Bacterias Coliformes

¿Qué son las bacterias coliformes?

Las bacterias coliformes incluyen un gran grupo de muchos tipos de bacterias que se encuentran en todo el medio ambiente. Son comunes en el suelo y el agua superficial e incluso pueden aparecer en la piel. También se pueden encontrar grandes cantidades de ciertos tipos de bacterias coliformes en los desechos de humanos y animales. La mayoría de los tipos de bacterias coliformes son inofensivas para los humanos, pero algunas pueden causar enfermedades leves y algunas, transmitidas por el agua, pueden provocar enfermedades graves.

Las bacterias coliformes a menudo se denominan "organismos indicadores" porque indican la presencia potencial de bacterias que causan enfermedades en el agua. La presencia de coliformes en el agua no garantiza que beber el agua cause una enfermedad. Más bien, su presencia indica que existe una vía de contaminación entre una fuente de bacterias (agua superficial, sistema séptico, desechos animales, etc.) y el suministro de agua. Las bacterias que causan enfermedades pueden utilizar esta vía para ingresar al suministro de agua.

Se pueden analizar tipos específicos de bacterias coliformes, especialmente después de que una prueba de bacterias coliformes totales sea positiva. Estos subgrupos de bacterias coliformes incluyen coliformes fecales y Escherichia coli o E. coli. Las bacterias coliformes fecales son específicas del tracto intestinal de los animales de sangre caliente, incluidos los humanos, y por lo tanto se requiere una prueba más específica para detectar la contaminación por aguas residuales o desechos animales. La E. coli es un tipo de bacteria coliforme fecal que se encuentra comúnmente en los intestinos de animales y humanos. Un resultado positivo de E. coli es mucho más serio que las bacterias coliformes por sí solas porque indica que los desechos humanos o animales están ingresando al suministro de agua. Hay cientos de cepas de E. coli, la mayoría de las cepas son inofensivas y viven en los intestinos de humanos y animales sanos, pero algunas cepas pueden producir una poderosa toxina y causar enfermedades graves y la muerte.

Efectos de las bacterias coliformes sobre la salud

Como se mencionó anteriormente, beber agua que está contaminada con bacterias coliformes no siempre causa enfermedades. La mayoría de estas bacterias son inofensivas para los humanos. Si hay bacterias que causan enfermedades, los síntomas más comunes son malestar gastrointestinal y síntomas generales similares a los de la gripe, como fiebre, calambres abdominales y diarrea. Los síntomas son más probables en los niños o en los ancianos del hogar. En algunos casos, los residentes del hogar adquieren inmunidad a las bacterias transmitidas por el agua que son comunes en el agua que beben. En este caso, los visitantes del hogar que no hayan adquirido inmunidad pueden enfermarse después de beber el agua. Dado que los síntomas de beber agua con bacterias coliformes son comunes a muchas enfermedades humanas, es difícil saber que el agua es la fuente del problema sin que ésta se analice.

Normas para agua potable

La mayoría de las bacterias del grupo de los coliformes no causan enfermedades, pero cuanto mayor sea su número, mayor será la probabilidad de que haya bacterias que causan enfermedades. Dado que las bacterias coliformes generalmente persisten en el agua más tiempo que la mayoría de los organismos que causan enfermedades, la ausencia de bacterias coliformes lleva a suponer que el suministro de agua es microbiológicamente seguro para beber. Por lo tanto, el estándar del agua potable requiere que no haya bacterias coliformes presentes en el agua potable. Las bacterias coliformes fecales y E. coli también deben estar totalmente ausentes del agua potable.

Prueba para detectar bacterias coliformes en agua

La prueba en agua más común para detectar bacterias es la de bacterias coliformes totales. Esta prueba está disponible para el público y es económica (generalmente de $10 a $30). Las pruebas de agua para bacterias coliformes totales se pueden ordenar través de una oficina local del Departamento de Protección Ambiental de Pensilvania (Pennsylvania Department of Environmental Protection, DEP) o por un laboratorio comercial de pruebas de agua certificado por el estado. Una lista de laboratorios comerciales certificados, organizados por condado, se puede encontrar en línea en el DEP. También puede llamar a su DEP local o a la oficina de Extensión de Penn State para encontrar un laboratorio certificado local.

