI NO
CONTACTO CON
AUTOR/ES: Teléfono: E-mail:
CONTACTO EN LA
INSTITUCIÓN:
Nombre: SECRETARIA DE LA ESCUELA DE GRADUADOS
Teléfono: 2288086
E-mail: [email protected]
P r e s i d e n c i a
d e l a R e p ú b l i c a
d e l E c u a d o r
iii
DEDICATORIA
Dedico este trabajo a unos seres
maravillosos Piedad (+) y Bolívar que
con amor, consejos supieron guiarme y
enseñarme lo importante de ser alguien en
la vida, alcanzar las metas y ser lo que
soy; a mis hijos Juan Andrés, Jenniffer y
Manuel que son el motor de vida y a mi
esposo por su compresión.
iv
AGRADECIMIENTO
Agradezco a Dios por darme fortaleza y
entereza en alcanzar este anhelado
objetivo profesional, Dra. Ana
Rodríguez, Luis Burgos, Antonio
Rodríguez, Leonor Vera, Patricia
Arreaga, por el apoyo incondicional.
A los directivos del Inocar por darme las
facilidades: director y subdirector, jefe
departamental CPCB-TNC Edwin Pinto,
CPCB-TNC Willington Rentería.
Al Dr. Ángel Ortiz, Q.F Patricia Massuh,
Ing. Fernanda Hurtado, Dra. Yolanda
Narváez, Dr. Luis Trocoli Ing. Jaime
Pineda, Reinaldo Restrepo, Fabricio
Rivera y Sra. Cecilia Garcés.
vi
ABREVIATURAS
ES: Estero Salado
CT: coliformes totales
CF: coliformes fecales
ENT: enterococos
E. coli: Escherichia coli
BIF: bacteria indicadora fecal
PBS: agua fosfatada salina
ABE: agar bilis esculina
NMP: número más probable
UFC: unidad formadora de colonia
ml: mililitros
mm: milímetro
EH: época húmeda
ES: época seca
DS: desviación standar
log: logaritmo
P: perfiles
Est.: estaciones
Pte.: puente
TULAS: Tratado Único de la Legislación Ambiental secundaria
MAE: Ministerio de Ambiente del Ecuador
LMP: límite máximo permitido
CCM: criterio de calidad microbiológico
APHA: American Public Health Association
EPA: Environmental Protection Agency
vii
Tabla de contenido
Introducción ...................................................................................................................... 1
Delimitación del problema: .............................................................................................. 2
Formulación del problema: ............................................................................................... 2
Justificación: ..................................................................................................................... 2
Objeto de estudio: ............................................................................................................. 3
Campo de acción o de investigación: ............................................................................... 4
Contaminación de las aguas estuarinas por la presencia de bacterias fecales. ................. 4
Objetivo general: .............................................................................................................. 4
Objetivos específicos: ....................................................................................................... 4
La novedad científica: ...................................................................................................... 4
Capítulo 1 MARCO TEÓRICO .................................................................................... 5
1.1 Teorías generales ............................................................................................... 5
1.2 Teorías sustantivas ........................................................................................... 12
1.3 Referentes empíricos ........................................................................................ 13
Capítulo 2 MARCO METODOLÓGICO .................................................................. 16
2.1 Metodología: .................................................................................................... 16
2.2 Métodos: .......................................................................................................... 17
2.3 Hipótesis .......................................................................................................... 19
2.4 Universo y muestra .......................................................................................... 19
2.5 CDIU – Operacionalización de variables ........................................................ 20
2.6 Gestión de datos ............................................................................................... 21
2.7 Criterios éticos de la investigación .................................................................. 22
Capítulo 3 RESULTADOS .......................................................................................... 23
3.1 Antecedentes de la unidad de análisis o población .......................................... 23
3.2 Diagnóstico o estudio de campo: ..................................................................... 23
Capítulo 4 DISCUSIÓN ............................................................................................... 28
4.1 Contrastación empírica: ................................................................................... 28
4.2 Limitaciones:.................................................................................................... 31
4.3 Líneas de investigación: ................................................................................... 31
4.4 Aspectos relevantes .......................................................................................... 32
Capítulo 5 PROPUESTA ............................................................................................. 33
Conclusiones y Recomendaciones.................................................................................. 38
Bibliografía ..................................................................................................................... 40
viii
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Concentraciones de enterococos en fuentes comunes para las aguas
recreacionales
Tabla 2. Transmisión indirecta para contraer infecciones
Tabla 3. Criterios de calidad microbiológica (CCM)
Tabla 4. Posicionamiento geográfico. Anexo 2
Tabla 5 Tabla de interpretación del NMP/100 ml para serie de tres tubos. Anexo 3
Tabla 6. Bacterias indicadoras de contaminación fecal en los sitios de estudio. CT/CF/Ec
(NMP/100ml) ENT (UFC/100ml). Anexo 4
Tabla 7. Resumen estadístico de la densidad de bacterias indicadoras de contaminación
fecal - log NMP/100ml (CT, CF, E. coli) y log UFC/100ml (ENT.). Anexo 5
Tabla 8. Comparación de valores mínimos de bacterias indicadoras de contaminación
fecal con CCM. Anexo 5
Tabla 9. Bacterias afines al grupo fecal en los sitios de estudios. Anexo 6
Tabla 10. Porcentaje (%) de bacterias afines al grupo fecal en relación a la época (húmeda
y seca). Anexo 7
ix
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Área de estudio
Figura 2. Diagrama de cajas y bigotes con la distribución por tramos de coliformes totales
(NMP/100ml) a nivel superficial en relación a la época durante
Feb./Mzo./Sept./2016. Anexo 7
Figura 3. Diagrama de cajas y bigotes con la distribución por tramos de coliformes fecales
(NMP/100ml) a nivel superficial en relación a la época durante
Feb./Mzo./Sept./2016. Anexo 8
Figura 4. Diagrama de cajas y bigotes con la distribución por tramos de Escherichia coli
(NMP/100ml) a nivel superficial en relación a la época durante
Feb./Mzo./Sept./2016. Anexo 8
Figura 5. Diagrama de cajas y bigotes con la distribución por tramos de Enterococos
(UFC/100ml) a nivel superficial en los tramos D y E – Estero Salado en
relación a la época durante Feb./Mzo./Sept./2016. Anexo 9
Figura 6. Porcentaje de bacterias afines al grupo fecal a nivel superficial en los tramos D
y E – Estero Salado – época húmeda durante Feb./Mzo./2016. Anexo 9
Figura 7. Porcentaje de bacterias afines al grupo fecal a nivel superficial en los tramos D
y E – Estero Salado – época seca durante Sept./2016. Anexo 10
x
Bacterias indicadoras de contaminación fecal en el tramo D y E del Estero Salado
Resumen
El propósito de esta investigación fue cuantificar e identificar la presencia de bacterias
indicadoras de contaminación fecal (coliformes totales, fecales, Escherichia coli,
enterococos) y otras bacterias afines a la flora fecal. Se utilizó la técnica del Número Más
Probable y Filtración por membrana. El estudio se desarrolló en los tramos D y E (entre
el Puente 5 de Junio y Puente Portete) un ramal del estero salado en la zona turística de
Guayaquil (malecón del salado). Se recolectaron un total de 72 muestras de agua en horas
de la mañana, durante febrero, marzo y septiembre del 2016 con marea saliente (reflujo)
en 24 estaciones distribuidas en 8 perfiles perpendiculares a la línea de costa. Los gráficos
de cajones y bigotes realizados en el programa STATGRAPHICS plus 5.1, determinó que
la mayor población bacteriana de coliformes totales, fecales, E. coli y Enterococos se
encontró en la época húmeda, los límites mínimos de CF y ENT., superaron los CCM
(200NMP/100ml) de la normativa ambiental ecuatoriana y valor referencial (33 – 35
UFC/100ml) descrita en APHA y EPA. La masiva presencia de bacterias indicadoras de
contaminación fecal en los sectores estudiados están asociados a los desechos de origen
doméstico, la distribución porcentual de bacterias afines al grupo fecal, mostró que existe
una gran variedad de microorganismos siendo la Escherichia coli la más representativa
(42,9% y 60,5%) en ambas épocas.
Palabras clave: Estero Salado, contaminación fecal, coliformes fecales, enterococos,
Escherichia coli.
xi
Bacteria indicative of fecal contamination in the D and E sections of Estero Salado
Summary
It is the purpose of this research to quantify and identify the presence of bacteria which
indicate fecal contamination (total coliforms, fecal, Escherichia coli, Enterococcus) and
other bacteria related to fecal flora. The Most Probably Number and Membrane Filtration
technique was used. The study was developed in D and E sections (between Puente 5 de
Junio and Puente Portete) branch of Estero Salado in the tourist area of Guayaquil
(Malecon del Salado). A total of 72 water samples were gathered during mornings in
February, March and September of 2016, with outgoing tide (reflux) in 24 stations
distributed in 8 perpendicular profiles to the coastline. The graphs of drawers and
whiskers performed in STATGRAPHICS plus 5.1 program determined the largest
bacterial colony of total coliforms, fecals, E. coli and Enterococcus was found in wet
season, the minimum limits of CF and ENT exceeded CCM (200NMP / 100ml) from
Ecuadorian environmental regulation and reference value (33 - 35 CFU / 100ml)
described in the APHA and EPA. The presence of bacteria indicates fecal contamination
in the studied sectors are associated with domestic waste, the percentage distribution of
bacteria related to the fecal group, showed there is a great variety of microorganisms
being Escherichia coli the most representative (42, 9% and 60.5%) in both seasons.
Keywords: Estero Salado, fecal contamination, fecal coliforms, enterococcus,
Escherichia coli
1
Introducción
La contaminación de los recursos hídricos naturales, incluidos los estuarios, es un
problema ambiental de interés en salud pública que amenaza terminar con la
biodiversidad única de cada uno de ellos. Los asentamientos poblacionales a orillas de
estos recursos han contribuido a su rápido deterioro por la no apropiada eliminación de
residuos biológicos y químicos nocivos para muchas plantas y especies acuáticos
adaptados a vivir en condiciones ambientales propias de estos recursos. (J.Kennish,
1997).
“La belleza y productividad de estos recursos que se aprovechan para actividades
comerciales, recreativas, turismo, transporte, etc., aportan con la economía de la
población” (NOAA, 2008), pueden afectarse seriamente por la incorporación de metales,
productos químicos, nutrientes (eutrofización), bacterias y virus; los dos últimos de gran
influencia sobre la calidad microbiológica del agua alterando la salud del recurso y de la
comunidad. (WHO, 2003)
En América del Sur y al oeste de la costa del Pacífico se ubica Guayaquil con sus
recursos hídricos, el río Guayas, el Golfo de Guayaquil y el Estero Salado (ES), cada uno
con características físicas, químicas y biológicas particulares, que los hacen
considerablemente valiosos, convirtiendo a la ciudad en un importante centro de
desarrollo comercial del país y América.
El Estero Salado en su recorrido de 90 km a través de sus ramales, por acción de la
marea recibe agua desde el golfo, volumen que está limitado por las zonas urbanas con
frentes residenciales, urbanizados y desordenados, la eliminación directa de los residuos
domésticos acompañados de heces y orina de origen humano y animal, que sumado a los
residuos liberados desde embarcaciones, industrias etc., incrementan el flujo de aguas
2
residuales no tratadas y contribuyen a la contaminación del ecosistema. (Valencia,
Palacios, & Rodríguez, 2000)
Delimitación del problema:
El vertimiento inadecuado y permanente de los desechos residuales y domésticos
generado probablemente por la falta o deficiencia de plantas de tratamiento y de redes
sanitarias hace que se depositen de forma directa al cuerpo hídrico.
Los aumentos de población, actividades turísticas, comerciales y la falta de
ordenamiento de los asentamientos urbanos marginales en las riberas del estero y el
desconocimiento de normas sanitarias contribuyen a la afectación del ecosistema.
Bacterias de origen fecal provenientes de las heces y orina de humanos y animales
son eliminadas en las aguas residuales, residuos sólidos de origen doméstico,
convirtiéndose en una fuente de contaminación que está afectando el entorno natural del
estero, la salud de la población, el desequilibrio del ecosistema y el aumento de los límites
permitidos.
Los cambios estacionales (húmedo y seco) inciden en el aumento o disminución de
las poblaciones bacterianas de origen fecal.
Formulación del problema:
¿La contaminación por bacterias fecales está afectando la calidad del agua en los tramos
D y E del estero salado?
Justificación:
La Legislación Ambiental Ecuatoriana del Ministerio del Ambiente (MAE)
establece como Criterio de Calidad Admisible para la Preservación de la Flora y Fauna
en Aguas Dulce, Frías o Cálidas, en Aguas Marinas y de Estuario, un límite máximo
permisible (LMP) de 200NMP/100 ml de coliformes fecales. (Tulas, 2009); dicho
organismo de control mediante acuerdo ministeriales (028 - 097-A) del año 2015 suprime
3
el LMP pero establece en los numerales 5.2.2.6 y 5.1.2.5 que, “En el caso de cuerpos de
agua en los cuales exista presunción de contaminación, el sujeto de control debe analizar
el parámetro Coliformes Fecales para establecer el nivel de afectación y variación de
concentración de los Coliformes Fecales en la zona”.
En la normativa en mención, el grupo Enterococos no está considerado como
criterio de calidad microbiológico para ningún tipo de agua. La OPS, 2002 y WHO, 2003
han considerado utilizar estos microorganismos como parte del monitoreo para ambientes
seguros en aguas recreativas, de playas y marinas.
Además para promover medidas de protección y preservación de estos ecosistemas,
en fiel cumplimiento del objetivo 7 del Plan Nacional de Buen Vivir, de “Garantizar los
derechos de la naturaleza y promover la sostenibilidad ambiental territorial y global
“mediante el Proyecto "Recuperación de las áreas protegidas de la ciudad de Guayaquil -
Estero Salado e Isla Santay". (MAE, Recuperación de áreas protegidas, 2015)
Por lo antes expuesto se propone este estudio que permitirá disponer de información
actualizada, que podrá ser utilizada para fortalecer los programas de control sanitario que
ayuden a minimizar el impacto que pudiera estar ocasionando la contaminación en el
estero y promover futuras investigaciones en el campo de la microbiología ambiental
aplicada.
Objeto de estudio:
El uso de indicadores biológicos (coliformes fecales, Escherichia coli y enterococos)
para evaluar la calidad de los ambientes marinos, los mismos que están asociados a la
contaminación por aguas servidas, permite estimar la calidad del agua y el riesgo que
representan para la salud pública en la transmisión de enfermedades por el uso de las
aguas con fines turísticos, de contacto primario o secundario, en el cultivo de especies o
en la extracción de productos del mar.
4
Campo de acción o de investigación:
Contaminación de las aguas estuarinas por la presencia de bacterias fecales.
Objetivo general:
Cuantificar e identificar las bacterias indicadoras de contaminación fecal en dos tramos
(D y E) comprendidos entre los puentes 5 de Junio y Porte del estero salado de la ciudad
de Guayaquil fin de determinar el grado de contaminación y su comportamiento en ambas
épocas (húmeda y seca) del año 2016.
Objetivos específicos:
Determinar la variabilidad espacial y temporal (época húmeda y seca) de los
coliformes totales, coliformes fecales, Escherichia coli y Enterococos como
indicadores de contaminación fecal.
Comparar los resultados obtenidos con los criterios de calidad microbiológica
establecidos en las normativas ambientales.
Determinar el porcentaje de bacterias afines al grupo fecal durante la época húmeda y
seca.
La novedad científica:
Se demuestra con este estudio que dentro del grupo Coliformes fecales la Escherichia
coli es la bacteria más representativa y que junto con los enterococos deberían ser
considerados como criterios de calidad microbiológico en la normativa ambiental
aplicado el recurso agua para la preservación de la vida marina y como medida de un
ambiente seguro para aguas recreativas, siguiendo las recomendaciones de la World
Health Organization, Environmental Protecting Agency (US) y Health Canada.
5
Capítulo 1
MARCO TEÓRICO
1.1 Teorías generales
Bacterias indicadoras de contaminación fecal
En los ambientes marinos desde hace algunos años se viene utilizando indicadores
microbianos que indican si los cuerpos de agua están contaminados por desechos
humanos. Estos incluyen los coliformes totales, coliformes fecales, Escherichia coli, y
enterococos, según la Agencia de Protección Ambiental (EPA, 1976). En 1986, dicho
organismo modificó y especificó el uso de la E. coli junto con los enterococos como
indicadores selectivos para medir la calidad del agua. (Shibata, Solo-Gabriele, Fleming,
& & Elmir, 2004)
Los microorganismos indicadores son aquellos que presentan un comportamiento
similar a los patógenos en cuanto a concentración en las aguas y reacción frente a factores
ambientales, pero son más fáciles, rápidos y económicos de identificar. Una vez que se
ha demostrado la presencia de estos grupos indicadores, se puede inferir qué
microorganismos patógenos se encuentran presentes y su comportamiento frente a
diferentes factores como pH, temperatura, presencia de nutrientes y tiempo de retención
hídrica. (Larrea-Murrell, 2013)
(Pulido, 2005) y (Boehm A. B., 2013), indicaron que un buen indicador de
contaminación fecal debe cumplir algunos requisitos:
Ser un constituyente normal de la microbiota intestinal de individuos sanos, estar
presente de forma exclusiva en las heces de animales homeotermos y cuando los
microorganismos patógenos intestinales lo están, presentarse en número elevado, lo
que facilita su aislamiento e identificación.
6
Ser incapaz de reproducirse fuera del tracto gastrointestinal del ser humano y de los
animales homeotermos.
Ser igual o superior al de las bacterias patógenas, en cuanto a su tiempo de
supervivencia, a su resistencia a los factores ambientales. y,
Ser fácil de aislar y cuantificar.
Grupo coliformes
Los coliformes totales y fecales (actualmente denominados termotolerantes) y
Escherichia coli., se encuentra entre los grupos de indicadores bacterianos de mayor
importancia sanitaria para evaluar la calidad microbiológica del agua, Farmer, 1992,
Geldreich, 1996, en APHA, 2000. El grupo Coliforme comprende a un grupo
heterogéneo de bacterias perteneciente a la familia Enterobacteriaceae cuyos principales
géneros son Citrobacter, Enterobacter, Klebsiella y Escherichia. (Chiroles et al., 2007),
que se caracterizan por su capacidad de fermentar lactosa a 35° C con producción de gas.
(Domig & Mayer, 2003)
Escherichia coli
Es una bacteria considerada habitante de la microflora intestinal, presente en las
heces de humanos y animales de sangre caliente en concentraciones entre 108 y 109 UFC/g
de materia fecal. Este microorganismo se caracteriza por la producción de indol a partir
de triptófano, oxidasa negativa, no hidroliza la urea y presenta actividad de las enzimas
β-galactosidasa y β-glucoronidasa. Con respecto a la asociación que presenta a
condiciones patológica, diferentes cepas patógenas muestran especificidad de huésped y
posee atributos de virulencia en especial cuando se presentan aumento de concentraciones
de patógenos y surge el riesgo de generarse brotes de enfermedades. (Pullés, 2014.)
7
Grupo Enterococos
Los Enterococos son miembros del género Enterococcus. Anteriormente
consideradas como estreptococos y luego clasificadas en el grupo D. Actualmente los
términos enterococos, streptococos fecales, enterococcus y enterococos intestinales se
han utilizado de manera indistintamente, (Bartram and Rees, 2000). Se caracterizan por
cumplir los siguientes criterios: crece a temperaturas de 10 y 45°C, resistente a 60°C por
30 minutos, crecen en presencia de 6,5% de Cloruro de sodio (sal) y a pH de 9,6 y la
capacidad para reducir 0.1% de azul de metileno. En este grupo se encuentran las especies
de E. faecalis, E. faecium, E. durans, E. hirae, E. gallinarum and E. avium. (Canada,
2012)
Normalmente las especies de Enterococcus están presentes en las heces y aguas
contaminadas y pueden ser divididas en dos grupos: el primero, los Enterococcus faecalis,
Enterococcus faecium y Enterococcus durans, observados en las heces de humanos y
animales, el segundo grupo incluye Streptococcus bovis, Streptococcus equinus y
Enterococcus avium, a diferencia de los anteriores estos no se encuentran comúnmente
en las heces humanas. (Arcos, Ávila de Navia, Estupinán, & Prieto, 2005). Asimismo,
estos organismos habitan en aguas ambientales, vegetación acuática y terrestre, playas,
arena, suelo y sedimentos. (Byappanahalli, Nevers, Korajkic, Staley, & Harwood, 2014).
Tabla 1
Tabla 1. Concentraciones de enterococos
en fuentes comunes para las aguas recreacionales
Fuente Concentración
algas 101 – 104 UFC/g seco
arena 1 – 104 UFC/g
bañistas 106 UFC/persona
escorrentías urbanas 103 NMP/100ml
aguas fluviales 0 - 106 NMP/100ml
heces de perros 104 – 108 UFC/g heces
heces de pájaros 104 – 108 UFC/g
aguas subterráneas 102 NMP/100ml
aguas negras 105 NMP/100ml
8
Escorrentías de agricultura 103 MPN/100 ml Fuente: (Boehm & Sassoubre, 2014)
Autor: Q.F. María del Carmen Gamboa
Contaminación hídrica
(Monserrate & Medina, 2011), manifiestan que la contaminación hídrica se produce
cuando se agrega o deposita algún material o sustancia toxica, y que afecta a su
comportamiento habitual, pueden provenir de fuentes naturales o actividades humanas.
Además mencionan que, el desarrollo y la industrialización generan residuos que van a
depositarse en los cuerpos de agua, el transporte fluvial y marítimo contribuyen en la
contaminación de las aguas.
El aporte de desechos contaminados procedentes de emisarios submarinos (sitios
donde desembocan el alcantarillado de las ciudades), colectores de las industrias,
escorrentías y ríos es más frecuente en las aguas costeras que en alta mar. Las bacterias
constituyen la base de numerosos procesos bioquímicos, son el primer eslabón de la
cadena alimentaria (cadenas tróficas) por lo que la presencia de materia orgánica en el
medio marino favorece la proliferación de ellas. (Seoánez Calvo, 2000)
Aguas superficiales, recreacionales y estuarinas
El agua superficial es toda “masa o cuerpo de agua que se encuentra sobre la
superficie terrestre”. Las aguas recreacionales son aquellas destinadas a fines recreativos
como natación, buceo, surfing, etc., a diferencia de las aguas estuarinas es definida como
“la correspondiente a los tramos de ríos que se hallan bajo la influencia de las mareas y
que están limitadas en extensión hasta la zona donde existe una elevada concentración de
cloruros”. (MAE, Acuerdo Ministerial 097-A, 2015)
Agua residuales
(MAE, Acuerdo Ministerial No. 028 Sustituyese el libro VI de la Legislación
Ambiental, 2015), define a las aguas residuales de composición variada proveniente de
9
uso doméstico, industrial, comercial, agrícola, pecuario o de otra índole, sea público o
privado y que por tal motivo haya sufrido degradación en su calidad original”. Aquí se
encuentran la tipo: industrial, “generada en las operaciones o procesos industriales” y,
doméstica, “mezcla de: desechos líquidos de uso doméstico evacuados de residencias,
locales públicos, educacionales, comerciales e industriales”. Normalmente estas aguas no
pasan por procesos de tratamiento por lo que finalmente terminan descargándose a un
receptor de aguas superficiales (mar, río, lago, etc) considerado medio receptor.
(Ramalho, 2003)
Riesgo para la salud por exposición o contacto con aguas contaminadas
El agua es uno de los medios que participa como mecanismo responsable en la
transmisión de enfermedades (infecciones gastrointestinales o de transmisión fecohídrica)
entre las cuales se tiene la fiebre tifoidea, disentería bacilar y amebiana, cólera, hepatitis,
etc., esto se debe a que todos los agentes microbianos que son eliminados a través de las
heces y orina de enfermos o portadores solo requieren cantidades suficientes para
producir la infección.
Dentro de la cadena epidemiológica de muchas de los contagios se producen por la
transmisión indirecta que pueden intervenir de diferentes formas:
Tabla 2. Transmisión indirecta para contraer infecciones
Trasmisión vías
Ingesta de agua contaminada Actividades de baño
Alimentos contaminados Productos de pesca y acuicultura
Contacto Piel, heridas, ojos, mucosas (Aeromonas spp,
Pseudomonas, Leptospira spp, Mycobacterias no
tuberculosas)
Inhalación y aspiración Aerosoles (Legionella pneumophila, mycobacterias
no tuberculosas y diversos virus (Yoder JS y cols,
2008).
Fuente: (Molina, García, & Rodríguez, 2014)
Autor: Q.F. María del Carmen Gamboa
10
Calidad del agua ambiental
En el Art. 14, se señala que “son las características físicas, químicas y biológicas
que establecen la composición del agua y la hacen apta para satisfacer la salud, el
bienestar de la población y el equilibrio, ecológico”. Asimismo, la evaluación y control
se realizará con procedimientos analíticos, muéstreos y monitoreos de descargas, vertidos
y cuerpos receptores; según los lineamientos detallados en el Anexo I del Libro VI.
(Edición Especial N° 270 - Registro Oficial - Viernes 13 de febrero de 2015 – 57)
Criterios de calidad microbiológica (CCM)
(Tulas, 2009), en el Tomo V, Control de Contaminación, numeral 2.23, se establece
como CCM la “concentración numérica o enunciado descriptivo recomendado sobre
parámetros físicos, químicos y biológicos para mantener determinado uso beneficio del
agua”. Los criterios de calidad para diversos usos del agua son la base para la
determinación de los objetivos de la calidad en los tramos de un cuerpo receptor.
En el mismo, Anexo 1, numeral 4.1.2 describe como “Criterios de calidad de aguas
para la preservación de flora y fauna en aguas dulces frías o cálidas, y en aguas marinas
y de estuarios”, un límite máximo permitido (LMP) para coliformes fecales de 200
NMP/100 ml descrito en la Tabla 3. (Tulas, 2009).
Acuerdo Ministerial 028 del 13 de febrero del 2015, Sustituyese el Libro VI del
TULAs, se excluye el LMP para coliformes fecales de la Tabla 3, el mismo que se
mantiene en el Acuerdo Ministerial 097-A del 4 de noviembre del 2015, sin embargo en
ambos se incluye y establecen en los numerales 5.1.2.6 y 5.1.2.5., lo siguiente “En el caso
de cuerpos de agua en los cuales exista presunción de contaminación, el sujeto de control
debe analizar el parámetro Coliformes Fecales para establecer el nivel de afectación y
variación de concentración de los Coliformes Fecales en la zona de influencia”.
11
Para el grupo Enterococos, la normativa ambiental ecuatoriana no menciona a este
grupo de microorganismos dentro de los criterios de calidad ambiental microbiológica.
(APHA, Standard Methods for the Examination of Water & Wastewater, 2005), menciona
de 33 a 35 UFC/100ml para aguas recreacionales y aguas marinas basado en la medida
geométrica de 5 muestras por un periodo de 30 días durante la época de playa.
Actualmente y basados en estudios recomendados por la EPA, estas bacterias son
consideradas como indicador fecal para aguas marinas y salobres, presentan una alta
correlación con la salud humana que otros indicadores (coliformes fecales y E. coli).
(Byappanahalli, Nevers, Korajkic, Staley, & Harwood, 2014).
Con respecto a E. coli la normativa ambiental ecuatoriana no dispone un criterio de
calidad para el recurso agua. La (US Environmental Protection Agency, 2004) considera
un de valor de 126 UFC/100ml para aguas dulce.
Cabe indicar que existen otros criterios de calidad aplicado de acuerdo al uso del
recurso los mismos que están contemplado dentro de la legislación ambiental ecuatoriana.
Tabla 3.
Tabla 3. Criterios de calidad microbiológica (CCM)
Indicador
microbiológico Tipo de uso LMP
Coliformes fecales agrícola 1000 NMP/100 ml (Tabla 7)
Coliformes fecales pecuario Menor a 100 NMP/100 ml (Tabla 8)
Coliformes totales pecuario Promedio mensual a 500 NMP/100 ml
Coliformes fecales fines recreativos
a contacto primario
200 NMP/100 ml (Tabla 9)
Coliformes totales 1000 NMP/100 ml (Tabla 9)
Coliformes fecales fines recreativos
b contacto secundario
1000 NMP/100 ml (Tabla 10)
Coliformes totales 4000 NMP/100 ml (Tabla 10)
a) Contacto primario, como en la natación y el buceo, incluidos los baños medicinales y
b) Contacto secundario como en los deportes náuticos y pesca.
Fuente; Tulas, 2009
Autor: Q.F. María del Carmen Gamboa
12
1.2 Teorías sustantivas
El Estero Salado forma parte del estuario más grande de la costa sudamericana del
Pacífico, el Golfo de Guayaquil se encuentra ubicado en la parte sureste del Ecuador con
una extensión de 13.701 Km2 incluyendo 11.711 Km2 de superficie de agua y 1.990 Km2
de islas e islotes. (CAAM, 1996) en, (Cárdenas, 2010)
Este estuario forma parte del sistema del río Guayas con una extensión estimada de
60 Km desde el Puerto Marítimo de Guayaquil hasta Posorja, (CAAM 1996) junto con
los ramales del río Guayas, estero del Muerto, Palo seco, Mondragón, San Francisco,
Santa Ana, Libertad, la Viuda, las Conchillas, Lagarto, las Canoas, Chupadores chico,
Chupadores grande, Lagarto chico, Lagarto grande, Mosquiñaña, las Ranas, Cobina y los
Ingleses. En su interior está clasificado según su estructura geológica de tipo tectónico y
según el aspecto hidrodinámico en un estuario parcialmente mezclado en época lluviosa
(Stevenson 1981). La circulación de las masas de aguas de esta zona, se ven influenciadas
por el aporte de las descargas de los ríos, corrientes de mareas (CAAM, 1996) y por la
acción de los vientos, con una corriente de fondo lenta, ascendente y de agua salina que
desplaza a las aguas de los ríos. (Cárdenas, 2010)
Con el paso del tiempo evolucionaron los asentamientos poblacionales y las
industrias, ocasionando la tala del manglar y el relleno de los esteros. En la década de los
años 40´s, creció la zona de 10 de Agosto, Ayacucho, Lizardo García y La 17, conocido
como el barrio del River Oeste; durante los años 50, se dio origen al Suburbio Oeste; a
fines del 60 y comienzos del 70, se conformaron los Guasmos; a partir del 80 empieza la
expansión de la Isla Trinitaria. A fines de los años setenta se inició la legalización de los
rellenos y con ello el asentamiento de habitantes y cientos de industrias que realizaban
sus descargas de aguas servidas directamente a los esteros. (COASTMAN, 2013)
13
En los años setenta el Estero Salado fue un lugar muy visitado por todos los
ecuatorianos por sus aguas limpias y medicinales, pero con el pasar de los años la
sobrepoblación y la construcción de fábricas cerca de sus orillas llevaron a arrojar sus
desperdicios químicos al Estero causando un daño perjudicial para el ecosistema.
(Montero & Calapiña, 2012)
Alrededor de 540 industrias asentadas en Guayaquil evacuan el 25% del total de las
cargas orgánicas, el 75% restante corresponden a las aguas servidas domésticas sin
tratamiento de la ciudad y zonas periféricas, además solo el 3% de las industrias tratan
sus desechos adecuadamente y por lo menos 524 industrias contaminan al río y al estero.
Así mismo en Guayaquil se evacua diariamente 691 metros cúbicos de aguas servidas, el
10% va directamente al Guayas, un 66% lo recibe por uno de sus afluentes, el río Daule
y al Estero Salado llega el 24% de las aguas de alcantarillado. (Ordoñez, 2007)
Los insuficientes sistemas de alcantarillado, tratamiento de aguas residuales y
disposición final de los desechos sólidos, han ocasionado un desprendimiento de gases
generando tóxicos, así como la acumulación de desperdicios orgánicos e inorgánicos a
las orillas se ven afectadas por la descomposición de dichos desechos, la presencia de
microorganismos que se trasmiten por medio de los excrementos, donde se producen las
grandes descargas produciendo enfermedades dermatológicas, virales y bacterianas.
(Paéz, 2014)
1.3 Referentes empíricos
(Byappanahalli, Roll, & Fujioka, 2012), indicaron en su estudio evidencia,
ocurrencia, persistencia y crecimiento potencial de Escherichia coli y Enterococos en
suelos ambientales (Hawái), que es frecuente altas densidades de E. coli y ENT. En aguas
dulces, además que los suelos se han convertido en fuente de estas bacterias. Los CF, E.
coli y ENT, fueron analizadas por el método del NMP y registraron medias (log NMP ±
14
DE) de 1,96±0,18, n=61; 1,21±0,17, n=57 y 2,99±0,12, n=62, respectivamente. Además
por prueba API identificaron especies tales como E. faecalis y E. faecium. Ellos
concluyen que las poblaciones de estas bacterias indicadoras son parte natural de la
microflora del suelo pero influyen potencialmente sobre la calidad de los cuerpos de agua.
(Larrea-Murrell, 2013), en su estudio Bacterias indicadoras de contaminación fecal
en la evaluación de la calidad de las aguas, indica que el uso del agua para diferentes fines
y el crecimiento de la población contribuyen al incremento de los niveles de
contaminación de los sistemas acuáticos, así como, el constante vertimiento de desechos
domésticos e industriales constituyen una fuente de deterioro del medio ambiente.
Determinar la presencia de microorganismos patógenos mediante la utilización de
indicadores bacterianos permite realizar una clasificación sanitaria de las aguas, es así
que demuestra la factibilidad del uso de E. coli y enterococos para evaluar la calidad de
agua y las técnicas para su detección, además la relación E coli/enterococos para
determinar el origen de la contaminación.
