Di sungai perkotaan, polusi farmasi mendorong resistensi mikroba

BAHAYA BUANG LIMBAH PABRIK DI SUNGAI (Juni 2019).

Anonim

Di sungai perkotaan, pencemaran farmasi yang persisten dapat menyebabkan komunitas mikroba air menjadi resistan terhadap obat-obatan. Demikian laporan sebuah studi baru yang diterbitkan hari ini di jurnal Ecosphere.

Emma Rosi, seorang ahli ekologi akuatik di Cary Institute of Ecosystem Studies dan penulis utama pada penelitian ini menjelaskan, "Fasilitas pengolahan air limbah tidak dilengkapi untuk menghilangkan banyak senyawa farmasi. Kami tertarik pada bagaimana mikroorganisme aliran - yang melakukan layanan ekosistem kunci seperti menghilangkan nutrisi dan memecah sampah daun - menanggapi polusi farmasi. "

Para peneliti mengevaluasi keberadaan obat-obatan - termasuk penghilang rasa sakit, stimulan, antihistamin, dan antibiotik - dalam empat aliran di Baltimore, Maryland. Kemudian mereka mengukur respon mikroba terhadap paparan obat. Lokasi penelitian dipilih untuk mewakili gradien pembangunan, dari pinggiran kota ke perkotaan.

Mikroorganisme seperti bakteri dan ganggang tumbuh dalam kumpulan kompleks yang disebut biofilm - lapisan berlendir yang ditemukan di bebatuan di streambeds. Komunitas-komunitas taksonomi yang beragam ini sangat penting untuk menjaga kesehatan air tawar. Mereka mengendarai siklus nutrisi, memecah kontaminan, dan membentuk dasar jaringan makanan sungai.

Rosi mencatat, "Berbagai jenis mikroba dapat menahan berbagai jenis dan konsentrasi bahan kimia sintetis. Ketika kita mengekspos aliran ke pencemaran farmasi, kita tanpa sadar mengubah komunitas mikroba mereka. Namun hanya sedikit yang diketahui tentang apa artinya ini untuk fungsi ekologi dan kualitas air."

Sungai-sungai yang dianalisis adalah bagian dari Studi Ekosistem Baltimore, dan memiliki perbedaan yang terdokumentasi dengan baik dalam limbah dan kontaminasi nutrisi. Selama periode dua minggu, samplers pasif dikerahkan di sungai untuk menangkap snapshot kehadiran dan kelimpahan enam obat. Ini termasuk: kafein dan amfetamin (stimulan), acetaminophen dan morfin (obat penghilang rasa sakit), sulfamethoxazole (antibiotik), dan diphenhydramine (antihistamine).

Hasilnya jelas: aliran perkotaan memiliki lebih banyak polusi farmasi. Dibandingkan dengan rekan-rekan mereka di pinggiran kota, mereka memiliki jumlah obat yang lebih banyak, dan konsentrasi obat yang lebih tinggi.

Selama rentang dua minggu yang sama, tim menjalankan tes yang mengeksplorasi bagaimana komunitas mikroba di masing-masing dari empat aliran menanggapi paparan kafein, cimetidine, ciprofloxacin, dan diphenhydramine. Kontaminan diuji secara tunggal, dengan fokus di mana spesies mikroba dapat bertahan hidup di hadapan obat-obatan, dan seberapa efektif mereka dapat berfungsi.

Rekan penulis John J. Kelly dari Loyola University Chicago menjelaskan, "Komunitas mikroba aliran sensitif terhadap obat-obatan, yang dapat menekan respirasi dan produksi primer. Kami menggunakan respirasi sebagai proxy untuk menilai kemampuan mikroba untuk mempertahankan fungsi biologis di hadapan obat-obatan. "

Guci-guci uji berisi sponge-sponge farmasi dan selulosa sasaran, yang dapat dengan mudah ditularkan oleh mikroba, ditempatkan di empat aliran. Guci kontrol, yang berisi hanya spons selulosa, ditempatkan di dekat guci uji. Empat belas hari kemudian, toples dibawa ke laboratorium dan dianalisis untuk menentukan keberadaan dan kelimpahan spesies mikroba dan tingkat pernapasannya.

Kafein, cimetidine, dan ciprofloxacin menyebabkan penurunan respirasi mikroba di semua situs; diphenhydramine memiliki efek marginal. Ciprofloxacin antibiotik memiliki efek negatif pada tingkat respirasi, tetapi hanya pada aliran pinggiran kota. Dalam aliran perkotaan, respirasi mikroba adalah sama pada guci uji yang terekspos obat dan terkontrol.

Setelah paparan obat, jenis dan kelimpahan spesies mikroba berbeda di situs perkotaan dan pinggiran kota. Di sungai perkotaan, komunitas mikroba bergeser dalam komposisi spesies dan lebih mampu mempertahankan laju respirasi. Ini menunjukkan bahwa aliran-aliran ini menahan mikroba resisten yang dapat berkembang ketika spesies yang tidak resisten tidak dapat bertahan lagi.

Rosi menjelaskan, "Kami menduga bahwa karena aliran perkotaan telah sering menerima input farmasi dalam jangka waktu yang lama, kantong mikroba yang resistan terhadap obat telah berkembang di aliran ini. Mereka siap untuk menjajah substrat, bahkan ketika obat-obatan hadir. Ketika dihadapkan dengan paparan farmasi, mikroba yang resistan ini dapat mempertahankan fungsi ekologi, bahkan ketika spesies lain telah dihilangkan. "

Sementara komunitas mikroba dapat beradaptasi dan berkembang di hadapan input farmasi yang persisten, tidak semua mikroba sama dalam hal dampaknya terhadap kualitas air dan kesehatan manusia. Misalnya, spesies bakteri dari genus Aeromonas, yang ditemukan di sungai yang paling urban, terkait erat dengan penyakit manusia dan penyakit gastrointestinal.

Kelly menyimpulkan, "Secara efektif mengelola air tawar kita memerlukan pemahaman tentang bagaimana kontaminan, termasuk farmasi, dampak mikroba komunitas. Temuan kami menunjukkan bahwa biofilm dapat secara mengejutkan tangguh. Dampak ekologis yang lebih luas dari perubahan komposisi spesies mikroba, serta efek dari penekanan fungsi mikroba di lebih banyak aliran pedesaan, tetap menjadi pertanyaan penting untuk dijelajahi. "

menu
menu