Penn State Extension recomienda que todos los suministros de agua privados (pozos, manantiales y cisternas que sirven a una casa individual) sean analizados para detectar bacterias coliformes totales cada año. Si su prueba de agua inicial indica que hay bacterias coliformes totales presentes, es posible que se justifiquen pruebas adicionales para bacterias coliformes fecales y E. coli.

La época del año y las condiciones climáticas pueden afectar la presencia y cantidad de bacterias coliformes en los pozos de agua. Un estudio reciente de Penn State analizó 38 pozos que dieron positivo en bacterias coliformes durante un año en que la precipitación fue casi normal. Estos 38 pozos se volvieron a probar durante un período de clima frío y seco un año después. Menos de la mitad todavía contenían bacterias coliformes, y la mayoría de ellas tenían un número menor de bacterias que las encontradas anteriormente. Dado que a las bacterias coliformes les gusta vivir cerca de la superficie de la tierra y prefieren temperaturas cálidas, es razonable que las bacterias sean más propensas a ocurrir en los pozos de agua subterránea durante las condiciones climáticas más cálidas y húmedas cuando el agua superficial está recargando los acuíferos subterráneos. Por lo tanto, la mayor cantidad de bacterias se encontrará al analizar su pozo poco después de varias semanas de clima lluvioso, mientras que la menor cantidad de bacterias se encontrará al realizar la prueba durante condiciones secas y frías en el invierno. Estas variaciones en las bacterias con la estación y las condiciones climáticas deben tenerse en cuenta al analizar el suministro de agua para detectar bacterias.

Una prueba de agua adecuada para detectar bacterias requerirá que obtenga una botella de muestra esterilizada del laboratorio y recolecte la muestra estrictamente de acuerdo con sus instrucciones. No recoger la muestra en un recipiente estéril puede provocar la introducción de bacterias durante el proceso de muestreo.

Una vez en el laboratorio, su agua puede ser analizada para detectar bacterias coliformes usando una variedad de métodos. Un método común es pasar 100 mililitros (mL) de agua a través de un filtro de membrana para capturar las bacterias. Luego, el filtro se coloca en una placa de Petri con agar para hacer crecer las bacterias durante la noche. Si hay bacterias presentes, aparecen como colonias en el papel de filtro que se pueden contar (Figura 1). Luego, los resultados de las bacterias se informan como el número de colonias por 100 ml de agua.

Figura 1. Una placa de Petri que muestra bacterias coliformes que han crecido después de 24 horas de incubación por filtración de 100 mL de agua de pozo.

Otros métodos de análisis de bacterias buscan cambios de color en los tubos de ensayo que se han incubado con una muestra de agua. Estos métodos pueden expresar simplemente los resultados de bacterias coliformes como "presentes" (P) o "ausentes" (A). En este caso, "presente" solo indica que al menos una bacteria estaba presente en 100 mL de agua. Estos métodos de presencia / ausencia se han vuelto populares porque son simples, menos costosos y más rápidos que los métodos de enumeración. Pero también proporcionan menos información sobre la gravedad del problema de las bacterias que puede ser útil al intentar determinar las causas y las soluciones.

Hay otros métodos de prueba de bacterias coliformes que se basan en cambios de color, pero también proporcionan una estimación del número de bacterias presentes. A menudo, estos métodos se conocen como métodos de "número más probable" (MPN), que utilizan una relación estadística para estimar la cantidad de bacterias en su muestra en función de los cambios de color en varios tubos de ensayo.

