Den horisontella borrmetoden som kallas hydraulisk frakturering hjälper USA att producera nära 4 miljarder fat olja och naturgas per år, rekrytera USA till toppen av oljeproducerande länder i världen.

Den mycket lönsamma praxisen kommer med ett brant pris:För varje fat olja, olje- och gasutvinning producerar också cirka sju fat avloppsvatten, består huvudsakligen av naturligt förekommande underjordiskt vatten som utvinns tillsammans med fossila bränslen. Det är cirka 2 miljarder liter avloppsvatten om dagen. Företag, beslutsfattare och forskare är på jakt efter nya strategier för att hantera detta avloppsvatten. Bland de mest lockande idéerna är att återvinna det för att bevattna matgrödor, med tanke på vattenbristfrågor i väst.

En ny Colorado State University -studie ger paus åt den idén. Teamet som leddes av professor Thomas Borch vid Institutionen för mark- och grödor vetenskap genomförde en växthusstudie med hjälp av producerat vatten från olje- och gasutvinning för att bevattna vanliga vetegrödor. Deras studie, publicerad i Miljövetenskap och teknikbokstäver , visade att dessa grödor hade försvagat immunförsvar, vilket leder till frågan om huruvida användning av sådant avloppsvatten för bevattning skulle göra grödsystem mer sårbara för bakterier och svamppatogener.

"Den stora frågan är är det säkert? "sa Borch, en biogeokemist som har gemensamma akademiska utnämningar vid Institutionen för kemi och Institutionen för samhälls- och miljöteknik. "Har vi övervägt varenda sak vi behöver tänka på innan vi gör det här?"

Vanligtvis, olje- och gasavloppsvatten, även kallat producerat vatten, transporteras bort från borrplatser och injiceras i jorden via djupa deponeringsbrunnar. Sådana metoder har dokumenterats för att framkalla jordbävningar och kan leda till förorening av ytvatten och grundvattentankar.

Idén för att använda sådant vatten för bevattning har fått studier att testa saker som grödor, markhälsa, och kontaminantupptag av växter, särskilt eftersom producerat vatten ofta innehåller mycket salter, och dess kemi varierar mycket från region till region. Borch, som har genomfört många olje- och gasrelaterade studier, inklusive hur det går för jordarna under oavsiktliga spill, undrade om någon hade försökt avgöra om bevattningens vattenkvalitet påverkar grödornas inneboende förmåga att skydda sig mot sjukdomar.

Experimenten genomfördes i samarbete med plantmikrobiomexperten Pankaj Trivedi, CSU -biträdande professor vid Institutionen för bioagrisk vetenskap och skadedjurshantering, och forskare vid Colorado School of Mines. Teamet bevattnade veteplantor med kranvatten, två spädningar av producerat vatten, och en saltvattenkontroll. De exponerade växterna för vanliga bakterie- och svamppatogener och provade bladen efter att patogenerna verifierats ha tagit tag.

Med hjälp av toppmodern kvantitativ genetisk sekvensering, forskarna bestämde att de växter som vattnades med den högsta koncentrationen av producerat vatten hade betydande förändringar i uttrycket av gener som växter normalt använder för att bekämpa infektioner. Deras studie avgjorde inte exakt vilka ämnen i det producerade vattnet som korrelerade med undertryckt immunitet. Men de antog att en kombination av föroreningar som bor, petroleumkolväten och salt fick växterna att omfördela metaboliska resurser för att bekämpa stress, vilket gör det mer utmanande för dem att producera sjukdomsbekämpande gener.

"Resultaten från detta arbete tyder på att växtens immunsvarseffekter måste bedömas innan återanvänd olja och gasavlopp används för bevattning i jordbruket, "skrev författarna.