Transcript bioindicadores depuradoras 11

BIOINDICADORES
 El concepto de organismo
indicador se refiere a especies
seleccionadas por su
sensibilidad o tolerancia
 Un organismo acuático
constituye un indicador biológico
cuando su presencia y
abundancia señala algún
proceso o estado del sistema en
el que habita mientras que su
ausencia es la consecuencia de
la alteración de tales
condiciones
 Es el que logre soportar los
efectos ocasionados por un
elemento perturbador mostrando
algún tipo de respuesta
compensatoria o tolerante
Porqué incorporar el
Monitoreo Biológico
Todo cambio se refleja en la
composición de especies.
Ciclos de vida en el agua (sensores
continuos).
Organismos como indicadores de
calidad de aguas.
Parámetro de control rápido y
económico.
BIOINDICADORES
 Los MO que intervienen en la depuración biológica son aquellos que
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ejercen una cierta acción sobre los contaminantes del agua residual a
tratar dependiendo de varios factores que favorecerán unas u otras
especies:
Composición del agua residual (materia orgánica, sales, temperatura...)
Características de la planta y su dimensionamiento (tipo de tratamiento,
tiempo de retención, aireación, tratamiento aeróbico o anaeróbico...)
Climatología
Estacionalidad de los vertidos y volúmenes
Los principales MO que se encuentran en los tratamientos biológicos de
depuración son:
Bacterias
Protozoos (flagelados)
Descomponedores
Hongos
Algas
Productores
Rotíferos
Nematodos
Consumidores
Pequeños invertebrados inferiores
Componentes
Abióticos:
Componentes
Bióticos:
ESTRUCTURA
Factores
Abióticos:
Factores
Bióticos:
Estructura de la planta
(tecnología).
Productores (algas).
Descomponedores (bacterias,
hongos, flagelados) y consumidores
(ciliados, flagelados, rizópodos,
metazoos pequeños).
Clima, temperatura, turbulencia,
características químicas del líquido
residual, OD., calidad y cantidad de
alimento disponible.
Relaciones intra e ínter específicas
entre los organismos.
En espacio:
Red trófica.
En tiempo:
Sucesiones.
F UNCIONAMIENTO
BIOINDICADORES
 Bacterias: constituyen la población mayoritaria en
los sistemas de tratamiento de aguas residuales, son heterótrofas
aerobias o anaerobias según el tipo. Una característica importante de
algunas bacterias es su capacidad de flocular, gracias a ello los fangos
sedimentan mejor
 Protozoos: unicelulares que metabolizan tanto alimentos solubles como
insolubles, son los más abundante en la microfauna de los fangos activados
alcanzando el 5% del peso seco de los sólidos en suspensión en el licor de
mezcla
 La mayoría son heterótrofos y tiene dos funciones: actúan eliminando el
exceso de bacterias no floculadas (bacterias dispersas) y son un buen
indicador directo de toxicidad ya que son más sensibles a los tóxicos y
cambios de O2 . Los grupos que se observan son: Amebas, Flagelados,
Ciliados nadadores libres, Ciliados pedunculados
 Flagelados: son pequeños de forma oval o alargada móviles por flagelos, su
presencia indica niveles de DBO soluble altos y no son abundantes cuando el
proceso funciona correctamente. Su presencia excesiva en un fango estable
indica una baja oxigenación del mismo
o exceso de carga orgánica
BIOINDICADORES
 Amebas: varían en forma y tamaño y se mueven por
seudópodos o falsos pies, crecen bien sobre materia
orgánica particulada y OD bajo, se pueden distinguir
las amebas desnudas que están relacionadas con
carga de entrada alta y las testáceas (Arcella) que
aparecen con buena nitrificación y carga orgánica baja
