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Oficina de la Investigation y del Desarrollo -
en el EPA
La Oficina de la Investigacion y del Desarrollo
(ORD) conduce un programa integral de la investiga-
cion y del desarrollo de los origenes, de la transporta-
cion y del proceso de destination, de la vigilancia, del
control, de la evaluation de los nesgos. y de los efectos
de los contammantcs ambientales. Estas actividades
son implementadas por medio de las oficinas centrales,
oficinas de soporte tecnico, y doce laboratories de
investigacion distribuidos por todo el pafs. La investi-
gacion se enfoca en los asuntos claves cientfficos y
tecnicos, para asi generar decisiones solidas hoy, y de
esa manera anticipar los desafios complejos del manana.
Con un programa de investigacion fuerte y concisa, que
da soluciones menos costosas y mas efectivas, se pre-
viene el dano total al medio ambiente.
Foto de la cubierta por Lang Photography.
-------
"El total de los casos reportados de la epidemia llegan a
ser casi trcs cuartos dc un millon. Desde el origen de la
epidemia en enero de 1991. el numero de casos
reportados han sido 746,968, con 6.448 muertes."
(Epidemia de Colera en fas Americas, CDCActualiyiadn, II defebrerode 1993)
Aunque estas estadfsticas son
alarmantes, el riesgo de un brote
extensive de colera propagado por el
agua en los Estados Unidos es
minimo. Tratamiento efectivo de las
aguas potables y residuales junto con
los habitos adecuados de higiene
personal, han contnbuido a una linea
de defensa exitosa contra la
propagacion de colera en los EE.UU.
De todos modos, la facilidad de viaje
internacional ha asegurado la
importacion de una gran variedad de
enfermedades que no son
consideradas como nativas de Norte
America.
Adicionalmente, a pesar de que
las fatalidades causadas por
enfermedades propagadas por el
agua han disminuido
dramaticamente en los Estados
Unidos durante este siglo, reportes
anuales de enfermedades causadas
por microorgamsmos propagados
por el agua contmua estando en los
miles. Por ejemplo, solo un brote de
cryptosporidiosis propagado por el
agua en el oeste de Georgia (1987),
afecto a un estimado de 13,000
personas. En las "colonias"
(poblaciones pobres en el borde
entre Mejico y Tejas), altos niveles
de enfermedad han sido asociados
con la falta de acueductos publicos y
el tratamiento inadecuado de las
basuras. Mientras las palabras
"fiebre tifoidea" se desvanecieron de
nuestro vocabulario, palabras como
"Giardia" "Legionella," y "Virus
Norwalk" se estan volviendo mas
familiares.
La Agencia para la Proteccion
del Ambiente de los Estados Unidos
(U.S. EPA), por medio de su Oficina
de Investigacion y Desarrollo
(ORD), esta conduciendo una
investigation para asf mejorar el
entendimiento y la prevencion de la
contaminacion del agua con
microorganismos daninos. Desde la
vigilancia de nuestros sistemas de
agua subterranea por patogenos
virales...al desarrollo de tecnologias
mas efectivas para sistemas grandes
o pequenos...a la suministracion de
asistencia tecnica que es critica en
otras naciones, cientificos e
ingenieros del ORD continuan con
su mision de asegurar aguas sanas.
Como el enfoque de nuestros
esfuerzos se ajusta para enfrentar los
desafios que emergen, exitos pasados
y presentes anaden a nuestro arsenal
cientifico contra la enfermedad.
Un investigator esta
a/slando una
bacteria mfecciosa
en una de las
camaras de
contenimiento de
patogenos de ORD.
Imprimido en Papel Readable
-------
Microorganismos Asociados con Enfermedades Propagadas por el Agua
Los siguientes grupos de rnicroorganismos han sido relacionados con la production de enfermedades
propagadas por el agua. Al mismo tiempo que cada patogeno es aislado e identificado como una amenaza
contra la calidad del agua, los investigadores del ORD tratan de descubrir las barreras y metodos de
desinfeccion, cuya combinacion es la mas efectiva para minimizar el riesgo de exposicion a los humanos.
Bacteria. Las bacterias son las formas de vida mas dadas.
Un patogeno bacterial puede oscilar de aproximadamente
0.4 a 14 jam (un jim o "micrometre" es lo mismo que un
un-mil de un milimetro) en longitud, y de 0.2 a 1.2 |im de
ancho. Patogenos bacteriales claves que son responsables
por enfermedades propagadas por el agua incluyen
Legionella, Salmonela tifica, Shigella, y Vibrio cholerae.
Virus. Los virus estan inactivos cuando estan afuera de
una celula anfitriona. Virus relacionados con enfermedades
propagadas por el agua, tienen capas de protefna que
proveen protection contra los peligros del ambiente y
tienen medidas desde 0.02 a 0.09 |0m. Al contrario de la
bacteria y de los protozoos, ellos solo contienen una clase
de acido nucleico (RNA o DNA). Patogenos claves
incluyen hepatitis A y el virus Norwalk..
Protozoa Los protozoos, que son comunes en abastos de
agua, son mas grandes que las bacterias y los virus. Para
sobrevivir condiciones difi'ciles del medio ambiente,
algunas especies pueden producir una capa protectora y
tomar un periodo de descanso llamado un "quisle." El
enquistamiento puede proteger un protozoo contra la
desinfeccion del agua potable, y de esta manera, facilitar la
propagation de laenfermedad. Los protozoos claves que
estan siendo estudiados como los agentes de ciertas
enfermedades propagadas por el agua incluyen Giardia y
Cryptosporidium.
Fotos del virus y de la bacteria por CNRI/SPUPhoto
Researchers, Inc
-------
i,Por que enfermedades
propagadas por el agua no
pueden ser eliminadas?
Microorganismos estan presentes
en todas partes de nuestro medio
ambiente. Invisibles al ojo humano,
muchos de estos microbios pueden
ser encontrados en la tierra, el aire, la
comida, y el agua. Aunque los seres
humanos carecen de microorganis-
mos antes de nacimiento, las circuns-
tancias de exposicion constante (ej.
respirar, comer, y beber) dejan que
una flora microbial se establezca en
nuestro cuerpo sin riesgos graves
Los Patogenos microbiales
(microorganismos capaces de causar
enfermedades), sin embargo, pueden
y usualmente hacen dano a quien se
infecta. Ademas, enfermedades que
para individuos sanos pueden ser
causadas por el "china," pueden ser
fatales para individuos que ttenen un
sistema inmunodeficiente. En unos
casos, una infeccion puede persistir y
crear un "estado portador," donde el
agente de una enfermedad puede
refujiarse en el cuerpo (y propagarse)
sin sintomas aparentes.
Enfermedades propagadas por el
agua son tfpicamente consideradas
como esas enfermedades que resultan
por la ingestion de agua contaminada.
Otras formas de infeccion que estan
siendo estudiadas por el EPA, inclu-
yen la inhalacion de vapores de agua,
y tambien, los contactos entre cuerpos
durante bafios (patogenos oportunis-
tas) en hospitales.
Puesto que la ingestion voluntaria
de agua (beber agua) y el banarse son
practicas universales, y la ingestion
accidental durante actividades recrea-
tivas (ej. nadar, esquiar en el agua,
chapotear) son comunes, proteccion
inadecuada de la integridad del agua
puede resultar en una erupcion exten-
sa de brotes (los Centres para el
Control de Enfermedades define que
un brote es dos o mas casos de una
enfermedad que pueden ser remonta-
dos a un origen comun). Debido a que
los sintomas pueden ser moderados y
de corta vida, se estima que solamente
una fraccion de los brotes propagados
por el agua es reconocida, reportada, e
investigada. De estos, el agente
patogeno es identificado solamente en
la mitad de los casos. Adicionalmente,
los expertos creen que algunos de los
brotes de las enfermedades que son
relacionadas con las comidas, pueden
ser onginadas por una infeccion
inicial, (ej. de un trabajador en un
restaurante) causada por el agua
potable contaminada.
