未処理下水を適用した後の熱帯土壌における病原体および細菌群集の動態の残留

Scientific Reports volume 13、記事番号: 13435 (2023) この記事を引用

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メトリクスの詳細

この研究の目的は、糞便指標および病原微生物（サルモネラ菌種、大腸菌、および生存可能な蠕虫の卵）の残留性と、未処理下水（RS）を受け入れる土壌における細菌群集の構造/多様性を長期間の適用で評価することでした。 (3年間連続)。 実験計画では、3 つの処理が定義されました。(1) 対照土壌。同様の土壌の領域で収集されたが、RS (TSC) のレシピエントではない複合サンプルの分析によって特徴付けられます。 (2) 従来の鉱物肥料を施した土壌、および供給水 (TW) による畝間灌漑。 (3) 畝ごとに RS を施用した肥沃な土壌 (TF)。 TF における病原微生物の残留と指標の結果は、対照土壌 (TSC) と同様の衛生品質を示し、したがって土壌に存在する病原体による汚染のリスクが潜在的に低いことが示されました。 生存可能な蠕虫の卵の存在は、研究されたシステムの未処理下水中の濃度が低かったため、研究されたどの処理でも確認されませんでした。 TW、TF、TSC 処理には共通の細菌多様性が 34.8% ありました。 土壌の細菌組成は、研究されたすべての処理においてプロテオバクテリア門が優勢であることを示しました。 ただし、TF はこの門の中で最も相対的に存在量が多いもの (44.8%) でした。

未処理下水 (RS) は、窒素、リン、その他の植物の成長に必須の要素などの栄養素を含む複雑なマトリックスで表されます。 しかし、下水を土壌に流すと病原菌が残留するという公衆衛生上の懸念があります。 また、温度、水分含有量、pH、土壌組成、競合生物の存在などの環境条件も、環境内での生存時間と自然減衰に影響を与えます1、2、3。

水の存在は土壌温度の制御に不可欠であり、微生物にとって環境条件をより有利なものにします。 逆に、低湿度、酸性、アルカリ性の極端な条件（pH < 6.0 または pH > 8.0）は、土壌中のほとんどの細菌の生存にとって好ましくない傾向があり、腸内細菌の増殖と持続性は一般に中性の方が顕著です。土壌。 上記を考慮すると、通常の条件下では、土壌は RS1 による病原菌の生存には適さない環境になります。

蠕虫の卵は他の微生物よりもシステム内での残留性が高いため、農業のさまざまな供給源からの残留物や廃水を利用すると、蠕虫の卵による感染のリスクが発生する可能性があります。 しかし、世界保健機関 (WHO) のガイドライン 4 は、廃水の濃度が蠕虫卵 1 個 L-1 未満であれば、最小限のリスクで無制限の灌漑を行うことができると示唆しています。 季節性により、蠕虫の生存期間と灌漑廃水および土壌中の濃度が決まります。 これらの微生物は悪条件に対してより耐性がありますが、乾期には気候条件により培地中のこれらの微生物の濃度が低くなる傾向があります5。

農作物の正しい選択に加えて、廃水の処理方法によって公衆衛生へのリスクが大幅に軽減されます6。 病原体が豊富に含まれる流出液の適用量によって、培地中の残留時間が決まります7。 ブラジルの熱帯気候条件は、RS 適用後 13 日以内に大腸菌が除去されることを示しています8。

土壌微生物学は、生産プロセスの基本である土壌有機物 (OM) 分解や窒素 (N) 固定などの活動を担う微生物叢が存在するため、環境の質を維持する上で不可欠な変数です。 さらに、研究によると、土壌への衛生下水の利用は、病原性微生物の環境への放出に寄与するだけでなく、土壌システムの機能にプラスの作用を持つ一連の他の微生物にも寄与していることが示されています9 。