Gerecycleerde en verouderde menselijke urine kan worden gebruikt als meststof met een laag risico op overdracht van antibioticaresistent DNA naar het milieu, volgens nieuw onderzoek van de Universiteit van Michigan.

Het is een belangrijke bevinding bij het zoeken naar duurzamere alternatieven voor veelgebruikte meststoffen die bijdragen aan watervervuiling. Hun hoge gehalte aan stikstof en fosfor kan de groei van algen stimuleren, die onze drinkwaterbronnen kunnen bedreigen.

Urine bevat stikstof, fosfor en kalium - de belangrijkste voedingsstoffen die planten nodig hebben om te groeien. Vandaag, gemeentelijke behandelingssystemen verwijderen deze voedingsstoffen niet volledig uit het afvalwater voordat het in rivieren en beken wordt geloosd. Tegelijkertijd, het vervaardigen van kunstmest is duur en energie-intensief.

U-M leidt 's lands grootste consortium van onderzoekers die de technologie onderzoeken, systeemvereisten en sociale attitudes in verband met van urine afgeleide meststoffen.

In de afgelopen jaren, de groep heeft de verwijdering van bacteriën bestudeerd, virussen, en geneesmiddelen in de urine om de veiligheid van van urine afgeleide meststoffen te verbeteren.

In deze nieuwe studie onderzoekers hebben aangetoond dat de praktijk van het "verouderen" verzamelde urine gedurende meerdere maanden in verzegelde containers, 99% van de antibioticaresistente genen die aanwezig waren in bacteriën in de urine effectief deactiveert.

"Op basis van onze resultaten we denken dat micro-organismen in de urine het extracellulaire DNA in de urine heel snel afbreken, " zei Krista Wigginton, U-M universitair hoofddocent civiele en milieutechniek, en corresponderende auteur van een studie die vandaag is gepubliceerd in Milieuwetenschap en -technologie .

"Dat betekent dat als bacteriën in de opgevangen urine resistent zijn tegen antibiotica en de bacteriën afsterven, zoals ze doen wanneer ze in de urine worden bewaard, het vrijgekomen DNA vormt geen risico op overdracht van resistentie tegen bacteriën in de omgeving wanneer de meststof wordt toegepast."

Eerder onderzoek heeft aangetoond dat antibioticaresistent DNA in urine kan worden gevonden, de vraag rijzen of de daaruit afgeleide meststoffen die weerstand kunnen overdragen.

De onderzoekers verzamelden urine van meer dan 100 mannen en vrouwen en bewaarden deze gedurende 12 tot 16 maanden. Tijdens die periode, ammoniakgehalte in de urine neemt toe, het verlagen van de zuurgraad en het doden van de meeste bacteriën die de donoren afstoten. Bacteriën van urineweginfecties hebben vaak antibioticaresistentie.

Wanneer de ammoniak de bacteriën doodt, ze dumpen hun DNA in de oplossing. Het zijn deze extracellulaire DNA-fragmenten die de onderzoekers bestudeerden om te zien hoe snel ze zouden afbreken.

Urine wordt al duizenden jaren gebruikt als meststof voor gewassen, maar is de laatste jaren onder de loep genomen als een manier om een ​​circulaire nutriënteneconomie te creëren. Het zou de productie van meststoffen op een milieuvriendelijkere manier mogelijk kunnen maken, het verminderen van de energie die nodig is voor het beheer van nutriënten in afvalwaterzuiveringsinstallaties, en gelokaliseerde mestbronnen te creëren.

"Er zijn twee belangrijke redenen waarom we denken dat urinemest de toekomst is, " zei Wigginton. "Ons huidige landbouwsysteem is niet duurzaam, en de manier waarop we omgaan met nutriënten in ons afvalwater kan veel efficiënter."

In hun lopende werk, het U-M-lead team gaat richting agrarische omgevingen.

"We doen veldexperimenten om technologieën te beoordelen die urine verwerken tot een veilige en duurzame meststof voor voedselgewassen en andere planten, zoals bloemen. Tot dusver, onze experimentele resultaten zijn veelbelovend, " zei Nancy Liefde, de Borchardt en Glysson Collegiate Professor en hoogleraar civiele en milieutechniek aan de U-M.

De studie is getiteld "Het lot van extracellulair DNA bij de productie van meststoffen uit brongescheiden urine."