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INFORME DEL ENSAYO INTERLABORATORIOS PARA

FANGOS ACTIVOS (Mayo 2007)

Asociación Científica Grupo Bioindación Sevilla

Con el patrocinio de: Izasa, Emasesa, Tecnología del Agua y Surcis.

ÍNDICE

1. Introducción

2. Participantes

3. Resultados

4. Análisis de datos

Caracterización macroscópica y microscópica del fango activado (IF)

Identificación y cuantificación de bacterias filamentosas

Caracterización de la microfauna

Otros parámetros de interés

5. Conclusiones

• Generales

• Valoración de la muestra

6. Consideraciones para los próximos ejercicios interlaboratorios

7. Agradecimientos

8. Bibliografía

Anexo I: Reportaje fotográfico

Anexo II: Estudio respirométrico de la muestra

INFORME "EJERCICIO INTERLABORATORIOS Mayo de 2007" 1

1. INTRODUCCIÓN

Con el objetivo de unificar criterios en los análisis de tipo microbiológico de fangos activos ("evaluación del fango: características macro- y microscópicas", "evaluación de la población de bacterias filamentosas" y "evaluación de la microfauna"), GBS organiza ejercicios interlaboratorios con muestras de distintas características y procedencias. Estos ensayos ofrecen la oportunidad al laboratorio participante de comparar sus resultados con aquellos aportados por otros analistas, posibilitándole conocer su desempeño técnico y detectar posibles errores sistemáticos.

El ejercicio del día 9 de mayo de 2007 se realizó sobre una muestra puntual de Fango Activo, cuya toma se efectuó el día 8 de febrero a las 7 a.m. Su distribución se hizo desde la sede de GBS (EDAR Ranilla), junto con los formatos de remisión de resultados, durante el mismo día de la toma muestras.

Esta misma muestra ha sido estudiada mediante un completo análisis respirométrico realizado por la empresa Surcis, S.L., cuyo informe adjuntamos en anexo aparte (Anexo II). Como se podrá comprobar, algunos de los aspectos recogidos en este informe son complementados y en ocasiones confirmados por los resultados extraídos con este método indirecto de evaluación de la biomasa. El presente informe ha sido elaborado sin conocimiento de los datos técnicos y resultados de dicho informe respirométrico, en igualdad de condiciones que el resto de participantes.

Además de la suspensión de fango activo de EDAR convencional, se adjuntó un volumen aproximado de 15 mL de una muestra puntual de fango activo de procedencia industrial. En este caso, el análisis a realizar estaba simplificado y se refirió sólo a la identificación de bacterias filamentosas y a la valoración de la microestructura del fango.

2. PARTICIPANTES

Durante este ejercicio, el total de participantes ha sido de 20, de los cuales el 40%, aproximadamente, trabajaba por primera vez con esta metodología de análisis. El 60% había trabajado con anterioridad con las hojas de trabajo y tan sólo un 30% puede considerarse "experto" respecto al uso de esta metodología.

A los participantes menos expertos les recordamos que pueden aclarar con nosotros aquellos aspectos metodológicos de las hojas de trabajo que no comprendan, a fin de que estos queden solucionados antes del próximo ejercicio.

En la Tabla 1 se recogen los plazos de tiempo transcurridos entre la toma de muestras y el análisis en el caso de cada participante. Con la excepción de los


participantes 9 y 15 todos los laboratorios efectuaron el análisis en el plazo previsto.

Tabla 1. Días transcurridos en el análisis de la muestra desde su toma.

P1 P2 P3 P4 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 P13 P14 P15 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 2

P16 P17 P18 P19 P20 P221 1 1 1 1 1 Pi= Participante 1-22

3. RESULTADOS

Los resultados más relevantes del análisis microscópico de la muestra, para cada uno de los participantes, se recogen en la Tabla 2.

Se advierte a los participantes que los cuadros-resumen aquí recogidos presentan modificaciones respecto a los adelantados por correo electrónico. En algunos casos, los participantes ratificaron o aportaron la información ausente que se solicitó, en otros casos los datos han debido de quedar como ausentes por falta de respuesta.

Tabla 2 (I). Resultados aportados por los participantes 1-4 y 6.

* Los datos que presentan color rojo, se destacan del resto por no haber sido ratificados por los participantes.


Tabla 2 (II). Resultados aportados por los participantes 7-16.


Tabla 2 (III). Resultados aportados por los participantes 17-22.


4. ANÁLISIS DE DATOS

En este apartado se realizará un análisis estadístico de los valores obtenidos en cada uno de los puntos en los que está dividido el análisis de fangos activos. Los parámetros estadísticos seleccionados son:

El cálculo de la media nos informa sobre el valor más probable de la variable a estudiar. Es afectada fuertemente por los valores extremos de la población.

La desviación estándar muestra como de agrupados o dispersos se encuentran los valores. Si la varianza tiende a cero, quiere decir que la dispersión de los datos es muy baja y se encuentran concentrados en torno a la media.

Dada la dispersión natural de los datos biológicos, y más aún de este tipo de análisis que no presentan capacidad de contraste con un patrón, hemos preferido realizar una invalidación de medidas que se ha determinado mediante el test de la Q de Dixon. Dicho test tiene en cuenta la diferencia de los valores máximos y mínimos respecto a la media, inhabilitando aquéllos que superen el valor preestablecido para este estimador. Adicionalmente, como un segundo control a los resultados de este test, hemos definido intervalos de confianza en aquellos valores que presentaron mayor dispersión, representados por desviaciones de la media del 20%


CARACTERIZACIÓN MACRO- Y MICROSCÓPICA DEL FANGO ACTIVO

En los resultados que se muestran a continuación se resaltan en color azul claro aquellos datos que, sin ser excluidos por el Test de la Q de Dixon, se alejaron de la tendencia extraída del total de datos. Se resaltan en color amarillo los datos rechazados por el test de invalidación.

- MACROSCOPÍA

En la siguiente tabla se recogen los valores aportados por los participantes que, según el criterio estadístico de rechazo de la Q de Dixon, no hubo de descartarse ninguno. No obstante, se destacan los valores aportados por los participantes 6 y 7 por ser los más alejados del valor promedio y moda extraídos de la serie.

En la Tabla 3 se detallan las categorías de los parámetros macroscópicos valorados por cada participante, resaltándose aquellas que fueron seleccionadas por los participantes con menor frecuencia.

Por último, se representan gráficamente los porcentajes de reparto para cada categoría.

Figura 1. Características macroscópicas de la muestra ("totales" ∑[turbidez, flóculos en suspensión, sedimentabilidad y olor]) para cada uno de los participantes, así como la media y varianza calculadas. Ningún participante descartado según el test de la Q de Dixon.

CARACTERÍSTICAS MACROSCÓPICAS

0

5

10

15

20

1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22

participante

MACROSCOPÍA MEDIA

1 16,52 123 214 176 7,57 7,58 13,59 21

10 1211 13,512 1213 2114 2115 13,516 16,517 2118 16,519 2120 2122 21

MEDIA 16,3VARIANZA 4,7

MACROSCOPÍA


REPARTO PORCENTUAL DE LAS CARACTERÍSTICAS MACROSCÓPICAS

Tabla 3. Características macroscópicas de la muestra para cada uno de los participantes. Se resaltan en amarillo las categorías menos frecuentes.

PARTICIPANTE TURBIDEZ FLÓCULOS EN SUSP. SEDIMENTABILIDAD OLOR1 Alta Baja Media Correcto2 Alta Media Media Correcto3 Alta Baja Alta Correcto4 Alta Media Media Correcto6 Alta Alta Media Correcto7 Alta Media Baja Correcto8 Alta Media Alta Incorrecto9 Media Media Alta Correcto

10 Alta Media Media Correcto11 Media Media Media Incorrecto12 Alta Media Media Correcto13 Media Media Alta Correcto14 Media Media Alta Correcto15 Alta Media Alta Incorrecto16 Alta Media Alta Correcto17 Media Media Alta Correcto18 Alta Baja Media Correcto19 Media Baja Media Correcto20 Media Baja Media Correcto22 Media Baja Media Correcto

Turbidez

60%

40%

AltaMedia

Flóculos en suspensión

5%

65%

30%

AltaMediaBaja

Sedimentabilidad

40%

55%

5%

AltaMediaBaja

Olor

85%

15%

CorrectoIncorrecto


- MICROSCOPÍA

En la siguiente tabla se representan los valores de la caracterización microscópica de la muestra. Ningún participante descartado según el test de la Q de Dixon, aunque se destaca el valor aportado por el participante 15, el más apartado de los valores promedio, moda y mediana.

Tabla 4. Características microscópicas de la muestra (forma, tamaño, estructura, textura y cobertura flocular, filamentos en flóculos y en disolución, diversidad de especies) para cada uno de los participantes. Se resaltan en verde las categorías menos frecuentes.

Figura 2. Características microscópicas de la muestra (totales) para cada uno de los participantes, así como la media y varianza calculadas. Ningún participante descartado.

PARTICIPANTE FORMA TAMAÑO ESTRUCTURA TEXTURA COBERTURA FIL EN FLÓC. FIL EN DIS. DIV PROTOZ1 Irregular Medio Media Fuerte 10-50% 5-20 fil./flóculo Baja > 7 sp.2 Irregular Medio Compacta Fuerte 10-50% 5-20 fil./flóculo Alta > 7 sp.3 Irregular Medio Media Fuerte 10-50% 5-20 fil./flóculo Baja 4-7 sp.4 Irregular Pequeño Abierta Fuerte 10-50% < 5 fil./flóculo Baja 4-7 sp.6 Irregular Medio Media Fuerte 10-50% 5-20 fil./flóculo Baja > 7 sp.7 Irregular Medio Media Débil 10-50% 5-20 fil./flóculo Baja 4-7 sp.8 Irregular Medio Media Fuerte 10-50% > 20 fil./flóculo Baja > 7 sp.9 Irregular Medio Media Fuerte 10-50% 5-20 fil./flóculo Baja 4-7 sp.

10 Irregular Medio Abierta Débil 10-50% 5-20 fil./flóculo Alta 4-7 sp.11 Irregular Medio Media Fuerte 10-50% 5-20 fil./flóculo Alta 4-7 sp.12 Irregular Medio Media Fuerte 10-50% 5-20 fil./flóculo Alta 4-7 sp.13 Regular Medio Media Fuerte 10-50% 5-20 fil./flóculo Alta 4-7 sp.14 Irregular Pequeño Abierta Débil 10-50% 5-20 fil./flóculo Baja 4-7 sp.15 Regular Pequeño Abierta Débil < 10% < 5 fil./flóculo Baja < 4 sp.16 Irregular Pequeño Abierta Débil 10-50% 5-20 fil./flóculo Baja > 7 sp.17 Irregular Pequeño Media Débil < 10% 5-20 fil./flóculo Baja > 7 sp.18 Irregular Medio Media Fuerte 10-50% 5-20 fil./flóculo Alta > 7 sp.19 Irregular Medio Media Fuerte < 10% 5-20 fil./flóculo Baja > 7 sp.20 Irregular Medio Abierta Fuerte 10-50% 5-20 fil./flóculo Baja 4-7 sp.22 Irregular Medio Abierta Fuerte 10-50% 5-20 fil./flóculo Baja > 7 sp.

CARACTERÍSTICAS MICROSCÓPICAS

0

10

20

30

40

50

60

1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22

participantes

MICROSCOPÍA MEDIA

1 502 563 444 326 507 448 509 4410 4011 4112 4113 4514 2415 2116 3017 3218 4719 4320 3522 41


MICROSCOPÍA


REPARTO PORCENTUAL DE LAS CARACTERÍSTICAS MICROSCÓPICAS

Forma

10%

90%

RegularIrregular

Tamaño

25%

75%

PequeñoMedio

Estructura

5%

60%

35%

CompactaMediaAbierta

Textura

70%

30%

FuerteDébil

Cobertura

15%

85%

0%

< 10%

10-50 %

> 50%

Filamentos en flóculo

5%

85%

10%

> 20 fil./flóc.5-20 fil./flóc.< 5 fil./flóc.

