UMD CONSERVE Center leder indsats for at fremme vand- og fødevaresikkerhed

Vi er ved at løbe tør for vand til at dyrke mad. Klima forandring, befolkningstilvækst og stigende krav til ferskvandssystemer belaster landbrugets vandforsyninger.

CONSERVE Center of Excellence, baseret på University of Maryland School of Public Health, leder indsatsen for at udvikle og vedtage sikker, alternative kunstvandingsstrategier, der vil opretholde fødevareproduktionen. Disse omfatter brugen af ​​ikke-traditionelle vandkilder som avanceret renset spildevand (genvundet vand), brakvand, og returstrømme.

I et særnummer af tidsskriftet Miljøundersøgelser , teammedlemmer fra centret, ledet af Dr. Amy R. Sapkota ved University of Maryland School of Public Health, præsentere 15 forskningsartikler, der omhandler, hvordan vi kan opnå vand- og fødevaresikkerhed og beskytte folkesundheden i et foranderligt klima.

Her er nogle højdepunkter:

Vi er ved at løbe tør for grundvand, så vi er nødt til at finde alternative kilder.

Grundvandsniveauer i den midtatlantiske region, som typisk betragtes som vandrig, er faldet markant i løbet af de sidste 15 år ifølge en undersøgelse ledet af Rachel Rosenberg Goldstein og kolleger ved University of Maryland. Deres resultater opfordrer til udforskning af ikke-traditionelle vandkilder til kunstvanding og fremhæver behovet for at forstå virkningen af ​​landbrugets vandbehov, klimatiske tendenser og ikke-landbrugsmæssige tilbagetrækninger på grundvandsniveauer.

Negative opfattelser og mangel på viden er de største barrierer for accepten af ​​ikke-traditionelle kunstvandingsvandkilder.

Selvom ikke-traditionelle kunstvandingsvandkilder har været meget brugt i landbruget i århundreder, og mange undersøgelser har vist deres sikkerhed, Channah Rock fra University of Arizona og Rachel Rosenberg Goldstein fra University of Maryland og kolleger fandt ud af, at der fortsat er bekymringer relateret til kvaliteten og sikkerheden af ​​disse vandkilder.

En undersøgelse ledet af Kent Messer fra University of Delaware og kolleger viste, at forbrugerne foretrækker høstet regnvand frem for andre ikke-traditionelle kunstvandingskilder. En anden undersøgelse fra denne gruppe viste, at forbrugere, der aldrig har hørt om genvundet vand, er mindre villige til at betale for produkter, der vandes med det, men positiv indramning og branding af genvundet vand kan forbedre forbrugernes vilje til at købe produkter, der er dyrket med denne vandkilde.

Tilsvarende ifølge en undersøgelse af amerikanske landmænd fra CONSERVE-teammedlemmer ved University of Maryland, bøndernes vilje til at bruge ikke-traditionelt kunstvandingsvand steg, da de var vidende om utraditionelle vandkilder, og da de lærte, at kvaliteten af ​​ikke-traditionelt kunstvandingsvand var lige så god som eller bedre end bøndernes nuværende vandkilder.

Ikke-traditionelt kunstvandingsvand er lovende, men vi skal rense det først.

Ikke-traditionelle vandkilder til kunstvanding, som genvundet vand og returstrømme, holde løfte om udvidet brug i landbruget, men yderligere behandlinger kan være nødvendige for at reducere mikrobielle og kemiske kontaminanter.

En undersøgelse ledet af Shirley Micallef fra University of Maryland og kolleger fandt Salmonella enterica bakterier, herunder stammer, der vides at forårsage menneskers sygdom og multiresistente stammer, i ubehandlet flodvand på Delmarva-halvøen. En anden undersøgelse fra Sadhana Ravishankar fra University of Arizona og kolleger fandt, at i Arizona, genvundet vand testet positivt for fækale indikatorbakterier og returvand testet positivt for Salmonella enterica og shiga-toksigen E. coli O145.

Ikke-traditionelle kunstvandingsvandkilder som ubehandlet damvand, genvundet vand, og producere forarbejdningsanlæg vand kan også indeholde kemiske forurenende stoffer, herunder herbicider, antibiotika og stimulanser, der varierer sæsonmæssigt ifølge en undersøgelse ledet af Amir Sapkota fra University of Maryland School of Public Health og kolleger.

Vi bliver bedre til at tage prøver og behandle ikke-traditionelt vand.

En undersøgelse ledet af Manan Sharma fra USDA Agricultural Research Service og kolleger fra University of Maryland Eastern Shore, University of Delaware og University of Maryland beskriver en nyudviklet flydeanordning, der tillader indsamling af overfladevandsprøver i en ensartet dybde og samtidig beskytter prøvepatroner mod sediment. En anden undersøgelse ledet af Amy Sapkota fra University of Maryland School of Public Health forklarer, hvordan tilsætningen af ​​et klorhæmmende middel, natriumthiosulfat, til genvundne vandprøver under prøveindsamling muliggør en nøjagtig kulturbaseret bakterietælling uden negativ indvirkning på bakterieprofiler genereret af næste generations sekventeringsmetoder.

Kalmia Kniel fra University of Delaware og kolleger evaluerede nul-valent jern (ZVI) sandfiltrering og fandt ud af, at ZVI er en lovende og billig teknologi på gården, der kan behandle genvundet vand, så det opfylder de anbefalede føderale retningslinjer for landbrugsvanding. Manan Sharma fra USDA Agricultural Research Service og Amy Sapkota fra University of Maryland School of Public Health og kolleger fandt også, at ZVI-sandfiltrering signifikant reducerede blandinger af adskillige klasser af antimikrobielle stoffer til stede i behandlet genvundet vand til koncentrationer tæt på dem, der blev påvist i drikkevand kvalitets postevand.

En undersøgelse ledet af Sadhana Ravishankar fra University of Arizona viste også, at ozon, i kombination med plantebaserede antimikrobielle stoffer, kan effektivt fjerne bakterier fra forurenet vand og kunne være et alternativ til konventionelle desinfektionsmidler, der i øjeblikket bruges til vask og behandling af produkter.

Vi er nødt til at implementere de rigtige kriterier for test af vandkvalitet.

Statlige regler for genbrugsvand er typisk strengere end føderale regler for landbrugsvand ifølge en undersøgelse ledet af Channah Rock fra University of Arizona og kolleger. Fundene, viser, at risikoen for sygdom fra salat dyrket med genanvendt kunstvandingsvand, der opfylder standarder på statsniveau, er lavere end risikoen for salat dyrket med vand, der opfylder føderale standarder, fremhæve behovet for at revurdere de nuværende føderale retningslinjer for at afspejle praksis i den virkelige verden.

Ud over denne samling af forskningsartikler, CONSERVE-teamet er aktivt engageret i opsøgende og uddannelse, samarbejde med landmænd og lokalsamfund for at lette genbrug af sikkert vand og søge måder at anvende nye forskningsresultater til at støtte sårbare samfund i Maryland og over hele kloden.

Blandt deres initiativer er et samarbejde ledet af Hood College og Religious Coalition for Emergency Human Needs i Maryland. Samarbejdet er med til at give udsatte familier sund mad fra en fælleshave, der er vandet med tag-høstet regnvand. CONSERVE teammedlemmer arbejder også sammen med kolleger på Arava Institute for Environmental Studies i Ketura, Israel, og bønder på Vestbredden for at lette sikker genbrug af husholdningernes gråvand til landbrugsvanding. Derudover holdet samarbejder med forskere ved det hebraiske universitet i Jerusalem, opbygning af relationer til samfund i fødevareusikre lande som Etiopien og Nepal for at implementere succesfulde metoder til at dyrke mere mad med mindre vand.