Capítulo IV. Reúso de agua residual

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Capítulo IV

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REÚSO DEL AGUA EN LA AGRICULTURA. EPIDEMIOLOGÍA Y NORMATIVIDAD

MC. Juana E. Cortés Muñoz

Objetivo particular:

• Al término del tema el participante comprenderá y analizará la problemática de salud pública asociada al reúso del agua en la agricultura así como su normativa vigente.

Introducción

La competencia y presión que existen por los recursos hídricos, para satisfacer las demandas de consumo humano, de la industria y la agricultura, ha dado lugar a prácticas de riego no sólo con aguas de primer uso (subterráneas o superficiales), sino también al uso de recursos alternos como son las aguas salinas y las aguas residuales crudas o tratadas, cuyas características biológicas, físicas y químicas varían ampliamente, y por esto tiene el potencial para afectar de diferente manera la calidad sanitaria de los cultivos irrigados y la salud pública.

El presente documento se enfoca a identificar y analizar la problemática que representa el reúso de las aguas residuales crudas y tratadas, para la de salud de los trabajadores del campo, para los habitantes de las zonas aledañas a las zonas de riego y los consumidores, con énfasis en los contaminantes biológicos: virus, bacterias, protozoarios y huevos helmintos.

El primer punto trata la situación de salud: tasas de morbilidad y mortalidad debida a enfermedades infecciosas intestinales y parasitosis relacionadas con el agua.

Posteriormente, se presenta una síntesis de las características epidemiológicas y persistencia en el ambiente de algunos microorganismos y organismos patógenos importantes en los esquemas de riego con aguas residuales crudas y tratadas.

Además se hace una revisión de la evolución que ha tenido la normatividad nacional e internacional en materia de uso y reúso del agua en la agricultura, con base en evidencias epidemiológicas generadas en México y otros países.

1.1 Enfermedades infecciosas intestinales y parasitosis

Desafortunadamente, se desconoce en el país la magnitud de los problemas de salud pública asociados al agua, esto es, el sistema de vigilancia epidemiológica no se relaciona con el sistema de vigilancia de calidad del agua, de tal manera que a diferencia de Estados

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Unidos o Canadá, por ejemplo, en países como México es prácticamente imposible saber el número de casos de infecciones intestinales que se deben a deficiencias en el tratamiento del agua para su potabilización, a la falta de desinfección, frecuencia y calidad de la distribución, o al tratamiento y disposición inadecuados de las aguas residuales y excretas. De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud, el mejoramiento en los servicios de agua potable y saneamiento trae consigo beneficios que se consideran invaluables para el desarrollo social y económico, en tanto que las carencias y deficiencias en estos servicios tienen un alto costo en salud, para lo cual basta ver las siguientes estadísticas mundiales (WHO, 2000):

• Se estima que anualmente se presentan 4 billones de casos de diarrea, de los cuales mueren 2.2 millones, principalmente niños menores de cinco años, lo que significa que un niño muere cada 15 segundos. Estas muertes representan aproximadamente el 15% de las muertes infantiles en los países en desarrollo. Se ha demostrado que las intervenciones en el abastecimiento de agua, el saneamiento y las conductas de higiene, reducen las enfermedades diarreicas en promedio entre un cuarto y un tercio.

• Los helmintos intestinales infectan a aproximadamente el 10% de la población de los países en desarrollo, éstos pueden ser controlados mejorando las prácticas de saneamiento, higiene y agua de abastecimiento. Las parasitosis pueden dar lugar a desnutrición, anemia y crecimiento retardado, dependiendo de la severidad de la infección.

• El cólera ha sido un problema en todo el mundo, que se previene abasteciendo de agua bacteriológicamente segura a la población, la disposición adecuada de excretas, y buenas conductas de higiene. En América, la epidemia se inició en Perú en 1990 y se expandió a 16 países, en México el primer caso confirmado se presentó en junio de 1991, después de un siglo de ausencia de este padecimiento. En el continente se reportaron un total de 378,488 casos en 1991.

En 2002, se estimó que cada 14 segundos moría un niño como consecuencia de enfermedades de origen hídrico. El 80% de todas las molestias y enfermedades de un tercio de los habitantes de países en desarrollo son causados por el consumo de agua contaminada y un décimo del tiempo productivo de cada persona se pierde debido a padecimientos relacionados con el agua; asimismo, los residuos y excretas de humano en estos países dan lugar al deterio de la calidad de los cuerpos receptores, al descargar mezclas de sustancias tóxicas como plaguicidas, metales pesados, entre otros, que tienen el potencial de causar efectos adversos a la salud pública (Serra y Quinzani, 2002).

Gleick (2002), plantea que las enfermedades relacionadas con agua contaminada con microorganismos patógenos, incluyen a la mayoría de las infecciones entéricas y diarreas causadas por virus, bacterias y parásitos, siete de los cuales globalmente son causa de serios problemas de salud: amebiasis, giardiasis, ascariasis, teniasis, trichuriasis,

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estrongiloidiosis y uncinariasis. En la tabla 1.1 se presenta una estimación de la prevalencia de algunas enfermedades, cuyas evidencias sugieren que el agua contribuiría al abatimiento de las tasas de enfermedad

Tabla 1.1 Morbilidad y mortalidad de algunas enfermedades relacionadas con el agua

Enfermedad Morbilidad estimada

(episodios por año o persona infectada)

Mortalidad estimada (muertes

por año)

Relación de la enfermedad con el agua y condiciones de

saneamiento Diarreas 1,000,000,000 2,200,000 a 5,000,000 Fuertemente relacionadas a

disposición sanitaria deficiente de excretas, higiene personal pobre, agua de consumo poco segura Helmintiasis

intestinales

1,500,000,000 (personas infectadas)

100,000 Fuertemente relacionadas a

disposición sanitaria deficiente de excretas, higiene personal y doméstica pobre

Fuente: Gleick, 2002

Las enfermedades infecciosas y parasitarias del aparato digestivo continúan presentando altas tasas de morbilidad entre la población mexicana, pues se encuentran entre las 20 principales causas de enfermedad (SSA, 2003). Este grupo de padecimientos incluye: fiebre tifoidea, paratifoidea y otras salmonelosis, shigelosis, infecciones debidas a virus y otros organismos, y las mal definidas, amebiasis, absceso amebiano del hígado y la intoxicación alimentaria bacteriana (Figura 1.1)

Figura 1.1. Tasas de morbilidad en la población general en el período 1990-2002 1 10 100 1000 10000 100000 T as a/ 1 00 00 0 h ab 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 Año

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Las tasas de muerte por enfermedades diarreicas ha disminuido (Figura 1.2), esto indica que la atención médica y familiar hacia los enfermos ha mejorado, pero el que las tasas de enfermedad persistan indican que el trabajo de prevención no ha sido del todo eficiente y efectivo, y el problema es aún mayor para el caso de las infecciones respiratorias agudas, cuyas tasas se mantuvieron con pocos cambios desde 1990 (SSA, 2002).

EII: Enfermedades infecciosas intestinales IRA: Infecciones respiratorias agudas Figura 1.2. Evolución de las tasas de mortalidad por infecciones intestinales e infecciones respiratorias agudas (1980-1999)

1.2 Clasificación ambiental de las infecciones relacionadas con el agua y excretas

Las enfermedades relacionadas con el agua se clasifican básicamente en cuatro categorías: hidrotransmisibles, agua de lavado, basadas en agua, e insectos vectores relacionados con el agua, las primeras tres tienen una mayor asociación con la carencia en el abastecimiento de agua potable (Tabla 1.2).

Tabla 1.2. Enfermedades relacionadas con el agua

Categoría Características Hidrotransmisibles Se deben a la ingestión de agua contamina por excretas de humanos o de

animales, que contienen microorganismos patógenos; por ejemplo: cólera, tifoidea, disentería bacilar, amibiasis, giardiasis y otras enfermedades diarreicas

Agua de lavado Causadas por la higiene personal pobre, y por el contacto de la piel u ojos con agua contaminada; por ejemplo tracoma

Enfermedades basadas en

agua Causadas por parásitos cuyo hospedero intermediario vive en agua contaminada; por ejemplo dracunuliasis, esquistosomiasis y otras helmintiasis

Enfermedades

relacionadas con el agua Causadas por insectos vectores, que se desarrollan en agua, por ejemplo, dengue, paludismo, oncocercosis, tripanosomiasis y fiebre amarilla

Adaptada de Gleick (2002) 0 50 100 150 200 250 300 T a sa /1 00 0 0 0 ha bi ta nt e s 1980 1982 1984 1986 19 88 1990 1992 1994 1996 19 98 Año EII IRA

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Feachem, et. al. (1983), hacen una clasificación de enfermedades causadas por microorganismos patógenos excretados en heces y orina (Tabla 1.3), considerando los efectos que tiene la disposición inadecuadas de excretas, así como los beneficios que traerían algunas modificaciones en la metodología de disposición de éstas, como por ejemplo el tratamiento de las descargas antes de verter a un cuerpo de agua, o de disponerlas en los terrenos de cultivo.

Tabla 1.3. Clasificación ambiental de infecciones debidas a patógenos excretados

Categorías y características

epidemiológicasa

Infecciones Focos de transmisión

ambiental

Principales medidas de control

I. No latentes; baja dosis

infectante Amebiasis Balantidiasis Enterobiasis

Infecciones enteroviralesb Giardiasis

Himenolepiasis Hepatitis infecciosa Infección por rotavirus

Personal

Doméstico Abastecimiento de agua en el hogar Educación para la salud

Mejoras en la habitación Inodoros o letrinas

II. No latentes; media a alta dosis infectante

Infecciones por Campilobacter, Escherichia coli patógenac

Cólera Salmonelosis Shigelosis Tifoidea Yersiniosis Personal Doméstico Agua Cultivos Abastecimiento de agua en el hogar

Educación para la salud Mejoras en la habitación Inodoros o letrinas

Tratamiento de excretas antes de la descarga o reúso

III. Latentes o persistentes; no requieren hospedero intermediario Ascariasis Uncinariasisd Strongiloidiasis Tricuriasis Pastos Campos Cultivos Inodoros o letrinas

Tratamiento de excretas antes de la aplicación en suelo

IV. Latentes y persistentes; vaca o cerdo como hospederos intermediarios

Teniasis Pastos Campos

Forraje

Inodoros o letrinas

Tratamiento de excretas antes de la aplicación en suelo Cocimiento e inspección de la carne V. Latentes y persistentes; hospedero intermediario acuático Clonorchiasis Difilobotriasis Fasciolasis Fasciolopsiasis Gastrodiscoidiasis Heterofiasis Metagonimiasis Opistorchiasis Paragonimiasis Schistosomiasis

Agua Inodoros o letrinas

Tratamiento de excretas antes de la descarga

Control de reservorios animales Control de hospederos intermediarios

Cocimiento de plantas acuáticas y peces

Reducción del contacto con el agua

VI. Dispersión por insectos relacionados con excretas

Filariasis (transmitida por Culex pipiens)

Todas las infecciones de la I a la V pueden ser transmitidas mecánicamente por moscas y cucarachas

Varios sitios fecalmente contaminados, en los cuales los insectos se mantienen

Identificación y eliminación de insectos adecuados en los sitios de mantenimiento

a Ver tabla para datos epidemiológicos adicionales b Incluye virus de la polio, ecovirus y coxsackievirus

c Incluye E. coli enterotoxigénica, enteroinvasiva y enteropatógena d Ancylostoma duodenale y Necator Americanus

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1.3 Características epidemiológicas básicas de los patógenos excretados de importancia en esquemas de reúso de agua en la agricultura

Los peligros asociados al uso directo o indirecto de este tipo de aguas son de dos clases: la salud rural y el problema de seguridad para aquellos que trabajan en el campo o viven cerca de los campos de cultivo, y los riesgos que los productos contaminados representan a través del consumo o manipulación de los alimentos o por contaminación secundaria debida al consumo de productos animales que se encuentran en el área (Bobol, 1992; Shuval, 1991; Linneman, et al., 1984; Bouhom, 2000).

