Com a mudança climática vem aumentando a escassez de água, e períodos potencialmente mais longos de seca. Como os legisladores procuram urgentemente a reciclagem de águas residuais para conter a lacuna nos recursos hídricos, a questão é:qual a melhor forma de reutilizar a água e garantir a segurança pública. Contaminantes novos e emergentes, como genes resistentes a antibióticos (ARGs), representam um perigo potencial para a segurança pública e da água. Uma preocupação é a disseminação de ARGs pelo sistema de água e um aumento no desenvolvimento de super insetos resistentes a antibióticos.

Adam Smith, Professor assistente no Departamento Sonny Astani de Engenharia Civil e Ambiental da University of Southern California, e uma equipe de pesquisadores, incluindo Moustapha Harb, professor assistente na Lebanese American University e na Escola de Engenharia de USC Viterbi, Ph.D. alunos Phillip Wang e Ali Zarei-Baygi, estudou e comparou amostras de uma instalação avançada de tratamento de água subterrânea no sul da Califórnia e aquíferos subterrâneos para detectar diferenças nas concentrações de ARG. Embora tenham descoberto que a instalação avançada de tratamento de águas subterrâneas reduziu quase todos os ARGs direcionados para abaixo dos limites de detecção, as amostras de água subterrânea tinham uma presença onipresente de ARGs em locais de controle e locais recarregados com água da instalação avançada de tratamento de água.

Historicamente, Os métodos de tratamento de reutilização indireta, nos quais uma barreira ambiental é uma etapa intermediária no processo de limpeza da água, têm sido mais populares do que o processo direto "do banheiro à torneira". Embora os métodos indiretos de tratamento de reúso de água fossem, da percepção e apetite do público, considerado mais confiável, na verdade, trata-se de abordagens de reutilização direta do tipo "banheiro na torneira", que não introduzem uma proteção ambiental que produza mais segurança, água mais pura para potabilidade. A razão para isso está na maneira como os ARGs no meio ambiente podem contaminar a água de reúso potável. Essas descobertas foram destacadas em um estudo publicado em Cartas de ciência e tecnologia ambiental .

Como os ARGs se propagam pelos sistemas de tratamento de água

Embora alguns ARGs ocorram naturalmente nas comunidades microbianas, antibióticos, ARGs e patógenos resistentes a antibióticos estão aumentando nas fontes de água como resultado do uso excessivo de antibióticos em geral. Em um ciclo típico de tratamento de água, as águas residuais são tratadas primeiro em uma estação de tratamento de águas residuais. O estudo descobriu que essa água permanece alta em ARGs, uma vez que persistem ao longo do processo de tratamento. Daqui, a água destinada à reutilização potável é posteriormente purificada usando técnicas físicas e químicas avançadas, incluindo osmose reversa - um processo que usa uma membrana parcialmente permeável para purificar a água potável.

Em um esquema de reutilização indireta, a água purificada será infundida de volta em um tampão ambiental, como um aquífero subterrâneo. Mais tarde, a água é retirada do aquífero e posteriormente tratada em uma estação de tratamento de água potável antes de ser adicionada ao abastecimento público de água. Em contraste, em abordagens de reutilização direta, água purificada não retorna para um tampão ambiental, mas ao invés, permanece dentro do ciclo da água projetada, indo da estação de tratamento de águas residuais para a estação de reutilização de água para a estação de tratamento de água potável e, em seguida, para sua torneira

Observar as diferenças nos ARGs entre as várias fontes de água é extremamente importante ao considerar os riscos futuros à saúde, como o desenvolvimento de super bugs, disse Smith. Uma vez que as estações de tratamento de águas residuais geralmente não são projetadas para a remoção de micropoluentes como antibióticos, eles tendem a persistir nos sistemas de tratamento, levando a altas densidades de bactérias resistentes a ARG em diferentes estágios de tratamento. Quando esta água é introduzida em um aquífero, onde ARGs já ocorrem naturalmente, pode ficar contaminado com ARGs e bactérias resistentes a antibióticos. Para complicar ainda mais o problema, ARGs são facilmente transferidos por meio de transferência horizontal de genes, aumentando o risco de patógenos resistentes a antibióticos.

"ARGs não são regulamentados de forma alguma e são um contaminante emergente e desafiador de preocupação devido à nossa dependência do tratamento biológico no ciclo da água projetada, "Smith disse." Porque eles são contaminantes biológicos - pequenos fragmentos de DNA que são liberados para o meio ambiente - bactérias presentes em ambientes receptores podem absorvê-los, tornando-se resistentes, e perpetuar ainda mais a propagação da resistência. "

A reutilização de águas residuais é a opção prevalecente para lidar com uma pressão crescente no abastecimento de água global e pode ser preferível a opções como a dessalinização, o que é caro e ineficiente em termos de energia em comparação. Contudo, o perigo de espalhar a resistência aos antibióticos é aquele que deve informar quais metodologias ganham mais tração e investimento conforme olhamos para o futuro, disse Smith. Eliminating unknowns that persist in the environmental water buffers could be one way to ensure water that reaches our taps is clean of ARGs and other harmful contaminants.

"Lessening the global spread of antibiotic resistance will require an interdisciplinary approach that spans environmental and clinical systems. We must act fast before we enter a so called 'post-antibiotic world' where bacterial infections become impossible to treat, " Smith said.