Avloppsvatten från olje- och gasverksamhet - inklusive fracking för skiffergas - på en plats i West Virginia förändrade mikrober nedströms, enligt en Rutgers-ledd studie.

Studien, publicerades nyligen i Vetenskapen om den totala miljön , visade att avloppsvatten släpps ut, inklusive saltvatten som innehöll petroleum och andra föroreningar, förändrade mångfalden, antal och funktioner hos mikrober. Förändringarna i det mikrobiella samhället indikerade förändringar i deras andning och näringscykling, tillsammans med tecken på stress.

Studien dokumenterade också förändringar i antibiotikaresistens i nedströms sediment, men avslöjade inte hotspots, eller områden med hög motståndskraft. Resultaten pekar på behovet av att förstå effekterna på mikrobiella ekosystem från oavsiktliga utsläpp eller felaktig behandling av fracking-relaterat avloppsvatten. Dessutom, mikrobiella förändringar i sediment kan ha konsekvenser för behandlingen och fördelaktig återanvändning av avloppsvatten, säger forskarna.

"Min förhoppning är att studien kan användas för att börja göra hypoteser om effekterna av avloppsvatten, "sa Nicole Fahrenfeld, huvudförfattare till studien och biträdande professor vid Rutgers institution för civil- och miljöteknik. Mycket är fortfarande okänt om effekterna av avloppsvatten från fracking, tillade hon.

"Jag tror att vi är i början av att se vad effekterna kan få, "sa Fahrenfeld, som arbetar på tekniska högskolan. "Jag vill lära mig om de verkliga riskerna och fokusera våra ansträngningar på det som är viktigt i miljön."

Underjordiska reservoarer av olja och naturgas innehåller vatten som förekommer naturligt eller injiceras för att öka produktionen, enligt U.S.Geological Survey (USGS), vars forskare bidrog till studien. Under fracking, en sprickvätska och ett fast material injiceras i en underjordisk reservoar under mycket högt tryck, skapa frakturer för att öka porositeten och permeabiliteten hos stenar.

Vätska som pumpas till ytan är vanligtvis en blandning av de injicerade vätskorna med brunt vatten från behållaren. Den kan innehålla upplöst salt, petroleum och andra organiska föreningar, suspenderade fasta ämnen, spårelement, bakterie, naturligt förekommande radioaktiva material och allt som injiceras i brunnar, säger USGS. Sådant vatten återvinns, behandlas och släpps ut; sprids på vägar, avdunstat eller infiltrerat; eller injiceras i djupa brunnar.

Fracking för naturgas och olja och dess avloppsvatten har ökat dramatiskt de senaste åren. Och det kan överväldiga den lokala infrastrukturen och anstränga många delar av vattencykeln efter fracking, inklusive förvaring, behandling, återanvända, transport eller bortskaffande av avloppsvatten, enligt USGS.

För Rutgers-USGS-studien, vatten- och sedimentprover samlades in från bifloder till Wolf Creek i West Virginia i juni 2014, inklusive en namnlös biflod som löper genom en underjordisk injektionskontrollanläggning.

Anläggningen inkluderar en bortskaffningsbrunn, som sprutar avloppsvatten till 2, 600 fot under ytan, saltlagertankar, en tillfartsväg och två fodrade dammar (nu stängda) som användes för att tillfälligt lagra avloppsvatten för att tillåta partiklar att sedimentera före injektion.

Vattenprover skickades till Rutgers, där de analyserades. Sedimentprover analyserades vid Waksman Genomics Core Facility vid Rutgers. Studien genererade en rik datamängd från metagenomisk sekvensering, som identifierar generna i hela mikrobiella samhällen, Fahrenfeld noterade.

"Resultaten visade förändringar i det mikrobiella samhället och antibiotikaresistens, men den här webbplatsen verkar inte vara en ny plats för antibiotikaresistens, "sa hon. Användningen av biocider i vissa sprickvätskor väckte frågan om denna typ av avloppsvatten kan fungera som en miljö som är gynnsam för att öka antimikrobiell resistens. Antimikrobiell resistens som upptäcks i dessa sediment steg inte till nivåerna som finns i kommunalt avloppsvatten - en viktig miljökälla för antimikrobiell resistens tillsammans med jordbruksplatser.

Antibiotika och liknande läkemedel har använts så brett och så länge att mikroberna som antibiotika är utformade för att döda har anpassat sig till dem, gör läkemedlen mindre effektiva, enligt U.S.Centers for Disease Control and Prevention. Minst 2 miljoner människor smittas med antibiotikaresistenta bakterier varje år i USA, med minst 23, 000 av dem dör av infektioner.

"Vi har denna riktigt fina dataset med alla gener och alla mikrober som fanns på platsen, "Fahrenfeld sa." Vi hoppas kunna tillämpa några av dessa tekniker på andra miljösystem. "