INTRODUCCIÓN

En el Perú las playas de su litoral están siendo contaminadas por diversas actividades humanas y la contaminación fecal no solo constituye riesgo en la salud de las personas, también en los recursos pesqueros y el medio ambiente. La insuficiente infraestructura de saneamiento y las inadecuadas condiciones higiénico - sanitarias, así como los hábitos de los veraneantes pueden ser consideradas dentro del conjunto de los determinantes de la salud, nombre designado a diversos factores por Marc Lalonde en su informe de gran influencia mundial en la salud pública que señala que cualquier dificultad en salud puede rastrearse a uno o a la combinación de los cuatro elementos: biología humana, medio ambiente, estilos de vida y atención sanitaria.¹ La playa Pucusana, conocida por su uso recreativo y turístico, nos proporciona recursos hidrobiológicos y es muy concurrida en los meses de verano, se encuentra en constante presión por la contaminación. En general, esta polución es producida por tres fuentes principales que impactan en aguas de mar de uso recreativo, las cuales son desagües domésticos e industriales no tratados, descargas de ríos y otros cursos de agua, y las que provienen directamente de los bañistas.²⁾ La población desconoce los vertidos y estos presentan un efecto directo sobre los seres vivos porque existe cercana relación entre esta polución y la salud de los habitantes. Variadas formas de contaminación fecal transmiten diversas bacterias, y según investigaciones Escherichia coli puede representar el microorganismo más estudiado. Lima genera aproximadamente 1 202 286 m3 por día de aguas residuales descargadas a la red de alcantarillado, solo el 20,5 % de estas recibe tratamiento y cada habitante en Lima produce 145 litros de este tipo de agua al día.³ El estudio de la calidad microbiológica de las aguas marinas que bañan las playas de cualquier ciudad es de vital importancia para conocer los potenciales impactos que tendrá sobre la salud pública de la población que usa las franjas costeras como zonas de esparcimiento. ⁴ Esta contaminación es frecuente a nivel mundial, aunque el medio ambiente tiene una capacidad natural de absorción y de autolimpieza, si se la sobrepasa, la biodiversidad se pierde, las fuentes naturales de alimentos por ejemplo los peces se deterioran y se generan costos de limpieza extremadamente elevados. ⁵ La problemática de los desechos domésticos e industriales se produce porque estos se descargan a nuestros mares sin tratamientos previos o mecanismos insuficientes, generando impacto en los ecosistemas, sus recursos hidrobiológicos y en sus principales visitantes que conlleva a la preocupación pública en salud. En el Perú se emplea tres criterios de evaluación para considerar una playa saludable: la calidad microbiológica de las aguas de mar, la limpieza de las playas y recipientes para residuos sólidos, y el control de servicios higiénicos ⁶, en esta investigación aplicaremos principalmente el primer componente. La alternativa para realizar un control fiable, económico y rápido de la calidad microbiana del agua es el uso de indicadores de contaminación fecal. ⁷ La calidad de las aguas del mar del litoral peruano según las densidades de coliformes termo tolerantes indica si la playa es propia o impropia. ⁸ La OMS establece que la presencia de Escherichia coli y Estreptococos fecales son indicadores de la contaminación fecal en aguas costeras, por consiguiente, se deben realizar constantes estudios para conocer la magnitud de la calidad bacteriana de las playas de nuestro litoral. La gestión de este recurso esencial es clave en el futuro sostenible.

