We hebben bijna geen water meer om voedsel te verbouwen. Klimaatverandering, de bevolkingsgroei en de toenemende vraag naar zoetwatersystemen zetten de landbouwwatervoorziening onder druk.

Het CONSERVE Centre of Excellence, gevestigd aan de University of Maryland School of Public Health, leidt de inspanningen om veilige, alternatieve irrigatiestrategieën die de voedselproductie ondersteunen. Deze omvatten het gebruik van niet-traditionele waterbronnen zoals geavanceerd behandeld afvalwater (teruggewonnen water), brak water, en retourstromen.

In een speciale uitgave van het tijdschrift Milieuonderzoek , teamleden van het centrum, geleid door Dr. Amy R. Sapkota aan de University of Maryland School of Public Health, presenteren 15 onderzoeksartikelen die ingaan op hoe we water- en voedselzekerheid kunnen bereiken en de volksgezondheid kunnen beschermen in een veranderend klimaat.

Hier zijn enkele hoogtepunten:

Het grondwater raakt op, dus we moeten alternatieve bronnen vinden.

Grondwaterstanden in de Mid-Atlantische regio, die doorgaans als waterrijk wordt beschouwd, zijn de afgelopen 15 jaar aanzienlijk gedaald, volgens een onderzoek onder leiding van Rachel Rosenberg Goldstein en collega's van de Universiteit van Maryland. Hun bevindingen vragen om de verkenning van niet-traditionele irrigatiewaterbronnen en benadrukken de noodzaak om de impact van landbouwwaterbehoeften te begrijpen, klimatologische trends en niet-agrarische onttrekkingen op grondwaterstanden.

Negatieve percepties en gebrek aan kennis zijn de grootste belemmeringen voor de acceptatie van niet-traditionele irrigatiewaterbronnen.

Hoewel niet-traditionele irrigatiewaterbronnen al eeuwenlang op grote schaal worden gebruikt in de landbouw en veel studies hun veiligheid hebben aangetoond, Channah Rock van de Universiteit van Arizona en Rachel Rosenberg Goldstein van de Universiteit van Maryland en collega's ontdekten dat er nog steeds zorgen zijn met betrekking tot de kwaliteit en veiligheid van deze waterbronnen.

Uit een onderzoek onder leiding van Kent Messer van de Universiteit van Delaware en collega's bleek dat consumenten de voorkeur geven aan opgevangen regenwater boven andere niet-traditionele irrigatiewaterbronnen. Een andere studie van deze groep toonde aan dat consumenten die nog nooit van teruggewonnen water hebben gehoord, minder bereid zijn te betalen voor producten die ermee worden geïrrigeerd, maar een positieve framing en branding van teruggewonnen water kan de bereidheid van de consument vergroten om producten te kopen die met deze waterbron zijn gekweekt.

evenzo, volgens een studie van Amerikaanse boeren van CONSERVE-teamleden aan de Universiteit van Maryland, de bereidheid van boeren om niet-traditioneel irrigatiewater te gebruiken nam toe wanneer ze kennis hadden van niet-traditionele waterbronnen, en toen ze hoorden dat de kwaliteit van niet-traditioneel irrigatiewater even goed of beter was dan de huidige waterbronnen van boeren.

Niet-traditioneel irrigatiewater is veelbelovend, maar we moeten het eerst schoonmaken.

Niet-traditionele irrigatiewaterbronnen, zoals teruggewonnen water en retourstromen, belofte inhouden voor uitgebreid gebruik in de landbouw, maar aanvullende behandelingen kunnen nodig zijn om microbiële en chemische verontreinigingen te verminderen.

Een studie onder leiding van Shirley Micallef van de Universiteit van Maryland en collega's vond Salmonella enterica-bacteriën, waaronder stammen waarvan bekend is dat ze ziekten bij de mens veroorzaken en multiresistente stammen, in onbehandeld rivierwater van het Delmarva-schiereiland. Een andere studie van Sadhana Ravishankar van de Universiteit van Arizona en collega's vond dat in Arizona, teruggewonnen water testte positief op fecale indicatorbacteriën en retourstroomwater testte positief op Salmonella enterica en shiga-toxigene E. coli O145.