A veces, los resultados de las bacterias coliformes se informan como "TNTC" (demasiado numerosos para contar) o "confluentes". TNTC significa que la concentración de bacterias era tan alta que no se podía contar (generalmente superior a 200 colonias por 100 ml). Confluente significa que muchas otras bacterias no coliformes crecieron en la placa, haciendo imposible la identificación de bacterias coliformes. En cualquier caso, se debe enviar otra muestra al laboratorio para una determinación más precisa.

¿Qué tan comunes son las bacterias coliformes?

Las bacterias coliformes son uno de los problemas de contaminación del agua más comunes en los sistemas de agua privados en Pensilvania y en todo Estados Unidos. Una encuesta de 2006 de 450 pozos privados encontró bacterias coliformes en aproximadamente el 35% y bacterias E. coli en aproximadamente el 15% de los pozos privados.

Las bacterias coliformes son mucho más comunes en manantiales y pozos poco profundos en comparación con pozos más profundos porque las bacterias son filtradas naturalmente por el suelo y la roca a medida que el agua superficial se infiltra en el suelo. Los pozos más profundos (más de 100 pies) aún pueden estar contaminados por bacterias coliformes si se construyen incorrectamente al permitir que el agua superficial fluya a lo largo del revestimiento del pozo directamente hacia las aguas subterráneas profundas o si los usos de la tierra cercanos están causando la contaminación de las aguas subterráneas profundas.

Eliminar las bacterias del agua potable

Los problemas con pozos o manantiales que dan positivo para bacterias coliformes a veces se pueden resolver con acciones relativamente simples. Si su suministro de agua da positivo, considere los siguientes pasos para resolver el problema.

• Confirme los resultados de la prueba: antes de tomar decisiones costosas sobre su suministro de agua, asegúrese de que el resultado de las bacterias coliformes que ha recibido sea exacto. Asegúrese de haber utilizado un laboratorio de análisis de agua certificado y de haber seguido cuidadosamente el procedimiento de recolección de muestras utilizando una botella de muestra estéril. Es posible que desee enviar una segunda muestra solo para confirmar el resultado inicial. Además, si solo le hicieron una prueba de presencia / ausencia, puede considerar pedirle al laboratorio que cuente (enumere) las bacterias en su agua. También es importante hacer un seguimiento de las pruebas de bacterias coliformes totales positivas con una prueba de bacterias E. coli para ayudar a determinar la gravedad del problema bacteriano.
• Mantenimiento del sistema: A veces, un simple mantenimiento del suministro de agua puede eliminar la fuente de contaminación bacteriana. Por ejemplo, es posible que desee extender el entubado de un pozo enterrado por encima del suelo e inclinarlo lejos del entubado para evitar que el agua superficial entre en el pozo. Además, asegúrese de que la parte superior de la carcasa tenga un tapón de pozo sanitario y hermético que evite la entrada de insectos y agua superficial. Si tiene un interruptor de control de presión, asegúrese de que la caja del interruptor esté sellada para evitar que entren insectos y animales. Si la bacteria E. coli está presente, verifique que su sistema séptico funcione correctamente y elimine o desvíe las fuentes obvias de desechos animales alrededor del pozo o manantial. Si tiene una tapa de pozo básica holgada, considere cambiar a una tapa de pozo sanitaria; consulte el artículo Protección de pozos con tapones de pozos sanitarios y lechada.
• Cloración de choque: En algunos casos, las bacterias coliformes pueden introducirse en un pozo o manantial debido a un evento de contaminación único o temporal, como una fuerte tormenta o la instalación de una nueva bomba sumergible. La cloración de choque se puede utilizar para desinfectar un pozo o un manantial mediante la introducción de una alta concentración de cloro en el agua durante un período breve. Más información sobre este procedimiento se encuentra en el artículo Cloración de choque de pozos y manantiales. Vuelva a analizar el agua para detectar bacterias coliformes dentro de 10 a 14 días y nuevamente varios meses después. Si las pruebas de seguimiento de bacterias coliformes son negativas, es probable que haya ocurrido un evento de contaminación que haya sido tratado con éxito. Si las bacterias han regresado, deberá considerar un sistema de tratamiento de desinfección continuo como los que se describen a continuación. Un estudio de Penn State descubrió que aproximadamente el 15% de los pozos con bacterias coliformes podrían tratarse mediante la cloración del pozo e instalando un tapón sanitario. Esto fue especialmente cierto para los pozos que tenían una pequeña cantidad de bacterias coliformes (menos de 10 colonias por 100 ml).
• Desinfección continua: si la cloración de choque no logra eliminar las bacterias coliformes de su suministro de agua, deberá considerar comprar un sistema de tratamiento de desinfección que trate continuamente toda el agua que ingresa a la casa. Muchos tipos de sistemas de tratamiento de desinfección que utilizan los procesos descritos a continuación están disponibles comercialmente.

