CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 1.1 Các vấn đề liên quan đến nước tưới ô nhiễm Nguồn nước sử dụng trong tưới tiêu bao gồm nước trong tự nhiên và nước tái sử dụng như nước thải công nghiệp. Trên thế giới có 32,1% nước được tái sử dụng dùng trong mục đích tưới tiêu nông nghiệp và 20,62% dùng để tưới tiêu tạo cảnh quan. Theo đánh giá của Ngân hàng Thế giới, Việt Nam thuộc diện quốc gia thiếu nước. Nguồn nước nội địa Việt Nam chỉ đạt mức trung bình kém của thế giới, khoảng 3.
Trên thế giới nhiều quốc gia đang phải đối mặt với hiện tượng ô nhiễm nguồn nước sông. Tại Trung Quốc khoảng 62,6 tỷ tấn nước thải đổ ra các dòng sông mỗi năm, sông Yangzte (Dương Tử) nhận 22 tỷ tấn, sông Hoàng Hà nhận 3,9 tỷ tấn, trong đó 62% là nước thải công nghiệp, 36% hầu như chưa qua xử lý. Lưu vực sông Yangzte chiếm 20% diện tích lãnh thổ Trung Quốc với dân số xấp xỉ 425 triệu người, đóng góp một phần tư GDP của Trung Quốc, tức là khoảng 410 tỷ USD. Hiện nay, sông Yangzte cũng phải đối mặt vói hàng loạt các thách thức môi trường: bão lũ, xói lở đất, ô nhiễm nước và suy giảm đa dạng sinh học, đặc biệt là hệ sinh thái thủy sinh.
Tại Hong Kong chất lượng nước của sông Pearl River bị ô nhiễm nặng nề. Chính quyền đã xây dựng một dự án để giám sát chất lượng môi trường nước. Mục tiêu của dự án là nghiên cứu dòng chảy liên quan của các chất độc hại như chất cặn và dinh dưỡng đổ vào nguồn nước Hong Kong từ sông Pearl River. Kết quả của dự án nhằm cung cấp thông tin cho các nhà khoa học trên thế giới, các nhà làm luật về môi trường của Hong Kong, Trung Quốc và người dân nhằm mục tiêu là giảm thiểu các tác động ô nhiễm của sông Pearl River lên chất lượng nước của sông Hong Kong và hệ sinh thái nói chung [2].
Tại Indonesia, hệ thống sông Brantas là một trong những hệ thống sông lớn của đất nước, nằm ở hần phía đông đảo Java. Sự gia tăng dân số và phát triển công nghiệp trong 3 thập kỷ qua đã làm cho chất lượng nước của LVS Brantas bị suy thoái và ảnh hưởng xấu tới sức khỏe của cộng đồng dân cư và sự phát triển của nền kinh tế. Để kiểm soát chất lượng nước lưu vực sông Brantas, Chính phủ Indonesia đã thực hiện nhiều biện pháp như đưa ra kế hoạch tổng thể về quan trắc chất lượng nước và kiểm 5 soát ô nhiễm. Những số liệu quan trắc được tập hợp và báo cáo tới chính quyền Đông Java.
Những kết quả đó được sử dụng làm căn cứ cho việc đưa ra các hướng dẫn áp dụng thực thi pháp luật trong việc cảnh báo và đóng cửa những nguồn thải [3]. Ô nhiễm đã bắt đầu ảnh hưởng đến nguồn tài nguyên của riêng ngành, có khả năng ảnh hưởng đến khả năng sinh sản và năng suất của đất, hiệu quả của các hóa chất trong việc chống lại côn trùng và bệnh tật, sức khoẻ của nông dân và năng suất, sức khoẻ môi trường và an toàn thực phẩm. Trong khi đó, việc sử dụng lãng phí các đầu vào khiến giảm lợi nhuận của trang trại. Bằng chứng khoa học về mức độ và tác động của ô nhiễm nông nghiệp ở Việt Nam vẫn còn hạn chế, nhưng hiện đang dần xuất hiện rõ hơn.
