UDVASKNING AF PATOGENER GENNEM LERJORDE



Relaterede dokumenter
Virkning af gylleseparation på fordeling af tungmetaller, smitstoffer og steroid-hormoner i væske- og fiberfraktion

Kan smitstoffer og steroid østrogener udvaskes fra marker gødet med gylle, og ændres risikoen ved separering af gyllen?

Drikkevandssediment en kilde til bekymring?

Tilførsler af mikrobielle patogener til de danske farvande

RODOS Registre Om Drikkevand og Sundhed

Overlevelse af sygdomsfremkaldende bakterier ved slangeudlægning og nedfældning af gylle?

Bioremediering af pesticidforurenet drikkevand i sandfiltre på vandværker

Bioaugmentering til oprensning af pesticidpunktkilder

Overlevelse af parasitter ved slange-udlægning og nedfældning af gylle

MIKROBIOLOGI OG GEOLOGI - ET EKSPANDERENDE FORSKNINGSOMRÅDE

Veterinære forhold. Biogas muligheder og begrænsninger. Kaspar Krogh Dyrlæge, VFL, Kvæg

Fjernelse af grundvandsforurening med mikroorganismer fremtidens løsning på fortidens synder?

Recipient og Sundhed. -Kvantitativ evaluering af vandkvaliteten og sundhedsrisiko ved overvømmelser i Danmark

OPGØRELSE OVER OMLØBER- UNDERSØGELSERNE

Geologi. Sammenhæng mellem geologi og beskyttelse i forhold til forskellige forureningstyper GRUNDVANDSSEMINAR, 29. AUGUST 2018

Grundvand aldersbestemmelse med isotoper & CFC ATV møde: Datahåndtering og tolkning af jord- og grundvandsforurening

Colon irritable efter mavetarm-infektion Tarmbakteriologisk Årsmøde, Dansk Selskab for Klinisk Mikrobiologi Slagelse Sygehus, d. 13.

Vandrammedirektiv: Værktøjer og Virkemidler

Varmebehandling. Tina Beck Hansen. FVST, Kødspecialiseringskursus, 3. november 2015

STYRET DRÆNING OG UDLEDNINGEN AF NÆRINGSSTOFFER TIL VANDMILJØET

Anvendelse af kobber og zink i svineproduktion og akkumulering i jorden

Vårbyg giver gode udbytter i økologiske forsøg

Jonas Duus Stevens Lekfeldt, Phd-studerende Institut for Plante- og Miljøvidenskab

Veje til beskyttelse mod pesticider i det nye grundvand

Velkomst og introduktion til NiCA

Varmebehandling. Tina Beck Hansen. FVST, Kødspecialiseringskursus, 7. maj 2014

RAPPORT Karakteristik af tangtag nedbrydelighed og kemisk sammensætning

Metodeafprøvning. Bestemmelse af coliforme bakterier og E. coli i spildevand. Naturstyrelsens Referencelaboratorium. Miljøanalyser

Forsøgsprotokol til larveforsøg: Tilsætning af 3 dage gamle larver til gødning inficeret med patogene bakterier

Miljø- og Planlægningsudvalget (2. samling) MPU alm. del - Svar på Spørgsmål 191 Offentligt

Anvendelsen af BAMnedbrydende. til oprensning af BAM/dichlobenilforurenet. Delrapport for fase 1. Miljøprojekt nr. 1424, 2012

Vandværkerne i Viborg Kommune. den 15. november 2010

Livscyklusvurdering af økologiske og konventionelle planteavlssædskifter

INSTITUT FOR JORDBRUGSPRODUKTION OG MILJØ DET JORDBRUGSVIDENSKABELIGE FAKULTET AARHUS UNIVERSITET

Undersøgelse af patogen-forekomst i regnvand. Karsten Arnbjerg-Nielsen

Hvad betyder kvælstofoverskuddet?

