DESINFECCION DE AGUAS PARA CONSUMO HUMANO

1. DESINFECCION DE AGUAS PARA CONSUMO HUMANO Facultad de Ingeniería Instituto de Ingeniería Sanitaria U.B.A. Ing. Enrique Lázaro

2. Organismos que regulan la calidad del agua potable • O.M.S – Guías para la calidad del agua potable – 3ª Edición - 2006 • Codex Alimentarius • E.P.A. • C.E.E. Diario Oficial de las Comunidades Europeas – 98/83/CE • Código Alimentario Argentino – Cap XII

3. Regulaciones • Características Físicas • Características Químicas • Inorgánicas • Sustancias con umbral • Sustancias citotóxicas cancerígenas • Orgánicas • Características Microbiológicas

4. OMS Valores Guía para la verificación de la calidad microbiológica Agua destinada al consumo humano: E. coli o bacterias coliformes termotolerantes: ausencia en 100 mL de muestra. Agua tratada en el ingreso al sistema de distribución: E. coli o bacterias coliformes termotolerantes: ausencia en 100 mL de muestra. Agua tratada en el sistema de distribución: E. coli o bacterias coliformes termotolerantes: ausencia en 100 mL de muestra.

5. C.E.E. 98/83/CE Parámetros microbiológicos • Escherichia coli (E. coli) 0 en 100 mL • Enterococos 0 en 100 mL A las aguas comercializadas en botellas u otros recipientes se aplicarán los valores siguientes: • Escherichia coli (E. coli) 0/250 ml • Enterococos 0/250 ml • Pseudomonas aeruginosa 0/250 ml • Recuento de colonias a 22 °C 100 ufc /ml • Recuento de colonias a 37 °C 20 ufc /ml

6. Código Alimentario Argentino Características Microbiológicas: • Bacterias coliformes: NMP a 37 °C- 48 hs. (Caldo Mc Conkey o Lauril Sulfato), en 100 ml: igual o menor de 3. • Escherichia coli: ausencia en 100 ml. • Pseudomonas aeruginosa: ausencia en 100 ml. • Bacterias mesófilas en agar (APC - 24 hs. a 37 °C): en el caso de que el recuento supere las 500 UFC/ml y se cumplan el resto de los parámetros indicados, sólo se deberá exigir la higienización del reservorio y un nuevo recuento.

7. E.P.A. • Giardia Lamblia 3.0 Log • Virus: 4.0 Log • Coliformes Totales: < 5% de las muestras positivos • Criptosporidium: 2.0 Log * • HPC • Legionella Turbiedad 0.3 NTU

8. Regla primordial de la OMS Las posibles consecuencias para la salud de la contaminación microbiana son tales que su control debe ser siempre un objetivo de importancia primordial y nunca debe comprometerse. No debe ponerse en peligro la desinfección para intentar controlar los subproductos de la desinfección (SPD).

9. Calidad Microbiológica Causa enfermedades infecciosas y parasitarias • Por Ingestión: ruta fecal-oral: Cólera, Tifus, Disentería, Hepatitis infecciosa, Giardiasis, Amebiasis, etc. • Por contacto: Aguas contaminadas usadas para la higiene: Equistosomiasis, Gusano de Guinea

10. El 40% de los episodios diarreicos son de chicos menores a 5 años

11. Principales enfermedades transmitidas por contaminación fecal Bacterias • Cocos o esféricas (esteptococos, estafilococo, sarcina): 1 a 3 µm • Bacilos (alargados): 0.3 a 1 µm de diámetro y 1 a 10 µm de largo • Vibrios (curvados): 0.6 a 1 µm de diámetro y 2 a 6 µm de largo • Espirilos (en espiral): 50 a 100 µm de largo Fiebre tifoidea, disentería bacilar, cólera, brucelosis, leptospirosis, gastroenteritis, etc.