Los aspectos de salud asociados con el uso de aguas residuales para los agricultores, manipuladores y consumidores de cultivos caen dentro de los siguientes puntos:

• El tipo de patógenos que probablemente estén presentes en el agua • La cantidad y tipo de patógenos que llegan a las plantas

• Sobrevivencia en el ambiente gastrointestinal

• Importancia de esta ruta de infección para los diversos patógenos

• Qué cultivos poseen el mayor riesgo potencial para los agricultores y consumidores

• Existen guías o límites disponibles para medir los riesgos potenciales a la salud

En la tabla 1.4 se sintetizan algunas características epidemiológicas de los principales patógenos excretados y presentes en aguas y aguas residuales. Sin incluir a los patógenos emergentes como son los protozoarios Cryptosporidium parvum, Cyclospora cayetanensis, y la variedad O:157 de Escherichia coli.

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Tabla 1.4. Características epidemiológicas de los principales patógenos en aguas residuales Agente Cantidad excretadaa Latenciab Dosis infectiva media Sobrevivencia Multiplicación en el ambiente Enterovirus (incluyendo echo, polio y coxsackie) Hepatitis A Rotavirus 107 106(¿?) 106(¿?) 0 0 0 Baja Baja (¿?) Baja (¿?) 3 meses ? ? No No No Salmonella typhi Otras Salmonellas Shigella Campylobacter Vibrio cholerae Yersinia enterocolytica Leptospira 108 108 107 107 107 105 0 0 0 0 0 0 0 Alta Alta Media Alta (¿?) Alta Alta (¿?) 2 meses 2-3 meses 1 mes 7 días 1 mes 3 meses 7 días Sí Sí Sí Sí Sí Sí No Entamoeba Giardia Balanidium coli Ascaris Ancylostoma Tricocéfalos Hymenolepis Taenia Fasciola hepatica 105 105 ¿? 104 102 103 ¿? 104 ¿? 0 0 0 10 días 7 días 20 días 0 2 meses 2 meses Baja Baja Baja (¿?) Baja Baja Baja Baja Baja Baja 25 días 25 días 25 días 1 año 3 meses 9 meses 10 días 9 meses 4 meses No No No No No No No No Sí Dosis baja (<102); Media (≈104); Alta (>106)

¿? Incierto a Promedio típico

b Tiempo mínimo desde la excresión hasta la infectividad

Fuente: Prost ,1987

Las pruebas de laboratorio muestran que casi todos los organismos patógenos pueden sobrevivir en el agua y suelo por tiempo suficiente para representar riesgo a la salud de los agricultores y manipuladores. En la superficie de los cultivos sobreviven por menos tiempo debido a que se encuentran menos protegidos de los efectos adversos de la luz solar y la desecación; sin embargo, en algunos casos los tiempos de sobrevivencia pueden ser suficientes para representar riesgo a la salud de los consumidores.

Después de la cosecha es importante vigilar el agua con la cual se lavan los productos para evitar contaminación que deteriore su calidad sanitaria. En la tabla 1.5 se presentan los tiempos de sobrevivencia de algunos de estos patógenos (Feachem, 1983; Prost, 1985; FDA-CFSAN, 1998).

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Tabla 1.5. Tiempos de sobrevivencia de algunos agentes patógenos en aguas, suelos y cultivos a 20 - 30 °C

Tiempo de sobrevivencia (días) Patógenos

Aguas Suelo Cultivos

Enterovirus (incluye polio, echo y caxsackievirus <120, comúnmente <50 <100, comúnmente <20 <60, comúnmente <15 Coliformes fecales Salmonella spp Shigella spp Vibrio cholerae <60, comúnmente <30 <60, comúnmente <30 <30, comúnmente <10 <30, comúnmente <10 <70, comúnmente <20 <70, comúnmente <20 --- <20, comúnmente <10 <30, comúnmente <15 <30, comúnmente <15 <10, comúnmente <5 <5, comúnmente <2

Entamoeba histolytica <30, comúnmente <15 <20, comúnmente

<10 <10, comúnmente <2

Ascaris lumbricoides Varios meses Varios meses <60, comúnmente

<30

Fuente: Feachem, 1983

Puede observarse que los virus y los huevos de helmintos presentan los mayores tiempos de sobrevivencia. Patógenos tales como las bacterias, tienen la capacidad de multiplicarse en el ambiente; esta cualidad eventualmente les permite alcanzar concentraciones infectivas.

Los virus y protozoarios solamente se multiplican en el organismo hospedero, su concentración decrece con el tiempo y consecuentemente el riesgo de infección decrece, sin embargo, las dosis infecciosas suelen ser bajas y esto hace que no deban ser ignorados. Algunas características de los microorganismos tenderán a incrementar el riesgo potencial y la importancia que tiene el aprovechamiento de las aguas residuales en salud pública. Shuval ha señalado las siguientes: persistencia por períodos prolongados, períodos de latencia prolongados, baja dosis infectiva, poca inmunidad del hospedero, mínima transmisión simultánea por otras vías como los alimentos, agua y malos hábitos de higiene personal y doméstica

Partiendo de esta base, y de las evidencias epidemiológicas, se concluye que los principales riesgos asociados al aprovechamiento de las aguas residuales para el riego de cultivos son las enfermedades debidas a bacterias y nemátodos intestinales. Los factores que determinan el riesgo de infección pueden clasificarse como sigue:

• Cantidad excretada por un individuo infectado. Varía con los individuos y puede ser aleatoria o cíclica.

