Distribución estacional de la contaminación fecal humana en bahía Concepción y su potencial impacto en la salud humana de la población costera.

Abstract

La contaminación fecal del océano costero es una problemática mundial y una de las principales preocupaciones, tanto para salud humana, como para la sustentabilidad de los ecosistemas. Bahía Concepción, región del Biobío (Chile), es un interesante caso de estudio puesto que está rodeada de una importante población humana que descarga ahí sus aguas residuales (102.313 habitantes). Se realizaron 5 campañas durante los años 2018 y 2019, para evaluar el grado y distribución de la contaminación fecal en esta bahía y su impacto sobre la salud humana. Se obtuvieron muestras de la columna de agua y de la zona de barrido de las olas en las playas, para la determinación de colimetría total y fecal, cuantificación del ADN mitocondrial humano (HmtDNA) y la biomasa microbiana viva (ATP). Además, se determinaron los parámetros fisicoquímicos del agua de mar (pH, temperatura, salinidad, oxígeno disuelto), y las condiciones meteorológicas durante el periodo de estudio (viento). Los resultados mostraron una correlación significativa entre los coliformes fecales y el ADN mitocondrial humano (Log-Log; r2=0,279; valor-p < 0,001) que indican que el área de estudio recibe permanentemente una fuerte carga de material fecal humano, con valores de colimetría fecal promedio aproximadamente 33 veces sobre la Norma chilena NCh. 1333. Además, los microorganismos alóctonos contaminantes que se descargan a la bahía, pueden llegar a representar aproximadamente un tercio de la biomasa microbiana viva presente en este ecosistema. El análisis de la distribución estacional de este tipo de contaminación muestra que en general la zona de barrido presenta valores de colimetría fecal más altos que la columna de agua, con la excepción del verano de 2019, donde, en promedio toda la bahía se encuentra contaminada hasta 84 veces sobre NCh.1333. Esto sugiere que el borde costero, recibe el aporte de material fecal humano a través de fuentes difusas distintas a la contaminación que existe en la columna de agua, como por ejemplo el río Andalién, y los esteros que desaguan en la bahía (Collén, Bellavista, Lirquén, Penco). En el caso del verano de 2019, todo el borde costero se encuentra fuertemente contaminado, posiblemente debido al importante incremento de la población flotante durante el verano que visitan esta área. Los resultados también muestran una fuerte correlación entre el promedio estacional de los casos de hepatitis A de la población humana costera, con los promedios estacionales de HmtDNA (r2=0,9158; valor p= 0,011) y colimetría fecal (r2= 0,8381; valor p=0,0290). De lo anterior se desprende que la fuerte contaminación fecal humana de Bahía Concepción podría tener una incidencia en los casos de HAV en la población humana costera. Finalmente, el aumento significativo de esta contaminación durante el verano, indica la importancia del diseño de los sistemas sanitarios en áreas que reciben una alta afluencia de turistas, de tal manera que permita el cuidado de la salud de la población y la sustentabilidad de las actividades económicas del borde costero.

Fecal pollution of the coastal ocean is a worldwide problem and one of the main concerns both for human health and the sustainability of ecosystems. Concepción Bay, Biobio región (Chile), is an interesting case study since it is surrounded by a significant human population that discharges its wastewater into the bay (102,313 inhabitants). 5 field campaigns were carried out during 2018 and 2019, to evaluate the degree and distribution of fecal pollution in this bay and its impact on human health. Samples were obtained from the water column and from the swash zone, for the determination of total and fecal colimetry, quantification of human mitochondrial DNA (HmtDNA) and live microbial biomass (ATP). In addition, the physicochemical parameters of seawater (pH, temperature, salinity, dissolved oxygen), and the meteorological conditions during the study period (wind) were determined. The results of the total data show a significant correlation between fecal coliforms and human mitochondrial DNA (Log-Log; r2=0.279; p-value <0.001), indicating that the study area permanently receives discharges of human fecal material, with average values of fecal colimetry approximately 33 times above the Chilean norm NCh. 1333. Also, the polluting allochthonous microorganisms that are discharged into the bay can represent approximately one third of the living microbial biomass present in this ecosystem. The analysis of the seasonal distribution of this type of pollution shows that, in general, the coastline presents higher fecal colimetry values than the water column, except for the summer of 2019, when, on average, the pollution of entire bay was up to 84 times over NCh.1333. This suggests that the coastline receives the contribution of human fecal material through diffuse sources other than the contamination produced by the discharges into the water column, such as the Andalién river, and the creeks that drain into the bay (Collén, Bellavista, Lirquén, and Penco creek, between others). In the case of the summer of 2019, the entire bay is heavily polluted, possibly due to the significant increase in the floating population during this season. The results also show a strong correlation between the seasonal average of hepatitis A cases of the coastal human population, with the seasonal averages of HmtDNA (r2=0.9158; p-value= 0.011) and fecal colimetry (r2= 0.8381; p-value=0.0290). From the above it can be deduced that the strong human fecal pollution of Bahía Concepción could have an incidence in the cases of HAV in the coastal human population. Finally, the significant increase in this pollution during the summer indicates the importance of designing sewerage system in areas that receive a high influx of tourists, in such a way that it allows the health care of the human population and the sustainability of the economic activities in the coastal zone.