Uždarojo ciklo hidroponika, kai maistinių medžiagų tirpalo drenažas surenkamas ir pakartotinai panaudojamas pasėliams, suteikia pranašumų, palyginti su pratekėjimo ar vieno praėjimo sistemomis, nes efektyviai naudojamas vanduo ir maistinių medžiagų ištekliai. Didinant išteklių naudojimo efektyvumą, sumažėja gamybos sąnaudos ir galiausiai išvengiama poveikio aplinkai, susijusiam su maistinių medžiagų išmetimu į priimančius vandens telkinius.
Nors yra daug privalumų, naudojant surinkimo ir pakartotinio naudojimo metodą kyla ir gamybos rizika, ty patogenų dauginimasis. Šiuo metu pramonėje naudojama daugybė sistemų, skirtų tręšimo vandeniui (drėkinamajam vandeniui su trąšomis) apdoroti. Pavyzdžiui, smėlio filtravimas, bet tuo neapsiribojant, ultravioletinė šviesa, chlorinimas, ozonavimas [O3(aq)], pažangūs oksidacijos procesai, peracto rūgštis (C2H4O3) ir vandenilio peroksidas (H(O2).
Šiame eksperimente recirkuliuojantys maistinių medžiagų tirpalai buvo apdoroti naudojant matmenų stabilaus anodo (DSA) pagrindu regeneracinį in situ elektrocheminį hipochlorinimą (RisEHc) giliavandenių hidroponinių salotų (Lactuca sativa) gamybos sistemoje. Fitotoksinis poveikis buvo pastebėtas ir priskiriamas chloraminų susidarymui apdorotuose maistiniuose tirpaluose, kuriuose yra amonio. Tyrimas parodė, kad fitotoksinio poveikio galima išvengti naudojant regeneracinį in situ hipochlorinimą tinkamai valdant ir stebint recirkuliacinėse hidroponinėse sistemose.
Nors įprasto chlorinimo sukeltas fitotoksiškumas buvo gerai ištirtas, nėra informacijos apie naujos RisEHC su DSA, čia ištirtos sistemos, kurioje dezinfekavimo priemonė nuolat regeneruojama, poveikį. Pateikto tyrimo tikslas – įvertinti augalų reakciją ir galimą fitotoksinį poveikį, kurį sukelia įvairių recirkuliuojančių maistinių medžiagų tirpalų apdorojimas per RisEHC. Be to, buvo ištirtas poelektrocheminės ultravioletinės spinduliuotės panaudojimo, siekiant sumažinti fitotoksiškumo poveikį, taip pat keičiant trąšų azoto šaltinį, efektyvumas.
Veiksmingas tręšimo tirpalo ištaisymas yra labai svarbus norint išnaudoti visą ilgalaikių recirkuliacinių hidroponinių sistemų potencialą. Buvo įrodyta, kad čia įvertinta RisEHC sistema veiksminga mažinant mikrobų populiacijas atliekant laboratorinio masto hidroponinio augimo tyrimus; tačiau kai kuriais atvejais chloraminų gamyba esant amoniakiniams junginiams / trąšoms sukėlė fitotoksiškumą.
Dabartiniame tyrime chloramino fitotoksiškumas buvo sprendžiamas arba neįtraukiant amoniakinių trąšų, arba skaidant naudojant Ultravioletinė radiacija po elektrocheminio apdorojimo – tokia praktika, kuri dar labiau sustiprintų mikrobų inaktyvaciją. RisEHC yra veiksminga tręšimo tirpalo valymo priemonė, kai išvengiama arba sumažinama chloramino gamyba.
Pasak pagrindinio autoriaus, „Jei kontroliuojamos aplinkos žemės ūkis (CEA) turi visiškai uždaryti vandens kilpą (ty nulinį išleidimą), reikalingos technologijos, kurios užtikrintų, kad tirpalai liktų be patogenų, nesikauptų dezinfekantų ar kenksmingų dezinfekcijos šalutinių produktų. Sukūrėme RisE HC metodą, siekdami sukurti technologiją, kuri pašalintų kuo daugiau sodininkystės chlorinimo apribojimų. Maisto trūkumas auga visame pasaulyje ir tikimės, kad tokios technologijos kaip RisE HC gali pagerinti CEA maisto (ir gėlių) augalininkystės tvarumą.
Straipsnis publikuojamas žurnale HortScience.