Identificación con la técnica FISH de bacterias filamentosas

asociadas con problemas de espumas en EDARs de la Comunidad

Valenciana

J.L. Alonso1, Zornoza A.1,4, Amorós I.1, Cuesta G.2, Fajardo V.4, Zorrilla F.4,

Bernácer I.3 y Morenilla J.J.3

1Instituto de Ingeniería del Agua y Medio Ambiente, Universidad Politécnica de Valencia (e-mail: jalonso@ihdr.upv.es)2Departamento de Biotecnología, Universidad Politécnica de Valencia. 46022, Valencia3Entidad Pública de Saneamiento de Aguas de la Comunidad Valenciana, 46010 Valencia4Grupo Aguas de Valencia, 46014 Valencia (e-mail: azornoza@aguasdevalencia.es)

INTRODUCCIÓN

La hinchazón o esponjamiento de fangos “bulking” y la formación de espumas o “foaming” en los sistemas biológicos de depuración con fangos activos tienen su

origen en el crecimiento excesivo de bacterias filamentosas. La detección e identificación convencional de microorganismos filamentosos se basa

fundamentalmente en características morfológicas y de tinciones diferenciales y estructuras específicas (Gram y Neisser), que pueden inducir a errores en la

identificación (van der Waarde et al., 2002). Por ejemplo: 1) Una misma especie puede exhibir polimorfismos o diferentes especies pueden parecer la misma, 2)

La cuantificación sólo se puede hacer de un modo indicativo porque los microorganismos filamentosos, que se encuentran dentro del flóculo pueden pasar

desapercibidos y 3) El método es subjetivo y depende del nivel de entrenamiento, y experiencia del personal que realiza la identificación y/o cuantificación. La

mayoría de morfotipos filamentosos de Eikelboom no han sido nombrados siguiendo las reglas del Código Internacional de Nomenclatura y muchos se refieren

como Tipo numéricos (Tipo 1701, 1851, 021N, 0041, etc). Esta situación está cambiando gracias al empleo de técnicas moleculares de caracterización y

secuenciación del gen 16S rDNA, que empiezan a clarificar la posición taxonómica de los morfotipos de bacterias filamentosas. El objetivo del presente trabajo

es utilizar la técnica de hibridación in situ (FISH) para la identificación de los morfotipos filamentosos asociados con problemas de espumas en los rectores

biológicos de plantas biológicas depuradoras de aguas residuales con el sistema de fangos activos.

Se han tomado muestras con una frecuencia quincenal de los reactores biológicos de 4 plantas depuradoras

(EDARs) de la Comunidad Valenciana. Las sondas descritas por Alonso et al. (2009) se han utilizado con la

técnica FISH para la identificación de las bacterias filamentosas presentes en las muestras de fangos activos y

espumas. Las hibridaciones se han realizado a 46 ºC durante 2h, 3 h (Microthrix) y 15h (Mycolata) en función de

la bacteria filamentosa a identificar. Para la cuantificación de las bacterias filamentosas se ha utilizado el criterio

subjetivo (FI) de Eikelboom (2006), en el que establecen una serie de categorías numéricas de 0 (ningún

filamento presente) a 5 (filamentos en todos los flóculos, con elevada densidad >20/Flóculo) (Tabla 1).

RESULTADOS

En dos de las EDARs estudiadas se ha identificado Microthrix (sonda Mpa-all-1410)

como la bacteria filamentosa dominante (FI=5) formadora de espumas. En las otras

dos EDARs las bacterias filamentosas formadoras de espumas correspondían al

grupo Mycolata (sonda Myc 657) (FI=5), dentro de este grupo se ha identificado

Gordonia amarae (Gam205) como la especie dominante (FI=5). Otras bacterias

filamentosas identificadas como dominantes (FI=5) han sido: Haliscomenobacter

hydrossis (sonda HHY), Eikelboom morfotipo Nostocoida limicola II (sonda AHW

183, dentro del Phylum Chloroflexi), Isosphaera spp. (sondas NlimIII mix) y Thiothrix

sp. (sonda G123T).

Los reactores biológicos de las 4 EDARs estudiadas han presentado problemas de

espumas de origen biológico (foaming). Asociadas a las espumas se han

identificado bacterias filamentosas del género Trichococcus y del phylum

Chloroflexi.

MATERIAL Y MÉTODOS

Agradecimientos: Este Proyecto ha sido financiado por la Entidad de Saneamiento de Aguas de la Comunidad Valenciana (EPSAR).

Tabla 1: Criterio subjetivo de recuento

de Eikelboom

Tabla 2: Frecuencia Morfotipos Thiothrix (4 EDAR-64 muestras)

según el criterio subjetivo de recuento (FI) de Eikelboom

BIBLIOGRAFÍAAlonso et al. (2009) Manual de técnicas avanzadas para la identificación de bacterias

filamentosas. EPSAR Generalitat Valenciana.

Eikelboom D.H. (2006) CD-ROM Identification and control of filamentous micro-

organisms in industrial wastewater treatment plants. IWA Publishing, Londres.

Van der Waarde J. et al. (2002) Molecular monitoring of bulking sludge in industrial

wastewater treatment plants. Wat. Sci. Tech. 46(1-2):551-558.

Morfotipos filamentosos y

(sondas técnica FISH)

Alysiosphaera europaea (Noli 644)

Monilibacter batavus (MC2-649)

Nostocoida limícola (AHW183)

Trichococcus sp. (NLIMI 91)

Isosphaera sp. (NLIMIII mix)

Thiothrix sp. (G3M123T)

Thiothrix eikelbomii (G2M)

Mycolata (Myc657)

Gordonia sp. (GOR0596)

G. Amarae (GAM205)

Microthrix sp. (MPAall1410)

Microthrix parvicella (MPA645)

Haliscomenobacter hydrossis (HHY)

Acinetobacter sp. (ACA23a)

Indice de filamentos Número de

FI=0 FI=1-3 FI=4-5 muestras

25 15 1 41

9 27 1 37

20 4 18 42

8 7 0 15

8 9 5 22

20 20 12 52

1 6 0 7

0 0 32 32

0 0 32 32

0 0 32 32

0 6 33 39

0 2 5 7

0 0 52 52

4 2 0 6

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