Las bacterias, los virus, y los
protozoos son los grupos de microor-
ganismos que contienen patogenos
primordialmente concernientes en el
estudio de enfermedades que son
propagadas por el agua. Para eliminar
estos patogenos de nuestras aguas,
especialmente de las aguas potables,
parece simple teoricamente.
Simpiemente mezcle un desinfectante,
permita suficiente tiempo de contacto
para asi asegurar la inactivacion
(haciendo que los microbios sean
mcapaces de producir ia enfermedad)
y summistre el agua a las lineas de
distribucion.
En reahdad, muchas circunstan-
cias hacen que el escenano anterior
sea imposible de realizar. Las caracte-
rfsticas fisicas del agua, representadas
pnmariamente por contemdos disuel-
tos y solidos, pueden afectar el proce-
so de desinfeccion. El contenido
qufmico, que ocurre naturalmente
tanto como antropogenicamente (ej.
producido por humanos), interfiere
con las reacciones quimicas deseadas
durante el tratamiento y la
desinfeccion. Finalmente los patoge-
nos asociados (ej. encajonados o
amontonados) con organismos mas
complejos (ej. alga, rotiferos, gusanos)
pueden ser resistentes a la accion de
los desinfectantes.
Es estimado que
nadadores y
chapoteadores
ingieren de 0.3 a
1.7onzasde
agua, cada ves
que to hacen.
Para malar o
inactivar
contaminantes del
agua potable, como
bacteria (B),
protozoo (P), y
viruses (V),
adecuado tiempo
de contacto con el
desinfectante (cloro
o Cl en esta
presentacion)
deben ser
permitidos.
Absorcion de y el
estacamiento de
particu/as solidas
(S) pueden inibir el
proceso de
desinfeccion.
-------
Agua
Cruda
Chequeo
Coagulacion/
Mezcla Rapida
Floculacion
Filtracion
Dismfeccion
Tanque claro
para el
sostenimiento
Al Sistema de
Distribucion
Figura 1. Diagrama
de fabrication
simplificado para el
proceso del
tratamiento de agua
potable.
Para saltar estos obstaculos en la
desinfeccion, el tratamiento exitoso
del agua potable y residual general-
mente incluye una serie de pasos. Los
diagramas de fabrication en las figures
I y 2 muestran los pasos que se usan
en los procesos tfpicos de desinfeccion
del agua potable y residual.
En el caso de la desinfeccion del
agua potable, cuando las impurezas
ban sido retiradas, suficiente desinfec-
tante es anadido para inactivar los
patogenos. Adicionalmente, un nivel
residual del desmfectante debe ser
mantenido a traves del sistema de
distribucion para proteger contra
problemas que puedan ocurrir (ej.
microorganismos que se filtran a
traves de crateres en las Ifneas de
distnbucion o por la regeneration de
los mismos).
Operation correcta del sistema de
distnbucion y de las practicas correc-
tas del mantenimiento son esenciales
para restringir la entrada, la recupera-
tion, y la supervivencia del patogeno.
Estas practicas (en acordanza con
Geldreich y todos, 1992) incluyen:
Desagiie sistematico de todo el
sistema de distnbucion "para
obtener un mejor movimiento del
residue de cloro por todas las partes
de la caneria ... para asi desplazar
el agua periodicamente, que esta
estatica en secciones donde el flujo
es lento, y donde el agua esta
estancada en canerias con finales
sin salida y en tanques de reserva;"
Arreglos y reemplazos efectivos de
los componentes de la h'nea de
distribution (ej. rompimiento de
tuberias principales y de contadores
de servicio) en una manera sanitaria
(ej. partes limpias, desinfectadas, y
el desagiie de las Ifneas reparadas,
las valvulas, y los accesorios);
Previniendo que los patogenos sean
absorbidos por el sistema de
distribucion por medio del
mantenimiento de una presion
positiva continua y de la
preservation de barreras entre las
aguas publicas y residuales, o del
drenaje de aguas de lluvia;
Cambiando los lugares de la
extraccion de ejemplos durante la
vigilancia, para asi producir una
information mas representativa de
todo el sistema.
Mientras que la importancia del
tratamiento de los abastos de agua
para asegurar que el agua potable sea
sana parece obvia, la necesidad de
dedicar el mismo esfuerzo para la
reduction de los patogenos microbia-
les en el agua residual no son siempre
tornados en cuenta. El desagiie del
agua residual que no ha sido tratada o
que ha sido tratada madecuadamente
a los abastos de agua que son usados
por otras comunidades, presenta un
riesgo muy alto para la salud. Los
abastos de agua cargados con muchos
microorganismos causantes de ent'er-
medades, pueden reducir la eficacia
de los procesos de tratamiento de
agua potable que estan "cuesta abajo"
en el tratamiento. Tales avances,
como los sistemas de desinfeccion de
luz ultravioleta, inicialmente investi-
gados como opciones en la desinfec-
cion del agua residual hace vanos
anos, estan siendo mas aceptados
actualmente, y ademas, con los mejo-
ramientos recientes del diseno, son
mas seguros. Esta tecnologfa ha
demostrado ser capaz de satisfacer el
criterio de desinfeccion ya existente,
sin la soltura de derivados peligrosos
de la desinfeccion.
<,Que Progreso Se Ha
Hecho?
A principios de este siglo, las
enfermedades propagadas por el agua
que son de mayor interes en los
-------
Aigunas Enfermedades Propagadas por el Agua que son de
Importancia en los Estados Unidos
Enfermedad
Agente
Microbial
Sintomas Generates
Amebiasis
Protozoo
(Entamoeba histolytica)
Incomodidad abdominal, fatiga,
diarrea, flatulencia, perdida de peso
Campylo-
bacteriana
Bacteria
(Campylobacter jejuni)
Fiebre, dolor abdominal, diarrea
Colera
Bacteria
(Vibrio cholerae)
Diarrea aguada, vomito, calambres
musculares ocasionales
Cryptospor-
idiosis
Protozoo Diarrea, incomodidad abdominal
(Cryptosporidium parvum)
Giardiasis
Protozoo
{Giardia lamblia)
Diarrea, incomodidad abdominal
Hepatitis
Virus
(Hepatitis A)
Fiebre, escalofrios, incomodidad
abdominal, ictericia, orin oscuro
Shigellosis
Bacteria
(especies de Shigella)
Fiebre, diarrea, excrementos sangrados
Fiebre Tifoidea
Bacteria
(Salmonella typhi)
Fiebre, dolor de cabeza, estrefiimiento,
perdida de apetito, nausea, diarrea,
vomito, aparicion de un sarpullido
abdominal
Gastroenteritis
Viral
Virus
(Norwalk, rotavirus y
otros tipos)
Fiebre, dolor de cabeza, incomodidad
gastrointestinal, vomito, diarrea
-------
Aguas Residuales
Crudas
Arena
Fango
Primario
Fango
Secundario
Para mas
tratamiento
o descargo
Figura 2.
Diagrams de
simplificacion de un
proceso tipico del
tratamiento de
aguas.
Estados Unidos fueron la fiebre
tifoidea y la amebiasis. De las 1,087
muertes asociadas con brotes de
enfermedades propagadas por el agua
entre 1920 y 1991, 943 fueron
atribuidas a la fiebre tifoidea, mientras
102 fueron causadas por amebiasis.
En total, 83% de las muertes
ocurrieron antes de 1936, y menos de
1 % ocurrieron despues de 1970.
Adicionalmente, el numero de brotes
de enfermedades en sistemas de aguas
publicas desde 1945 es una mitad mas
que los casos reportados durante la
primera mitad de este siglo. La reduc-
cion de las fatalidades y del numero
de brotes, indica que progreso ha side
hecho en la prevencion de ciertas
enfermedades propagadas por el agua.
La mayoria de este progreso ha sido el
resultado del incremento de la
implementation de practicas muy
importantes para el tratamiento de
aguas (ej. filtracion, desinfeccion,
tratamiento de desagues). A pesar de
un progreso considerable, las aguas de
la nation contmuan siendo fuentes de
enfermedad. Las aguas tienen que ser
rigurosamente examinadas por
indicadores de contaminacion fecal.
En 1974, el congreso legislo el
Acto de Agua Potable Sana (SDWA),
estableciendo un programa regulador
entre agencias locales, estatales, y
federales para asi ayudar a asegurar la
provision de agua potable y sana en
los EE.UU. Los estados son responsa-
bles de la administration y del
cumplimiento de estas regulaciones
para los sistemas de distribucion
piiblicos de agua potable que tienen
quince o mas conexiones de servicio,
o que sirven regularmente un prome-
dio de 25 o mas personas diariamente
en por lo menos 60 dfas del afio.
Sistemas de distribucion de aguas
publicas deben proveer el tratamiento
de agua, asegurar la calidad del agua
potable por medio de la examination,
\/ proveer notification publica si hay
problemas de contaminacion.
Relacionado con la prevencion de
enfermedades propagadas por aguas
contaminadas, el SWDA requirio que
el EPA:
1) establezca marcas numericas, que
se refieran al Nivel Maximo de
Contaminantes (MCL - la
concentration de contaminante mas
alta permitida en el agua potable) o
requisites para las tecnicas de
tratamiento de contaminantes en
abastos de agua publica;
-------
2) expida regulaciones publicas
requinendo la vigilancia de todos los
contaminantes regulados, y de ciertos
que no son regulados, dependiendo
del numero de personas servidas por
el sistema, del origen del abasto del
agua, y de los contaminantes que
probablemente seran hallados;
3) establezca criterios por los cuales
los sistemas seran obligados a filtrar el
agua de fuentes supetficiales; tambien
tiene que desarrollar procedimientos
para que los estados puedan determi-
nar cuales sistemas de distnbucion de
agua tienen que usar filtracion,
4) desarrolle las reglas de desinfec-
cion para todos los abastos de agua
publica; y
5) requiera que todos los estados
desarrollen Programas de Proteccion
de Manantiales disefiados para prote-
ger contra los on'genes de las areas
contaminadas, y alrededor de los
pozos que suministran agua a los
sistemas publicas de agua potable.
Por medio de la Regla de Trata-
miento de Agua de la Superficie
(SWTR), el EPA ha establecido
requerimientos de tratamiento para el
control de contaminantes microbiolo-
gicos en los sistemas de aguas publi-
cas que usan abastos de agua de la
superficie (y abastos de agua subterra-
neos que estan directamente bajo la
influencia del agua de la superficie).
Estos requisites incluyen los siguien-
tes:
1) el tratamiento tiene que ehminar o
inactivar por lo menos 99.9% de los
quisles de Gmrdm lamblia y 99.99%
de los virus;
2) todos los sistemas tienen que
desinfectar, y se les requiere que
filtren, si no alcanzan el nivel del
criteno de la calidad y del criteno del
lugar especifico;
3) las regulaciones para establecer
criterios que determinen si el
tratamiento, incluyendo la eliminacion
de la turbiedad (particulas de matena
suspendidas), y los requisites de
desmfeccion son adecuados; y
4) todos los sistemas tienen que ser
operados por operadores calificados
como sean determinados por los
estados.
Investigation Actual del
EPA Barreras Contra la
Contaminacion
Aunque los metodos del trata-
miento del agua y de la desinfeccion
son bastante efectivos en la reduccion
de los microbios. el agua potable final
no es esteril. La supervivencia y la
reproduccion de microorganismos en
los sistemas de distribucion del agua
potable pueden conducir al deterioro
de la calidad del agua e incluso a la
inconformidad de su suministro. La
reproduccion se ha asociado en gran
parte a las bacterias heterotroficas (es
decir. aquellas bacterias - incluidos
los agentes patogenos - que requieren
componentes organicos pretbrmados
como las fuentes de carbono y de
energfa). El crecimiento bacterial tiene
lugar en las paredes del sistema de
distribucion (conocidas como
"biofilme") y en el agua, como celulas
Actualmente, es
estimado que van
a haber sobre
100,000
violaciones de el
SDWA
anualmente.
Casi la mitad de
estas seran
violaciones de
MCL De estas,
la mayor/a seran
violaciones
microbioldgicas
cometidas por
sistemas
pequenos.
El procedimiento de
un paso del filtro de
membrana para la
enumeracion de E.
coh en aguas
recreativas. Las
colonias amarillas
son E coli,
mientras que las
colonias azules,
rojas y purpuras
son otros
coliformes.
-------
/.a evaluation de citotoxidad en su lugarpor bacteria
heterotrofica encontrada en el agua potable. Heterotrofos
tornados del agua potable de colonias individuates amanllas
(izquierda) que pueden ser transfendas a un cultivo de tejido
celular (derecha). La formacion de placas (ej. areas claras
causadas por la destruccion de celulas infectadas) en el tejido
del cultivo pueden mdicar virulencia y pueden indicar la
necesidad de mas accion.
vivas independientes o como celulas
ligadas a cuerpos solidos que estan
suspendidos. Un fenomeno de facetas
multiples, la reproduccion bacterial
esta mfluida pnncipalmente por la
temperatura, por el periodo de resi-
dencia en las unidades de la caneria y
de deposito, por la eficacia de desin-
feccion, y por los nutrientes.
El carbono organico asimilable
(AOC) es la parte del carbono organi-
co total (TOC) disuelto en agua que es
usado facilmente por los microorga-
nismos como una fuente de carbono
(es decir, nutrientes). Los investigado-
res del ORD estan investigando
actualmente los procesos de trata-
miento para controlar el AOC. Un
proceso prometedor es la filtracion
activa biologica, donde las agrupacio-
nes bacteriales son establecidas inten-
cionadamente en los filtros que son
usados, o biodegradados, cuando el
AOC pasa. Este proceso de tratamien-
to debe emplearse antes de la desin-
feccion final para que las bacterias
que se escapen del filtro puedan ser
controladas adecuadamente Como se
En los pa/ses
subdesarrollados,
enfermedades
propagadas por
el agua todavfa
son un problema
mayor. La
Organizacidn
Mundial de la
Saludha
estimado que
mas personas
mueren
anualmente de
diarrea
propagada por el
agua que de
cancer oSIDA.
describe en la Figura 1, la mayorfa de
los acueductos no desinfectan con
cloro hasta mas adelante en el proceso
de tratamiento. Esto limita la
formacion de subproductos de la
desinfeccion (es decir, aquellos com-
ponentes como el cloroformo produci-
do cuando el cloro reacciona con el
carbono organico desarrollado natu-
ralmente).
Para lograr la desinfeccion al
principio del tratamiento, algunos
acueductos utilizan ozonizacion.
Mientras que el ozono es un desinfec-
tante muy fuerte, tambien convierte
una porcion de el TOC en AOC. Los
investigadores del ORD estan exami-
nando las ventajas (ej. desinfeccion de
bacterias, virus y quistes de protozoos,
control del color, control de sabor y de
olor, mejoramiento de la coagulacion,
y la oxidacion parcial que ocurre
naturalmente del carbon organico
cuando reacciona con el cloro) y
desventajas del ozono (ej. mejora-
miento de AOC, conversion de bro-
muro a bromato, y formacion de sus
propios subproductos de desinfeccion
como formaldehfdo).
El proyecto titulado "EPANET"
envuelve el desarrollo y ensayo de un
modelo para la calidad del agua para
los sistemas de distrtbucion de agua
potable. El modelo EPANET es un
programa de computadores que
ejecuta simulaciones a largo plazo del
comportamiento y de la propiedad
hidraulica de la calidad del agua
dentro de las redes de distribucion. El
programa sigue el flujo de agua en
cada canerfa, la presion en cada
conexion de las canerfas, la altura del
agua en cada tanque, y la concentra-
cion de un contammante a traves de la
red durante un periodo de simulacion
de tiempos multiples. La edad del
agua y el ongen pueden ser simulados
tambien.