Trong khi đó, dân số nói chung đã ngày càng nhận thức được những vấn đề sức khoẻ con người và môi trường mà ô nhiễm nông nghiệp đang tạo ra. Mặc dù các yếu tố như nhiễm mặn, nhiễm phèn, các chất hóa học trong nước đều ảnh hưởng đến đặc điểm sinh lý, năng suất và chất lượng cây trồng. Nhưng trên thế giới nhiều nước đã thành công với nền nông nghiệp dùng nước mặn để tưới cho cây trồng, điển hình như vùng Tây Nam nước Mỹ, Israel, Tunisia, Ấn Độ, Ai Cập… Các báo cáo đã thống nhất cho rằng việc sử dụng nước nhiễm mặn tưới cho cây trồng là một tiềm năng nếu áp dụng biện pháp tưới nhỏ giọt, giống, phân bón và kỹ thuật canh tác thích hợp. Trong những năm gần đây, Câu hỏi đặt ra là liệu nước nhiễm mặn có ảnh hưởng đối với sản xuất nông nghiệp không cũng được nhiều nhà khoa học quan tâm, nghiên cứu thảo luận.
Hướng dẫn chất lượng nước cho nông nghiệp của FAO. Đến nay vẫn đang được áp dụng tại nhiều Quốc gia trên thế giới [4].1 Ngưỡng ô nhiễm KLN của đất, nước và rau Ngưỡng ô nhiễm Tên mẫu Hg As Pb Cd Đất (mg/kg đất khô) Hg ≥0,5 As ≥12 Pb ≥70 Cd≥2 Nước (mg/lít) Hg ≥0,0010 As ≥0,0100 Pb ≥0,1000 Cd≥0,0100 Rau (mg/kg rau tươi) Hg ≥0050 As ≥0,2000 Pb ≥0,5000 Cd≥0,0200 Qui định về nước tưới, các qui định của VietGAP cũ và mới đều qui định: 6 - Nước tưới cho sản xuất và xử lý sau thu hoạch rau, quả phải đảm bảo theo tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam hoặc tiêu chuẩn mà Việt Nam đang áp dụng. - Việc đánh giá nguy cơ ô nhiễm hoá chất và sinh học từ nguồn nước sử dụng cho: tưới, phun thuốc bảo vệ thực vật, sử dụng cho bảo quản, chế biến, xử lý sản phẩm, làm sạch và vệ sinh, phải được ghi chép và lưu trong hồ sơ. - Trường hợp nước của vùng sản xuất không đạt tiêu chuẩn, phải thay thế bằng nguồn nước khác an toàn hoặc chỉ sử dụng nước sau khi đã xử lý và kiểm tra đạt yêu cầu về chất lượng.
Ghi chép phương pháp xử lý, kết quả kiểm tra và lưu trong hồ sơ. - Không dùng nước thải công nghiệp, nước thải từ các bệnh viện, các khu dân cư tập trung, các trang trại chăn nuôi, các lò giết mổ gia súc gia cầm, nước phân tươi, nước giải chưa qua xử lý trong sản xuất và xử lý sau thu hoạch.2 Các nghiên cứu ngoài nước về việc sử dụng nước tưới ô nhiễm để tưới cho cây trồng Để tăng năng suất và chất lượng của cây trồng, bên cạnh việc đáp ứng đủ nhu cầu nước cho cây thì chất lượng nước tưới và chế độ quản lý tuới thích hợp cũng đóng vai trò quan trọng đối với các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của cây. Chất lượng nước tưới có thể tác động đến năng suất, chất lượng cây trồng. Đặc điểm của nước tưới được xác định với chất lượng biến đổi theo từng nguồn nước [5].
Sự khác nhau về chất lượng nước giữa các vùng chủ yếu phụ thuộc vào điều kiện địa chất, khí hậu và các hoạt động của con người. Do vậy trong phạm vi của từng vùng cũng có sự khác biệt về chất lượng nước tùy theo nguồn nước là nước mặt, nước sông, suối, ao, hồ) hay từ nguồn nước ngầm. Sự xuất hiện của các chất hóa học trong nước tưới có thể tác động trực tiếp đến sự phát triển của cây trồng bởi sự tích lũy độc tố hoặc suy giảm chất lượng do thiếu hụt. Ngoài ra, các chất hóa học trong nước tưới cũng có thể tác động gián tiếp đến cây trồng theo cơ chết làm thảy đổi hàm lượng giá trị dinh dưỡng trong sản phẩm [6].