Existen protocolos y manuales para identificar cada tipo de bacteria fecal, la presencia de bacterias coliformes es un indicio de que el agua puede estar contaminada con aguas negras u otro tipo de desechos en descomposición ⁹,los coliformes termo tolerantes son muy utilizados en los estudios, entre estos el principal indicador de contaminación fecal reciente es Escherichia coli que presenta relación específica con este tipo de deshechos por persistir por largos períodos de tiempo en el agua; y por demostrar resistencia a diversas concentraciones de antibióticos Cefalosporinas de tercera generación. ^{(10, 11)}. La natación es un factor de riesgo para las infecciones del tracto urinario causadas por Escherichia coli productora de Betalactamasas de Espectro Extendido BLEE que ha logrado producir resistencia a los antimicrobianos. ^{(11, 12)} Patógeno que se puede encontrar en las aguas de mar no aptas para los bañistas y que podrían perjudicar la salud siendo de relevancia en la salud poblacional de la capital peruana. Una bacteria fecal presenta importancia en la salud pública por su impacto en la morbi-mortalidad de la población principalmente en la infantil. ¹³ En nuestro medio son tres los patógenos más prevalentes a nivel comunitario en niños, entre ellos la especie Escherichia coli diarrogénica, siendo la diarrea la tercera causa de muerte en niños menores de cinco años.¹³ No obstante, según análisis moleculares del INS revelan que las cepas de Pucusana que previamente analizamos en colimetríano presentan alta patogenicidad para el bañista porque no pertenecen a ninguna variedad peligrosa, resolución favorable porque la diarrea humana causada por Escherichia coli Enterotoxigénica ETEC resulta en casi 800 000 muertes cada año, la mayoría de estos casos ocurren en países subdesarrollados y estas cepas son adquiridas por la ingestión o manipulación de agua y comida contaminadas.¹⁴

Uno de los problemas sanitarios más críticos en los países de América Latina es la descarga incontrolada de aguas residuales domésticas sin tratamiento, las cuales contaminan los recursos hídricos superficiales, subterráneos y las zonas costeras ⁷⁾ donde permanecen coliformes totales y fecales. Los resultados de muestreos obtenidos el año 2019 en la Playa Pucusana exceden los límites permitidos según el MINSA, pudiendo generar infecciones intestinales en los veraneantes. Y muchas de las enfermedades más mortíferas son las diarreas y es de prever que se agravarán con el cambio climático debido a la falta de recursos naturales como el agua y la carencia de saneamiento. Las playas del litoral son bienes de uso público, inalienables e imprescriptibles ¹⁵, y el baño en el agua puede representar un riesgo para la salud por ello es necesario determinar su calidad microbiana. ¹⁶. Más del 80 % de las aguas residuales resultantes de actividades humanas se vierten en los ríos o el mar sin ningún tratamiento, lo que provoca su contaminación ¹⁷ y cada día alrededor de mil ochocientos niños a nivel mundial mueren debido a enfermedades diarreicas que están relacionadas con el agua, el saneamiento y la higiene. ¹⁸ En el litoral marino de Pucusana existen fuentes contaminantes como los vertimientos de aguas residuales domésticas y municipales vaciadas a través de colectores y conexiones domiciliarias sin tratamiento.

El océano es responsable de todos los seres vivos que habitan el planeta Tierra, nos proporciona agua potable, alimentos, medicación, minerales, oxígeno, absorbe casi el 30 por ciento del dióxido de Carbono producido por los humanos y el perjuicio que le causamos nos perjudica a nosotros mismos. ¹⁹ El Estado Peruano mediante sus autoridades, investigadores, equipo técnico y colaboradores debe hacer uso de la apropiada gestión ambiental, incentivar la relevancia de la investigación, lograr el compromiso de los pobladores, convertir al veraneante en bañista responsable donde participemos todos y así alcanzar un planeta y mares más sanos y sostenibles porque la vida en la Tierra depende de los océanos, en este global sentido y de imperioso menester nuestro objetivo es conocer los valores de la bacteria Escherichia coli en las aguas de mar de la playa Pucusana y su posible efecto en la salud pública.

MATERIALES Y MÉTODOS

Bases Teóricas

Numeración de Coliformes Totales y Fecales: El método de fermentación de tubos múltiples se utiliza desde hace ochenta años como técnica de monitoreo de la calidad de agua7 con las consiguientes ediciones corregidas.

Calidad del Agua

La calidad biológica del agua es un modo de definir la riqueza biológica y el valor ambiental de las comunidades de seres vivos asociados al ecosistema.⁷ Una disminución de su valor disponible provoca efectos negativos graves para los ecosistemas.

