L'urina umana riciclata e invecchiata può essere utilizzata come fertilizzante con bassi rischi di trasferimento di DNA resistente agli antibiotici nell'ambiente, secondo una nuova ricerca dell'Università del Michigan.

È una scoperta chiave negli sforzi per identificare alternative più sostenibili ai fertilizzanti ampiamente utilizzati che contribuiscono all'inquinamento dell'acqua. I loro alti livelli di azoto e fosforo possono stimolare la crescita di alghe, che possono minacciare le nostre fonti di acqua potabile.

L'urina contiene azoto, fosforo e potassio, nutrienti chiave di cui le piante hanno bisogno per crescere. Oggi, i sistemi di trattamento municipali non rimuovono completamente questi nutrienti dalle acque reflue prima che vengano rilasciati nei fiumi e nei torrenti. Allo stesso tempo, la produzione di fertilizzanti sintetici è costosa e richiede molta energia.

UM guida il più grande consorzio di ricercatori della nazione che esplorano la tecnologia, requisiti di sistema e atteggiamenti sociali associati ai fertilizzanti di origine urinaria.

Negli ultimi anni, il gruppo ha studiato la rimozione dei batteri, virus, e prodotti farmaceutici nelle urine per migliorare la sicurezza dei fertilizzanti derivati ​​dalle urine.

In questo nuovo studio, i ricercatori hanno dimostrato che la pratica di "invecchiare" l'urina raccolta in contenitori sigillati per diversi mesi disattiva efficacemente il 99% dei geni resistenti agli antibiotici che erano presenti nei batteri nelle urine.

"In base ai nostri risultati, pensiamo che i microrganismi nelle urine distruggano il DNA extracellulare nelle urine molto rapidamente, "ha detto Krista Wigginton, professore associato di ingegneria civile e ambientale, e autore corrispondente su uno studio pubblicato oggi in Scienze e tecnologie ambientali .

"Ciò significa che se i batteri nelle urine raccolte sono resistenti agli antibiotici e i batteri muoiono, come fanno quando vengono immagazzinati nelle urine, il DNA rilasciato non rappresenterà un rischio di trasferire la resistenza ai batteri nell'ambiente quando viene applicato il fertilizzante."

Ricerche precedenti hanno dimostrato che il DNA resistente agli antibiotici può essere trovato nelle urine, sollevando la questione se i fertilizzanti da esso derivati ​​possano trasferire tale resistenza.

I ricercatori hanno raccolto l'urina di più di 100 uomini e donne e l'hanno conservata per 12-16 mesi. Durante quel periodo, aumentano i livelli di ammoniaca nelle urine, abbassando i livelli di acidità e uccidendo la maggior parte dei batteri che i donatori versano. I batteri delle infezioni del tratto urinario spesso ospitano resistenza agli antibiotici.

Quando l'ammoniaca uccide i batteri, scaricano il loro DNA nella soluzione. Sono questi frammenti extracellulari di DNA che i ricercatori hanno studiato per vedere quanto velocemente si romperebbero.

L'urina è stata utilizzata come fertilizzante per le colture per migliaia di anni, ma negli ultimi anni è stato esaminato più da vicino come un modo per creare un'economia circolare dei nutrienti. Potrebbe consentire la produzione di fertilizzanti in modo più rispettoso dell'ambiente, ridurre l'energia necessaria per gestire i nutrienti negli impianti di trattamento delle acque reflue, e creare fonti di fertilizzanti localizzate.

"Ci sono due ragioni principali per cui pensiamo che il fertilizzante per l'urina sia la via del futuro, " ha detto Wigginton. "Il nostro attuale sistema agricolo non è sostenibile, e il modo in cui affrontiamo i nutrienti nelle nostre acque reflue può essere molto più efficiente".

Nel loro lavoro in corso, il team guidato da U-M si sta spostando verso gli ambienti agricoli.

"Stiamo facendo esperimenti sul campo per valutare le tecnologie che trasformano l'urina in un fertilizzante sicuro e sostenibile per colture alimentari e altre piante, come i fiori. Finora, i nostri risultati sperimentali sono piuttosto promettenti, " ha detto Nancy Love, il Borchardt and Glysson Collegiate Professor e professore di ingegneria civile e ambientale alla U-M.

Lo studio è intitolato "Fate of Extracellular DNA in the Production of Fertilizers from Source-Separated Urine".