Das von Levante Technological Laboratories durchgeführte Forschungsprojekt RestWat geht mit entscheidenden Ergebnissen in die Endphase. Sie alle zielen darauf ab, die Aufnahme von Antibiotika-Resistenzgenen in die Schadstoff-Beobachtungsliste und die Festlegung von Nachweisgrenzen als dringlich zu bezeichnen, die es aktuellen Studien ermöglichen, die Effizienz und Sicherheit von Behandlungen für wiederverwendbares Wasser zu bestimmen.
Derzeit ist das Vorhandensein neu auftretender Schadstoffe im Wasser eines der zentralen Probleme, insbesondere Antibiotika. Ihre Anwesenheit im Wasser fördert die Entwicklung antibiotikaresistenter Bakterien, was zu einem deutlichen Anstieg der Zahl der Mikroorganismen führt, die diese Resistenz aufweisen. Dadurch wird die Wirksamkeit dieser Medikamente für den Menschen beeinträchtigt.
Durch RestWatDie Beseitigung von Krankheitserregern und antibiotikaresistenten Bakterien in Abwasser und Schlamm, um die Wasserregeneration und ihre Auswirkungen auf die Gesundheit von Mensch und Umwelt zu analysieren. Dieses Projekt wird von der Agència Valenciana de Innovació (derzeit IVACE +i) der Generalitat Valenciana über die Europäische Union im Rahmen des Programms Comunitat Valenciana 2021-2027 des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) finanziert.
Die Forschung wird in Kläranlagen (WWTPs) in der valencianischen Gemeinschaft durchgeführt. Diese Stationen wurden unter Berücksichtigung von Kriterien wie der Art der sekundären und/oder tertiären Behandlung, der Herkunft der Einleitungen und ihrer Lage (im Landesinneren oder an der Küste) ausgewählt. Ziel ist es, eine repräsentative Analyse der verschiedenen Stationen und Reinigungsbedingungen in Spanien zu erhalten.
Analyse antibiotikaresistenter Bakterien
Die Ergebnisse dieser Forschung zeigen, dass alle analysierten Behandlungen die hier untersuchten Gattungen antibiotikaresistenter Bakterien (ARB) wirksam reduzieren. Escherichia Und Salmonellen. Im Rahmen des Reinigungsprozesses sind sowohl die Sekundärbehandlung als auch das MBR-System sehr wirksam bei der Reduzierung der Anzahl der Taxa (Artenreichtum) und der relativen Häufigkeit der meisten Gattungen mit potenziell pathogenen Arten. Sekundärbehandlung basierend auf dem MBR-System (Membranbioreaktor) ist diejenige, die die höchsten Bakterienreduktionsraten bewirkt und sehr erhebliche Veränderungen in ihrer Zusammensetzung und Häufigkeit hervorruft.
Im Rahmen von RestWat wird die Eliminierung von Krankheitserregern und antibiotikaresistenten Bakterien in Abwasser und Schlamm untersucht, um die Wasserregeneration und ihre Auswirkungen auf die Gesundheit von Mensch und Umwelt zu analysieren.
Massive Sequenzierungsmethoden und insbesondere die metagenomische Analyse haben die Identifizierung und Quantifizierung von Taxa, Arten und Klonen von ermöglicht Escherichia Und Salmonellen reichlicher. Um Escherichia, Das am häufigsten vorkommende Taxon an allen untersuchten Punkten war E coliWährend für Salmonellen Es war S.enterica. Es ist zu beachten, dass die Anzahl der Messwerte für Salmonellen (0,004 %) im Vergleich zu Escherichia (0,003 %) fast eine Größenordnung niedriger ist, wobei beide Prozentsätze relativ niedrig sind.
Andererseits zeigen die Ergebnisse, dass die anaerobe Vergärung die wirksamste Behandlung für Schlamm ist, sowohl um Taxa mit potenziell pathogenen Arten zu eliminieren als auch um deren relative Häufigkeit zu reduzieren. Der Dehydrierungsprozess scheint diesen Prozess jedoch umzukehren und sowohl den Reichtum als auch die relative Häufigkeit von Taxa aus Gattungen mit potenziell pathogenen Arten zu erhöhen. Tatsächlich bleibt durch den Dehydrierungsprozess der relative Häufigkeitsprozentsatz erhalten Arcobacter bei ähnlichen Werten wie der Dehydratisierungseingang.
