Высокая эффективность удаления патогенных микроорганизмов при очистке коммунальных сточных вод города Москвы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Несмотря на то, что большинство патогенных бактерий эффективно удаляются из сточных вод при их биологической очистке, некоторые патогены, в частности, Arcobacter могут сохраняться в очищенной воде. С помощью профилирования по генам 16S рРНК исследован состав микробных сообществ коммунальных сточных вод города Москвы до и после биологической очистки на Люберецких очистных сооружениях. В поступающей сточной воде преобладали фекальные загрязнители родов Acinetobacter, Aeromonas, Arcobacter, Bacteroides, Streptococcus и Veillonella, которые включают патогены человека. После очистки относительное содержание этих бактерий снижалось в 50‒100 раз. В микробиоме очищенной воды преобладали бактерии, характерные для активного ила, в том числе, нитрификаторы Nitrospira и Nitrosomonas, а также фосфат- и гликоген-аккумулирующие микроорганизмы. Таким образом, патогенные бактерии, включая Arcobacter, эффективно удаляются на московских очистных сооружениях.

Об авторах

Ш. А. Бегматов

Институт биоинженерии им. К.Г. Скрябина, ФИЦ Биотехнологии РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: shabegmatov@gmail.com
Россия, 119071, Москва

А. Г. Дорофеев

Институт микробиологии им. С.Н. Виноградского, ФИЦ Биотехнологии РАН

Email: shabegmatov@gmail.com
Россия, 119071, Москва

Н. В. Пименов

Институт микробиологии им. С.Н. Виноградского, ФИЦ Биотехнологии РАН

Email: shabegmatov@gmail.com
Россия, 119071, Москва

А. В. Марданов

Институт биоинженерии им. К.Г. Скрябина, ФИЦ Биотехнологии РАН

Email: shabegmatov@gmail.com
Россия, 119071, Москва

Н. В. Равин

Институт биоинженерии им. К.Г. Скрябина, ФИЦ Биотехнологии РАН

Email: shabegmatov@gmail.com
Россия, 119071, Москва

Список литературы

  1. Загайнова А.В., Асланова М.М., Курбатова И.В., Ракова В.М., Федец З.Е., Пай Г.В., Грицюк О.В., Панькова М.Н., Новожилов К.А., Абрамов И.А., Иванова П.А., Недачин А.Е., Автономова А.А., Стародубова Н.Ю., Савостикова О.Н. Оптимизация методов санитарно-микробиологического и санитарно-паразитологического контроля сточных вод // Гигиена и санитария. 2022. Т. 101. С. 545‒555.
  2. Altwegg M., Geiss H.K. Aeromonas as a human pathogen // Crit. Rev. Microbiol. 1989. V. 16. P. 253‒286.
  3. Antunes L.C, Visca P., Towner K.J. Acinetobacter baumannii: evolution of a global pathogen // Pathog Dis. 2014. V. 71. P. 292‒301.
  4. Azcarate-Peril M.A., Roach J., Marsh A., Chey W.D., Sandborn W.J., Ritter A.J., Savaiano D.A., Klaenhammer T.R. A double-blind, 377-subject randomized study identifies Ruminococcus, Coprococcus, Christensenella, and Collinsella as long-term potential key players in the modulation of the gut microbiome of lactose intolerant individuals by galacto-oligosaccharides // Gut Microbes. 2021. V. 13. Art. 1957536. https://doi.org/10.1080/19490976.2021.1957536
  5. Begmatov S., Dorofeev A.G., Kadnikov V.V., Beletsky A.V., Pimenov N.V., Ravin N.V., Mardanov A.V. The structure of microbial communities of activated sludge of large-scale wastewater treatment plants in the city of Moscow // Sci. Rep. 2022. V. 12. Art. 3458. https://doi.org/10.1038/s41598-022-07132-4
  6. Collado L., Figueras M.J. Taxonomy, epidemiology, and clinical relevance of the genus Arcobacter // Clin. Microbiol. Rev. 2011. V. 24. P. 174‒192.
