Bacterial diversity analysis of freshwater sources for human use in rural areas of the tropical Andean region of Colombia / Análisis de la diversidad bacteriana en aguas superficiales usadas para consumo humano en zonas rurales de la región andina colombiana

Abstract Potable water supply and sanitization in rural areas in developing countries are still inadequate. The main risk associated with unsafe drinking water is the infection with pathogenic microorganisms. Objective: In this study, we investigate the bacterial diversity and the potentially pathogenic bacteria in water samples from diffe rent points of distribution in three rural villages from the Andean region of Colombia. Methods: Illumina libraries for water samples were prepared and sequenced using 300 bp paired-end MiSeq protocol, the bioinformatic analyses were performed with Mothur pipeline and the phyloseq package in Rstudio. Results: The mi crobial community composition showed statistically significant differences according to the village and the sample origin. Alpha, Beta, and Gammaproteobacteria were the dominant class detected in all water samples. The most relevant pathogenic genera detected in the surface were Legionella, Mycobacterium, Yersinia, Burkholderia, and Rickettsia. In the tap water samples, potential pathogens like Streptococcus, Staphylococcus, Corynebacterium, Nocardia, and Escherichia/Shige lla were detected.

Resumen El suministro y potabilización del agua de consumo humano en las zonas rurales de los países en vías de desarrollo sigue siendo limitado. El principal riesgo asociado con el uso de agua no potable es la infección con microorganismos patógenos. Objetivo: En este estudio se investigó la diversidad bacteriana y la presencia de bacterias potencialmente patógenas en muestras de agua de diferentes puntos de distribución en tres asentamientos rurales de la región andina de Colombia. Métodos: Se prepararon y secuenciaron bibliotecas de amplicones (rDNA 16S) para muestras de agua utilizando la plataforma Illumina MiSeq con lecturas pareadas de 300 bases. Los análisis bioinformáticos se realizaron con el programa Mothur y el paquete estadístico Phyloseq en Rstudio. Resultados: La composición de la comunidad microbiana mostró diferencias estadísticamente significativas según el sitio y el origen de la muestra. Alfa, Beta y Gammaproteobac terias fueron las clase dominantes detectadas en todas las muestras de agua. Los géneros patógenos más relevantes detectados fueron Legionella, Mycobacterium, Yersinia, Burkholderia y Rickettsia. En las muestras de agua del grifo se detectaron patógenos potenciales como Streptococcus, Staphylococcus, Corynebacterium, Nocardia y Escherichia /Shigella.

SARS-CoV-2 en aguas residuales y superficiales: ¿cómo lidiar con el problema? / Sars-cov-2 in wastewater and surface water: how to deal with the problem?

Introducción: hoy la humanidad sufre uno de los peores episodios debido a la pandemia causada por el SARS-CoV-2. Su alta infectividad, rápida propagación y persistencia en ciertas superficies dificultan el combate de este virus. Su presencia en aguas residuales y posible transmisión fecal-oral podría ser una nueva amenaza para la salud pública. Objetivo: alertar a la comunidad científica internacional y a los gobiernos sobre la presencia de SARS-CoV-2 en las aguas residuales y sobre qué hacer para evitar su propagación por este medio. Métodos: se realizó una revisión de artículos referenciados en SCOPUS y Web of Science desde el año 2019 relacionados con la presencia del virus en aguas residuales y superficiales. Resultados y discusión: es necesario establecer sistemas de monitoreo, utilizar métodos analíticos sensibles y rápidos para la detección del virus en las aguas residuales y superficiales. Asimismo, implantar protocolos de inactivación del virus en las unidades de salud y en las plantas de tratamiento de aguas. Se recomiendan procesos con oxidantes químicos, radiación ultravioleta, fotocatálisis, foto-Fenton, ozono o filtración por membrana. Además, se debe alertar a la población sobre la importancia del lavado y de la desinfección de productos agrícolas, así como del cuidado en su manejo por parte de los trabajadores agrícolas

