Targeted removal of ARGs and facultative pathogenic bacteria in wastewater from AMR hotspots using modular advanced treatment solutions

Målet med HOTMATS-prosjektet er å utvikle og demonstrere kompakte og effektive teknologiske løsninger for behandling av avløpsvann fra punktkilder som bidrar til spredning av antimikrobiell resistens (AMR). Slike punktkilder inkluderer blant annet sykehus, slakterier og farmasøytisk industri. Hovedformålet er å hindre utslipp av antibiotikaresistente bakterier (ARB), antibiotikaresistensgener (ARG) og andre potensiell helsefarlige mikroorganismer før de når det kommunale avløpssystemet. Avløpssystemet utgjør i dag en sentral spredningsvei for AMR mellom mennesker, dyr og miljø – de tre pilarene i Én-helse-perspektivet. Samtidig er infrastrukturen ofte gammel og lekk, noe som ytterligere forsterker risikoen for ukontrollert spredning. Ved å behandle avløpsvann ved kilden, kan man redusere belastningen på det kommunale nettet og renseanleggene, og dermed også utslipp til resipienter og risikoen for tilbakeføring av resistens til pasienter og helseinstitusjoner. Samtidig er kildebehandling hensiktsmessig fordi avløpsstrømmene er mer konsentrerte, og dermed er vannbehandling mer kost-effektiv. HOTMATS undersøker egnetheten av ulike renseprinsipper, utvikler nye systemer og demonstrerer effektiv fjerning av ARB og ARG fra konsentrerte avløpsstrømmer. Tre pilotsystemer ble utviklet basert på ozondesinfeksjon, UV-lys og nanofiltrering (NF). Disse ble testet på avløpsvann fra intensiv- og kreftavdelingen ved Ullevål sykehus, som ble transportert med sugebil til VEAS renseanlegg der pilotene var installert. Syv testkampanjer ble gjennomført, hvor renseeffekten ble kvantifisert ved analyse av 20 relevante resistensgener. Resultatene viste at teknologiene oppnådde over 90 % fjerning av indikatorgener. Den mest effektive kombinasjonen var NF + ozon + UV, etterfulgt av NF + ozon. UV kombinert med ozon ga bedre resultater enn ozon alene. NF, alene eller i kombinasjon ga >99% fjernings-effektivitet. Teknologiene er designet for å være energieffektive, plassbesparende og ressursvennlige, og egner seg godt for ettermontering i eksisterende bygningsmasse eller på steder med begrenset plass. I samarbeid mellom den tyske partneren KIT og NIVA ble det utviklet en ny metode basert på bestråling med blått lys for inaktivering av ARB og ARG. Denne teknologien testes nå i samarbeid med partnere i Ghana, med fokus på avløpsvann fra sykehus, renseanlegg og slakterier. Målet er å oppnå høyere fjerningsgrad gjennom kombinasjon av flere teknologier i en såkalt "multi-barriere"-tilnærming, ettersom enkeltstående metoder ofte ikke er tilstrekkelig effektive. Resultatene fra prosjektet er delvis publisert, og en vitenskapelig artikkel om videreutvikling og avansert anvendelse av teknologiene er under arbeid. Prosjektet har også blitt presentert på flere internasjonale konferanser, inkludert NORDIWA 2025. En viktig del av HOTMATS er overføring av teknologi, metoder og kunnskap fra høyinntektsland til lav- og mellominntektsland. Dette skjer i tett samarbeid med afrikanske partnere, og inkluderer vurdering av samfunnsøkonomiske kost-nytte-aspekter ved implementering av teknologiene. Det legges særlig vekt på praktisk anvendbarhet, kostnadseffektivitet og nytteverdi i lokale kontekster.

Goal of HOTMATS is to design, implement and assess modular advanced solutions for effective and decentralized wastewater treatment at selected point sources of antimicrobial resistance (AMR) emergence to minimize AMR spread into the environment. The applied technologies are primarily targeting AMR pollution and pathogens in wastewater streams directly at AMR hotspots. HOTMATS moves away from ‘end-of-pipe’ approaches applied at wastewater treatment plants and address intervention in all three pillars of One-Health. The treatment principles of the used technical solutions are based on combined ozonation/advanced oxidation process, UV-C irradiation, photolysis, and membrane filtration. The superiority of the novel pilot-scale treatment systems as opposed to state-of-the art solutions will be demonstrated by collecting and treating effluents from AMR hotspots, including a hospital (OUS), nursing homes in Oslo, and slaughterhouses. The approach intends to reduce the risk associated with ARB/ARG/FPB spreading from hotspots to the downstream natural environment, and to unburden central WWTPs from AMR pollution. A cost-benefit analysis will be conducted to demonstrate the potential benefits e.g. avoidance of health risks, and costs adopting the new approaches. The modalities for transferring the technology from HICs to LMICs by conducting a willingness to pay study for uptake of decentralized treatment of AMR in LMICs will also be assessed.