EPANET puede ser usado para
analizar la perdida del residue del
8
-------
Exceso
Agua Cruda
Ventilacidn
Entalladera
Muesca en V
Filtro de
Residuos
Medida del Flujo
desinfectante, para disefiar programas
sobre mueslras de la calidad del agua,
y para ejecutar evaluaciones de los
riesgos de la exposicidn del agua
potable, y para calibrar las redes de
los modelos hidrauhcos. Eslo puede
proveer un ejemplo de los cambios en
la utilization de la fuente del agua, en
los niveles de almacenamiento de
agua bombeada, en la utihzacion de
un satelite de tratamiento, y en la
hmpieza de canerfas especi'ficas que
puedan afectar la calidad del agua
potable.
En apoyo para los sistemas para el
tratamiento de agua potable en comu-
nidades pequenas y en pueblos (me-
nos de 3,300 personas), investigadores
del ORD estan disenando, modifican-
do, y probando "Los Paquetes de
Plantas Hibridas para el Tratamiento
del Agua Potable." Estos paquetes de
plantas son hechos en la fabnca,
montadas en patines, y listas para ser
usadas eon una preparacion minima
para la instalacion Estos muestran
menos costos que plantas que son
hechas en la locacion especifica por
encargo y pueden incorporar cual-
quier proceso para el tratamiento de
agua potable. Tecnologfas prometedo-
ras que estan siendo consideradas para
la incorporation en los procesos
mcluyen membranas, oxidacion
avanzada. filtros de bolsa y oxidacion
fotocatalftica. Por medio de la combi-
nacion, modificacion y adaplacion de
metodos convencionales de tratamien-
to con tecnologfas innovadoras, unas
variedades mas amplias de contamr-
nantes (incluyendo patogenos) pueden
ser eliminadas, y la conformidad a las
reglas del SDWA podra ser facilitada.
Una preocupacion ha surgido
acerca de la habilidad de ciertos
quisles patogenicos de protozoos,
(cryptosporidium) de sobrevivir los
procesos de tratamiento y de que
puedan entrar a los sistemas de
distribucion. El ORD en su proyecto
titulado "Evaluacion de los Procesos
para la Elimmacion de Particulas,"
esta disenando y probando las tecnicas
mas efectivas de filtracion para la
eliminacion ffsica de los quisles.
Siendo estudiadas esliin la arena
Figura 3.
Elementos basicos
para un filtro de
arena lento.
En Minnesota, el
100% de las rates
almizcleraa y 7%
de los castores
examinados fueron
positives por
Giardia. En cuatro
estados del noreste
(Maine, New
Hampshire, New
York, y Vermont),
las figuras
correspondientes
fueron 94% de las
rates almizclera y
17%delos
castores.
Erlandsenefa/., 1990.
-------
Quiste
Las dos etapas del
ciclo de la vida de
Giardia lambia; la
etapa activa del
trofozoo y la etapa
como un quisle en
el cual es resistente
al ambiente
Componentes
celulares mostrados
arriba incluyen
nuclei (azul),
axonemas (rojo),
cuerpos medios
(verde).
despaciosa (vea Figura 3), tierra
diatomita, y coagulation rapida del
proceso de filtracion. Resultados de
esta investigacion contribuiran a las
investigaciones anteriores acerca de la
filtracion de Giardia lambha.
Investigacion Actual del
EPA - Protozoo Patogenica
Intestinal
Durante los ultimos 20 afios,
mejoramientos importantes han sido
establecidos en los metodos cuantitati-
vos para la detection de los patogenos
de protozoo intestinal (en especial
Giardia y Cryptosporidium) en el
agua. Adicionalmente, ha habido un
progreso en la normalizacion de estos
metodos. Los metodos actuales, sin
embargo, toman mucho tiempo y son
muy tecnicos (necesitando analistas
especializados), y no tienen la habili-
dad de indicar si hay algiin trazo de
viabilidad (si el quisle esta vivo o
muerto), o de contagio. Esto ha
complicado el desarrollo de la valori-
zation de los riesgos de una manera
cuantitativa.
La naturaleza cosmopolita del
protozoo intestinal y la certeza de que
todos los suministros de agua en la
superficie deben estar contaminados
con estos organismos han sido esta-
blecidos por medio de estudios en
animales (castores, ratas almizcleras,
y pajaros), y por estudios de la ocu-
rrencia en desagiies por todo el pai's
Diferencias temporales han sido
reconocidas, e informacion acerca de
otras aguas ha sido tomada.
Investigacion acerca del contagio
entre especies de quistes animales y
humanos, han establecido que casto-
res y ratas almizcleras son las reservas
secundarias de la giardiasis. Tambien,
mientras que parece que quistes
aviarios no pueden infectar mamffe-
ros, no podemos distinguir entre
quistes mamfferos y aviarios en los
ejemplos del agua. El proposito del
proyecto de ORD llamado "El Desa-
rrollo de Sondas de Genes para la
Especificacion de Giardia" es el
desarrollo y el analisis de los metodos
de aplicacion de sondas geneticas y
molecutares, que permitan la clasifica-
cion de las especies de Giardia.
Las secuencias de los genes de
especies de Giardia defecada por
animales (ej. garzas y ratones) han
sido dibujadas, y han sido comparadas
con las secuencias que corresponden a
la Giardia que es encontrada en los
humanos. Resultados preliminares
indican que por medio del uso de estas
secuencias dibujadas, cuando sean
10
-------
clasificadas con una sonda de detec-
tion, Giardia de clase humana podra
ser diferenciada de la Giardia de
ratones y garzas. Las sondas ban sido
sintetizadas y expenmentos muestran
como una sonda reacciona con 10
muestras diferentes de G. lamblia
humana, pero con ninguno de G.
psittaci (asociado con pajaros). o ni de
G. muri.i (asociada con ratones). Hay
esperanza de que el proceso de especi-
ficacion de Giardia pueda ser aphca-
do al estudio de Cryptospondium.
Los metodos actuales de detec-
cion no pueden distinguir entre quisles
vivos o muertos. (Jn metodo para la
detection de quisles vivos permitira la
valorizacion de la importancia de dar
resultados positives, y permitira el
establecimiento de normas numericas
bajo la jurisdiction del SDWA. Los
objetivos de los proyectos "Sondas
Moleculares para la Deteccion de los
Parasrtos de Protozoos" y "La Induc-
tion de Proteinas Estresantes como
una Medida de la Viabilidad de los
Quistes de Giardia" son para descu-
brir, para separar, y para amphficar las
secuencias geneticas especificas
(DNA o RNA) que son asociadas con
los quisles vivos de
Giardia. Si estas
secuencias especifi-
cas pueden ser
identificadas,
sondas podran ser
desarrolladas para
asf permitir la
prueba de quisles
vivos solamente.
Melodos praclicos
para la aislacion, la identifi-
cation, y la numeracion de palo-
genos nacidos en el agua como
Giardia, lodavfa no son disponibles.
Los melodos de aislacion y de identi-
fication son necesarios antes de que
los metodos de control puedan ser
evaluados, y decisiones regulativas
puedan ser vislas como los procesos
de Iratamiento requeridos
y los MCL's. El objetivo
del proyecto del ORD
lilulado "Melodos Inmu-
nologicos para la
Deteccion de Agenies
Eliologicos de Enfermeda-
des Nacidas en el Agua"
es el desarrollo de melo-
dos Inmunologicos
innovadores para la detec-
cion, la identificacion, y la
numeracion de microorga-
nismos palogenicos. Melodos
Inmunologicos pueden proveer la
susceptibilidad y la precision necesa-
ria para la deteccion, desde que pocos
de los numeros de organismos necesi-
lados esian presenies en grandes
volumenes de aguas, combinados con
muchas canlidades de flora y fauna
normal.
Para lograr eslo, los agenles
patogenicos tienen que ser aislados, y
sus anlfgenos (prolefnas que eslimulan
el cuerpo y producen anlicuerpos)
seran usados para producir anlisera
para las pruebas inmunologicas (ej.
ensayo inmunofluorescenle,
inmunoensayo de enzimas. y
radioinmunoensayo).
Porque los
procesos
De 1986 a 1990, 20 brotes de
enfermedades propagadas por el
agua por el protozoo fueron reportados en los
EE.UU., estos brotes ocurheron en 10 estados
y afectaron mas de 15,000 personas
de normaliza-
| cion para deleclar los
palogenos de prolozoos no exislen,
confusion en la interpretation de los
resullados obtenidos por diferentes
laboratories ocurren. El objelivo del
proyeclo lilulado "Metodos para la
Celula
Cromosoma
Gene (Estrecho linear del
DNA)
11
-------
Una investigation
epidemiologica
trata sobre el
estudio y la
reincidenda de la
enfermedad en
una poblacidn. En
el estudio de
enfermedades
propagadas por el
agua, informacidn
epidemiologica
puede indicar la
necesidad de mas
tratamientos para
el agua potable
(ej. filtration).
Normalization de la Detection de
Protozoos Patogenicos en el Agua" es
el desarrollo de metodos normalizados
para la detection de Giardia y Cryp-
tosporidium en el agua. Estos metodos
lambien asistiran al EPA en la
valorization de lo encontrado en la
investigation relevante a las activida-
des regulativas bajo el SDWA.
Cryptosporidium es el unico
microorganismo en la hsta de conta-
minantes en la Oficina de Aguas
Subterraneas y de Aguas Potables, el
cual sera discutido en la proxima
ronda de regulaciones. Valorization
cuantitativa del riesgo de este organis-
mo es impedida por la mhabilidad de
obtener alguna information sobre la
dosis para una infection en humanos,
y por la falta de informacion sobre la
dosis en animales. Adicionalmente,
poco es sabido de la longevidad y de
la habilidad del cuerpo para protegerse
de una infection de Cryptosporidium.
El objetivo del proyecto llamado
"Dosis Infecciosa de Cryptosporidium
y la Respuesta Inmunologica" es el
determinar la dosis de cryptosporid-
ium para una infection, y la repuesta
Inmunologica en voluntarios huma-
nos. Organismos conocidos por dar
infecciones a los humanos, seran
obtenidos de becerros infectados, y
seran administrados por medio del
agua potable a los voluntarios. Con-
clusiones tomadas de este experimen-
to, podran ayudar a moldear el futuro
de las regulaciones para los niveles
maximos de contaminantes.
En preparation para el desarrollo
de las reglas para la desinfeccion y la
desinfeccion de subproductos, infor-
macion en la formation de quisles de
Giardia y de ooquistes (oocyst) de
Cryptosporidium en las fuentes de
agua y atraves del proceso del trata-
miento de agua potable debe ser
acumulado. Por medio del proyecto
titulado "Niveles de Quisles y
Ooquistes (oocyst) en el Rio Ohio", el
ORD esta vigilando mensualmenle
una mueslra de agua cruda (lomada
del no), mas ejemplos tornados en
olros punlos del proceso de
tratamiento. Aunque los melodos
acluales son basados en el examen
microscopico de los ejemplos concen-
Irados oblenidos de los abaslos de
agua, ensayos de la membrana de
inmunoflorecencia y de las lecnicas de
la sonda de genes, eslan siendo usados
para este proyecto. Las condiciones de
esle proyecto seran usadas en una
investigation hecha a lo largo de la
nation, por la ocurrencia de eslos
organismos en los manantiales de
agua.
A principio de los anos 80a, un
estudio de las enfermedades nacidas
en el agua en el estado de Washington,
sugirio que ciertos elemenlos son
requeridos para un buen programa de
la vigilancia y de la investigation de
enfermedades nacidas en el agua.
Desde enionces, compuladores ban
sido inlroducidos. Eslos pueden
incrementar el polencial de eficiencia
en el reporte de enfermedades. Aun-
que broles de cryptosporidiosis han
sido asociados con el agua potable, el
significado relativo de agua polable en
la trasmision de esla enfermedad es
desconocido. El proyecto lilulado
"Vigilancia de Enfermedades Nacidas
en el Agua/Estudio de la Probabilidad
de una Epidemia de Cryptosporid-
iosis" esta siendo hecho para 1)
evaluar las eslrategias sistemalicas
para la evaluation de enfermedades
nacidas en el agua, programas de
compuladores y programas educacio-
nales en los departamenlos de salud
locales y eslalales, y 2) para disenar un
esludio epidemiologico para enfrenlar
la importancia de agua potable en la
transmision de cryptosporidiosis
Resultados de estos esfuerzos pueden
iluminar el entendimiento y el segui-
mienlo de broles de enfermedades
nacidas en el agua por lodo el mundo.
12
-------
Investigation Actual del
EPA - Virus
Tradicionalmente, los metodos
para la detection y la identificacion de
virus, ban sido confiados al metodo
lento del cultivo. Los metodos exis-
tentes pueden subestimar la cantidad
de los virus presences, o pueden
producir negatives falsos cuando los
virus estan actualmente presentes en
las muestras de agua. Algunos virus
(ej hepatitis A y Norwalk) simple-
mente no pueden ser detectados por el
metodo de ensayo de cultura/placa de
celulas usado comunmente. Dados los
riesgos para la salud presentados por
virus, el desarrollo de mas informa-
tion acerca de la naturaleza y de la
extension de la contamination viral en
las aguas de nuestra nation es necesa-
ria y esencial. El objetivo del proyeeto
del ORD titulado "Metodos Practices
para la Vigilancia de Patogenos
Virales en los Origenes de Aguas de
la Superficie y Subterraneas para
Definir el Nivel de Tratamiento" es el
desarrollo de mejores metodos de
detection para virus nacidos en el
agua. En adicion al apoyo de los
esfuerzos de la evaluacion del riesgo
del EPA relacionados con la calidad
del agua, estos metodos proveeran el
apoyo para el establecimiento de
nuevas normas virulogicas, y permiti-
ran la formacion de opciones efectivas
para las decisiones reguladoras.
Este proyeeto se enfocara en el
desarrollo de metodos de biotecnolo-
gfa basados en el reconocimiento de
acidos nucleicos especi'ficos dentro de
los sistemas de las celulas infectadas.
El uso de biotecnologia que usa
sondas de DNA para detectar la
presencia de virus rapidamente, es
mas barato y mas facil de usar que los
metodos tradicionales de la placa de
ensayo.
El reporte de la Reduccwn del
Riesgo del Consejo Consultivo de la
Ciencia (SAB) dado al EPA. describe
que contammantes en el agua potable
son unos de los cuatro riesgos mas
altos en la salud humana. Sabiendo
que menos del 50% de la poblacion de
los EE.UU. cuenta con aguas subterra-
neas como la primer fuente de agua
potable, la necesidad de la protection
de estas aguas, mcluyendo la protec-
cion contra patogenos, es clara.
"La Vigilancia de Aguas Subte-
rraneas por Virus Humanos
Entencos" es el proyeeto actual que
sigue los mandatos del SDWA que
exigen que el EPA establezca los
requerimientos de tratamiento y de
cnteno para los sistemas de aguas
subterraneas. Una encuesta de la
ocurrencia del virus en los sistemas
vulnerables de aguas subterraneas esta
siendo hecha para soportar los
Cuando particulas
de un virus infectan
celulas en un tejido
de un cultivo, daho
celular (areas clara o
"unidades que
forman de placas" en
el agar cafe a la
izquierda) es
aparente El ensayo
de la placa es usado
para la identificacion,
la enumeracion, y la
punficacion de los
virus.
Sondas hibndas (en
azul) se conecta
con la secuencia
genetica (en rojo)
para hacerla
detectar por medio
de radiacion o color.
