Эта высокорентабельная практика имеет высокую цену: на каждый баррель нефти при добыче нефти и газа также образуется около семи баррелей сточных вод, состоящих в основном из природных подземных вод, добываемых вместе с ископаемым топливом. Это около 2 миллиардов галлонов сточных вод в день. Компании, политики и ученые ищут новые стратегии обращения со сточными водами.
Одной из самых заманчивых идей является его переработка для орошения продовольственных культур, учитывая проблемы нехватки воды на Западе.
Новое исследование Университета штата Колорадо заставляет задуматься над этой идеей. Команда, возглавляемая профессором Томасом Борчем из Департамента почвоведения и растениеводства, провела тепличное исследование с использованием воды, добываемой при добыче нефти и газа, для орошения посевов мягкой пшеницы.
Их исследование, опубликованное в журнале Environmental Science and Technology Letters, показало, что эти культуры ослабили иммунную систему, что привело к вопросу о том, сделает ли использование таких сточных вод для орошения системы сельскохозяйственных культур более уязвимыми для бактериальных и грибковых патогенов.
"Большой вопрос в том, безопасно ли это?"сказал Борч, биогеохимик, который имеет совместные академические должности в Департаменте химии и Департаменте гражданской и экологической инженерии. "Обдумали ли мы все, что нужно учесть, прежде чем делать это??"
Как правило, нефтегазовые сточные воды, также известные как пластовая вода, вывозятся грузовиками с буровых площадок и повторно закачиваются в землю через глубокие скважины для захоронения. Документально подтверждено, что такая практика вызывает землетрясения и может привести к загрязнению поверхностных и подземных водоносных горизонтов.
Идея использования такой воды для орошения подтолкнула к исследованиям, в которых тестируются такие вещи, как урожайность, здоровье почвы и поглощение загрязняющих веществ растениями, особенно потому, что пластовая вода часто содержит большое количество солей, а ее химический состав сильно варьируется от региона к региону. Борч, проводивший многочисленные исследования, связанные с нефтью и газом, в том числе исследования состояния почв во время аварийных разливов, поинтересовался, пытался ли кто-нибудь определить, влияет ли качество воды для орошения на врожденную способность сельскохозяйственных культур защищаться от болезней.
Эксперименты проводились в сотрудничестве с экспертом по микробиому растений Панкаджем Триведи, доцентом кафедры биосельскохозяйственных наук и борьбы с вредителями CSU, и исследователями из Колорадской горной школы.
Команда орошала растения пшеницы водопроводной водой, двумя разбавлениями пластовой воды и контрольной соленой водой. Они подвергли растения действию обычных бактериальных и грибковых патогенов и взяли образцы листьев после того, как было подтверждено, что патогены прижились.
Используя современное количественное генетическое секвенирование, ученые определили, что растения, орошаемые самой высокой концентрацией попутной воды, имели значительные изменения в экспрессии генов, которые растения обычно используют для борьбы с инфекциями. Их исследование не определило, какие именно вещества в попутной воде коррелируют с подавленным иммунитетом.
Но они выдвинули гипотезу, что комбинация загрязнителей, таких как бор, нефтяные углеводороды и соль, заставила растения перераспределять метаболические ресурсы для борьбы со стрессом, что усложняет им производство генов, борющихся с болезнями.
«Результаты этой работы предполагают, что необходимо оценить влияние иммунного ответа растений перед повторным использованием очищенных нефтегазовых сточных вод для сельскохозяйственного орошения», – пишут авторы исследования.