RAPPORT Karakteristik af tangtag nedbrydelighed og kemisk sammensætning

MODERNE METAGENOMANALYSER MIKROBIEL NEDBRYDNING AF MILJØFREMMEDE STOFFER I JORD OG GRUNDVAND

Hvornår er en varmebehandling sikker?

Vurdering af klima ændringens konsekvenser for udvaskning af pesticider i lerområder ved brug af en oplandsskala hydrologisk model

Antibiotic resistance in aquaculture: Novel antimicrobials based on essential oils

Kvælstofomsætning i mark og markkant

Kvælstofudvaskning og gødningsvirkning af afgasset biomasse

Skitse til projekt. Muligheder for anvendelse af præcisions landbrug i Lyngby vandværks indvindingsopland

UDVASKNING AF STEORIDE ØSTROGENER FRA NEDFÆLDET GYLLE

DET JORDBRUGSVIDENSKABELIGE FAKULTET AARHUS UNIVERSITET

Randers Kommune. Orientering til ejere af private enkeltboringer og brønde om kommunens tilsyn med drikkevandskvaliteten

DET ER UNGBALTENS SKYLD - BAKTERIER OG GLYPHOSAT I OPSPRÆKKET LER I PRIVAT VAND

TOP SAFE projektet: fra idé til igangværende GUDP projekt. Anne Elsser-Gravesen ISI Food Protection ApS

Drikkevandsforureninger Opgørelse af sager behandlet af Embedslægerne

Mikrobiologiske processer og sundhed

Vurdering af hygiejniseringseffekten af nedsivning af viral hæmorrhagisk septikæmi virus (VHSV) under eksperimentelle forhold.

Rapport 19. juni 2015 RENPÅNY

A4: Driftsmæssige reguleringer Foto: Jens Petersen, DJF

Bilag B1 Slagtning (slagtesvin, søer og orner) overordnet hazard analyse

Vurdering af jordens frugtbarhed. Jacob Nielsen

Mikroorganismer i boliger: studier i CISBO projektet. Senior forsker Anne Mette Madsen

Kvælstofforsyningen på økologiske planteavlsbedrifter

Forenklet kontrol af drikkevand

Kamme et alternativ til pløjning?

KOMMISSIONENS FORORDNING (EU)

BIOTECHNICS DANMARK A/S

Naturstyrelsens tanker om grundvandsbeskyttelse over for pesticider. Funktionsleder Martin Skriver

Intro. Hvad er bakterier? Bakterier & fødevarer. MRSA Campylobacter Salmonella Listeria. Overlevelse og hurdleteknologi. Afslutning & spørgsmål

PRØVEPROJEKTER - SLUTRAPPORT

Kortlægning af retention på markniveau erfaringer fra NiCA projektet

DNA fingeraftryk: Hvordan kan vi bruge DNA - baserede metoder ved drikkevandsforureninger? Anna Krestine Nørgaard Teknologisk Institut

Mælkekirtlernes udvikling i relation til fodring og selektion/ Kuldudjævning i relation til mælkekirtlernes udvikling

Udvikling i aktivitetsdata og emission

Naturlig separering af næringsstoffer i lagret svinegylle effekt af bioforgasning og gylleseparering

Livet i jorden skal plejes for at øge frugtbarhed og binding af CO2 samt evnen til at filtrere vand

Går jorden under? Sådan beregnes kvælstofudvaskningen

Probiotika i akvakultur en strategi til forebyggelse af fiskesygdom

Kamdyrkning (drill) et økologisk alternativ

Miljø og Teknik. Orientering til ejere af private brønde og boringer om kommunens tilsyn med drikkevandskvaliteten

OPI Projekt: Udvikling af en biologisk reaktor til rensning for pesticider. /Foto: Christian Nyrop Albers, GEUS/

Susanne Mansdal Teamleder Mikrobiologisk laboratorium

Drikkevandssensorer 2016

Rapport. Optimal brug af ressourcer i den sorte ende Forsøg med recirkulering af vand i hårstødere. Hardy Christensen og Vinnie H.

