Proxecto H2020 RESOURCE: Avaliación da calidade das augas subterráneas en zonas de gandería intensiva: É a reciclaxe de esterco unha fonte importante de contaminación e de propagación de xenes de resistencia aos antibióticos?
- Tipo Proxecto
- Estado Cheo
- Execución 2017 -2020
- Orzamento asignado 170.121,6 €
- Ámbito Europeo
- Fonte principal de financiamento Horizonte 2020
- Páxina web do proxecto RESOURCE
Realizáronse varias tarefas dentro de RESOURCE para acadar os obxectivos do proxecto. Desenvolvéronse metodoloxías e protocolos analíticos específicos para analizar antibióticos e ARG seleccionados tanto en esterco (principalmente lama de porco) como en augas subterráneas. Estableceuse un protocolo simplificado para a caracterización da materia orgánica disolta (DOM) en augas subterráneas e a súa posterior análise estatística. Realizáronse amplos estudos de seguimento de campo, recollendo mostras de augas subterráneas e esterco, en zonas con produción gandeira intensiva e onde as augas subterráneas tamén se utilizan como fonte de auga potable. Ademais de analizar os antibióticos e os ARG no esterco, tamén se avaliou a súa redución con diferentes tecnoloxías de tratamento como estratexia para reducir os posibles riscos ambientais e para a saúde humana.
Os resultados mostraron unha presenza xeneralizada de antibióticos amplamente utilizados na gandería no esterco (é dicir, nos puríns de porco) en altas concentracións (desde altos µg L-1 ata incluso mg L-1). Algúns destes antibióticos tamén estaban presentes en mostras de augas subterráneas, principalmente en baixas concentracións (ng L-1). Non obstante, nalgúns casos, incluso alcanzaron niveis significativos (µg L-1). Tamén se atoparon xenes que confiren resistencia ás clases de antibióticos detectadas tanto no esterco como nas augas subterráneas, con valores de 4×10⁻ a 5×10⁻ número de copias/L de auga nas augas subterráneas. A redución dos antibióticos durante o tratamento do esterco foi moderada (desde o 40 % ata a eliminación completa dalgúns compostos), o que suxire que o pretratamento antes da aplicación no campo é unha alternativa axeitada para reducir os riscos ambientais.
A análise da materia orgánica disolta (DOM) revelou que a maioría das fórmulas moleculares eran compostos CHO, mentres que unha porcentaxe considerable tamén contiña nitróxeno e xofre (~15-20 %, respectivamente). Usando diagramas de van Krevelen (gráficos das proporcións atómicas H/C fronte a O/C) mostrou que todas as nosas mostras estaban dominadas por moléculas da rexión similar á lignina. Finalmente, tamén puidemos establecer relacións entre os antibióticos e a composición da MOD. A análise de mostras de augas subterráneas en diferentes estacións mostrou unha alta variabilidade nos compostos detectados e nas súas concentracións. Isto dificulta avaliar a calidade das augas subterráneas para o uso público, así como a aplicación de estratexias de monitorización eficientes.
Os resultados do proxecto difundíronse a través de diferentes estratexias, como: (i) a publicación de artigos en revistas de acceso aberto (dous artigos están en preparación e serán enviados unha vez completados); (ii) contribucións orais e en pósteres en congresos nacionais e internacionais; (iii) a organización dun obradoiro con partes interesadas, agricultores e usuarios finais; (iv) a elaboración dunha guía técnica de acceso aberto sobre a redución de antibióticos no tratamento do esterco e a redacción de directrices para a reutilización segura do esterco; (v) a difusión das actividades e resultados do proxecto no boletín anual do instituto, na conferencia do 10.º aniversario "Investigación da auga en perspectiva: máis alá de 2020" e na Iniciativa da UE sobre o cambio climático, todos eles abertos ao público en xeral e (vi) a presentación dun traballo de fin de máster, entre outros.
A auga subterránea é un recurso fundamental, especialmente en zonas onde a auga superficial é escasa ou de mala calidade. Arredor do 75 % dos habitantes da Unión Europea dependen das augas subterráneas como fonte de auga potable, o que as converte nun recurso importante tanto para a industria como para a agricultura. Nas zonas agrícolas con gandería intensiva, a calidade química e microbiolóxica das augas subterráneas podería verse gravemente comprometida polo uso excesivo de esterco animal como fertilizante orgánico.
Desde unha perspectiva química, o esterco animal é rico en nutrientes beneficiosos para o crecemento dos cultivos e o acondicionamento do solo, e ofrece o potencial de pechar o ciclo de nutrientes. Non obstante, tamén pode conter altas concentracións de antibióticos e xenes de resistencia a antibióticos (ARG), e a súa reutilización como fertilizante pode ser unha vía importante para a contaminación das augas subterráneas.
A propagación da resistencia aos antibióticos converteuse nun importante problema de saúde pública mundial, xa que varios organismos infecciosos se volveron resistentes aos antibióticos máis comúnmente prescritos, o que reduce ou elimina o seu efecto terapéutico. Un dato alarmante é que aproximadamente 25.000 cidadáns europeos (5,1 por cada 100.000 habitantes) morren cada ano por infeccións causadas por bacterias que desenvolveron resistencia aos antimicrobianos.
O obxectivo principal de RESOURCE foi ampliar o coñecemento sobre o papel da reutilización do esterco animal como unha fonte importante de contaminación das augas subterráneas en zonas agrícolas con alta produción gandeira mediante: (i) a análise de antibióticos multiclase e ARG seleccionados e (ii) o uso dunha abordaxe innovadora, baseada na caracterización a granel da materia orgánica disolta (DOM), mediante espectrometría de masas de alta resolución (HRMS), para descubrir a pegada química de masas de augas subterráneas impactadas polo esterco seleccionadas que se utilizan como fontes para a produción de auga potable. A DOM é unha combinación de numerosas substancias, como ácidos húmicos e fúlvicos, polisacáridos, proteínas e lípidos, entre outras. A súa caracterización é de interese xa que pode reaccionar cos desinfectantes durante o tratamento da auga potable e xerar subprodutos de desinfección que son potencialmente tóxicos para a saúde humana.
A protección das augas subterráneas é un dos últimos campos de batalla ambientais que quedan en Europa. Úsase como unha fonte importante para a produción de auga potable en toda Europa e, como tal, preservar a súa calidade química e microbiolóxica é de vital importancia. Nas zonas agrícolas con gandería intensiva, a calidade das augas subterráneas podería verse gravemente comprometida polo uso excesivo de esterco como fertilizante orgánico.
O esterco animal pode conter altos niveis de contaminantes orgánicos (por exemplo, antibióticos, compostos que conteñen nitróxeno) e bacterias portadoras de xenes de resistencia a antibióticos (ARG), e a súa reutilización como emendador do solo podería ser unha vía importante de entrada destes contaminantes nas masas de augas subterráneas.
Este proxecto ten como obxectivo ampliar o coñecemento sobre o papel da reciclaxe de esterco animal como unha fonte importante de contaminación das augas subterráneas mediante: (i) a análise de antibióticos multiclase e ARG seleccionados e (ii) o uso dunha abordaxe innovadora, baseada na caracterización da materia orgánica disolta (DOM) a granel mediante espectrometría de masas de alta resolución (HRMS), para descubrir o patrón químico de masas de augas subterráneas seleccionadas impactadas polo esterco utilizadas como fontes para a produción de auga potable e proporcionar evidencias sobre o papel da reciclaxe de esterco como unha fonte importante de augas subterráneas. contaminación.
RESOURCE é un proxecto de grande relevancia social en España. O peche das grandes plantas de tratamento de esterco en 2014 e a xeración resultante de grandes cantidades de residuos sen tratar poderían poñer en perigo a saúde química e microbiolóxica dos pozos de auga potable. Polo tanto, os resultados deste proxecto serán moi valiosos para avaliar o estado actual das masas de augas subterráneas e contribuirán a previr problemas graves para o medio ambiente e a saúde humana. A experiencia do bolseiro, combinada coa excelente infraestrutura e as capacidades dispoñibles no ICRA, crea unha combinación ideal para a realización con éxito do proxecto.
RESOURCE contribuíu a abordar as lagoas de coñecemento existentes sobre o papel da reutilización do esterco animal como unha fonte importante de contaminación das augas subterráneas por antibióticos e ARG. Ademais, proporcionou información nova sobre a pegada da materia orgánica disolta (DOM) e o seu sistema de fluxo hidroxeolóxico nas masas de augas subterráneas afectadas polo esterco. A combinación de ferramentas químicas (métodos obxectivos e pegada da DOM) e microbiolóxicas para avaliar a calidade das augas subterráneas tamén foi un aspecto novedoso do proxecto.
A investigación realizada en RESOURCE tivo unha grande relevancia social, tanto a nivel nacional como internacional. España é un dos principais produtores de gando de Europa. Debido a esta produción gandeira intensiva, hai un gran excedente de esterco aplicado aos campos agrícolas, o que pode levar á degradación dos recursos de augas subterráneas. Por outra banda, a resistencia aos antibióticos e a súa propagación ao medio ambiente constitúen un importante problema de saúde pública mundial e un tema de amplo interese para os obxectivos políticos da UE.
RESOURCE contribuíu a esclarecer estes importantes problemas ambientais e de saúde humana. Os resultados obtidos permitiron identificar antibióticos prioritarios nos que centrarse en futuros estudos de monitorización e cales deberían incluírse na futura lexislación como contaminantes prioritarios. Tamén destacaron a necesidade de garantir prácticas seguras de xestión do esterco e incidiron na necesidade de reducir o uso de antibióticos na cría de animais para evitar posibles riscos para o medio ambiente e a saúde humana.
- FUNDACIO INSTITUT CATALA DE RECERCA DE L'AIGUA (ICRA-CERCA)
Proxectos relacionados
