Browsing by Author "Halwatura, Lahiruni M."
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- Antibiotic resistance and organic micropollutants monitoring in municipal full-scale constructed wetlands systemsPublication . Teixeira, A. Margarida; Matos, Diana; Halwatura, Lahiruni M.; Aga, Diana S.; Vaz-Moreira, Ivone; Castro, Paula M. L.; Manaia, Célia M.
- Fecal contamination, antibiotic resistance and organic micropollutants in full-scale constructed wetlands in northern Portugal rural areasPublication . Teixeira, Ana Margarida Ribeiro; Matos, Diana; Coelho, Norberta; Halwatura, Lahiruni M.; Abaya, Liezel Mari; Vaz-Moreira, Ivone; Castro, Paula M. L.; Aga, Diana S.; Manaia, Célia M.Background and Aims Constructed wetlands (CWs) are recognized as a promising alternative or complement to traditional wastewater treatments. Their cost-effectiveness and seamless integration into natural landscapes, fostering wildlife habitats, are notable advantages. This study aimed to assess the efficacy of three horizontal subsurface flow CWs with Phragmites australis for reducing fecal contamination, antibiotic resistance, and organic micropollutants (OMPs). Methods Influent, effluent, and sediments samples (n=36) collected throughout 2023 were examined for cultivable Escherichia coli and total coliforms, 10 biomarkers for anthropogenic contamination and 16S rRNA gene by qPCR, 119 OMPs by LC-HRMS, and 16S rRNA-based bacterial community analysis. Results The reduction in fecal contamination (log-units) was of <4.8 for E. coli, <4.0 for total coliforms, and <3.6 for genetic biomarkers. Target OMPs showed variable removal rates, with different substances persisting after treatment (e.g. acetaminophen, fenofibric acid, irbesartan, oxazepam). The bacterial community was dominated by Pseudomonadota (>40%), and treatment led to the reduction of Bacillota and Actinomycetota and increase of the “Halobacterota” and Verrumicrobiota relative abundance. Conclusions The results reveal that the growth of macrophytes and climatic conditions, particularly temperature, influenced the treatment effectiveness, improved during summer. However, the capacity of the plants to uptake bacteria/genes from wastewater has been suggested and its meaning in pathogens ecology is being investigated.
- Resistência a antibióticos e micropoluentes orgânicos em três sistemas de zona húmida construída implementados na região Norte de PortugalPublication . Teixeira, A. Margarida; Matos, Diana; Halwatura, Lahiruni M.; Vaz-Moreira, Ivone; Castro, Paula M. L.; Aga, Diana S.; Manaia, Célia M.As zonas húmidas construídas, também conhecidas como fito-estações de tratamento de águas residuais (fito-ETAR), têm vindo a ser consideradas promissoras alternativas ou complementos para os processos convencionais de tratamento de águas residuais. A relação custo-benefício e a integração na paisagem natural, com a criação de habitats para a vida selvagem, são vantagens importantes destas soluções naturais. Este estudo envolveu três fito-ETAR, localizadas num raio de 20 km, que operam com fluxo horizontal e leito de macrófitas (Phragmites australis) para tratar efluentes de comunidades com menos 400 habitantes. O principal objetivo foi o de avaliar a capacidade para reduzir a carga de contaminação fecal, genes de resistência a antibióticos e micropoluentes orgânicos nos efluentes e avaliar a possível acumulação de genes de resistência nos sedimentos, enquadrados pela observância dos valores recomendados para parâmetros padrão (ex: CBO, CQO, SST, N, P). As amostras (afluente, efluente e sedimentos, n=36) foram colhidas nos meses de março, maio, julho e outubro do ano de 2023 e foram examinadas quanto à abundância de Escherichia coli e coliformes totais, 10 biomarcadores associados à contaminação antropogénica (contaminação fecal: uidA, crAssphage; recombinação genética de genes adquiridos: intI1 e resistência: sul1, ermB, ermF, mefC, qacEΔ1, tetX e aph(3’’)-Ib) a e de bactérias totais: gene rRNA 16S, por PCR quantitativo, micropoluentes (LC-HRMS) e análise da comunidades bacterianas com base na sequenciação do gene rRNA 16S. A redução da contaminação fecal (em unidades logarítmicas de UFC ou número de cópias de genes/volume de amostra) variou entre 0,8 e 4,8 para coliformes totais e E. coli e entre -0,1 e 3,6 para os biomarcadores genéticos. A prevalência de genes foi significativamente inferior em sedimentos do que em afluente e efluente sugerindo que não há acumulação de resistência nos sedimentos. Os 59 micropoluentes detetados apresentaram taxas de remoção variáveis, com o paracetamol, ácido fenofíbrico, irbesartan e oxazepam persistindo após o tratamento. Afluente, efluente e sedimentos apresentaram comunidade bacterianas distintas e variáveis ao longo do ano, com os efluentes a denotarem persistência de Arcobacteraceae em março e acentuado aumento de Rhodocyclaceae e Sulfurimonadaceae em julho. Apesar de tais variações, as três fito-ETAR apresentaram eficácia semelhante, sendo que temperaturas mais elevadas e o crescimento das macrófitas pareceram favorecer a remoção de contaminantes microbiológicos. O estudo confirma que as fito-ETAR podem ser boas alternativas para o tratamento descentralizado de efluentes domésticos.