Secuencia del DNA intentada
13
-------
Preparando cult/vos
de celulas para la
aislacion y la
autent/ficacion de
virus en los
ejemplos de aguas
Aunque la tasa del
paso del agua por
sus anguilas cambia
mucho, se han
descubierto almejas
que filtran casi 154
galones de agua al
dfa. En aguas que
son expuestas a los
desagues humanos,
estos mariscos
pueden filtrar y
concentrar
patogenos al mismo
tiempo que comida.
requisites mfnimos de los niveles de
inactivacion de estas aguas, y
ultimamente, las reglas de desinfec-
cion de aguas subterraneas. Un
numero de sistemas publicos de aguas
subterraneas sera identificado y
clasificado en acordanza con la vulne-
rabilidad a la contamination fecal. De
estos, 25 sistemas seran vigilados por
la presencia de virus por medio del
uso de metodos de cultura de tejidos y
de tecnicas de sondas de genes.
Virus Norwalk y como Norwalk
causan gastroenteritis viral (la segun-
da causa de enfermedad en los
EE.UU.) en los consumidores de
aguas y de comidas contaminadas.
Desde que los virus no pueden ser
reproducidos e identificados en culti-
vos de tejidos, tampoco pueden ser
detectados en ejemplos de agua por
medio de las tecnologfas actuates de
vigilancia. Una cantidad pequena del
virus Norwalk es disponible para
estudio La preparation de este virus
ha sido aislada de los ejemplos de
excrementos de individuos infectados,
y han sido usados en una enzima de
inmunoensayo para la detection del
virus de Norwalk. Por que los meto-
dos inmunologicos requieren una
concentration alta del virus, el agente
etiologico responsable por la mayoria
de los brotes de gastroenteritis no es
determinado usualmente. Desde que
la densidad viral en los ejemplos
ambientales es normalmente muy baja
para la detection inmunologica direc-
tamente, y desde que no hay un
metodo de cultivo celular conocido
para este virus, el material genetico de
la particula del virus Norwalk debe ser
amplificado usando un enfbque
biotecnologico llamado reaccion
polimerica de cadena (PCR).
Aunque es conocido por ser
altamente contagioso, la dosis conta-
giosa del virus Norwalk es
desconocida. El iinico inoculo del
virus que puede ser probado con
seguridad (un microorgamsmo que
contiene especimen el cual se ha
mostrado que esta libre de otros
patogenos) que es tambien disponible,
no puede ser usado como la dosis en
los estudios, porque no es posible
determinar la concentration viral. El
proyecto titulado "Desarrollo de una
Curva de la Respuesta de la Dosis
para el Virus Norwalk" esta enfren-
tando este problema en cuatro fases:
I) cultivos de celulas en las cuales se
pueden producir el virus Norwalk
seran desarrolladas; 2) los virus
Norwalk seran producidos en un
cultivo de celulas, purificado, y
probado con seguridad antes de los
estudios en voluntaries; 3) una medida
del numero total y de las particulas
virales en el ejemplo purificado seran
establecidas; y 4) un estudio en volun-
taries humanos sera iniciado para
determinar la cantidad de partfculas
virales requeridas para causar una
enfermedad.
El Acta de Aguas Limpias dice
que los rios, lagos, y aguas costales de
la nation deben ser seguras para nadar
y para pescar. Las normas de la cali-
14
-------
dad del agua basadas en el criteno
establecido para lograr esta meta
tienen que ser cumplidas. El proyecto
titulado "Metodos de Exposition, de
Respuesta y de Evaluation de Virus
en los Manscos" esta siendo conduci-
do para desarrollar metodos para la
detection y la enumeration de mans-
cos contaminados y de mariscos que
crecen en aguas llenas de virus huma-
nos enteritos. Mariscos desarrollados
en aguas contammadas han sido
conocidos porque ellos toncentran
estos virus durante la alimentacion
Desde que los mariscos son frecuente-
mente comidos crudos o cocinados
msuficientemente, la sumision de las
aguas de los mariscos a las basuras de
los humanos constituyen un riesgo de
salud publica.
Porque hay mas de 100 tipos de
virus nacidos en el agua que pueden
producir brotes clinicos en humanos,
esfuerzos en la vigilancia son esencia-
les para asi asegurar la protection
contra virus en las aguas, y
particularmente, la confianza en el
agua y en los tratamientos del agua.
Esta int'ormacion solo puede ser dada
por medio del incremento de progra-
mas de vigilancia y de evaluation de
las vfas mas importantes en la disposi-
cion de virus humanos entericos en las
aguas de la nacion. Estos virus son
responsables por enfermedades muy
serias, desde hepatitis a miocarditis, a
desordenes del sistema nervioso
central, a gastroenteritis aguda. La
recomendacion general ha sido que el
consume de agua debe ser libre de
virus entericos humanos y que los
limites de virus en aguas recreativas
deben ser fijados. La meta del proyec-
to titulado "El Programa de Evalua-
cion Nacional: Tendencias de Largo
Plazo y Condiciones de Virus Huma-
nos Entericos que Contaminan los
Ecosistemas Acuaticos," es para
establecer un programa de inspection
viral que se ent'oca en los siguientes
cinco factores: 1) seleccion de los
lugares para la vigilancia, basado en
los aspectos mas importantes para la
salud publica; 2) toma de muestras en
los lugares de estudio que resultara en
la coleccion de otros volumenes de
ejemplos adecuados y representatives
para la protection contra negatives
raises; 3) procesos de concentracion
para incrementar la densidad en la
cual los virus pueden ser efectiva-
mente ensayados; 4) protocolos
normalizados para la detection viral
usando las tecnicas tanto de sondas de
genes tomo de la plata tlasica de
ensayos; y 5) paralelo biologico y
qufmico para el anahsis que puede
servir para la determination de la
talidad de las fuentes de agua.
Investigation Actual del
EPA - Bacteria
Las nuevas Regulaciones Pnma-
rias Nacionales para las Aguas Pota-
bles requieren que todos los ejemplos
de aguas potables que se prueben
positives por un total de cohtbrmes,
sean evaluados atraves de la presen-
cia de cohformes t'ecales o E. coli.
Hay un metodo que es disponible
ahora mismo que permite la detection
simultanea del Total de Colitbrmes y
E. coli en ambos medios en 24 boras;
de todas maneras no hay un metodo
equivalente para el uso de filtros de
membrana. El desarrollo de este
metodo permitira a esos que pret'ieren
obtener
tuentas
de estos
organis-
mos en
sus
sistemas
de dist-
ribution,
usar un
filtro de
membrana
En los EE.UU., la
presencia de
bacteria coliforme
en el agua
potable es usada
como un indicador
de la posibilidad
deuna
contamination
microbiologica.
Cuando todos los
coliformes son
detectados, el
analisis del
coliforme fecal o
E. coli debe ser
usado.
La apanencia de
metal de oro de las
colonias a la
izquierda, indican la
presencia del total
de los col/formes y
la posibilidad de que
el sumimstro del
ejemplo del agua
este contaminado.
15
-------
<*-
#
Una variants
rugosa (de
superficie aspera)
de Vibrio Cholerae
01 (arnba a la
izquierda) puede
producir agregados
Estudios del ORD
han indicado que
esta variante es
mas resistente a, la
desinfeccion que
las del tipo suave.
Este metodo de un
paso (desarrollado
por el ORD)
permite la
numeration de
enterococci (las
colon/as azules)
en solo 24 horas
y obtener resultados en 24 horas. Por
medio del proyecto "Desarrollo de un
Filtro de Membrana Media, para la
Deteccion Simultanea de Coliformes
Totales y E. coir pueden ser distin-
guidos, desarrollados y patentizados
de los que no son coliformes.
