V. Rửa mặn và biện pháp thủy nơng vùng đất mặn:
Chƣơng 13: CHẤT LƢỢNG NƢỚC TƢỚ
(irrigation water quality). I. Đặt vấn đề (introduction):
1. Ảnh hưởng đến cây trồng (ngộ độc – chậm phát triển – cây chết). 2. Ảnh hưởng lên đất canh tác (nhiễm độc – Ảnh hưởng đến tính chất
vật lý của đất – đĩng váng….).
3. Ảnh hưởng đến hệ thống tưới (bít lỗ thốt)
II. Các vấn đề liên quan đến nước tưới (problems of water quality) 1. Chất lơ lửng
2. Tảo (algae)
3. Hĩa chất (chemicals) 4. Vi sinh
III. Các tác hại của nước tưới kém chất lượng. 1. Tắc nghẽn hệ thống tưới.
2. Ơ nhiễm đất trồng (mơi trường)
3. Gây độc cho cây => gây độc cho ngườ (sức khỏe) IV. Xử lý nước tưới (irrigation water treatment)
1. Mức độ cần thiết => tiêu chuẩn 2. Các biện pháp xử lý
I. Đặt vấn đề: Trong các nguồn nước tưới (nước sinh hoạt, nước giếng, nước ở các sơng ngịi, ao hồ v.v…) thì nguồn nước sinh hoạt (đã được loại bỏ các chất rắn lơ lững, mùi vị, màu sắc và vi sinh vật) là rất phù hợp. Tuy nhiên, nguồn nước tưới này thường rất đắt tiền và đơi khi khơng cĩ sẳn để sử dụng. Các nguồn nước tưới khác (sơng ngịi, ao hồ, giếng ngầm v.v..) thường là khơng thuần khiết và cĩ chứa nhiều chất cĩ hại (độc tố, vi sinh v.v…) cho cây trồng và đất đai hoặc gây trở ngại cho hệ thống tưới ở từng mức độ khác nhau hoặc cĩ thể chứa các mùi hơi thối (H2S) ảnh hưởng xấu đến mơi trường sống chung quanh v.v… . Điều này địi hỏi phải cĩ 1 số biện pháp xử lý trường khi áp dụng tưới cho cây trồng.
II. Các vấn đề liên quan đến chất lượng nước tưới:
1. Các thành phần chính trong chất lượng nước tưới: Số lượng và loại của các chất ảnh hưởng xấu đến chất lượng nước tưới thay đổi rất lớn tùy theo kích cở và điều kiện của khu vực thu gom nước (catchment). Chất lượng nước tưới thường được xét đến với các thành phần sau: chất rắn lơ lửng, hĩa chất, rong tảo, vi sinh vật. Các thành phần này thay đổi tùy theo mùa, tùy theo vị trí lấy nước (do chất thải từ nhà máy, từ sinh hoạt của con người v.v…).
2. Các ảnh hưởng của các thành phần chính trong chất lượng nước tưới đến đất đai và cây trồng:
- Chất rắn lơ lửng: Chất rắn lơ lửng thường gây hại bằng sự phú dưỡng (eutrophication), điều này giúp cho rong tảo phát triển mạnh. Đồng thời gây tắc nghẽn các lỗ thốt của hệ thống tưới.
- Hố chất: Các hĩa chất ngồi vấn đề gây hại trực tiếp đến đời sống của cây trồng (làm chậm tăng trưởng khi mức độ nhẹ, hoặc gây chết cây khi nồng độ độc cao) (xem thêm phụ lục 1). Ngồi ra, một số hĩa chất cịn cĩ thể gây tắc nghẽn bằng việc hình thành những mảng bám lên thành ống (ví dụ Ca, Mg, Fe, Mn). Đồng thời một số kim loại nặng cĩ thể tồn lưu trong đất, sau đĩ sẽ được cây trồng (các loại rau màu v.v…) hấp thụ làm ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Các hố chất cĩ chứa Na sẽ ảnh hưởng đến một số tính chất vật lý đất (ví dụ: đĩng váng v.v..) làm giảm khả năng ngấm hút của đất. Hoặc một số hĩa chất cