廃水は食の砂漠にオアシスを作るのに役立つ可能性がある

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クレムソン大学と韓国の慶尚国立大学の研究者らによると、食物を栽培するための新しい技術は、伝統的な農法よりも二酸化炭素排出量が軽く、水、エネルギー、土地の使用量が少なくなりながら、密集した都市部で新鮮な野菜を生産できるようになるという。

このプロジェクトには両大学の研究者が結集し、国際研究教育パートナーシップ（PIRE）と呼ばれる国立科学財団プログラムから150万ドルの資金提供を受けている。

研究者が開発中のシステムは、嫌気性膜バイオリアクターを使用して有害な汚染物質を廃水から濾過し、植物を肥やす栄養素を残すというものである。 処理された水は、水とその栄養素を効率的に使用するように設計された屋内の土を使わない水耕栽培システムで栽培されるレタスなどの作物に使用されます。

廃水を処理するとメタンが生成され、それが二酸化炭素に変換される可能性があります。 二酸化炭素は、作物を育てるために再構成された温室またはモジュール式コンテナ内の空気を豊かにすることで、植物の成長を促進します。

そのアイデアは、何百、何千マイルも離れた場所から野菜を輸送することなく、最も必要とされる場所で野菜を栽培することです。 研究者らは、都市や郊外のあらゆるコミュニティに利益をもたらすシステムの設計を目指しており、特に貧困都市や災害地域での応用が期待されているとしている。

研究者らによると、このシステムは、惑星の植民地化を支援する作物栽培方法としてNASAが1990年代に提案したシステムに似ているという。

このプロジェクトの主任研究者は、クレムソン大学の環境工学および地球科学の准教授であるデイビッド・ラドナー氏です。 ラドナー氏は、このプロジェクトは廃水と人間の消費用水に関する彼の研究関心を結び付けるものであると述べた。

「このプロジェクトの協力的な性質と国際的な側面が気に入っています」と彼は言いました。 「私たちは韓国のパートナーから学ぶべきことがたくさんあります。できれば私たちの知識とアイデアの一部を米国から世界の他の地域に輸出できればと思っています。」

慶尚国立大学園芸学のビョン・リョン・ジョン教授は、特にこのプロジェクトは二酸化炭素排出量を削減し、水をより効率的に利用するための国際協力であるため、参加できて大変光栄だと述べた。

「これらは世界の特定の地域で起きている局所的な問題ではなく、まさに地球規模の問題だ」とチョン氏は語った。 「園芸家として、私たちの生活環境からの水とエネルギーを利用して園芸の未来を形づくろうとしているクレムソンのエンジニアたちと仕事ができることにとても興奮しています。私たちのチームは、園芸の実用的な解決策を見つけるだけでなく、実りある収穫をもたらす良い位置にいます。廃水やその他の利用可能な資源を再利用するだけでなく、新鮮で健康的な作物を生産することも目的としています。」

このプロジェクトの協力者の中には、クレムソン大学の環境工学と地球科学の助教授であるダイアナ・ヴァネガス氏もいる。

「これは、人類が現在直面している最も重要な問題である気候変動に取り組むことを目的としたプロジェクトです」と彼女は語った。 「韓国と米国との東西学術協力に興奮しています。これらの地球規模の問題は地球規模のパートナーシップで解決する必要があり、そのためには国際関係が非常に役立ちます。」

AmplifiedAg のゼネラルマネージャー、デビッド・フリン氏は、同社がクレムソン社と提携できることに興奮していると述べた。

「水の保全は、私たち、屋内農業コミュニティ、そして世界全体にとって戦略的に重要です」と彼は述べた。 「私たちの水耕栽培方法は、水の使用量という点では非常に効率的ですが、私たちはその消費量をさらに削減したいと考えています。私たちのデータ駆動型テクノロジーは現在、屋内農業の研究に広く使用されており、クレムソンの農業研究に大いに役立つと信じています。」廃水をあらゆる種類の農業に再利用するよう努めてください。」

このプロジェクトは広範囲に影響を与える可能性があると、共同研究者であるクレムソン大学農学部天然資源工学部門チャールズ・カーター・ニューマン寄附講座のラグパシー・カーティケヤン氏は述べた。

「私たちは食の砂漠を目の当たりにしており、米国だけでなく水問題を抱える発展途上国でも、解決策として都市農業がかなり浮上している」とカー​​ティケヤン氏は語った。 「この研究の結果、嫌気性膜を使用して処理された水を利用して食料を栽培し、最も困っている人々がより自給自足できるよう支援することができます。このシステムは、都市クラスターで持続可能な食料生産を実現する方法となるでしょう」 。」

共同研究者の中には、環境工学および地球科学の学部長特別教授であるゲイリー・エイミーもいます。

「食糧、水、耕地、肥料を含む資源不足が深刻化する時代において、私たちは持続可能な農業のための新たなパラダイムを必要としています。それは、灌漑用の非伝統的な水の統合、高強度の作物栽培、そして新たな農業の統合です。肥料の供給源、それらすべてが私たちのプロジェクトで扱われています」とエイミーは言いました。 「特に重要なのは、環境制御農業における韓国の専門知識と嫌気性膜バイオリアクター技術による廃水再生利用に関する米国の専門知識の融合である。」

もう一人の共同研究者は、クレムソン大学の園芸教授であるジェフリー・アデルバーグ氏です。

「私たちのプロジェクトでは、自然のバランスを野菜生産に戻します」と彼は言いました。 「動物は、植物が食物として使用する高エネルギー分子を構築するために使用する構成要素を排泄します。私たちの廃棄物は、水、アンモニア、二酸化炭素、メタン、および一部のミネラル栄養素に分解されます。廃棄物中の問題のある細菌から分離されれば、すべて価値があります。」 NASA は、1990 年代に惑星植民地化の一環として、食糧生産と廃棄物リサイクルのための閉鎖システムとしてこれを構想しました。今回、その地球ベースの類似物が実用的なアップデートを受けることになります。」

クレムソン大学土木・環境工学・地球科学部のジーザス・M・デ・ラ・ガルザ所長は、クレムソン大学はこのプロジェクトを主導するのに適していると述べた。

「デイビッド・ラドナー氏は持続可能な水処理プロセスにおける経歴により、この研究の主任研究者としての役割を担うことができる独自の立場にある」とデ・ラ・ガルザ氏は述べた。 「彼は多分野にわたる国際的なチームを構築し、大きな成功への舞台を整えました。」

この助成金は、クレムソン大学が PIRE プログラムの一環として初めて受け取ったものです。

工学・コンピューティング・応用科学学部の学部長であるアナンド・グラモパディ氏は、これは当然のことだと述べた。

「ラドナー博士と彼のチームは、食糧安全保障問題と廃水処理に対する革新的な解決策を提案した」とグラモパディ氏は語った。 「彼らの学際的なパートナーシップは、緊急の世界的ニーズに対する持続可能な現実世界の解決策を生み出すことを目的としています。デイビッドと彼のチームに、この助成金の獲得を心から祝福します。」

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