(Elordi & Porta, 2013), en su trabajo Evaluación de la calidad microbiológica de
las aguas de los arroyos Las Piedras-San Francisco considerando el nivel de cobertura
sanitaria de la población adyacente, determinó la presencia de coliformes totales (CT),
coliformes termotolerantes (CF) y Pseudomonas aeruginosa, cuyos valores obtenidos
para CT y CF superaron ampliamente lo esperado en aguas superficiales de uso
recreacional y/o de contacto primario y secundario, según el límite establecido por US
EPA (200 CT/100 ml), lo que significa un riesgo para la salud de las personas. Asimismo
manifiesta que dentro de los factores que influyen sobre la calidad de estos cuerpos de
agua, está el aumento de la población que incrementa la vulnerabilidad de las
enfermedades, la variabilidad del clima, el colapso de los sistemas de alcantarillando y
conducción de aguas pluviales urbanas.
15
(Malaver, Rodríguez, Montero, Aguilar, & Salas, 2014), en su trabajo, Cambios
espaciales y temporales en las características físicoquímicas y microbiológicas del agua
de La Laguna de Tacarigua, estado Miranda (Venezuela), realizaron muestreos durante
tres años consecutivos en presencia de eventos climáticos: El Niño (junio 2009), Año
Neutro (abril 2010) y La Niña (marzo 2011). Determinaron abundancia de bacterias
indicadoras heterótrofas, coliformes totales (CT), fecales (CF), enterococos y vibrios y
mediciones de pH, temperatura, salinidad, conductividad y profundidad. Este estudio
mostró que la calidad del agua de la laguna varía espacial y temporalmente, donde los
valores de CT y CF fueron superiores a los límites permisibles en la legislación
venezolana. La variación estacional de lluvia y sequía influye en el comportamiento
hidrobiológico y ecológico del sistema lagunar.
(Streitenberger & Baldini, 2015), manifiestan en su investigación “Aporte de los
afluentes a la contaminación fecal del estuario de Bahía Blanca (Argentina)”, tuvo como
objetivo determinar el estado sanitario de los principales afluentes, cuantificar las
poblaciones de bacterias heterótrofas mesófilas aerobias (BH), Escherichia coli (EC) y
Salmonella spp., y el impacto que ejercen sobre el estuario. Encontraron diferencias
significativas entre los sitios muestreados (EC: p < 0.02 y BH: p < 0.01). La presencia de
Salmonela spp. fue detectada en el 50% (11/22) y 45% (10/22) en dos sitios del arroyo
Napostá, lo que mostró un mayor impacto. Concluyen que, el estuario de Bahía Blanca
está impactado por la actividad antrópica, mantiene elevadas concentraciones de bacterias
de origen fecal en determinadas zonas y el problema persistirá si no se controlan los
volcados (redes) cloacales clandestinos.
16
Capítulo 2
MARCO METODOLÓGICO
2.1 Metodología:
Se realizó un estudio descriptivo, de analítico experimental, para lo cual se llevaron a
cabo tres campañas de monitoreo en los meses de febrero y marzo (época húmeda) y en
septiembre (época seca). Se estableció un muestreo de tipo sistemático, (González, 2005),
con 24 estaciones (sitios) distribuidos en ocho perfiles perpendiculares a la línea de costa
entre los Tramos D y E, dentro de los 30 cm en la capa superficial de la columna de agua,
en estado de marea de reflujo. El área de estudio está localizada en la zona turística del
malecón del Salado entre las coordenadas geográficas 2°11´11.38´´ Sur y
79°53´54.65´´Oeste (puente 5 de Junio) y 2°11´45.11´´Sur y 79°56´10.27´´Oeste (puente
Portete), con una extensión de 4,8 Km de longitud aproximadamente. Detalle de los sitios
de muestreo:
Perfil 1: ubicado en el puente 5 de Junio, comprende tres sitios (Est. 1 cdla. Ferroviaria,
Est. 2 centro del estero y Est. 3 malecón del salado (Av. 9 de octubre).
Perfil 2: ubicado en el puente El Velero, comprende tres sitios (Est. 4 Av. Barcelona
Sporting Club, Est. 5 centro del estero y Est. 6 Plaza de la música (Malecón del salado).
Perfil 3: ubicado entre el puente El Velero y puente de la Av. 26 SO del Malecón del
Salado, comprende tres sitios (Est. 7 Av. Barcelona, Est. 8 centro del estero y Est. 9
Ciclovía (Malecón del Salado).
Perfil 4: ubicado a la altura del puente de la Av. 26 SO del Malecón del Salado que
comprende tres sitios (Est. 10 Av. Barcelona, Est. 11 centro del estero y Est. 12 Suburbio
oeste).
17
Perfil 5: ubicado entre el puente de la Av. 26 SO y puente peatonal del Estadio
Monumental de Barcelona, comprende tres sitios (Est. 13 Av. Barcelona, Est. 14 centro
del estero y Est. 15 Suburbio oeste).
Perfil 6: ubicado en el puente peatonal frente al Estadio Monumental de Barcelona, que
comprende tres sitios (Est. 16 Av. Barcelona Sporting Club, Est. 17 centro del estero y
Est. 18 Suburbio oeste).
Perfil 7: ubicado en el puente de la 17, Carlos Gómez Rendón, comprende tres sitios (Est.
19 Av. Barcelona Sporting Club, Est. 20 centro del estero y Est. 21 Suburbio oeste).
Perfil 8: ubicado en el puente Portete de la Av. Portete, comprende tres sitios (Est. 22
Av. Barcelona Sporting Club, Est. 23 centro del estero y Est. 24 Suburbio oeste). Figura
1. Tabla 4 posicionamiento geográfico, ver anexo.
Figura 1 Área de estudio
*Fuente Google Earth Autor: Q.F. María del Carmen Gamboa
2.2 Métodos:
a) Cuantificación de coliformes totales (CT), fecales (CF) y Escherichia coli (Ec).
Se aplicó el método del Número Más Probable (NMP) (APHA, Standard Methods for the
Examination of Water & Wastewater, 2005), usando los siguientes medios de cultivos y
condiciones de incubación:
P- 1
P- 2 P- 3 P- 4 P- 5
P- 6
P- 8
P- 7
Tramo D
Tramo E
18
Prueba presuntiva para grupo coliformes (CT-CF-Ec): Caldo Lauril Sulfato incubado a
35°C ± 0,5 °C por 24 h.
Prueba confirmativa: para CT se utilizó caldo Bilis Verde Brillante incubado a 35°C ±
0,5 °C y CF caldo Ec incubado a 44.5°C ± 0,5 °C en baño María por 24 h.
Prueba confirmativa para Ec: se utilizó agua de triptona incubado a 44.5°C ± 0,5 °C en
baño María por 24 h e indol de Kovacs.
La Interpretación de los resultados se realizó a partir de aquellos tubos que dieron
positivos para el crecimiento de coliformes totales, fecales con la presencia de turbidez
del medio y presencia de gas en el tubo Durhan y E. coli la aparición de anillo rojo, se
aplicó tabla de Mcgrady para serie de tres tubos por cada dilución, (APHA, Standard
Methods for the Examination of Water & Wastewater, 2005) y (APHA, 1963). La
estimación de la población bacteriana fue expresada en Número Más Probable por 100
ml (NMP/100 ml).
b) Recuentos de Enterococos.
Se determinó por el método de Filtración por Membrana de acuerdo a las indicaciones
(APHA, Standard Methods for the Examination of Water & Wastewater, 2005), EPA. La
muestra fue filtrada en un filtro de membrana (47mm y 0.45micras), realizándose
diluciones de 10-1 y 10-2 en agua fosfatada salina (PBS), el filtro fue colocado sobre la
superficie del medio de cultivo (agar m Enterococos, marca Accumedia), incubadas a
35°C ± 0,5 °C por 48 horas. Se observaron crecimientos de colonias de color rojo grandes
y rosadas pequeñas. El contaje total fue expresado en unidades formadoras de colonias
(UFC/100ml).
La verificación del grupo enterococos se realizó transfiriendo colonias típicas en caldo
BHI con 6.5% de ClNa incubado a 35°C ± 0,5 °C por 48 horas y en agar Bilis Esculina
(ABE) incubado a 35°C ± 0,5 °C por 48 horas. El crecimiento de cocos Gram positivo,
19
catalasa negativo, en agar Bilis Esculina y en BHI con 6.5% ClNa las colonias aisladas
indicaron que pertenecen al grupo de enterococos.
Identificación bacteriana
De los tubos de positivos en caldo EC para coliformes fecales se seleccionó un tubo
positivo, un inóculo fue sembrado en agar MacConkey (Mck) incubado a 35°C ± 0,5 °C
por 24 horas, se seleccionaron varias colonias y fueron sembradas en agar MacConkey
incubado a 35°C ± 0,5 °C por 24 horas, luego se procedió a sembrar en las galerías para
prueba de bioquímicas en agar LIA (agar de Lisina y Hierro), Kliger (agar Hierro), SIM
(agar Sulfito, Indol y Motilidad), CS (agar Citrato de Simmons) y agar Urea, incubado a
35°C ± 0,5 °C por 24 horas
Aplicación de criterios de calidad microbiológica
Se utilizó el límite máximo permisible de 200NMP/100ml para coliformes fecales,
(Tulas, 2009) y se hará referencia a los acuerdos ministeriales 028 (Feb./2015) y 097-A
(Nov /2015).
Para el grupo enterococos se utilizará el valor referencial de 33 a 35 UFC/100 ml descrito
en el Standard Methods (2005) para aguas recreacionales y aguas marinas, (US
Environmental Protection Agency, 2004)
2.3 Hipótesis
En la zona de estudio los coliformes fecales y enterococos superan el límite máximo
permitido (LMP) 200 NMP/100ml y 33 a 35 UFC/100 ml respectivamente, establecido
para la preservación de la vida acuática y uso de aguas recreacionales y aguas marinas.
Existe mayor concentración de bacterias indicadoras de contaminación fecal en la
época húmeda con relación a la seca.
2.4 Universo y muestra
Universo y muestra
20
El universo está constituido por las aguas estuarinas superficiales comprendido entre el
Tramo D y E del Estero Salado. Figura 1 Área de estudio.
Muestra
a) Muestreo
Se realizaron tres muestreos (23 de febrero, 23 de marzo y 18 de septiembre del 2016) y
el traslado a los sitios de estudio se llevó a cabo en una embarcación con motor fuera de
borda, el posicionamiento de las coordenadas geográficas con equipo de GPS. Tabla 4.
Ver anexo
b) Recolección de la muestra
Se recolectó un total de 72 muestras de agua para el análisis de microbiológico de
coliformes totales, fecales y enterococos, en frascos de plástico estériles (500ml). Cada
muestra fue identificada con el nombre del proyecto, estación, fecha, hora e iniciales de
la persona responsable y transportada en hielera, manteniendo la cadena de frio (4ºC)
hasta el laboratorio de INOCAR.