Niet-traditionele irrigatiewaterbronnen zoals onbehandeld vijverwater, teruggewonnen water, en het water van de productieverwerkingsinstallatie kan ook chemische verontreinigingen bevatten, inclusief herbiciden, antibiotica en stimulerende middelen, die per seizoen variëren volgens een onderzoek onder leiding van Amir Sapkota van de University of Maryland School of Public Health en collega's.

We worden steeds beter in het bemonsteren en behandelen van niet-traditioneel water.

Een studie geleid door Manan Sharma van de USDA Agricultural Research Service en collega's van de University of Maryland Eastern Shore, de University of Delaware en de University of Maryland beschrijven een nieuw ontwikkeld drijfmiddel waarmee oppervlaktewatermonsters op een consistente diepte kunnen worden verzameld en monsterpatronen worden beschermd tegen sediment. Een andere studie onder leiding van Amy Sapkota van de University of Maryland School of Public Health legt uit hoe de toevoeging van een chloorblusmiddel, natriumthiosulfaat, teruggewonnen watermonsters tijdens het verzamelen van monsters zorgt voor een nauwkeurige op kweek gebaseerde bacterietelling zonder negatieve invloed te hebben op bacteriële profielen die worden gegenereerd door sequentiemethoden van de volgende generatie.

Kalmia Kniel van de Universiteit van Delaware en collega's evalueerden zandfiltratie met nulwaardig ijzer (ZVI) en ontdekten dat ZVI een veelbelovende en goedkope technologie op de boerderij is die teruggewonnen water kan behandelen zodat het voldoet aan de aanbevolen federale richtlijnen voor landbouwirrigatie. Manan Sharma van de USDA Agricultural Research Service en Amy Sapkota van de University of Maryland School of Public Health en collega's ontdekten ook dat ZVI-zandfiltratie de mengsels van verschillende klassen antimicrobiële stoffen die aanwezig zijn in behandeld teruggewonnen water aanzienlijk verminderde tot concentraties die dicht bij de concentraties lagen die werden gedetecteerd in drinkwater. kwaliteit kraanwater.

Een studie onder leiding van Sadhana Ravishankar van de Universiteit van Arizona toonde ook aan dat ozon, in combinatie met plantaardige antimicrobiële middelen, kan effectief bacteriën uit verontreinigd water verwijderen en zou een alternatief kunnen zijn voor conventionele ontsmettingsmiddelen die momenteel worden gebruikt voor het wassen en verwerken van producten.

We moeten de juiste criteria implementeren voor het testen van de waterkwaliteit.

Volgens een onderzoek onder leiding van Channah Rock van de Universiteit van Arizona en collega's zijn de staatsvoorschriften voor gerecycled water doorgaans strenger dan de federale voorschriften voor landbouwwater. De bevindingen, waaruit blijkt dat het risico op ziekte van sla die is geteeld met gerecycled irrigatiewater dat voldoet aan de normen op staatsniveau, lager is dan het risico van sla die is geteeld met water dat voldoet aan de federale normen, benadrukken de noodzaak om de huidige federale richtlijnen opnieuw te evalueren om de praktijk in de praktijk weer te geven.

Naast deze compilatie van onderzoekspapers, het CONSERVE-team is actief betrokken bij outreach en onderwijs, samenwerken met boeren en gemeenschappen om veilig hergebruik van water te vergemakkelijken en manieren te zoeken om nieuwe onderzoeksresultaten toe te passen om kwetsbare gemeenschappen in Maryland en over de hele wereld te ondersteunen.

Een van hun initiatieven is een samenwerking onder leiding van Hood College en de Religious Coalition for Emergency Human Needs in Maryland. De samenwerking helpt kwetsbare gezinnen te voorzien van gezond voedsel uit een gemeenschappelijke tuin die wordt geïrrigeerd met op het dak geoogst regenwater. CONSERVE-teamleden werken ook samen met collega's van het Arava Institute for Environmental Studies in Ketura, Israël, en boeren op de Westelijke Jordaanoever om het veilige hergebruik van huishoudelijk grijswater voor landbouwirrigatie te vergemakkelijken. Aanvullend, het team werkt samen met wetenschappers van de Hebreeuwse Universiteit van Jeruzalem, relaties opbouwen met gemeenschappen in voedselonzekere landen zoals Ethiopië en Nepal om succesvolle methoden te implementeren om meer voedsel te verbouwen met minder water.