تعهد نامه

مجله پژوهش در بهداشت محیط

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

بر اساس موضوعات

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اعضای هیات تحریریه

اصول اخلاقی انتشار مقاله

بانک ها و نمایه نامه ها

پیوندهای مفید

پرسش‌های متداول

فرایند پذیرش مقالات

اخبار و اعلانات

Editorial Policy

Advertising Policy

بررسی پایداری باکتری‌ها‌ی خاک در برابر پادزیست‌ها در جایگاه‌های خاکسپاری پسماندهای شهری و بیمارستانی همدان

نوع مقاله : مقالات پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه بوعلی سینا همدان

2 استاد گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

چکیده

زمینه و هدف: جایگاه‌های خاکسپاری پسماندهای شهری و بیمارستانی که دارای آلودگی‌های گوناگون بویژه دارویی هستند، زیستگاه شایسته‌ای را برای باکتری‌های پایدار در برابر آلاینده‌ها فراهم می‌کنند و بنابراین نخش ویژه‌ای در ترابری ژن‌های پایداری دارند. از اینرو، فراوانی ریزجانداران و پایداری پادزیستی باکتری‌ها در نمونه‌های خاک و شیرابه جایگاه‌های خاکسپاری پسماند شهری و بیمارستانی شهر همدان بررسی گردید.

مواد و روش‌ها: ویژگی‌های خاک و شیرابه و همچنین فراوانی ریزجانداران آنها شمارش و آزمون گردید. همچنین درسد باکتری-های پایدار در برابر ده پادزیست پرکاربرد آمپی سیلین، آموکسی سیلین، سفکسیم، جنتامایسین، استرپتومایسین، تتراسایکلین، داکسی سایکلین، کلرامفنیکل، لینکومایسین و مترونیدازول بررسی شد. افزون بر آن پاسخ باکتری‌های دو خاک دستنخورده و خاکچال پسماند نوین شهری به غلظت‌های گوناگونی از سه پادزیست آمپی‌سیلین، جنتامایسین و تتراسایکلین سنجیده شد.

یافته‌ها: بالاترین لگاریتم فراوانی قارچ‌ها، اکتینومیست‌ها، سودوموناس‌ها و انتروباکتر‌ها بترتیب با اندازه 35/5، 28/5، 13/6 و 98/5 در خاکچال نوین پسماند شهری بدست آمد. درسد باکتری‌های پایدار در برابر هر ده پادزیست در نمونه‌های خاکچال نوین پسماند شهری بیشتر از جایگاه‌های دیگر و در خاک دستنخورده کمتر از جایگاه‌های دیگر بود. این یافته در بررسی پاسخ به دوز پادزیست‌های آمپی سیلین، جنتامایسین و تتراسایکلین نیز دیده شد و غلظت کشنده این پادزیست‌ها برای باکتری‌های خاکچال نوین پسماند شهری به ترتیب 1500، 1000 و 100 ppm بود. ولی برای خاک دستنخورده بسیار کمتر و به ترتیب 10، 18 و 50 ppm بود.

نتیجه گیری: روهمرفته، این پژوهش نشان داد که جایگاه‌های خاکسپاری پسماندهای شهری و بیمارستانی، زیستگاه شایسته‌ای برای باکتری‌های پایدار در برابر پادزیست‌ها فراهم می‌کند که مایه افزایش ترابری ژن‌های پایداری در میان باکتری‌ها می‌شود. از این دیدگاه باکتری‌هایی که از راه پسماندها به خاک می‌رسند، می‌توانند زیانبارتر هم باشند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigating the resistance of soil bacteria to antibiotics in Hamadan municipal and hospital waste Land fills

نویسندگان [English]

  • Samira Abduolrahimi 1
  • Ali Akbar Safari Sinegani 2

1 University of Bu-Ali Sina Hamedan

2 Professor, Dept. of Soil Science, Faculty of Agriculture, University of Bu-Ali Sina Hamedan, Iran

چکیده [English]

Background and purpose: Municipal and hospital waste land fills that have various contaminants, especially pharmaceuticals, provide a suitable habitat for resistant bacteria which play a special role in the transfer of resistance genes. Therefore, the abundance of microorganisms and the antibiotic resistance of bacteria in soil and leachate samples of municipal and hospital waste burial sites in Hamedan city were investigated.

