Mechanisms of retention, transport and degradation of antibiotics in agricultural soils

Los antibióticos veterinarios se utilizan extensamente a nivel mundial como agentes terapéuticos y como promotores del crecimiento en la ganadería intensiva. Entre un 30 y un 80 % de los mismos son excretados a través de orina y heces, acumulándose en estiércoles y purines que, al ser aplicados al suelo, pasan al medio natural. Para estimar el destino de los antibióticos y su comportamiento en el medio ambiente resulta necesario conocer su dinámica en el suelo, que depende tanto de las características del antibiótico como de las propiedades del suelo. En muchas regiones este problema no fue suficientemente abordado, como es el caso de Galicia, donde la actividad agrícola y ganadera tiene mucho peso. Por lo tanto, el principal objetivo de este proyecto de Tesis es conocer la dinámica de antibióticos (Tetraciclinas y Sulfonamidas) en suelos de cultivo y en praderías que reciben purines en diferentes zonas agrícolas de Galicia. Para esto, se estudiarán los principales procesos que afectan a la dinámica de estos compuestos en el suelo: adsorción y desorción, transporte, fotodegradación, biodegradación y degradación química. El conocimiento de estos procesos permitirá identificar áreas de alto riesgo de contaminación por dichos compuestos y valorar medidas para reducir su concentración en los suelos y evitar su paso a la cadena alimentaria y a las aguas. Os antibióticos veterinarios empréganse extensamente a nivel mundial como axentes terapéuticos e como promotores do crecemento na gandería intensiva. Entre un 30 e un 80 % dos mesmos son excretados a través de urina e feces, acumulándose en estercos e xurros que, ó ser aplicados ó solo, pasan ó medio natural. Para estimar o destino dos antibióticos e o seu comportamento no medio ambiente resulta necesario coñecer a súa dinámica no solo, que depende tanto das características do antibiótico como das propiedades do solo. En moitas rexións este problema non foi suficientemente abordado, como é o caso de Galiza, onde a actividade agrícola e gandeira ten moito peso. Polo tanto, o principal obxectivo deste proxecto de Tese é coñecer a dinámica de antibióticos (Tetraciclinas e Sulfonamidas) en solos de cultivo e en pradarías que reciben xurros en diferentes zonas agrícolas de Galiza. Para isto, estudaranse os principais procesos que afectan á dinámica destes compostos no solo: adsorción e desorción, transporte, fotodegradación, biodegradación e degradación química. O coñecemento destes procesos permitirá identificar áreas de alto risco de contaminación por ditos compostos e valorar medidas para reducir a súa concentración nos solos e evitar o seu paso á cadea alimentaria e ás augas. Veterinary antibiotics are widely used as therapeutic agents and promoters of growth in intensive animal husbandry. Between 30 and 80 % of them are excreted through urine and feces, accumulating in manures that, when applied to the soil, pass into the natural environment. To determine the fate of antibiotics and their behavior in the environment, it is necessary to know their dynamics in the soil, which depends both on the characteristics of the antibiotic and soil properties. In many regions this problem has not been sufficiently addressed, as is the case of Galicia, where the agricultural and livestock activities are very important. Therefore, the main objective of this Ph.D. thesis project is to understand the dynamics of two groups of antibiotics (Tetracyclines and Sulfonamides) in agricultural soils and pastures receiving animal manures. For this, the main processes that affect the dynamics of these compounds in the soil will be studied: adsorption and desorption, transport, photodegradation, biodegradation and chemical degradation. Knowledge of these processes will allow the identification of areas with high-risk of contamination by these compounds and assessment of measures to reduce their concentration in soils and prevent their transfer into the food chain and waters. Ministerio de Economía y Competitividad (España) | Ref. CGL2015-67333-C2-2-R Ministerio de Economía y Competitividad (España) | Ref. CGL2015-67333-C2-1-R Ministerio de Educación, Cultura y Deporte (España) | Ref. FPU15/0280