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Fosforo da acque reflue e resistenza agli antibiotici

L'applicazione alle colture di struvite (fosfato idrato di ammonio e magnesio) recuperata dalle acque reflue può trasferire resistenza agli antibiotici (ARG – antibiotic resistance genes) nella catena alimentare. I ricercatori cinesi che hanno condotto questo studio su piante di Brassica suggeriscono che gli ARG presenti nella struvite passano dal terreno nelle radici della pianta, e dalle radici alle foglie, attraverso la comunità batterica. I risultati di questa ricerca evidenziano la necessità di metodi e pratiche agricole connessi alla produzione e all’utilizzo dei fertilizzanti recuperati dai reflui che riducano al minimo il rischio di trasmissione della resistenza agli antibiotici per via ambientale.

La situazione attuale. Il fosforo, uno dei macroelementi necessari alla vita delle piante, è una risorsa limitata. Il suo recupero dalle acque reflue aiuta a risolvere il problema della carenza, e può potenzialmente ridurre l'eutrofizzazione delle acque superficiali. La struvite è considerata in molti paesi come fertilizzante alternativo in agricoltura biologica, sostenibile ed economicamente vantaggioso. Viene commercializzata in tutto il mondo con un trend in continuo aumento; tuttavia, in Europa non è ancora autorizzata in tutti i Paesi.
La resistenza agli antibiotici è uno dei problemi globali di salute pubblica. Precedenti studi hanno dimostrato che i fertilizzanti organici ottenuti da fanghi di depurazione e letame animale, sono capaci di aumentare a livello ambientale la resistenza agli antibiotici, a causa della presenza nella loro matrice di batteri resistenti, degli stessi antibiotici e di geni di resistenza. Gli ARG possono entrare nella catena alimentare attraverso delle colture contaminate e possono trasferirsi orizzontalmente in patogeni animali o umani – amplificando ulteriormente il fenomeno. Prove di applicazione effettuate su pomodoro e carota hanno evidenziato molto bene questo aspetto. Una nuova ricerca è stata svolta su piante appartenenti al genere Brassica, usate comunemente a scopo alimentare in tutto il pianeta.

Una nuova ricerca. Un gruppo di lavoro dell'UE ha raccomandato - in attesa di approvazione regolamentare - l’uso della struvite nell'agricoltura biologica, poiché garantisce il raggiungimento di diversi obiettivi ambientali, ma solo quando non presenta rischi per la salute derivanti da inquinanti organici o patogeni.
È stata utilizzata una struvite ottenuta da acque reflue di un porcile e un terreno non fertilizzato con struvite o altri fertilizzanti organici nei tre anni precedenti.
Sono stati preparati quattro diversi trattamenti, in triplice replica. Dei vasi di plastica sono stati riempiti con 3 chilogrammi di terreno con o senza struvite, con o senza piante di Brassica.
Nei vasi contenenti le piante è stato utilizzato un rhizo-bag (un sacchetto in tessuto di nylon contenente 500 grammi di terreno e le radici); questo metodo permette lo scambio di sostanze a basso peso molecolare ma impedisce la penetrazione delle radici, separandole in tal modo dal terreno in esame. I campioni sono stati prelevati dopo 60 giorni andando a effettuare campionamenti fuori terra di parti di piante, del suolo a contatto con  le radici (all'interno del sacchetto) e del terreno esterno al sacchetto. Un database di RNA è stato quindi utilizzato come riferimento per la raccolta operativa delle unità tassonomiche (OTU) - un'unità di misura della diversità microbica - per identificare la struttura e la composizione degli assemblaggi batterici.
La concentrazione di antibiotici nella struvite è stata misurata tramite cromatografia liquida MS/MS, una tecnica utilizzata per separare, identificare e quantificare ciascun componente di una miscela.
L'abbondanza di ARG ed elementi genetici mobili (MGE) è stata quindi stabilita negli estratti da suolo e verdure. Questo studio ha identificato i marker comuni a struvite, suolo, radici e parti fuori terra delle piante di Brassica. 

I risultati. Sono stati identificati trenta geni ritrovati sia su struvite che sulle parti superficiali delle piante, ma non nel terreno originario. Di questi geni, 29 conferiscono resistenza agli antibiotici di uso più comune come sulfonamide e tetraciclina. Il consumo di questi vegetali a foglia può diventare quindi potenzialmente pericoloso. Sono state inoltre identificate comunità batteriche simili tra radici e foglie, con 303 OTU condivisi. Questo dato suggerisce come sia efficiente la mobilità tra le varie parti del sistema in esame.
I risultati di questo studio sono estremamente importanti nel contesto della revisione in corso da parte dell’Unione Europea del Regolamento sui concimi dell'UE.
Il dato che emerge sulla facilità di trasmissione dei geni di resistenza dalle colture ai batteri patogeni rende necessario un esame ancora più attento. Eliminare del tutto le possibilità di utilizzare la struvite da reflui in agricoltura potrebbe però essere eccessivo, visto il notevole risparmio in termini ambientali. Ottimizzare i metodi di estrazione e di produzione al fine di minimizzare il fenomeno della diffusione di ARG può rappresentare l’unica alternativa.
 
Fonte:

 

 

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