Scientific Registration nº : 2330 Symposium nº : 21 Presentation : poster

Contaminación bacteriológica en agua y plantas de lechuga en Puebla, México. Contamination bactériologique de l'eau et de plants de laitues en Puebal (Mexique). Bacteriological contamination of water and lettuce in Puebla (Mexico). ROMERO Gaspar (1), BONILLA Noemi (1), CABRERA Carlos (2), SILVA Gabriela (2) (1) Departamento de Investigación en Ciencias Agrícolas del Instituto de Ciencias de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. Apdo. postal 1292, Puebla, Pue., México (2) Facultad de Ciencias Químicas de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. Apdo. postal 1292, Puebla, México.

INTRODUCCION. La región de Atlixco y Huaquechula, Puebla, se caracterizan principalmente por su alto potencial horticola favorecida por diferentes sistemas de irrigación como riego rodado, riego por aspersión (por cañón y pivote central), además de diversas fuentes hidrológicas como aguas del Río Cantarranas, aguas de pozos profundos y aguas negras del Río Nexapa afluente del Río Atoyac y almacenamiento de aguas negras del Río Nexapa en jagüeyes. A su vez la productividad de los terrenos de riego es significativamente mejorada por las condiciones de buen clima que prevalecen en esta región sobre todo la presencia de lluvias bien distribuidas y días templados lo que permite la excelente explotación de una diversidad de cultivos como: maíz, frijol, trigo, cebada, haba, cacahuate, jitomate, chile verde, calabacitas, cebolla, flores, etc. Bajo esta conceptualización el agua de riego tiene relevante importancia en la producción agrícola y pecuaria, esto se ve reflejado en el desarrollo social y económico de la población rural. Sin embargo, la problemática de contaminación en esta zona se caracteriza por el uso de aguas negras en el riego, presentando condiciones sanitarias inadecuadas por su aplicación directa en los cultivos hortícolas; esto ha ocasionado en el productor perdidas económicas, de modo que un número considerable de productores han optado por cambiar la explotación de hortalizas por cultivos forrajeros o florales. Por lo que esta opción no resuelve el problema para la mayoría de los productores, ya que tanto el clima, como la tradición de los agricultores, durante décadas favorecieron la producción de cultivos hortícolas esto aunado a los excelentes ingresos económicos por cosechar dos veces al año.

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En la región se han realizado trabajos de diagnostico, en los que se señala que la solución a este problema se debe plantear, entre los sectores agropecuarios, industrial, salud y el sector que representa los aspectos urbanos y ecológicos.(SARH-C.P., 1986, 1987 y 1989). En base a este diagnóstico y la problemática de la zona, el departamento de Investigación en Ciencias Agrícolas ha desarrollado una serie de proyectos de investigación enfocados a: a) evaluar la presencia de metales pesados en el suelo, b) estimar los índices de contaminación del Río Atoyac y c) determinar el efecto de la contaminación causado por coliformes totales y fecales en planta por el uso de aguas negras. (Tamariz, 1996; Hernández, 1997; Silva, 1997. Respectivamente). El presente trabajo tuvo como objetivo determinar los niveles de contaminación por metales pesados en agua y bajo condiciones de invernadero evaluar la contaminación por metales pesados en la planta de lechuga y su determinación microbiologica (Coliformes Totales y Fecales por el método del Número Más Probable) y presencia de bacteria patógenas (NOM-127-SSA1-1995). CARACTERÍSTICAS GEOGRÁFICAS HIDROLÓGICAS Y DE PRODUCCIÓN AGROPECUARIA DE LA ZONA DE ESTUDIO La región de Atlixco y Huaquechula, se localiza geográficamente en la parte centro oeste del estado de Puebla, sus coordenadas geográficas son los paralelos 18º 49’30” y 18º58’30” de latitud norte y los meridianos 98º18’24” y 98º33’36” de longitud occidental. Su elevación sobre el nivel del mar es de 1800 m. la mayor parte de las zonas planas están dedicadas a la agricultura de riego (INEGI, 1990). La zona de estudio se caracteriza por presentar una explotación intensa en el uso del suelo, con un alto nivel tecnológico y diversidad de cultivos. Las actividades agrícolas registradas son: la horticultura, floricultura, producción de básicos fruticultura y producción de forrajes. La vegetación natural ha sido perturbada casi en su totalidad, persistiendo solo reliquias de especies tales como: Huizache, Mezquite, Huamuchil y ejemplares de Encino, Pino y Oyamel. En el ramo pecuario existen bovinos de leche, porcicultura, caprinocultura y avicultura en pequeña escala y a nivel familiar (SARHCP, 1987). El clima es semicálido húmedo A(c)w1(w), con lluvias en verano (registro anual de 1000 mm), con temperatura media anual entre 18 y 22ºC. La zona de estudio es un extenso valle, al noroeste, se tienen formaciones montañosas aisladas que culminan en los cerros de Zoapiltepec y Texistle; al sureste se localizan los cerros en Mecatepec, la Cumbre, la Cuatillera, Temascaltepec y el Vigilante (INEGI, 1992). Hidrología: La zona se ubica en la cuenca del Río Balsas específicamente en la subcuenca del Río Nexapa, perteneciente a la región hidrológica 7 del Río Atoyac. El Río Nexapa tiene su parteaguas en el Popocatepetl y la prolongación del Tenzo, el cual se forma por la unión de los Ríos Huilapa y Xalapexco, los cuales nacen en Texmelucan, estas corrientes recogen los escurrimientos resultantes de los deshielos del volcán Popocatepetl, el Río Nexapa corre hacia el sur de Atlixco, recibiendo los Ríos y arroyos tributarios de la Barranca de la Leona, del Cuescomate o el Carmen, el Cantarranas, del Ahuizoc, Río Atila o Huitzilac y del Rió Ahuhueyo. Cabe hacer notar que también el Río Nexapa conduce aguas negras que se derivan de la presa Echeverria del Río Atoyac, aguas arriba de la presa Valsequillo, (SARH-C.P., 1987). Tipos de suelos: De acuerdo con la clasificación FAO/UNESCO (1994), en la región los principales tipos de suelo son: Fluvisoles eútricos (Je), Regosoles eútricos

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(Re), Cambisoles eútricos, vérticos y dístricos (Be, Bv y Bd), Litosoles (L), Andosoles mólico y ocrico (Tm y To), Feozem háplicos (Hh) y Rendzinas (E). De acuerdo a la ley de aguas nacionales (SARH, 1992), la zona de estudio cuenta con unidades de riego distribuidas en cuatro tipos de aprovechamientos: derivadora, pozos profundos, unidades mixtas (derivadora-pozo profundo, pozo profundo-manantial, manantial-derivadora) y manantiales. La región de Atlixco y Huaquechula presenta la siguiente zonificación: Zona de riego intensivo, Zona de riego extensivo, Zona de temporal bajo, Zona de temporal maicero, Zona de temporal forrajero, Zona de temporal fruticola forestal y Zona de temporal crítico. Esta región se caracteriza por la gran diversidad de especies, como son las hortalizas (calabacitas, cebolla, cilantro, tomate de cascara, rabanito, jicama, pepino, etc.), forrajes (alfalfa, maíz y sorgo forrajero), flores (gladiola, nube cempasúchil, terciopelo y margaritón), cultivos básicos (maíz y frijol), frutales (aguacate y guayaba). En esta zona se explotan de manera intensiva los recursos agrícolas, pues se establecen de 2 a 3 cultivos por año no existiendo un patrón definido en su rotación (SARH-C.P., 1987). MATERIALES Y METODOS. Para la investigación experimental, se seleccionaron 5 sitios de muestreo en base a recorridos de campo y apoyados con las cartas topográficas edafológicas y de uso del suelo y vegetación, escala 1:50 000 (INEGI, 1990). Se colectaron muestras compuestas de aguas en cada parcela en la entrada del canal, en la parte media y en la parte final del mismo, estos muestreos se realizaron cada cuatro meses durante un año (iniciando en noviembre de 1994 y finalizando en octubre de 1995). Las muestras de agua se estabilizaron con HNO3 concentrado al momento de su colección para preservarlas hasta su análisis. Las muestras de agua obtenidas en los canales de riego, se procesaron conforme a las técnicas propuestas por la US-EPA (1974). Todos los metales fueron cuantificados por espectrofotometría de absorción atómica con tres repeticiones, utilizando un equipo de absorción atómica Perkin-Elmer 3110. Para el experimento en invernadero se tomaron 16 muestras simples para formar cada muestra compuesta. El diseño experimental fue Bloques al azar con tres repeticiones. Los factores de estudio fueron: el agua del Río Cantarranas, el agua negra del Río Nexapa y agua destilada. Este experimento consistió en colocar 5 suelos en macetas de plástico de 3 kg., se sometieron a riego con 3 tipos de agua, dando un total de 15 tratamientos. La planta indicadora fue lechuga (Lactuca sativa), las condiciones de humedad del suelo se mantuvieron a capacidad de campo, para estimar el efecto de contaminación en los suelos y plantas, por el uso de diferentes tipos de aguas, se realizó el análisis de varianza. En la etapa microbiológica, se utilizaron procedimientos de Microbiología Sanitaria, se analizaron los 15 tratamientos de lechuga cultivadas en invernadero regadas con: agua negra del Río Nexapa, agua del Río Cantarranas y agua destilada, en base al análisis microbiológico de planta (lechuga) se determinó la cuantificación de Bacterias Mesofílicas Aerobias (BMA); Coliformes Totales (CT) Coliformes Fecales (CF) y la presencia de bacterias patógenas. NOM-112-SSA1-1995. RESULTADOS Y DISCUSION. En la tabla I se observa que la concentración de los metales en el agua negra del río Nexapa, para las diferentes fechas de muestreo, resultó ser muy variable. Los metales con mayor variación fueron Ni, Cr y Cd. Aún cuando no se colectó agua

