En M\u00e9xico, el principal problema de la disposici\u00f3n de lodos residuales es el alto contenido de microorganismos pat\u00f3genos que presentan (Barrios et al.<\/i>, 2000). Por lo tanto, son ocasionalmente incinerados o utilizados como material de relleno (Renner, 2000), descargados en sistemas de alcantarillado, cuerpos de agua, tiraderos, terrenos o en las mismas fuentes de suministro sin un tratamiento previo y, en el mejor de los casos, dispuestos en rellenos sanitarios (Oropeza, 2006; Castrej\u00f3n et al.<\/i>, 2002), lo cual puede generar severos problemas de contaminaci\u00f3n (Castrej\u00f3n et al.<\/i>, 2002).<\/p>\n
Algunos autores demuestran que los lodos residuales cuentan con la capacidad de ser utilizados como abono agr\u00edcola (Tsadillas et al.<\/i>, 1995; Hern\u00e1ndez et al.<\/i>, 2005; Nagar, Sarkar y Datta, 2006), debido a su elevado contenido de materia org\u00e1nica (CEAJ, 2011), para lo cual requieren de un tratamiento previo a su disposici\u00f3n (Torres, Madera y Mart\u00ednez, 2008).<\/p>\n
Estabilizar lodos mediante la adici\u00f3n de cal es un proceso sencillo que permite destruir o eliminar microorganismos productores de gases f\u00e9tidos, as\u00ed como microorganismos pat\u00f3genos y mejorar las caracter\u00edsticas de secado (Romero, 2005); disminuyendo las concentraciones de coliformes fecales dentro de los l\u00edmites de la clase A de la NOM-004-SEMARNAT-2002 (Castrej\u00f3n et al.<\/i>, 2002).<\/p>\n
Otra de las t\u00e9cnicas utilizadas es la vermiestabilizaci\u00f3n o vermicomposteo, la cual consiste en la estabilizaci\u00f3n y secado de lodos utilizando lombrices de tierra. Investigaciones previas demuestran que el producto final de este tratamiento suele contener niveles elevados de nitr\u00f3geno y f\u00f3sforo (European Commission, 2010), as\u00ed como un menor contenido de microorganismos pa- t\u00f3genos en comparaci\u00f3n con otros m\u00e9todos de estabilizaci\u00f3n (Khwairakpam y Bhargava, 2009).<\/p>\n
Con la finalidad de producir un lodo residual \u201cClase A\u201d, con base en lo establecido en la NOM-004-SE- MARNAT-2002, se evalu\u00f3 la disminuci\u00f3n de coliformes fecales y Salmonella <\/i>spp. en lodo residual obtenido de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Dom\u00e9sticas de Ciudad Victoria, Tamaulipas, M\u00e9xico, ex- puesto a distintas concentraciones de cal hidratada y lombriz californiana.<\/p>\n
METODOLOG\u00cdA<\/b><\/p>\n
El lodo residual utilizado se obtuvo de la PTAR dom\u00e9sticas de Ciudad Victoria, Tamaulipas, M\u00e9xico. Durante el primer muestreo se colectaron 200 kg de lodo residual, los cuales fueron sometidos a vermiestabilizaci\u00f3n utilizando lombriz californiana (Eisenia foetida<\/i>). De la misma forma, en el segundo muestreo se colectaron 200 kg de lodo residual destinados a estabilizaci\u00f3n alcalina mediante la adici\u00f3n de cal hidratada (Ca(OH)2<\/span>).<\/p>\n Para conformar el volumen total de muestra se utiliz\u00f3 el m\u00e9todo del cuarteo, tal y como se establece en la NOM-004-SEMARNAT-2002.