12. Principales enfermedades transmitidas por contaminación fecal Virus Agrupamiento de DNA o RNA con cubierta proteica. Parásitos obligados. • Tamaños de 0.01 a 0.1 µm Polivirus, meningitis, parálisis muscular, enfermedades respiratorias, enterovirus, hepatitis, etc.

13. Principales enfermedades transmitidas por contaminación fecal Protozoos y Helmintos • Organismos unicelulares, con núcleo, de vida libre, principalmente parásitos. • Tamaños de 1 a 20 µm Áscaris lumbricoides, cryptosporidium, giardia lamblia, amebas, equistosoma, tenia saginata.

14. Probabilidad de contaminación • Nivel de contaminación Cuidado de la fuente • Dosis infectiva • Susceptibilidad del hospedador Grupos de riesgo

15. La conclusión general es que si no hay patógenos derivados de contaminación fecal, no se producen endemias o epidemias transmitidas por el agua.

16. Otros microorganismos Presentes en la flora normal del agua • Oportunistas: Pseudomonas, Legionella Aeromonas, Klebsiella, Serratia, etc. • Peligro para ciertos grupos de riesgo.

17. Otros microorganismos Otros microorganismos Algas verde – azuladas • Productoras de toxinas: hepatotoxinas, neurotoxinas, lipolpilosacáridos. • Cuidado de la fuente – nutrientes.

18. Otros microorganismos Organismos molestos • Actinomicetes, cianobacterias, crustáceos • Causan turbiedad, olor, gusto, son visibles

19. TRATAMIENTO DE DESINFECCIÓN PREMISAS BASICAS • Seleccionar y cuidar la fuente de agua • Seleccionar el mejor método de tratamiento • Controlar que funcione adecuadamente • Mantener las redes de distribución • Controlar en forma adecuada: control microbiológico.

20. Microorganismos indicadores REQUISITOS QUE DEBEN CUMPLIR • Estar presente donde hay patógenos • Estar en igual o mayor número que los patógenos • Ser específicos de contaminación fecal • No multiplicarse en el agua • No ser patógeno • Igual de resistente a los tratamientos de desinfección • Removible por tratamientos aplicables a los patógenos • Fácilmente detectables: rápido y barato

21. Microorganismos indicadores • ESCHERICHIA COLI: altamente específico de heces humanas y de animales de sangre caliente. • COLIFORMES TERMOTOLERANTES: relacionados con contaminación fecal o de alcantarilla. E.Coli presuntivo • COLIFORMES TOTALES: determina la calidad sanitaria del tratamiento. • ESTREPTOCOCOS FECALES – Enterococos: mayor relación con contaminación fecal. Más resistentes a los tratamientos. • CLOSTRIDIOS SULFITO REDUCTORES: Esporulados. Indica contaminación fecal. • HPC – Recuento en placa: Indica calidad general del agua y del tratamiento. OMS – Guías para la calidad del agua potable – 3º Ed.

22. Otros indicadores • Virus Citopatogénicos • Pseudomona Aeruginosa • Legionella • Estafilococos Aureus • Cándida Albicans • Protozoos: Giardia y Criptosporidium • Virus humanos.

23. Estrategias del tratamiento Ya que no hay indicadores ideales, se pueden combinar microorganismos. • Constancia en los controles: roturas o errores humanos. • Conviene muchos baratos y no pocos caros • En todas las etapas

24. SELECCIÓN DE LA ESTRATEGIA DE DESINFECCIÓN Función de las condiciones locales y de tres objetivos principales: • Entregar agua libre de patógenos • Control en la producción de SPD • Presencia de desinfectante en la red de distribución.

25. PROPIEDADES GENERALES DE ALGUNOS DESINFECTANTES

26. Necesidad de la desinfección • 1850: se conocen enfermedades transmitidas por el agua • 1880: Teoría del germen de Pasteur permite comprender el problema • 1880: John Snow dilucida epidemia de cólera en Londres. • Los mayores brotes se dan por contaminación de la fuente y fallas en el traramiento.

