Ученые из Центра ядерной энергии в сельском хозяйстве при Университете Сан-Паулу обнаружили в реке Пирасикаба следы нескольких антибиотиков и изучили, как эти вещества накапливаются в организме рыбы. Исследование также было посвящено эффективности водного растения Salvinia auriculata в очистке загрязненной воды. Проектом руководила Патрисия Алешандре Эванжелиста, а финансирование обеспечивал фонд FAPESP.
Отбор проб проводился возле плотины Санта-Мария-да-Серра и водохранилища Барра-Бонита. Эти участки считаются зонами накопления загрязняющих веществ, поступающих со всего речного бассейна. Исследователи анализировали воду, донные отложения и рыбу как в сезон дождей, так и в сухой период. Результаты показали выраженную сезонность: во время дождей большинство антибиотиков фиксировалось ниже предела обнаружения, тогда как в сухой сезон ученые выявили несколько различных соединений.
Одним из наиболее заметных результатов стало обнаружение хлорамфеникола в рыбе Astyanax в районе Барра-Бонита. Этот антибиотик запрещен к использованию в животноводстве. Его присутствие зафиксировали только в сухой сезон, а концентрация достигала десятков микрограммов на килограмм. Исследование также показало, что уменьшение содержания антибиотиков в воде не всегда означает снижение их накопления в организмах рыб.
Ученые сравнили поведение различных веществ в экосистеме. Энрофлоксацин выводился из организма сравнительно быстро, а период его полувыведения составил около 21 дня. Кроме того, соединение продемонстрировало низкий биоконцентрационный фактор. Хлорамфеникол, напротив, сохранялся в организме более 90 дней и отличался высоким уровнем накопления.
Для снижения загрязнения исследователи использовали растение Salvinia auriculata. Эксперимент показал, что оно способно удалять свыше 95% энрофлоксацина за два-три дня. С хлорамфениколом результаты оказались значительно слабее: за 16–20 дней растение устраняло лишь 30–45% вещества. Авторрадиография продемонстрировала, что антибиотики в основном накапливаются в корневой системе Salvinia.
Исследование также выявило влияние растения на процессы усвоения антибиотиков организмами рыб. Присутствие Salvinia снижало концентрацию веществ в воде, однако в некоторых случаях ускоряло проникновение соединений в ткани рыб. Ученые предположили, что это может быть связано с преобразованием антибиотиков в более доступные формы.
Отдельное внимание исследователи уделили воздействию веществ на здоровье водных организмов. Хлорамфеникол вызывал значительные генетические повреждения у рыб, однако при наличии Salvinia их уровень снижался почти до контрольных значений. Для энрофлоксацина подобного защитного эффекта не обнаружили. Авторы работы предполагают, что растение может либо преобразовывать антибиотики в менее генотоксичные соединения, либо выделять антиоксиданты в прикорневую среду.
При этом ученые подчеркнули, что Salvinia auriculata не способна полностью решить проблему загрязнения. Среди ограничений метода специалисты назвали необходимость дальнейшей утилизации загрязненных растений. При неправильной обработке накопленные антибиотики могут вновь попасть в окружающую среду.
