Nuevas herramientas para la gestión de los recursos hídricos y los riesgos microbiológicos asociados

Abstract

El agua es esencial para el ser humano y el desarrollo de las actividades socioeconómicas, pero los recursos hídricos no están repartidos de forma equitativa en todo el planeta y la escasez hídrica afecta a muchas regiones. En los últimos años la zona mediterránea ha visto reducidos considerablemente sus recursos hídricos y las proyecciones del cambio climático prevén un agravamiento de la situación. Por esta razón la gestión del agua bajo las perspectivas de One Health y Global Health es crucial y una de las principales estrategias es la monitorización de la calidad del agua, incluyendo los riesgos microbiológicos asociados. El principal objetivo de esta tesis doctoral ha sido desarrollar nuevas herramientas para la monitorización de la calidad microbiológica del agua y que permitan mejorar su gestión. Esta investigación se ha desarrollado en diferentes estudios transversales dando lugar a cuatro artículos científicos. En estos estudios se han evaluado las dinámicas y procesos naturales de inactivación de microorganismos indicadores de contaminación fecal, patógenos y comunidades bacterianas en el medio ambiente, además de tratamientos para la eliminación de los microorganismos en plantas potabilizadoras. Los resultados obtenidos han generado información sobre el comportamiento de diferentes microorganismos indicadores de contaminación fecal en el medio ambiente y de crAssphage, confirmándolo como un marcador útil del origen humano de la contaminación fecal. Por otro lado, se han modelizado las dinámicas de diferentes microorganismos indicadores en un río mediterráneo a partir de dos factores ambientales como son el caudal y la temperatura. En dicho río también se han observado cambios en la estructura y diversidad de las comunidades bacterianas por la entrada de contaminación fecal. No obstante, también se ha observado una recuperación de las mismas aguas abajo. Finalmente, se ha contribuido a la mejora de la detección de los indicadores y patógenos que se encuentran en bajas concentraciones en las muestras ambientales mediante un método de concentración basado en la ultrafiltración, lo que supone una ventaja para la evaluación de riesgo microbiológico y la elaboración de los planes sanitarios del agua. Los resultados de esta investigación contribuyen con el desarrollo y evaluación de herramientas para una gestión hídrica fundamentada en One Health y Global Health.

Water is essential for life and the development of human socio-economic activities, but water resources are not equally distributed across the planet and many areas are affected by water scarcity. During the last years the Mediterranean region has reduced considerably its water resources and it is expected an exacerbation of the current situation during the next years due to the climate change projections. For that reason, water management from One Health and Global Health perspectives is crucial and one of the main strategies is the water quality monitoring, including the microbial risk associated. The main objective of this PhD thesis has been to develop new tools to perform the microbial water quality monitoring for the improvement of water management. This research has been developed in different studies giving rise to four scientific articles. The dynamics and natural inactivation processes of faecal indicator organisms, pathogens and bacterial communities in the environment and different water treatments and methodologies have been assessed in these studies. The results obtained provide valuable information about the behaviour of different faecal microbial indicators in the environment, confirming the usefulness of crAssphage as a human source tracking marker. The dynamics of different microbial indicators have been modelled in a Mediterranean stream affected by an input of treated sewage water using two environmental drivers: streamflow and temperature. Changes in the structure and diversity of bacterial communities have also been observed in this river. However, it has been observed that the structure and diversity of the bacterial communities can recover downstream, showing high resilience to the anthropogenic impact. Finally, the detection of low numbers of microbial indicators and pathogens in environmental samples has been improved using a concentration method, confirming its suitability for the microbial risk assessment. The outcome of this research contributes in the development and assessment of new tools for water management based on One Health and Global Health.