Ocena wpływu rolnictwa na wody gruntowe w Hiszpanii
75 % mieszkańców Unii Europejskiej korzysta z wód gruntowych jako źródła wody pitnej, natomiast rolnicy wykorzystują jej zasoby w celu nawadniania pól. Niestety, problemem pozostają zanieczyszczenia szczególnie niebezpieczne, które mogą mieć znaczący negatywny wpływ na jakość wód gruntowych, a ich lista obejmuje między innymi antybiotyki weterynaryjne, leki, geny oporności na antybiotyki oraz pestycydy. Naukowcy skupieni wokół projektu badawczego RESOURCE, realizowanego dzięki wsparciu działania „Maria Skłodowska-Curie”, koncentrowali się na analizie obornika zwierzęcego z punktu widzenia zanieczyszczenia wód gruntowych na hiszpańskich obszarach rolniczych charakteryzujących się intensywną produkcją zwierzęcą. Badaczom udało się potwierdzić, że stosowanie obornika zwierzęcego jako nawozu powoduje przedostawanie się antybiotyków i genów oporności na antybiotyki do systemów wód gruntowych. Jak twierdzi Meritxell Gros, przedstawicielka koordynującego projekt Katalońskiego Instytutu Badań nad Wodą: „Informacje na temat jakości wód gruntowych pozostawiają obecnie wiele do życzenia. Nasze odkrycia i wnioski płynące z badań podkreślają jednak konieczność wdrożenia odpowiednich praktyk związanych ze stosowaniem obornika, by zapobiegać zanieczyszczeniu wód gruntowych”.
Próbki wód gruntowych jako wskaźniki
W Hiszpanii znajduje się kilka regionów, gdzie intensywna produkcja zwierzęca doprowadziła do nadprodukcji obornika. Z kolei jego stosowanie w rolnictwie w roli nawozu przyczynia się do degradacji naturalnych zasobów wodnych. Badacze biorący udział w projekcie RESOURCE postawili sobie za cel analizę znanych zanieczyszczeń, w tym przypadku antybiotyków i genów oporności na antybiotyki. Uzupełnienie badań stanowiło nowatorskie podejście polegające na charakteryzowaniu rozpuszczonej materii organicznej, która stanowi połączenie różnorodnych substancji, takich jak kwasy humusowe i fulwowe, polisacharydy, białka, lipidy, kwasy nukleinowe, rozpuszczalne produkty mikrobiologiczne oraz syntetyczne organiczne środki chemiczne. W tym celu badacze wykorzystali spektrometrię mas wysokiej rozdzielczości, a także techniki analizy statystycznej w celu ustalenia składu rozpuszczonej materii organicznej w badanych próbkach wód gruntowych. „Chcieliśmy skupić się na możliwości wykorzystywania rozpuszczonej materii organicznej jako wskaźnika jakości wody, wychodząc w ten sposób poza klasyczne podejście polegające na analizie zanieczyszczeń organicznych”, wyjaśnia Gros. Analiza próbek pobranych w różnych porach roku wykazała dużą zmienność stężeń antybiotyków oraz genów oporności na antybiotyki. Obecnie zespół bada przyczyny występowania tego rodzaju różnic. Analizy rozpuszczonej materii organicznej wykazały, że w pobranych próbkach wód gruntowych dominowały składniki przypominające ligninę, natomiast niemal nie występowały w nich substancje białkopodobne. Takie odkrycie było zdecydowanie zaskakujące, zwłaszcza biorąc pod uwagę fakt, że dotychczasowe analizy wód powierzchniowych pod kątem rozpuszczonej materii organicznej wykazywały znaczące ilości śladów substancji przypominających białka lub tryptofan. „Być może tego rodzaju związki są zatrzymywane w glebie lub rozkładane przez mikroorganizmy, w związku z czym nie docierają do wód gruntowych. Powinniśmy skupić się na badaniu tego zjawiska”, dodaje Gros. „Pomimo stwierdzenia ogólnie niskiego stężenia antybiotyków, wynoszącego od mikrograma do nanograma na litr, zadziwiające jest to, że w ogóle trafiają do wód gruntowych. To samo dotyczy również śladowych ilości genów oporności na antybiotyki znalezionych w próbkach”. Próbki zostały pobrane w hiszpańskich regionach Osona i Selva, charakteryzujących się wysoką produkcją zwierzęcą.
Lepiej zapobiegać niż leczyć
Zmniejszając ilość antybiotyków w naszych wodach, badacze uczestniczący w projekcie RESOURCE przyczyniają się do walki z antybiotykoopornością, realizując założenia Europejskiego planu działania „Jedno zdrowie”. Działania realizowane w ramach projektu wpisują się również w założenia ramowej dyrektywy wodnej 2000/60/WE, której celem jest ochrona śródlądowych wód powierzchniowych, a także wód przejściowych, przybrzeżnych i gruntowych, wraz z towarzyszącą jej dyrektywą w sprawie wód podziemnych 2006/118/WE. „Mamy nadzieję, że nasza metodologia oceny jakości wód gruntowych wykorzystująca rozpuszczoną materię organiczną w roli wskaźnika, a także nasze dane dotyczące występowania antybiotyków i genów oporności na antybiotyki okażą się użyteczne dla przyszłych regionalnych programów monitorowania”, dodaje Gros. Zespół poszukuje obecnie możliwości dalszego prowadzenia badań i rozszerzenia zakresu obszarów badawczych. W ramach tych prac badacze rozważają między innymi przeprowadzenie ogólnokrajowego badania jakości wód w miejscach charakteryzujących się dużym pogłowiem zwierząt, a także pracują nad publikacją dotychczasowych rezultatów dostępną w modelu wolnego dostępu.
Słowa kluczowe
RESOURCE, wody gruntowe, woda pitna, rolnictwo, zanieczyszczenia, antybiotyki, obornik, rozpuszczona materia organiczna, zwierzęta gospodarskie, nawadnianie
