Персистенция возбудителей и динамика бактериального сообщества в тропической почве после применения неочищенных сточных вод

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 13435 (2023) Цитировать эту статью

243 доступа

Подробности о метриках

Целью работы было оценить стойкость фекальных индикаторов и патогенных организмов (Salmonella spp., Escherichia coli и жизнеспособных яиц гельминтов), а также структуру/разнообразие бактериальных сообществ в почве, получающей неочищенные сточные воды (РС), в течение длительного периода применения. (3 года непрерывного обучения). В плане эксперимента были определены три варианта обработки: (1) Контрольная почва, характеризующаяся анализом составного образца, собранного на участке с аналогичной почвой, но не реципиентом RS (TSC); (2) Внесение в почву традиционных минеральных удобрений и полив по бороздам водопроводной водой (TW); и (3) Удобренная почва с внесением РВ по бороздам (TF). Результаты персистенции патогенных организмов и индикаторы в ТФ показали санитарное качество, аналогичное контрольной почве (КТП), что потенциально снижает риски заражения патогенами, присутствующими в почве. Наличие жизнеспособных яиц гельминтов не было выявлено ни в одной изученной обработке из-за их низкой концентрации в неочищенных сточных водах исследуемой системы. Обработки TW, TF и ​​TSC имели общее бактериальное разнообразие 34,8%. Бактериальный состав почвы показал преобладание типа Proteobacteria во всех изученных вариантах; однако ТФ имел самую высокую относительную численность этого типа (44,8%).

Сырые сточные воды (СВ) представляют собой сложную матрицу, содержащую такие питательные вещества, как азот, фосфор и другие необходимые для роста растений элементы. Однако существуют опасения общественного здравоохранения по поводу сохранения патогенных организмов при попадании сточных вод в почву. Кроме того, условия окружающей среды, такие как температура, содержание воды, pH, состав почвы и присутствие конкурирующих организмов, влияют на время выживания и их естественный разложение в окружающей среде1,2,3.

Присутствие воды имеет основополагающее значение для контроля температуры почвы, делая условия окружающей среды более благоприятными для микроорганизмов. И наоборот, экстремальные условия низкой влажности, кислотности и щелочности (pH < 6,0 или pH > 8,0), как правило, не благоприятствуют выживанию большинства бактерий в почве, при этом рост и сохранение кишечных бактерий обычно более выражены в нейтральных условиях. почвы. Учитывая вышесказанное, в нормальных условиях почва становится негостеприимной средой для выживания патогенных бактерий RS1.

Риск заражения яйцами гельминтов при использовании отходов и сточных вод из различных источников в сельском хозяйстве может возникнуть, поскольку они обладают большей стойкостью в системе, чем другие микроорганизмы. Однако рекомендации Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ)4 предполагают, что неограниченное орошение может осуществляться с минимальным риском, если в сточных водах концентрация менее одного яйца гельминта L-1. Сезонность определяет время выживания и концентрацию гельминтов в оросительных сточных водах и почве. В засушливый период концентрация этих микроорганизмов в среде обычно ниже из-за климатических условий, хотя эти микроорганизмы более устойчивы к неблагоприятным условиям5.

Способ очистки и обращения со сточными водами, помимо правильного выбора сельскохозяйственных культур, значительно снижает риски для здоровья населения6. Применяемая доза сточных вод, богатых патогенами, определяет время пребывания в среде7. Тропические климатические условия Бразилии показывают, что Escherichia coli удаляется в течение 13 дней после применения RS8.

Микробиология почвы является важной переменной в поддержании качества окружающей среды, поскольку существует микробиота, ответственная за такие действия, как разложение органического вещества почвы (ОВ) и фиксация азота (N), которые имеют основополагающее значение в производственном процессе. Кроме того, исследования показывают, что внесение бытовых сточных вод в почву не только может способствовать выбросу в окружающую среду патогенных микроорганизмов, но и способствует ряду других микроорганизмов, оказывающих положительное действие на функционирование почвенной системы9. .