La vigilancia de la calidad del agua se efectúa mediante la búsqueda de indicadores de contaminación fecal aprobados por los estándares internacionales y nacionales.²⁰

Área del Lugar de Investigación

La playa Pucusana se encuentra dentro de la Bahía de Pucusana entre los grados de Latitud 12° 28’ 54¨ Sur y la Longitud 76° 47’ 51¨Oeste. Presenta ocho metros de altitud en Pucusana pueblo, frente al balneario. Esta playa conjuntamente con otras cinco playas turísticas del distrito puede recibir en verano 40 000 visitantes aproximadamente. ²¹

Nuestros puntos de colecta de muestras en la playa Pucusana fueron P1: S 12° 28.840’ HO 76° 47.958’; P2: S 12° 28.837’ HO 76° 47.947’; P3: S 12° 28.834’ HO 76° 47.941’

Muestreo del Agua de Mar

Las campañas de muestreos del agua de mar de la playa Pucusana, de oleaje tranquilo, frente al balneario del mismo nombre, aproximadamente en el kilómetro 60 de la Panamericana Sur, en la zona donde existía más afluencia de bañistas, se realizaron entre los meses de enero a marzo del año 2019, una vez por semana, siendo el día martes la toma en tres puntos de muestreo. Se realizaron mediciones de la temperatura del mar, el pH y la georreferenciación. Se colectó la muestra donde la profundidad del agua llegue a un 1 metro aproximadamente y a 30 cm bajo la superficie del agua ²²,se introdujo un frasco estéril, luego se retiró el frasco con 150 ml de agua de mar, se cerró para la rotulación respectiva y se repitió el proceso en los siguientes puntos de muestreo. Se trasladaron en una caja térmica almacenadosa≤6°Cy en oscuridad ^{23), c}onservadas en hielo con gel refrigerante para su traslado al laboratorio, con el fin de evitar que los microorganismos se siguieran reproduciendo ²⁴ y procesadas antes de las cuatro horas siguientes en el Laboratorio de Microbiología de la FCB de la Universidad Ricardo Palma.

Análisis Microbiológico

Pruebas Presuntivas y Confirmatorias para Coliformes

Los análisis se realizaron cada semana utilizando el método de fermentación de tubos múltiples (FTM) ²⁵⁾ y se expresan en términos del número más probable de microorganismos presentes7, se desarrolló esta técnica inoculando la muestra de agua de mar en una serie de 5 tubos en diluciones decrecientes de 10ml doble concentración,1 ml y 0,1 ml de simple concentración en caldo E.C., Lauril, LB y otros medios de cultivo que se incubaron en la estufa durante 24 horas a 37° C, estos tubos presumiblemente positivos fueron sometidos a las pruebas confirmatorias siguientes. Los tubos con caldo Verde Brilla Brillante y campanas de Durham, a concentraciones como las anteriores fueron inoculados con las muestras sospechosas de los tubos positivos anteriores de la prueba presuntiva incubados en baño María a 44,5°C por 24 horas. Se realizaron repeticiones en estos procedimientos. Para confirmar el crecimiento de bacterias se observó la positividad de las burbujas y la fermentación del medio de cultivo en los grupos con tubillos de Durham que se encontraban invertidos en los respectivos tubos, estos resultados se denotan en la tabla de Hoskins de cálculo NMP y se expresan en NMP/ 100ml.

Prueba de Aislamiento. Siembra de Escherichia coli en medios de cultivo de Enriquecimiento Selectivo: Mac Conkey, EMB

Se inoculó de las muestras positivas de las pruebas confirmatorias para sembrarlas en forma de estrías en la superficie del agar Mac Conkey y agar EMB de los platos Petri, y se observó las colonias del coliforme fecal después de 24 horas de incubadas. Con la técnica Gram, tinción rápida para observar mejor microorganismos bajo el lente, se confirmó en el microscopio óptico la presencia de Escherichia coli por su morfología en las colonias.

Pruebas Bioquímicas

Las cepas presuntivas fueron testeadas mediante pruebas bioquímicas utilizando la colonia sospechosa en el Agar Mc Conkey e inoculando en estría en medios diferenciales como TSI,LIA en la parte inclinada e incubando según protocolo.²⁶⁾ Y se utilizaron otros medios como Caldo lactosado, Citrato, SIM, Urea, sembrando 30 a 50 tubos para cada medio. Se comprobó el crecimiento bacteriano después de 24 horas.

RESULTADOS

Los coliformes fecales o termo tolerantes están representados por Escherichia colicuya fórmula es CF= NMP/ 100 ml y el rango de valor permitido es 0 - 200 ²⁷, y si es mayor a 1000 NMP/100 ml la calificación es mala ^6).

