Судьба генов антибиотикорезистентности в процессе очистки сточных вод свиноводческих предприятий: движущие факторы и оценка экологического риска
Антибиотики, поступающие в окружающую среду с отходами животноводства, создают постоянное селективное давление на микробные сообщества, способствуя формированию, сохранению и распространению генов устойчивости к антибиотикам. Сточные воды свиноводческих хозяйств являются значимым резервуаром генов устойчивости, представляя угрозу для экосистем и здоровья населения.
В представленном исследовании проанализированы закономерности изменения содержания генов устойчивости к антибиотикам в ходе анаэробно-аэробной обработки сточных вод свиноводческих предприятий. Особое внимание уделено таким потенциальным факторам, как качественный состав сточных вод, концентрации антибиотиков и тяжелых металлов, а также таксономическая структура бактериальных сообществ. Исходные образцы характеризовались высоким содержанием генов резистентности (6,37 × 10⁷ копий·мл⁻¹) с преобладанием генов устойчивости к тетрациклинам и сульфаниламидам (tetX, sul1, sul2). В ходе очистки абсолютное количество генов резистентности сначала возрастало, затем снижалось; общая элиминация составила 2,01–3,62 логарифмической единицы. Наибольшая эффективность достигнута в процессе анаэробно-аэробной очистки.
Основными носителями генов устойчивости идентифицированы бактериальные сообщества типов Pseudomonadota, Bacillota и Bacteroidota. С использованием теста Мантеля и моделирования методом частичных наименьших квадратов (PLS-PM) установлено, что ключевыми факторами динамики генов резистентности являются антибиотики, структура бактериальных сообществ и мобильные генетические элементы (включая intI1). Качество сточных вод также значимо влияет на распространение генов резистентности.
Расчет индекса риска (RI) и коэффициента риска (RQ) показал, что гены tetQ и tetX сохраняются в очищенном стоке и представляют относительно высокий экологический риск, что указывает на необходимость дальнейшей оптимизации технологий очистки. Полученные результаты вносят вклад в понимание механизмов персистенции и распространения генов устойчивости к антибиотикам в системах очистки сточных вод, что имеет критическое значение для оценки экологических рисков.