 Ciliados: la presencia de ciliados en el proceso es un
buen indicador ya que contribuye directamente a la
clarificación del efluente a través de dos actividades:
la floculación y la depredación
 Los ciliados se alimentan de bacterias patógenas por
lo que contribuyen a la reducción de sus niveles y se
clasifican en dos categorías en función a su relación
con el floculo:
Litonotus sp
 Ciliados nadadores libres: de forma oval o alargada
se mueven por cilios, está presentes bajo condiciones
de formación de flóculos e
indican un buen proceso
de fangos activados
Paramecium caudatum
BIOINDICADORES
 Ciliados reptantes: algunas especies reptan sobre el
fango alimentándose de las bacterias presentan
estructuras llamadas cirros y también se desplazan a
través del agua (Aspidisca sp) e indican un lodo de
buen calidad (Euplotes sp)
 Ciliados pedunculados: asociados al fango con
pedúnculo fijo o contráctil con el que se fijan a los
flóculos, algunos están solos y otros forman colonias,
se alimentan de bacterias libres. Son signo de un
fango activado estable y las especies son usadas
como indicadores del tiempo de retención medio, los
que forman colonias aparecen con altos tiempos de
retención medio. Cuando hay elevado número el
efluente sale con menor turbidez y menor DBO
Vorticella convallaria
Opercularia sp
BIOINDICADORES
 Suctorias: de cuerpo redondeado con o sin pedúnculo
provistas de tentáculos que rodean el cuerpo al final
de los cuales hay unos botones que se fijan a otros
protozoos disuelven su membrana y los vacían
(Podophrya fixa)
 Resumen: los ciliados pedunculados y reptantes son
los más frecuentes cuando el tratamiento funciona
bien su capacidad de fijación o relación con el floc
supone una ventaja adaptativa y los que no la poseen
son eliminados del sistema. En cambio los ciliados
nadadores no son constituyentes típicos de las
comunidades estables sino aparecen en las fases de
colonización cuando los flocs se están formando
 La presencia dominante de ciliados nadadores en un
lodo bien formado es indicio de anomalías en el
proceso como carga excesiva o fango poco oxigenado
 A veces puede estar relacionado con el ingreso de
vertidos tóxicos ya que se eliminan las comunidades
estables del proceso presentando los reactores una
situación similar a la puesta en marcha
BIOINDICADORES
 Metazoos: su presencia es menor que los protozoos
y se pueden encontrar rotíferos o nematodos
 Rotíferos: son pluricelulares con diversa forma y
tamaño más complejos que los protozoos , son
móviles y se encuentran en sistemas con
estabilización buena y OD alto, metabolizan
partículas sólidas y se alimentan de bacterias y
protozoos contribuyendo a la clarificación del
efluente, indican tiempos de retención medios altos
y algunos colaboran en la formación del floc por
secreción de mucus
 Nematodos: son predadores de bacterias dispersas
y protozoos pero también pueden alimentarse de
materia orgánica disuelta y de los flocs, son
frecuentes en filtros percoladores
 Crustáceos: se encuentran en sistemas bien
estabilizados y contribuyen a clarificar el efluente
indicando efluentes de alta calidad
BIOINDICADORES
 Secuencia de aparición de los MO en los fangos activados: entre la puesta
en marcha y la estabilización se producen sucesiones en las poblaciones
de MO: en la fase inicial dominan las bacterias dispersas y protozoos,
luego aparecen los ciliados nadadores libres, los flocs se van formando y
disminuyen las bacterias libres y los protozoos flagelados.