Cải thiện chất lượng nước tưới bổ sung cho nông nghiệp mưa ở khu vực bán khô hạn bằng kỹ thuật từ hóa. Tạp chí Tài nguyên và Bảo vệ Nước. Các muối trong nước tưới 7 ảnh hưởng đến cả cấu trúc đất và năng suất cây trồng. Muối và các chất hòa tan khác bắt đầu tích tụ / lắng đọng khi nước bay hơi khỏi bề mặt.
Nồng độ muối cao trong đất dẫn đến tình trạng khô hạn sinh lý - mặc dù cánh đồng dường như có nhiều độ ẩm, cây bị héo vì rễ không thể hấp thụ nước. Những tác động này được quy cho độ pH, độ mặn (tổng hàm lượng muối hòa tan), nguy cơ natri (tỷ lệ natri (Na+) với canxi (Ca2+ ) và ion magiê (Mg2+ ), độ kiềm - carbonate và bicarbonate và sự hiện diện của các ion cụ thể như clorua (Cl), sunfat (SO43- ), boron (B) và nitrat-nitơ (NO3--N). Tác động dự kiến của nước tưới kém chất lượng đối với đất và cây trồng có thể ảnh hưởng đến nông nghiệp và an ninh lương thực bền vững được liệt kê trong bảng 1.2 Thông số chất lượng nước & tác động của nó đến đất, hệ thống thủy lợi và tăng trưởng cây trồng Thông số chất Giới hạn cho Tác động đến nông nghiệp lượng thủy lợi phép (ICAR) Chứa nhiều cacbonat và bicacbonat kết tủa với pH 6,5 - 8,4 canxi và tắc nghẽn trong hệ thống phân phối nước Độc tính riêng của một ion cụ thể (như Natri) EC mS / cm <1,0 Áp suất thẩm thấu cao hơn xung quanh rễ. Na+ (meq / lit) 1,0 - 3,0 Vấn đề thấm nước nghiêm trọng Kết tủa và tắc nghẽn hệ thống phân phối tưới nhỏ Ca++ (meq / lit) 1,0 - 3,0 giọt Thay đổi tỷ lệ hấp thụ natri Mg++ (meq / lit) 1,0 - 3,0 Kết tủa, tắc nghẽn hệ thống phân phối tưới nhỏ giọt CO2 -3CO32- (meq / lit) <1,0 Giảm sự hấp thu các chất dinh dưỡng Độc và giảm hấp thu các chất dinh dưỡng.
Kết tủa HCO-3HCO3- (meq/lit) <2,5 với canxi và tạo thành lớp vỏ màu trắng trên đất. Cl¯ (meq / lit) <2,0 Bắt đầu phát sinh vấn đề cháy lá Khẩu phần hấp thụ Nguyên nhân của mối nguy tiềm ẩn và tính thấm <3,00 đất nghiêm trọng natri (SAR) (meq / lit) RSC (dư natri Nguy cơ tiềm tàng đối với cấu trúc đất <1,25 cacbonat) (meq/ it) (Nguồn: Bornare, D. pH ảnh hưởng đến độc tính của các yếu tố khác và ảnh hưởng rõ rệt đến nhiều phản ứng hóa học. Phạm vi pH của nước ngầm trong tầng chứa nước bazan là: 7,16 - 8,35 và 7,2 đến 10,32 trong tầng chứa nước granit.
Độ cứng toàn phần là do sự hiện diện 8 của Canxi và magiê đa trị phát sinh từ sự hòa tan các khoáng chất. Tổng độ cứng của các mẫu nước ngầm từ tầng ngậm nước bazan được tìm thấy trong khoảng 55 - 300 mg/l. Độ dẫn điện (EC) là độ dẫn của khối lập phương một centimet của các chất tính bằng micromhos/cm ở 25˚C. Sự có mặt của các ion trong dung dịch làm tăng độ dẫn của nước từ tất cả các ion hòa tan như các ion tích điện âm (Cl¯, ) và các ion tích điện dương (Ca++, Na+).
Ảnh hưởng của nước ECw cao đến năng suất cây trồng là cây không có khả năng cạnh tranh với các ion trong dung dịch nước-đất (hạn hán sinh lý). Nước thực vật có thể sử dụng trong dung dịch đất giảm đáng kể khi EC tăng. Tác động lâu dài của nước cao EC là tải muối qua nước tưới.Các ion khác nhau và mức độ tập trung của chúng đóng vai trò quan trọng đối với chất lượng nước.