Wetenschap
Uit afvalwatermodellering van landbouwbedrijven blijkt dat voetbaden een bron van antimicrobiële resistentie zijn
Nieuw onderzoek heeft de afvalwaterstromen op boerderijen in kaart gebracht en onthuld waar pieken in antibioticaresistente bacteriën in de drijfmest voorkomen. Dit toont aan dat water uit koper- en zinkvoetbaden die door melkdieren worden gebruikt, fluctuaties kan veroorzaken.
Onderzoekers van de Universiteit van Nottingham ontwikkelden wiskundige modellen en voerden onderzoek op boerderijen uit om de impact van afvalwaterstromen en managementpraktijken op antimicrobiële resistentie (AMR) in drijfmest te onderzoeken. Het onderzoek is het eerste dat onderzoek doet naar de effecten van de bedrijfsindeling, de bedrijfspraktijken die verband houden met verschillende delen van het landbouwbedrijf, en de impact die deze kunnen hebben op de opkomst en verspreiding van AMR over het landbouwbedrijf.
Tijdelijke fluctuaties in cefalosporine-resistente Escherichia coli werden waargenomen en toegeschreven aan landbouwactiviteiten, met name de afvoer van verbruikt koper- en zinkvoetbad in het mestsysteem. De resultaten zijn gepubliceerd in npj Antimbiotics and Resistance .
De resultaten benadrukken bedrijfsspecifieke mogelijkheden om de AMR-vervuiling terug te dringen, naast de vermindering van het antibioticagebruik, inclusief een zorgvuldige verwijdering of recycling van afval van antimicrobiële metalen.
Als zuivelmest niet op de juiste manier wordt opgeslagen, kan het een bron van milieuverontreiniging zijn met antimicrobiële resistentiegenen en bacteriën, die uiteindelijk via water of gewassen in de menselijke bevolking terecht kunnen komen.
Eerder modelonderzoek van de Universiteit van Nottingham toonde aan dat mesttanks die gedurende ten minste 60 dagen met rust werden gelaten zonder dat er verder afval werd toegevoegd, de verspreiding van antibioticaresistente bacteriën (ARB) verminderden naarmate de bacteriën stierven in de vijandige omgeving. Onderzoekers merkten ook dat er momenten waren waarop er pieken waren in de cefalosporine-resistente Escherichia coli.
"Wat we in eerste instantie ontdekten was dat de mesttank niet zo'n angstaanjagende plek was als we dachten voor de verspreiding van antimicrobiële resistentiegenen, en dat de bacteriën, als ze een tijdje met rust gelaten zouden worden, in zo'n vijandige omgeving zouden sterven." Wat echter ook interessant was, was dat we schommelingen zagen in een bijzonder problematische medicijnresistente bacterie, genaamd Escherichia coli.
“Toen we dit in dit onderzoek verder onderzochten met behulp van computermodellen en op boerderijonderzoek zagen we dat er een directe correlatie bestond tussen het lozen van het water uit de zink- en kopervoetbaden in de mesttank en een piek in de aanwezigheid van Escherichia coli. " zei Dov Stekel, hoogleraar Computational Biology aan de School of Biosciences van de Universiteit van Nottingham.
Naast antibiotica worden andere antimicrobiële stoffen zoals metalen (koper en zink) en andere chemicaliën (bijvoorbeeld formaline, ontsmettingsmiddelen) op grote schaal gebruikt op boerderijen over de hele wereld, vooral in voetbaden om kreupelheid bij vee te voorkomen.
"Het is bekend dat metalen en andere antimicrobiële middelen (zoals formaline en glutaaraldehyde) een co-selectief effect hebben op de resistentie tegen antibiotica, wat betekent dat ARB's in de slurry kunnen blijven bestaan, zelfs nadat de antibiotica zijn afgebroken", zegt dr. Jon Hobman, universitair hoofddocent. van Microbiologie, School voor Biowetenschappen.
Professor Stekel voegde hieraan toe:"Door de antibioticaresistente bacteriën op deze manier in kaart te brengen, kunnen we de precieze bron ervan begrijpen en, belangrijker nog, de route door de boerderij. We hopen dat deze informatie zal leiden tot afvalwaterbeheerpraktijken die kunnen worden ontwikkeld om dit te verzachten."
Ingenieurs van de Universiteit van Nottingham zijn begonnen met onderzoeken hoe koper en zink uit het afvalwater van veevoetbaden kunnen worden verwijderd en hebben ontdekt dat gelaagde dubbele hydroxiden met succes koper en zink uit het voetbad van vee verwijderden. Dit was het eerste succesvolle onderzoek naar de verwijdering van koper en zink uit een in de handel verkrijgbare poedermixoplossing voor veevoetbaden.