Métodos de desinfección continua

Cloración

Las plantas de tratamiento de agua municipales en los Estados Unidos agregan continuamente cloro para garantizar que su agua esté libre de bacterias. Los sistemas de tratamiento de cloración están compuestos básicamente por un sistema de alimentación que inyecta una solución de cloro (hipoclorito de sodio) o polvo seco (hipoclorito de calcio) en el agua antes del tanque de almacenamiento. La mayoría de los cloradores utilizan bombas de alimentación de desplazamiento positivo para medir el cloro en el agua. Otras unidades pueden usar cloradores de succión o goteros de pellets para administrar el cloro.

El agua cruda que ingresa al clorador debe ser perfectamente clara o libre de sedimentos en suspensión o turbidez para que el cloro mate eficazmente las bacterias. Un filtro de sedimentos se instala de forma rutinaria delante del clorador para eliminar pequeñas cantidades de material en suspensión.

El cloro que se inyecta en el agua se consume ya que mata las bacterias. El cloro también es consumido por impurezas en el agua como hierro, sulfuro de hidrógeno y materiales orgánicos. La cantidad de cloro necesaria para matar las bacterias y oxidar todas las impurezas del agua se conoce como demanda de cloro. Por tanto, la cantidad total de cloro que se debe inyectar en el agua dependerá de la demanda de cloro del agua cruda. Otras características del agua, como el pH y la temperatura, también afectarán la cantidad de cloro que se debe inyectar en el agua. El objetivo de la cloración continua es proporcionar suficiente cloro para satisfacer la demanda de cloro y aún permitir aproximadamente de 0,3 a 0,5 miligramos por litro de cloro residual en el agua. Este cloro residual está disponible para matar las bacterias que pueden ingresar al agua después del clorador.

El tiempo necesario para que el cloro mate las bacterias se conoce como tiempo de contacto. El tiempo de contacto requerido variará según las características del agua, pero una regla general es proporcionar aproximadamente 30 minutos de tiempo de contacto. Los tanques de presión estándar generalmente no son lo suficientemente grandes para proporcionar suficiente tiempo de contacto, por lo que es posible que sea necesario instalar un tanque de retención intermedio más grande. También se puede lograr un tiempo de contacto suficiente haciendo correr el agua a través de una serie de tuberías en espiral. Los requisitos de tiempo de contacto se pueden acortar aumentando la dosis de cloro (supercloración), pero esto puede requerir la adición de un filtro de carbón para eliminar el sabor y el olor desagradables del cloro.

Los sistemas de tratamiento de cloración continua requieren un mantenimiento significativo. Los cloradores deben ser controlados de forma rutinaria para asegurar un funcionamiento adecuado y los suministros de cloro deben reponerse continuamente. Tanto la forma líquida como la sólida del cloro son venenosas e irritantes que deben manipularse de acuerdo con medidas de seguridad específicas.

Luz ultravioleta

La luz ultravioleta (UV) se ha convertido en una opción popular para el tratamiento de desinfección porque no agrega ningún químico al agua. Sin embargo, las unidades de luz ultravioleta no se recomiendan para suministros de agua donde el total de bacterias coliformes supere las 1,000 colonias por 100 ml o las bacterias coliformes fecales superen las 100 colonias por 100 ml.