• Latencia. Es el período necesario para que un agente patógeno excretado pase a la forma infecciosa. Los virus y bacterias son infectivos inmediatamente, pero los helmintos pueden requerir días o meses para pasar a la forma infectante.

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• Sobrevivencia en el ambiente extraintestinal. Un patógeno de corta sobrevivencia deberá infectar a un hospedero o desaparecerá. Un patógeno de sobrevivencia alta será más difícil de eliminar durante el tratamiento debido a que es más resistente.

• Capacidad para multiplicarse en el ambiente. Esto le da cierta ventaja a las bacterias. • Dosis infectiva para el hospedero susceptible, lo cual es difícil determinar, debido a

que está en función de la respuesta inmune inducida por exposiciones previas.

Los mecanismos de infección asociados a agentes que causan enfermedades hidrotransmisibles en esquemas reúso de aguas residuales en el riego pueden ser: contacto directo, diseminación en aerosoles, ingestión de productos irrigados con agua contaminada, contacto con cuerpos de agua contaminados. Los factores que influyen en el efecto de los patógenos son: tasa de muerte de los microorganismos, patogenicidad, dosis infectiva mínima, inmunización de la población, distancia de las áreas irrigadas a las viviendas, métodos, tiempo y duración de la irrigación, y las condiciones hidrogeológicas(BMZ-GTZ, 2000)

Con base en las evidencias epidemiológicas y las características de los patógenos, la Organización Mundial de la Salud (1989), definió los riesgos relativos a la salud humana asociados al uso de aguas residuales crudas o deficientemente tratadas (Tabla 1.6).

Tabla 1.6. Riesgos sanitarios relativos al uso de excretas y aguas residuales sin tratar en agricultura

Tipo de agente patógeno/infección Frecuencia excesiva de infección o enfermedad Nemátodos intestinales Ascaris spp Trichuris trichiura Anquilostomas Elevada Bacterias

Diarreas bacterianas (como cólera, fiebre tifoidea) Menor Virus Diarreas virales Hepatitis A Mínima Tremátodos y céstodos Esquistosomiasis Clonorquiasis Teniasis

De elevada a nula, según el método de utilización de excretas y las circunstancias

locales

Fuente: Organización Mundial de la Salud, 1989

Los parámetros de calidad microbiológica del agua para riego, particularmente importantes desde el punto de vista de la salud pública son: organismos indicadores de contaminación bacteriológica (coliformes fecales, estreptococos fecales y Clostridium perfringens), y patógenos (enterobacterias, enterovirus, rotavirus y nemátodos intestinales).

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Debe tenerse gran cuidado en el contenido de los geohelmintos, esto es los nemátodos intestinales cuya fase infectante se lleva a cabo en el suelo (Figura 1.3), se excretan en altas cantidades en la materia fecal, hay una alta incidencia entre la población (Tabla 1.7) y tiene tiempos de sobrevivencia prolongados.

Figura 1.3. Ciclo de vida de Ascaris lumbricoides Tabla 1.7. Helmintiasis más frecuentes

Helmintos Frecuencia Agente causal

Ascariasis 30% Ascaris lumbricoides

Tricuriasis 21% Trichuris trichiura

Enterobiasis 19% Enterobius vermicularis

Fuente: Tay, 1995.

1.4 Normatividad en el reúso de agua para la agricultura

Las guías de calidad microbiológica del agua para uso en la agricultura fueron propuestas por la Organización Mundial de la Salud (1989), con base en evidencias epidemiológicas de los riesgos reales asociados con el uso de aguas residuales crudas y efluentes tratados (Tabla 1.8). Estas directrices o guías, tienen como objetivo principal la eliminación de agentes patógenos, particularmente nemátodos intestinales aún cuando en general, en

Huevo embrionado Estado infectivo HUMANO AMBIENTE EXTRAINTESTINAL La larva se libera en el intestino Circulación Pulmones (madura) Traquea Faringe Intestino delgado 15-25 cm 20-40 cm Adultos en el lumen del intestino delgado Huevo fértil Hasta 240,000 huevos al día Huevos en las heces

(diagnóstico) 104/gramo Huevo no fertilizado El huevo embriona en suelo, lodos días o semanas Ingestión Adapatado de NCDC Huevo embrionado Estado infectivo HUMANO AMBIENTE EXTRAINTESTINAL La larva se libera en el intestino Circulación Pulmones (madura) Traquea Faringe Intestino delgado 15-25 cm 20-40 cm Adultos en el lumen del intestino delgado Huevo fértil Hasta 240,000 huevos al día Huevos en las heces

(diagnóstico) 104/gramo Huevo no fertilizado El huevo embriona en suelo, lodos días o semanas Ingestión Adapatado de NCDC

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diferentes países las normas para los diferentes usos del agua se basan en límites máximos permisibles de bacterias coliformes totales y coliformes fecales.