Introduction: Today, humanity suffers one of the worst episodes due to a pandemic caused by the SARS-CoV-2. Its high infectivity and rapid spread combined with its persistence on certain surfaces difficult to fight this virus. Its presence in wastewater and possible fecal-oral transmission could be a new public health threat. Objective: To alert the international scientific community and governments about the presence of SARS-CoV-2 in wastewater, and what to do to prevent its spread by this means. Methods: A review of articles referenced in SCOPUS and Web of Science since 2019 related to the presence of the virus in wastewater and surface water was performed. Results and discussion: It is necessary to establish monitoring systems with the use of sensitive and rapid analytical methods for the on-site detection of viruses in wastewaters and surface waters. It should be established virus inactivation protocols at the health units, and water treatment plants, where are recommended processes with chemical oxidants, ultraviolet radiation, photocatalysis, photo-Fenton, ozone, or membrane filtration. It is necessary to alert the population about the importance of washing and disinfecting agricultural products, mainly vegetables and fruits, as well as the care in its handling by agricultural workers

Riesgo sanitario integrado por sustancias presentes en recursos hídricos de Tres Arroyos, Argentina / Integrated health risk by substances in water resources of Tres Arroyos, Argentina / Risco sanitário integrado por substâncias presentes em recursos hídricos de Tres Arroyos, Argentina

El objetivo del trabajo fue analizar el riesgo sanitario no carcinogenético a partir de ciertas sustancias (inorgánicas, fenólicas, metales pesados y pesticidas) presentes en aguas superficiales y subterráneas de la ciudad de Tres Arroyos. El análisis se realizó utilizando el modelo básico de análisis de riesgo sanitario probabilístico de USEPA considerando tres estratos de edades infantiles (5, 10 y 15 años). Se integraron escenarios de tipo residencial con recreativo, sobre la base de la exposición por la ingesta y por el contacto dérmico con el agua. En los tres estratos de edad, los resultados indican que los valores del riesgo integrado (riesgo residencial + riesgo recreativo) fueron significativos y decrecientes con relación a la edad, siendo el arsénico el principal contribuyente a través de la vía de ingesta consuntiva del escenario residencial.

The objective of this work was to analyze the non-carcinogenic health risk from certain substances (inorganic, phenolic, heavy metals and pesticides) in surface waters and groundwater in the town of Tres Arroyos. The analysis was performed using the basic model of health risk analysis considering probabilistic USEPA for children of three age groups (5, 10 and 15). Residential and recreational type scenarios were integrated, based on exposure through ingestion and dermal contact with water. In all three age strata, the results indicate that the values of the integrated risk (residential risk + recreational risk) were significant and decreasing with respect to age, being arsenic the largest contributor through the residential ingestion pathway.

O objetivo do trabalho foi analisar o risco sanitário não-carcinogênico a partir de determinadas substâncias (inorgânicas, fenólicas, metais pesados e pesticidas) presentes em águas superficiais e subterrâneas da cidade de Tres Arroyos. A análise foi feita utilizando o modelo básico de análise de risco sanitário probabilístico de USEPA, considerando crianças de três faixas etárias infantis (5, 10 e 15 anos). Foram integrados cenários do tipo residencial e recreativo, com base na exposição pela ingestão e pelo contato dérmico com a água. Nas três faixas etárias, os resultados indicam que os valores do risco integrado, (risco residencial + risco recreativo) foram significativos e decrescentes com relação à idade, sendo o arsênico o contribuinte principal através da via da ingestão consuntiva do cenário residencial.

Água de abastecimento público de consumo humano e oviposição de Aedes aegypti / Agua de abastecimiento público de consumo humano y oviposición de Aedes aegypti / Public drinking water supply and egg laying by Aedes aegypti