La unidad consta de una bombilla de luz ultravioleta envuelta en una funda de vidrio de cuarzo (Figura 2). El agua se irradia con luz ultravioleta a medida que fluye sobre la manga de vidrio. El agua sin tratar que ingresa a la unidad debe ser completamente clara y libre de sedimentos en suspensión o turbidez para permitir que todas las bacterias sean irradiadas por la luz. A menudo se instala un filtro de sedimentos delante de la unidad UV para eliminar cualquier sedimento o materia orgánica antes de que ingrese a la unidad. La funda de vidrio de cuarzo también debe mantenerse libre de cualquier película. Se pueden usar soluciones de limpieza durante la noche para mantener limpia la funda de vidrio, o se pueden comprar limpiadores opcionales con la unidad para limpiar manualmente el vidrio. El agua con una dureza alta (calcio y magnesio) también puede cubrir la manga con sarro (un depósito blanquecino de dureza), que puede requerir una limpieza de rutina o la adición de un ablandador de agua. La unidad también requiere electricidad y causará un aumento pequeño pero notable en su factura de electricidad (quizás $2 a $4 por mes).

Figura 2. Una instalación típica de luz ultravioleta con un filtro de sedimento de recipiente pequeño (parte inferior) delante de la unidad de luz ultravioleta.

La desventaja de este sistema es que solo mata las bacterias dentro de la unidad y no proporciona ningún desinfectante residual para las bacterias que puedan sobrevivir o introducirse en las tuberías después de la unidad de luz ultravioleta. Los requisitos de mantenimiento son mínimos para las unidades UV, pero la bombilla perderá intensidad lentamente con el tiempo y será necesario reemplazarla aproximadamente una vez al año. Algunas unidades vienen equipadas con un sensor de intensidad de luz ultravioleta que puede detectar cuando la bombilla no emite suficiente luz ultravioleta. Estos sensores se suman al costo inicial de la unidad, pero pueden pagarse por sí mismos al aumentar la vida útil de la bombilla.

Otras opciones

Se pueden utilizar muchos otros procesos de tratamiento para desinfectar el agua. No se recomiendan para la desinfección continua por una variedad de razones.

Hervir

Hervir agua durante aproximadamente un minuto mata eficazmente las bacterias. Este método se utiliza con frecuencia para desinfectar el agua durante emergencias o al acampar. Sin embargo, hervir requiere mucho tiempo y energía y solo proporciona pequeñas cantidades de agua. No es una opción continua ni a largo plazo para la desinfección del suministro de agua.

Ozonización

En los últimos años, la ozonización ha recibido más atención como método para tratar problemas de calidad del agua, incluida la contaminación bacteriana. Al igual que el cloro, el ozono es un oxidante fuerte que mata las bacterias, pero es un gas mucho más inestable que debe generarse in situ utilizando electricidad. Una vez que se produce el ozono, se inyecta en el agua donde mata las bacterias. Las unidades de ozonización generalmente no se recomiendan para la desinfección porque son mucho más costosas que los sistemas de cloración o luz ultravioleta. Pueden ser útiles cuando deban tratarse varios problemas de calidad del agua, como la desinfección en combinación con la eliminación de hierro y manganeso.

Yodación

El yodo se ha utilizado en el pasado, similar al cloro, para desinfectar continuamente el agua. La yodación ya no se considera una opción de desinfección permanente debido a problemas de salud relacionados con la exposición prolongada a niveles bajos de yodo residual en el agua. La Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. recomienda la yodación solo para la desinfección de emergencia o a corto plazo. Las tabletas de yodo son una opción popular entre los campistas y excursionistas para la desinfección del agua.

Más información

Para obtener más información sobre las ventajas y desventajas de los equipos de tratamiento y para obtener orientación sobre la selección de equipos, consulte Consejos para comprar equipos de tratamiento de agua.

Preparado por Bryan R. Swistock, Asociado de Extensión, Stephanie Clemens, Asistente de Investigación y William Sharpe, Profesor de hidrología forestal.