Переработанная и выдержанная человеческая моча может использоваться в качестве удобрения с низким риском переноса ДНК, устойчивой к антибиотикам, в окружающую среду, согласно новому исследованию Мичиганского университета.
Это ключевой вывод в усилиях по поиску более устойчивых альтернатив широко используемым удобрениям, которые способствуют загрязнению воды. Высокий уровень азота и фосфора в них может стимулировать рост водорослей, которые могут угрожать нашим источникам питьевой воды.
Моча содержит азот, фосфор и калий - основные питательные вещества, необходимые растениям для роста. Сегодня муниципальные системы очистки не полностью удаляют эти питательные вещества из сточных вод до того, как они попадут в реки и ручьи. В то же время производство синтетических удобрений является дорогостоящим и энергоемким.
U-M возглавляет крупнейший в стране консорциум исследователей, изучающих технологии, системные требования и социальные установки, связанные с удобрениями, полученными из мочи.
В течение последних нескольких лет группа изучала удаление бактерий, вирусов и фармацевтических препаратов из мочи с целью повышения безопасности получаемых из мочи удобрений.
В этом новом исследовании исследователи показали, что практика «старения» собранной мочи в герметичных контейнерах в течение нескольких месяцев эффективно деактивирует 99% генов устойчивости к антибиотикам, которые присутствовали в бактериях в моче.
«Основываясь на наших результатах, мы считаем, что микроорганизмы в моче очень быстро разрушают внеклеточную ДНК в моче», - сказала Криста Виггинтон, доцент кафедры гражданской и экологической инженерии Университета штата Массачусетс и автор-корреспондент опубликованного исследования. сегодня в области экологических наук и технологий.
"Это означает, что если бактерии в собранной моче устойчивы к антибиотикам и погибают, как это происходит, когда они хранятся в моче, высвобожденная ДНК не будет представлять риска передачи устойчивости бактериям в моче. среды при внесении удобрений."
Предыдущие исследования показали, что ДНК, устойчивая к антибиотикам, может быть обнаружена в моче, что ставит вопрос о том, могут ли удобрения, полученные из нее, переносить эту устойчивость.
Исследователи собрали мочу более 100 мужчин и женщин и хранили ее от 12 до 16 месяцев. В течение этого периода уровень аммиака в моче увеличивается, снижая уровень кислотности и убивая большинство бактерий, выделяемых донорами. Бактерии инфекций мочевыводящих путей часто обладают устойчивостью к антибиотикам.
Когда аммиак убивает бактерии, они сбрасывают в раствор свою ДНК. Исследователи изучили эти внеклеточные фрагменты ДНК, чтобы увидеть, как быстро они разрушатся.
Моча использовалась в качестве удобрения для сельскохозяйственных культур в течение тысяч лет, но в последние годы к ней стали присматриваться как к способу создания круговой экономики питательных веществ. Это может позволить производить удобрения более экологически безопасным способом, снизить потребление энергии, необходимой для управления питательными веществами на очистных сооружениях, и создать локальные источники удобрений.
«Есть две основные причины, по которым мы считаем, что удобрение мочой - это путь в будущее», - сказал Виггинтон. «Наша нынешняя сельскохозяйственная система не является устойчивой, и то, как мы обращаемся с питательными веществами в наших сточных водах, может быть гораздо более эффективным».
В своей текущей работе команда UM-lead движется к сельскохозяйственным условиям.
«Мы проводим полевые эксперименты для оценки технологий, которые перерабатывают мочу в безопасное и устойчивое удобрение для продовольственных культур и других растений, таких как цветы. Пока что наши экспериментальные результаты весьма многообещающи», - сказала Нэнси Лав, Borchardt. и университетский профессор Глиссона и профессор гражданской и экологической инженерии в UM.
Исследование финансировалось Национальным научным фондом.