OBJETIVO: Analisar o efeito da qualidade da água de reservatórios domésticos de abastecimento público na resposta oviposicional de fêmeas de Aedes aegypti. MÉTODOS: Estudo conduzido em laboratório a partir de imaturos de Ae. aegypti, coletados em caixas d'água do município de Potim, SP, 2009. Foram disponibilizados simultaneamente três tipos de água por gaiola para a deposição dos ovos: ovipositor (A) com água coletada em caixa d'água de Taubaté, SP; ovipositor (B) com água destilada (controle); e ovipositor (C) com água coletada em caixa d'água de Potim. Foram analisados parâmetros fisicoquímicos. O teste de Kruskall-Wallis foi utilizado para analisar a média de ovos nas diferentes amostras de água e nas comparações posteriores, o teste Dwass-Steel-Chritchlow-Flingner. O índice de atividade de oviposição foi adotado para avaliar a resposta oviposicional. RESULTADOS: Foi observada diferença significativa no número de ovos entre as soluções líquidas testadas (H = 45; p < 0,0001). O número de ovos na água de caixas d'água de abastecimento público de captação em poços profundos (C) foi estatisticamente superior a amostras de água de caixas d'água de abastecimento público de superfície (A) (p < 0,0001) e do Controle (B) (p < 0,0001). Não houve diferença significante entre o número de ovos do Controle (B) e água de superfície (A). A primeira postura foi a mais produtiva em todas as soluções testadas nas três gaiolas. A amostra de água (C) produziu índice positivo (0,54), i.e., atrativo para oviposição. CONCLUSÕES: A qualidade da água influiu na oviposição de Ae. aegypti. As elevadas concentrações de nitrogênio ...

OBJETIVO: Analizar el efecto de la calidad de agua de reservatorios domésticos de abastecimiento público en la respuesta de oviposición por hembras de Aedes aegypti. MÉTODOS: Estudio conducido en laboratorio a partir de inmaduros de Ae. aegypti, colectados en tanques de agua del municipio de Potim, SP, Brasil, 2009. Se disponibilizaron simultáneamente tres tipos de agua por jaula para la deposición de los huevos: ovipositor (A) con agua colectada en tanque de agua de Taubaté, SP (Brasil), ovipositor (B) agua destilada (control) y ovipositor (C) con agua colectada en el tanque de agua de Potim. Se analizaron parámetros fisicoquímicos. La prueba de Kruskall-Wallis fue usada para analizar el promedio de huevos en las diferentes muestras de agua y en las comparaciones posteriores, la prueba de Dwass-Steel-Chritchlow-Flingner. El índice de actividad de oviposición fue adoptado para evaluar la respuesta en las diferentes muestras. RESULTADOS: Se observó diferencia significativa en el número de huevos entre las soluciones líquidas evaluadas (H= 45; p˂0,0001). El número de huevos en el agua de los tanques para abastecimiento público, de captación en pozos profundos (C) fue estadísticamente superior a las muestras de tanques para abastecimiento público de superficie (A) (p˂0,0001) y del Control (B) (p˂0,0001). No hubo diferencia significativa entre el número de huevos del Control (B) y el agua de superficie (A). La primera postura fue la más productiva en todas las soluciones evaluadas en las tres jaulas. La muestra de agua (C) produjo índice positivo (0,54), es decir, atractivo para oviposición. CONCLUSIONES: La calidad de agua influyó en la oviposición de Ae. aegypti. Las elevadas concentraciones de nitrógeno amoniacal en el agua de abastecimiento público sugieren que dicho componente ...

OBJECTIVE: To evaluate the effect of the quality of publicly supplied water in domestic water tanks on egg laying by female Aedes aegypti. METHODS: Laboratory study on immature Ae. aegypti, collected from water-tanks in the municipality of Potim, SP, Southeastern Brazil. Each cage contained three types of water in which eggs could be laid: Three choice per test were simultaneously used to deposit the eggs, ovipositor (A) with water collected from a water tank in Taubaté, ovipositor (B) with distilled water (control) and ovipositor (C) water collected from a water tank in the municipality of Potim. Physiochemical parameters were analyzed. The Kruskall-Wallis test was used to analyze the mean number of eggs in each water sample and the Dwass-Steel-Critchlow-Fligner test was used in making comparisons. To evaluate egg laying, an ovipositional activity index was adopted. RESULTS: A significant difference in the number of eggs was found between the liquid solutions tested (H = 45; p < 0.0001). The number of eggs found in water tank samples originating from deep wells (C), was statistically superior to water samples from water tanks originating from superficial wells (A) (p < 0.0001) and from the Control (C) p < 0.0001. There was no significant difference between the number of eggs in Control (B) and the surface water (A). In all three tests, the first position was the most productive in all tested solutions. Only water sample (C) produced a positive index (0.54), i.e., attractive to egg laying. CONCLUSIONS: Water quality influences egg laying by Aedes aegypti. The high concentrations of ammonium nitrate in public water supplies suggest that this chemical component was responsible for attracting pregnant female Aedes aegypti to lay eggs in these environments. .

