Überleben antibiotikaresistenter Bakterien in zwei Typen von Abwasserreinigungsanlagen

 

Chemie | Biochemie | Medizin

 

Joelle Martin, 2000 | Basel, BS

 

In dieser Arbeit wurde untersucht, wie viele antibiotikaresistente Bakterien eine Pflanzenkläranlage im Vergleich zu einer konventionellen Kläranlage aufweist und somit, ob eine Pflanzenkläranlage eine geeignete Alternative zur Abwasserreinigung darstellt.

Die Proben aus den verschiedenen Kläranlagen wurden gezielt auf Antibiotikaresistenzen gegen Tetracycline und Clarithromycin, welche beide die bakterielle Proteinsynthese hemmen, und auf eine ESBL-Resistenz getestet. ESBL-Resistenzen decken ein grosses Spektrum an Beta-Lactam haltiger Antibiotika ab. Die Anzahl der Bakterien und Partikel in den Proben wurden mittels Durchflusszytometrie gezählt. Zusätzlich konnten die Antibiotikaresistenzen der Probe der konventionellen Kläranlage charakterisiert werden.

Fragestellung

In dieser Arbeit wurde untersucht, wie viele antibiotikaresistente Bakterien eine Pflanzenkläranlage im Vergleich zu einer konventionellen Kläranlage aufweist und somit, ob eine Pflanzenkläranlage eine geeignete Alternative zur klassischen Abwasserreinigung darstellt.

Methodik

Die Proben aus den verschiedenen Kläranlagen wurden gezielt auf die Antibiotika Tetracycline und Clarithromycin, welche beide die bakterielle Proteinsynthese hemmen, und auf eine ESBL-Resistenz getestet. ESBL (extended Spectrum Beta-Lactamasen) ist ein Enzym, welches im Stande ist, ein grosses Spektrum an Beta-Lactam-haltigen Antibiotika zu spalten. Die Anzahl der Partikel und der Bakterien der Proben wurden mittels Durchflusszytometrie gezählt. Zusätzlich wurde die Probe der ARA Frenke 3 auf ihre Resistenzen bezüglich verschiedener Antibiotika getestet.

Ergebnisse

Die Versuche zeigen, dass die ARA Frenke 3 mit 9.7 koloniebildenden Einheiten pro 1ml, die meisten resistenten Bakterien aufweist. Im Test mit den Antibiotika Tetracycline und Clarithromycin, wie auch mit den ESBL Platten.
Die Durchflusszytometrie ergab, dass 74% der Gesamtpartikel in der Probe der Pflanzen ARA Bakterien sind, 56.56% aller Partikel in der ARA Frenke 3 Probe Bakterien sind und 32.31% der gesamten Partikel in der Probe der ARA ProRheno Bakterien sind.
Weiter wiesen die isolierten Bakterien aus der ARA Frenke 3 eine Resistenz gegen viele Beta-Lactam- Antibiotika, wie Penicillin, Cephalosporin und Cephamycin, auf. Ausserdem sind die Bakterien auch gegen andere Typen resistent, wie Chinolone (Moxifloxacin, Ofloxacin), Tetracylin und Folatantagonisten (Trimethoprim-Sulfamethoxazol, Trimethoprim).

Diskussion

Wenn man jedoch berücksichtigt, dass die Kläranlage Frenke 3 das Abwasser von 22’000 Menschen reinigt und die Pflanzenkläranlage das Abwasser von nur max. ca. 160 Personen, dann ist es eindeutig, dass die Pflanzenkläranlage mehr antibiotikaresistente Bakterien pro Person aufweist.
Resultate der Kläranlagen von Platten ohne Antibiotika zeigen, dass die antibiotikaresistenten Bakterien weniger als 0.5% aller vorhandenen Bakterien ausmachen. Im Vergleich mit den Resultaten der Durchflusszytometrie, ist der Anteil der resistenten Bakterien sogar erheblich kleiner als 0.5%.
Die Antibiotika, auf welche die Probe der ARA Frenke 3 eine Resistenz aufweist, sind in der Humanmedizin und in der Veterinärmedizin weit verbreitet.

Schlussfolgerungen

Die Resultate zeigen, dass die Pflanzenkläranlage in Bezug auf antibiotikaresistente Bakterien keine gute Alternative zur konventionellen Kläranlage darstellt. Um die Schlussfolgerung zu bestätigen, dass eine Pflanzenkläranlage, die das Abwasser für eine grössere Menge von Menschen reinigt, mehr antibiotikaresistente Bakterien aufweist, sollten bei weiteren Abklärungen mehrere Pflanzenkläranlagen verglichen werden.

 

 

Würdigung durch den Experten

Jürg Schmid

Frau Joelle Martin vergleicht in ihrer Arbeit zwei klassische Kläranlagen mit einer Pflanzenkläranlage. Sie untersuchte, wie die Überlebensfähigkeit von antibiotikaresistenten Bakterien in diesen sehr verschiedenen Typen von Kläranlagen ist. Für die Arbeit suchte sie sich methodische Hilfe und arbeitete sich in, für sie, fremde Gebiete ein. Als Beispiel sei die Flowcytometrie aufgeführt, mit der sie die Keimzahlen im Wasser der Kläranlagen bestimmte. Man spürt bei Frau Martin, dass sie die Untersuchung und die dabei anfallenden Arbeiten mit grosser Begeisterung durchgeführt hat.

Prädikat:

gut

 

 

 

Gymnasium Bäumlihof, Basel
Lehrer: Dr Sacha Glardon