Notatet har været til kommentering hos DCE, der ikke har specifikke kommentarer til notatet.

Bidrag til besvarelse af FLF spørgsmål 499 af 22/ til Politikens artikel Danmark sviner mest i Østersøen

Landovervågning AU AARHUS AU DCE - NATIONALT CENTER FOR MILJØ OG ENERGI. Gitte Blicher-Mathiesen, Anton Rasmussen & Jonas Rolighed UNIVERSITET

N-min-prøver til bestemmelse af udvaskningspotentialet

FINDES DER EN NEDRE GRÆNSEVÆRDI FOR KULSTOF I JORD?

Hvordan minimeres forureninger ved ledningsarbejder og hvorfor er det vigtigt?

DYNAMIK AF PRRS-VIRUS I 3 FORVENTLIGE PRRS-VIRUS-FRIE SOBESÆTNINGER

Teknik til udbringning af husdyrgødning effekter på miljø, planteudnyttelse og udbytte

Biokonservering af koldrøget laks

Sporicide Sengeforhæng

Opdatering af fagligt grundlag for udnyttelsesprocenter for husdyrgødning

Genetiske Aspekter af HCM hos Kat. - en introduktion til forskningsprojektet

Sammendrag Den mest effektive måde til at nedbringe forekomst af Salmonella på mørbrad er at undgå kontamination på slagtegangen.

Risikovurdering af indtrængning af spildevandspåvirket vand i ledningsnet

DNA SOM STREGKODER FOR KOMPLEKSE MIKROBE MILJØER

Forenklet kontrol af drikkevand

Plant-endophyte interactions: potentials and challenges

Forslag til handleplan 2 for forureningerne i Grindsted by

Gødningsåret. Claus Jerram Christensen, DJ Lars Bo Pedersen, S&L

Udsættes gartneriarbejdere for mikroorganismer anvendt til biologisk bekæmpelse?

Fra gråt til blåt Regn med kvalitet. Stormøde i Vand i Byer, 28. september 2014

Transkript:

UDVASKNING AF PATOGENER GENNEM LERJORDE Forskningsprofessor Carsten Suhr Jacobsen 1&2 Specialestuderende Tina Bech 1&2 Konsulent Kaare Johnsen 3 Projektforsker Mette Lægdsmand 4 Forskningsleder Ole H. Jacobsen 4 Seniorforsker Ole S. Jacobsen 1 Ph.d. studerende Anita Forslund 2 Projektforsker Lise Tønner Klank 5 Professor Anders Dalsgaard 2 Danmarks og Grønlands Geologiske Undersøgelse, GEUS 1 Det Biovidenskabelige Fakultet, Københavns Universitet 2 Kaare Johnsen, www.johnsen.it 3 Det Jordbrugsvidenskabelige Fakultet, Aarhus Universitet 4 Veterinærinstituttet, Danmarks Tekniske Universitet 5 ATV MØDE FRA GYLLE TIL GRUNDVAND OG ANDRE MULIGE PROBLEMKILDER Schæffergården 30. januar 2007