E. coh son orgamsmos fecales que
cuando estan presentes en las aguas
potables, son indicatives de contami-
nacion fecal. Las preocupaciones
logfsticas en el manejo y manteni-
miento de las muestras, requiere una
evaluacion de las condiciones para
optimizar la estabilidad y la longevi-
*« *
*«.'_.. rf* *
- * .*
dad de las muestras. Regulaciones que
no son actuales existen para el manejo
de ejemplos y para el anahsis de E.
coli fecal en aguas potables. For
medio del proyecto titulado
"Condiciones Optimas para el Manejo
de Ejemplos para el Analisis de E. coli
Fecal en el Agua Potable," ejemplos
de temperature y tiempo de manteni-
miento seran determinados para los
metodos de analisis de E. coli o
coliformes fecales (ej. colilert y agar
M-FC). Reeuperacion relativa de los
metodos y de las condiciones de
almacenarniento seran evaluados para
la recuperacion optima de E. coli.
El requisite (por medio de las
enmendas del SOW A) para probar
todos los ejemplos de aguas potables
que son positivos con coliformes por
la accion de coliformes fecales o E.
coli, es nuevo. Informacion de los
metodos disponibles para la deteccion
de E. coli danados por el cloro en
aguas potables son limitados. El
objetivo del proyecto titulado
"Deteccion de Numeros Bajos de E.
coli Clorinados en Aguas Potables" es
la evaluacion y la comparacion de las
habilidades de un metodo comercial
(Colilert) y un metodo normal para
coliformes (ECMUG) para recobrar
los numeros bajos de E. coli clorina-
dos del agua potable. Cultivos puros
de E. coli seran lavados, nutridos en
aguas potables finales, y tratados con
cloro. El E. coli tratado con cloro sera
entonces contado, diluido a niveles en
los cuales el agua potable sea
ligeramente insegura, y ensayada en
tubos multiples por los tres metodos.
Estos experimentos seran repartidos
usando E. coli, que es producido
naturalmente de los ejemplos fecales
humanos diluidos y de las fuentes de
agua y afluentes contaminados.
El agente infeccioso bacterial
identificado en las deposiciones de las
vfctimas del colera es Vibrio choleras.
La epidemia en Latino America ha
16
-------
renovado el
mteres en
encontrar
medidas de
control para
esta enferme-
dad. Por
medio del
proyecto
titulado "La
Inactivacion
de Vibrio
cholerae,
Biotipo EL
Tor y Biotipo
Clasico por Medio de
Cloronizacion," ha determinado que la
clase responsable por la epidemia en
el Peru puede volver en una variante
mas resistente a la Cloronizacion que
la variedad tfpica de Vibrio cholerae.
Celulas de la variante parecen que
estan incrustados en una mucosidad
gelatinosa, que facilita la formacion
de agregados y los hace mas resisten-
tes a la desinfeccion. Aunque la
variante es mas resistente, estudios
ban indicado que todas las clases son
rapidamente inactivas por medio del
uso correcto de Cloronizacion.
Las clases de Legionella
pneumophila que causa la pulmonfa
adquirida tanto en la comunidad como
en el hospital, usualmente se esparce
por medio del agua potable. Cierta
clase de ameba (protozoo) que vive
libremente, soporta la multiplicacion
de L pneumophila en los sistemas de
agua potable. Estas amebas pueden
ser tambien responsables por el incre-
mento de virulencia (la capacidad de
los microorganismos para causar una
enfermedad) de Legionellae y para
protegerlas de factores ambientales
adversos como alta temperatura y
desinfeccion con cloro. El proyecto
llamado "Multiplicacion de Legione-
llae en Amebas y la Determination de
Virulencia" determinara el efecto de
crecimiento intracelular de Legionella
* f
(b)
(c)
de amebas en virulencia y como se
protege contra el cloro y las alias
temperaturas. Para lograr esto, un
metodo para el estudio de la habilidad
de varios tipos de amebas deben ser
establecidos. para asi proveer un nido
protector para la multiplicacion de
Legionella bajo condiciones ambien-
tales adversas. Combinaciones de
aislados de Legionella y de amebas
especificas que resultan en altos
numeros de Legionella despues del
crecimiento intracelular, seran usados
para el estudio de los efectos de
crecimiento intracelular en virulencia.
Estudios preliminares en la habilidad
de las amebas de dar hierro a la Legio-
nellae durante el crecimiento intrace-
lular, mostro que no hubo asociacio-
nes obvias entre el crecimiento y la
concentracion de hierro.
El EPA es requerido por el
SDWA que establezca controles
apropiados y regulaciones para las
aguas potables. El proyecto del ORD
titulado "Desarrollo de Metodos para
Identificar Patogenos Potenciales de
Bacterias en Agua Potable" desarro-
llara un banco de datos de los riesgos
potenciales para la salud (ej. patogeni-
cidad) asociada con las bacterias
comunmente encontradas en los
sistemas de distribucion de agua. Para
lograr esto, tres especies de roedores
seran comprometidos por el uso de
Dos pasos, la
prueba de 48 horas
para el filtro de
membrana para la
numeracion de
enterococci en
aguas recreativas.
(a) y (b) son dos
colonias
perspect/vas (rojas)
que se presenter)
en 24 horas. (c) A
las 48 horas,
colonias con las
aureolas negras
son identificadas
como enterococci.
17
-------
Un investigador del
EPA esta usando el
microscopio de la
transmision de
electrones para
detectar patogenos,
que no pueden ser
detectados por
otros medios.
oxidos nitrosos o agentes
inmunusupresivos, y los animales
posteriormente seran puestos a prueba
vfa gastrointestinal.
Aunque la virulencia es usual-
mente medida in vivo (experimentos
en animales), la necesidad de una
experimentation mas extensiva con
animales puede ser reducida conside-
rablemente por medio del desarrollo
de una baterfa de pruebas in vitro
(cultivos de celulas) para seguir trazos
conocidos que son relacionados con la
virulencia. Esta bateria puede ser
usada para predecir el potencial de un
orgamsmo en producir enfermedades
en poblaciones que son expuestas.
Por medio del proyecto titulado
"Desarrollo de Metodos In Vitro para
la Identification de Patogenos Bacte-
riales en Agua Potable," modelos de
sistemas seran desarrollados para que
puedan ser usados en la determinacion
potencial de la patogenidad de la
bacteria encontrada en sistemas de
distribucion de agua potable.
Adicionalmente, sondas de genes y
otros ensayos para la autentificacion
de patogenos oportunistas que son
conocidos, seran desarrollados y
evaluados.
Las bacterias comunes en los
sistemas de distribucion de agua se
agrupan en el punto-de-entrada, filtros
de carbon granular activado (GAC),
donde estos pueden crecer en grandes
cantidades. Subsecuente al alcance de
grandes cantidades de bacteria, estas
empiezan a deshacer los filtros GAC.
El numero de bacteria en el filtro
efluente (ej. agua fluyendo afuera del
filtro) es considerablemente mas alta
que en el agua influente. Esta amplifi-
cation de la bacteria en el agua pota-
ble es de preocupacion para el EPA,
porque filtros GAC estan siendo
considerados como substitutos para el
tratamiento de agua potable central
(ej. agua buena para beber) en comu-
nidades pequenas, donde el sistema de
tratamiento ha sido abrumado por las
substancias organicas que pueden ser
malas para la salud humana. La
Oficina del EPA para las Aguas
Subterraneas y Potables (OGWDW),
de todas maneras, no quiere recomen-
dar el uso de estos filtros. si la posibi-
lidad existe de que su uso posea un
18
-------
nesgo agudo de infeccion producido
por la bacteria que crece en los filtros.
El significado de esta bacteria para la
salud, conocida por absorber y crecer
en los filtros GAC que son usados en
la casa seran evaluados. El OGWDW
usara esta informacion para el desa-
rrollo de controles y regulaciones
apropiadas requeridas por el SDWA
para este tipo de tratamiento de agua
potable.