2.5 CDIU – Operacionalización de variables
Se consideró para el estudio las siguientes variables:
Variable dependiente: contaminación de un ramal del estero salado (tramo D y E)
Variable independiente: aguas estuarinas superficiales
Bacterias coliformes totales, fecales, Escherichia coli, enterococos y otras enterobacterias
Variable Definición Tipo Fuente Indicador Técnica Instrumento
Contaminación
Se produce cuando se agrega o deposita algún
material o sustancia toxica, y que afecta a su
comportamiento habitual, pueden provenir de
fuentes naturales o actividades humanas
cualitati
va
Agua
estuarina
Criterios de
calidad
microbiológi
ca
Límites máximos
permitidos y/o
valores
referenciales
Normativa
ambiental y/u
otras
Coliformes
totales
Grupo de varios géneros (E. coli, K.
pneumoniae, Enterobacter spp. y Citrobacter
spp.) perteneciente a la familia
Enterobactereacea, que comprende bacilos
Gram negativos, oxidasa negativa, aerobios o
anaerobios facultativos, fermentadores de
Cuantita
tiva
Agua
estuarina
Número más
probable por
100ml
Fermentación por
tubos múltiples
Standard
Methods
21
lactosa que producen de ácido y gas, crecen a
temperatura de 35-37 °C
Coliformes
fecales o
termotolerantes
Bacilos Gram-negativos capaces de fermentar
la lactosa con producción de gas a las 48 h de
incubación a 44.5 ± 0.1°C. Este grupo no
incluye una especie determinada, sin embargo
la más prominente es Escherichia coli.
Cuantita
tiva
Agua
estuarina
Número más
probable por
100ml
Fermentación por
tubos múltiples
Standard
Methods
E. coli
Bacilo Gram negativo que se encuentra
clasificado dentro de la familia
Enterobacteriaceae, existe como comensal en
el intestino delgado de humanos y animales.
Existen algunas cepas de E. coli patógenas que
provocan enfermedades diarreicas
Cuantita
tiva
Agua
estuarina
Número más
probable por
100ml
Fermentación por
tubos múltiples
Standard
Methods
Enterococos
Coco Gram-positivos que se presentan en
parejas o en cadenas. Dos de las especies son
comensales en el intestino humano: E. faecalis
y E. faecium.
Cuantita
tiva
Agua
estuarina
Unidades
formadoras
de colonia
UFC/100ml
Filtración por
membrana
Standard
Methods
Otras
Enterobacterias
Bacilos gram negativos, oxidasa negativa,
aerobios o anaerobios facultativos,
fermentadores de lactosa que producen de
ácido y gas, crecen a temperatura de 35-37 °C
Cualitati
vo
Agua
estuarina Porcentaje
Pruebas de
identificación
bacteriana
Standard
Methods
Estaciones
de Muestreo Lugares de toma de Muestra
Cuantita
tiva
Ramal
Estero
Salado
(tramo D y
E)
Número de
Estaciones
Coordenadas
geográficas Equipo GPS
Fuente: Ejemplo tomado del Taller de actualización para titulación especial de agosto, 2016.
Autor: Q.F. María del Carmen Gamboa
2.6 Gestión de datos
Se utilizaron formatos para la información generada de la investigación siguiendo los
protocolos del laboratorio, planillas de campo para la toma de muestra (005-16; 009-16;
028-16), hoja de custodia (005-16; 009-16; 028-16) para ingreso de las muestras al
laboratorio, acta de reunión (005-16; 009-16; 046-16), hojas electrónicas para el cálculo
de la concentración (005-16; 009-16; 028-16) e informes de ensayos para los resultados
obtenidos (005-16; 009-16; 028-16), los registros reposan en los archivos del laboratorio.
La información obtenida para la interpretación de los resultados fue colocada en tablas
elaboradas en programa Excel y analizada mediante la aplicación del programa
22
estadístico STATGRAPHICS plus versión 5.1, los datos fueron transformados a
logaritmo natural, se elaboraron gráficos de cajones y bigotes donde se obtuvieron 5
medidas estadísticas: mínimo, máximo, media, primer y tercer cuartil, con un nivel de
significancia de p= 0,05.
2.7 Criterios éticos de la investigación
El desarrollo de la investigación se llevó a cabo en el laboratorio de la División de
Oceanografía Química del Instituto Oceanográfico de la Armada (Inocar).
La información generada del presente estudio es autoría de la suscrita.
23
Capítulo 3
RESULTADOS
3.1 Antecedentes de la unidad de análisis o población
Los Tramos D y E son parte de un ramal del Estero Salado, localizados entre el puente 5
de Junio y puente Portete, en cuyas inmediaciones se encuentra el malecón del salado de
la zona turística de la ciudad de Guayaquil.
(Lahmayer-Cimentaciones, 2000), realizaron una zonificación (I,II,III) y subdivisión
(tramos A - I) del Estero Salado en base a la configuración física, régimen hidráulico y
grado de contaminación, clasificando el área de estudio, en la Zona I (tramo D), que
comprende la parte norte de la ciudad de Guayaquil y en la Zona II (tramo E),
comprendida en la parte central y sur de la ciudad, donde existen viviendas informales,
muchas de las cuales no disponen de alcantarillado sanitario y pluvial e inclusive carecen
de agua potable sobre todo aquella población que aún se mantiene ubicada en las orillas
del estero. (Baños, L.G. 2012, p. 4,5)
3.2 Diagnostico o estudio de campo:
Densidad de bacterias indicadoras de contaminación fecal con relación a la época
húmeda y seca
Para establecer posibles diferencias espaciales (tramos D y E) y temporales (febrero,
marzo y septiembre) se realizó la comparación por parejas no paramétrica (Man-Whitney)
luego de realizar las pruebas de normalidad (Kolmogorov-Smirnov) y homocedasticidad
(Bartlet) el cumplimiento de no cumplían con los supuestos estadísticos (Zar, 1998);
(Sheskin, 2004.). Los resultados de las pruebas se expresaron en cajas y bigotes de
acuerdo a las recomendaciones de (Boyer, 1997). Además, debido al alto coeficiente de
variación de los datos se realizaron transformaciones a logaritmos natural de acuerdo a la
recomendación de, (Legendre & Legendre, 1998). Tabla 7. Ver anexo 5
24
Coliformes totales (CT) y fecales (CF)
De manera general en los tramos D y E durante el periodo de medición (febrero, marzo y
septiembre 2016) las concentraciones para CT (media log NMP/100ml ± SE) fueron de
11,08 ±1,02 (n=48) para la época húmeda y 9,43±0,80 (n=24) para la seca. La población
microbiana muestra una diferencia significativa entre las épocas analizadas, notándose
(Figura 2, ver anexo 7) que durante los meses de febrero y marzo se registraron mayor
dispersión de la población que en septiembre. Estos microorganismos se mantuvieron en
un rango de 4,99 (EH) y 3,00 (ES) sus valores mínimos fluctuaron entre 8,92 – 7,74 y
sus máximos entre 13,91 – 10,74, (EH y ES) respectivamente. Tabla 7.
Los CF en los tramos D y E presentaron valores de (media log NMP/100ml ±SE) 10,29
±1,29 (n=48) para época húmeda y 8,78 ±0,88 (n=24) para época seca. Los mínimos y
máximos fluctuaron según lo muestra la tabla 6 desde 8,37 a 13,04 (log NMP/100ml)
(EH) y 7,74 a 10,74 (log NMP/100ml) (ES), respectivamente. En la figura 3 (ver anexo
8) se observa que en la época seca hay una distribución de los datos más homogénea
respecto a la media, a diferencia de la época húmeda donde se aprecia una mayor
dispersión de la población de coliformes fecales, esto coincide con el rango de ambos
episodios que fueron 4,67 y 3,00, lo cual demuestra una diferencia muy significativa entre
las épocas de medición en el presente estudio.
Escherichia coli
Los valores para Escherichia coli en los tramos D y E para ambas épocas fueron de
(media log NMP/100ml±SE) 9,90 ± 0,97 (n=48) (húmeda) y 8,32 ± 0,89 (n=24) (seca).
Los valores mínimos para las épocas (húmeda y seca) fueron de (log NMP/100ml±SE)
7,74 a 6,81, mientras que, los máximos de 11,61 a 10,57, respectivamente, observándose
en la Figura 4 (ver anexo 8) que existe mayor dispersión de esta bacteria en la época
húmeda que en la seca. El rango entre los episodios fue de 3,87 (EH) y 3,76 (ES).
25
Claramente se observa que existen diferencias significativas entre ambas épocas. Tabla
7. Ver anexo 5
Enterococos
Respecto a este grupo bacteriano, durante las fechas de muestreo de este estudio
(Feb./Mzo./Sept.) se obtuvieron valores (media log UFC/100ml ±DS) de 11,22 ±1,24
(EH) y 10,27 ± 0,48 (ES). Las desviaciones estandar indican que existe una mayor
dispersión de la población durante la época húmeda. Los valores mínimos y máximos
(log NMP/100ml) oscilaron entre 8,29 (EH) y 9,11 (ES) y 13,80 (EH) y 11,29 (ES). Tabla
7. Ver anexo 5. Los rangos registran marcadas diferencias entre la época húmeda y seca,
registrándose un mayor valor en la húmeda (5,80) que en la seca (2,18). La figura 5 (ver
anexo 9) confirma lo antes mencionado respecto a la presencia de enterococos, en la que
se aprecia una población abundante en época húmeda en relación a la época seca.
Comparación con los Criterios de Calidad Microbiológico (CCM)
Para el análisis comparativo de la información obtenida en ambas épocas se ha tomado
como referencia los valores mínimos los cuales se muestran en la tabla 8 (ver anexo 5).
En la tabla 6 (ver anexo 4) se describen las concentraciones obtenidas durante todo el
estudio cuyos valores son altos. En cuanto a las concentraciones mínimas de coliformes
fecales estos oscilaron entre 2300 a 9300 NMP/100ml durante los meses de febrero,
marzo y septiembre). Cabe mencionar que durante el 2015 se establecieron reformas al
Tratado Único de la Legislación Ambiental secundaria (Tulas) mediante acuerdos
ministeriales de febrero el 028 y de Noviembre el 097-A, donde se describe la importancia
de analizar este parámetro microbiológico, “considerando el nivel de afectación que las
fuentes puedan estar generando contaminación en el cuerpo de agua”. Esto hizo necesario
tomar como referencia el Límite Máximo Permisible para CF de 200NMP/100ml descrito
en la tabla 3 del Tomo V, control de la contaminación para el recurso agua del 2009
26
aplicado para aguas dulce, marinas y estuarinas para la preservación de la vida acuática.
Si comparamos las concentraciones registradas durante los periodos de este estudio, estas
superan el LMP poniendo de manifiesto la alta contaminación fecal que presenta este
ecosistema acuático.
Respecto a los enterococos de igual manera como el caso anterior se utilizó valores
mínimos para realizar la comparaciones, estos fluctuaron entre 1400 y 120000
UFC/100ml en las fechas monitoreadas (feb, febrero, marzo y septiembre). En la tabla 6
(ver anexo 4) se muestran los resultados obtenidos en este estudio. Es importante
mencionar que en la normativa ambiental ecuatoriana no establece LMP para el grupo
enterococos por lo que ha sido necesario comparar los valores obtenidos con un valor
referencial (33 y 35 UFC/100ml) descrito en el 9230 numeral 2 del (APHA, Standard
Methods for the Examination of Water & Wastewater, 2005), este es aplicado por la EPA
para la seguridad de las aguas recreativas (obtenido cuando existe mayor población de
bañista en las playas). El análisis muestra valores muy por encima de los referenciales.
Tabla 8 (ver anexo 5), poniendo en evidencia la presencia marcada de este indicador para
medir la calidad del agua marina y de relacionarlo en la transmisión de enfermedades.