Tabla 1.8. Guías de calidad microbiológica recomendadas para el uso de aguas residuales en la agricultura.a Cate-goría Condiciones de aprovechamiento Grupo expuesto Nemátodos intestinales b,d Coliformes fecales c,d Tratamiento de aguas residuales necesario para lograr la calidad microbiológica exigida A Riego de cultivos que comúnmente se consumen crudos, campos deportivos, parques públicos e Trabajadores, consumidores y público ≤1 ≤1000e Serie de estanques de estabilización que permiten lograr la calidad microbiológica indicada o tratamiento equivalente B Riego de cultivos de cereales industriales y forrajeros, praderas y árboles f Trabajadores ≤ No se recomienda ninguna norma Retención en estanques de estabilización por 8 a 10 días o eliminación equivalente de helmintos y coliformes fecales C Riego localizado de cultivos en la categoría B cuando ni los trabajadores ni el público están expuestos

Ninguno No aplica No aplica Tratamiento pasivo

según exija la

tecnología de riego por no menos que

sedimentación primaria

a En casos específicos se deberían tener en cuenta factores epidemiológicos, socioculturales u ambientales de cada lugar y modificar las directrices de acuerdo a ello

b Media aritmética del número de huevos por litro. Especies Ascaris y Trichuris y anquilostomas c Media geométrica, número por 100 mililitros

d Durante el período de riego

e Conviene establecer una directriz más estricta (≤200 coliformes fecales por 100 ml)para prados públicos como los de los hoteles, con los que el público puede estar en contacto directo

f En el caso de árboles frutales, el riego debe cesar dos semanas antes de cosechar la fruta y ésta se debe recoger del suelo. No conviene regar por aspersión.

Fuente: OMS, 1989

En la NOM-ECOL-001-1996, se establece que para determinar la contaminación por patógenos se tomará como indicador a los coliformes fecales. El límite máximo permisible de estas bacterias para las descargas que se vierten en aguas y bienes nacionales así como las vertidas en suelo, para riego agrícola, es de 1,000 y 2,000 como número más probable por 100 mililitros, para el promedio mensual y diario respectivamente. Determina que los huevos de helmintos son el indicador de contaminación por parásitos. El límite máximo permisible para descargas vertidas en suelo, para riego agrícola, es de un huevo de helminto para riego restringido y cinco huevos por litro para riego no restringido (Tabla 1.9).

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Tabla 1.9. Norma para coliformes fecales y huevos de helmintos en México

Riego Norma de coliformes fecales (CF/100 ml) Norma de huevecillos de nemátodos (huevos/litro)

Restringido 1000m-2000d 5

No restringido 1000m-2000d 1

Fuente: NOM-ECOL-001, 1996

Los criterios de calidad del agua para indicadores microbiológicos en Columbia Británica, incluyen a Escherichia coli, coliformes fecales, enterococos y a Psudomonas aeruginosa (Tabla 1.10).

Tabla 1.10. Criterios de calidad microbiológica del agua para uso agrícola en Columbia Británica

Uso del agua Escherichia coli a Enterococos a Pseudomonas

aeruginosa Coliformes fecales a Cultivos que se ingieren

crudos ≤77/100 ml ≤20/100 ml

No aplica ≤200/100 ml

Irrigación: acceso al

público y al ganado ≤385/100 ml ≤100/100 ml ≤10/100 ml percentil 75 No aplica

Irrigación general ≤1000/100 ml ≤250/100 ml No aplica ≤1000/100ml

a Media geométrica de al menos cinco muestras en un período de 30 días

En Estados Unidos, el estado de California ha sido pionero en la reutilización de aguas residuales municipales, y son sus regulaciones las que el país utiliza como modelo a través de Agencia de Protección Ambiental (EPA, por siglas en inglés), para analizar el desarrollo regulatorio en la materia (Tabla 1.11).

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Tabla 1.11. Síntesis de las guías de la EPA para reúso de agua en la agricultura

Tipo de reúso Tratamiento requerido Calidad del agua

Cultivos para alimento comercialmente no procesados Secundario Filtración Desinfección <2.2 coliformes fecales/100 mL 1 mg/L de Cl2 residual después de

30 minutos de tiempo de contacto mínimo

Turbiedad ≤2 NTU ≤10 mg/L de DBO Cultivos para alimento

comercialmente procesados, incluyendo hortalizas y viñedos

Secundario

Desinfección ≤ 200 coliformes fecales/100 mL 1 mg/L de Cl2 residual después de

30 minutos de tiempo de contacto mínimo

≤30 mg/L de DBO ≤30 mg/L SS Cultivos forrajeros, pastura, fibra y

semillas

Secundario Desinfección

≤ 200 coliformes fecales/100 mL 1 mg/L de Cl2 residual después de

30 minutos de tiempo de contacto mínimo

≤30 mg/L de DBO ≤30 mg/L SS

Fuente: Committe on the use of treated municipal wastewater effluents and sludge in the production of crops human consumption, 1996

Los límites establecidos en México, son semejantes a las guías de calidad propuestas por la OMS (1989) y son menos restrictivos que los criterios de Columbia Británica en cuanto a la calidad bacteriológica.

El Gobierno de South Australia, clasifica el agua para diferentes usos en cuatro categorías que consideran las características microbiológicas (coliformes o E. coli), la turbiedad, la DBO y los sólidos suspendidos, los otros parámetros químicos se definen de manera más precisa de acuerdo con cada uso en particular. En el caso de agua para riego, en la tabla 1.12, se presenta la clasificación.

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Tabla 1.12. Clasificación de agua in South Australia Clase Usos Criterio microbiológico Coliformes termotolerantes (o E. coli)/100 mL (media) Criterio físico/químico (media) A Riego irrestricto < 10

Puede requerir remoción específica de virus, protozoarios y huevos de helmintos

Turbiedad ≤2 NTU DBO <20 mg/l B Riego restringido de

cultivos, irrigación de pastura y forraje para animales que pastan

< 100

Puede requerir remoción específica de virus, protozoarios y huevos de helmintos

DBO <20 mg/l SS <30 mg/l C Riego restringido de

cultivos, irrigación de pastura y forraje para animales que pastan

< 1000

Puede requerir remoción específica de virus, protozoarios y huevos de helmintos

DBO <20 mg/l SS <30 mg/l

D Riego restringido

Riego para la producción de césped

Silvicultura

< 10,000

Puede requerir remoción específica de virus, protozoarios y huevos de helmintos

Fuente: South Australia EPA, 1999

Existen prácticas de tratamiento de las aguas residuales que se aplican en algunos países, que protegen tanto a los consumidores como a los trabajadores agrícolas. Esto se basa en un alto control del nivel de tratamiento a que el agua debe someterse para su uso en la agricultura (Tabla 1.13).