Filamentos en disolución

30%

70%

AltaBaja

Diversidad protozoos

45%

50%

5%

> 7 sp.4-7 sp.< 4 sp.


- ÍNDICE DE FANGO

En la siguiente tabla se recogen los valores del IF estimados, cuyas categorías se reparten entre "bueno" y "regular". Tan sólo el participante 15 determinó la categoría “malo”, quien realizó el análisis con mayor tiempo de retraso que el resto de participantes. Si bien ningún participante ha sido descartado por el test de rechazo, se destacan los datos más apartados de las funciones promedio, moda y mediana, es decir, los participantes 2 y 15.

Figura 3. IF (sumatorio de las características macro- y microscópicas) para cada uno de los participantes, así como la media y varianza calculadas. Ningún participante descartado.

ÍNDICE DE FANGO (IF)

01020304050607080

1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22participante

ÍNDICE DE FANGO ( IF) MEDIA

CATEGORÍA1 50 Regular2 68 Bueno3 65 Bueno4 49 Regular6 57,5 Regular7 51,5 Regular8 56,5 Regular9 65 Bueno

10 40 Regular11 54,5 Regular12 53 Regular13 66 Bueno14 45 Regular15 34,5 Malo16 46,5 Regular17 53 Regular18 63,5 Bueno19 64 Bueno20 56 Regular22 62 Bueno


ÍNDICE DE FANGO ( IF)


IDENTIFICACIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE BACTERIAS FILAMENTOSAS

- ABUNDANCIA DE BACTERIAS FILAMENTOSAS IDENTIFICADAS: CATEGORÍA NUMÉRICA Y OTROS MÉTODOS PROPUESTOS.

En la tabla siguiente se recoge la presencia de bacterias filamentosas en función a la técnica "cualitativa", la cual permite establecer un criterio subjetivo de abundancia para la densidad total de microorganismos filamentosos. Los participantes descartados según el test de rechazo de la Q de Dixon son el 10 y el 15.

Dado que el valor medio calculado para la categoría numérica de bacterias filamentosas es de 3,9, la categoría media finalmente adoptada es la 4.

A continuación, en las Tablas 5 y 6, se recogen los resultados referentes a "otros procedimientos de cuantificación de organismos filamentosos". La mayoría de participantes que aportó este dato, empleó la técnica basada en el cálculo de los "m/mL filamentos" (16 participantes) y 8 participantes emplearon la técnica de "cortes con la diagonal".

Figura 4. Abundancia de bacterias filamentosas (categoría numérica) para cada uno de los participantes, así como la media y varianza calculadas. Descartados los participantes 10 y 15.

1 4,02 4,03 -4 3,06 4,07 4,08 4,09 4,0

10 5,011 4,012 4,013 4,014 4,015 1,016 4,017 4,018 4,019 4,020 4,022 4,0


PARTICIP DESCARTADO 10 Y 15MEDIA CORREG 3,9

VAR CORREG 0,24

CATEGORÍA BACTERIANA

ABUNDANCIA FILAMENTOS (CATEGORÍA)

0,00,51,01,52,02,53,03,54,04,5

1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22

participante

CATEGORÍA BACTERIANA MEDIA


En la Tabla 5, correspondiente a la cuantificación de filamentos como "cortes con la diagonal" no hubo de ser descartado ningún participante, pero se señala el resultado aportado por el participante 7, por ser éste el valor más apartado del promedio.

Tabla 5. Cuantificación de los filamentos de la muestra como "cortes con la diagonal".

RECUENTO FILAMENTOS (corte diagonal)

0

2

4

6

8

10

12

14

1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22

RECUENTO FILAMENTOS (CORTES DIAGONAL) Media

1 -2 -3 3,984 -6 -7 0,568 -9 -

10 1,3711 -12 -13 -14 3,3515 1,516 -17 -18 2,1219 -20 422 3,4


RECUENTO FILAMENTOS (CORTES DIAGONAL)


En el caso de la técnica de recuento mediante la cámara de Neubauer improved, ningún participante hubo de ser descartado. Se señala sin embargo el resultado aportado por el participante 15, por ser el más alejado del valor promedio.

RECUENTO FILAMENTOS (m/mL filamentos)

0100200300400500600700

1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22

RECUENTO FILAMENTOS (m/mL filamentos) Media

Tabla 6. Cuantificación de los filamentos de la muestra como "m/mL filamentos". Ningún participante descartado.

1 603,22 74,243 324,84 -6 139,27 157,58 315,59 241,3

10 52811 -12 612,513 445,414 48315 37,1216 -17 315,518 361,919 -20 59022 510


RECUENTO FILAMENTOS (m/mL filamentos)


IDENTIFICACIÓN DE BACTERIAS FILAMENTOSAS

En las tablas siguientes se recogen las identificaciones realizadas por los participantes en cuanto a la población de bacterias filamentosas. También se detalla el número de especies identificadas por cada participante.

Tabla 7. Filamentos dominante, secundario y "otros filamentos". Especies totales identificadas por cada participante.

PARTICIPANTE F.DOMINANTE F. SECUNDARIO OTROS FILAMENTOS1 Nocardia Microthrix p., H. hydrossis Nostocoida limicola, Thiothrix II, Beggiatoa, Tipo 17012 Tipo 1701, Tipo 021N Haliscomenobacter hydrossis -3 -- Nocardia, T1701, T1702, M. parvicella, H.hydrossis, Thiothrix T 021N, Streptococcus, T1863, Nostocoida, T18514 Nostocoida limicola Microthrix parvicella Thiothrix, Nocardia6 Haliscomenobacter hydrossis T 1702, T 0411 Nocardia, Streptococcus, T 0411, T 021N7 Tipo 1851 Haliscomenobacter hydrossis Tipo 18638 Nocardia, Microthrix parvicella N. limicola II, Haliscomenobacter hydrossis, Tipo 1701 Tipo 1863, Streptococcus, Thiothrix9 H. hydrossis, Thiothrix II Tipo 1851 Tipo 1863, Nocardia, Microthrix p., Tipo 067510 Tipo 1701, Haliscomenobacter h. Tipo 1851, Nocardia, Tipo 0581 Streptococcus, Tipo 0041, Nostocoida l. III, Tipo 186311 H. hydrossis Tipo 0581 Nocardia, Tipo 1701, Sphaerotilus natans12 Tipo 1701 Tipo 0961 T 021N, Beggiatoa sp., H. hydrossis, Sphaerotilus n. T 186313 Tipo 1702 H. hydrossis, Nostocoida limicola I Nocardia, Tipo 1863, Streptococcus14 Microthrix parvicella Nocardioformes, H. hydrossis, T 1863, T 1701 Tipo 0914, N. limicola II15 Haliscomenobacter hydrossis Thiothrix sp. -16 Microthrix parvicella Tipo 0803, Nocardia, H. hydrossis N. limicola, Tipo 021N17 Thiothrix I Nocardioformes Tipo 186318 Nocardia sp. Thiothrix sp., Microthrix parvicella Tipo 1701, Haliscomenobacter hydrossis, Tipo 186319 Tipo 0581, H. hydrossis, Tipo 1702 Tipo 1701, GALO Nostocoida limicola, Thiothrix, Tipo 186320 H. hydrossis, Tipo 1702, Tipo 0581 Tipo 1701, Nocardioformes Tipo 1863, Thiothrix II, Microthrix parvicella22 Tipo 0581, H. hydrossis, Tipo 1702 Tipo 1701 N. limicola II, Tipo 1863, Thiothrix II, Tipo 0961, GALO

1 92 53 114 56 77 38 109 8

10 911 712 813 614 715 216 717 318 619 720 922 9

MEDIA 7 VARIANZA 2,40

Nº TOTAL DE SP BACT. DETERMINADAS

NÚMERO TOTAL SP BACTERIANAS

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22

participantes

nº total sp. media

Tabla 8. Especies totales identificadas por cada participante. No se ha aplicado test de invalidación.


De la información recogida en la Tabla 7 se extrae que los filamentos determinados mayoritariamente como dominantes y secundarios han sido, en orden de mayor a menor frecuencia: Haliscomenobacter hydrossis> Nocardia sp.

Esta dispersión en cuanto al establecimiento del tipo filamentoso dominante entre los distintos participantes, quienes frecuentemente determinaron varios morfotipos dentro de la categoría “filamento dominante”, puede tener su explicación en la elevada diversidad bacteriana de la muestra. De hecho, esta dificultad en cuanto al establecimiento del tipo filamentoso dominante ha sido comentada a lo largo de los partes de resultados de los participantes. Es más, los "filamentos secundarios" determinados por los participantes frecuentemente fueron más de uno también, con toda probabilidad debido a la alta diversidad de la muestra, como comentábamos anteriormente.

En algunos casos, como el del participante 3, éste decidió optar por la presencia no dominante de ningún filamento y catalogar a los morfotipos observados dentro de la categoría filamento secundario.

Sobre el concepto “filamento dominante” podemos recoger las definiciones de filamento dominante y secundario incluidas en algunos manuales para discutirlas a continuación:

“Un tipo filamentoso se considerará dominante cuando destaque por su mayor abundancia frente a los demás. Normalmente, será aquel que pueda clasificarse en una categoría de “muy común” (categoría 4) ó superior, y probablemente será el principal responsable de los problemas de esponjamiento o “bulking” filamentoso que pudieran existir. Por el contrario, se calificará de filamento “secundario” a aquel o aquellos que queden englobados en una categoría de “común” (categoría 3) ó inferior. Estos filamentos, aunque presentes, probablemente no sean los que provoquen de manera directa problemas de esponjamiento o bulking filamentoso” (Emasesa, 1997)

Por nuestra parte, entendemos que el filamento dominante (o filamentos dominantes), como se recoge en la definición anterior, debe ser el principal responsable de la disgregación del flóculo o de la formación de puentes interfloculares, alterando las propiedades de sedimentación del fango. Sin embargo, no entendemos que el filamento dominante deba llevar asociada la categoría 4 en particular. Como filamento secundario entendemos aquel que sigue en abundancia al filamento dominante, independientemente de la categoría numérica asociada, el cual podrá estar implicado o no en problemas de esponjamiento del fango.

Otros filamentos identificados con menor frecuencia, en algunos casos incluidos en el grupo "otros filamentos", han sido: Tipo 1701> Microthrix parvicella.


En cuanto a los morfotipos pertenecientes a la categoría "otros filamentos", destacó el Tipo 1863, quedando incluidos también en esta categoría algunos de los filamentos mencionados anteriormente, dentro del grupo de filamentos dominantes y secundarios.

Por nuestra parte, nos gustaría señalar que discrepamos con algunas de las categorías que los participantes han asociado a algunos tipos filamentosos en la muestra. Tal es el caso del grupo de los GALO o de Microthrix parvicella, que bajo nuestro criterio no deberían haber aparecido entre los filamentos dominantes en la muestra. Probablemente, la reacción Gram-positiva de estos filamentos, que los hace más fácilmente distinguibles del resto de filamentos (predominantemente Gram-negativos), haya podido tener que ver con este hecho.

Al igual que en el ejercicio anterior, ha pasado desapercibido el filamento Tipo 0581, que indudablemente debería haber aparecido entre los filamentos identificados en la muestra. Sugerimos, pues, a los participantes, que revisen las notas sobre las características microscópicas observables bajo microscopía óptica de este filamento, así como su reactiva a tinciones.

En el Anexo I están ilustrados microorganismos recogidos en los partes de resultados de los distintos laboratorios.

Respecto al principal efecto del crecimiento filamentoso sobre la estructura flocular, las observaciones han indicado mayoritariamente "disgregación del flóculo".

Como se expuso anteriormente, la categoría media de filamentos ha sido la 4, es decir, "filamentos en todos los flóculos, de 5-20 filamentos/flóculo".

En la tabla 8 se representa la valoración de los filamentos en disolución. El filamento principalmente determinado ha sido el Tipo 1863, con categorías asociadas que oscilan entre 0 y 1. Se señalan en rojo las determinaciones realizadas por algunos participantes, quienes han incluido en este apartado a bacterias del grupo de los espirilos y espiroquetas.

Como ya se indicó en ejercicios anteriores, estos microorganismos deben ser incluidos en el apartado "observaciones" de la hoja de trabajo destinada al estudio del IF (ver figura adjunta):


Tabla 8. Densidad de filamentos en disolución.

1 Streptococcus sp., Tipo 1863 12 Tipo 1863, Espiroquetas 23 No4 - -6 Streptococcus, Nocardia 07 No 08 Tipo 1863 09 Tipo 1863, Microthrix p. 1

10 - 011 Tipo 1863, Bacillus sp., Spirilos 012 - 013 Espiroquetas 114 Tipo 1863 115 - 016 Nocardia, Tipo 1863 -17 Tipo 1863 118 - 119 Tipo 1863 120 Tipo 1863 122 Tipo 1863 1

FILAMENTOS EN DISOLUCIÓN


CARACTERIZACIÓN DE LA MICROFAUNA

- DENSIDAD PROTOZOARIA

En la figura siguiente se recogen los valores de densidad de microfauna estimados por los participantes.

El test de invalidación de resultados de la Q de Dixon indica la invalidación del resultado aportado por el participante 3. Además del anterior, aunque sin ser invalidado, se destaca el resultado del participante 1, por ser el más alejado de la media, la cual se situó en 4,5 millones de individuos por litro. En cualquier caso, aquellos participantes que aportaron valores fuera del intervalo 3,6-5,4 millones individuo por litro, es decir, de un intervalo de confianza del 20%, deberían revisar el procedimiento de recuento de la microfauna. Recomendamos pues a los participantes, repasar las indicaciones realizadas en otros ejercicios con relación al recuento de microfauna y, ante cualquier dificultad, pueden consultarlo con nosotros.

Figura 5. Densidad de microorganismos (protozoos y metazoos) para cada uno de los participantes, así como la media y varianza calculadas. Descartado el participante 3.

1 8,622 4,543 10,044 5,906 3,567 4,148 5,149 3,10

10 4,6211 2,8212 2,1813 4,4414 3,1015 2,6016 4,8217 4,1418 2,8219 6,8220 3,0822 4,38


INTERV CONF

PARTICIP DESCARTADO 3MEDIA CORREG 4

VAR CORREG 1,59

DENSIDAD PROTOZOARIA (10 exp 6)

DENSIDAD DE PROTOZOOS

0

1

23

4

5

6

78

9

10

1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22

participante

DENSIDAD PROTOZOARIA (10 exp 6) MEDIA


- ÍNDICE DE SHANNON (H)

En la Figura 6 se recogen los datos referidos al Índice de Shannon, el cual presentó un valor medio de 2,1. El test de la Q de Dixon no recomienda la invalidación de ningún dato.

Figura 6. Índice de Shannon para uno de los participantes, así como la media y varianza calculadas. Ningún participante descartado.

1 2,572 2,703 1,624 2,016 2,667 2,538 2,359 1,60

10 2,3611 -12 2,2813 1,8614 1,4515 -16 2,5817 2,4418 2,3719 2,4920 2,5322 2,66


ÍNDICE DE SHANNON

ÍNDICE DE SHANNON

0,000,501,001,502,002,503,00

1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22participante

ÍNDICE DE SHANNON MEDIA


- ÍNDICE DE MADONI

En la figura siguiente se recogen las categorías numéricas definidas por el total de participantes, así como la clase asociada a cada una de ellas.

Si se toma el valor medio numérico extraído del total de participantes, es decir, un SBI de 8, la clase asociada sería la Clase I.

Aunque el test de invalidación de la Q de Dixon no indica la necesidad de eliminar ningún dato, debido a la amplitud de valores aportados se ha calculado un intervalo de confianza del 25% respecto a la media1. Aquellos participantes que se aparten del intervalo 6-10 del SBI, estarían alejados de la tendencia central.

Como se observa en la Figura 8, los SBI determinados se repartieron principalmente entre las Clase I y II, con valores comprendidos entre 10 y 6.

El análisis de esta situación se hará posteriormente, en el apartado de microfauna.

1 En este caso se ha aumentado en un 5% el porcentaje del intervalo de confianza, para evitar valores decimales que no se corresponden con ningún valor numérico del SBI definido.

Figura 7. Índice de Madoni (1-10) para cada uno de los participantes, así como la media y varianza calculadas. Ningún participante descartado.

ÍNDICE DE MADONI

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22

participante

ÍNDICE DE MADONI MEDIA

1 10 I2 9 I3 8 I4 8 I6 9 I7 8 I8 7 II9 8 I

10 7 II11 8 I12 9 I13 6 II14 5 III15 - -16 6 II17 7 II18 7 II19 9 I20 8 I22 9 I

MEDIA 8VARIANZA 1,27

ÍNDICE DE MADONI


- N º ESPECIES DE PROTOZOOS

La diversidad de especies de situó mayoritariamente por encima de las 7 especies. El test de la Q de Dixon no invalidó ningún resultado.

Figura 9. Número de especies protozoarias identificadas por cada uno de los participantes.

Figura 8. Clase Madoni (I-IV) definida por el total de participantes.

1 122 103 74 76 107 78 109 5

10 811 612 813 614 715 516 1017 918 819 1020 722 10

MEDIA 8VARIANZA 1,94

Nº DE ESPECIES (MICROFAUNA)

Nº ESPECIES (MICROFAUNA)

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22

participante

Nº DE ESPECIES (MICROFAUNA) MEDIA

ÍNDICE DE MADONI

63,0

32,0

5,0

Clase IClase IIClase III


- GRUPO FUNCIONAL DOMINANTE (PROTOZOOS)

Como se puede observar en la Tabla 9, las densidades de población máximas se obtuvieron para los grupos de los bacterívoros sésiles y bacterívoros reptantes. Minoritariamente, el grupo de los bacterívoros nadadores y las amebas testáceas también estuvieron representados.

Esta situación se analizará en apartados posteriores, sobre todo en cuanto a su implicación en la determinación del grupo funcional dominante para la determinación del SBI.

Tabla 9. Grupo funcional dominante para cada uno de los participantes.

1 Bacterívoros sésiles2 Bacterívoros reptantes3 Amebas testáceas4 Bacterívoros reptantes6 Bacterívoros sésiles7 Bacterívoros sésiles8 Bacterívoros reptantes9 Bacterívoros reptantes

10 Bacterívoros sésiles11 Bacterívoros reptantes12 Bacterívoros sésiles13 Bacterívoros reptantes14 Bacterívoros sésiles15 Bacterívoros nadadores16 Bacterívoros sésiles17 Bacterívoros reptantes18 Bacterívoros reptantes19 Bacterívoros sésiles20 Bacterívoros sésiles22 Bacterívoros sésiles

GRUPO DOMINANTE


- LISTADO DE ESPECIES DE PROTOZOOS

En la Tabla 10 se recogen, por grupos funcionales, las especies de protozoos y los grupos de metazoos observados por la totalidad de participantes.

Como se observa en la Tabla 10, se trata de una muestra de diversidad moderada-alta (Figura 6), con un mínimo de cinco especies observadas y un máximo de doce para los participantes más expertos (Figura 9).

Tabla 10. Protozoos y grupos de metazoos observados por el total de participantes.

Además, en la Tabla 11 se recoge el total de especies observado por cada uno de los participantes.

En el Anexo I se incluyen ilustraciones de algunos de los microorganismos presentes en la muestra.

Epistylis sp., Complejo V. convallaria, Complejo V. aquadulcis, Complejo V. infusionum, Complejo V. microstoma, Vorticella sp.Opercularia sp., Zoothamnium sp., Carchesium sp., Vorticella campanula, Epistylis entzii , Complejo V. infusionum

Bacterívoro nadador sin identificar, Uronema sp., Colpoda sp.

-

Peranema sp., Peranematales, Euglena sp.,

-

Amebas testáceas, Arcella sp.

Litonotus sp.,

Podophrya sp., Tokophrya sp.

Bacterívoros reptantes Aspidisca sp., Acineria sp., Acineria uncinata, Euplotes sp.,

Bacterívoros sésiles

RotíferosMetazoos

Especies de protozoos y Grupos de metazoosPequeños flagelados

Grandes flagelados

Amebas desnudas

Carnívoros nadadores

Carnívoros suctores

Bacterívoros nadadores

Amebas testáceas


Tabla 11. Especies observadas por cada uno de los participantes.

PARTICIPANTEPeranema sp., Litonotus sp., Podophrya sp., Tokophrya sp., Bacterívoro nadador sin identificar, Aspidisca sp., Acineria sp., Epistylis sp., Complejo V. convallaria, Complejo V. aquadulcis, Complejo V. infusionum

Peranema sp., Tokophrya sp., Uronema sp., Bacterívoro nadador sin identificar, Aspidisca sp., Acineria sp., Epistylis sp., Complejo V. convallaria, Vorticella sp.19

Aspidisca cicada, Acineria uncinata, Epistylis entzii, Complejo V. convallaria, Complejo V. aquadulcis, Complejo V. microstoma, Complejo V. infusionum

1

Litonotus sp., Aspidisca sp., Acineria sp., Opercularia sp., Epistylis sp., Carchesium sp., V. campanula, Complejo V. microstoma

Litonotus sp., Aspidisca sp., Acineria sp., Epistylis sp., Complejo V. convallaria, Vorticella sp.

18 Peranema sp., Arcella sp., Uronema sp., Aspidisca sp., Acineria sp., Epistylis sp., Complejo V. convallaria, Complejo V. aquadulcis

Peranema, Litonotus sp., Podophrya sp., Aspidisca sp., Acineria sp., Opercularia sp., Complejo V. aquadulcis

Litonotus sp., Acineria sp., Epistylis sp., Zoothamnium sp., Complejo V. convallaria, Complejo V. aquadulcis, Complejo V. microstoma

Amebas testáceas, Aspidisca sp., Acineria sp., Epistylis sp., Carchesium sp., Complejo V. convallaria, Complejo V. microstoma

Tokophrya sp., Colpoda sp., Aspidisca sp., Acineria sp., Opercularia sp., Epistylis sp., Complejo V. convallaria, Complejo V. microstoma

Uronema sp., Aspidisca sp., Acineria sp., Complejo V. convallaria, Complejo V. infusionum

Peranema sp., Uronema sp., Aspidisca sp., Acineria uncinata, Epistylis sp., Complejo V. convallaria, Complejo V. aquadulcis, Vorticella sp., Complejo V. microstoma, C. V. infusionum

Bacterívoro nadador sin identificar, Aspidisca sp., Acineria sp., Opercularia sp., Epistylis sp., Complejo V. convallaria

Peranema, Litonotus sp.,Podophrya sp., Tokophrya sp., Aspidisca sp., Acineria sp., Opercularia sp., Epistylis sp., Complejo V. convallaria, Complejo V. aquadulcis

22

13

14

15

16

20

6

Peranematales, Arcella sp., Aspidisca sp., Acineria sp., Epistylis sp., Complejo V. convallaria, Complejo V. microstoma

Podophrya sp., Tokophrya sp., Uronema sp., Aspidisca sp., Acineria sp., Epistylis sp., Complejo V. convallaria, Complejo V. aquadulcis, Vorticella sp. sin identificar, Rotíferos2

3

Amebas testáceas, Litonotus sp., Tokophrya sp., Tetrahymena sp., Paramecium sp., Aspidisca sp., Acineria sp., Opercularia sp., Complejo V. convallaria, Complejo V. aquadulcis

7

9

10

8

ESPECIES OBSERVADAS

4

11

Euglena sp., Bacterívoro nadador sin identificar, Aspidisca sp., Acineria sp., Opercularia sp., Epistylis sp., Complejo V. convallaria, Complejo V. aquadulcis

Amebas testáceas, Aspidisca sp., Acineria sp., Euplotes sp., Opercularia sp., Complejo V. convallaria, Complejo V. aquadulcis

Amebas testáceas, Uronema sp., Paramecium sp., Aspidisca sp., Rotíferos

17

12


- RELACIÓN DE PORCENTAJES DE PROTOZOOS

En la Tabla 12 se recoge la abundancia relativa de cada grupo funcional en el análisis de microfauna de cada participante.

EVALUACIÓN FINAL DEL FANGO ACTIVADO

En los siguientes gráficos de sectores se ofrece un resumen de las categorías seleccionadas por los participantes en cuanto a las tres principales características que evalúan la calidad de un sistema de depuración. Es decir, la valoración de la calidad del fango, del agua de salida y de la estabilidad del sistema.

En resumen, las categorías medias extraídas son:

Tabla 12. Porcentajes de abundancia de los distintos grupos funcionales obtenidos por cada uno de los participantes. G. FLAG: grandes flagelados; AMEBAS: amebas desnudas; C. NADAD: carnívoros nadadores; C. SUCTOR: carnívoros suctores; B. NADAD: bacterívoros nadadores; B.REP: bacterívoros reptantes; B. SÉSIL: bacterívoros sésiles; METAZOOS: metazoos.

G. FLAG: grandes flagelados; AMEBAS: amebas desnudas; C. NADAD: carnívoros nadadores; C. SUCTOR: carnívoros suctores; B. NADAD:

bacterívoros nadadores; B.REP: bacterívoros reptantes; B. SÉSIL: bacterívoros sésiles; METAZOOS: metazoos.

PARTICIPANTE G. FLAG (%) AMEBAS (%) A. TESTÁCEAS (%) C. NADAD (%) C. SUCTOR (%) B. NADAD (%) B. REPT (%) B. SÉSIL (%) METAZOOS (%)1 1 0 0 1 2 2 42 52 02 0 0 0 0 5 8 56 30 13 0,4 0 64,9 0 0 0 19,5 15,2 04 1,7 0 0 1,7 1,7 0 68,7 26,3 06 0 0 3 4 2 2 44 45 07 0 0 0 1 0 0 21 78 08 1,6 0 0 0 1,6 4,7 46,3 44,7 1,29 0 0 0 0 0 3,2 82,3 14,5 010 0 0 3,9 0 0 0 40,7 55 0,411 0 0 0 0 0 2,1 56,7 41,1 012 0 0 0 1,8 0 0 23 75,2 013 0 0 0 5,4 0 0 81,1 13,5 014 0 0 5 0 0 0 42 54 015 0 0 8 0 0 67 17 8 016 1 0 0 32 3 0 24 41 017 0,5 0 0 0 0 2,4 50,7 45,9 0,518 1,5 0 21,2 0 0 4,6 55,6 17,1 019 2 0 0 0 0 2 46 50 020 0 0 0 0 0 0 49 51 022 1 0 0 0 0 3 46 49 0


Parámetro Categoría más frecuentemente

seleccionada

Valoración calidad del fango Regular 60%

Valoración calidad del agua de salida Regular 50%

Valoración estabilidad del sistema Regular 55%

Evaluación de la calidad del fango

25%

60%

15%

Bueno Regular Malo

Evaluación del agua de salida

15%

50%

30%

5%

Bueno Regular Mala Pésima

Evaluación de la estabilidad del sistema

25%

55%

20%

Bueno Regular Malo


OTROS PARÁMETROS DE INTERÉS

En la Figura 10 se recogen los resultados referentes al ensayo de sedimentabilidad en probeta (V30), la concentración de sólidos en suspensión del licor mixto (SSLM), porcentaje de sólidos en suspensión volátiles (SSVLM) e índice volumétrico de fangos (IVF).

Figura 10 (I). V30, IVF, SSLM y %SSVLM. Participantes descartados: 7 para el cálculo de la V30.

PARTICIPANTE V30 (mL/L) SSLM (mg/L) % SSVLM IVF (mL/g)1 535 1.973 86,6 271,02 420 1.880 85,5 223,43 450 1.893 83,8 238,04 340 2.450 95,9 138,86 390 - - -7 610 2.331 81,0 262,08 360 2.200 78,0 163,09 410 2.010 78,5 204,0

10 400 1.710 80,0 234,011 400 1.720 86,0 232,012 400 1.873 78,4 213,613 410 2.110 73,9 194,014 340 2.120 84,9 160,015 340 1.920 79,0 177,016 370 1.966 87,0 188,217 360 2.102 86,3 171,018 440 2.080 83,0 210,019 430 1.990 82,0 216,120 410 1.960 81,0 209,222 440 1.970 82,0 223,3

MEDIA 413 2.014 83 207VARIANZA 65,4 184 4,77 35

PARTICIP DESCARTADO 7 - 4 -MEDIA CORREG 382,0 - 78 -

VAR CORREG 47,40 - 3,66 -

Ensayo de sedimentabilidad en probeta

0

100

200

300

400

500

600

1 2 3 4 6 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22

participante

mL/

L

V30 (mL/L) Media


En la aplicación del test de invalidación, los participantes descartados fueron el 7 para el caso de la V30 y el participante 4 para el cálculo del porcentaje de la fracción volátil.

Figura 10 (II) (continuación). V30, IVF, SSLM y %SSVLM. Participantes descartados: 4 para el cálculo de %SSVLM.

Índice volumétrico de fangos (IVF)

0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

300,0

1 3 7 9 11 13 15 17 19 22

participante

mL/

g

IVF (mL/g) Media

Sólidos en suspensión del licor mixto (SSLM) y % sólidos en suspensión volátiles (SSVLM)

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

1 2 3 4 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22

participante

mg/

L

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

% v

olát

iles

% SSVLM SSLM (mg/L) Media (SSLM) Media (%SSVLM)


5. CONCLUSIONES

■ VALORES MEDIOS ESTIMADOS DE LA MUESTRA ANALIZADA

En la Tabla 13 se recogen los valores "medios" de los principales parámetros que definen la calidad de la muestra estudiada, extraídos entre el total de datos aportados por los participantes.

■ CONCLUSIONES GENERALES

Las presentes conclusiones se han obtenido como compendio de las observaciones realizadas por los distintos participantes.

- Calidad previsible del agua tratada: regular-mala

Nos encontramos ante una muestra en la que la turbidez es “alta” y la presencia de microflóculos en suspensión ha sido valorada mayoritariamente con la categoría “media”. La turbidez del clarificado es atribuida a la presencia de microorganismos de crecimiento no filamentoso en disolución (Espiroquetas y Espirilos), así como a la presencia de morfotipos filamentosos en disolución tales como Streptococcus sp., Bacillus sp., 1863, Nocardia sp. y Microthrix sp.

La sedimentabilidad quedó definida mayoritariamente como "media" y secundariamente como "alta", con un valor medio de la V30 de 382 mL/L y un IVF de 207 mL/g. No se observaron fenómenos de levantamiento de la manta de fango por gasificación. Sí se observaron ligeras espumas superficiales.

Tabla 13. Valores medios estimados de la muestra analizada a partir de los resultados obtenidos por el total de participantes.

ÍNDICE DE FANGO 55 (Regular)4 (filamentos en todos los flóculos, de 5-20 filamen-

tos por flóculo)IDENTIFICACIÓN DE FILAMENTOS Haliscomenobacter hydrossis y Nocardia sp.

DENSIDAD DE PROTISTAS APROXIMADA 4,5 x 106ÍNDICE DE SHANNON 2,1ÍNDICE DE MADONI 8

CLASE MADONI Clase INº DE ESPECIES ENCONTRADAS 8

GRUPO DOMINANTE Ciliados reptantes+sésiles+ y/o amebas testáceasRENDIMIENTO SEGÚN MADONI Fango estable y muy bien colonizado, excelente actividad

biológica y muy buen funcionamiento.V30 estimada 382

SSLM 2014IVF 207

RESULTADOS MEDIOS ESTIMADOS DE LA MUESTRA

CATEGORÍA BACTERIANA


El olor ha sido valorado mayoritariamente como “correcto”, aunque ha habido apreciaciones por parte de los participantes que han apuntado comúnmente hacia un “olor ligeramente picante y sulfuroso”.

En cuanto a las características microestructurales del fango, las observaciones realizadas apuntan comúnmente a un flóculo de tamaño medio, próximo a los 200 µm, poco compacto y con huecos en su estructura como consecuencia del crecimiento filamentoso. El estado de mineralización de la suspensión es moderado, propio de un fango joven de edad de fango moderada-baja; la coloración marrón-claro así lo indica también. Parte de estos flóculos, de pequeño tamaño y estructura más laxa, probablemente son los que forman parte del clarificado, empeorando su calidad.

Las circunstancias que justifican la calidad del agua de salida estimada por los participantes como “regular”, han sido la presencia de turbidez en el clarificado (“alta”) así como de sólidos en suspensión (“media”). En cuanto a la evaluación de la calidad del fango como “regular”, es evidente que el crecimiento filamentoso en el sistema tiene que ver con este hecho, el cual presenta un nivel próximo a causar problemas en el sistema y es responsable de una sedimentabilidad aún aceptable pero con riesgos de empeorar (“media”), así como de la presencia de espumas en superficie. Además del estado estructural del fango, el estado de la microfauna, que se analizará posteriormente, también ha tenido que ver con la valoración de la calidad del fango.

No obstante, dado el carácter de fango joven de la muestra, la evolución negativa de las características macroscópicas ocurrió más rápidamente de lo que lo habría hecho en un fango de mayor edad. Esta circunstancia se comprobó mediante el seguimiento de la muestra durante el mismo día de la toma y al día siguiente, el día previsto para el análisis, en el que se constató un claro empeoramiento de la turbidez del clarificado y un leve incremento en los sólidos en suspensión.

Entre las posibles causas operacionales que justifican la calidad del clarificado y del propio fango, los participantes han barajado un estado de sobrecarga orgánica, unido a una oxigenación limitante en el reactor. Como es sabido, la turbidez del sobrenadante es normalmente superior en sistemas que trabajan a bajas concentraciones de oxígeno respecto a los que lo hacen a concentraciones más altas (Wilén y Balmer, 1999).

Como se comprobará posteriormente, ambas circunstancias fueron corroboradas durante el estudio de la microfauna y en el estudio respirométrico de la muestra (Anexo II).


Finalmente, detallar en este apartado que se han observado abundantes agregados bacterianos de bacterias Neisser positivas, frecuentemente en forma de tetradas. Adicionalmente, se ha detectado una reacción positiva en el test de viscosidad que podría indicar síntomas de deficiencia nutricional en el sistema.

- Valoración de la calidad del fango y de la estabilidad del sistema: regular

La densidad de microfauna media es alta, así como la diversidad. Los grupos funcionales mayoritarios determinados por el total de participantes se repartieron entre los bacterívoros sésiles y bacterívoros reptantes, con porcentajes del 40 y 50%, respectivamente. Comúnmente, el grupo funcional que ha determinado el ingreso en la tabla para el cálculo del SBI ha sido el de “Ciliados reptantes + ciliados sésiles y/o amebas testáceas", con un valor medio extraído del total de participantes de 8, al que se asocia la Clase I. Es decir, "Fango estable y muy bien colonizado, excelente actividad biológica y muy buen funcionamiento”.