Los análisis demuestran en todos los puntos de muestreo tomados semanalmente la presencia de Escherichia coli sp en las concentraciones de 10, 1 y 0,1 ml, presentando elevados recuentos; se comparó con la Tabla de Hoskins de cálculo NMP para el uso de diversas combinaciones, es decir en la serie de cinco tubos de resultados positivos, contaminación que excede los límites máximos permisibles según lo establecido por los Estándares de Calidad Ambiental para Agua, excedieron los valores permitidos por los ECA .En el 30,6 % (Tabla 1) se obtuvieron los valores más altos durante los recuentos, el promedio más bajo de los análisis con límites no permitidos con 213,33 NMP /100 ml (Tabla 2). El mayor recuento de este coliforme fue 3000 NMP / 100 ml, punto más crítico, y en los restantes tubos el valor menor encontrado 170 NMP / 100 ml muy distante al resultado grave obtenido. La media de ambos cuadros, de recuento y de promedios presenta valores cercanos denotando el grado de contaminación de este ecosistema costero. Todos los promedios excedieron los LMP y concomitante a las otras variables que indica el MINSA, Pucusana no puede considerarse como una playa saludable. Criterios en la Tabla 3.

Tabla 1 Recuento de Escherichia coli de acuerdo a la Tabla de Hoskins y según la fórmula correspondiente, en la Playa Pucusana  

El valor resaltado es el único por debajo de los LMP según los ECA para Agua 2017 del MINAM

Tabla N°2 Concentración promedio de E. coli de un muestreo y dos repeticiones de cada punto de toma de muestra. Valores NMP/100 ml  

Media aritmética de tres series de muestreos. Cada grupo de muestreo se repitió con diferentes medios de cultivo

Tabla N°3 Cálculo para el Índice de Calificación Sanitaria de la Playa Pucusana 

Directiva Sanitaria N° 38-MINSA/ DIGESA, herramienta técnica para la puntuación de la calidad sanitaria de las playas del litoral peruano y de uso obligatorio por el personal de salud

Se realizó la inspección ocular de colectores terrestres en los acantilados, mediante una embarcación, uno de estos puntos de vertimientos se encuentra en la parte sur de la playa Figura 1; y detrás de la zona turística denominada Boquerón del Diablo, que son fuentes contaminantes en el litoral marino de la jurisdicción de Pucusana ²⁸ que no cuentan con la autorización de descargas, demostrándose la presencia de colectas humanas y de otras índoles que contaminan la mencionada playa. Se evidenció un curso de agua residual proveniente del desembarcadero Figura 2. Se puede atribuir también relación directa entre la afluencia de bañistas por semanas concurridas y los valores encontrados, no obstante, estos descubrimientos pueden motivarse por las variables ya mencionadas.

Figura 1 Tubería que descarga aguas residuales en el mar de Pucusana. La presencia de estos elementos es evidente en esta playa. 

Figura 2 Descarga residual proveniente del desembarcadero 

Figura 3 La presencia de mascotas en la Playa Pucusana pueden contribuir al incremento de riesgo de transmisión de E. coli 

La calificación sanitaria que establece el MINSA para las playas indica tres criterios: la calidad microbiológica del mar, la limpieza de playas y la presencia de servicios higiénicos. En nuestra visita semanal a Pucusana determinamos los otros valores mediante la observación con una calificación mala según directriz del MINSA. Tabla N° 3. La playa no estaba limpia, se observaba restos de alimentos y envolturas. Existieron baños portátiles en los meses de febrero y marzo, sin embargo, la mayoría de semanas estos cubículos presentaban candados evitando su uso por los veraneantes. En uno de los ingresos de concreto hacia la playa observamos cuatro recipientes para residuos cerca a la estación del salvavidas, única variable cumplida de los cuatro criterios según el Índice de Calidad Sanitaria de Playas de la Directiva Sanitaria de la DIGESA.