El objetivo del proyecto del ORD
llamado "Efectos de la Salud
Asociados con los Filtros de Punto-
de-Entrada" es el determinar si un
riesgo significative para la salud es
asociado con el uso de los filtros de
carbon granular activado de punto-de-
entrada por toda la casa. Para lograr
esto, un estudio del lugar sera elegido
siguiendo el criterio siguiente: 1) el
sistema de entrega del agua debe
lograr las normas del EPA y del agua
potable local; y 2) el sistema de
distnbucion del agua debe contener
una poblacion bacterial cuya densidad
sea alta como fuese posible y que sea
de aceptacion, de todas maneras, bajo
las regulaciones locales.
Despues de que el sistema de
distribucion encuentre estos dos
criterios, una poblacion de volunta-
ries, de tamano apropiado, sera
seleccionada de un grupo de
consumidores de un sistema de
distnbucion. La poblacion elegida
sera dividida arbitrariamente en
usuanos de GAC y no usuarios.
Filtros de punto-de-entrada GAC
seran instalados en las casas del grupo
seleccionado. El estado de la salud de
ambos grupos sera vigilado sobre un
perfodo de tiempo predeterminado y
durante este tiempo la poblacion de
bacterias en el sistema de agua y del
filtro efluente sera vigilado
ordinariamente. Si alguna enfermedad
aparece donde el agente bacterial es
diagnosticado como la causa, el filtro
GAC sera removido y exammado por
la presencia del orgamsmo que ha
sido determinado por ser el agente de
la enfermedad en esa unidad. Si la
asociacion entre enfermedad y el uso
de filtros GAC es descubierta,
normas aconsejables para la salud
seran establecidas o procesos que
ehminaran el organismo causante
seran desarrollados.
Algunos creen que el estar
expuesto a contaminacion fecal por
medio de aguas recreativas o por la
ingestion de mariscos contaminados,
causa un riesgo mayor a la salud si la
contaminacion es de origen humano
que de ongen animal. Antes de que
los riesgos humanos relatives versus
la contaminacion fecal pueda ser
estimada, es necesario el desarrollo de
un metodo para distinguir la
contaminacion humana o animal.
Metodos actuales detectan una conta-
minacion fecal, pero no pueden decir
la fuente de esta. El objetivo del
proyecto titulado "Metodos para
Distinguir Contaminacion Inhumana
de Contaminacion Fecal Humana" es
el desarrollo de una sonda de gene
especffica para E. coli que viva en el
intestine humano como un indicador
de la presencia de contaminacion fecal
humana en el agua. La sonda sera
probada en diferentes lugares del
campo en los cuales la contaminacion
fecal es exclusiva de origines
humanos, de origenes animales y de
origines mezclados.
Especies de S/ngella estan entre
los patogenos mas comunes y
significativos asociados con desagues
y fango. Por sus dosis bajas de
infeccion, estos organismos pueden
ser peligrosos, inclusive cuando estan
presentes en bajos numeros en
desagiies que son reciclados para ser
usados como aguas potables, y fangos
que son usados en tierras para la
agricultura. Shigellae son muy difici-
les de detectar en ejemplos ambienta-
les por metodos convencionales, dado
Analisis del agua
potable o de la
tone da agua
enfriadora por
Legionella
pneumophila
requiere
aproximadamente
de cinco a siete
dias para el
crecimiento de
los organismos
en la primer
aislacion del
medio y otros
cinco a siete dias
para confirmar la
identidad de
estos
organismos.
Tecnicas para las
sondas de los
genes pueden
reducir el tiempo
de analisis a solo
un dfa.
19
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Bacteria entenca
humana esta
s/endo subcultivada
en una capucha
anaembica.
a sus similitudes bioquimicas con el
E. coli. El uso de la sonda actual de la
tecnologfa del gen en el proyecto
titulado "Detection de Shigella
Enteroinvasora en Desagiies y
Fangos" nos ayudara a detectar
shigellae en tangos y desagiies que
puedan aparecer libres de estos
patogenos si son analizados por
metodos convencionales.
Conclusion
La protection y el mejoramiento
de la calidad de las aguas de nuestra
nation, continua siendo la preocupa-
cion principal de la Agencia para la
Proteccion del Ambiente de los
EE.UU. La oficina de la Investigation
y el Desarrollo esta comprometida,
por medio de la investigacion
extensiva de enfermedades nacidas en
el agua descritas, a asegurar que los
metodos mas efectivos y eficientes
sean desarrollados para la autentifica-
cion, detection, e inactivacion/remo-
vimiento de los patogenos que puedan
estar presentes en los abastos de agua
potable.
Ciclos de vida, mecanismos de
infection, estados protectivos o
durmientes, emersion de variantes
resistentes, tecnicas optimas para el
removimiento de patogenos,
regeneramiento en las lineas de
distribucion ... todas son areas que
deben ser investigadas y entendidas
para asi tener la segundad que muchas
veces es olvidada. Los exitos y
fracases de estos esfuerzos de
investigacion, seran la responsabilidad
del piibhco y de las agencias federa-
les, estatales y locales, que ban
ayudado para asi asegurar agua
potable pura.
20
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Publicaciones del EPA
Las publicaciones del EPA que estan en la lista siguiente, pueden proveer mas infor-
macion detallada en los sujetos discutidos en este documento. Estas referencias y copias
adicionales pueden ser pedidas a ningun costo (mientras los abastos esten disponibles)
a! Centre para la Informacion de la Investigation Ambiental (CERI) del EPA. Cuando el
inventario del CERI se agote, los clientes seran dirigidos a el Servicio Tecnico de Informa-
cion Nacional (NTIS) donde los documentos pueden ser comprados.
Alternativas para el Control de la Contamination Ambiental: Tratamiento del Agua Potable
para Comunidades Pequenas, EPA/625/5-90/025.
Metodos para la Investigation y para la Prevention de Brotes de Enfermedades Propaga-
das por el Agua, EPA/600/1-90/005a.
Metodos Microbiologicos para la Vigilancia del Ambiente Aguas y Desagiies, EPA/600/
8-78/017.
Publication del Seminario: Control del Crecimiento de Biofilme en los Sistemas de la
Distribution del Agua, EPA/625/R-92/001.
Metodos de Prueba de Escherichia coli, y de Enterococci en el Agua por el Proceso del
Filtro de Membrana, EPA/600/4-85/076.
Manual del USEPA de los Metodos Virulogicas, EPA/600/4-84/013 y actualizados.
Brotes de Enfermedades Propagadas por el Agua - Artfculos Seleccionados acerca de
Epidemiologia, de Vigilancia, de Investigation, y de los Analisis de Laboratorio, EPA/600/
1-90/005b.
Centre para la Informacion de la Investigacion Ambiental (CERI)
La Agenda para la Protection del Ambiente de los EE.UU.
26 W. Martin Luther King Drive Cincinnati, OH 45268
Telefono: (513) 569-7562 FAX: (513) 569-7566
Literatura Citada
Erlandsen, S.L., L A. Sherlock, W.J. Bemnck, H Ghobnal y W Jakubowski. 1990. Prevalence de G/ardia
spp. en Poblaciones de Castores y de Ratas Almizcleras en los Estados del Noreste y en Minnesota. Appl.
& Envtr. Micro., 56 31-36
Geldreich, E.E., K.R. Fox, J.A. Goodrich, E W. Rice, R.M Clark, y D.L. Swerdlow. 1992. Buscando por
una Conexion entre el Suministro del Agua y del Brote de Enfermedad de E. coli, en Cabool, Missouri
0157.H7. Wat. Res., 26: 1127-1137
Esta publication fue preparada por Patrick Burke, en el Centro de la Informacion de la
Investigacion Ambiental del ORD, en Cincinnati, Ohio. Contribuyentes y crfticos incluyen
Alfred Dufour, Walter Jakubowski, Robert Safferman, ShayFout, Gerard Stelma y Terry
Covert del Laboratorio de Sistemas de Vigilancia Ambiental - Cincinnati, y Robert Clark,
Kim Fox, Edwin Geldreich, Richard Miltner, Donald Reasoner, y Eugene Rice del
Laboratorio de la Ingenieria de la Reduccion del Riesgo. Gracias a Al Lang y Jim O'Dell
por el soporte fotografico.
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