שימוש באנטיביוטיקה על ידי בני אדם הוא נהרות מזהמים ברחבי העולם, מראה המחקר

אפילו מבלי להתייחס לפסולת וטרינרית או תרופתית, השימוש האנטיביוטי האנושי בלבד דוחף נהרות על פני נקודות טיפה אקולוגיות, מה שמסכן מערכות מים גלובליות ובריאות.

מסלולי מזהמים של אנטיביוטיקה בסביבה המים העולמית. מסלולי מזהמים מעוצבים ומאזני המונים של אנטיביוטיקה בדרך. ערכים בסוגריים מצביעים על tכמויות OTAL של 40 האנטיביוטיקה המובילה שנצרכו ברחבי העולם בשנה טונה -1; ערכי האחוזים הם יחסית לסכום ההפרשה הכולל (20,500 טון שנה -1).

במאמר שפורסם לאחרונה בכתב העת PNAS Nexusהחוקרים העריכו את כמויות 40 האנטיביוטיקה הנפוצה ביותר על ידי בני אדם המגיעים לאוקיינוסים ונהרות, תוך התמקדות במקורות ביתיים.

הניתוח שלהם מדגיש את הצורך הדחוף באסטרטגיות גלובליות לשליטה בזיהום. זה מציע כי 8,500 טון אנטיביוטיקה מגיעים למערכות נהר מדי שנה וכי שישה מיליון קילומטרים של נהרות גלובליים חורגים ברמות הבטוחות לקידום ההתנגדות ולפגיעה בבריאות המערכת האקולוגית.

רֶקַע

זיהום אנטיביוטי במים טבעיים מדווח יותר ויותר במשקעים, מי תהום ומי שטח, ומעורר חששות לבריאות האדם והסביבה כאחד. אפילו ברמות נמוכות, אנטיביוטיקה יכולה להקל על התפתחות גנים עמידות, להפחית את המגוון החיידקי ולהשפיע לרעה על חיי המים.

הבנת הזיהום האנטיביוטי היא קריטית מכיוון שהתנגדות אנטי -מיקרוביאלית (AMR) צפויה להפוך לאיום בריאותי עולמי מוביל. אנטיביוטיקה נכנסת לסביבה בגלל חילוף חומרים אנושי לא שלם, הסרה מספקת במערכות שפכים ושימוש נרחב בחקלאות בעלי חיים, חקלאות חקלאית וייצור תרופות.

מקורות תעשייתיים מוסדרים במקצת, אך לרוב מטפלים בשפכים של משק הבית ובבית החולים, שניהם מקורות נקודתיים חשובים. כמחצית מהשפכים ממקורות אלה משתחררים ללא טיפול ברחבי העולם.

מכיוון שהשימוש האנטיביוטי האנושי הגלובלי זינק, גדל ב -65% בין 2000 ל -2015 וב- 114% במדינות בעלות הכנסה נמוכה, החששות מהעומס הסביבתי ההולך וגדל מתעצמים. טכנולוגיות טיפול מתקדמות קיימות אך אינן מיושמות באופן נרחב. יתר על כן, כמה שאריות אנטיביוטיקה עשויות להתמיד במשקעים או להפוך לצורות פעילות ביולוגית אחרת.

ניטור גלובלי ישיר אחר אנטיביוטיקה מוגבל על ידי עלויות ומורכבות גבוהה, מה שמקשה על מעקב קבוע. כחלופה, מודלים של גורל מזהמים יכולים לדמות את גורל הסביבה של כימיקלים, ולסייע בזיהוי אזורים בסיכון גבוה.

רמות חשיפה סביבתית של אנטיביוטיקה בנהרות גלובליים. כמות הסיכון הכוללת (RQTOT) מחושבת כסכום של מכונות סיכון אינדיבידואליות של כל 40 האנטיביוטיקה במערכת הנהר העולמית בתנאים נמוכים. נהרות באפור מציגים סיכון חסר חשיבות (RQTOT <0.01). מוצגים רק נהרות העולים על זרימה ממוצעת לטווח הארוך של 0.1 m3 s-1.

על המחקר

בניתוח זה, החוקרים השתמשו במודל גורל מזהם בשם הידרופט כדי להעריך אם אנטיביוטיקה משימוש אנושי בלבד מהווה איום על מערכות נהר ברחבי העולם, על סמך נתונים של 23.8 מיליון קילומטרים של רשתות נהר.

הם העריכו את הפליטות האנטיביוטיות מפעילות אנושית על ידי שילוב של התפלגות אוכלוסייה, שימוש אנטיביוטי לנפש ושיעורי חילוף החומרים האנושי. גורלם של חומרים אלה עוצב על פי מסלולי הדרך שלהם, כולל שפכים מטופלים ובלתי מטופלים, כמו גם הנחתת קרקע טבעית.

רשתות נהרות הודמו כדי לעקוב אחר הובלת מזהמים על ידי חישוב האופן בו נצברו עומסים אנטיביוטיים במורד הזרם, תוך שילוב של ריקבון אינסטגרמי והסרת האגם. ריכוזי הנהרות חושבו כעומס הכולל שחולק על ידי פריקת נהר מקומית.

צוות המחקר אישר לאחר מכן את המודלים על ידי השוואה בין התוצאות עם ריכוזי אנטיביוטיקה מדודים ב 877 אתרים גלובליים עבור 21 תרכובות. המודל השתמש בזרימת הנהר החודשית הנמוכה ביותר בין 1971 ל -2000 כדי לדמות סיכון בתנאים מתקבלים על הדעת אך השפעה.

החשיפה הסביבתית הוערכה באמצעות מכונות סיכון (RQI), המחושבת כיחס בין ריכוזים מעוצבים לספים אקולוגיים או מקדמים התנגדות. אלה סיכמו למנהינית סיכון כוללת (RQTOT) כדי לתפוס השפעות מצטברות.

החשיפה העומדת בפני בני אדם מבחינת ההשפעות הבריאותיות הוערכה באמצעות ריכוז המינון המקביל כחלק מהמינון היומי המוגדר והוערך כנגד ספי חשיפה כרוניים. האחוזון הגבוה ביותר של ריכוזי המינון שימש להערכת תרחישי חשיפה אנושית בסיכון גבוה, בהנחה של צריכת מים לא מטופלת.

צריכה שנתית של 40 האנטיביוטיקה שנבחרו להכללה במחקר זה, המצטברת על ידי מדינה. הערכים המדווחים הם מ- Klein et al. (20), וערכים מחולקים חושבו על סמך המתודולוגיה המתוארת בעיתון.

ממצאים

החוקרים העריכו כי צריכת אנטיביוטיקה גלובלית הייתה 32,200 טון בשנה, עם 29,200 טון המיוחסים ל -40 המובילים ביותר באנטיביוטיקה הנפוצה ביותר. לאחר התייחסות למדינות נוספות, האומדן עלה ל -30,300 טון.

מתוך סכום זה, 68%או 20,500 טון בשנה, מופרש, וכ -29%, או 8,500 טון בשנה, מוערכים לשחרור למערכת הנהר. רק 43% מהעומסים האנטיביוטיים המקומיים מטופלים באמצעות מערכות שפכים.

צמחים ריכוזיים מבטלים 72% מהאנטיביוטיקה הנכנסת אך עדיין תורמים 17% מהפליטות. מערכות מבוזרות ולא מטופלות תורמות 29% ו -54% בהתאמה. רוב ההסרה מתרחשת באמצעות ריקבון אינסטארמים (48%) ושימור האגם (13%).

בתנאים של זרימה נמוכה, 49% מאורך הנהר העולמי לא היוו סיכון, 9% היו בסיכון נמוך, 17% היו בסיכון בינוני, ו -25% היו בסיכון גבוה עד גבוה מאוד. כ -3.8 מיליון קילומטרים של נהרות היו בעלי חומר אחד או יותר שעברו על ספי הסיכון האישיים, ו -0.7 מיליון ק"מ זוהמו על ידי עשרה אנטיביוטיקה בסיכון גבוה ומעלה.

מדינות כמו הודו, פקיסטן וסין הראו אורכי נהר נרחבים בסיכון גבוה, המונעים ברובם על ידי אנטיביוטיקה שכיחה כמו אמוקסיצילין, Ceftriaxone ו- Cefixime, שהיו התורמים העיקריים באורך הנהר העלו על סף סיכון גבוה, אם כי אנטיביוטיקה אחרת כמו ציפרופלוקסין היו גם תורמים אנושיים או תורמים משמעותיים.

לצורך חשיפה לבריאות האדם, 1.4% מהנהרות העולמיים נפלו באחוזון המינון האנטיביוטי הגבוה ביותר, מה שעשוי להשפיע על למעלה מ- 750 מיליון אנשים בתנאים בהם נצרכו מים לא מטופלים.

מסקנות

המחקר מגלה כי שימוש באנטיביוטיקה אנושית מציב סיכונים משמעותיים לנהרות ברחבי העולם, עם סיכונים גדולים עוד יותר ככל הנראה באזורים בהם קיימים גם שימוש וטרינרי, פסולת תרופות וטיפול בשפכים לא מספקים.

בעוד שחרור תעשייתי, חקלאות חקלאית וחקלאות הם תורמים מרכזיים, אלה לא נכללו במודלים בגלל מגבלות בזמינות הנתונים. פסגות עונתיות ואירועי מזג אוויר קיצוניים עלולים להוביל גם לריכוזים מקומיים גבוהים יותר.

למרות האילוצים שלו, המודל מעריך באופן אמין סיכונים לטווח הארוך ומדגיש את הצורך הדחוף בשיפור ניהול שפכים, תקנות מחמירות יותר ושימוש אנטיביוטי אחראי. המדיניות צריכה לתעדף אזורים בסיכון גבוה, במיוחד במדינות בעלות הכנסה נמוכה ובינונית, ולנקוט גישה בריאותית אחת באישור התרופות להגנה על מערכות אקולוגיות ובריאות הציבור.