Assessment of the impact of wastewater and sewage sludge treatment methods on antimicrobial resistance. Scientific opinion of the Panel on Microbial Ecology of the Norwegian Scientific Committee for Food and Environment

Oppdrag fra Mattilsynet og Miljødirektoratet: Antimikrobielle stoffer og mikroorganismer skilles ut til avløpssystemene gjennom ulike menneskelige aktiviteter; fra private hjem, forskjellige institusjoner inkludert skoler og sykehus, kontorbygg, industriell og kommersiell virksomhet, dvs. overalt hvor mennesker bor og lever. Mattilsynet og Miljødirektoratet ba Vitenskapskomiteen for mat og miljø (VKM) om en utvidelse av VKM-rapporten fra 2009, «Risikovurdering av avløpsslam som jordforbedringsmiddel», angående effekt av behandlingsmetoder for avløpsvann- og slam brukt i Norge på utvikling av bakterier som er resistente overfor antimikrobielle stoffer, spredning av antimikrobielle resistensgener, og drivere for utvikling av resistens (som antibiotika, soppdrepende midler, tungmetaller, desinfeksjonsmiddel, osv.). Slik ble oppdraget utført av VKM: VKM oppnevnte en arbeidsgruppe bestående av tre medlemmer fra faggruppen for mikrobiell økologi, fire eksterne medlemmer og VKM-ansatte, for å svare på spørsmålene i oppdraget. Faggruppen for mikrobiell økologi har gjennomgått og revidert rapportutkastet fra arbeidsgruppen og godkjent rapporten. Den antimikrobielle resistenssyklusen: Eksponering for antimikrobielle stoffer blir sett på som den viktigste pådriveren for utvikling og spredning av antimikrobiell resistens hos mikroorganismer. Tarmen hos mennesker eller dyr som får antimikrobielle medikamenter, er dermed et viktig sted for utvikling av antimikrobiell resistens. Ettersom resistente bakterier, resistensgener og antimikrobielle stoffer skilles ut til avløpssystemet, kan avløpssystemet være en potensiell «hot spot» for interaksjoner mellom forskjellige mikroorganismer, mellom forskjellige antimikrobielle stoffer, og mellom mikroorganismer og antimikrobielle stoffer. Det er særlig risiko for at sykehus og farmasøytisk industri kan tilføre antimikrobielle medikamenter og medikamentrester til avløpsvannet. Fra renseanlegg for avløpsvann vil bakterier og gener havne enten i avløpsvann eller i slam som slippes ut fra anlegget. Når slam brukes som jordforbedringsmiddel og gjødsel, kan resistente bakterier og resistensgener nå dyrkbar jord og dermed resirkuleres til matproduksjonskjedene. Via renset avløpsvann blir resistente bakterier og resistensgener frigjort til resipienter, det vil si elver, innsjøer eller fjorder, og kan resirkuleres til matproduksjonen fra disse miljøene også. I hvert trinn i syklusene som er beskrevet, vil resistente bakterier og resistensgener bli introdusert til nye miljøer som de må tilpasse seg, og til mikrobielle samfunn hvor de må konkurrere om næring for å formere seg og overleve. Avhengig av bakterieart vil disse nye miljøene være mer eller mindre uvennlige, men miljøene vil også gi muligheter for mikrobielle interaksjoner, som spredning av resistensgener, på grunn av horisontal overføring i og mellom bakteriearter. Viktige funn beskrevet i rapporten: Det er vanskelig å foreta en samlet og generell vurdering av sannsynligheten for direkte utslipp av resistente bakterier og resistensgener i avløpsvann og slam, på grunn av kompleksiteten i avløpssystemer og mangelen på harmoniserte metoder og protokoller for å sammenligne data fra forskjellige systemer. Det er imidlertid ingen sterk indikasjon på at det er en betydelig seleksjon av resistente bakterier i renseanlegg for avløpsvann under europeiske forhold (for eksempel endemisk nivå av resistensgener, bruk av teknologi, liten produksjon av antibiotika), noe som generelt også gjelder for situasjonen i Norge. Selv om resultater fra noen enkeltstudier indikerer at behandlingsprosessene kan gi en liten økning i andelen resistente bakterier, er den absolutte reduksjonen gjennom behandlingen betydelig: mellom 99 % og 99,9 % av fekale indikatorbakterier (Mellom 99 % og 99,9 % av fekale indikatorbakterier, dvs. bakterier som stammer fra avføring, vil fjernes gjennom osv.) vil fjernes gjennom en sekundær behandlingsprosedyre, som inkluderer biologiske og fysiskkjemiske behandlingstrinn. Avløpsvann slippes ut i elver, innsjøer og fjorder, og det er mange fysiske, mekaniske og kjemiske mekanismer som begrenser sannsynligheten for at resistente bakterier av fekal opprinnelse blir tilbakeført til matproduksjonskjedene. Imidlertid er det ulike synspunkter på hvilken betydning slike utslipp har for videre utvikling av antimikrobiell resistens. Resultater fra enkeltstudier indikerer at renset avløpsvann bidrar relativt lite til den totale resistenseksponeringen som organismer i vannmiljøer og marine miljøer utsettes for. På den annen side blir ferskvannsmiljøer generelt sett på som et viktig reservoar for nye resistensdeterminanter, og i noen områder har forekomsten av resistensdeterminanter i renset avløpsvann blitt observert å være betydelig høyere enn i uberørte naturlige vannkilder. Det ser ut til å være uunngåelig med et visst omfang av antimikrobiell resistens i resipienter sammenlignet med uberørte vannkilder. Under behandlingsprosessene i renseanleggene fester bakterier seg i stor grad til partikler som aggregerer og deretter felles ut for å danne et fast slam. Ved å fjerne smitte- og giftstoffer fra slammet forskriftsmessig, drepes en stor andel av disse bakteriene, særlig fekale bakterier som er følsomme for høye temperaturer. Imidlertid er det hygieniserte slammet fortsatt rikt på bakterier, og noen av disse er bærere av spesifikke resistensgener. Det norske regelverket om bruk av slam på jord, vil imidlertid bidra til å begrense at mat forurenses med resistente bakterier og resistensgener. Jordsmonn har uansett et variert innhold av resistente bakterier. Mange er naturlig tilstede i jord og noen kan være tilført med slam. Den relativt sett største betydningen av slambakterier er sannsynligvis begrenset til en kortvarig periode etter at slammet er pløyd ned i jorda. En ny og omfattende studie fra Sverige viste at anvendelse av avløpsslam på jordbruksmark over flere år kun resulterte i mindre endringer i populasjonen av jordbakterier. Det ble ikke funnet noen bevis for at bruk av behandlet avløpsslam og noen økning i mengden av resistente bakterier eller resistensgener i jorda. Avløpsvann fra sykehus har gjerne et høyere innhold av resistente bakterier, resistensgener og rester av antimikrobielle stoffer enn avløpsvann fra husholdninger og samfunnet for øvrig. Dersom avløpsvann fra sykehus går til store renseanlegg, betyr det ikke nødvendigvis at renseanlegget vil slippe ut større mengder resistente bakterier eller resistensgener. Derimot kan utslipp fra et sykehus til et mindre renseanlegg ha større innvirkning totalt sett, noe som betyr at man bør vurdere å behandle avløpsvannet ved sykehuset før det slippes ut på det ordinære avløpsnettet. Nylig publiserte resultater fra en norsk studie som undersøkte bakteriepopulasjonene i forskjellige avløpsvann i Oslo-området, viste at de høyeste konsentrasjonene av antimikrobiell resistens ble funnet i urenset avløpsvann fra sykehus. Det ble også funnet overraskende høye konsentrasjoner i urenset avløpsvann fra husholdninger. Det relative bidraget fra sykehusavløpet var av mindre betydning når det gjaldt tilførsel av resistente bakterier til renseanlegget. Antimikrobiell resistens er beskrevet som en av vår tids største folkehelsetrusler. For å bekjempe trusselen, må alle tiltak for å unngå spredning av antimikrobielle stoffer, resistente bakterier og resistensgener vurderes. Konsentrasjonen av antimikrobielle stoffer, resistente bakterier og resistensgener er høyest i ubehandlet kloakk og ved innløpet til renseanleggene. Å separere de forskjellige bestanddelene som har høye konsentrasjoner av antimikrobielle stoffer, resistente bakterier og resistensgener og for å behandle dem separat, kan derfor være et effektivt tiltak for å redusere den totale belastningen som kommer til renseanleggene. På grunn av de høye konsentrasjonene i urenset avløpsvann, er det viktig å være oppmerksom på risikoen for lekkasjer fra rørsystemene for slikt avløpsvann, spesielt når det gjelder risiko for inntrenging av avløpsvann til distribusjonssystemet for drikkevann. Oppgradering og vedlikehold av avløps- og drikkevannsnettverk vil redusere denne risikoen betydelig. Metodene som brukes for rensing av avløpsvann i Norge er generelt relativt enkle. En oppgradering til mer avanserte metoder vil redusere konsentrasjonen av alle bakterier som frigjøres fra anleggene. Imidlertid er ikke renseanlegg for avløpsvann i utgangspunktet designet for å fjerne antimikrobiell resistens. Membranbaserte metoder ser ut til å være de mest lovende alternativene for å forbedre et slikt rensetrinn. Fremtidsperspektiver: I rapporten drøftes hvordan konseptet med «sensitive resipienter» kan inkluderes når det gjelder revisjon av krav til rensing av avløpsvann. I dag er dette konseptet basert på vurdering av tilførsel av næringsstoffer til miljøet, snarere enn på sporforurensninger eller forurensninger som resistente bakterier og resistensgener som utvikler seg i et utsatt miljø. Det kan være fornuftig å definere krav til rensing av avløpsvann i relasjon til den effekten en økning av utslipp vil medføre. Ved å bruke en slik tilnærming, vil en liten forurensingsbelastning til et i utgangspunktet rent miljø bli vurdert som svært kritisk, og utløse krav om ytterligere behandling. I tillegg til å vurdere mengde av forurensing, vil det i dette perspektivet også være nødvendig å vurdere type forurensning. Det vil si type resistens og eventuell lokalisering av resistensdeterminanter på kjente, mobile elementer. I rapporten drøftes også etablering av et nytt overvåkningsprogram som kan gå parallelt med de eksisterende overvåkningsprogrammene NORM og NORM-VET - «NORM-ECO». Det er fremdeles relativt liten kunnskap om antimikrobiell resistens i ikke-kliniske miljøer, og det er ikke identifisert noen målbare parametere som vil utløse umiddelbar respons fra Mattilsynet eller Miljødirektoratet. Imidlertid krever etablering av et «NORM-ECO» -system avklaring av en rekke spørsmål, som må besvares gjennom ny forskningsinnsats.