Rostoucí světová populace vedla ke zvýšené poptávce po živočišných bílkovinách a přechodu od extenzivních k intenzivním systémům chovu hospodářských zvířat. Intenzivní chov hospodářských zvířat byl a mnohde je charakterizován používáním antibiotik jako růstových stimulátorů, což vedlo k obavám o veřejné zdraví v souvislosti s rezistencí vůči antibiotikům.
Přibližně 172, 148 a 45 mg antibiotik na kg živého nebo poraženého zvířete se používá v chovech prasat, kuřat a skotu. Antibiotika jsou částečně absorbována ve střevě a/nebo špatně metabolizována na základě své struktury. Následně se antibiotika přenášejí do hnoje; Vstupují tak do různých složek prostředí, kde mohou přetrvávat mnoho let nebo dokonce desetiletí.
Rychlost vylučování antibiotik se hodnotí pomocí procenta radioaktivního uhlíku zachyceného ve stolici. Různé výzkumné studie hodnotily vylučování antibiotik do hnoje hospodářských zvířat.
Druhově specifické rozdíly, způsob podání antibiotik, třídy antibiotik a doba sběru exkrementů ovlivňují rychlost vylučování antibiotik. Injekce vede k obtoku trávicího traktu, zatímco aplikace krmivem může způsobit interakce účinné látky se složkami krmiva, čímž se sníží úroveň absorpce ve střevě. Různé výzkumné studie uvedly, že doba sběru hnoje se pohybuje mezi 10 a 38 dny; Předpokládá se však, že pro komplexní výsledek stačí 10 dní.
Antibiotika působí proti grampozitivním a gramnegativním mikroorganismům, čímž ovlivňují procesy, do kterých se mikroorganismy zapojují, jako je produkce bioplynu během anaerobní fermentace. Anaerobní digesce se skládá ze čtyř kroků, včetně hydrolýzy, acidogeneze, acetogeneze a metanogeneze, které přispívají k produkci bioplynu. Sulfonamidy nemají žádný nebo jen malý vliv na výtěžnost bioplynu, a to i v koncentracích do 280 mg na litr. Danofloxacin a mikospecton, směs spektrinomycinu a linkomycinu, mají větší vliv na produkci bioplynu než na výtěžnost metanu. Oxytetracyklin snižuje výtěžnost bioplynu, ale nemá žádný vliv na produkci metanu. Kolistin, polymyxinové antibiotikum, zvyšuje výtěžnost bioplynu a metanu během vsádkové fermentace hnoje. Je pozoruhodné, že faktory včetně obsahu sušiny, retenční doby a příslušné inkubační doby ovlivňují antibiotika a jejich potenciál ovlivnit produkci bioplynu a metanu.
Trimethoprim, který inhibuje syntézu kyseliny listové a obvykle se aplikuje v kombinaci se sulfonamidy pro synergické účely, je během anaerobní digesce eliminován o více než 99 %. Rychlá eliminace tohoto synergentu by mohla být jedním z důvodů nepozorovaných účinků sulfonamidů na produkci bioplynu i ve vysokých koncentracích. Míra eliminace sulfadiazinu nebo tetracyklinu během anaerobní dávkové digesce a sulfamethazinu během kompostování je mezi 0 % a 100 %, což naznačuje, že mnoho antibiotik není přirozeně rozložitelných, ale jejich eliminace závisí na specifických podmínkách použitých v příslušném experimentálním uspořádání. Kromě toho jsou tetracykliny a monensin vylučovány ve vyšší míře při 55 °C než při 22 °C nebo 38 °C v rámci digesční léčby. Množství a typ pevných částic přítomných v systému ovlivňuje rychlost eliminace; Proto je ve studiích kompostování míra eliminace obvykle vyšší než 90 %. Ředění hnoje vodou zvyšuje rychlost eliminace tylosinu. Kromě toho během skladování hnoje nedochází k úplnému rozkladu antibiotik a většina antibiotik zůstává v matrici jako výchozí sloučenina nebo jako netěkavý transformační produkt.
Rostoucí poptávka po potravinách živočišného původu vedla k intenzivní výrobě s následnou tvorbou velkého množství hnoje. Na druhou stranu jsou antibiotika často detekována v hnoji hospodářských zvířat kvůli jejich vylučování ve značném množství. Je pozoruhodné, že faktory včetně druhově specifických rozdílů, způsobu podávání antibiotik, tříd antibiotik a doby sběru exkrementů ovlivňují rychlost vylučování antibiotik. Kromě toho obsah sušiny, retenční doba a příslušná inkubační doba ovlivňují antibiotika a jejich potenciál ovlivnit produkci bioplynu a metanu. V zemích s intenzivním chovem hospodářských zvířat a vysokým používáním antibiotik by úřady měly zvážit legislativní opatření ke snížení přísunu antibiotik do životního prostředí. Tato opatření zahrnují přísná regulační pravidla týkající se podávání antibiotik v chovu hospodářských zvířat a zavedení maximálních hodnot reziduí týkajících se obsahu antibiotik v hnoji používaném k hnojení půdy.
Feed Strategy