DISCUSIÓN

Numerosas investigaciones se realizan para determinar la calidad del agua para usos recreativos, este conocimiento es indispensable. Nuestro estudio se realizó en los meses de verano, en la zona de bañistas. Las concentraciones más críticas de Escherichia coli fueron de 3000 NMP /100 ml, y aunque sólo el 16,7 % alcanzó 170 NMP / 100ml, la diferencia es notable. Los datos son significativos y el resultado es preocupante, que pueden generar patologías en los bañistas por contacto primario como natación, sumersión recreacional en el agua o deportes como moto acuática. En todos los muestreos evaluados existe la presencia de esta bacteria que puede ser inocua o patógena. Por los valores críticos encontrados de este indicador fecal podemos decir que se relacionan principalmente con las descargas residuales municipales derivadas de la población, así como del desembarcadero artesanal que descargan en el océano, tubos de desagüe doméstico en el continente que se observan desde el mar y desembocan en él; y a las seis tuberías de PVC provenientes de viviendas colindantes con la zona del Boquerón del Diablo, las cuales desembocan en el mar de Pucusana ²⁹,y otros agentes como uso indebido de los veraneantes en el mar como sanitario, presencia de mascotas, entre otras actividades. Debido a la pobreza monetaria cierta parte de la misma población no cuenta con servicios básicos de saneamiento. El vertido de aguas residuales sin tratar continúa siendo una práctica habitual, especialmente en países en desarrollo, porque no cuentan con la infraestructura, capacidades técnicas e institucionales y financiamientos necesarios ³⁰, como siempre, las poblaciones más pobres resultan las más afectadas, con un 50 % de la población de los países en desarrollo expuesta a fuentes de aguas contaminadas. En América Latina y el Caribe solo alrededor del 60 % de la población está conectada a un sistema de alcantarillado y solo un 30 % a 40 % de las aguas residuales de la región que se captan se tratan y tienen implicaciones en la salud pública, la sostenibilidad ambiental y equidad social.³¹

Vergaray et al ¹⁶ indicaron que en Lima 7 playas fueron inaceptables utilizando Coliformes Totales y Coliformes Fecales, de las 21 estudiadas, y 10 con el indicador fecal Escherichia coli relacionando cinco con descargas residuales por medio de inspección ocular; en congruencia con nuestros análisis, la cercanía a los puntos de descarga se relaciona con los recuentos altos de Escherichia coli, y aunque no todas las cepas de esta bacteria son patogénicas, los estudios llevados a cabo han demostrado que las concentraciones de Escherichia coli son el mejor indicador de enfermedades gastrointestinales asociadas a la natación.³² .Aunque la mayoría no causa problemas, algunos tipos pueden producir enfermedades y diarrea y una de estas especies origina diarrea hemorrágica, la mayoría de los casos de infección por Escherichia coli mejoran sin tratamiento en cinco a diez días.³³

Nuestros resultados demuestran que todas las actividades antrópicas: las provenientes directamente de los bañistas las ingentes como las descargas residuales pueden causar indicadores elevados de contaminación microbiológica. El índice de tratamiento de aguas residuales en el Perú, hace una década, era de 35 %, el restante 65 % era volcado sin tratamiento a ríos, lagos y mar. ³⁴

Los análisis evidencian que estos hechos continúan afectando desde años esta concurrida bahía, muy visitada en épocas pretéritas. El objetivo de la PTAR Pucusana es el mejoramiento de las condiciones ambientales y sanitarias de la localidad de Pucusana ³⁵, la planta cuenta con cuatro lagunas de estabilización, el efluente de la PTAR viene siendo utilizada para riego de áreas verdes, no efectuándose vertimiento alguno al mar³⁶.La desinfección de aguas residuales es importante para la continuidad de actividades productivas entre ellas la agricultura y la recreación en las playas muy populares como es el caso de las playas del distrito de Pucusana. Según Rodriguez et al ³⁷ en el área natural protegida Humedales de Ventanilla, cercana a la playa más concurrida del distrito, los resultados evidencian que las actividades humanas están alterando los cuerpos de agua, pudiendo convertirlos en un reservorio de microorganismos patógenos para la salud de la población que los utiliza.

