title: Επεξεργασία αστικών υγρών αποβλήτων: έλεγχος οικοτοξικότητας και διασποράς βακτηριακής ανθεκτικότητας σε αντιβιοτικά
Creators: name: Σπερελακη Ελευθερια
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2023

description: Η μικροβιακή αντοχή αποτελεί ίσως τη μεγαλύτερη διαχρονική απειλή για τη δημόσια υγεία. Ιδιαίτερα σήμερα, στην εποχή της πολυ-αντοχής η ανθρωπότητα αντιμετωπίζει τον κίνδυνο να μην είναι σε θέση να θεραπεύσει λοιμώξεις από κοινά βακτήρια. Παγκόσμιοι και κρατικοί φορείς υγείας συνιστούν περιορισμό στην αλόγιστη χρήση αντιβιοτικών φαρμάκων, ενώ η επιστημονική κοινότητα διερευνά μεθόδους για τον περιορισμό της μετάδοσης της βακτηριακής ανθεκτικότητας.
  Οι μονάδες επεξεργασίας αστικών υγρών αποβλήτων ως αποδέκτες των απορρίψεων του ανθρώπινου μεταβολισμού, αποτελούν ιδανικά περιβάλλοντα για την εξέλιξη και την εξάπλωση της ανθεκτικότητας στα αντιβιοτικά φάρμακα. Επίσης, η ύπαρξη αντιβιοτικών ως χημικών ρύπων στα υγρά απόβλητα ενέχουν σοβαρούς κινδύνους για τα υδάτινα οικοσυστήματα, στα οποία απελευθερώνονται έπειτα από την επεξεργασία τους. Προς διερεύνηση των παραπάνω κινδύνων, η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει αστικά λύματα από την ΕΕΛ Γερανίου της ΔΕΥΑΒΑ δήμου Πλατανιά στα Χανιά.
  Οι δειγματοληψίες πραγματοποιήθηκαν για τους μήνες από Οκτώβριο 2021 έως Φεβρουάριο 2022 και Μάιο 2022 και τα δείγματα προέρχονταν από τρία στάδια: α) από την είσοδο της μονάδας πριν τη πρωτοβάθμια επεξεργασία β) μετά τη δευτεροβάθμια επεξεργασία και πριν τη χλωρίωση γ) από την έξοδο της μονάδας. Σκοπός, ήταν η απομόνωση των βακτηριακών στελεχών Klebsiella pneumoniae και Staphylococcus aureus για να ελεγχθεί η αποδοτικότητα των μεθόδων επεξεργασίας στην απομάκρυνση ή αδρανοποίηση των βακτηρίων και στη συνέχεια ελέγχθηκε η διαφοροποίηση της ανθεκτικότητας τους σε συγκεκριμένα αντιβιοτικά. Τα αντιβιοτικά που δοκιμάστηκαν ήταν η Αμοξικιλλίνη, η Σιπροφλοξασίνη και η Σουλφομεθοξαζόλη και η μέθοδος ελέγχου ήταν αυτή της ελάχιστης ανασταλτικής συγκέντρωσης MIC60 που εκφράζει τη συγκέντρωση αντιβιοτικού που αναστέλλει την ανάπτυξη στο 60% του βακτηριακού πληθυσμού. Τα περισσότερα βακτηριακά στελέχη που απομονώθηκαν από δείγματα πριν και μετά την επεξεργασία των λυμάτων εμφανίστηκαν ανθεκτικά στην Αμοξικιλλίνη ενώ τα λιγότερα ανθεκτικά στελέχη αφορούσαν τη Σιπροφλοξασίνη. Στη περίπτωση της Σουλφομεθοξαζόλης τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα στελέχη μετά την επεξεργασία τους στην εγκατάσταση απέκτησαν περισσότερη ευαισθησία στο συγκεκριμένο αντιβιοτικό. Στη συνέχεια, έγινε ανίχνευση και ποσοτικοποίηση του γονιδίου ανθεκτικότητας sul II που σχετίζεται με το υπό μελέτη αντιβιοτικό Σουλφομεθοξαζόλη και του γονιδίου 16S rRNA που αντιστοιχεί στο συνολικό βακτηριακό γενετικό υλικό που υπάρχει στα υγρά απόβλητα. Τα αποτελέσματα κατέδειξαν μείωση και των δύο γονιδίων στην έξοδο της μονάδας επεξεργασίας με μείωση της τάξεως των 2,2 Logs για το sul II και 3-6 Logs για το 16S rRNA. Αντιθέτως, ο λόγος του sul II προς το 16S rRNA παρουσίασε αύξηση στην έξοδο κατά 4 περίπου Logs, γεγονός που επιβεβαιώνει ότι οι εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων έχουν ενεργό ρόλο στη μετάδοση βακτηριακής ανθεκτικότητας.
  Η οικοτοξικότητα των δειγμάτων ελέγχθηκε με τη χρήση του βιοδείκτη Artemia nauplii. Στα δείγματα εισόδου η θνησιμότητα του οργανισμού κυμαίνεται σε ποσοστά 90-100% και το LC50 εντοπίζεται σε δείγματα που περιείχαν 37-80% του αρχικού μη αραιωμένου δείγματος. Στην έξοδο τα ποσοστά θανάτωσης μειώνονται σε αρκετά δείγματα φθάνοντας ακόμα και το 20% ενώ το LC50 εντοπίζεται σε δείγματα που περιείχαν 41-60% του αρχικού μη αραιωμένου δείγματος.
  Συμπερασματικά, οι εγκαταστάσεις επεξεργασίας αστικών λυμάτων είναι αποδοτικές ως προς την μείωση του βακτηριακού φορτίου και στην απομάκρυνση οργανικών και άλλων ρύπων που επιβαρύνουν τους υδάτινους αποδέκτες. Φαίνεται ωστόσο να μη λειτουργούν το ίδιο αποδοτικά στην απομάκρυνση των γονιδίων ανθεκτικότητας, εντείνοντας τις ανησυχίες της επιστημονικής κοινότητας για τη διάδοση βακτηριακής ανθεκτικότητας μέσα σε αυτές.