El reparto en porcentaje en cuanto a taxón dominante ha sido: Acineria sp. (60%), Acineria sp. y Opercularia sp. (5%), Epistylis sp. (5%), Complejo V. aquadulcis (5%), Carchesium sp. (5%), Opercularia (5%), Uronema sp. (5%) y Paramecium sp. (5%), Litonotus sp. (5%) y Arcella sp. (5%).

Estos resultados sugieren que, pese a una mayor diversidad dentro del grupo de los bacterívoros sésiles que dentro del grupo de los bacterívoros reptantes, ha sido frecuente la presencia de Acineria uncinata como especie dominante. Si bien la ubicación en cuanto a grupo funcional de A. uncinata es bastante discutida entre los especialistas, para la aplicación del Método Madoni el grupo a considerar para esta especie es el de los bacterívoros reptantes (Madoni, 1996). Aquellos analistas que consideran que A. uncinata no pertenece al grupo de los ciliados reptantes, probablemente opinen que el valor de índice inferido sobrevalora el estado real del sistema. No obstante, siempre es recomendable que el analista realice la valoración del sistema atendiendo al conjunto de la información y a su propia experiencia personal, en la que el valor del SBI actúa como complemento pero no como factor determinante en las conclusiones extraídas sobre el estado del sistema.

Con relación a la situación de A. uncinata, Pagnotta y Tommasi (1979) comprobaron que la presencia de ciliados reptantes está inversamente relacionada con el IVF, de forma que elevadas densidades de ciliados reptantes están siempre asociadas a valores del IVF inferiores a 200. Por el contrario, para valores del IVF superiores a 400, los ciliados reptantes redujeron drásticamente su


población. Además, es sabido que los ciliados reptantes disminuyen su presencia conforme la carga másica aumenta (Curds y Cockburn, 1970). Serrano et al. (2004) relacionaron a A. uncinata con condiciones de sedimentabilidad del fango deficientes, contradictorias con las características asociadas comúnmente al grupo de los ciliados reptantes y dejando en entredicho, una vez más, la ubicación de este organismo.

En el caso que nos ocupa nos encontramos con un fango con un valor del IVF medio de 207 mL/g y en el que la sedimentabilidad comienza a ser un problema. Con síntomas de sobrecarga orgánica y con una mayor diversidad dentro del grupo de los bacterívoros sésiles, consideramos que la presencia de A. uncinata puede estar asociada en este caso al deterioro del sistema y a la liberación de bacterias y material soluble de los flóculos.

En cuanto a la coexistencia en el sistema de la población de ciliados sésiles y reptantes, la principal conclusión a extraer se refiere a un buen desempeño de la planta. Esta información puede ser matizada por la experiencia de algunos autores (Bedogni et al., 1991, en Madoni, 1996), quienes han sugerido que el ratio entre reptantes y sésiles está directamente relacionado con la operación en planta, de forma que los mejores rendimientos de depuración se obtienen cuando dicho ratio es superior a 0,5. En la muestra estudiada, si se considera que A. uncinata es reptante, dicho ratio fue superior a 0,5 de forma mayoritaria. Si por el contrario se excluye a A. uncinata del grupo de los reptantes esta relación no superaría nunca el ratio de 0,5, entendiéndose un rendimiento del sistema más pobre pese a la convivencia de estas dos poblaciones. De hecho, en el análisis del sistema habría de tenerse en cuenta la mayor diversidad en el grupo de los sésiles, en el que estuvieron representados tanto los ciliados sésiles solitarios como coloniales, frente a la menos diversa población de reptantes. Por último, además de lo comentado anteriormente, sería necesario considerar la moderada presencia de ciliados nadadores y pequeños flagelados.

Por otra parte, la convivencia en el sistema de organismos bioindicadores de condiciones ambientales distintas (vorticelas de peristoma “constreñido” y peristoma grande, Opercularia sp., etc.), es indicativo de heterogeneidad ambiental. Dicha heterogeneidad podría estar representada por variaciones en ciertas condiciones ambientales en el reactor o por la presencia de algún tipo de compartimento en el sistema. Por las conclusiones anteriormente extraídas, entendemos que ésta podría estar representada por variaciones en las condiciones de aireación, predominantemente limitante, aunque tampoco se descarta la compartimentación del sistema mediante algún selector.


La presencia de pequeños flagelados quedó definida mayoritariamente en la categoría <10 pequeños flagelados en la cámara Fuchs-Rosenthal, lo que supone una densidad aproximada de estos inferior a los 50.000 ind/L.

La diversidad de la muestra es considerada alta, con un valor medio de 2,1 para el Índice de Shannon y de 8 especies identificadas.

Atendiendo a toda esta información, la estabilidad del sistema ha sido valorada como "regular" por el 50% de los participantes, quienes entendemos que han barajado todas las observaciones sobre la microfauna y el estado estructural del fango, sin limitarse a la valoración realizada con el SBI.

- Tiempo de retención celular moderado y carga entrante alta

La proporción de sólidos en suspensión volátiles del licor mixto, con un valor medio del 78%, indica una mineralización moderada y por tanto una edad de fangos también moderada.

La convivencia de ciliados sésiles y reptantes indica un tiempo de retención celular medio-moderado, en un sistema en el que la carga orgánica entrante debe ser elevada de forma habitual. La ausencia de metazoos confirma que la edad de fango no es alta, pese a una diversidad biológica alta, especialmente en el grupo de los ciliados bacterívoros sésiles.

Atendiendo a la información recabada en las distintas hojas de trabajo, relativas a la estructuración del fango y al crecimiento filamentoso, así como a la diversidad y estado de la microfauna, podemos afirmar que nos encontramos ante un fango en el que la calidad del agua tratada estará condicionada principalmente por la capacidad de sedimentación del fango, la cual se encuentra en el umbral de causar problemas si las actuales condiciones de explotación persisten o si se produce algún tipo de descompensación por algún factor de forma eventual. La microfauna se corresponde con la de un sistema que aún no ha alcanzado su plena madurez, pero indicativa de un correcto nivel de depuración.

Por último, invitamos a los participantes a contrastar algunas de las conclusiones aquí presentadas con los datos recogidos en el estudio respirométrico (Anexo II).


■ CONCLUSIONES DE CADA APARTADO

ÍNDICE DE FANGO

Los resultados obtenidos en cuanto a características macroscópicas indican:

La turbidez de la muestra quedó definida en base a dos categorías “alta” y “media”, con porcentajes de reparto, respectivamente, del 60 y 40%. Entendemos que este reparto entre categorías de debe a que, efectivamente, la turbidez de la muestra se encontraba en el umbral entre ambas categorías. El retraso en la observación de la muestra entre los distintos participantes, probablemente tenga que ver con la valoración final de la turbidez como “alta” o como “media”.

La presencia de flóculos en suspensión fue definida mayoritariamente como “media” con un porcentaje del 65%. Las categorías “baja” y “alta” estuvieron representadas, respectivamente, con porcentajes del 30 y 5%.

En cuanto a sedimentabilidad, las categorías “media” y “alta” se repartieron, respectivamente, entre los porcentajes 55 y 40%. En los gráficos siguientes se adjuntan tres secuencias de sedimentabilidad en probeta aportadas por distintos participantes, las cuales apuntan comúnmente a una sedimentabilidad “media”.

→Gráfico de sedimentabilidad aportado por un participante que determinó una V30 = 450 mL/L

Gráfico de sedimentabilidad

0200400600800

10001200

5 20 30 45 60

Tiempo (min)

Volu

men

(mL)

V30




Por último, el olor quedó definido mayoritariamente como “correcto” por un 85% de los participantes, aunque fueron varias las apreciaciones relacionadas con un olor ligeramente picante y algo sulfuroso, que los participantes relacionaron con un estado de sobrecarga orgánica e indicios de falta de oxígeno.


0100200300400500600700800

10 20 30

Tiempo (min)

Volu

men

(mL)

V30


0

200

400

600

800

1000

5 10 15 20 25 30

Tiempo (min)

Volu

men

(mL)

V30


Por nuestra parte, para valorar la evolución de la muestra, realizamos un estudio de los parámetros macroscópicos durante el día de la toma de muestras, los cuales podrían ser comparados con los del día siguiente, en el que todos los participantes estábamos convocados a realizar el estudio (9/V).

Parámetros Día de la toma de muestras

(8/V/07) Día del interlaboratorios (9/V/07)

Turbidez Media Alta

Sólidos en suspensión Baja Baja a media (ligero empeoramiento)

Sedimentabilidad/

V30

Media

V30 = 380 mL/L

Media

V30 = 410 mL/L

V60 = 320 mL/L

Olor Correcto Correcto, aunque se aprecia un

empeoramiento

Como se observa en la tabla anterior, las características de la muestra se mostraron medianamente estables, con cambios principalmente en la turbidez del clarificado, que evolucionó de la categoría “baja” a “media”.

Durante los dos días de estudio, la presencia de sólidos en suspensión experimentó un ligero empeoramiento, aunque en nuestro caso fue valorada comúnmente como “baja” para ambos días.

La sedimentabilidad apenas experimentó cambios entre uno y otro día, situándose como “media” en ambos días. No se detectó fenómeno alguno de inversión de la manta de fango a los 60 minutos del ensayo.

En cuanto al olor, se detectó un ligero empeoramiento durante el segundo día, el día previsto para el estudio.

No se observaron cambios significativos en cuanto a las características microscópicas del fango, salvo un incremento de las bacterias en disolución.

Atendiendo a las características "medias" extraídas de los datos aportados por los participantes, la muestra quedaría definida en cuanto a sus características macroscópicas de la siguiente manera:


En cuanto a las características microscópicas, a modo de resumen, se recogen las categorías seleccionadas con mayor frecuencia por los participantes:

Con relación a las características microscópicas, se ha observado una disminución en la dispersión de los parámetros valorados muy positiva. Aquellas características que presentaron mayor dispersión fueron la estructura, que se distribuyó principalmente entre las categorías "media"(60%) y "abierta" (35%), y la diversidad de protozoos, que quedó definida entre las categorías "> 7 sp." (45%) y "4-7 sp." (50%).

Con relación al parámetro filamentos en disolución (Tabla 8), algunos participantes han incluido en esta valoración la presencia de organismos que no son los típicamente incluidos en el grupo de bacterias filamentosas. Este ha sido el caso de formas bacilares, bacterias helicoidales (espirilos y espiroquetas), etc., es decir, bacterias no asociadas al flóculo que aportan turbidez al clarificado.

En cuanto a la presencia de filamentos en flóculo, la categoría más frecuentemente seleccionada ha sido "5-20 filamentos/flóculo", correspondiente a

Parámetro Categoría más frecuente

Turbidez Alta (60%) Flóculos en suspensión Medio (65%)

Sedimentabilidad Media (55%)

Olor Correcto (85%)

Parámetro Categoría más comunes y frecuencia asociada (%)

Forma Irregular (90%) Tamaño Medio (75%)

Estructura Media (60%)

Textura Fuerte (70%)

Cobertura 10-50% (85%)

Filamentos en flóculo 5-20 filamento/flóculo (85%)

Filamentos en disolución Baja (70%)

Diversidad protozoos 4-7 sp. (50%)/> 7 sp. (45%)


la categoría numérica 4, indicando una concordancia perfecta con el apartado destinado a la valoración de los filamentos en disolución.

