Diese Studie analysiert den Verlauf und die Entfernungseffizienz von Antibiotikaresistenzgenen (ARGs) im Verlauf des Wasseraufbereitungsprozesses der New Goreangab Water Reclamation Plant (NGWRP) in Windhoek, Namibia. Der Schwerpunkt liegt auf der Erfassung von ARGs mittels quantitativer PCR (qPCR) aus verschiedenen Zulaufquellen entlang des gesamten Behandlungsprozesses sowie auf der Untersuchung des Zusammenspiels zwischen absoluter und relativer Häufigkeit (ARGs normalisiert auf das 16S-rRNA-Gen). Physikochemische Parameter und Konzentrationen von Pharmaka wurden im gesamten System gemessen, um die molekularen Daten zu ergänzen und den potenziellen Einfluss der Pharmaka auf mikrobielle Resistenzmechanismen zu bewerten. Die Ergebnisse der qPCR, ergänzt durch Hochdurchsatz-qPCR, zeigten, dass alle in das System eingehenden ARG-Klassen größtenteils aus dem Ablauf von Gammams Water Care Works stammten. Der Behandlungsprozess des NGWRP reduzierte die gesamte mikrobielle Belastung auf Hintergrundwerte, wie durch die Quantifizierung des 16S-rRNA-Gens und die Analyse der heterotrophen Plattenzählung bestätigt wurde. Alle untersuchten ARGs: sul1, tetW, ermB, blaCTX-M-1 und das Klassen-1-Integron intl1 wurden im Endprodukt auf nicht nachweisbare Werte reduziert. Die Gene sul1 und intl1 dienen beide als Indikatoren für horizontalen Gentransfer, und ihre absolute sowie relative Häufigkeit nahmen während des Behandlungsprozesses ab. Dies deutet darauf hin, dass die Gene selbst entfernt wurden und gleichzeitig ihr Anteil an der Gesamtmikrobenpopulation abnahm. Die Behandlungsschritte „Dissolved Air Flotation“ (DAF) und „Biological Activated Carbon“ (BAC) führten zu einem Anstieg der absoluten Häufigkeit aller gemessenen Gene; ihre relative Häufigkeit stieg jedoch nicht. Dies zeigt, dass während dieser Prozesse keine selektive Anreicherung von ARGs stattfand. Im Gegensatz dazu reduzierte die „Dual Media Filtration“ (DMF) die absoluten Genhäufigkeiten, erhöhte jedoch die relative Häufigkeit der nachweisbaren Gene (intl1, sul1 und tetW). Dieses Ergebnis deutet darauf hin, dass der DMF-Entfernungsmechanismus, der auf Partikelgrößenseparation basiert, nicht in der Lage ist, ARGs, die mit kleineren Partikeln assoziiert oder extrazellulär vorliegen, im gleichen Maße wie die Gesamtmikrobenpopulation (die einen größeren Anteil an inDNA enthält) zu entfernen. Zusammengefasst liefern die Ergebnisse Einblicke in das Vorkommen und die Reduktion von ARGs in der NGWRP. Sie könnten weitere Maßnahmen zur Reduzierung des Risikos antimikrobieller Resistenz bei der Wasseraufbereitung zur direkten Trinkwasserwiederverwendung unterstützen.
Camille Jeanne van den Langenberg (Thu,) studied this question.