Olie- og gasspildevand, der bruges til kunstvanding, kan undertrykke plantens immunsystem

Den vandrette boremetode kaldet hydraulisk frakturering hjælper USA med at producere tæt på 4 milliarder tønder olie og naturgas om året, raketter USA til toppen af ​​olieproducerende nationer i verden.

Den meget rentable praksis har en stejl pris:For hver tønde olie, olie- og gasudvinding producerer også omkring syv tønder spildevand, hovedsageligt bestående af naturligt forekommende overfladevand udvundet sammen med de fossile brændstoffer. Det er cirka 2 milliarder liter spildevand om dagen. Virksomheder, politikere og forskere er på udkig efter nye strategier til håndtering af spildevandet. Blandt de mest pirrende ideer er genbrug af det til vanding af madafgrøder, givet vandmangelproblemer i Vesten.

En ny undersøgelse fra Colorado State University giver pause til den idé. Teamet ledet af professor Thomas Borch fra Institut for Jord- og Afgrødevidenskab gennemførte en drivhusundersøgelse ved hjælp af produceret vand fra olie- og gasudvinding til vanding af almindelige hvedeafgrøder. Deres undersøgelse, udgivet i Miljøvidenskab og teknologi breve , viste, at disse afgrøder havde svækket immunsystem, hvilket fører til spørgsmålet om, hvorvidt brug af sådant spildevand til kunstvanding ville efterlade afgrødesystemer mere sårbare over for bakterier og svampe.

”Det store spørgsmål er, er det sikkert? "sagde Borch, en biogeokemiker, der har fælles akademiske ansættelser i Institut for Kemi og Institut for Civil- og Miljøteknik. "Har vi overvejet hver eneste ting, vi skal overveje, før vi gør dette?"

Typisk, olie og gas spildevand, også kendt som produceret vand, transporteres væk fra borepladser og injiceres i jorden via dybe deponeringsboringer. Sådanne fremgangsmåder er dokumenteret for at fremkalde jordskælv og kan føre til forurening af overfladevand og grundvandsmagasiner.

Ideen om at bruge sådant vand til kunstvanding har fået undersøgelser til at teste ting som afgrødeudbytte, jordens sundhed, og kontaminantoptagelse af planter, især da produceret vand ofte er højt i salte, og dets kemi varierer meget fra region til region. Borch, som har gennemført adskillige olie- og gasrelaterede undersøgelser, herunder hvordan jordbunden klarer sig ved utilsigtet spild, spekulerede på, om nogen havde forsøgt at afgøre, om vandingskvaliteten påvirker afgrødernes iboende evne til at beskytte sig mod sygdomme.

Eksperimenterne blev udført i samarbejde med plante mikrobiome ekspert Pankaj Trivedi, en CSU -adjunkt i Institut for Bioagrikultur og Skadedyrsbekæmpelse, og forskere ved Colorado School of Mines. Teamet vandede hvedeplanter med postevand, to fortyndinger af produceret vand, og en saltvandskontrol. De udsatte planterne for almindelige bakterie- og svampepatogener og tog prøver af bladene, efter at patogenerne blev bekræftet at have taget fat.

Ved hjælp af state-of-the-art kvantitativ genetisk sekventering, forskerne fastslog, at planterne vandet med den højeste koncentration af produceret vand havde betydelige ændringer i udtryk for gener, planter normalt bruger til at bekæmpe infektioner. Deres undersøgelse afgjorde ikke præcist, hvilke stoffer i det producerede vand, der korrelerede med undertrykt immunitet. Men de antog, at en kombination af forurenende stoffer som bor, petroleumkulbrinter og salt fik planterne til at omfordele metaboliske ressourcer til at bekæmpe stress, gør det mere udfordrende for dem at producere sygdomsbekæmpende gener.

"Resultaterne af dette arbejde tyder på, at planteimmunresponspåvirkninger skal vurderes, før behandlet olie og gas spildevand genbruges til landbrugsvanding, "skrev forfatterne.