O método de perfuração horizontal denominado fraturamento hidráulico ajuda os Estados Unidos a produzir cerca de 4 bilhões de barris de petróleo e gás natural por ano, disparando os EUA para o topo das nações produtoras de petróleo do mundo.

A prática altamente lucrativa tem um preço alto:para cada barril de petróleo, a extração de petróleo e gás também produz cerca de sete barris de águas residuais, consistindo principalmente de água subterrânea que ocorre naturalmente, extraída junto com os combustíveis fósseis. Isso é cerca de 2 bilhões de galões de águas residuais por dia. Empresas, legisladores e cientistas estão em busca de novas estratégias para lidar com essas águas residuais. Uma das idéias mais tentadoras é reciclá-lo para irrigar plantações de alimentos, dados os problemas de escassez de água no Ocidente.

Um novo estudo da Colorado State University dá uma pausa a essa ideia. A equipe liderada pelo Professor Thomas Borch, do Departamento de Ciências do Solo e Colheita, conduziu um estudo em estufa usando água produzida a partir da extração de óleo e gás para irrigar as plantações de trigo comum. Seu estudo, publicado em Cartas de Ciência e Tecnologia Ambiental , mostrou que essas safras enfraqueceram o sistema imunológico, levando à questão de se usar essas águas residuais para irrigação deixaria os sistemas de cultivo mais vulneráveis ​​a patógenos bacterianos e fúngicos.

"A grande questão é, é seguro? "disse Borch, um biogeoquímico que possui nomeações acadêmicas conjuntas no Departamento de Química e no Departamento de Engenharia Civil e Ambiental. "Já consideramos cada coisa que precisamos considerar antes de fazer isso?"

Tipicamente, águas residuais de petróleo e gás, também conhecido como água produzida, é transportado de caminhões para longe dos locais de perfuração e reinjetado na Terra por meio de poços de descarte profundos. Essas práticas foram documentadas para induzir terremotos e podem levar à contaminação das águas superficiais e subterrâneas.

A ideia de usar essa água para irrigação motivou estudos que testam coisas como o rendimento das colheitas, saúde do solo, e absorção de contaminantes pelas plantas, especialmente porque a água produzida é frequentemente rica em sais, e sua química varia muito de região para região. Borch, que conduziu vários estudos relacionados ao petróleo e gás, incluindo como o solo se comporta durante derramamentos acidentais, perguntou-se se alguém havia tentado determinar se a qualidade da água de irrigação afeta a capacidade inerente das plantações de se protegerem de doenças.

Os experimentos foram conduzidos em colaboração com o especialista em microbioma de plantas Pankaj Trivedi, um professor assistente da CSU no Departamento de Ciências Bioagriculturais e Manejo de Pragas, e pesquisadores da Colorado School of Mines. A equipe irrigou plantas de trigo com água da torneira, duas diluições de água produzida, e um controle de água salgada. Eles expuseram as plantas a patógenos bacterianos e fúngicos comuns e coletaram amostras das folhas depois que os patógenos foram detectados.

Usando o sequenciamento genético quantitativo de última geração, os cientistas determinaram que as plantas regadas com a maior concentração de água produzida tiveram mudanças significativas na expressão dos genes que as plantas normalmente usam para combater infecções. O estudo não determinou exatamente quais substâncias na água produzida se correlacionavam com a imunidade suprimida. Mas eles levantaram a hipótese de que uma combinação de contaminantes como o boro, hidrocarbonetos de petróleo e sal fizeram com que as plantas realocassem recursos metabólicos para combater o estresse, tornando mais difícil para eles a produção de genes que combatem doenças.

"Os resultados deste trabalho sugerem que os impactos da resposta imune da planta devem ser avaliados antes de reutilizar o óleo tratado e as águas residuais do gás para irrigação agrícola, "escreveram os autores do estudo.