La diversidad de protozoos se repartió casi a partes iguales entre las categorías “4-7 especies” y “>7 especies”. Teniendo en cuenta el número medio de especies, estimado como 8, con un número de éstas que osciló entre las 5 y 12 especies, se considera que la diversidad de la muestra es moderada-alta. Dada la presencia de ciliados sésiles y concretamente del Género Vorticella, representado a través de distintos complejos en la muestra, consideramos que puede ser un factor que haya contribuido a la menor diversidad en el caso de los participantes menos expertos.

En cuanto a las características con menor dispersión, entendidas como aquellas que fueron seleccionadas por más del 70% de los participantes, estuvieron: forma “irregular” un 90% de los participantes, tamaño “medio” un 75%, textura “fuerte” para un 70%, cobertura “10-50%” para el 85%, filamentos en flóculo “5-20 fil./flóculo” para el 75% y filamentos en disolución “baja” para el 70% de los participantes.

El IF ha resultado con un reparto en categorías como sigue: 80% "Regular" y 15% "Bueno"(Figura 3), con un valor medio de 55 puntos sobre 100, lo que le sitúa en el tramo final de valores de la categoría "regular" (40-59 puntos) y próximo al intervalo de valores definidos para la categoría "bueno" (60-79 puntos).

Finalmente, en el apartado "observaciones" incluido en la primera "hoja de trabajo", han sido escasas las anotaciones realizadas, que han apuntado comúnmente hacia:

- Elevada presencia de "bacterias helicoidales" (Espirilos y Espiroquetas)

- Ausencia de "fibras orgánicas"

- Ausencia de "Zoogloea sp."

- Ausencia de "partículas inorgánicas"

- Ausencia de "burbujas"

- "Color" marrón claro

- Presencia de "hinchazón"

- Ligera presencia de "espumas"


En resumen, el estado estructural de la presente muestra así como las características del clarificado apuntan hacia un fango activo en el que la concentración de oxígeno es limitante y la carga orgánica entrante alta. Estas condiciones lo convierten en un fango en el que el crecimiento filamentoso comienza a ser un problema y en el que la estabilidad del mismo quedaría reducida ante cualquier cambio en planta, comprometiendo la calidad del agua tratada.

Por último, con relación al estado estructural del fango, resulta conveniente recoger en este apartado la respuesta positiva al test de viscosidad realizado al fango. La presencia de grandes cantidades de material exocelular en el fango activo puede ser detectada por distintos métodos. En nuestro caso, hemos realizado la tinción del fango mediante Tinta India que, en el caso de reacción positiva, permite poner de manifiesto áreas del flóculo en las que las partículas de tinta no pueden penetrar, permitiendo visualizar las células rodeadas de material exocelular, rico en polisacáridos y proteínas. En este caso, aunque no nos encontramos ante un episodio de viscosidad en el fango o bulking viscoso, pues las condiciones de sedimentación no lo han indicado así, algunas de las condiciones asociadas al bulking viscoso podrían estar produciéndose en el sistema aunque en pequeña proporción.

Normalmente, el bulking viscoso ocurre cuando las aguas residuales son ricas en compuestos orgánicos fácilmente degradables y son tratadas bajo condiciones de deficiencia nutricional. Este fenómeno también ha estado asociada a episodios de toxicidad (Tandoi et al., 2006). El material exocelular producido es resultado de un metabolismo o de un desarrollo desequilibrado por parte de los microorganismos del fango activo (bacterias filamentosas y bacterias de crecimiento floculento), cuando estos no pueden producir material celular formado por compuestos del N o del P debido a que estos son escasos en el medio (Jenkins et al., 2004).

La superproducción de polisacáridos también ha sido observada en aguas residuales domésticas tratadas mediante fangos activos que no sufren deficiencia nutricional. En estos casos, la producción de polisacáridos lleva asociada elevados metabolismos bacterianos, con valores de la tasa de respiración muy altos. Sin embargo, este elevado metabolismo conlleva un crecimiento desequilibrado, pues las bacterias son incapaces de obtener nutrientes al mismo ritmo que los compuestos orgánicos son procesados.

Además de la aparición de viscosidad, otros síntomas de deficiencia nutricional pueden ser:


- Grandes cúmulos de células Neisser-positivas en los flóculos, en ausencia de secuencias anaerobia-aerobia en el reactor biológico, frecuentemente en forma de tetradas

- Importante presencia de gránulos PHB en las bacterias formadoras de flóculo y en las bacterias filamentosas

Con relación a estas observaciones, el análisis de la muestra ha puesto de manifiesto la presencia abundante de cúmulos bacterianos de las características descritas anteriormente.

Estas observaciones están recogidas en el Anexo I (Reportaje fotográfico).

DENSIDAD Y DIVERSIDAD DE PROTOZOOS

En líneas generales, la muestra podría definirse como diversa y con una densidad de población alta (4,5 x 106 ind/L).

En el caso de la determinación de la densidad, se ha observado una mejoría respecto a ejercicios anteriores en cuanto a la dispersión. No obstante, aquellos participantes que aportaron valores fuera del intervalo 3,6-5,4 millones de individuo por litro, es decir, de un intervalo de confianza del 20%, deberían revisar el procedimiento de recuento de la microfauna.

Por nuestra parte, añadimos algunas sugerencias para evitar errores en el cálculo de densidad de microfauna:

- Realizar, al menos, tres réplicas del recuento de microfauna y calcular medias. Si los valores de uno de estos recuentos resulta especialmente dispar, descartarlo y hacer media de los valores de los otros dos recuentos. El volumen de suspensión recomendado para cada recuento es de 25 µL.

- En el recuento deben incluirse los organismos que hayan quedado aislados en los reboses del cubreobjetos.

- Si se utilizan micropipetas automáticas para la medida de volumen, es recomendable cambiar las puntas en cada toma de muestra para el recuento. Se aconseja también secar el exterior de la punta antes de depositar el contenido en el portaobjetos.

- Las colonias muy numerosas de peritricos falsean los resultados finales de los recuentos. En este caso, el procedimiento a seguir es el siguiente: realizar los recuentos de organismos y si aparece una colonia grande, obviarla en el resultado final. Una vez concluido el recuento, se efectúan dos nuevos recuentos y esta vez sólo se contabilizan individuos de la especie colonial. Una vez terminado, se sustituyen los valores del colonial en los dos recuentos iniciales.


- Es necesario no incluir el valor de amebas desnudas en el total de población. En el caso de que existan amebas testáceas, tan sólo se contabilizarán aquellas que se encuentren activas. En ambos casos, estas circunstancias están incluidas en el Anexo I.

Para la determinación del valor del SBI los grupos funcionales principalmente determinados por los participantes han sido los de los bacterívoros sésiles (50%) y bacterívoros reptantes (40%). Minoritariamente, las amebas testáceas y los bacterívoros nadadores estuvieron representados en un 5% en cada caso.

Con relación al participante que determinó el grupo de las amebas testáceas como dominante (participante 3), entendemos que puede deberse a un error en el análisis de la muestra. Probablemente, el error haya residido en la confusión de los abundantes quistes o estructuras de resistencia presentes en la muestra, con este grupo. Con relación a esta observación, incluimos a continuación el recuento de microfauna realizado por un participante y, seguidamente, sobre este mismo recuento se añadieron los quistes contabilizados, de forma indebida.

Los resultados son los siguientes:


Ejemplo de Recuento de microfauna:


Recuento de microfauna (se incluyen quistes o estructuras de resistencia):


Como se puede comprobar en ambos recuentos, la densidad de población resulta afectada de forma importante, con un incremento de más del 50% del total de población. Quizás esta observación pueda encontrarse en relación con el elevado valor de densidad aportado por el participante 3, que fue descartado por el test de invalidación de la Q de Dixon.

Por último, el número de especies identificadas ha sido de 8. Resultando que un 50% de los participantes se ha situado en la categoría 4-7 especies (50%) y un 45% lo ha hecho en la categoría > 7 especies.

Principales grupos de organismos observados y notas sobre su morfología

Las notas sobre las características morfológicas de los organismos aquí expuestas y otras consideraciones sobre el SBI, han empleado la siguiente bibliografía:

Foissner, W. y Berger, H. (1996). A user-friendly guide to the cilates (Protozoa, Ciliophora) commonly used by hidrobiologists as bioindicators in rivers, lakes, and waste waters, with notes on their ecology. Freshwater Biology 35, 375-482.

Foissner, W., Berger, H. y Kohmann, F. (1992). Taxonomische und ökologische revision der ciliaten des saprobiensystems. Band II: Peritrichia, Heterotrichida, Odontostomatida. Informationsberichte des Bayerischen Landesamtes für Wasserwirtschaft. München.

Foissner, W., Berger, H. y Kohmann, F. (1994). Taxonomische und ökologische revision der ciliaten des saprobiensystems. Band III: Hymenostomata, Prostomatida, Nassulida. Informationsberichte des Bayerischen Landesamtes für Wasserwirtschaft. München.

Foissner, W., Berger, H., Blatterer, H. y Kohmann, F. (1991). Taxonomische und ökologische revision der ciliaten des saprobiensystems. Band I: Cyrtophorida, Oligotrichida, Hypotrichia, Colpodea. Informationsberichte des Bayerischen Landesamtes für Wasserwirtschaft. München.

Foissner, W., Berger, H., Blatterer, H. y Kohmann, F. (1995). Taxonomische und ökologische revision der ciliaten des saprobiensystems. Band IV: Gymnostomatea, Loxodes, Suctoria. Informationsberichte des Bayerischen Landesamtes für Wasserwirtschaft. München.

Madoni, P. (1994). A sludge biotic index (SBI) for the evaluation of the biological performance of activated sludge plants based on the microfauna analysis. Wat. Res. 28, 1, 67-75.

Serrano, S., Pérez-Uz, B., Arregui, L. y Calvo, P. (2004). Claves de identificación de protistas en estaciones depuradoras de fangos activos. Curso: Protozoos en el fango activo. Fundación Emasesa, Sevilla.

Warren, A. (1986). A revision of the genus Vorticella (Ciliophora: Peritrichida). Bull. Br. Mus. Nat. Hist. (Zool). 50, 1, 1-57.


Flagelados

En el grupo de los grandes flagelados, han sido varios los participantes que han recogido la presencia de estos, especificando la presencia de Peranema sp. :

Género Peranema: célula alargada, muy elástica, con extremo posterior amplio y redondeado o truncado cuando la célula está en movimiento. La apertura del reservorio donde se anclan los flagelos está en el extremo anterior. Presenta dos flagelos: uno libre y largo, que en movimiento deslizante tiene aspecto rígido con el extremo libre y apunta en la dirección del movimiento; otro flagelo es corto y recurrente, adherido a la película. Núcleo central. Vacuola contráctil posterior.

Euglena sp.: Célula ovoide o alargada, cilíndrica, aplastada o con forma helicoidal y extremo distal apuntado o redondeado. Uno o más plastos verdes. Normalmente, con un flagelo. Movimiento por rotación helicoidal de la célula o deslizamiento sobre superficies. Presencia de una estructura coloreada en rojo (ß-carotenoides) llamada estigma. Vacuola contráctil.

Pequeños flagelados:

La presencia de pequeños flagelados ha sido detectada por parte de algunos participantes, aunque cuatro laboratorios han contabilizado más de 10 pequeños flagelados en la diagonal de la cámara de recuento, o dejado constancia explícita de esta situación.

Amebas testáceas

Arcella sp.: Organismos con testa circular con opérculo central e invaginado, a veces rodeado de una línea o círculo de poros. Testa quitinosa compuesta por subunidades muy pequeñas; conforme éste envejece, se oscurece pasando de ser incolora o amarillenta a presentar color pardo oscuro.

Bacterívoros reptantes:

Algunos de los ciliados reptantes identificados dentro de este grupo funcional han sido:

Aspidisca cicada (sinónimo de Aspidisca costata): ciliado de cuerpo redondeado con crestas dorsales patentes y cirros en el lado ventral. Cirros frontales y transversos muy desarrollados. Son característicos los cirros


transversos que emplea para desplazarse como si fueran “patas”. Tamaño: 25-40 µm.