Osores et al ⁴ reportaron alta contaminación por enterobacterias incluyendo Escherichia coli en el río Surco y la playa La Chira, Lima, debido a su cercanía al colector Surco todos los tubos colectados analizados resultaron positivos.En nuestros estudios, reiteramos, en el 100 % de muestras analizadas se encontró esta bacteria, coincidiendo ambos resultados elevados en las playas La Chira y Pucusana por la relación directa entre proximidad a los vertimientos de aguas residuales y los escasos o ausentes tratamientos de sus emisiones; en Chorrillos y en Pucusana existía la masiva visita de veraneantes por contacto primario los hábitos de los bañistas impactaban en la zona de playa de ambos balnearios. Con estas evidencias y resultados desbordados se sugiere a los responsables una solución técnica para una adecuada disposición final de las aguas servidas, evitar el continuo deterioro del mar y utilizar programas para garantizar la salud de la población y la conservación del medio ambiente. Parte de las aguas residuales son descargadas a las plantas de tratamiento, las que no son derivadas carecen de desinfección alguna o son tratadas inadecuadamente y contaminan los cuerpos de agua natural, por lo que se convierten en focos infecciosos para la salud de las poblaciones, así como la flora y la fauna del lugar.³ En el Perú, el saneamiento es dependencia del sector público por consiguiente es necesaria la participación multisectorial de autoridades competentes vinculadas al control de las aguas servidas en el Perú, con el fin de establecer que los tratamientos biológicos de las aguas cloacales son una necesidad imperativa en la protección de la salud pública y el medio ambiente. Para una agricultura sostenible, productiva y saludable es necesario reducir a la mitad el porcentaje de aguas residuales sin tratar y aumentando su reutilización sin riesgos tanto para la salud humana como para el medio ambiente a nivel mundial de este recurso no convencional ³⁸, puesto que la volcadura de estas aguas sin desinfección previa es una fuente de contaminación que perjudica nuestros ecosistemas como los océanos.

La presencia constante de Escherichia coli en todas las aguas de muestras analizadas si se considera el límite 200 NMP/100 ml, para Coliformes Termo tolerantes: 83,35 % sobrepasan los LMP, 30,6 %, alcanzó los 3000 NMP / 100 ml. El Ministerio de Salud durante 24 semanas epidemiológicas de evaluación calificó a la playa Pucusana No Saludable en el 100 % de semanas ³⁹ e indicaba peligro inminente en la salud pública. Las diferentes cepas patógenas de Escherichia coli muestran especificidad de huésped y poseen atributos de virulencia distintos. Cuando ocurren incrementos repentinos de la concentración de patógenos, aumenta de forma considerable el riesgo o se desencadenan brotes de enfermedades ^14), y aunque la mayoría de las cepas de Escherichia coli son inocuas ⁴⁰, por el continuo ingreso al mar de la población en los meses de verano puede originar en los bañistas cuadros clínicos que incluyen síntomas gastrointestinales: naúsea, vómito, diarrea y fiebre. La diarrea humana es una dificultad de salud que está conectada al agua y al saneamiento por lo tanto puede ser por transmisión por el agua o falta de higiene.⁴¹ Debido a la prevalencia alta de este patógeno y a la evidencia de descargas residuales, es necesaria la continuación de estudios con otros indicadores microbiológicos para alcanzar estrategias en salud en nuestro país y así podamos utilizar con fines recreativos los mares, aprovechar en forma responsable sus recursos sin perjudicar sus ecosistemas e interactuar en un ambiente saludable con el propósito de una buena convivencia sin poner en riesgo la salud de los veraneantes.

CONCLUSIONES

La presencia de Escherichia coli en niveles elevados de 83,35 % de las muestras analizadas aisladas en medios de cultivo diferencial y selectivo pueden indicar relación directa entre los vertimientos de aguas residuales observadas sin tratamiento y la calidad microbiológica de las aguas y por consecuencia impacto en la salud pública.

Las aguas muy contaminadas del mar de esta playa pueden perjudicar la salud de los bañistas que la visitan, siendo alta la acogida en los meses de verano, estos niveles proponen evaluaciones periódicas no sólo en esta zona de mar muy concurrida sino en el litoral de la capital, para evitar o disminuir el número de pacientes con trastornos intestinales, y de ellos con mayor prevalencia en la población infantil porque cada año se modifican los reportes casuísticos debido al aumento de la población por natalidad o migración a la capital.

Los resultados microbiológicos, bioquímicos y moleculares evidencian la contaminación fecal de las aguas marinas de la playa Pucusana demostrando la necesidad de una mejor intervención de la gestión pública oportuna y sostenible de los vertimientos de las aguas residuales domésticas y municipales para evitar el riesgo de transmisión mediante la sumersión de los veraneantes.