Cada año, los granjeros en los EE. UU. compran decenas de millones de libras de antibióticos que están aprobados para su uso en vacas, cerdos aves y otros animales.

Cuando los agricultores reutilizan el estiércol de los animales como fertilizante o cama, las trazas de los medicamentos se filtran al medio ambiente, suscitando preocupación por el hecho de que la agricultura pueda estar contribuyendo al aumento de bacterias resistentes a los antibióticos.

Una nueva investigación ofrece conocimientos problemáticos con respecto al alcance de este problema.

Según un par de nuevos estudios dirigidos por Diana Aga, Doctor, Henry M. Woodburn Profesor de Química en la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Buffalo, Dos de los sistemas de tratamiento de desechos más selectos disponibles hoy en día en las granjas no eliminan por completo los antibióticos del estiércol.

Ambas tecnologías, digestión anaeróbica avanzada y filtración por ósmosis inversa, dejan atrás niveles preocupantes de residuos de antibióticos, que puede incluir tanto los fármacos en sí como las moléculas en las que se descomponen.

Además, el estudio descubrió nuevos hallazgos sobre excrementos sólidos, que a menudo se filtra de crudo, estiércol húmedo antes de que se implementen las tecnologías de tratamiento.

Los investigadores encontraron que esta materia sólida puede contener concentraciones más altas de antibióticos que el estiércol sin procesar, un descubrimiento que es particularmente perturbador porque este material a menudo se libera al medio ambiente cuando se usa como lecho de animales o se vende como fertilizante.

"Esperábamos que estas tecnologías de tratamiento avanzadas pudieran eliminar los antibióticos. Como resultado, no fueron tan efectivos como pensamos que podrían ser, "Dice Aga.

Ella ofrece algo de esperanza sin embargo:"En el lado positivo, Creo que un proceso de varios pasos que también incluya el compostaje al final del sistema podría reducir significativamente los niveles de antibióticos. Nuestros estudios anteriores sobre la cama de aves de corral demostraron que se puede lograr una reducción de hasta un 70 por ciento en los antibióticos llamados ionóforos después de 150 días de compostaje. Probar esta hipótesis en el estiércol de las granjas lecheras es la siguiente fase de nuestro proyecto, y estamos viendo algunos resultados positivos ".

La investigación sobre la filtración por ósmosis inversa se publicó en línea en enero en la revista Quimiosfera . El estudio sobre digestión anaeróbica avanzada, una colaboración entre UB y Virginia Tech, apareció en línea en marzo en la revista. Contaminación ambiental .

Los sistemas de tratamiento de residuos no están diseñados para eliminar antibióticos.

Según la Administración de Drogas y Alimentos de EE. UU., En 2016 se vendieron o distribuyeron más de 30 millones de libras de antibióticos aprobados para su uso en ganado productor de alimentos en los Estados Unidos. Y estos son solo una fracción del total de antibióticos que se usan anualmente en todo el mundo en humanos y animales.

Aunque la nueva investigación se centra en las granjas lecheras, los hallazgos apuntan a un problema mayor.

"Ninguno de los sistemas de tratamiento que estudiamos fue diseñado para eliminar los antibióticos de los desechos como objetivo principal, "Dice Aga." La digestión anaeróbica avanzada se utiliza para reducir los olores y producir biogás, y la ósmosis inversa se utiliza para reciclar agua. No estaban destinados a abordar la eliminación de compuestos antibióticos.

"Este problema no se limita a la agricultura:los sistemas de tratamiento de residuos hoy en día, incluidos los diseñados para manejar aguas residuales municipales, Residuos hospitalarios e incluso residuos de las industrias de fabricación de antibióticos. no tenga en mente el tratamiento con antibióticos. Este es un problema mundial extremadamente importante porque el aumento de la resistencia a los antibióticos en el medio ambiente no tiene precedentes. Tenemos que empezar a pensar en esto si queremos evitar la continua propagación de la resistencia en el medio ambiente ".

Aga es un defensor del enfoque "Una salud" para combatir la resistencia a los antimicrobianos, que anima a los expertos que trabajan en hospitales, agricultura y otros sectores relacionados con la salud humana y animal para trabajar juntos, ya que los seres humanos y los animales a menudo se tratan con los mismos antibióticos o con antibióticos similares.

Aga fue presentadora invitada en un foro internacional la semana pasada sobre las últimas investigaciones sobre la resistencia a los antimicrobianos. El evento, en Vancouver, Canadá, fue copresidido por representantes de la Red de Ciencia e Innovación del Reino Unido, Wellcome Trust y los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU.

La caca tiene diferentes partes y todas deben tratarse.

Para realizar la investigación, los científicos visitaron dos granjas lecheras en el norte del estado de Nueva York.

Ambas instalaciones extraen gran parte de la materia sólida del estiércol de vaca antes de someter el lodo restante a técnicas de gestión de residuos de alta tecnología. Para procesar la sustancia pegajosa restante, una granja utiliza digestión anaeróbica avanzada, que emplea microorganismos y pasteurización para descomponer y convertir la materia orgánica en productos que incluyen biogás, mientras que la otra granja usa ósmosis inversa, que pasa la lechada a través de una serie de membranas para purificar el agua.

Ambas tecnologías redujeron los residuos de antibióticos en el estiércol líquido, pero hizo poco para reducir los niveles de la materia sólida restante. Esto es particularmente preocupante ya que la investigación también reveló que los compuestos antibióticos tienden a migrar de las partes líquidas del estiércol a los sólidos durante el tratamiento. por lo que podría decirse que es más importante tratar que este último.

La preocupación por los excrementos sólidos aumenta por el hecho de que las técnicas de tratamiento se implementan solo después de que la mayoría de los sólidos ya están separados del estiércol crudo. lo que significa que la mayor parte de la materia sólida puede no ser tratada.

Algunos hallazgos clave de cada estudio:

• La investigación sobre digestión anaeróbica avanzada examinó una clase popular de antibióticos llamados tetraciclinas, encontrando que estos fármacos y sus productos de degradación migraron de la parte fluida del lodo a la parte sólida durante el tratamiento. Al final del proceso, los sólidos contenían niveles más altos de antibióticos de tetraciclina que el estiércol crudo original. El estudio también encontró que tanto las partes líquidas como sólidas del lodo contenían genes que confieren resistencia a estos antibióticos.
• El estudio sobre ósmosis inversa analizó qué tan bien esta técnica de purificación de agua eliminó los antimicrobianos sintéticos llamados ionóforos, que se utilizan para promover el crecimiento en las vacas lecheras y para tratar la coccidiosis, un costoso, Enfermedad parasitaria en la industria ganadera que afecta principalmente a terneros jóvenes. La investigación encontró que la ósmosis inversa filtraba efectivamente los ionóforos de la porción líquida del estiércol. Sin embargo, persistieron niveles bajos de los fármacos en el agua "purificada" después del tratamiento debido al deterioro de las membranas utilizadas en el proceso de filtración. También, La materia sólida extraída del agua durante la ósmosis inversa aún albergaba altos niveles de ionóforos. Finalmente, el estudio encontró que antes del tratamiento, muchos de los ionóforos parecen haber migrado ya a la parte sólida del estiércol crudo que se extrae incluso antes de que comience la ósmosis inversa.

"Los dos sistemas que estudiamos son un buen primer paso para reducir la propagación de antibióticos y reducir potencialmente la resistencia en el medio ambiente". pero nuestro estudio muestra que se debe hacer más, ", Dice Aga." Necesitamos analizar diferentes prácticas de gestión de residuos que, tal vez en combinación, podría reducir la propagación de compuestos antibióticos y la resistencia en el medio ambiente ".

Aga apunta al compostaje como un área para explorar. Su equipo está estudiando cómo se puede utilizar la digestión anaeróbica avanzada junto con el compostaje de materiales sólidos para eliminar los antibióticos y sus productos de degradación del estiércol. Los resultados preliminares de la investigación, aún no publicado, son prometedores, Dice Aga.