Tabla 1.13. Pretratamiento de aguas residuales para la irrigación de algunos cultivos. Prácticas en Estados Unidos, Israel, Alemania y Sudáfrica

California

Cultivo Inundación Aspersión Israel Sudáfrica Alemania

Uso irrestricto para cultivos que se consumen crudos <2.2 C.F/100 ml Coagulación, filtración, desinfección, turbiedad<10 unidades No se permite excepto para frutas que se mondan --- Irrigación solamente en la fase de floración Cultivos que se comen después de cocinar o procesar Efluentes primarios Efluente secundario + desinfección, <23 C:F/100 ml <1000 C.F./100ml en 80% de las muestras Efluente terciario Se permite irrigación con efluente terciario 4 semanas antes de la cosecha Forrajes, fibras y

semilla Efluente primario Efluente primario Efluente secundario Efluente terciario Si es riego por aspersión, efluente terciario +cloración Árboles frutales y

viñedos

Efluente primario No se permite Efluente secundario Efluente terciario, cloración; No riego por aspersión Fuente: Saenz, 1987

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Se observa que en California, E. U., el nivel de coliformes es muy bajo para el riego de cultivos que se consumen crudos (3 unidades logarítmicas10 menos que México). En Sudáfrica, para el cultivo de productos que se consumen cocinados o procesados se usan efluentes terciarios, que son efluentes con alta calidad biológica y en general química. Los efluentes primarios y secundarios se utilizan solamente par el riego de forrajes, con contenido de coliformes fecales <1000/100 ml en California e Israel.

En la actual legislación mexicana, el problema es que con un límite de cinco huevos por litro, los agricultores, manipuladores de cultivos, así como sus familias y la fracción de la población que habita en las cercanías de los campos de cultivo están más expuestos, dado que la dosis infectiva 50 es de un huevo y la intensidad o gravedad de la infestación en el humano depende de la cantidad de huevos que se ingieran.

Los estudios epidemiológicos que se realizaron en México para evaluar los riesgos a la salud asociados con el uso de aguas residuales en la agricultura (Cifuentes, et al., 1993), indican que la exposición al agua residual cruda aumenta los riesgos de infección por A. lumbricoides entre los niños y adultos (Tabla 1.14).

Tabla 1.14. Prevalencia de parasitosis intestinales, según la exposición y edad

Grupos de exposición Alta

Agua negra Control Baja 1ª. Presa de retención Intermedia

Ascaris lumbricoides 0 - 4 años 10.0 (34/341) 0.6 (2/327) 11.7 (42/357) 5 - 14 años 12.5 (94/759) 1.0 (8/809) 8.5 (67/795) 15 + años 4.5 (60/1394) 0.0 (0/1243) 2.5 (39/1515) Giardia lamblia 0 - 4 años 21.2 (46/216) 20.5 (67/327) 16.5 (38/230) 5 - 14 años 13.5 (60/442) 12.5 (101/809) 14.0 (66/480) 15 + años 4.5 (16/347) 4.0 (48/1243) 6.0 (28/472) Entamoeba histolytica 0 - 4 años 6.5 (22/341) 6.7 (22/327) 6.4 (23/357) 5 - 14 años 17 (127/759) 14.0 (113/809) 20.5 (161/795) 15 + años 16.5 (229/1394) 15.0 (188/1243) 17.5 (262/1215)

Fuente: Cifuentes, et al., 1993. Encuesta de sequía, Valle del Mezquital 1991

De acuerdo con los datos de la encuesta de sequía, los niños del grupo de mayor exposición, experimentan mayores riesgos a las enfermedades diarreicas e infecciones amibianas; estas últimas, aparentemente, en menor proporción (Tabla 1.15).

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Tabla 1.15. Prevalencia de enfermedades diarreicas, según la exposición y edad

Grupos de exposición Alta

Agua negra Control Baja 1a. Presa de retención Intermedia 0 - 4 años 19.6 (56/285) 13.6 (55/404) 15.5 (47/302)

5 - 14 años 6.5 (42/656) 4.5 (45/1028) 8.0 (51/651)

15 + años 8.0 (43/546) 7.0 (119/1749) 8.5 (53/631)

Fuente: Cifuentes, et al., 1993. Encuesta de sequía, Valle del Mezquital, 1991

Blumenthal et al. (1996), llevaron a cabo una evaluación de las guías de nemátodos propuestas por la Organización Mundial de la Salud para riego restringido e irrestricto, basado en loes estudios epidemiológicos y ambientales realizados en México y Brasil respectivamente.

Del análisis de los estudios epidemiológicos concluyeron que el valor guía de ≤1 huevo/litro protege a los consumidores, pero no a los trabajadores del campo y sus familias, en particular a los niños, sobre todo cuando los sistemas de tratamiento de aguas residuales no son estables, cuando hay recontaminación de las aguas residuales tratadas y cuando hay consumo de vegetales contaminados con esta agua, de tal manera que la guía debe ser más estricta, una media de ≤0.5 huevos de nemátodos por litro.

Esto fue soportado por los resultados obtenidos en Brasil y Leeds, acerca de la persistencia de los huevos de Ascaris lumbricoides en lechugas irrigadas con aguas residuales crudas y tratadas (Tablas 1.16 y 1.17).

