Assessing the toxic effects of ciprofloxacin on marine sediment bacteria

Abstract

Antibiotika blir allt vanligare i akvatiska miljöer till följd av en ökande global produktion och användning. Detta har väckt oro kring deras potentiella effekter på miljön, en av dessa effekter det kan ha på är mikrobiella processer. Ciprofloxacin klassades nyligen av EU som ett särskilt viktigt ämne att övervaka men mycket av dess effekter i marina sediment är fortfarande okänt. En viktig kunskapslucka gäller dess potentiella toxicitet för nitrifierande bakterier som spelar en central roll i kvävecykeln. Syftet med denna studie var därför att undersöka hur ciprofloxacin påverkar nitrifikationen i marina sediment. För att besvara detta samlades sediment in från Gullmarsfjorden på den svenska västkusten och exponerades sedan för en gradient av olika ciprofloxacin koncentrationer (0.1, 1, 10, 100 och 1000 µg/kg av torrvikt) under en period av 21 dagar. Nitrifikationen utvärderades genom att mäta nitrit (NO2-), nitrat (NO3-) och summan av oxiderat kväve (ΣNOx) i det överliggande vattnet vid dag 6 och dag 21. En liten ökning av nitrit observerades vid dag 6 i vissa av proverna vilket indikerade en kortvarig störning. Vid dag 21 skilde sig dock varken nitrit, nitrat eller ΣNOx från kontrollen och därför kunde ingen koncentrationsberoende inhibering eller påverkan visas. På grund av detta kunde inga värden för toxiciteten av ciprofloxacin fastställas under de testade förhållandena. Resultaten tyder på att ciprofloxacin utgör en låg risk för nitrifikationsprocessen i kustnära marina sediment vid de koncentrationer som testades. Denna studie undersöker dock inte huruvida ciprofloxacin påverkar sammansättningen av bakteriesamhällen i sediment eller andra mikrobiella funktioner såsom nedbrytning av organiskt kol och denitrifikation vilket kvarstår som viktiga områden för framtida forskning. Överlag så bidrar detta projekt till en bredare förståelse om hur antibiotika fungerar i marina sediment och ämnar att stödja framtida miljöriskbedömningar av ciprofloxacin.