Исследователи из Центра ядерной энергии в сельском хозяйстве при Университете Сан-Паулу выявили присутствие нескольких классов антибиотиков в реке Пирасикаба – одной из крупнейших водных артерий одноименного бразильского штата. Результаты работы, опубликованной в журнале Environmental Sciences Europe, показывают, что фармацевтические субстанции не только загрязняют воду, но и накапливаются в организмах рыб. Группа ученых также оценила потенциал водного папоротника Salvinia auriculata как средства для очистки экосистемы.
Сбор проб проводился в районе плотины Санта-Мария-да-Серра, где аккумулируются стоки всего речного бассейна. Этот участок подвергается воздействию очистных сооружений, бытовых сточных вод, а также отходов животноводства и аквакультуры. Анализ воды, осадков и тканей рыб в дождливый и засушливый сезоны позволил отследить динамику 12 видов антибиотиков, включая тетрациклины, сульфаниламиды и фторхинолоны. В засушливый период, когда объем воды в реке снижается, концентрация препаратов достигает детектируемых значений, при этом в донных отложениях уровень содержания некоторых веществ оказался выше средних мировых показателей.
Наиболее резонансным открытием стало обнаружение хлорамфеникола в тканях рыб ламбари, выловленных местными рыбаками. Использование этого антибиотика в животноводстве на территории Бразилии запрещено из-за его высокой токсичности. Поскольку ламбари являются популярным объектом промысла, присутствие в них препарата создает прямые риски для здоровья потребителей. Хлорамфеникол выявлялся исключительно в сухой сезон и демонстрировал высокую устойчивость в окружающей среде.
В качестве возможного решения проблемы загрязнения биологи предложили использовать водное растение Salvinia auriculata. Лабораторные эксперименты с применением меченых атомов углерода-14 показали, что папоротник эффективно извлекает из воды энрофлоксацин – препарат, широко применяемый как в медицине, так и в ветеринарии. За несколько дней при достаточной биомассе растения удавалось удалить до 95 процентов этого вещества. Очистка воды от хлорамфеникола шла медленнее: растению удавалось поглотить от 30 до 45 процентов препарата за три недели.
Применение растительных фильтров показало неоднозначные результаты в отношении рыб. С одной стороны, папоротник снижал общую концентрацию антибиотиков в воде. С другой – присутствие растения иногда ускоряло процесс накопления веществ в организмах рыб. Вероятно, сальвиния меняет химическую форму соединений, делая их более доступными для всасывания живыми организмами. При этом было зафиксировано, что растение помогает снизить повреждения ДНК у рыб, вызванные воздействием хлорамфеникола, возможно, за счет выделения антиоксидантных соединений в воду.
Авторы исследования подчеркивают, что использование природных методов очистки требует осторожности. После поглощения загрязнителей биомассу растений необходимо своевременно удалять и утилизировать, иначе антибиотики могут снова попасть в экосистему. Несмотря на эти сложности, водные макрофиты остаются перспективным низкобюджетным инструментом для борьбы с загрязнением рек, особенно в регионах, где установка современных систем фильтрации экономически невозможна.