27. Mecanismos de Inactivación • Destruye o daña la pared celular • Interfiere el metabolismo productor de energía • Interfiere síntesis de proteínas y crecimiento • Destruye ADN

28. FORMAS DE DESINFECCIÓN AGENTES FÍSICOS • Sedimentación natural: decantación de partículas en suspensión por acción de la gravedad. Esporulados y huevos de helmintos. • Coagulación – Floculación – Sedimentación: comportamiento igual que los coloides. Incorporación a flóculos

29. Eliminación de bacterias en función de la disminución de la turbiedad

30. FORMAS DE DESINFECCIÓN AGENTES FÍSICOS Filtración: • Filtros rápidos: 98% de remoción. Retención en intersticios. • Filtros Lentos: 96% de remoción. Formación de una capa orgánica. Biodegradación.

31. FORMAS DE DESINFECCIÓN AGENTES FÍSICOS Radiación UV • Longitud de onda: 254 nm

32. FORMAS DE DESINFECCIÓN AGENTES QUÍMICOS Características generales • Destruir en corto tiempo los patógenos desde cualquier concentración inicial. • No ser tóxicos en las dosis usuales • No dar olor ni sabor • Bajo costo. Manejo fácil y dosificación segura • Fácilmente determinables • Mantener residual

33. Actúan por su poder oxidante • Cloro y derivados • Cloraminas • Bromo • Yodo • Dióxido de cloro • Ozono • Permanganato de potasio • Peróxido de hidrógeno • Iones metálicos (no oxidante)

34. OTROS USOS DE LOS OXIDANTES • Minimizar la formación de SPD • Control de organismos molestos • Oxidación de hierro y manganeso • Prevención del recrecimiento en redes • Remoción de gustos y olores • Mejorar la eficiencia de la coagulación y filtración

35. OTROS USOS DE LOS OXIDANTES • Prevención del crecimiento de algas en sedimentadores y filtros • Remoción de colores

36. El factor CT • Es el producto de la concentración del bactericida “ C ” en mg/L, medida como residual, por el tiempo de contacto “ T ” en minutos. • Predice la eficiencia bactericida • Se desprende de la ley de Chick-Watson. • Es función de la temperatura, el pH y de la química del agua

37. Desarrollo matemático • Sigue una cinética de 1º orden en t • ln (N/No) = - kCT • k : constante de reducción del microorganismo • % inactivación : (1 – N/No) x 100

38. Representación gráfica de la ley de Chick

39. Los valores CT se encuentran en tablas, para los distintos microorganismos

42. CT Comparativo entre desinfectantes

43. Sub Productos de la Desinfección - SPD • Residuales de desinfectantes • Sub-productos inorgánicos • Sub-productos orgánicos • Sub-productos orgánicos halogenados

44. Regulaciones EPA estado 1

45. Regulaciones EPA estado 2

46. CLORACIÓN

47. Cloración • 1846: Dr. Semmelweis - Hospital de Viena • 1854: John Snows – pozo en Londres • Bélgica: 1900’s – primer uso en proceso continuo • EE UU: 1908 • Aumento 50% expectativa de vida

48. Cloración 24 16 8 1900 Muertes por fiebre tifoidea en EE UU

49. QUIMICA DE LOS COMPUESTOS Cloro - Cl2 • Gas verdoso en CNPT. Se produce por electrólisis de salmuera alcalina. • Es estable y se vende en cilindros o tanques, licuado. • Su densidad es 2.5 veces la del aire. • La pureza es del 99.5%

50. QUIMICA DE LOS COMPUESTOS Hipoclorito de Sodio - NaClO Lavandina – Lejía – blanqueador • Líquido amarillento con leve olor a cloro • Se produce haciendo reaccionar Cl2 + NaOH • Es muy soluble y poco estable • La concentración es de 10 a 14% como cloro activo • Lo afecta la temperatura, la luz, el tiempo y las impurezas