Urin gødning:Aldring beskytter effektivt mod overførsel af antibiotikaresistens

Genanvendt og ældet menneskelig urin kan bruges som gødning med lav risiko for at overføre antibiotikaresistent DNA til miljøet, ifølge ny forskning fra University of Michigan.

Det er et nøgleresultat i bestræbelserne på at identificere mere bæredygtige alternativer til udbredt gødning, der bidrager til vandforurening. Deres høje niveauer af nitrogen og fosfor kan anspore væksten af ​​alger, som kan true vores drikkevandskilder.

Urin indeholder nitrogen, fosfor og kalium - nøglenæringsstoffer, som planter har brug for for at vokse. I dag, kommunale rensningssystemer fjerner ikke fuldstændigt disse næringsstoffer fra spildevandet, før det frigives til floder og vandløb. På samme tid, fremstilling af syntetisk gødning er dyrt og energikrævende.

U-M leder landets største konsortium af forskere, der udforsker teknologien, systemkrav og sociale holdninger forbundet med urin-afledte gødninger.

I løbet af de sidste mange år, gruppen har undersøgt fjernelse af bakterier, vira, og lægemidler i urin for at forbedre sikkerheden af ​​urin-afledte gødninger.

I denne nye undersøgelse, forskere har vist, at praksis med at "ælde" opsamlet urin i forseglede beholdere over flere måneder effektivt deaktiverer 99 % af de antibiotikaresistente gener, der var til stede i bakterier i urinen.

"Baseret på vores resultater, vi tror, ​​at mikroorganismer i urinen nedbryder det ekstracellulære DNA i urinen meget hurtigt, " sagde Krista Wigginton, U-M lektor i civil- og miljøteknik, og tilsvarende forfatter på en undersøgelse offentliggjort i dag i Miljøvidenskab og -teknologi .

"Det betyder, at hvis bakterier i den opsamlede urin er resistente over for antibiotika, og bakterierne dør, som de gør, når de opbevares i urinen, det frigivne DNA vil ikke udgøre en risiko for at overføre resistens mod bakterier i miljøet, når gødningen påføres."

Tidligere forskning har vist, at antibiotika-resistent DNA kan findes i urin, rejser spørgsmålet om, hvorvidt gødning, der stammer fra det, kan overføre denne modstand.

Forskerne indsamlede urin fra mere end 100 mænd og kvinder og opbevarede det i 12 til 16 måneder. I den periode ammoniakniveauer i urinen stiger, sænke surhedsgraden og dræbe de fleste af de bakterier, som donorerne udskiller. Bakterier fra urinvejsinfektioner rummer ofte antibiotikaresistens.

Når ammoniakken dræber bakterierne, de dumper deres DNA i opløsningen. Det er disse ekstracellulære DNA-stykker, som forskerne undersøgte for at se, hvor hurtigt de ville nedbrydes.

Urin er blevet brugt som gødning i tusinder af år, men er blevet set nærmere i de senere år som en måde at skabe en cirkulær næringsstoføkonomi. Det kunne muliggøre fremstilling af gødning på en mere miljøvenlig måde, reducere den energi, der kræves til at håndtere næringsstoffer på spildevandsrensningsanlæg, og skabe lokale gødningskilder.

"Der er to hovedårsager til, at vi tror, ​​at uringødning er fremtidens vej, " sagde Wigginton. "Vores nuværende landbrugssystem er ikke bæredygtigt, og måden, vi adresserer næringsstoffer i vores spildevand på, kan være meget mere effektiv."

I deres løbende arbejde, U-M-lederteamet bevæger sig mod landbrugsmiljøer.

"Vi laver felteksperimenter for at vurdere teknologier, der behandler urin til en sikker og bæredygtig gødning til fødevareafgrøder og andre planter, som blomster. Indtil nu, vores eksperimentelle resultater er ret lovende, " sagde Nancy Love, Borchardt og Glysson kollegiale professor og professor i civil- og miljøteknik ved U-M.

Undersøgelsen har titlen "Skæbne for ekstracellulært DNA i produktionen af ​​gødning fra kildesepareret urin."