Փակ շրջանի հիդրոպոնիկա, որտեղ սննդանյութերի լուծույթի դրենաժը գրավվում և կրկին կիրառվում է բերքի վրա, առավելություններ է տալիս հոսքի կամ մեկ անցուղու համակարգերի նկատմամբ՝ ջրի և սննդային ռեսուրսների օգտագործման արդյունավետության շնորհիվ: Ռեսուրսների օգտագործման արդյունավետության բարձրացումը նվազեցնում է արտադրության ծախսերը և, ի վերջո, կանխում է շրջակա միջավայրի վրա ազդեցությունները՝ կապված ընդունող ջրային մարմիններ սննդանյութերի արտանետման հետ:
Չնայած կան բազմաթիվ առավելություններ, կան նաև արտադրական ռիսկեր, որոնք կիրառվում են գրավման և վերաօգտագործման մոտեցման դեպքում, այն է՝ պաթոգենների տարածումը: Ներկայում արդյունաբերության մեջ կան բազմաթիվ տեսակի համակարգեր, որոնք օգտագործվում են պարարտանյութի ջրի մշակման համար (ոռոգման ջուր պարարտանյութով): Օրինակները ներառում են, բայց չեն սահմանափակվում միայն ավազի ֆիլտրմամբ, ուլտրամանուշակագույն լույս, քլորացում, օզոնացում [O3(aq)], առաջադեմ օքսիդացման գործընթացներ, պերքացախաթթու (C2H4O3) և ջրածնի պերօքսիդ (H(O2).
Այս փորձի ժամանակ վերաշրջանառվող սննդանյութերի լուծույթները մշակվել են՝ օգտագործելով ծավալային կայուն անոդի (DSA) վրա հիմնված վերականգնող in situ էլեկտրաքիմիական հիպոքլորացում (RisEHc) խորը ջրային կուլտուրայի հիդրոպոնիկ գազար (Lactuca sativa) արտադրության համակարգում: Նշվել են ֆիտոտոքսիկ ազդեցություններ և վերագրվել ամոնիում պարունակող մշակված սննդարար լուծույթներում քլորամինի ձևավորմանը: Հետազոտությունը ցույց տվեց, որ ֆիտոտոքսիկ ազդեցությունները կարող են կանխվել վերականգնողական in situ հիպոքլորացման կիրառմամբ՝ վերաշրջանառվող հիդրոպոնիկ համակարգերում պատշաճ կառավարման և մոնիտորինգի տեխնիկայի միջոցով:
Թեև սովորական քլորացման հետևանքով առաջացած ֆիտոտոքսիկությունը լավ ուսումնասիրված է, չկա որևէ տեղեկատվություն նոր RisEHC-ի ազդեցության վերաբերյալ DSA-ով, համակարգով, որը ուսումնասիրվել է այստեղ, որտեղ ախտահանող նյութը շարունակաբար վերականգնվում է: Ներկայացված հետազոտության նպատակն էր գնահատել բույսերի արձագանքները և հնարավոր ֆիտոտոքսիկ ազդեցությունները, որոնք առաջանում են RisEHC-ի միջոցով տարբեր վերաշրջանառվող սննդանյութերի լուծույթների մշակման արդյունքում: Այնուհետև, ուսումնասիրվել է հետէլեկտրաքիմիական ուլտրամանուշակագույն կիրառման արդյունավետությունը ֆիտոտոքսիկության ազդեցությունը նվազեցնելու, ինչպես նաև պարարտանյութի ազոտի աղբյուրը փոխելու համար:
Արդյունավետ սնուցման լուծույթի վերականգնումը առանցքային է երկարաժամկետ վերաշրջանառվող հիդրոպոնիկ համակարգերի ողջ ներուժն իրացնելու համար: Այստեղ գնահատված RisEHC համակարգը ցույց է տվել, որ արդյունավետ է մանրէների պոպուլյացիաները նվազեցնելու լաբորատոր մասշտաբի հիդրոպոնիկ աճի փորձարկումներում. Այնուամենայնիվ, քլորամինի արտադրությունը ամոնիակային միացությունների/պարարտանյութերի առկայության դեպքում որոշ սցենարներում հանգեցրել է ֆիտոտոքսիկության:
Ընթացիկ ուսումնասիրության մեջ քլորամինի ֆիտոտոքսիկությունը վերացվել է կամ բացառելով ամոնիակային պարարտանյութերը կամ տարրալուծման միջոցով՝ օգտագործելով ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը էլեկտրաքիմիական բուժումից հետո, պրակտիկա, որն էլ ավելի կուժեղացնի մանրէների ապաակտիվացումը: RisEHC-ը արդյունավետ սնուցման լուծույթի վերականգնման գործիք է, երբ քլորամինի արտադրությունը խուսափում կամ մեղմում է:
Ըստ առաջատար հեղինակի՝ «Եթե վերահսկվող միջավայրի գյուղատնտեսությունը (CEA) պետք է ամբողջությամբ փակի ջրի օղակը (այսինքն՝ զրոյական արտանետում), ապա անհրաժեշտ են տեխնոլոգիաներ, որոնք կապահովեն, որ լուծումները մնան պաթոգենից զերծ՝ առանց ախտահանող նյութերի կամ վնասակար ախտահանման կողմնակի արտադրանքների կուտակման: Մենք մշակել ենք RisE HC մեթոդը՝ նպատակ ունենալով ապահովել տեխնոլոգիա, որը կվերացնի այգեգործության քլորացման հնարավորինս շատ սահմանափակումները: Պարենային անապահովությունը աճում է ամբողջ աշխարհում, և մենք հուսով ենք, որ RisE HC-ի նման տեխնոլոգիաները կարող են բարելավել CEA սննդի (և ծաղկային) մշակաբույսերի արտադրության կայունությունը»:
Թերթը հրապարակված է ամսագրում HortScience.