Analyse von Resistenzgenen
Antibiotikaresistente BakterienAntibiotikaresistente Bakterien, ARBs) stützen diese Resistenz auf das Vorhandensein von Antibiotikaresistenzgenen (Antibiotikaresistentes Gen, ARGs), die durch horizontale Gentransfermechanismen erworben oder von einem Bakterium auf ein anderes übertragen werden können.
In Bezug auf Antibiotikaresistenzgene wurden 9 charakteristische Gene jeder Antibiotikafamilie bewertet: Aminoglykoside, β-Lactame, Chloramphenicol, Makrolide/Streptogramin/Lincosamid, Colistin, Chinolone, Sulfonamide, Tetracycline.
Die verschiedenen Reinigungsbehandlungen, die in der Studienkläranlage durchgeführt wurden, zeigen, dass die Verringerung sowohl der relativen Häufigkeit als auch der Anzahl der Varianten der wichtigsten untersuchten Antibiotikaresistenzgene von der verwendeten Behandlung abhängt. Beispielsweise verschwinden bei der Ultrafiltrationsbehandlung (MBR) nur die Gene sul1 und tetM vollständig; Während die Gene blaTEM, cmlA und ermB ihre relative Häufigkeit erhöhten, jedoch ohne signifikante Änderungen in der Anzahl der Varianten.
Dieses Projekt untersucht das Vorhandensein von Antibiotika im Abwasser und untersucht antibiotikaresistente Bakterien (ARBs) und ihre Resistenzgene (ARGs) mithilfe genomischer Methoden.
Bei diesen Genen ist dieser Prozess bei der selektiven Eliminierung nicht sehr effektiv. Da er jedoch die bakterielle Biomasse aus der Ultrafiltration so effizient entfernt, ist die absolute Anzahl der Kopien im Output im Vergleich zu denen, die im Input beobachtet werden, sehr gering.
In Bezug auf Schlamm ist die Entwässerungsbehandlung nicht wirksam bei der Verringerung der relativen Häufigkeit oder der Anzahl der Varianten der untersuchten Resistenzgene.
Einige Schlussfolgerungen aus dem Projekt
Die durchgeführten Studien haben es ermöglicht, eine wirksame Methodik für die Untersuchung der Effizienz und Selektivität der ARG-Beseitigung durch einige der wichtigsten Reinigungsbehandlungen in den für das Projekt ausgewählten Kläranlagen zu etablieren. Ebenso haben sie die Wirksamkeit der verwendeten Methoden, insbesondere der Metagenomik- und PCR-Ansätze, nachgewiesen, um die Auswirkungen dieser Reinigungsbehandlungen auf Populationen antibiotikaresistenter Bakterien und auf die Hauptgene, auf denen diese Resistenz beruht, zu ermitteln.
Genauer gesagt führt dieses Projekt die Untersuchung des Vorhandenseins von Antibiotika im Abwasser und die Untersuchung antibiotikaresistenter Bakterien (ARBs) und ihrer Resistenzgene (ARGs) mithilfe genomischer Methoden durch, um die Effizienz der Reinigungsbehandlungen bei der Beseitigung dieser Bakterien zu bewerten Stoffe im Hinblick auf eine sichere Wiederverwendung von behandeltem städtischem Abwasser.
Projektvorteile
Die Durchführung dieses Projekts ermöglicht es uns, das Wissen über die Effizienz aktueller städtischer Abwasserbehandlungssysteme in bisher nicht entwickelten Aspekten zu erweitern und diese Wissensergebnisse an die öffentlichen Verwaltungen, die Wasser verwalten, und andere Unternehmen in der Branche zu übertragen.
Diese Forschungsstudien sind ein grundlegender Vorschritt, um anschließend nachhaltige, innovative und effiziente Optimierungslösungen für aktuelle Reinigungsbehandlungen vorzuschlagen und die Qualität des aufbereiteten Wassers im Hinblick auf seine sichere Wiederverwendung unabhängig von seiner Endverwendung zu verbessern.
Die Eliminierung oder Verringerung der Konzentration dieser Substanzen und der gegen sie resistenten Bakterien wird dazu beitragen, die Kreislaufwirtschaft des Wassers und damit die Nachhaltigkeit dieser Ressource in ihren verschiedenen Verwendungszwecken zu verbessern. Sowohl für die landwirtschaftliche Nutzung als auch für die Wiedereingliederung in die natürliche Umwelt.