Tabla 16. Media del número de huevos de Ascaris lumbricoides por lechuga, después de irrigación por cinco semanas con agua residual cruda y tratada, conteniendo de 0 a 202 huevos por litro (experimentos en campos del noreste de Brasil)

Efluente de lagunas de estabilizacióna

Experimento No. Agua residual

cruda A F M3

1. Media del no. de huevos por

litro de agua de riego 166 14.25 0.4 0

Media del no. de huevos por lechuga

59.74 0.56 0 0 2. Media del no. de huevos por

litro de agua de riego

202 18.46 0.2 0 Media del no. de huevos por

lechuga 29.26 0.58 0 0

a A, laguna anaeróbica; F, laguna primaria facultativa; M3, 3ª laguna de maduración Fuente: Blumenthal, et al., 1996

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Tabla 1.17. Media del número de huevos de Ascaris galli por planta, después de la irrigación por cinco semanas con aguas residuales conteniendo 1 a 50 huevos por litro (experimentos en glasshouse en Leeds)

Media del número de huevos por planta después de la irrigación con aguas residuales conteniendo (no. de huevos por litro):

No. de experimento

1 10 50 1 0.34 1.5 2.17

2 0.12 0.22 0.73

3 0.17 0.30 0.92

Estos resultados muestran que el tratamiento de las aguas residuales a un nivel de ≤1 huevo por litro parece adecuado para proteger contra el riesgo de infección por nemátodos en los consumidores, ya que en los estudios microbiológicos se observó que en cultivos de corta vida y contaminados con pocos huevos, éstos pueden degenerar o no tener tiempo suficiente para embrionar.

No obstante lo anterior, los estudios epidemiológicos sugieren que el tratamiento de aguas residuales a niveles de ≤1 huevo por litro, en donde la guía de coliformes para uso no restringido no se cumple, aunque protege a los adultos, es insuficiente para proteger de ascariasis por consumo a los niños, dado que en los campos, los huevos pueden permanecer el tiempo suficiente para embrionar y ser infectantes.

Foto 1.1 Taenia

Sugieren con base en estudios epidemiológicos realizados en el Distrito de Riego 03, que para proteger a los agricultores contraer infecciones entéricas por virus y bacterias se puede considerar una guía de ≤104 coliformes fecales/100 ml, y que un nivel de 103 coliformes fecales/100 ml incrementaría la seguridad en sitios donde existen grandes poblaciones en riesgo a través del trabajo en el campo. También manifiestan que el límite para huevos de helmintos debe ser más estricto, ≤0.5 huevos/litro, si la meta es detener la transmisión de infecciones por nemátodos.

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En 1998, Ruiz-Palacios et al., llevó a cabo una revisión sobre los riesgos para la salud de los agricultores y consumidores, asociados con las normas vigentes en México sobre el uso de aguas residuales en la agricultura, basado en los estudios epidemiológicos que el Instituto Nacional de la Nutrición (México) y la Escuela de Higiene y Medicina Tropical de Londres efectuaron en el Valle del Mezquital entre 1989 y 1992. Los resultados de estos estudios epidemiológicos sobre infecciones entéricas sugieren la necesidad de revisar la normatividad mexicana para la reutilización del agua residual en la agricultura. Es importante que las autoridades encargadas de definir las políticas de reutilización de agua residual en México decidan cuál es el abordaje más adecuado para las condiciones locales. Existen varios escenarios posibles:

• Que no haya riesgo potencial de infección - que no se detecte indicadores fecales;

• Sin exceso de riesgo de infección - por encima de aquel riesgo por otras vías de transmisión;

• Un riesgo mínimo pero aceptado o reconocido - equilibrando factores económicos y de salud pública; y

• Minimizar la morbilidad en la población expuesta, i.e., consumidores, agricultores y población vecina a las áreas de riego.

Los estudios de México sugieren que los escolares y los adultos que están en contacto directo con aguas residuales pueden estar en riesgo de contraer infecciones entéricas aún a un nivel de 104 CF/100 ml. Un nivel menor, de 103 CF/100 ml, como establece la norma vigente en México (1996), aumentaría la seguridad en sitios donde hay grandes poblaciones en riesgo a través del trabajo en el campo y donde hay niños expuestos frecuentemente. Las autoridades deberán tomar la decisión de qué camino seguir, es decir, si al valorar el costo económico de dicha norma contra los riesgos a la salud pública se opta por el escenario de riesgo mínimo, entonces sería aceptable una norma de 104 CF/ 100 ml.

Foto 1.2 Ascaris

La norma vigente de huevecillos de nemátodos (OMS 1989) no es adecuada para proteger la salud de los agricultores y sus familias, especialmente a los niños. Una norma más estricta de <0.5 huevos/litro, es necesaria para dar esta protección a los agricultores y sus

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familias. En México la norma de huevos de nemátodos para el riego restringido es de < 5 huevos/litro, y resulta evidente que esta norma debe hacerse más estricta. Para asegurar un riesgo mínimo de infección, se requiere una norma de por lo menos < 1 huevo/litro. Los estudios epidemiológicos reportados y otros estudios recientes, no muestran evidencias que sugieran que la norma de coliformes fecales de la OMS para riego no restringido (1989) de 103 CF/100 ml, no sea adecuada para proteger la salud de los consumidores. Los estudios realizados en México, sugieren que el consumo de verduras regadas con 104-105 CF/100 ml conlleva un riesgo mínimo de infección entérica. La norma mexicana, de 103 CF/100ml, es evidentemente adecuada para proteger la salud de los consumidores en las áreas de riego (en donde las infecciones entéricas son endémicas) y de las grandes poblaciones urbanas de consumidores (en donde la tasa de infecciones entéricas es menor).

