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Groundwater quality assessment in areas with intensive livestock: is manure recycling a major source of pollution and dissemination of antibiotic resistance genes?”

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Valutare l’impatto dell’agricoltura sulle acque freatiche della Spagna

Riutilizzare il letame come fertilizzante può portare a una degradazione delle risorse idriche naturali. Analizzando materia organica disciolta, antibiotici e geni che conferiscono resistenza a questi ultimi, il progetto RESOURCE ha sviluppato un nuovo metodo per valutare la qualità dell’acqua.

Alimenti e Risorse naturali

Il 75 % della popolazione dell’UE fa affidamento sulle acque freatiche per il proprio approvvigionamento di acqua potabile, mentre in agricoltura esse vengono ampiamente utilizzate per l’irrigazione. La qualità di queste risorse idriche può tuttavia risultare compromessa dai cosiddetti contaminanti di interesse emergente, tra cui figurano antibiotici per uso veterinario, prodotti farmaceutici, geni di resistenza agli antibiotici e pesticidi. RESOURCE, un progetto di ricerca intrapreso con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, ha valutato il letame animale quale fonte di contaminazione delle acque freatiche in alcune zone della Spagna adibite ad agricoltura e in cui si pratica l’allevamento intensivo. Il progetto ha confermato che l’impiego di letame animale come fertilizzante fa sì che gli antibiotici e i geni che ne conferiscono la resistenza raggiungano i sistemi di acque freatiche. «Le informazioni in merito alla qualità delle acque freatiche sono tuttora scarse», afferma Meritxell Gros, ricercatrice presso l’Istituto catalano per la ricerca sulle acque, organizzazione sponsor del progetto. «I nostri risultati mettono in evidenza l’importanza di effettuare pratiche di gestione del letame corrette, in modo da prevenire l’inquinamento delle acque sotterranee».

Prelevare campioni di acque freatiche come impronte digitali

In Spagna esistono varie regioni in cui l’allevamento intensivo ha comportato la generazione di una grande eccedenza di letame che, venendo impiegato nei campi a destinazione agricola, sta degradando le risorse idriche naturali. RESOURCE si è prefisso di analizzare i contaminanti maggiormente noti, che in questo caso sono gli antibiotici e i geni che conferiscono resistenza agli stessi. Per raggiungere questo obiettivo, il progetto si è avvalso del nuovo approccio di caratterizzare la materia organica disciolta. Questa tipologia di materia è composta da numerose sostanze, quali acidi umici e fulvici, polisaccaridi, proteine, lipidi, acidi nucleici, prodotti microbici solubili e sostanze chimiche organiche di produzione sintetica. Il team si è avvalso della spettrometria di massa e della successiva analisi statistica per svelare la composizione della materia organica disciolta presente nei campioni di acque freatiche prelevati. «Volevamo approfondire l’impiego della materia organica disciolta quale impronta digitale della qualità dell’acqua, piuttosto che concentrarci esclusivamente sul classico approccio di analizzare i contaminanti organici», spiega Gros. L’analisi dei campioni riferiti a diverse stagioni ha mostrato un’ampia variabilità nella concentrazione degli antibiotici e dei geni che ne conferiscono la resistenza. Il team sta ora indagando sulla causa di queste differenze. L’analisi della materia organica disciolta ha messo in evidenza il fatto che i campioni di acque freatiche erano per lo più costituiti da componenti simili alla lignina, mentre la quantità di sostanze di tipo proteico presenti era alquanto ridotta. Si tratta di un risultato sorprendente in quanto, secondo gli studi svolti sino ad ora sulle acque di superficie attraverso la materia organica disciolta, le tracce di proteine o sostanze simili al triptofano rilevate erano significative. «È possibile che questi composti si conservino nel suolo o vengano degradati dai microrganismi, non riuscendo quindi a raggiungere le acque freatiche. Dovremmo approfondire ulteriormente questo tema», aggiunge Gros. «E nonostante il rilevamento, in generale, di basse concentrazioni di antibiotici (tra un microgrammo e un nanogrammo ogni litro), è significativo che riescano comunque a raggiungere le acque freatiche! Lo stesso vale per le limitate tracce di geni di resistenza agli antibiotici ritrovate». Il campionamento sul campo è stato condotto a Osona e La Selva, due regioni caratterizzate da uno dei più elevati livelli di allevamento intensivo in Spagna.

Prevenire è meglio che curare

Riducendo la quantità di antibiotici presenti nei rifornimenti di acqua, RESOURCE contribuisce alla lotta contro la resistenza agli antibiotici, mantenendosi in linea con il piano d’azione «One Health» dell’UE. Inoltre, il progetto sostiene l’applicazione della direttiva quadro sulle acque 2000/60/CE, istituita al fine di proteggere le acque interne superficiali e i corpi idrici transizionali, costieri e sotterranei, appoggiando al contempo la direttiva sulle acque sotterranee 2006/118/CE, elaborata a suo supporto. «Ci auguriamo che la nostra metodologia per valutare la qualità delle acque freatiche mediante la materia organica disciolta quale indicatore, nonché i nostri dati sulla presenza di antibiotici e geni che ne conferiscono la resistenza, siano utili per i futuri programmi di monitoraggio regionale», dichiara Gros. Per far progredire i lavori, il team sta esplorando alcune opzioni al fine di ampliare le aree oggetto di studio. I ricercatori stanno prendendo in considerazione di effettuare un monitoraggio a livello nazionale della qualità delle acque freatiche in punti critici caratterizzati da elevate densità di bestiame; inoltre, stano lavorando per pubblicare i propri risultati ad accesso aperto.

Parole chiave

RESOURCE, acque freatiche, acqua potabile, agricoltura, contaminanti, antibiotici, letame, materia organica disciolta, bestiame, irrigazione

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