Συντάχθηκε 28-06-2016 09:08
από Georgia Poniridou
Email συντάκτη: tponiridou<στο>tuc.gr
Ενημερώθηκε:
-
Ιδιότητα: υπάλληλος ΜΗΠΕΡ.
Όνοματεπώνυμο Μεταπτυχιακού Φοιτητή: Μαρία Μπικουβαράκη
Α.Μ.: 2013057302
Ημερομηνία Παρουσίασης: 7-7-2016
Ώρα: 11:00
Αίθουσα: Κ2.Α3
Θέμα ΜΔΕ «Αδρανοποίηση της Klebsiella pneumoniae στα απόβλητα και διερεύνηση μεταβολών του προφίλ ανθεκτικότητάς σε ποικιλία αντιβιοτικών »
Επιβλέπων: Βενιέρη Δανάη
Τριμελής Εξεταστική Επιτροπή:
1. Βενιέρη Δανάη
2. Διαμαντόπουλος Ευάγγελος
3. Ξεκουκουλωτάκης Νικόλαος
Περίληψη:
Η παρουσία παθογόνων μικροοργανισμών στα λύματα και η ανθεκτική στα αντιβιοτικά φύση τους, επιβάλλει την εφαρμογή αποτελεσματικών τεχνικών απολύμανσης προκειμένου να προστατευθεί το περιβάλλον και η δημόσια υγεία. Στην παρούσα εργασία, οι μέθοδοι της φωτοκατάλυσης σε φυσικό ηλιακό φως και τεχνητό ηλιακό φως με καταλύτες οι οποίοι είναι ενισχυμένοι με μέταλλα, η χλωρίωση και η χρήση ακτινοβολίας UV-C, αξιολογούνται ως προς την ικανότητά τους να απενεργοποιήσουν την Klebsiella pneumoniae μέσα σε λύμα. Επίσης μελετήθηκε η συνολική τους επίδραση στο προφίλ ανθεκτικότητάς της στα αντιβιοτικά καθώς και στα γονίδια ανθεκτικότητας στα αντιβιοτικά (Antibiotic Resistance Genes - ARGs). Πιο συγκεκριμένα, έγιναν πειράματα με καταλύτες TiO2 ενισχυμένους με Mn και Cο, καθώς και με δυαδικούς καταλύτες Mn/Co, οι οποίοι είχαν σαν αποτέλεσμα τη βακτηριακή μείωση από 4 έως 6 Log κατά την έκθεση σε τεχνητό ηλιακό φως για 90 min. Η απόκριση των καταλυτών υπό φυσικό ηλιακό φως σημειώθηκε ανεπαρκής, καθώς η μείωση των βακτηρίων ήταν μόλις 2 Log ακόμα και μετά από έκθεση 60 min.
Η σχετική δράση των εφαρμοζόμενων μεθόδων για την απενεργοποίηση της K. pneumoniae μειώθηκε με την ακόλουθη σειρά: : φωτοκατάλυση με το δυαδικό καταλύτη Co/Mn-TiO2 σε τεχνητό ηλιακό φως > χλωρίωση με δόση 5 mg/L ελεύθερου χλωρίου > UV-C ακτινοβολία, σε αρχική συγκέντρωση βακτηρίων 107 CFU/mL. Οι εφαρμοζόμενες μέθοδοι κατέδειξαν ποικίλες επιδράσεις στο προφίλ ανθεκτικότητας στα αντιβιοτικά, στα εναπομείναντα κύτταρα.
Μεταξύ των αντιβιοτικών τα οποία δοκιμάστηκαν (αμπικιλλίνη, τετρακυκλίνη, κεφακλόρη και σουλφαμεθοξαζόλη), αξιοσημείωτες μεταβολές της ελάχιστης ανασταλτικής συγκέντρωσης (Minimum Inhibitory Concentration – MIC) παρατηρήθηκαν στην τετρακυκλίνη και την κεφακλόρη.
Η ανθεκτικότητα των κυττάρων που επιβίωσαν από τις διεργασίες απολύμανσης παρέμεινε σε υψηλά επίπεδα αντανακλώντας την πληθώρα των ARGs που μελετήθηκαν (tetA, tetM, sul1, blaTEM και ampC). Η αξιοσημείωτη παρουσία των ARGs μετά την απενεργοποίηση προκαλεί ανησυχίες και καθιστά τα λύματα φορέα στοιχείων ανθεκτικότητας στα αντιβιοτικά, στο υδάτινο περιβάλλον.
Abstract
The presence of pathogenic microorganisms in wastewater and their resistant nature to antibiotics impose effective disinfection treatment for public health and environmental protection. In this work, photocatalysis with metal-doped titania under artificial and natural sunlight, chlorination and UV-C irradiation were evaluated for their potential to inactivate Klebsiella pneumoniae in real wastewater. Their overall effect on antibiotic resistance profile and target antibiotic resistance genes (ARGs) was also investigated. In particular, Mn-, Co- and binary Mn/Co-TiO2 were tested resulting in bacterial decrease from 4 to 6 Logs upon 90 min of exposure to simulated solar irradiation. The response of catalysts under natural solar light was insufficient, as only a 2 Log reduction was recorded even after 60 min of treatment.
The relative activity of the applied methods for K. pneumoniae inactivation was decreased in the order: photocatalysis with the binary Co/Mn-TiO2 under artificial light > chlorination with dose of 5 mg/L of free chlorine > UV-C irradiation, at an initial bacterial concentration of 107 CFU/mL. The applied methods showed various effects on antibiotic resistance profile in residual cells. Among the tested antibiotics (ampicillin, cefaclor, sulfamethoxazole and tetracycline), considerable changes in MIC values were recorded for cefaclor and tetracycline. Resistance of surviving cells after treatment remained in high levels, reflecting the abundance of the corresponding target ARGs, namely tetA, tetM, sul1, blaTEM and ampC. The notable presence of target ARGs post disinfection raises concerns and makes wastewater effluent a carrier of antibiotic resistance elements into the aquatic environment.
