"UPTAKE": PONOVNA UPORABA VODE IN BLATA IZ ČISTILNIH NAPRAV V KMETIJSTVU: PRIVZEM IN PORAZDELITEV PRIORITETNIH ONESNAŽIL V MODELNI RASTLINI PARADIŽNIKA

V skladu s krožnim gospodarstvom je uporaba prečiščene odpadne vode (TWW) za namakanje in blata (TS) za gnojenje rešitev za namakanje na področjih s pomanjkanjem vode, z uporabo TS kot gnojila pa bi prispevali k rešitvi kopičenja odpadnega blata. Vendar pa je kmetijska uporaba TWW in TS iz naprav za obnovo vode in virov (predhodno čistilne naprave) lahko problematična zaradi vsebnosti vrste strupenih snovi, kot so novodobna organska onesnažila (Contaminants of Emerging Concern, CEC), ki lahko z namakanjem ali gnojenjem preidejo v rastline, ki so del prehranske verige in tako predstavljajo znatno tveganje za zdravje tako živali (krma) kot ljudi (hrana). Zakonodaja EU na področju uporabe TWW v kmetijstvu je bila dopolnjena v letu 2020 in poleg spremljanja parametrov, kot so biološka potreba po kisiku, celotna suspendirana trdna snov, motnost ter bioloških parametri, kot so E. coli, Legionella spp. in črevesne gliste, prvič vključuje ključne elemente za identifikacijo in oceno tveganja ponovne uporabe vode, kot so farmacevtske učinkovine, pesticidi, stranski produkti dezinfekcije in mikroplastika. Vendar obstoječa zakonodaja še ne določa, katere spojine je potrebno spremljati. Na drugi strani pa zakonodaja za uporabo TS za gnojenje izvira iz leta 1986 in predvideva spremljanje zgolj standardnih parametrov, kot so pH, suha snov, N in P ter izbrane težke kovine. Veliko strokovnjakov meni, da je le vprašanje časa, kdaj bo EU uvedla nadzorne meritve izbranih CEC tako v TWW kot v TS, ki sta namenjena za uporabo v kmetijstvu. Za oceno tveganja, ki je posledica uporabe TWW in TS, moramo razumeti številne kompleksne interakcije ter fizikalne/biološke procese, ki so vključeni v privzem spojin v rastline, kar oteži oceno dolgoročnega vpliva izpostavljenosti rastlin CEC prisotnih v TWW in TS. Dandanes se študije, ki preučujejo privzem organskih snovi v rastline osredotočajo na klasična onesnažila, kot so pesticidi, med CEC pa na izbrane zdravilne učinkovine v pretežno nerealnih eksperimentalnih pogojih. Le malo študij preučuje endokrine motilce, kot so bisfenoli ter mikro/nanoplastiko. Cilj UPTAKE projekta je zapolniti vrzeli v obstoječi literaturi s preučevanjem modelnih CEC s širokim spektrom Kow v različnih režimih gojenja. Izvedli bomo vrsto poskusov privzema CEC v rastline v hidroponičnih sistemih in sistemih zemlja-voda (lončni poskusi) z dodatkom TWW in TS z in brez dodatka izbranih CEC. Sledili bodo terenski poskusi v lizimetrih, kjer bomo uporabili realno TWW (z in brez dodatka CEC). Kot kontrolo bomo uporabili pitno vodo in šotni substrat. V okviru UPTAKE bomo uporabili tarčne (30 CEC) in ne-tarčne analizne protokole za oceno privzema in tveganja, ki ga predstavljajo CEC in njihovi ostanki (metaboliti/produkti transformacije) ter ocenili privzem le-teh v rastline v različnih eksperimentalnih pogojih. Ravno tako bomo preučevali delce mikroplastike, ki izhajajo iz TWW in TS v zemljo (lončni poskus in lizimetri). V neodvisnem poskusu v hidroponičnih bazenih pa bomo kot prvi preučevali privzem nanoplastike v paradižnik. Poleg tega bomo razvili model, ki ga bomo prilagodili na eksperimentalne podatke in uporabili za napoved privzema drugih CEC in uporabili metode strojnega učenja za identifikacijo najvplivnejših in nelinearnih odvisnosti med fizikalno-kemijskimi parametri CEC in njihovim kopičenjem v zemlji ali različnih delih rastlin. Rezultate bomo uporabili za oceno zdravstvenega tveganja, povezanega z uživanjem paradižnika gojenega s TWW in TS. Vrzeli v znanju na tem področju bomo naslovili z multidisciplinarnim pristopom. UPTAKE bo, pod vodstvom Instituta Jožef Stefan, vključeval raziskovalce petih vodilnih nacionalnih ter sedmih evropskih in mednarodnih priznanih inštitucij. UPTAKE ima tudi podporo sedmih končnih uporabnikov, ki sofinancirajo 38% projekta (25 % je zahtevanih), kar priča o pomembnosti in koristnosti predlagane raziskave. UPTAKE podpira tudi Komunalna gospodarska zbornica Slovenije in Skupnost občin Slovenije.