Bacterias afines al grupo fecal durante la época húmeda y seca
Los coliformes fecales son el grupo indicador más utilizado para evaluar la calidad del
agua. En la presente investigación se consideró la determinación de las bacterias afines a
este grupo presentes de esta población, con la finalidad de ampliar este estudio a futuro.
Durante la época húmeda se identificó la presencia de un grupo muy numeroso
conformado por Enterobacter agglomerans 16,7%, Entorbacter cloacae 8,3%, Klebsiella
oxytoca 2,4%, Klebsiella ozanae 10,7%, Klebsiella pneumoniae 2,4%, Serratias
marcescens 10,7%, Citrobacter freudi 1,2%, Morganella morganii 2,4%, Providencia
stuartii 1,2%, Pseudomona sp. 1,2% y Escherichia coli. 42,9%, siendo esta última la más
27
representativa del grupo analizado sin descartar que la especie Enterobacter agglomerans
se encontró seguida de la E. coli. Figura 6. Ver anexo 9
Para la época seca se identificó un pequeño grupo, cuya distribución porcentual estuvo
determinada de la siguiente manera por: Enterobacter agglomaerans 7,9%, Klebsiella
ozanae 21,1%, Klebsiella pneumoniae 2,6%, Serratias marcescens 2,6%, Citrobacter
freundi 5,3% y Escherichia coli 60,5%, notándose el mayor porcentaje de esta última
bacteria en el área de estudio seguida de Klebsiella ozanae. Figura 7. Ver anexo 10
En general se destaca que el grupo fecal está conformado en su mayor parte de E. coli,
comportándose como un indicador de contaminación importante para medir la calidad de
agua. Las bacterias restantes que a pesar de encontrarse en menor porcentaje tienen un
valor significante a nivel ambiental y de salud pública.
28
Capítulo 4
DISCUSIÓN
4.1 Contrastación empírica:
En las riberas de los tramos D y E aún se observa ductos o canales cloacales donde se
descarga de forma directa los desechos residuales procedentes de las urbanizaciones y
asentamientos poblacionales informales que rodean el sector, además a simple vista se
observa tuberías sanitarias de viviendas asentadas sobre el estero (suburbio oeste) que
están vertiendo materia fecal permanentemente.
Los promedios logarítmicos de las concentraciones de coliformes totales, fecales, E.
coli y enterococos obtenidas en febrero, marzo y septiembre 2016 son altos en los tramos
(D y E). Estudios anteriores demuestran que la fuerte contaminación proviene del norte
de la ciudad, que el aporte fluvial, las precipitaciones y los flujos de marea cumplen un
rol importante en la distribución espacial de los microorganismos. La presencia de materia
orgánica e inorgánica influye en el crecimiento de estos microorganismos que se acentúa
en el interior de la ciudad (tramos A, B y C). (Baños, 2012) y (Cruz, 2015). La carga
bacteriana existente estaría sumándose, inclusive cuando las aguas internas salen por
efecto de la marea incrementando los niveles de concentración.
En diciembre del 2009 y enero del 2010 se obtuvieron concentraciones de <180 a
>160000 NMP/100ml para CT, CF y E.coli y 84 a 7000 NMP/100ml para CT; de 4 a 450
NMP/100ml para CF; entre 1,8 a 180 NMP/100ml para E. coli y para enterococos
(Dic./2009) de entre <180 a 7900NMP/100ml y (Ene./2010) entre 6 a 610NMP/100ml, a
partir del área interna (puente Miraflores) hacia la altura de Portete y Boya M2 (externa).
(Baños, 2012). En la época seca durante el 2010 se registraron concentraciones de CT
entre 20 a 815 UFC/100gl y E. coli de 20 a 350 UFC/100g en la especie Mytella, es un
molusco bivalvo que se reproduce en el área de puerto Hondo del Estero Salado,
29
confirmando que la biota marina está siendo contaminada por aguas residuales no
tratadas. (Siguencia, 2010)
En suelos ambientales de Hawái se registraron concentraciones de CF y ENT (log
NMP/g± DE) de 1,96±0,18, n=61; 1,21±0,17, n=57 y 2,99±0,12, n=62, respectivamente,
probablemente la presencia de estas bacterias indicadoras sean parte natural de la
microflora del suelo pero pueden influir potencialmente sobre la calidad de los cuerpos
de agua. (Byappanahalli, Roll, & Fujioka, 2012)
Los coliformes fecales son indicadores muy utilizados para medir la calidad del agua,
la SEMARNAT (México) establece para CF la cantidad permisible de 200NMP/100ml,
(Flores, 2014). En Venezuela, según el decreto 883 (Gaceta oficial, 1996) establece el
uso de CT y CF como indicadores, límites que deben ser menores a 1000NMP/100ml y
200NMP/100ml, respectivamente, (Herrera & Suárez, 2005). Un límite de
1000NMP/100ml para CF descrito en el Reglamento para la evaluación y clasificación
para la calidad de los cuerpos de agua superficiales (Costa Rica), el mismo que es
utilizado para el riego de hortalizas, alimentos crudos. (Mora & Calvo, 2010).
La norma ambiental de Cuba para aguas recreativas e interiores, establece por
contacto directo valores (NMP/100ml) de >1x103 CT, ≤2x102 CF y ≤1x102 ENT y para
contacto indirecto ≤5x103 CT, ≤1x103 CF y – ENT. (Larrea-Murrell, 2013). Según los
Estándares Nacionales para la calidad ambiental del agua (Perú) establece para
(NMP/100ml) agua superficial recreación de 4000 (CT) y de 1000 (CF) y para Agua de
conservación del medio acuático de 3000 (CT) y 2000 (CF). (Elordi & Porta, 2013)
Otros indicadores biológicos son sugeridos como Bacteroides spp., Clostridium
perfringens, coliphages and bacteriophages Bacteroides fragilis. La guías para aguas
recreacionales describen valores por contacto primario para agua dulces la media
geométrica ≤200 E. coli/100ml y una concentración máxima de ≤400 E. coli/100ml. Para
30
aguas recreativas, la media geométrica de ≤35 enterococos/100ml y una concentración
máxima de ≤70 enterococos/100ml. (Canada, 2012)
Es un riesgo latente para la salud humana la falta de plantas de tratamiento para aguas
residuales, lugares con alta densidad poblacional representa un problema en la calidad del
agua. (Calderon, Veneros, & Luján, 2011). Elevadas concentraciones de enterococos,
coliformes totales y E. coli puede presentarse después de un aumento del nivel del mar.
En playas (Miami) concentraciones altas de enterococos y C. perfringens a nivel de la
línea de costa y en marea alta fueron registradas con valores de 306 y 270 UFC/100ml,
mientras que, concentraciones de 105 – 106 UFC/100ml de C. perfringens son detectadas
en heces de humanos, cuyos valores son menores (108 UFC/100ml) para enterococos y
E. coli. (Shibata, Solo-Gabriele, Fleming, & & Elmir, 2004).
La elevada población de enterococos no solo es atribuido a la presencia de fuentes
humanas sino a la habilidad que tiene este grupo por sobrevivir por más tiempo en
ambientes salinos, a diferencia del grupo coliformes y E. coli. Este grupo microbiano
además muestra correlación con enfermedades gastrointestinales. (Cui, Yang, Pagaling,
& Yan, 2013)
Las aguas contaminadas de origen fecal, incorporan una variedad de
microorganismos, tal es así, que la K. pneumoniae ha sido aislada de aguas y sedimentos
estuarinos en comparación con K. oxytoca, K. ozaenae, además, es una bacteria miembro
de los coliformes totales. (Barati, 2016) . El 42.9 y 60.5% de E. coli fue detectado en
ambas épocas (húmeda y seca) en este estudio, altos niveles de nutrientes en el agua
favorece el crecimiento, lo cual hace que compita con otras bacterias presentes en el
medio marino. (Oliveira, Sorgine, & Bianco, 2016)
Dufour, 1977, indicó que el 97% de los coliformes provenientes de heces humanos
lo conforma la E. coli, el 1,5% Klebsiella y el 1,7% lo integran Enterobacter y Citrobacter
31
spp. A su vez, entre el 90 y 100%, la E. coli está presente en las heces de animales.
(Canada, 2012)
Actualmente la aplicación de técnicas moleculares permite la detección rápida
para la identificación de especies, el uso de herramientas estadísticas contribuye a
comprender mejor la relación de las BIF con otras bacterias y variables fisicoquímicas.
Evaluar la microflora del suelo como posible fuente para la multiplicación de estos
microorganismos sería temas de interés para futuras investigaciones.
4.2 Limitaciones:
Limitada información actualizada en la temática de estudio a nivel nacional.
Es importante mencionar que en este estudio no se realiza un estudio amplio sobre la
identificación de las especies que forman parte del grupo enterococos.
Se obtuvieron resultados en la matriz agua, a un solo estado de marea (reflujo), en
horas de la mañana y en dos tramos de un ramal del Estero Salado.
4.3 Líneas de investigación:
Aplicar métodos cromogénicos (Colilert y Enterolert) para la cuantificación de
coliformes y enterococos descritas en el Standard Methods, 2012, permitirá reducir el
tiempo en la obtención de los resultados.
Contribuir con los estudios de identificación y cuantificación de otras bacterias que se
encuentren presente en el agua, sedimento y la biota marina mediante la aplicación de
técnicas biomoleculares (qPCR) con el mapeo genético para determinar la biomasa
microbiana en este ecosistema.
Incursionar en la búsqueda de nuevos microorganismos (virus y parásitos) que
deterioran la calidad ambiental del recurso hídrico.
32
4.4 Aspectos relevantes
Contribuir con información actualizada sobre el estudio de las bacterias indicadoras
de contaminación fecal, podrá ser utilizada para mejorar los sistemas de tratamientos para
la eliminación de desechos, fortalecer los programas para la recuperación del estero
salado para la protección de la vida acuática y promover la calidad de vida de la población
en fiel cumplimiento del objetivo 7 del Plan Nacional del Buen Vivir.
33
Capítulo 5
PROPUESTA
Se propone fortalecer los programas ambientales en el campo de la investigación
microbiológica que se encuentren desarrollando o se deseen realizar a través de proyectos
institucionales en el que participen la autoridad ambiental (MAE), el Inocar, la
Universidad de Guayaquil y la Senecyt.
Proyecto
Título: Niveles microbiológicos en los ramales del Estero Salado y su relación
espacial y temporal
Antecedentes
Durante los meses de febrero, marzo y septiembre del 2016, se llevó a cabo el estudio
sobre la cuantificación e identificación de bacterias indicadoras de contaminación fecal
en los tramos D y E del Estero Salado, en el cual se determinó que los coliformes totales,
fecales, E. coli y enterococos registraron concentraciones altas durante la época húmeda
en relación a la seca. Los límites permitidos para CF (200NMP/100ml) en la normativa
ambiental nacional no vigente en la actualidad y el valor referencial (33 – 35 UFC/100ml)
para enterococos (APHA, 2005) estuvieron muy por debajo a lo reportado en el periodo
de medición. Además se pudo determinar que la Escherichia coli es la más representativa
del grupo fecal. De manera general se logró establecer que los vertimientos permanentes
de aguas residuales y desechos de origen domésticos afecta la calidad del agua y que la
contaminación es netamente fecal. (Gamboa, 2016)
Introducción
La contaminación de los recursos hídricos naturales, incluidos los estuarios, es un
problema ambiental de interés en salud pública que amenaza terminar con la
biodiversidad única de cada uno de ellos. Los asentamientos poblacionales a orillas de
34
estos recursos han contribuido a su rápido deterioro por la no apropiada eliminación de
residuos biológicos y químicos nocivos para muchas plantas y especies acuáticos
adaptados a vivir en condiciones ambientales propias de estos recursos. (J.Kennish,
1997).