Evaluación del movimiento de plaguicidas hacia la cuenca del lago de tota, Colombia / Evaluation of pesticide movement towards tota lake catchment, Colombia / Avaliação de pesticida movimento em direção tota bacia do lago, Colombia

La cuenca del Lago de Tota es una de las principales zonas productoras de cebolla en Colombia. Las prácticas agrícolas convencionales utilizan plaguicidas para combatir las enfermedades que atacan al cultivo, siendo los fungicidas los más usados pues las condiciones climáticas de páramo (3.015 msnm),favorecen la proliferación de hongos tanto en el suelo como en los cultivos. Con el objetivo de evaluar el movimiento de los plaguicidas al lago de Tota, se tomaron muestras de agua y sólidos sedimentables durante 7 meses en algunos canales que recorren la zona y desembocan en el lago. En aguas superficiales se determinóla presencia de malatión, tebuconazol, difenoconazol y clorotalonilo, donde algunas muestras superaron el límite de cuantificación de la metodología. Por su parte, en las muestras de sólidos sedimentables se encontrómalatión y clorotalonilo en concentraciones de 1,90 mg/kg a 4,38 mg/kg y de 0,27 mg/kg a 1,29 mg/kg respectivamente. Como complemento a este estudio, se evaluóel movimiento superficial de los fungicidas tebuconazol y difenoconazol en una parcela de escorrentía ubicada en la zona de estudio, encontrando tebuconazol y difenoconazol en forma disuelta a concentraciones de 4800ng/L y 330ng/L respectivamente. Finalmente se utilizóel "PesticideImpact Rating Index" (PIRI) para evaluar el riesgo potencial de movilidad de los plaguicidas encontrando un riesgo entre alto y muy alto de movilidad hacia aguas superficiales; estos resultados concordaron con las evaluaciones experimentales.

The Tota lake catchment is a major onion-producing area in Colombia. Conventional agricultural practices use pesticides to control diseases that attack the crop, and in onion- production in this area fungicides are most commonly used due to the Paramo weather conditions and its location, 3015 meters above sea level (masl). These factors are conducive to the proliferation of fungi in the soil and in crops. In order to evaluate the movement of pesticides to Lake Tota, water samples and suspended sediments were taken for seven months in several channels that traverse the area and flow into the lake. In surface waters, malathion, tebuconazole, difenoconazole and chlorothalonil were detected and even quantified in some samples. In suspended sediments, malathion was detected at concentrations between 1.90 mg/kg and 4.38 mg/kg, and chlorothalonil ranged from 0.27 mg/kg to 1.29 mg/kg. To determine concentrations of fungicides in surface water closer to the source water samples from a runoff plot located in the study area were monitored for tebuconazole and difenoconazole. In dissolved form, tebuconazole was found at aconcentration of 4800 ng/L and difenoconazole at a concentration of 330ng/L. ThePesticide Impact Rating Index (PIRI) was used to assess the risk of surface water contamination by pesticides commonly used in onion production. Index values indicating high to very high risk of surface water contamination were found for tebuconazole, malathion and chlorothalonil. These results agree with the experimental evaluations.

A bacia do Lake Tota éumacebolamaiores áreas produtoras na Colômbia. Práticas agrícolas convencionais que utilizam pesticidas para controlar as doenç as que atacam a cultura, sendo os fungicidas mais utilizados, porque as condiç õ es climáticas da saúde (3015 metros acima do nível do mar) sã opropícias para a proliferaç ã o de fungos no solo e nas culturas. A fim de avaliar o movimento de pesticidas no lago de Tota, as amostras de água e de sólidos sedimentáveis de sete meses emalgunscanais que atravessam a área e correm para o lago. Naágua de superfíciefoi encontrada malatiã o, tebuconazol, difenoconazol e clorotalonil e atémesmoemalgumasamostras, as concentraç õ esexcederam o limite de quantificaç ã o, enquanto que nasamostras de sólidos sedimentáveissã o encontrado apresenç a de malatiã o e clorotalonilemconcentraç õ es entre 1,90 mg/kg - 4,38 mg/kg e 0,27 mg/kg - 1,29 mg/kg, respectivamente. Para complementar esseestudo, avaliamos o movimento da superfície de fungicidas tebuconazole e difenoconazoleemuma trama escoamento localizado na área de estudo. Tebuconazole e difenoconazole encontrado na forma dissolvida, emconcentraç õ es de 4800ng/L e 330ng/L,respectivamente. Usado o "PesticideImpact Rating Index (PIRI) para avaliar o riscopotencial de encontrar amobilidade de pesticidas entre risco alto e muito alto de mobilidade en águas de superficie, estes resultados foram consistentes com as avaliaç õ esexperimentais.

Riesgo sanitario por sustancias tóxicas en aguas superficiales de Tres Arroyos, Argentina / Health risk by toxic substances in freshwater of Tres Arroyos, Argentina / Risco sanitário por substâncias tóxicas em águas superficiais de Tres Arroyos, Argentina

En cursos de agua del partido de Tres Arroyos (provincia de Buenos Aires, Argentina) se encontraron sustancias tóxicas (metales pesados, nitratos, nitritos, fluoruros, sustancias fenólicas y pesticidas organoclorados). El objetivo del trabajo fue estimar el riesgo sanitario para el baño recreativo en esas aguas. El análisis se basó en el modelo USEPA probabilístico para riesgo agregado y acumulativo, tanto para efectos no carcinogenéticos (ENC) como carcinogenéticos (EC), considerando la ingesta accidental de agua y el contacto dérmico. Se planteó un escenario de exposición basado en datos propios y de la literatura para un niño de 10 años como representativo de la población expuesta. Los resultados indican que no existiría riesgo relevante para la actividad recreativa para las concentraciones consideradas. De todos los cuerpos de agua el de mayor riesgo es el Arroyo Claromecó, pero sólo alcanza al 20% del valor limitante. Los metales contribuyen con un 82 y 99% del riesgo total acumulado por ENC y EC, respectivamente, seguidos por las sustancias inorgánicas. Y de los metales, el mayor contribuyente al riesgo es el arsénico, quien aporta el 78 y 99% del riesgo agregado y acumulado por todas las sustancias para ENC y EC, respectivamente.

Toxic substances (heavy metals, nitrate, nitrite, fluoride, phenolic substances and organochlorine pesticides) were detected in Tres Arroyos county freshwaters (Buenos Aires province, Argentina). The aim of this study was estimate the human health risk (HR) associated with these substances during recreational bathing. The probabilistic HR assessment was based on aggregated and cumulative USEPA models. Cancer (CE) and non-cancer (NCE) risk were estimated for accidental drinking and dermal contact during the recreational activity. The exposure scenario considered was based on own and literature data, and a ten year-old child was selected as representative of the exposed population. The results indicated that surveyed substances do not generate any health risk for recreational bathing with direct contact at the specified concentrations and exposure conditions. Claromecó creek station was the riskiest point of whole water bodies, but it reaches only 20% of the limitating value. Metals were the major contributors to overall aggregated and cumulative risk (82% for NCE and 99% for CE), followed by inorganic substances. Arsenic was the most dangerous metal, responsible for the 78 and 99% of the aggregate and cumulative risks for all substances for NCE and CE, respectively.

Em cursos d´água da localidade de Tres Arroyos (Província de Buenos Aires, Argentina) foram encontradas substâncias tóxicas (metais pesados, nitratos, nitritos, fluoretos, substâncias fenólicas e pesticidas organoclorados). O objetivo do trabalho foi calcular o risco sanitário para o banho com fins recreativos nessas águas. A análise foi realizada com base no modelo USEPA probabilístico para risco agregado e acumulativo, tanto para efeitos não carcinogênicos (ENC) como carcinogênicos (EC), considerando a ingestão acidental de água e o contato dérmico. Foi apresentado um cenário de exposição com base em dados próprios e da literatura para um menino de dez anos como representativo da população exposta. Os resultados indicam que não existiria risco relevante para a atividade recreativa para as concentrações consideradas. De todos os corpos de água aquele de maior risco é o Arroyo Claromecó mas só atinge 20% do valor limitante. Os metais contribuem com 82 e 99% do risco total acumulado por ENC e EC, respectivamente, seguidos pelas substâncias inorgânicas. E dos metais, o maior contribuinte ao risco é o arsênico, que oferece 78 e 99% do risco agregado e acumulado por todas as substâncias para ENC e EC, respectivamente.