Materials and methods: The characteristics of soil and leachate as well as the abundance of their microorganisms were tested and counted. Also, the percentage of bacteria resistant to ten commonly used antibiotics ampicillin, amoxicillin, cefixime, gentamicin, streptomycin, tetracycline, doxycycline, chloramphenicol, lincomycin and metronidazole was investigated. In addition, the response of bacteria from two virgin soils and new rubbish landfill to different concentrations of three antibiotics, ampicillin, gentamicin and tetracycline, were measured.

Results: The log of population of fungi, actinomycetes, pseudomonas, and enterobacters, was the highest in new rubbish landfill. They were 5.35, 5.28, 6.13, and 5.98 respectively. The percentage of bacteria resistant to all ten antibiotics was higher in samples of new rubbish landfill than in other locations and lower in virgin soil than in other locations. These results were also seen in the dose response of ampicillin, gentamicin and tetracycline antibiotics. The inhibitory concentrations of these antibiotics for new rubbish landfill bacteria were 1500, 1000 and 100 mg/l, respectively. But for virgin soil, they were much less (10, 18 and 50 mg/l respectively).

Conclusion: In general, this research showed that municipal and hospital waste landfills provide a suitable habitat for antibiotic-resistant bacteria, which may increase the transfer of resistant genes among soil native bacteria. Therefore, the bacteria that reach the soil through waste can be more harmful.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dose response
  • Leachate
  • Landfill
  • Resistant bacteria
  • Resistance genes
مراجع

  1.  

