Bevattningsvatten till växtodlingar är en resurs som blir allt knappare och intresse måste riktas mot sämre råvattenkvaliteter. Här jämförs tre olika vattenkällor – grundvatten, ytvatten och behandlat avloppsvatten – för bevattning i Libanon.
Av: Jörgen Hanaeus
En försämrad vattenkvalitet för bevattningsvatten har ökat intresse för kontroll av detta i Libanon. Särskilt har kvalitetsförsämringen i floden Litani River uppmärksammats.
Här undersöks den hygieniska kvaliteten hos tre källor till bevattningsvatten: grundvatten, flodvatten och behandlat avloppsvatten. Effekten på olika typer av grödor studeras i växtodlingsförsök och hälsorisker har stämts av mot förväntade födointag och gällande standarder. Patogena bakterier och tungmetaller har analyserats.
Även bevattningstekniken har ingått i studien: dropp, sprinkler och slanghålsfördelning direkt på markytan.
Bakgrund
Användning av behandlat avloppsvatten för bevattning har fått ökat intresse i tider av vattenbrist och vattenförorening. När färskvatten är en bristvara, vilket är fallet i Mellersta Östern och Nordafrika där 6 % av jordens befolkning huserar men där bara 1 % av de förnybara sötvattensresurserna finns, behöver alla vattenresurser tas till vara. Mer än 15 % av grund- och ytvattenmagasinen är förorenade av patogena mikroorganismer och organiska föroreningar.
Litani River i Libanon är ett tydligt exempel på både förorening och knapphet och påverkar jordbrukets produktivitet, produkternas kvalitet och representerar en folkhälsorisk. Den beskrevs nyligen som en död flod. Vatten från hushåll och industri tillförs ofta obehandlat liksom fast avfall som lämpas i från strandbankar. Vattnet konsumeras av invånarna, oklart i vilka mängder.
En studie genomfördes därför i Bekaa Valley att odla grödor som konsumeras råa i medelhavsdieten. Fokus var på produktion, mineralinnehåll och hälsorisker med förhoppning att kunna ge bidrag till Libanons nya standard för bevattningsvatten.
Försök
Försök utfördes vid Libanons Jordbruksforskningsinstitut i Bekaa Valley i Litani Rivers övre tillrinningsområde under sommarperioderna 2019 och 2020. Lufttemperaturen varierade mellan 12 ºC och drygt 30 ºC. Nederbörden under dessa perioder var 8 mm och 0,4 mm.
Försöken genomfördes på 2 700 m2 indelat i nio underområden. Varje underområde indelades i tolv områden. Fyra i området vanliga grödor valdes, (persilja, sallad, rädisor och grönlök) som bevattnades med tre olika vatten: grundvatten från en brunn på institutsområdet, sekundärrenat avloppsvatten från verket i Ablah samt vatten från Litani River.
Vattenfördelningen skedde på tre sätt: Droppirrigation, Sprinklerirrigation (diameter 6 m, höjd 0,3 m) samt slangfördelning direkt på markytan. Vattnen lagrades i reservoarer och fick passera ett skivfilter innan det pumpades ut på försöksytorna. Ingen konstgödsel brukades. Marken bestod mest av sandig lerjord, pH 7,23. Plantering utfördes ca 10 augusti båda åren.
Analysomfattningen var: BOD5, COD, TSS, valda tungmetaller Cd, Cr, Cu, Ni, Zn, fekala koliformer, E.Coli, salmonella och inälvsmaskägg. En bioackumuleringsfaktor (BAF) definierades som Cplant/Csoil där Cplant var metallkoncentrationen i den ätbara delen av växten.
Resultat
Vattenkvaliteten för säsongerna var (GW=grundvatten, TW = treated wastewater, RW = river water) 2019/2020. COD mg/L: GW 36/20, TW 67/20, RW 105/273. BOD5 mg/L: GW 16/6, TW 27/20, RW 47/79. Nitrat, mg NO3/L: GW 27/20, TW 15/17, RW 10/9.
E.coli CFU/100 mL: GW 6,6 *10/1,8 *102, TW 1,6*103/0,97*10, RW 1,8*105/4,8*105.
Alla värden för metaller som analyserades låg under gällande standard.
Tillväxten av de valda grödorna blev som följer
Färskvikt kg/m2, 2019/2020: GW 2,59/2,76, TW 2,65/3,45, RW 2,73/3,49. Droppbevattning 4,34/3,70. Sprinkler 2,34/3,34. Slang 1,30/2,64. Grödor: Persilja 1,32/1,90, Sallad 4,32/2,64, Grönlök 0,65/0,63, Rädisor 4,34/6,60.
Grönsaker ansågs vara den vanligaste källan till bakterie-, protozo- och inälvsparasitinfektioner för människan.
Beträffande parasiter säsongen 2019 var Chilomastix vanligast, med i 7,5 % av proven. Därefter Endolimax nana, 6,5 %, Ascaris 3,7 % och Blastocyctis spp. 1,85 %. Säsongen 2020 var fördelningen likartad.
Alla prov där bevattningen skett med grundvatten var fria från parasiter. För TW-vatten var 8 % 2019 och 3 % 2020 (endast Blastocystis) kontaminerade. Flodvattnet, RW, gav den högsta kontamineringen med 8 % och 17 % respektive säsong.
Växter som bevattnats med sprinkler eller slang visade högst kontaminering, ca 8 % de båda åren. Droppbevattningen gav inte upphov till några parasiter 2019, men 2,8 % 2020.
Störst kontaminering drabbade rädisorna, 7 % resp 11 %. Därefter persiljan, 11 % resp 2,7 %. Salladen var ej kontaminerad 2019, men med 3,7 % 2020. Grönlöken visade 2,7 % båda säsongerna.
E. coli-kontamineringen mättes 2020 och var störst med flodvatten, ca 100 CFU/g växt. Lägst med det behandlade vattnet, TW, ca 5 CFU/g växt.
Metalldata, med skattning av födointag och bioackumulering visas också i artikeln, liksom påverkan av odlingsjordens kvalitet.
Under försöksåren förbättrades det verksbehandlade vattnet (TW) avseende E.coli från 3 till < 1 log CFU/100 mL, medan grundvattnet ökade från 1 till drygt 2 log-enheter. Flodvattnet höll den högsta nivån, oftast över 5 log-enheter.
Slutsatser
Inga patogena mikroorganismer detekterades i grönsakerna om bevattningsvattnet höll <2 log CFU/100mL. Oavsett spridningsmetod.
Det största patogeninnehållet erhölls vid sprinkler- eller slangbevattning. Droppbevattning var inte en tillräcklig barriär för rotsaker bevattnade med >2 CFU/100 mL.
Man fann också att en minskning i temperatur, t ex pga förlängd tid till skörd sänkte/avdödade E.coli-innehållet på skördarna.
Källa:Abi Saab, M.T.1,2), Jomaa, I.3), El Hage, R. 1), Skaf, S.3), Fahed, S.1), Rizk, Z. 1), Massaad, R.3), Romanos, D.1), Khairallah, Y.1), Azzi, V. 1), Sleiman,R. 1), Abi Saad, R. 1), Hajjar, C. 1), Houssemeddine Sellami, M. 4), Aziz, R. 2), Sfeir, R. 2), Nassif, M.H. 5) & Mateo-Sagasta, J. 6). Are fresh water and reclaimed water safe for vegetable irrigation? Empirical evidence from Lebanon. Water 2022 14(9) 1437
Lebanese Agricultural Research Institute, Fanar P:O.Box 90-1965, Lebanon
Department of Agriculture, The School of Engineering, The Holy Spirit University of Kaslik, Kaslik P.O. Box 446, Lebanon
Lebanese Agricultural Research Institute, Tal Amara P.O.Box 287 Lebanon
Interdepartmental Research Centre on the ”Earth Critical Zone”, University of Naples Federico II, 80055 Portici, Italy
International Water Management Institute – MENA Office 7 Abdel Hadi Saleh St., Off Nile St., Giza 12611, Egypten
International Water Management Institute, 127, Sunil Mawatha, Battaramulla, Colombo 10120, Sri Lanka.
Kontakt: mtabisaab [a] lari.gov.lb