En conclusión la propuesta que estos autores plantearon sobre calidad del agua para riego agrícola a fin de proteger la salud de los agricultores y sus familias así como a los consumidores es la siguiente (Tabla 1.18):

Tabla 1.18. Cambios propuestos a la norma mexicana NOM-001-ECOL-1996 (Ruiz-Palacios et al., 1998)

Riego Norma OMS Norma mexicana vigente Norma propuesta para México

Restringido No se requiere < 1 1000m-2000d < 5 < 104 < 1

No

restringido < 10

3 < 1 1000m-2000d < 1 < 103 < 1

m= media mensual, d= media diaria

Blumenthal, et al., (2001), proponen otros cambios a las guías de la OMS (1986), basados en el análisis y combinación de estudios microbiológicos, epidemiológicos y de evaluación cuantitativa de riesgos (Tabla 19), definiendo:

• Categoría B1. Trabajadores agrícolas y pobladores de áreas cercanas con contacto directo con aguas residuales o aerosoles cuando se irriga con rociadores

• Categoría B2. Trabajador agrícola que irriga por inundación o en surcos

• Categoría B3. Trabajadores agrícolas que irrigan por inundación y surcos y además cuando hay niños expuestos regularmente por contacto o cuando juegan con el agua

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Tabla 1.19. Pautas microbiológicas revisadas y recomendadas para la utilización de aguas residuales tratadas en la agriculturaa

Categoría Condiciones para la reutilización expuesto Grupo Técnica de irrigación

Nemátodos

intestinales b (media

geométrica del no. de

huevos por litroc)

Coliformes fecales (media geométrica

del no. por 100 mld)

A Riego irrestricto Hortalizas A1 y vegetales para ensalada crudos, campos de deportes, parques públicose Trabajadores, consumidores, público Cualquiera ≤0.1f ≤103 Trabajadores B1 (pero ningún niño menor de 15 años), comunidades cercanas (a) Rociado ≤1 ≤105 B2 como en B1 Inundación/ surcos ≤1 ≤103 B Riego restringido Cultivos de cereales, industriales, para forraje, pasto y árbolesg Trabajadores B3 incluyendo niños menores de 15 años, comunidades cercanas Cualquiera ≤0.1f ≤103

C Riego localizado Ninguno Por goteo No aplica No aplica

a Los factores epidemiológicos, sociales y ambientales locales se deberán de tomar en cuenta y por consiguiente las pautas cambiadas. b Especies Ascaris, Trichuris y anquilostomas; la pauta también tiene el propósito de proteger contra los riesgos que presentan los protozoarios parásitos.

c Durante la época de irrigación (si aguas residuales son tratadas en lagunas de estabilización o en embalses de tratamiento y

almacenamiento de aguas residuales suministradas consecutivamente por lotes, cuales han sido diseñadas para lograr estas cantidades de huevos, entonces el monitoreo rutinario de calidad del efluente no es requerido).

d Durante la época de irrigación (recuentos de coliformes fecales preferentemente deberían ser hechos semanalmente o al menos mensualmente).

e Una pauta más rigurosa (≤ 200 coliformes fecales por 100 ml) es apropiada para céspedes públicos, tales como los céspedes de un hotel, con el cual el público podría tener contacto directo.

f Esta pauta puede ser aumentada a ≤1 huevos por litro si (i) las condiciones son caliente y seco, y la superficie de irrigación no está utilizada, o (ii) si el tratamiento de aguas residuales es complementada con campañas de quimioterapia antihelmíntica en áreas de reutilización de aguas residuales.

g En el caso de árboles frutales, la irrigación debería cesar dos semanas antes de la recolección de la fruta, y ninguna fruta deberíaser recolectadadel suelo. Irrigación con rociadores no debería usarse.

Con respecto a protozoarios intesinales como Giardia intestinales, Ciefuentes, et al. (2000), concluyen del estudio realizado en el Mezquital, Hidalgo, México, que hay una fuerte asociación entre las giardiasis y los recientes de agua de consumo no protegidos y deficiencias en la disposición de heces (razón de momios de 1.76, con intervalo de confianza al 95% de 0.95 a 3.23 y 0.97 a 1.45, respectivamente). No demostraron exceso de riesgo en individuos expuestos a aguas residuales no tratadas (razón de momios 1.07 e IC al 95% de 0.84-1.36), comparados con los grupos control que utilizan agua almacenada en un reservorio ( 1.22, IC 95% 0.94-1.58), y no se detectaron riesgos debidos a las actividades agrícolas

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Autoevaluación

Instrucciones: Lea cuidadosamente cada una de las preguntas y seleccione la respuesta correcta . 1. Selecciona la enfermedad infecciosa intestinal relacionada con el agua:

a) Lepra

b) Fiebre tifoidea c) Paludismo d) tracoma

2. ¿Las enfermedades causadas por la ingestión de agua contaminada con excretas son?

a) Hidrotransmisibles b) Basada en agua c) Relacionada con agua

3. de acuerdo a la clasificación de Feachem (1983), ¿De las enfermedades ocasionadas por patógenos excretados las ascariasis son?

a) No latentes, media a alta dosis infectante b) No latentes, bajo dosis infectante

c) Latentes o persistentes, no requieren hospedero intermediario

d) Latentes y persistentes, vaca o cerdo como hospederos intermediarios

4. ¿Cómo se llama el periodo que transcurre para que un agente patógeno excretado pase a la forma infecciosa?

a) Persistencia b) Sobrevivencia c) Latencia

5. ¿Cuáles son los microorganismos que en general presentan mayor tiempo de sobrevivencia en agua y suelo?

a) Bacterias y virus b) Ascaris y bacterias c) Amibas

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