  7. Di Cesare A., De Carluccio M., Eckert E.M., Fontaneto D., Fiorentino A., Corno G., Prete P., Cucciniello R., Proto A., Rizzo L. Combination of flow cytometry and molecular analysis to monitor the effect of UVC/H2O2 vs UVC/H2O2/Cu-IDS processes on pathogens and antibiotic resistant genes in secondary wastewater effluents // Water. Res. 2020. V. 184. Art. 116194. https://doi.org/10.1016/j.watres.2020.116194
  8. Edgar R.C. Search and clustering orders of magnitude faster than BLAST // Bioinformatics. 2010. V. 26. P. 2460‒2461.
  9. Fisher J.C., Levican A., Figueras M.J., McLellan S.L. Population dynamics and ecology of Arcobacter in sewage // Front. Microbiol. 2014. V. 5. Art. 525. https://doi.org/10.3389/fmicb.2014.00525
  10. Frey B., Rime T., Phillips M., Stierli B., Hajdas I., Widmer F., Hartmann M. Microbial diversity in European alpine permafrost and active layers // FEMS Microbiol. Ecol. 2016. V. 92. Art. fiw018. https://doi.org/10.1093/femsec/fiw018
  11. Frigon D., Biswal. B.K., Mazza A., Masson L., Gehr R. Biological and physicochemical wastewater treatment processes reduce the prevalence of virulent Escherichia coli // Appl. Environ. Microbiol. 2013. V. 79. P. 835‒844.
  12. Hultman J., Tamminen M., Pärnänen K., Cairns J., Karkman A., Virta M. Host range of antibiotic resistance genes in wastewater treatment plant influent and effluent // FEMS Microbiol. Ecol. 2018. V. 94. Art. fiy038. https://doi.org/10.1093/femsec/fiy038
  13. Karaolia P., Vasileiadis S., Michael S., Karpouzas D., Fatta-Kassinos D. Shotgun metagenomics assessment of the resistome, mobilome, pathogen dynamics and their ecological control modes in full-scale urban wastewater treatment plants // J. Hazard. Mater. 2021. P. 418. Art.126387. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.126387
  14. Koivunen J., Siitonen A., Heinonen-Tanski H. Elimination of enteric bacteria in biological-chemical wastewater treatment and tertiary filtration units // Water. Res. 2003. V. 37. P. 690‒698.
  15. Koskey A.M., Fisher J.C., Eren A.M., Ponce-Terashima R., Reis M.G., Blanton R.E., McLellan S.L. Blautia and Prevotella sequences distinguish human and animal fecal pollution in Brazil surface waters // Environ. Microbiol. Rep. 2014. V. 6. P. 696‒704. https://doi.org/10.1111/1758-2229.12189
  16. Kristensen J.M., Nierychlo M., Albertsen M., Nielsen P.H. Bacteria from the genus Arcobacter are abundant in effluent from wastewater treatment plants // Appl. Environ. Microbiol. 2020. V. 86. Art. e03044-19. https://doi.org/10.1128/AEM.03044-19
  17. Magoc T., Salzberg S. FLASH: Fast length adjustment of short reads to improve genome assemblies // Bioinformatics. 2011. V. 27. P. 2957‒2963.
  18. Mølgaard K., Nickelsen C., Jansen J. Hygienic quality of wastewater from municipal treatment plant. Report no. 684. Danish Environmental Protection Agency, Odense, Denmark. 2002. https://www2.mst.dk/udgiv/publikationer/ 2002/87-7972-078-1/pdf/87-7972-080-3.pdf
  19. Rognes T., Flouri T., Nichols B., Quince C., Mahé F. VSEARCH: a versatile open source tool for metagenomics // PeerJ. 2016. V. 4. https://doi.org/10.7717/peerj.2584
  20. Shchegolkova N.M., Krasnov G.S., Belova A.A., Dmitriev A.A., Kharitonov S.L., Klimina K.M., Melnikova N.V., Kudryavtseva A.V. Microbial community structure of activated sludge in treatment plants with different wastewater compositions // Front. Microbiol. 2016. P. 7. Art. 90. https://doi.org/10.3389/fmicb.2016.00090
  21. Wexler H.M. Bacteroides: the good, the bad, and the nitty-gritty // Clin. Microbiol. Rev. 2007. V. 20. P. 593‒621.

© Ш.А. Бегматов, А.Г. Дорофеев, Н.В. Пименов, А.В. Марданов, Н.В. Равин, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах