Verspreiding antibioticaresistente bacteriën, resistentiegenen en antibioticaresiduen via mest

Aanleiding

Wereldwijd worden op steeds grotere schaal infecties met bacteriën gesignaleerd die resistent zijn voor antibiotica. De belangrijkste bronnen en routes waarlangs resistente bacteriën en antibioticaresten het milieu bereiken zijn via mest en afvalwater. Met deze stromen bereiken ook antibioticaresistentiegenen en residuen van antibiotica het milieu. Het voorkomen van resistente bacteriën in het milieu werd in Nederland nog niet systematisch onderzocht. De invloed van bemesting met dierlijke mest eerder alleen in een pilot onderzocht. Dit rapport (bijgevoegd) beschrijft  de “nulmetingen” van de concentraties en kwantitatieve verspreiding van resistente bacteriën, residuen van antibiotica en resistentiegenen (hierna "ABR" genoemd) in dierlijke mest naar het milieu.

Aanpak

In 100 mestmonsters (24 in 2016 en 76 in 2017) verkregen na opslag van mest op de boerderij werden het voorkomen en de concentraties van ESBL-producerende E. coli (ESBL-EC), van 2 resistentiegenen en van antibiotica onderzocht. Er zijn in totaal 100 mestmonsters genomen van vleesvarkens, zeugen, melkkoeien, kalveren, leghennen en vleeskuikens.

In combinatie met de totale hoeveelheden mest zijn deze resultaten geëxtrapoleerd naar de totale hoeveelheden ABR die jaarlijks met mest op het milieu worden geloosd. De verspreiding wordt dus ingeschat op basis van de in deze monster gemeten concentraties maal de hoeveelheid mest die in Nederland op de landbouwpercelen wordt gebracht. Daarnaast zijn literatuurgegevens over de afspoeling van bacteriën in mest naar oppervlaktewater gebruikt om de hoeveelheid ABR uit mest te kunnen vergelijken met de hoeveelheid ABR die uit humane bronnen in oppervlaktewater komt.

Resultaten

In nagenoeg alle monsters werden E. coli aangetroffen.

ESBL (een resistente bacterie) werd in grote variatie tussen mestmonsters aangetroffen, met ook grote verschillen tussen diersoorten: het vaakst kwam dit voor in mest van varkens en kalveren gevonden, echter de concentraties waren het hoogst in pluimveemest en het laagste in mest van varkens en koeien. 

Ook is naar twee resistentie-genen onderzocht in 94 monsters: op twee monsters van leghennenmest na werden ze overal gevonden, in zeer uiteenlopende concentraties.

Antibiotica-gehaltes werden in 100 mestmonsters bepaald.  De concentraties varieerden sterk binnen een mestsoort en ook tussen de mestsoorten. De meeste positieve monsters en de hoogste concentraties werden in mest van kalveren gevonden. In melkvee en varkens werden vooral tetracyclinen gevonden. In pluimvee was het aantal positieve monsters het laagst. Enkele antibiotica werden in veel monsters aangetroffen, waaronder tetracyclines (oxytetracycline, tetracycline en doxycycline), sulfonamides (sulfadiazine en sulfadimidine) en macroliden (tilmicosin, in kalveren). Ook het fluorochinoloon flumequin werd relatief vaak gevonden (50% positieve varkensmestmonsters en 92% positieve kalverenmestmonsters).

Verspreiding naar het milieu en naar het oppervlaktewater

Op basis van deze gehaltes en de totale hoeveelheid mest die in Nederland op het land wordt gebracht is een berekening gemaakt van de totale verspreiding naar het milieu. Door de grote verschillen in gemeten concentraties is ook de onzekerheid (spreiding) van deze berekening groot.

Deze onzekerheid kennende is een inschatting gemaakt van het belang van mest ten opzichte van humane bronnen. Van ESBL is de verspreiding ongeveer even groot uit mest en uit humane bronnen, van resistente genen (hier zijn ermB en sul1 onderzocht) is de verspreiding uit de landbouw lager dan van humane bronnen. Van antibiotica kon men geen inschatting maken van de verspreiding naar het milieu. De meeste soorten antibioticum werd slechts in een zeer beperkt aantal mestmonsters aangetroffen, en daarom werd de onzekerheid te groot geacht om een inschatting te doen naar de verspreiding van antibiotica via mest naar het milieu.

Mest versus humane bronnen.

De verspreiding uit mest is niet een op een te vergelijken met die uit humane bronnen. Immers, mest wordt op het land gebracht en niet direct op het oppervlaktewater. Dit is een groot verschil.

De verspreidingsroutes van de ABR vinden namelijk voornamelijk plaats via het oppervlaktewater (in kleinere mate ook via de lucht (aerosolen), en daarnaast is er natuurlijk nog een route via het voedsel of via direct contact met dieren). Vanuit de bodem moeten de ABR dus nog naar het oppervlaktewater toe.  

ABR dat op het land wordt gebracht, zal voor een deel wordt afgebroken, en zal alleen worden verspreid indien er via een neerslagoverschot water wordt afgevoerd naar het oppervlaktewater. Deze processen kennen ook een grote variatie. Een studie gaf aan dat in een maand ongeveer 50% van de E-coli wordt afgebroken in de bodem.

Op gebiedsniveau is nog niet veel bekend, echter in een studie met metingen in België (stroomgebied van de Schelde) werd de bijdrage van 'landbouwgerelateerde' bacteriën op 1% ingeschat. In deze studie kwam naar voren dat het merendeel van in het water gevonden bacteriën afkomstig was van afvalwaterzuiveringsinstallaties, van menselijke bronnen dus. Het rapport geeft aan dat in Nederland een soortgelijk beeld werd gevonden in een studie, waar o.a. in Noord-Brabant metingen zijn verricht.

Conclusies

• Dierlijke mest bevat na opslag op de boerderij zowel ESBL-EC alsook resistentiegenen en residuen van antibiotica. Mest is daarmee een bron van waaruit ABR in het Nederlandse milieu terecht komt. De prevalenties en concentraties van ESBL-EC, resistentiegenen en residuen hangen af van de mestsoort, maar tonen ook binnen een mestsoort grote variaties.
• Alle verschillende mestsoorten dragen bij aan de totale vrachten aan resistente bacteriën, resistentiegenen en antibiotica die op landbouwgrond terecht komen. Er is geen mestsoort die het gros van de emissies van zowel ESBL-EC, alsook van resistentiegenen en residuen van antibiotica veroorzaakt.
• De totale hoeveelheid ABR die met mest Nederlandse landbouwgrond bereikt is vergelijkbaar met wat met afvalwater het oppervlaktewater bereikt. Voor de humane blootstelling is ABR in oppervlaktewater van grotere relevantie dan ABR op landbouwgrond.
• De hoeveelheid die vanuit mest in het oppervlaktewater terechtkomt, is waarschijnlijk beduidend kleiner dan de vracht vanuit afvalwater.