Justificación
Promover medidas de protección y preservación de estos ecosistemas, en fiel
cumplimiento del objetivo 7 del Plan Nacional de Buen Vivir, “Garantizar los derechos
de la naturaleza y promover la sostenibilidad ambiental territorial y global “mediante el
Proyecto "Recuperación de las áreas protegidas de la ciudad de Guayaquil - Estero Salado
e Isla Santay". (MAE, Recuperación de áreas protegidas, 2015)
Objetivo general
Determinar los niveles microbiológicos en los principales ramales del Estero Salado a fin
de determinar la calidad ambiental y la relación espacial y temporal.
Objetivos específicos
Cuantificar e identificar grupos microbianos de origen fecal y no fecal en agua y
sedimento.
Determinar las características físicas y químicas en agua y sedimentos.
Determinar la correlación de las componentes principales y su comportamiento
espacial y temporal.
Disponer de información actualizada que permita establecer criterios de calidad
microbiológica en la normativa ambiental para la preservación de la vida acuática y
promover ambientes seguros en sitios recreacionales.
Área de estudio
Comprende los ramales ubicados en las zonas I, II y III de acuerdo a la zonificación
realizada por la empresa consultora (Lahmayer-Cimentaciones, 2000) y hasta el sector de
35
cuarentena en canal de acceso al puerto marítimo de Guayaquil del Estero Salado sitio de
estacionamiento temporal de los buques. Mapa
Mapa
Fuente: (Monserrate & Medina, 2011)
Metodología
De campo:
Se realizaran seis monitoreos, tres en la época húmeda y tres en la seca en los estados de
marea (flujo y reflujo). Las tomas de muestras de agua y sedimento se colectaran en sitios
prestablecidos por los investigadores participantes de las instituciones, considerando
estudios anteriores. Se utilizarán embarcaciones con motor fuera de borda y el
posicionamiento con GPS. Se realizara mediciones in situ de parámetros físicos.
De laboratorio
Los análisis de las muestras se realizaran en los laboratorios de las instituciones
participantes (Inocar – UG). Se aplicarán metodologías descritas en el Stándadr Methods,
2005 y/o 2012 para análisis químicos y los microbiológicos se aplicaran metodologías
tradicionales (Standard Methods, 2005 y/0 2012) y actualizadas (biomoleculares) en
especial para la identificación de especies.
36
De gabinete
La información generada será realizará en las instituciones participantes. Se hará uso de
paquetes informáticos, herramientas estadísticas para el análisis de la información,
elaboración de tablas y gráficos y el programa ArcGis para la elaboración de mapas.
Los productos serán entregados a los tres meses de concluir el último monitoreo.
Recurso humano
Personal técnico especialistas en: microbiología (3); química (3); estadística aplicada (1)
y sistemas de información geográfica - GIS (1)
Resultados esperados
Informes de avance (2), Publicaciones (4), Mapas en sistemas GIS de distribución de las
componentes en estudios (2 por cada época)
Beneficios
Fortalecimiento de las relaciones interinstitucionales en apoyo a la investigación
marina.
Fortalecimiento en el área del conocimiento y tecnología para el desarrollo y
aplicación de nuevas técnicas en el la investigación.
Contribuir con información actualizada en la temática ambiental, fortalecer los
programas para la protección del medio ambiente y salud a fin de promover la calidad
de vida de la población en fiel cumplimiento del objetivo 7 del Plan Nacional del Buen
Vivir.
Cronograma de actividades
ACTIVIDADES Mes
1
Mes
2
Mes
3
Mes
4
Mes
5
Mes
6
Mes
7
Mes
8
Mes
9
Mes
10
Mes
11
Mes
12
Mes
13
Coordinación y planificación de
con las
instituciones
participantes
X X X X X X X X X X X X X
37
Adquisición de
materiales y equipos
X X X
Monitoreos en sitios de estudio
X X X X X X
Trabajo de laboratorio
X X X X X X
Trabajo de
gabinete X X X X X X
Difusión y entrega de
resultados
preliminares y
finales
X X
Presupuesto
Requerimientos Costos
USD
Recurso Humano N/A
Adquisición de materiales 50000
Adquisición de equipos 80000
Logística 5000
Materiales de oficina 5000
Total aprox. 140000
38
Conclusiones
Los indicadores analizados muestran una alta población microbiana en la época
húmeda en relación a la seca.
Los resultados muestran que las condiciones (época lluviosa) favorecieron el
desarrollo de las bacterias, el vertimiento de descargas sobre las aguas de los tramos
D y E permite que los microrganismos estén presentes de manera constante.
La incidencia de las lluvias contribuye a elevar el nivel de contaminación
comprometiendo la calidad del agua; por lo que un evento climático anómalo que
incremente el nivel del mar haría que el agua del estero se mezcle con los desechos, el
agua potable y desencadenar problemas en la salud pública.
Las concentraciones altas de coliformes fecales, Enterococos y E. coli, en comparación
con los criterios de calidad microbiológica (200NMP/100ml y 33 a 35 UFC/100ml)
superan lo establecido en la normativa ambiental nacional (Tulas, 2009) e
internacional (APHA, 2005). El nivel de afectación del recurso hídrico es alto en
relación a lo establecido en los acuerdos ministeriales (028 y 097-A).
La presencia de Escherichia coli es cuasi similar a los coliformes fecales esto hace
pensar que el criterio de calidad debe enmarcarse hacia esta bacteria.
La presencia de otras bacterias como parte de flora fecal indica que la más
representativa es la Escherichia coli, esto no descarta que los otras especies que están
en menor proporción puedan alcanzar niveles que generen riesgos en la salud pública,
la contaminación es netamente de origen fecal.
39
Recomendaciones
Ampliar el período de muestreo con el propósito de establecer si este patrón es
permanente o tiene variaciones considerables.
Promover la construcción de plantas de tratamiento para aguas residuales cuya
ubicación estratégica recolecte las descargas de una distribución ordenada de una
adecuada red sanitaria
Realizar una revisión de criterios de calidad microbiológica por parte de la autoridad
reguladora que incluya la participación de entidades que realizan estudios afines a la
temática a fin de establecer nuevos lineamientos.
40
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US Environmental Protection Agency, EPA. (2004). Implementation guidance for
ambient water quality criteria for bacteria. Washington, dc., USA.
Valencia, M., Palacios, C., & Rodríguez, A. (2000). Calidad físico química y
bacteriológica de las aguas alrededor de la ciudad de Guayaquil, 1996 - 1998. (I.
O. Armada, Ed.) Acta Oceanográfica del Pacífico, 10(1), 67-78.
WHO, W. H. (2003). Emerging Issues in Water and Infectious Disease. (K. Pond, Ed.)
France: WHO Library.
Zar, J. (1996). Biostatistical Analysis. (3rd ed.). Prentice Hall, New Jersey, USA.
Anexo 1
Árbol de problema
Contaminación microbiológica de las aguas
estuarinas en el Tramo D y E del Estero
Salado
Económico Cultural
Aumento de plantas
industriales, y
eléctricas.
Aumento de
actividades
portuarias.
Crecimiento
desordenado de la
población.
Desconocimiento
de normas de
higiene y
ambientales.
Desechos originados
por actividades
antrópicas
Desechos industriales
y marítimos en el
agua
Basura en los
alrededores del
estero.
Falta o déficit
de plantas de
tratamientos e
infraestructura
sanitaria
Social Ambiental
Ambiental Social Cultural Económico
Disminución de
actividades
comerciales,
turísticas y
deportivas.
Mayor demanda
de servicios
básicos.
Afecta la
calidad del buen
vivir.
Pérdida de la
estética turística
Transmisión de
enfermedades
originadas por
microrganismos
de origen fecal.
Deterioro de la
calidad del
agua
Alteración del
equilibrio del
ecosistema.
Disminución de
las especies
marinas.
Aumento de los
límites permitidos
de calidad
Efectos
Problema
Causas
Autor: Q.F. María del Carmen Gamboa
Anexo 2
Tabla 4. Posicionamiento geográfico
Sitios de muestreo Perfil Estación *Latitud *Longitud
Puente 5 de Junio P - 1
E-1 2°11’11.20”S 79°53’55.35’’O
E-2 2°11’11.38”S 79°53’54.65’’O
E-3 2°11’11.60”S 79°53’53.82’’O
Puente El Velero P - 2
E-4 2°11’20.76’’S 79°54’06.37’’O
E-5 2°11’21.06’’S 79°54’05.44’’O
E-6 2°11’21.65’’S 79°54’04.14’’O
Entre Puente El Velero y
Puente Av. 26 SO P - 3
E-7 2°11’20.03’’S 79°54’21.43’’O
E-8 2°11’21.15’’S 79°54’21.66’’O
E-9 2°11’22.51’’S 79°54’21.86’’O
Puente de la Avenida 26 SO P - 4
E-10 2°11’22.47’’S 79°54’45.01’’O
E-11 2°11’23.62’’S 79°54’45.00’’O
E-12 2°11’24.53’’S 79°54’44.98’’O
Entre Puente Av. 26 SO y
Puente peatonal “Estadio de
Barcelona”
P - 5
E-13 2°11’23.63’’S 79°55’08.32’’O
E-14 2°11’25.22’’S 79°55’08.24’’O
E-15 2°11’26.57’’S 79°55’07.86’’O
Puente peatonal
“Estadio Barcelona” P - 6
E-16 2°11’20.93’’S 79°55’33.13’’O
E-17 2°11’22.76’’S 79°55’33.04’’O
E-18 2°11’24.85’’S 79°55’32.82’’O
Puente de la 17
“Carlos Gómez Rendón” P - 7
E-19 2°11’30.79’’S 79°55’57.10’’O
E-20 2°11’32.13’’S 79°55’55.40’’O
E-21 2°11’33.45’’S 79°55’53.94’’O
Puente Portete P - 8
E-22 2°11’43.57’’S 79°56’11.97’’O
E-23 2°11’45.11’’S 79°56’10.27’’O
E-24 2°11’46.36’’S 79°56’08.85’’O
*Latitud – Longitud: Coordenadas expresadas en grados, minutos y segundos; S: sur; O: oeste Autor: Q.F. María del Carmen Gamboa
Anexo 3
Tabla 5. Interpretación del NMP y límites de Confianza del 95% por 100 para diversas
combinaciones de resultados positivos, cuando se usan tres tubos de cada dilución con
volúmenes de 10, 1 y 0,1ml
Método Estándar para el Examen de Aguas y Aguas de Desecho, incluyendo sedimentos
bentales y lodos (undécima edición. Editorial Interamericana S.A. 1963
Combinación de 3
tubos positivos
por cada dilución
(10, 1 y 0,1ml)
Índice
NMP/100 ml
Combinación de
3 tubos positivos
por cada
dilución
(10, 1 y 0,1ml)
Índice
NMP/100 ml
Combinación
de 3 tubos
positivos por
cada dilución
(10, 1 y 0,1ml)
Índice
NMP/100 ml
A- B- C A- B- C A- B- C
000
001 3 112 15 223 42
002 6 113 19 230 29
003 9 120 11 231 36
010 3 121 15 232 44
011 6.1 122 20 233 53
012 9.2 123 24 300 23
013 12 130 16 301 39
020 6.2 131 20 302 64
021 9.3 132 24 303 95
022 12 133 29 310 43
023 16 200 9.1 311 75
030 9.4 201 14 312 120
031 13 202 20 313 160
032 16 203 26 320 93
033 19 210 15 321 150
100 3.6 211 20 322 210
101 7.2 212 27 323 290
102 11 213 34 330 240
103 15 220 21 331 460
110 7.3 221 28 332 1100
111 11 222 35 333 >1100
Fuente: APHA, 1963
Autor: Q.F. María del Carmen Gamboa
Anexo 4
Tabla 6. Bacterias indicadoras de contaminación fecal en los sitio de estudio. CT/CF/Ec (NMP/100ml) ENT (UFC/100ml)
Zona Estación Febrero 2016 Marzo 2016 Septiembre 2016
CT CF Ec ENT. CT CF Ec ENT. CT CF Ec ENT.
Tramo D E-1 110000 46000 46000 280000 75000 75000 75000 22000 46000 4300 2300 48000
Tramo D E-2 75000 75000 75000 330000 46000 21000 21000 35000 9300 4300 2300 37000
Tramo D E-3 110000 110000 110000 180000 110000 28000 28000 34000 9300 9300 9300 40000
Tramo D E-4 75000 75000 15000 250000 75000 75000 46000 24000 15000 4300 4300 34000
Tramo D E-5 46000 46000 46000 250000 24000 24000 24000 81000 39000 39000 39000 28000
Tramo D E-6 46000 39000 39000 260000 75000 75000 43000 81000 9300 9300 9300 44000
Tramo D E-7 110000 9300 9300 170000 46000 24000 24000 14000 20000 4300 4300 34000
Tramo D E-8 24000 24000 24000 120000 46000 46000 9300 410000 24000 24000 9300 26000
Tramo D E-9 110000 110000 2300 160000 150000 7500 7500 470000 24000 4300 4300 20000
Tramo D E-10 460000 46000 24000 400000 1100000 15000 15000 980000 15000 2300 910 27000
Tramo D E-11 46000 46000 46000 130000 46000 46000 46000 86000 24000 9300 9300 30000
Tramo D E-12 210000 150000 75000 270000 120000 75000 46000 210000 4300 4300 1500 34000
Tramo E E-13 46000 15000 9300 170000 46000 21000 21000 40000 7500 7500 4300 32000
Tramo E E-14 46000 46000 46000 55000 110000 9300 7500 50000 9300 4300 4300 30000
Tramo E E-15 460000 75000 46000 480000 460000 460000 36000 70000 46000 46000 15000 75000
Tramo E E-16 24000 4300 2300 70000 46000 4300 4300 10000 2300 2300 2300 25000
Tramo E E-17 46000 46000 24000 52000 150000 110000 110000 10000 15000 9300 4300 22000
Tramo E E-18 24000 12000 12000 70000 150000 150000 46000 130000 2300 2300 2300 27000
Tramo E E-19 110000 15000 4300 35000 24000 15000 15000 10000 15000 4300 1500 17000
Tramo E E-20 9300 9300 9300 48000 24000 9300 9300 20000 9300 7500 4300 19000
Tramo E E-21 75000 24000 24000 67000 46000 15000 15000 20000 9300 9300 4300 15000
Tramo E E-22 9300 9300 9300 30000 15000 15000 15000 4000 7500 2300 2300 21000
Tramo E E-23 110000 9300 4300 23000 7500 7500 7500 20000 9300 2300 910 9000
Tramo E E-24 150000 75000 46000 230000 24000 9300 9300 30000 24000 24000 9300 80000
Autor: Q.F. María del Carmen Gamboa
Anexo 5
Tabla 7 Resumen estadístico de la densidad de bacterias indicadoras
de contaminación fecal - log NMP/100ml (CT, CF, E. c) y log UFC/100ml (ENT.)
Parámetros Coliformes totales Coliformes fecales Escherichia coli Enterococos
Épocas Húmeda Seca Húmeda Seca Húmeda Seca Húmeda Seca
Número de
datos 48 24 48 24 48 24 48 24
Promedio 11,08 9,43 10,29 8,78 9,90 8,32 11,22 10,27
Desviación
Standard 1,02 0,80 1,04 0,88 0,97 0,89 1,24 0,48
Mínimo 8,92 7,74 8,37 7,74 7,74 6,81 8,29 9,11
Máximo 13,91 10,74 13,04 10,74 11,61 10,57 13,80 11,29
Rango 4,99 3,00 4,67 3,00 3,87 3,76 5,50 2,18
Fuente: programa STAFGRAPHICS plus versión 5.1
Autor. Q, F. María del Carmen Gamboa
Tabla 8 Comparación de valores mínimos de bacterias indicadoras de
contaminación fecal con criterios de calidad microbiológica
Febrero 2016 Marzo 2016 Septiembre 2016
Tramo D Tramo E Tramo D Tramo E Tramo D Tramo E
Coliformes fecales
(NMP/100ml) 9300 4300 7500 4300 2300 2300
Enterococos
(UFC/100ml) 120000 23000 1400 4000 20000 9000
CCM CF NAE-
Tulas, 2009 200 NMP/100ml
CCM ENT.
APHA-
SM/EPA/WHO
33 - 35 UFC/100ml
Autor: Q.F. María del Carmen Gamboa
Anexo 6
Tabla 9. Bacterias afines al grupo fecal en los sitios de estudio
Febrero/2016 Tramo D Tramo E
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Enterobacter agglomerans X X X X X X X X
Enterobacter cloacae X X X
Escherichia coli x X X X X X X X X
Klebsiella oxytoca X X
Klebsiella ozaenae X X
Klebsiella pneumoniae X
Serratias marcescens X X
Marzo/2016 Tramo D Tramo E
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Enterobacter agglomerans X X X X
Enterobacter cloacae X X X X
Escherichia coli X X X X X X X X X X X X X X X X X
Klebsiella oxytoca
Klebsiella ozaenae X X X X
Klebsiella pneumoniae X
Serratias marcescens X X X X X
Citrobacter freundi X
Morganella morganii X X
Providencia stuartii X
Pseudomona sp. X
Septiembre/2016 Tramo D Tramo E
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Enterobacter agglomerans X X
Escherichia coli X X X X X X X X X X X X X X X X X X X
Klebsiella ozaenae X X X X X X
Klebsiella pneumoniae X
Serratias marcescens X
Citobacter freundi X X
Autor: Q.F. María del Carmen Gamboa
Anexo 7
Tabla 10. Porcentaje (%) de bacterias afines al grupo fecal
en relación a la época (húmeda y seca)
Húmeda % Seca %
Enterobacter agglomerans 16,7 Enterobacter
agglomerans 7,9
Enterobacter cloacae 8,3
Escherichia coli 42,9 Escherichia coli 60,5
Klebsiella oxytoca 2,4
Klebsiella ozaenae 10,7 Klebsiella ozaenae 21,1
Klebsiella pneumoniae 2,4 Klebsiella pneumoniae 2,6
Serratias marcescens 10,7 Serratias marcescens 2,6
Citrobacter freundi 1,2 Citrobacter freundi 5,3
Morganella morganii 2,4
Providencia stuartii 1,2
Pseudomona sp. 1,2
Total 100 100 Autor: Q.F. María del Carmen Gamboa
Figura 2 Diagrama de cajas y bigotes con la distribución por tramos, medias
de coliformes totales (log NMP/100ml) a nivel superficial en relación
a la época, durante Feb./Mzo./Sept./2016
Coliformes totales
log N
MP
/100m
l
7,7
9,7
11,7
13,7
15,7
húmeda seca
Épocas
Autor: Q.F. María del Carmen Gamboa
Anexo 8
Figura 3 Diagrama de cajas y bigotes con la distribución por tramos, medias
de coliformes fecales (log NMP/100ml) a nivel superficial en relación
a la época, durante Feb./Mzo./Sept./2016
Coliformes fecales
log
NM
P/1
00
ml
Épocas
7,7
8,7
9,7
10,7
11,7
12,7
13,7
Húmeda Seca
Autor: Q.F. María del Carmen Gamboa
Figura 4 Diagrama de cajones y bigotes con la distribución por tramos, medias
de Escherichia coli (log NMP/100ml) a nivel superficial en relación a la
época, durante Feb./Mzo./Sept./2016
Escherichia coli
log
NM
P/1
00
ml
Épocas
6,8
7,8
8,8
9,8
10,8
11,8
12,8
Húmeda Seca
Autor: Q.F. María del Carmen Gamboa
Anexo 9
Figura 5 Diagramas de cajones y bigotes con la distribución por tramos, medias de
Enterococos (log UFC/100ml) a nivel superficial en relación a la época
durante Feb./Mzo./Sept./2016
Enterococos
log
UFC
/100
ml
Épocas
8,2
9,2
10,2
11,2
12,2
13,2
14,2
húmeda seca
Autor: Q.F. María del Carmen Gamboa
Figura 6 Porcentaje de bacterias a fines al grupo fecal a nivel superficial en los
tramos D y E – Estero Salado – época húmeda durante Feb./Mzo./2016
16,7%
8,3 %
42,9%
2,4%
10,7%
2,4%
10,7%
1,2%
2,4%1,2% 1,2%
Enterobacter agglomerans
Enterobacter cloacae
Escherichia coli
Klebsiella oxytoca
Klebsiella ozaenae
Klebsiella pneumoniae
Serratias marcescens
Citobacter freundi
Morganella morganii
Providencia stuartii
Pseudomona sp.
Distribución porcentual de bacterias afines al grupo fecal
Tramo D y E - Época húmeda
Autor: Q.F. María del Carmen Gamboa
Anexo 10
Figura 7 Porcentaje de bacterias afines al grupo fecal a nivel superficial en los tramos
D y E – Estero Salado – época seca durante Feb./Mzo./2016
7,9%
60,5%
21,1%
2,6% 2,6%5,3%
Enterobacter agglomerans
Escherichia coli
Klebsiella ozaenae
Klebsiella pneumoniae
Serratias marcescens
Citobacter freundi
Distribución porcentual de bacterias afines al grupo fecal
Tramo D y E - Epoca seca
Autor: Q.F. María del Carmen Gamboa
Anexo 11
Sitios de monitoreo
Puente 5 de Junio Puente El Velero
Puente de la 17 Ducto de descarga
Puente peatonal Barcelona
Ducto de descarga
Ducto de descarga
Puente Portete
Asentamiento informal
Autor: Q.F. María del Carmen Gamboa
Anexo 12
Embarcación utilizada
Ducto de descarga
Muestras recolectadas
Marzo/2016 Febrero/2016
Septiembre/2016
Toma de muestra
Filtración por membrana Preparación de medidos de cultivos
Autor: Q.F. María del Carmen Gamboa
Actividades de laboratorio
Anexo 13
coliformes totales coliformes fecales
Incubación de coliformes fecales en
Baño maría
Presencia de anillo rojo
Prueba indol de Kovacs para E. coli
Enterococos (turbidez del medio)
Caldo BHI 6.5% sal Crecimientos de Enterococos
Agar Bilis Esculina
Pruebas Bioquímicas Siembra de muestras
Agar MacConkey
Observaciones Microbiológicas
Autor: Q.F. María del Carmen Gamboa
Anexo 14
Recuentos de Enterococos
Autor: Q.F. María del Carmen Gamboa
Crecimientos bacterianos en agar
MacConkey