Acineria uncinata: forma corporal lanceolada con una pequeña torsión del extremo anterior hacia el lado izquierdo. Dos macronúcleos en la parte media y una vacuola contráctil en el polo anterior. Tamaño de 30-60 µm de longitud. Puede confundirse in vivo con la especie Trachelophyllum pusillum, por lo que es necesario recurrir a técnicas de impregnación argéntica para efectuar su correcta identificación. Sin embargo, T. pusillum no es frecuente en fangos activos y hasta muy recientemente su identificación se ha venido realizando de forma errónea.

Género Euplotes: Cuerpo oval aplanado dorsoventralmente, con la parte dorsal convexa. Área peristomial y ZAM muy desarrolladas, alcanzando el tercio posterior del cuerpo. Cirros transversos y caudales prominentes. Es característico de este género el movimiento deslizante, acompañado de cambios bruscos en la dirección, en ocasiones rotatorios. La distribución de los cirros frontoventrales, transversos y caudales es empleada en la identificación a nivel de especie.

Ciliados sésiles bacterívoros:

A continuación se muestran algunas características morfológicas con relación a los microorganismos sésiles observados por los distintos participantes:

Complejo Vorticella convallaria: zooide de 22-55 µm de ancho y 40-120 µm de largo con forma de campana esbelta; pedúnculo de 100-500 µm de longitud. Vacuola contráctil situada en el tercio anterior del zooide y abundantes vacuolas alimenticias. Macronúcleo en forma de "J". Labio peristomial de diámetro igual o ligeramente superior al cuerpo.

V. campanula: zooide de 50-157 µm de largo (media 68 µm) y 35-99 µm de ancho (media 58 µm) con forma de campana invertida; constricción bajo el labio peristomial; vacuola contráctil situada en el primer tercio superior de la célula; macronúcleo en forma de "J", situado longitudinalmente al cuerpo; citoplasma con numerosos gránulos refringentes; pedúnculo estriado y largo (incluso >500 µm).

Complejo Vorticella microstoma: zooide de 22-50 µm de ancho y 35-85 µm de largo, con forma de campana invertida; pedúnculo fino de aproximadamente 6 veces la longitud del cuerpo. Gránulos en el endoplasma, estriación en el borde del peristoma y macronúcleo en "C" fácilmente diferenciable. Es muy característica la constricción en la zona anterior del peristoma, de menor anchura que el cuerpo celular.


Complejo Vorticella infusionum: zooide de 35-60 µm de largo y 50 µm de ancho con forma de campana invertida con un labio peristomial bien desarrollado de 55 µm de ancho. Vacuola contráctil situada justo debajo del centro del zooide; macronúcleo en forma de "J". Pedúnculo delgado de más de 80 µm de largo.

[Según indicaciones del Profesor Madoni, Vorticella microstoma y Vorticella infusionum están incluidas en el mismo grupo a efectos del SBI. No así para el cálculo del Índice de Shannon, para el que han de ser tenidas en cuenta como especies distintas].

Complejo Vorticella aquadulcis: organismos de dimensiones aproximadas de 15-35 µm de ancho y 25-55 µm de largo. Cuerpo piriforme dotado de labio peristomial de menor diámetro que la anchura máxima de la célula. Macronúcleo en "C" situado transversalmente al cuerpo y rodeando la cavidad peristomática. Vacuola contráctil en la zona anterior y próxima al infundíbulo. Estriación transversal aparente de borde convexo.

Género Opercularia: individuos de la colonia no contráctiles; estrechamiento en la parte superior del zooide sin forma de embudo. Presencia de opérculo y ausencia de labio peristomial. A nivel de especie, el pedúnculo es una característica diferenciadora.

Género Epistylis: ciliado colonial de pedúnculo ramificado sin capacidad contráctil (sin espasmonema). Los zooides presentan labio peristomial. Tamaño: 70-90 µm (zooide); colonias hasta 2-3 mm. Presentes frecuentemente en sistema de fangos activos que trabajan a medias cargas.

Epistylis entzii: Ciliado colonial de ramificación doble y zooide en forma de basto. Macronúcleo en “C” colocado transversalmente en el tercio superior del cuerpo. Pedúnculo estriado longitudinalmente. Son característicos los pliegues transversales del zooide tras la contracción. Se diferencia de E. plicatilis por su disco peristomial convexo, de anchura igual o levemente inferior a la del zooide.

Género Carchesium: Organismo colonial con pedúnculo ramificado y zooides con forma acampanada. Peristoma amplio, con película de fina estriación transversal. Macronúcleo en "C". Espasmonema discontinuo que permite la contracción independiente de cada individuo de la colonia. Contracción en espiral de la colonia. Reborde peristomático de los zooides muy marcado. Dimensiones del zooide: 80-140 µm.

Género Zoothamnium: Organismo colonial con zooides en forma de campana de 50-90 µm de longitud (depende de la especie). Espasmonemas ramificados. Contracción simultánea en todos los individuos de la colonia.


Bacterívoros nadadores:

Las características más importantes para la determinación de estos organismos son las siguientes:

Género Uronema: cuerpo ovoide con polo anterior aplanado y carente de ciliación somática. Cilios somáticos largos, de los que destaca el cilio caudal, de mayor longitud que el resto. Vacuola contráctil posterior. Tamaño 30-50 µm.

Género Colpoda: cuerpo celular con forma arriñonada y estriación patente en el borde anterior izquierdo. Vestíbulo densamente ciliado, que crea corrientes para su alimentación. Tamaño: 25-100 µm. Carga media; asociado a niveles altos de hierro.

Carnívoros nadadores:

La descripción correspondiente a los principales géneros observados es:

Género Litonotus: cuerpo fusiforme, aplanado lateralmente. Citostoma ventral alargado. Ciliación somática diferente a ambos lados del cuerpo. 2 macronúcleos y un micronúcleo. Tamaño del cuerpo celular: 80-100 µm. Dentro de este género, por haber sido recogido en el parte de resultados de un participante, se destaca a Litonotus lamella, con las siguientes características: Forma lanceolada con la parte anterior inclinada ligeramente hacia el lado dorsal. Tamaño: 200 µm de largo. Relacionado positivamente con el índice volumétrico de fango y con la concentración de amoníaco en el influente.

Carnívoros sésiles:

En este grupo se han recogido especies como Tokophrya sp. y Podophrya sp. Algunas de las características morfológicas de estos dos organismos son las siguientes:

Tokophrya sp. Suctor de forma corporal variable, a menudo piramidal, en el que el pedúnculo se inserta en el extremo más delgado del cuerpo. Tentáculos agrupados en 2 o 4 haces en la parte anterior. Macronúcleo más o menos esférico. Vacuola contráctil en zona anterior de la célula.

Podophrya sp. Suctor de cuerpo celular esférico sobre el que se disponen los tentáculos uniformemente y por toda la superficie del cuerpo. Macronúcleo esférico. Vacuola contráctil en la zona anterior del cuerpo.


Metazoos:

Dentro de este grupo han sido observados Rotíferos, pero a baja densidad de población.

ÍNDICE DE MADONI E ÍNDICE DE SHANNON

Las clases Madoni mayoritariamente definidas han sido la I y II, con porcentajes de reparto entre estas dos del 63 y 32%, respectivamente. La clase III tan sólo estuvo representada por un 5% de los participantes.

Pese a la dispersión de resultados en cuanto a la determinación del grupo dominante, tal y como se muestra seguidamente en el gráfico de sectores, el ingreso en la tabla de doble entrada para la determinación del SBI se efectuó comúnmente a través del grupo “ciliados reptantes + sésiles + y/o amebas testáceas”. Como su propio nombre indica, este grupo engloba a los grupos funcionales determinados como dominantes por la mayoría de los participantes (reptantes y sésiles).

Han quedado descartados otros posibles grupos dominantes definidos por este método que podrían haber condicionado la determinación del valor del SBI, sobre todo atendiendo a la importante presencia de ciliados sésiles. Estos grupos podrían haber sido: “Vorticella microstoma” o “Ciliados sésiles >80%, no siendo Opercularia sp. y V. microstoma abundantes”. Esta situación indica un buen porcentaje de coincidencia entre los analistas y una mejora en la determinación de este parámetro.

Por tanto, las principales variaciones en cuanto al valor final del SBI estimado por cada participante se han debido a diferencias en el número de especies y en la densidad de pequeños flagelados.

Reparto porcentual de grupos funcionales

5%

50%40%

5%

Amebas testáceasBacterívoros sésilesBacterívoros reptantesBacterívoros nadadores


En el siguiente gráfico se recogen los géneros determinados como dominantes en la muestra por cada participante; se advierte al participante que los resultados mostrados gráficamente no están representados en orden (según código de participante). Como se observa, es el Género Acineria el más frecuentemente determinado como dominante, con un porcentaje de dominancia entre los participantes del 65%; este género presentó porcentajes parciales de densidad de población que variaron entre el 29 y el 59,7% del total de la población.

Otros géneros y especies establecidos como dominantes, como se recoge en la siguiente tabla y ha quedado expuesto en el gráfico anterior, fueron: Acineria sp., Acineria sp. y Opercularia sp., Epistylis sp., Complejo V. aquadulcis, Carchesium sp., Opercularia sp., Uronema sp. y Paramecium sp., Litonotus sp. y Arcella sp.

Taxón dominante Porcentaje Acineria sp. 60%

Acineria sp. y Opercularia sp. 5% Opercularia sp. 5%

Epistylis sp. 5% Complejo V. aquadulcis 5%

Carchesium sp. 5% Uronema sp. y Paramecium sp. 5%

Litonotus sp. 5% Arcella sp. 5% TOTAL: 100%

Género dominante y porcentaje relativo sobre el total de la muestra

0

10

20

30

40

50

60

70

Porc

enta

je re

lativ

o de

la e

spec

ie

dom

inan

te

Epistylis Acineria Arcella Complejo V. aquadulcis Opercularia Litonotus


Seguidamente, en el siguiente gráfico de barras, se representan los grupos funcionales dominantes definidos por los participantes y el porcentaje de densidad relativo asociado en cada caso. Como en el gráfico anterior, los resultados no están representados en orden (por número de participante):

De la observación de los gráficos anteriormente mostrados se concluye que pese a la presencia dominante del género Acineria entre el 65% de los participantes, el grupo funcional dominante se repartió entre el de los sésiles y los reptantes. De hecho, la presencia de ciliados sésiles en la muestra fue importante, como se especifica en las tablas 11 y 12, e incluso presentó una mayor diversidad que la del grupo de los reptantes.

Como se observa en el gráfico anterior, también hubo participantes que determinaron el grupo de los ciliados nadadores y amebas testáceas como los dominantes. Sin embargo, en ambos casos la representación tan sólo fue por parte de un 5% en cada caso. En el caso de la dominancia de las amebas testáceas, esta situación ha tratado de razonarse en el apartado anterior.

En la tabla siguiente, mediante la cual se determina el SBI, se especifica el grupo de ingreso para el cálculo del valor numérico, el cual está relacionado con los valores más altos de calidad estimados por este índice:

5256

6567

45

68,7 68

29

55

82 75

56,754

81

41

50,7 5055,6

49 51

0

10

20

30

40

50

60

%

Porcentaje del grupo funcional dominante

Sésiles Reptantes Amebas testáceas Nadadores


En cuanto a la presencia de pequeños flagelados, se estima que un 20% de los participantes determinó una densidad de 10-100 pequeños flagelados en la cámara F-R, mientras que aproximadamente el 80% restante estableció una presencia de pequeños flagelados inferior a 10. No obstante, estos porcentajes deben considerarse orientativos, pues en algunos casos los participantes no especificaron claramente los resultados del recuento.