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durante todos los meses del año, se observó que la mayor concentración de los metales pesados se presentó en el tercer muestreo (durante la época de inicio de lluvias). Al comparar los resultados con los niveles detectados en el sitio 3 (agua del Río Cantarranas) se observa claramente que todos los metales determinados en los sitios que son regados con aguas negras superan la concentración normativa, por ejemplo, en el caso del Cr la concentración en el sitio 3 fue de 34µg/l y en los sitios 7, 8, 9 y 10 aumentó en más de 10 veces su valor. La Norma Oficial Mexicana NOM-CCA-032ECO/1993, establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las aguas residuales de origen urbano o municipal para su uso mediante riego agrícola, y previene el deterioro ecológico de las aguas en México. En el presente trabajo los niveles de Cr, Ni, Cd obtenidos rebasan los limites establecidos por esta Norma y las recomendaciones de la US-EPA (1973) para aguas de uso continuo en irrigación. Tabla I Concentración de metales pesados en el agua del Río cantarranas y el agua negra del Río nexapa, en los sitios de muestreo comparadas con la Norma Oficial Mexicana y US-EPA (1973) No. de sitio 3 7 8 9 10 Muestreo 1º 2º 3º 1º 2º 3º 1º 2º 3º 1º 2º 3º 1º 2º 3º Metal µg/l

Cu Cr Pb Co Cd Ni

NOM

ND 30 106 ND 120 281 ND 69 176 ND 1 4 34 4 50 44 7 36 46 6 2 ND 96 2 30 95 ND 21 230 ND 4 3 22 2 3 40 1 3 4 1 1 1 3 2 3 3 2 3 10 2 6 4 10 11 40 245 11 24 226 13 NOM-CCA-033-ECO/1993 US-EPA.1973 (en agua de uso continuo para irrigación) NOTA: Todas las determinaciones se realizaron por triplicado. ND= No Detectado. *No reportado

83 15 25 4 3 18

109 70 240 139 41 4 160 66 191 ND 130 178 95 2 12 93 10 2 5 8 224 14 54 320

200 10 500 * 10 200

US-EPA

200 1000 5000 200 10 500

RESULTADOS MICROBIOLOGICOS. Para evaluar la calidad sanitaria de un alimento en este caso hortaliza, es necesario recurrir a la investigación de microorganismos de interés sanitario: microorganismos indicadores (bacterias mesofilicas aerobias, coliformes totales, coliformes fecales y la probable presencia de patógenos). Los resultados del análisis microbiológico de lechuga regada con diferentes tipos de agua revelan: Para la determinación de Bacterias Mesofilicas Aerobias (B.M.A.) NOM-092SSA1-1995, se obtuvo una carga microbiana muy elevada que sobrepasa los límites de aceptación microbiológica permitidos por la S.S.A. (Secretaría de Salubridad) resaltando el hecho de que las cuentas son mayores en aguas negras y de río. Aunque la intención del análisis fue cuantificar la presencia de B.M.A./ml y determinar la calidad sanitaria de la lechuga , no debe descartarse la posibilidad de que existan bacterias viables capaces de inducir enfermedades gastrointestinales al ser consumidas las hortalizas sin una desinfección adecuada, reduciéndose el grado de frescura y acelerándose su deterioro (Tabla II)

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Tabla II Determinación de Bacterias Mesofilicas Aerobias (BMA/ml)en agua del Río Cantarranas, aguas negras del Río Nexapa y agua destilada. Tipos de agua No de sitio Negra(1) Río(1) Destilada(1) * NOM 3 299,000 116,000 56,200 100,000 7 450,000 15,600 4,220 100,000 8 683,300 287,500 47,200 100,000 9 173,400 766,130 114,130 100,000 10 372,660 214,160 124,330 100,000 *NOM-092-SSA1-1995. (1)= Promedio de tres repeticiones. Respecto a la determinación de coliformes totales (C.T), cuyo grupo indicador está formado por los géneros E. coli, Enterobacter, Klebsiella y Citrobacter donde una de las características de este grupo microbiano es la no multiplicación en aguas limpias, o relativamente limpias por lo que su presencia en las aguas de riego revela una contaminación fecal reciente, tomando en cuenta que hasta el momento no existen plantas de tratamiento de aguas en el Estado, estas aguas sin tratamiento de origen residencial y/o industrial que tienen como destino ingresar al cauce de los ríos que además arrastran desechos humanos y animales y/o aguas negras de la ciudad que son utilizadas durante su paso en los terrenos agrícolas para el riego de plantas o bien ser almacenadas en la presa Valsequillo, constituyendo un riesgo potencial para la salud pública como agentes transmisores de enfermedades gastrointestinales por el consumo de frutas y verduras crudas sin lavado y desinfección adecuadas. Tabla III. Determinación de Coliformes totales en aguas negras del Río Nexapa, agua del Río Cantarranas y agua destilada. NMP/100ml. Tipo de agua (1) No. de sitio Negra Río(1) Destilada(1) NOM* 3 17 4