Антибиотики в навозе - риск здоровью почвы

Сегодня мне бы хотелось поговорить с вами о риске негативного влияния антибиотиков, используемых в ветеринарии, на здоровье почвы при использовании навоза и других отходов животноводства .

В Российской Федерации во всех категориях хозяйств насчитывается около 20 млн голов крупного рогатого скота, свиней – более 17 млн, овец –21 млн, птицы – около 450 млн. Объем отходов животноводческих предприятий и птицефабрик в виде жидкого навоза, помета и сточных вод составляет около 700 млн кубических метров в год.

В большинстве случаев применяются так называемые лагуны – котлованы, куда сбрасывается сырье. После заполнения лагуны ее содержимое выносится на поля без какой-либо переработки.

В Европе уже около 10 лет действует закон, запрещающий выбрасывать на поля не переработанные органические отходы.

Не переработанные отходы ( навоз) являются источников антибиотиков – и наибольший риск представляют антибиотики тетрациклиновго ряда.

Сегодня во всем мире тетрациклины относятся к числу наиболее производимым и широко потребляемым антибиотикам из-за низкой стоимости и широкого

спектра действия. Помимо использования у людей, тетрациклины используют-

ся в терапии животных для лечения инфекций и стимулирования роста. Например, окси-

тетрациклин и хлортетрациклин разрешены к использованию в США в качестве стимуляторов роста крупного рога.

Фармакокинетика большинства тетрациклинов обычно пероральная или

парентеральная: они всасываются в желудке и верхних отделах тонкой кишки.

Тетрациклины обладают низкой скоростью метаболизма, менее 20% введен-

ной дозы, т.е. более 80% выводятся в основном в неизмененном виде через

кишечник.

Важно отметить, что наибольшее потребление антибиотиков в свиноводстве. В среднем на выращивание 1 свиньи используется 193 мг/шт. Крупный рогатый скот потребляет 42 мг/шт, а куры – 68 мг/шт противомикробных препаратов.

В целом, загрязнение антибиотиками в окружающей среде происходит по замкнутому циклу, который включает маршруты пищевой цепи, биоаккумуляцию и биомагнификацию за счет орошения сельскохозяйственных культур сточными водами очистных сооружений или загрязненной почвой, трофическими уровнями и средой обитания аквакультуры (рыба и крабы). Источником антибиотиков в первую очередь является экскреция человека и (или) животных.

. Загрязнение антимикробными препаратами распространяется через очистные сооружения, стоки с сельскохозяйственных полей, антропогенные сточные воды, животноводческие помещения, бойни.

Вот лишь некоторые результаты анализа почв на содержание антибиотиков:

- хлортетрациклин – 4,6-7,3 мкг/ кг ( Северная Германия), 41,8 мкг/кг ( Соединенной Королевство);

- окситетрациклин – 8,6 мкг/кг ( Соединенное Королевство), 27 мкг/ кг ( Северная Германия).

В некоторых странах делаются попытки нормировать внесение органических удобрений. Например, в Дании объемы внесения органических удобрений регулируются так называемыми животными единицами (DE), где 1 DE, например, отвечает годовому

количеству навоза от 1 коровы большой расы, или 3 свиноматок с поросятами до 25 кг или 30 мясных свиней. По закону от 18 декабря 1998 года

разрешено внесение по коровам – от 2,3 DE на гектар, по свиньям - от 1,7

DE на гектар, по другим животным - от 2 DE. Объем навоза 1DE равен 15-

18 т навоза свиней, или 20–22 т навоза КРС. В случае высокой влажности

навоза разрешено внесение 30 т навоза свиней, 48 т навоза КРС на 1 га.

Если молочная ферма имеет более 2,3 DE или свиноферма более 1,7 DE на

гектар, излишки органических удобрений передаются другим хозяйствам.

Для органического земледелия нормы внесения удобрений не должны

превышать 1,4 DE на 1 га.

Влияние антибиотиков попадающих в окружающую среду с навозом многообразно, я бы хотела остановиться лишь на двух: антибиотики попадают через субстрат в растения и антибиотики оказывают антибиотическое действие на биологическую активность микрофлоры почвы.

Риск загрязнения сельскохозяйственной продукции - проникновения антибиотиков через почву в растения

Установлено, что кукуруза, картофель, салат и некоторые другие овощи поглощают антибиотики. Исследователи из Миннесоты в 2005 году посадили кукурузу, зеленый лук и капусту в почву с внесенным навозом, чтобы узнать, какое экологическое воздействие оказывает широкое применение антибиотиков в животноводстве. Через шесть недель растения подвергли анализу и обнаружили, что в них появилось определенное содержание хлортетрациклина — лекарства, широко применяемого для лечения животных.

Риск угнетения активности микрофлоры почвы при попадании антибиотиков

Для оценки влияния антибиотиков- тилозин, окситетрациклин и бензилпенициллин - на микробиологическую активность (нитрифицирующую и целлюлозолитическую активности) был заложен модельных эксперимент .Исследование осуществлялось путем проведения модельных лабораторных экспериментов. Анализируемые образцы

инкубировались при 27°C в отсутствие освещения в течение 30 суток, затем определялась целлюлозолитическая активность (аппликационным методом) и нитрифицирующая активность (потенциометрическим методом). Был установлен таксономический состав бактериального сообщества исследуемой почвы на основании анализа ампликонных библиотек фрагментов рибосомальных оперонов методом высокопроизводительно‐

го секвенирования генов 16S рРНК. В результате было установлено -наибольшее число нитрифицирующих организмов исследуемой почвы – археи семейства Nitrososphaeraceae, являющиеся автотрофными окислителями аммония. Наиболее устойчивой к воздействию использованных антибиотиков являлась целлюлозолитическая активность,

которая подавлялась только при добавлении тилозина и его смеси с окситетрациклином. Нитрифицирующая активность почвы изменялась в зависимости от состава и концентрации вносимых препаратов, наибольшее ингибирующее воздействие оказал тилозин. Смеси антибиотиков незначительно усиливали процесс нитрификации при 50‐100 мг/кг, и подавляли в диапазоне 150‐700 мг/кг.

В завершение поста - в странах ЕС принято положение «О добросовестном обращении

с противомикробными препаратами», ограничивающие использование

антибиотиков в животноводстве («prodentuse»). Проводятся интенсивные

исследования по разрушению антибиотиков в навозе, в т.ч. с использованием биогазовых установок, УФ-излучения, озонирования (проект «RiskAGuA»). Однако до сих пор совершенно неизученными остаются параметры процессов, способствующих разложению противомикробных ветеринарных препаратов (Hamscher, Get.al., 2002-2014).

При подготовке поста использованы материалы:

Утилизация навоза/помета на животноводческих фермах для обеспечения

экологической безопасности территории, наземных и подземных водных объектов

в Ленинградской области, 2012

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДСТВА В ДАНИИ С.И. Тарасов , В. Кеер, Й.М. Расмуссен, 2015

АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ, С.И. Тарасов, 2015

Антибиотики в окружающей среде: состояние и проблемы, С.С.Тимофеева, О. С. Гудилова, 2021

Влияние антибиотиков на целлюлозолитическую и нитрифицирующую активности серой лесной почвы, Т.А. Три0фонова, А. Г. Космачева, С. М. Чеснокова, 2020

Так же благодарю за консультацию врача-ветеринара Котельникову М.В. -

Мне важно ваше мнение – задумывались ли вы о проблеме загрязнения почв антибиотиками через навоз? Делаете ли перед внесением в почву анализ навоза на содержание антибиотиков?