Con relación al Índice de Shannon, los resultados obtenidos por los distintos participantes han resultado ligeramente dispersos (Figura 6), sin descartarse a ningún participante según el test de la Q de Dixon, y presentando un valor medio de 2,1. Es decir, se ha observado una mejoría respecto a ejercicios anteriores en cuanto a la dispersión de este parámetro.

IDENTIFICACIÓN DE ESPECIES BACTERIANAS

En la Tabla 16 se recogen las características observables mediante microscopía óptica y reactiva a tinciones que describen a los organismos filamentosos más frecuentemente identificados por los participantes (Jenkins et al., 1993 y Seviour y Blackall, 1999). La mayoría de estos organismos están recogidos en el Anexo I (Reportaje fotográfico).

De la información recogida en la Tabla 7 se deduce la gran dispersión en cuanto a identificaciones realizadas por los participantes y la dificultad para establecer generalizaciones sobre éstas. Revisando las categorías “filamento dominante” y “filamento secundario” comúnmente, en orden de frecuencia, los filamentos más frecuentemente observados han sido: Haliscomenobacter hydrossis> Nocardia sp.

TABLA PARA LA DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE BIÓTICO

GRUPO DENSIDADDOMIN (ind/L) F<10 10<F<100 F<10 10<F<100 F<10 10<F<100 F<10 10<F<100

6 >10(EXP 6) 10 8 9 7 8 6 7 5<10 (EXP 6) 9 7 8 6 7 5 6 4

5 >10(EXP 6) 9 7 8 6 7 5 6 4<10 (EXP 6) 8 6 7 5 6 4 5 3

4 >10(EXP 6) 7 5 6 4 5 3 4 2<10 (EXP 6) 6 4 5 3 4 2 3 1

3 >10(EXP 6) 6 4 5 3 4 2 2 1<10 (EXP 6) 5 3 4 2 3 1 2 0

2 >10(EXP 6) 5 3 4 2 3 1 1 0<10 (EXP 6) 4 2 3 1 2 0 0

1 >10(EXP 6) 4 3 2 1<10 (EXP 6) 3 2 1 0

1: PEQUEÑOS FLAGELADOS NADADORES (>100 EN DIAGONAL F-R) 4: OPERCULARIA spp2: CILIADOS NADADORES BACTERIOFAGOS 5: CIL SÉSILES>80 %, NO SIENDO OPERCULARIA Y V. MICROSTOMA ABUNDANTES3: VORTICELLA MICROSTOMA 6: CIL REPTANTES+SÉSILES+ Y/O AMEBAS TESTÁCEAS

ENTRE 8-10 ENTRE 5-7 <5>10

GRUPO DOMINANTE YDENSIDAD TOTAL

NÚMERO TOTAL DE UNIDADES TAXONÓMICAS DE LA MICROFAUNA Y NÚMERO DE PEQUEÑOS FLAGELADOS(F), CONTADOS EN LA DIAGONAL DE FUCHS-ROSENTHAL.


Otros filamentos identificados con menor frecuencia, en algunos casos incluidos en el grupo "otros filamentos", han sido: Tipo 1701> Microthrix parvicella.

Entendemos que el origen de esta dispersión reside en la gran diversidad de la muestra. Sin embargo, ciertos morfotipos no han sido recogidos con la frecuencia que hubiera debido, como ha sido el caso del Tipo 0581. De la misma forma que, en otros casos, la inclusión entre las categorías dominante o secundaria de ciertos morfotipos no nos ha parecido representativo del estado real de la muestra como por ejemplo fue el caso de los GALO, Microthrix parvicella o Nostocoida limicola.

Ante esta alta diversidad bacteriana de la muestra y una importante dispersión de resultados, no es fácil establecer generalizaciones sobre la fisiología y condiciones operacionales de los filamentos identificados como dominantes y secundarios en la muestra pues, en algunos casos, como expusimos anteriormente, disentimos con las identificaciones realizadas por los participantes.

Consideramos, sin embargo, que una buena aproximación a la fisiología de los filamentos observados en la muestra podría hacerse mediante la generalización “Bacterias filamentosas Gram-negativas en plantas sometidas a cargas altas”. En este caso, filamentos como Sphaerotilus sp. (no observado en la muestra), Haliscomenobacter hydrossis, Tipo 021N (observado de forma incidental), Tipo 1701 y Tipo 1863, son habituales (Tandoi et al., 2006). En base a nuestra experiencia, a esta lista añadiríamos también el filamento Tipo 1702, sobre cuya fisiología poco se sabe, pero al que habitualmente se asocian las mismas características fisiológicas que al Tipo 1701. Todos estos organismos son seleccionados por condiciones de deficiencia nutricional, debidas a altas concentraciones de sustratos carbonados y/o limitaciones en cuanto a N y P o una escasa oxigenación. En este tipo de sistemas, mediante la introducción de un gradiente de sustrato (flujo pistón), el crecimiento filamentoso puede ser frenado. Una zona de premezcla a alta carga bajo condiciones aerobias (selector aerobio) previene el bulking causado por estos microorganismos.

Un esquema opuesto al anterior sería el formado por “Bacterias filamentosas Gram-positivas en plantas sometidas a bajas cargas orgánicas”. En este caso, los representantes serían morfotipos como M. parvicella, GALO, Tipo 0041/0675, Nostocoida limicola y Tipo 1851. Algunos de los cuales, como ya se expuso anteriormente, han sido recogidos en los partes de resultados de los participantes a baja densidad y podrían deberse a restos de estos microorganismos en estadios anteriores de operación.


Tabla 16. C

aracterísticas morfológicas y reacción a tinciones de los filam

entos más abundantes en la m

uestra según criterio de los distintos participantes.


Otros organismos observados en la muestra:

Una observación que ha sido reflejada en el parte de resultados de algunos participantes ha sido la presencia abundante de cúmulos de células Neisser-positivas, localizados dentro de los flóculos de fango activo. La tinción de Neisser pone de manifiesto la presencia de sustancias de reserva, consistentes en este caso en gránulos de polifosfato (volutina), los cuales no son visibles sin una tinción que los haga reaccionar químicamente. La presencia de agrupaciones bacterianas Neisser-positivas es frecuente en sistemas en los que existen zonas anóxicas o anaerobias al inicio del tratamiento biológico, pues los microorganismos acumulan gránulos intracelulares cuando se desarrollan en ambientes en los que se alternan condiciones aerobias/anaerobias. Con frecuencia, estos células Neisser negativas son halladas en número significativo en sistemas con eliminación de fósforo (Jenkins et al., 2004).

También ha habido observaciones por parte de algunos participantes que han reconocido colonias de bacterias con la forma típica de organismos nitrificantes.

En líneas generales y en función a los datos aportados por los participantes, podría concluirse que la muestra analizada es muy diversa en su población de bacterias filamentosas y con una presencia de éstas moderada (Figura 4 y Tabla 7). El valor medio de densidad de organismos filamentosos, extraído del total de los datos, es de 4, es decir, "filamentos en todos los flóculos 5-20 fil./flóculo". El número medio de especies identificadas ha sido de 7.

El efecto del crecimiento filamentoso más comúnmente asociado a la estructura del flóculo ha sido la "disgregación".

EVALUACIÓN FINAL DEL FANGO ACTIVADO

Atendiendo a las conclusiones extraídas del total de apartados, la calidad del agua tratada en el sistema así como su estabilidad y calidad, quedarían definidos como sigue:

- Calidad del fango: regular

- Calidad del agua de salida: regular

- Estabilidad del sistema: regular

- Tiempo de retención celular moderado

- Elevada carga orgánica entrante de forma permanente

- Condiciones de aireación limitantes


6. CONSIDERACIONES PARA LOS PRÓXIMOS EJERCICIOS INTERLABORATORIOS

Una vez más, queremos agradecer la participación a todos los laboratorios que han intervenido en este circuito 2007. Especialmente, agradecer el esfuerzo a los que se han incorporado por primera vez y han tenido que invertir mayor esfuerzo para poder familiarizarse con las hojas de trabajo. A los participantes de ediciones anteriores, queremos felicitarles por el progreso conseguido.

En cualquier caso, si existe dificultad alguna en la determinación de alguno de los parámetros solicitados, los analistas deberán ponerse en contacto con nosotros antes de la realización del próximo ejercicio para resolverla.

Con relación a las hojas de trabajo, se ruega a los participantes tengan en cuenta las observaciones realizadas a lo largo de los dos informes de este circuito 2007. Tan sólo insistir en el apartado de microfauna (Hoja 3 “Microfauna”) y solicitar a los participantes que dejen constancia clara de la presencia de pequeños flagelados en la muestra. Con una simple indicación es suficiente: < 10 pequeños flagelados en F-R, 10- 100 pequeños flagelados en F-R o > 100 pequeños flagelados en F-R. Igualmente, es recomendable dejar claro el grupo mediante el cual se ingresa en la tabla de doble entrada para la determinación del SBI. En caso de error, podríamos detectarlo y comunicarlo al participante.

Como en ejercicios anteriores, queremos manifestar nuestro interés hacia todas las objeciones, desacuerdos u observaciones, que pudieran surgir en torno al presente informe, pues todas ellas serán tenidas en cuenta.

Por último, se informa a los participantes que la reunión final del circuito interlaboratorios se llevará a cabo el día 25 de octubre a las 8 de la tarde en Sevilla. En cuanto que se disponga de más información sobre el lugar de celebración del acto, se transmitirá a los participantes.

Saludos cordiales y felices vacaciones,

Grupo Bioindicación Sevilla


7. AGRADECIMIENTOS

A D. Juan Antonio Díaz, de la empresa IZASA, por su imprescindible asesoramiento técnico en microscopía óptica y su disponibilidad en todo momento.

A D. Emilio Serrano y D. Josep Xavier Sensada, de la empresa Surcis S.L., por el estudio respirométrico realizado y por el interés mostrado durante todo momento en el desarrollo del mismo.

Nuestro agradecimiento al personal del laboratorio de la estación depuradora en la cual se tomó la muestra de fango activo que ha sido estudiada en este ejercicio, así como al personal de la EDAR industrial que aportó muestra, por su amable colaboración en todo momento.

Al personal de la EDAR Ranilla, por su ayuda al desarrollo de los ejercicios interlaboratorios. A nuestros colaboradores, socios de honor y empresas patrocinadoras, por el apoyo imprescindible prestado a GBS.

A todos los participantes, especialmente aquellos que se incorporan al circuito, por el esfuerzo realizado y por los comentarios y observaciones añadidos en el parte de resultados.


8 .BIBLIOGRAFÍA

◙ Curds, C. R. y Cockburn, A. (1970). Protozoa in biological sewage-treatment processes. I. A survey of the protozoan fauna of British percolating filters and activated sludge plants. Water Res. 4, 225-236.

◙ Eikelboom, D. (2006). Identification and Control of Filamentous Micro-organisms in Industrial Wastewater Treatment Plants. Multi-Media Training CD. IWA Publisingh. ISBN: 1843390965.

◙ Eikelboom, D. H. (1975). Filamentous organisms observed in activated sludge. Water Res. 9, 365-388.

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◙ Grupo Biondicación Sevilla y A. Zornoza (2004-2005). Coleccionable de fichas sobre Microbiología del Fango Activo. Tecnología del Agua Octubre 2004-Enero 2005.

◙ Jenkins, D., Richard, M. G. y Daigger, G. T. (1993). Manual on the Causes and Control of Activated Sludge Bulking and Foaming. WRC, Pretoria y USEPA, Cincinnati.

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◙ Warren, A. (1986). A revision of the genus Vorticella (Ciliophora: Peritrichida). Bull. Br. Mus. Nat. Hist. (Zool). 50, 1, 1-57.

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