RESUME GEUS har sammen med Det Biovidenskabelig Fakultet, Københavns Universitet (tidligere KVL) og Aarhus Universitet (tidligere Danmarks Jordbrugsforskning) gennemført undersøgelser over Salmonella sp. bakteriers udvaskning gennem monolitter fra sandede såvel som lerede jorde. Hurtig udvaskning sås kun fra de lerede jorde, hvor vi i mange prøver fandt over.000 Salmonella sp. pr. ml. (til sammenligning må der ikke findes én termotolerant coli-form indikator bakterie pr 0 ml drikkevand). Betydningen af disse resultater diskuteres. INTRODUKTION Mikroorganismer i jord the good, the bad and the ugly I pløjelaget i en dansk landbrugsjord findes der typisk op mod 9 bakterieceller pr. gram jord, og kun omkring 1 % af disse bakterieceller er mulige at dyrke på standard agarplader. Tilsvarende er der mange svampeceller i pløjelaget i en landbrugsjord, og der findes også et stort antal små dyr bl.a. protozoer der lever af bakterier og svampe i jorden. Jordens mikroorganismer repræsenterer en kæmpe forskellighed som vi plejer at forklare med at der, i et porøst medium som jord, er et betydeligt antal mikro-nicher, som enten giver nogle helt specielle livsforhold som passer til mikroorganismer med forskellige egenskaber - eller giver mulighed for, at alle tiders mikroorganismer kan gemme sig i årevis i små sprækker eller porer. Ofte er det en sammenblanding af disse forhold, men det er sikkert og vist, at den mikrobielle forskellighed i jord er enorm. Ved at analysere DNA isoleret fra jord, ved vi, at der findes en lang række forskelligartede DNA sekvenser i jord, og det er tanke-vækkende, at skulle nogle forsøge at opnå en fuldsekvens af DNA fra et gram jord ville det være ligeså vanskeligt som at forsøge at samle 40.000 humane genomer på en gang /1/. Det påstås nogle gange at når det kommer til mikroorganismer i jord at alt er alle vegne forstået på den måde, at på grund af den enorme forskellighed, findes der i alle jorde, alle typer af mikroorganismer. De er måske ikke aktive lige nu - men til gengæld kunne de blive det, hvis de rette omstændigheder fandtes. Når vi snakker om bestemte mikroorganismer i jord som her smitstoffer (patogener) - er det derfor vigtigt at holde sig for øje at de komplicerede mikrobielle samfund i jord nødvendigvis har en stor indflydelse på hvordan nogle bestemte mikroorganismer i jord opfører sig. Det er vigtigt, at vi forsøger at forstå, at jorden i betydelig grad kan fungere både som et miljø for opformering og reduktion af antal mikroorganismer. F.eks. kan varme forhold føre til vækst af dyrkbare mikroorganismer, eksempelvis kan gruppen af koliforme bakterier formerer sig i jord. I den modsatte retning ses først og fremmest predationen som en vigtig reducerende faktor, idet protozoers græsning af f.eks. patogene bakterier er en vigtig måde til reduktion af antallet af patogene mikroorganismer. Zoonoser og indhold af patogener i husdyrgødning Fem forskellige mikroorganismer er normalt ansvarlige for de fleste undersøgte tilfælde af mavetarmsygdomme i Europa: Campylobacter spp., Salmonella spp. Escherichia coli O157, Yersinia enterocolitica og Cryptosporidíum parvum og i en undersøgelse af over 1.500 husdyrbesætninger er

forekomsten af disse patogener undersøgt i gødningen /2/. Denne britiske undersøgelse viste, at der er store variationer i disse zoonotiske smitstoffers forekomst i forskellige husdyrgødningstyper, Salmonella sp findes generelt i flest besætninger, mens Cryptosporidium parvum findes i færrest besætninger. Vi har valgt at undersøge Salmonella sp. s transport i jord som et eksempel på en almindeligt forekommende patogen bakterie i husdyrgødning. FORSØGSOPSÆTNING Ved at bruge tetracyklinresistens som markør i testbakterier er det enklere at følge hvordan bestemte patogene bakterier udvaskes gennem jord. Vi gennemførte forsøg i fire store monolitter (jordsøjler) i Foulum i foråret 2006, monolitterne var 60 cm i diameter og 0 cm høje (figur 1). To af monolitterne stammede fra en opsprækket lerjord på Sjællands Odde og to stammede fra en sandet jord ved Jyndevad i Sønderjylland. Salmonella DSMZ554 blev dyrket frem i et flydende agarmedium og hvad der svarer til 8x 7 celler ml -1 af denne tetracyklinresistente bakterie blev tilsat til gylle der blev tilført monolitterne svarende til gødning med på 30 tons gylle pr. hektar. Et antal på 8x 7 celler er en høj men realistisk koncentration af Salmonella sp. i gylle, indholdet af Salmonella sp. variere naturligvis meget, og en koncentration af Salmonella sp. er i gennemsnit 2x 3 g -1 i britiske undersøgelser af kvæggødning, hvor man højest fandt 7x 6 g -1 /3/. Jyndevad, sandy soil Sjællands Odde, fracturated loamy soil Figur 1 Udtagning af monolitter fra Sjællands odde og Jyndevad og skematisk fremstilling af opstillingen. RESULTATER OG DISKUSSION Udvaskning af tetracyklinresistente Salmonella DSMZ554 gennem monolitter Udvaskningen af tetracyklinresistente bakterier er vist på figur 2. Det fremgår af forsøgene, at der er en stor forskel på udvaskningen af Salmonella DSMZ554 gennem leret jord og gennem sandet jord. I de sandende jorde sker der et langsommere flow af vand igennem jordene og det er kun i meget få tilfælde at der blev påvist tetracyklinresistent Salmonella DSMZ554 i vand-prøver efter transport gennem jorden. Anderledes ser det imidlertid ud for udvaskningen af Salmonella DSMZ554 gennem den opsprækkede lerjord fra Sjællands Odde. I løbet af 26 dage hvor det gennemstrømmende vand blev analyseret for tilstedeværelse af tetracyklinresistente Salmonella DSMZ554 blev

der fra dag 2 fundet bakterien i alle undersøgte vandprøver. Det højeste antal Salmonella DSMZ554, der blev fundet i drænvandet, var 53.000 celler pr. ml. A B 0000 0000 000 000 cfu/ml 00 0 cfu/ml 00 0 1 1 0 00 1 1 0 00 time/h time/h Figur 2. Udvaskning af Salmonella DSMZ 554 igennem to monolitter (60x0 cm). A og B er to replikate søjler udtaget på Sjælland Odde. Efter tre uger blev der i begge lermonolitter fundet koncentrationen mellem 300 og 1300 tetracyklinresistente Salmonella testceller pr. ml. De høje koncentrationer af Salmonella DSMZ554 viser at smitstoffer tilført med gylle på jord under særlige omstændigheder kan tilføres grundvand. Drikkevand må ifølge lovgivningen ikke indeholde smitstoffer. Forekomst af Salmonella DSMZ554 i jordlag i monolitter Monolitterne blev skåret op og analyseret 26 dage efter, der var tilsat Salmonella DSMZ554 til overfladen af jorden. Det ses på figur 3 at testbakterien da stadig kan findes i alle fire monolitter. Sammenligning af de lerede og de sandede monolitter viser nogenlunde det samme antal Salmonella DSMZ554 i de øverste cm af jorden i de fire monolitter. Det ses imidlertid, at der er betydelig forskel mellem hvor mange Salmonella DSMZ554 der findes i de nederste jordlag, idet der findes færre testbakterier i den sandede jord. Vi har ikke i denne undersøgelse kigget på langtidsoverlevelsen af bakterien, men andre undersøgelser viser overlevelse af flere patogener i månedsvis /2/.

0 0 8000 16000 24000 32000 A 0 0 8000 16000 24000 32000 B depth/cm 20 30 depth/cm 20 30 40 40 50 50 0 0 4000 8000 12000 16000 C 0 0 4000 8000 12000 16000 D depth/cm 20 30 depth/cm 20 30 40 40 50 50 Figur 3: Antal Salmonella DSMZ554 fundet i de forskellige undersøgte jordlag i monolitterne. A og B de to lerede monolitter fra Sjællands Odde. C og D: de to sandede monolitter fra Jyndevad. De fundne værdier for udvaskning af Salmonella DSMZ554 viser at bakterielle smitstoffer hurtigt og i relative høje koncentrationer kan transporteres med drænvand gennem især lerjord. Det er derfor sandsynliggjort at bakterielle smitstoffer i gylle kan transporteres med drænvand gennem jord til grundvand. De fundne resultater er ikke overraskende da transport af partikler (med samme størrelse som bakterier) gennem opsprækket jord er vist at kunne foregå hurtigt. I forbindelse med et stort smitteopsporingsarbejde ved en alvorlig forurening af drikkevandet i byen Walkerton i Canada blev det konkluderet at en fækalforurening med E.coli O157:H7 og Campylobacter jejuni af grundvandet skyldtes infiltrering efter current best manure management practices /4/. Der findes andre eksempler hvor drikkevandsforurening med E. coli O157 er vist relateret til udbringning af husdyrgødning, men her kunne det ikke kon-kluderes at forureningen skete som følge af smitstoftransport gennem jorden, forureningen kunne også være sket gennem overfladeafstrømning til dårligt vedligeholdte brønde eller boringer /5/ og /6/.

Fenlon et al 2000 fandt at E. coli O157 blev udvasket til dræn efter udbringning af husdyr-gødning med E. coli O157. Afhængig af regnvejrsintensiteten kunne mellem 0,2% og % af den udbragte koncentration af E. coli O157 genfindes i drænvandet /7/. I et senere studie fandt Vinten et al. /8/ også udvaskning af E. coli O157 til drænvand efter tilsætning af kvæggylle, og i den første drænflowmåling fandt de mellem 1x 3 og 1x 4 CFU ml -1 af E. coli O157. KONKLUSION Disse første danske forsøg med udvaskning af bakterielle smitstoffer gennem monolitter viser at transport og udvaskning gennem jord med drænvand kan ske ved tilførsel af gylle forurening med Salmonella sp. Den hurtigste transport ned i gennem jord skete i den opsprækkede lerjord fra Sjællands Odde og her blev der gentagne gange fundet over.000 Salmonella sp. pr ml i drænvandet. REFERENCER /1/ Craig Venter interview 2006 Discoveries in the dirt. www.nature.com/nature/journal/v439/n7075/full/439384a.html /2/ Nicholson, F.A., Groves, S.J. and Chambers, B.J. (2005) Pathogen survival during livestock manure storage and following land application Bioresource Technology, 96(2), 135-143. /3/ Hutchison, M. L., Walters, L. D., Avery, S. M., Munro, F., Moore, A. (2005). Analyses of Livestock Production, Waste Storage, and Pathogen Levels and Prevalences in Farm Manures. Appl. Environ. Microbiol. 71: 1231-1236 /4/ Unc, A. and Goss, M.J. (2004) Transport of bacteria from manure and protection of water resources. Applied Soil Ecology 25(1), 1-18. /5/ Dev, V.J., Main, M. and Gould I. (1991) Waterborne outbreak of Escherichia coli O157. Lancet 337,1412. /6/ Swerdlow, D.L., Woodruff, B.A., Brady, R.C., Griffin, P.M., Tippen, S., Donnell, Jr., H.D., Geldreich, E., Payne, B.J., Meyer, Jr., A., Wells, J.G., Green, K.D., Bright, M., Bean, N.H. and Blake, P.A., (1992) A waterborne outbreak in Missouri of Escherichia coli O157:H7 associated with bloody diarrhea and death. Annals of Internal Medicine 117, 812 819 /7/ Fenlon, D.R., Ogden, I.D., Vinten, A. and Svoboda, I. (2000) The fate of Escherichia coli and E. coli O157 in cattle slurry after application to land. Journal of Applied Microbiology 88:149 156. /8/ Vinten, A.J.A.; Lewis, D.R., Fenlon, D.R., Leach, K.A., Howard, R., Svoboda, I., and Ogden, I. (2002) Fate of Eschericai coli and Eschericia coli O157 in soils and drainage water following cattle slurry application at 3 sites in southern Scotland. Soil Use and Management 18(3), 223-231.