    1. Chen Y.C. Evaluating greenhouse gas emissions and energy recovery from municipal and industrial solid waste using waste-toenergy technology. J. Clean. 2018; 192: 262–269.
    2. United Nations. Environment Programme (UNEP).Waste Management in ASEAN Countries.accessed on 30 January 2021. 1-76.
    3. Melare DS. Gonzalez A.V. Faceli S.M. Casadei K.V. Technologies and decision support systems to aid solid-waste management: A systematic review. Waste Manag. 2017; 59: 567–584.
    4. World Bank. The World Bank Annual Report. The World Bank: Washington, DC, USA, accessed on 20 March. 2021.
    5. Kaza S. Yao L. Bhada-Tata P. VanWoerden F. What aWaste 2.0: A Global Snapshot of SolidWaste Management to 2050; World Bank Publications: Washington, DC, USA.accessed on 30 January. 2021.
    6. Yu X. Sui Q. Lyu S. Zhao W. Liu J. Cai Z. Yu G. Barcelo D. Municipal solid waste landfills: An underestimated source of pharmaceutical and personal care products in the water environment. Environ. Sci. Technol. 2020; 54: 9757–9768.
    7. Wang Y. Tang W. Qiao J. Song L. Occurrence and prevalence of antibiotic resistance in landfill leachate. Environ. Sci. Pollut. Res. 2015; 22: 12525–12533.
    8. Wu S. Xu S. Chen X. Sun H. Hu M. Bai Z. Zhuang G. Zhuang X. Bacterial Communities Changes during FoodWaste Spoilage. Sci. Rep. 2018; 8: 8220.
    9. Danilova N. Galitskaya P. Selivanovskaya S. Veterinary antibiotic oxytetracycline’s effect on the soil microbial community. Journal of Ecology and Environment. 2020; 1-9.
    10. Qiao M. Ying G.G. Singer A.C. Zhu Y.G. Review of antibiotic resistance in China and its environment. Environ. 2017; 110: 160–172.
    11. Grenni P. Ancona V. Barra CA. Ecological effects of antibiotics on natural ecosystems: a review. Microchem J. 2018; 136:25–39.
    12. Akimenko Y.V. Kazeev K. SH. Kolesnikov S.I. Impact assessment of soil contamination with antibiotics for example, an ordinary chernozem. American Journal of Applied Sciences. 2015; 12 (2): 80-88.
    13. Molaei A. Lakzian A. Haghnia G. Astaraei A. Rasouli-Sadaghiani M.H. Ceccherini M.T. Assessment of some cultural experimental methods to study the effects of antibiotics on microbial activities in a soil: An incubation study. PLoS One. 2017; 12(7):1–14.
    14. Martinez J.L. The role of natural environments in the evolution of resistance traits in pathogenic bacteria. Proc. Biol. Sci. 2009; 276: 2521–2530.
    15. Borquaye L.S. Disposal of unused and expired medicines in Ghana. West African Journal of Pharmacy. 2018; 29 (1): 84–92.
    16. LaPara T.M. Burch T.R. McNamara P.J. Tan D.T. Yan M. Eichmiller J.J. Tertiary-treated municipal wastewater is a significant point source of antibiotic resistance genes into Duluth-Superior Harbor. Environmental Science and Technology. 2011; 45(22): 9543–9549.
    17. Borquaye L. Ekuadzi SH. Darko E. Ahor G. Nsiah H.S. Lartey S.T. Mutala J.A. Boamah AH. Woode V.E. Occurrence of Antibiotics and Antibiotic-Resistant Bacteria in Landfill Sites in Kumasi, Ghana. Journal of Chemistry. 2019; 10 pages.
    18. Khanlari GH. Taleb Bidokhti A.R. Momeni A.A. Ahmadi H.R. The effect of leachate of Hamedan landfill site on ground water. Journal of Geological Engineering. 2012; 5(3-4):92-81.
    19. Gee G.W. Or D. Particle size analysis. In: Dane, J. H. and Topp, G. C. ed. Methods of soil analysis. Agronomy Monograph. American Statistical Association and Soil Science Society of America, Madison. 2002. 9: 255-293.
    20. Spark D. Methods of Soil Analysis. Chemical Methods. Part 3, Soil Science Society American of Journal, Book Series No 5. 1996. 1390 pages.
    21. Walkley A. Black A.I. Examination of the degtjareff method for determining soil organic matter and a proposed modification of the chromic and titration method. Soil Science. 1934; 34: 29–38.
    22. Rolins M.B. Pool D.L. Measurement of exchangeable cations in bentonites”, Journal clays and clay minerals, 1968; 16: 165-172.
    23. Isermeyer H. Estimation of soil respiration in closed jars. Method in applied soil microbiology and biochemistry. London: Academic Press, Harcourt Brace & Company. 1952; 214-216.
    24. Alef K. Nannipieri P. Methods in applied soil microbiology and biochemistry. Academic press. 1995; pp. 608.
    25. Safari Sinegani A.A. Sharifi Z. Safari Sinegani M. Methods in applied microbiology. Bu-Ali Sina University Publications. 1389; 525P (Persian).
    26. Collins C. Lyne P. Microbiological Methods. Butter Morths & Co. 1987; pp. 450.
    27. King E.O. Ward M.K. Raney D.E. Two simple media for the demonstration of pyocyanin and fluorescin. Journal of Laboratory and Clinical Medicine. 1954; 44: 301–307.
    28. Patel J. Cockerill F. Alder J. Bradford P. Eliopoulos G. Hardy D. Performance standards for antimicrobial susceptibility testing; twenty-fourth informational supplement. CLSI standards for antimicrobial susceptibility testing. 2014; pp 1-226.
    29. Bartkowiak A, Lemanowicz J, Breza‑Boruta B, Zielinski A. Assessment of the Effect of Uncontrolled Landfill Sites on the Contentof Available Forms of Selected Macro and Microelements in Forest Soil. International Journal of Environmental Research. 2018; 12: 901–907.
    30. Blagodatskaya E. Kuzyakov Y. Active microorganisms in soil: Critical review of estimation criteria and approaches. Soil Biol Biochem. 2013; 67:192–211.
    31. 31. Zhang Y.J. Hu H. Chen Q. Singh B. Yan H. Chen D. He J. Transfer of antibiotic resistance from manure-amended soils to vegetable microbiomes. Environ Int Elsevier. 2019; 130:1–10.
    32. Wakelin S. Gerard E. Black A. Hamonts K. Condron L. Yuan T. Nostrand J.V. Zhou J. O’Callaghan M. Mechanisms of pollution induced community tolerance in a soil microbial community exposed to Cu. Environmental Pollution. 2014; 190: 1-9.
    33. Witter E. Gong P. Baath E. Marstrop H. A stady of the structure and metal tolerance of the soil microbial community six years after cessation of sewage sludge application. Environmental Toxicology and Chemistry. 2000; 19: 1983- 1991.
    34. Safari Sinegani A.A. Soil biology and biochemistry. Bu-Ali Sina University Publications. 1394; 586P (Persian).
    35. Flores-Tena F.J. Guerrero-Barrera A. Avelar-gonzalez F.J. Ramirez-Lopez E. Martinez-Saldana M.C. Pathogenic and opportunistic gram-negative bacteria in soil, leachate and air in San Nicolás landfill at Aguascalientes, Mexico. Rev Latinoam Microbiol. 2007; 49 (1-2): 25-30.
    36. Sackey L.N.A. Meizah K. Assesment of the quality of leachate at Sarbah landfill site at Weija in Accra. Journal of Environmental Chemistry and Ecotoxicology. 2015; 7(6): 56–61.
    37. You X. Wu D. Wei H. Xie B. Lu J. Fluoroquinolones and β-lactam antibiotics and antibiotic resistance genes in autumn leachates of seven major municipal solid waste landfills in China. Environment International. 2018; 113: 162–169.
    38. Bartkowiak A. Lemanowicz J. Breza‑Boruta B. Zielinski A. Assessment of the Effect of Uncontrolled Landfill Sites on the Contentof Available Forms of Selected Macro and Microelements in Forest Soil. International Journal of Environmental Research. 2018; 12: 901–907.
    39. Kummerer K. Significance of antibiotics in the environment. Journal of Antimicrobial Chemotherapy. 2003; 52(1): 5–7.
    40. Threedeach S. Chiemchaisri W. Watanabe T. Chiemchaisri C. Honda R. Yamamoto K. Antibiotic resistance of Escherichia coli in leachates from municipal solid waste landfills: Comparison between semi-aerobic and anaerobic operations. Bioresour. Technol. 2012; 113: 253–258.
    41. Song L. Li L. Yang S. Lan J. He H. McElmurry S.P. Zhao Y. Sulfamethoxazole, tetracycline and oxytetracycline and related antibiotic resistance genes in a large-scale landfill, China. Sci. Total Environ. 2016; 551: 9–15.
    42. Wu D. Huang X.-H. Sun J.-Z. Graham D.W. Xie B. Antibiotic resistance genes and associated microbial community conditions in aging landfill systems. Environmental Science and Technology. 2017; 51(21): 12859–12867.
    43. Collins-Fairclough A.M. Co R. Ellis M.C. Hug L.A. Widespread Antibiotic, Biocide, and Metal Resistance in Microbial Communities Inhabiting a MunicipalWaste Environment and Anthropogenically Impacted River. mSphere 2018; 3, e00346-18.
مجله پژوهش در بهداشت محیط
دوره 9، شماره 2 - شماره پیاپی 34
مرداد 1402
صفحه 169-182
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار