Gårdspildevandsmodellering viser, at fodbade er kilde til antimikrobiel resistens

Ny forskning har kortlagt spildevandsstrømme på gårde og afsløret, hvor spidser i antibiotikaresistente bakterier i gylle opstår, hvilket viser, at vand fra kobber- og zinkfodbade, der bruges af malkedyr, kan forårsage udsving.

Forskere fra University of Nottingham udviklede matematiske modeller og udførte forskning på gården for at udforske virkningen af ​​spildevandsstrømme og håndteringspraksis på antimikrobiel resistens (AMR) i gylle. Forskningen er den første, der har undersøgt virkningerne af bedriftens layout, landbrugspraksis forbundet med forskellige områder af bedriften, og den indvirkning, disse kan have på fremkomsten og spredningen af ​​AMR på tværs af bedriften.

Tidsmæssige udsving i cephalosporin-resistente Escherichia coli blev observeret og tilskrevet landbrugsaktiviteter, specifikt bortskaffelsen af ​​brugt kobber- og zinkfodbad i gyllesystemet. Resultaterne er blevet offentliggjort i npj Antimicrobials and Resistance .

Resultaterne fremhæver bedriftsspecifikke muligheder for at reducere AMR-forurening ud over reduktion af antibiotikaforbrug, herunder omhyggelig bortskaffelse eller genanvendelse af affald af antimikrobielle metaller.

Mælkegylle, hvis den ikke opbevares korrekt, kan være en kilde til miljøforurening med antimikrobielle resistente gener og bakterier, som i sidste ende kan trænge ind i den menneskelige befolkning gennem vand eller afgrøder.

Tidligere modelleringsforskning fra University of Nottingham viste, at gylletanke, der blev efterladt alene uden yderligere affald tilsat i mindst 60 dage, reducerede spredningen af ​​antibiotikaresistente bakterier (ARB), da bakterierne døde i det fjendtlige miljø. Forskere bemærkede også, at der var tidspunkter, hvor der var spidser i cephalosporin-resistente Escherichia coli.

"Det, vi oprindeligt fandt, var, at gylletanken ikke var et så skræmmende sted, som vi troede for spredningen af ​​antimikrobielle resistente gener, og faktisk ville bakterierne dø i et så fjendtligt miljø, hvis de efterlades alene i en periode. Hvad der dog også var interessant var, at vi så udsving i en særlig problematisk lægemiddelresistent bakterie kaldet Escherichia coli.

"Da vi undersøgte dette yderligere i denne forskning ved hjælp af computermodellering og forskning på gården, så vi, at der var en direkte sammenhæng mellem tømningen af ​​vandet fra zink- og kobber-fodbadene ind i gylletanken og en spids i nærvær af Escherichia coli, " sagde Dov Stekel, professor i beregningsbiologi ved School of Biosciences ved University of Nottingham.

Ud over antibiotika anvendes andre antimikrobielle stoffer såsom metaller (kobber og zink) og andre kemikalier (f.eks. formalin, desinfektionsmidler) i vid udstrækning på tværs af gårde globalt, især i fodbade for at forhindre halthed hos husdyr.

"Metaller og andre antimikrobielle midler (såsom formalin og glutaraldehyd) er kendt for at have en co-selektiv effekt på antibiotikaresistens, hvilket betyder, at ARB'er kan forblive i gyllen, selv efter at antibiotika er nedbrudt," siger Dr. Jon Hobman, lektor of Microbiology, School of Biosciences.

Professor Stekel tilføjede:"At kortlægge de antibiotikaresistente bakterier på denne måde giver os mulighed for at forstå dens præcise kilde og vigtigst af alt dens rute gennem gården. Vi håber, at denne information vil føre til spildevandshåndteringspraksis, der kan udvikles for at afbøde dette."

Ingeniører ved University of Nottingham er begyndt at undersøge, hvordan man fjerner kobber og zink fra kvægs fodbadsspildevand og fandt ud af, at lagdelte dobbelthydroxider med succes fjernede kobber og zink fra kvægs fodbad. Dette var den første vellykkede undersøgelse af fjernelse af kobber og zink fra en kommercielt tilgængelig kvægfodbadepulverblandingsopløsning.

Flere oplysninger: Henry Todman et al., Modellering af indvirkningen af ​​spildevandsstrømme og håndteringspraksis på antimikrobiel resistens i mælkebedrifter, npj Antimicrobials and Resistance (2024). DOI:10.1038/s44259-024-00029-4

Leveret af University of Nottingham