<\/p>\n Una porci\u00f3n del material colectado en ambos muestreos fue trasladado al Laboratorio de Investigaci\u00f3n y Diagn\u00f3stico Agr\u00edcola (LIDA), perteneciente a la Facultad de Ingenier\u00eda y Ciencias, de la Universidad Aut\u00f3noma de Tamaulipas, donde se mantuvo en refrigeraci\u00f3n a 4 \u030aC con la finalidad de analizar humedad en % mediante m\u00e9todo gravim\u00e9trico (secado a estufa a 105\u00b0C\u00d724 h) y saturaci\u00f3n. Asimismo, se determin\u00f3 el n\u00famero m\u00e1s probable (NMP) de coliformes totales, fecales, mediante la prueba indirecta (prueba presuntiva en caldo lactosado y prueba confirmativa flama del medio EC) y Salmonella <\/i>spp.<\/i>, conforme con lo descrito en la NOM-004-SEMARNAT-2002. El pH se midi\u00f3 a trav\u00e9s del m\u00e9todo potenciom\u00e9trico en periodos de 24 h, en una relaci\u00f3n 1:0.5 agua destilada-muestra y la materia org\u00e1nica (MO) utilizando el m\u00e9todo de Walkley-Black.<\/p>\n Para llevar a cabo el experimento se dise\u00f1\u00f3 un modelo completamente al azar con siete tratamientos y dos testigos. Tanto los tratamientos como el testigo fueron desarrollados por triplicado, utilizando un total de 27 cajas de reja pl\u00e1stica de 48×28 cm y 15 cm de altura, cubiertas con una bolsa negra de polietileno, con la finalidad de contener el sustrato a\u00f1adido. Los valores obtenidos de NMP g-1 <\/span>de coliformes fecales y Salmonella <\/i>spp.<\/i>, as\u00ed como los par\u00e1metros f\u00edsicos, fueron sometidos a un an\u00e1lisis de varianza (ANOVA) con un Alpha <\/i>de 0.05, comparando los tratamientos, utilizando el paquete estad\u00edstico IBM SPSS Statistics 21.<\/p>\n Tratamiento alcalino<\/b><\/p>\n Los tratamientos 1, 2, 3 y 4 fueron conformados por lodo residual-cal hidratada en una relaci\u00f3n de 95-5, 90- 10, 85-15 y 80-20%, respectivamente. Para estos tratamientos se coloc\u00f3 un testigo de 100% de lodo residual correspondiente a 10 kg. Una vez pesada la cantidad de lodo-cal, se procedi\u00f3 a mezclar de forma manual hasta su completa homogenizaci\u00f3n. En dichos tratamientos se monitore\u00f3 la temperatura, as\u00ed como el pH, esperando alcalinizar el material por encima de 12 unidades durante un per\u00edodo de 72 horas, tal y como recomienda la Agencia de Protecci\u00f3n Ambiental de Estados Unidos (EPA, 2003), para lograr la reducci\u00f3n significativa de microorganismos pat\u00f3genos.<\/p>\n Transcurridas 72 horas, se colect\u00f3 una porci\u00f3n de material de cada uno de los tratamientos en bolsas pl\u00e1sticas est\u00e9riles debidamente etiquetadas, para proceder con los an\u00e1lisis antes mencionados.<\/p>\n Vermiestabilizaci\u00f3n<\/b><\/p>\n Por otra parte, los tratamientos 5, 6 y 7 fueron conformados por 10 kg de lodo residual variando el peso vivo de lombriz a\u00f1adido (0.39, 0.26 y 0.13 kg, respectivamente), conforme al tiempo de exposici\u00f3n (30, 60 y 90 d\u00edas). En este caso se llev\u00f3 un control de la temperatura interna de los tratamientos, realizando riegos peri\u00f3dicos manuales con la finalidad de mantener el material entre 14 y 30oC, temperatura ideal para el desarrollo de Eisenia foetida<\/i>. A los 0, 30, 60 y 90 d\u00edas de tratamiento, se colect\u00f3 sustrato en bolsas de polietileno est\u00e9riles debidamente etiquetadas para analizar los par\u00e1metros correspondientes.