 Se desarrollan los ciliados pedunculados y reptantes con estructuras
bucales eficaces en la captura de alimento que desplazan a los nadadores
 Finalmente aparecen los metazoos por encontrarse en el final de la cadena
BIOINDICADORES
 Las sucesiones no sólo ocurren como resultado de relaciones tróficas sino
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también como consecuencia de alteraciones ocasionales significativas del
proceso de depuración
Los ciliados y rotíferos son los primeros en verse afectados por los tóxicos
siendo buenos bioindicadores frente a ellos o a condiciones adversas del
proceso
El primer signo de toxicidad o estrés es la disminución o cese del
movimiento de los ciliados, luego aumenta el número de flagelados y
pequeños ciliados móviles, los flocs se rompen y hay aumento de bacterias
dispersas que son usadas para alimento y turbidez
Finalmente estos protozoos muertos pueden causar espuma en los fangos
activados. Los tóxicos capaces de causarlo son los metales pesados y
cianuros, también una disminución del OD, rango de pH distinto al neutro y
aumento de la temperatura
“Bulking”: si bien la mayoría de las bacterias que forman la biomasa son
unicelulares hay algunos MO que presentan sucesiones de células
filamentosas. Si la cantidad es alta se encuentran dos tipos de problemas:
Esponjamiento filamentoso o “bulking”: los filamentos interfieren en la
compactación produciendo una estructura difusa del floc
Espumamiento biológico o “foaming”: los MO filamentosos producen una
espesa espuma coloreada, blanca, marrón y en muchos casos abundantes
flotantes en decantación secundaria
En casos extremos se forma una capa de fango que flota en el decantador
con lo que existe el peligro que se pierdan los fangos. Los motivos de
aparición pueden ser diversos: mal diseño, deficiencia de algún nutriente,
aireación incorrecta, etc.
ALGUNAS SITUACIONES EN RELACIÓN CON EL FUNCIONAMIENTO DE LAS PLANTAS INDICADAS POR
GRUPOS DOMINANTES PARTICULARES DE LA MICROFAUNA
Grupo Dominante
Flagelados pequeños
Funcionamiento
bajo
Ciliados libres pequeños
(< 50 m)
mediocre
Ciliados libres grandes
(> 50 m)
mediocre
Ciliados rastreros
Ciliados rastreros y fijos
Ciliados fijos
Amebas desnudas
pequeñas y Flagelados
Amebas testáceas
Causas Posibles
Lodo
pobremente
aireado;
sobrecarga;
sustancias
de
fermentación
Tiempo de retención de líquido
residual corto; lodo pobremente
aireado
Sobrecarga
bueno
muy bueno
decreciente
pobre
muy bueno
Fenómeno
transitorio
(carga
discontinua; extracción de lodo
reciente; tiempo de reciclado bajo)
Carga muy alta; no fácilmente
degradable
baja carga
Conversión de valores del SBI en cuatro Clases
de Calidad y su Evaluación.
Valor de
SBI
8 - 10
6-7
4-5
0-3
Clase
Evaluación
I
Lodo estable y muy bien colonizado;
muy buen funcionamiento.
II
Lodo estable y bien colonizado;
actividad biológica en disminución;
buen funcionamiento.
III
Depuración Biológica insuficiente
en el tanque de aireación;
funcionamiento mediocre.
IV
Depuración Biológica escasa en el
tanque de aireación;
funcionamiento bajo.
Amebas
testáceas
(Euglypha,
Arcella,
Difflugia)
Alto
Baja
Alta
Bajo
Alto
Excelente
Muy
Buena
Alto tiempo de
retención.
Cuando la carga
fue  1 Kg.
DBO/Kg. SSLM.d
y DQO elevada,
fueron
reemplazadas por
Opercularia.
Asociada con
Opercularia
coarctata. O.
minima
O.
microdiscum
Bajo
Alta
Baja
Alto
Vorticella
microstoma
Bajo
Alta
Baja
Alto
Bajo
Bajo
Regular
Deficiente
Mala
Flagelados
(Bodo,
Polytoma,
Tetramitus)
Ciliados
Nadadores
(Colpidium,
Cyclidium,
Tetrahymena,
Uronema)
Muy
Bajo
Muy
Bajo
Muy
Alta
> 0.9
Alta
0.6–0.9
Muy
Baja
Muy
Baja
Alto
Alto
Bajo
Bajo
Malo
Malo
Vorticella
microstoma;
ingreso de
efluentes
industriales.
Mala
Inicio del
funcionamiento,
sobrecarga,
sustancias de
fermentación.
Mala
Abundantes en
las primeras fases
del tratamiento.
Codominantes
con flagelados.