Idoneidad de Escherichia coli portadoras de genes que codifican proteínas fluorescentes para conocer el destino de las bacterias intestinales durante el tratamiento de aguas residuales

Abstract

El objetivo prioritario del tratamiento de las aguas residuales es eliminar o reducir los riesgos sanitarios y ecológicos asociados al vertido de aguas sin tratar a los medios acuáticos. La legislación vigente establece la idoneidad de estos tratamientos en base a la caracterización físico-química final de los efluentes de las plantas, obviando la caracterización microbiológica. Trabajos previos, realizados con muestras de agua provenientes de la Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR) de Crispijana, han puesto de manifiesto la ausencia de relación entre parámetros físico-químicos y microbiológicos y la mayor sensibilidad de estos últimos a los cambios durante el tratamiento. Además, el seguimiento del proceso mediante ensayos basados en la cultivabilidad infraestima la densidad bacteriana antes y después del tratamiento. Así, tras los tratamientos primario y secundario, se detectaron más de 97% de bacterias no cultivables y, aproximadamente, un 40% de bacterias viables no cultivables (VNC). El análisis de estos resultados indica que los tratamientos primario y secundario aplicados no inducen la entrada en estado VNC. Aunque, la presencia de estas subpoblaciones no cultivables y VNC en los efluentes de las plantas de tratamiento plantea problemas desde un punto de vista sanitario si se consideran los posteriores usos del agua.El comportamiento y destino de E. coli durante el tratamiento sirve de modelo para predecir el devenir de las bacterias intestinales, incluidas bacterias patógenas. Las cepas de E. coli que expresan proteínas fluorescentes pueden distinguirse en el conjunto de una población heterogénea. Se utilizaron las siguientes cepas portadoras de plásmidos en los que se ubican los genes gfp o drFP583 que codifican información para la expresión de las proteína GFP (verde fluorescente) o DsRed (roja fluorescente): E. coli EGFP (Cormack et al. 1996), E. coli pGEN222 y E. coli DsRed (Hakkila et al. 2002). Se comprobó su comportamiento durante su permanencia en microcosmos de agua residual decantada (AD) y tratada (AT) en ausencia y presencia de la microbiota del agua residual. Posteriormente, y dado que el seguimiento de estos microorganismos manipulados no es factible en una planta de tratamiento, se monitorizaron en una planta de tratamiento miniaturizada (parámetros de funcionamiento en equilibrio: caudal=400 ml/h; caudal de recirculación=2-3 l/h; DBOAD=70 mg/l; DBOAT=5 mg/l). La eficacia de la planta miniaturizada (>99,9% de reducción de la carga bacteriana) fue superior a la determinada la planta de tratamiento de Crispijana (98,105%) y se corresponde con el incremento en la eficacia de reducción de DBO y sólidos suspendidos (parámetros físicoquímicos de control obligado). Nuestros resultados muestran una reducción del número de E. coli totales y cultivables descartando que se induzca la transición al estado VNC durante la permanencia en la miniplanta. La reducción en la población de E. coli durante el tratamiento puede atribuirse tanto a procesos físico-químicos, adhesión y floculación (transvase de contaminantes bacterianos del agua al fango), como a procesos microbiológicos, relación de depredación por protozoos (eliminación real). El análisis de los dos tipos de experiencias (microcosmos y miniplanta) parece resaltar el papel de los protozoos en el control de la densidad de las bacterias intestinales y su retirada de los efluentes. Este hecho requiere de confirmación.