<\/p>\n <\/p>\n RESULTADOS<\/b><\/p>\n Tratamiento alcalino<\/b><\/p>\n Una vez analizados los par\u00e1metros f\u00edsicos del lodo residual (tabla I), se observ\u00f3 una disminuci\u00f3n en la humedad contenida de 83.45 hasta 59.64%, conforme aument\u00f3 la relaci\u00f3n lodo-hidr\u00f3xido de cal agregada, debido a que \u00e9ste es considerado un material secante. Asimismo, la capacidad de absorci\u00f3n de humedad del lodo residual disminuy\u00f3 a medida que la cantidad de Ca(OH)2 <\/span>aumentaba, 95.26% en el testigo, mientras que en el que conten\u00eda mayor cantidad de Ca(OH)2 <\/span>(T4), el porcentaje fue de 63.47%, consider\u00e1ndose como alto. Se observ\u00f3 que los valores de humedad y saturaci\u00f3n son estad\u00edsticamente diferentes (ANOVA p<0.05). Por lo que es importante considerar la relaci\u00f3n lodo-cal.<\/p>\n Tal y como recomienda la Agencia de Protecci\u00f3n Ambiental de Estados Unidos (2003), el pH increment\u00f3 por encima de 12, logrando mantenerse durante 72 horas. La disociaci\u00f3n de Ca(OH)2 <\/span>en los tratamientos causa una elevaci\u00f3n del pH (Palomo-Rodr\u00edguez et al.<\/i>, 2010). El an\u00e1lisis mostr\u00f3 que incluso el tratamiento con menor concentraci\u00f3n de cal hidratada reflej\u00f3 una disminuci\u00f3n en el contenido de microorganismos pat\u00f3genos presentes 99%.<\/p>\n Al incrementar la relaci\u00f3n lodo-cal, mayor remoci\u00f3n de coliformes fecales y Salmonella <\/i>spp. <\/i>fue observada, obteni\u00e9ndose valores iniciales de 460 \u0301000,000 NMP g-1 <\/span>de coliformes fecales y 2,400 \u0301000,000 NMP g-1 <\/span>de Salmonella <\/i>spp., los cuales disminuyeron a medida que el contenido de cal aumentaba (tabla II). Los valores muestran diferencia estad\u00edstica por lo que s\u00ed se observ\u00f3 una disminuci\u00f3n significativa para el tratamiento 4 con respecto a los otros (ANOVA P<0.05).<\/p>\n Sin embargo, los resultados son elevados al ser comparados con lo reportado por otros autores (Castrej\u00f3n et al.<\/i>, 2002; Vigueras-Carmona et al.<\/i>, 2013). Si bien se obtuvo un decremento en casi 100% de microorganismos pat\u00f3genos, las concentraciones utilizadas de cal hidratada no fueron suficientemente efectivas para lograr cumplir el l\u00edmite m\u00e1ximo permisible de Salmonella <\/i>spp. <\/i>para uso agr\u00edcola sin contacto directo establecido en la normatividad (<300 NMP-g ST). En cuanto a coliformes fecales se refiere, el lodo residual estabilizado, en todas las concentraciones aplicadas, logr\u00f3 cumplir con dichos par\u00e1metros (<2,000,000 NMP g-1 <\/span>ST).<\/p>\n Vermiestabilizaci\u00f3n<\/b><\/p>\n En la vermiestabilizaci\u00f3n de lodos se observ\u00f3 un aumento en el contenido de materia org\u00e1nica a los 30, 60 y 90 d\u00edas de tratamiento de 2.24, 4.47 y 6.71%, respectivamente. Las diferencias fueron significativas de acuerdo al an\u00e1lisis de varianza realizado (p<0.05). Asimismo, a mayor contenido de materia org\u00e1nica se observ\u00f3 una acidificaci\u00f3n del sustrato (tabla III). Hait y Tare mencionan que el vermicomposteo de lodos residuales promueve la formaci\u00f3n de compuestos org\u00e1nicos \u00e1cidos, lo cual reduce los niveles de pH (Hait y Tare, 2011).<\/p>\n![\"\"](\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2018\/09\/tabla1-e1537552008649.png\")
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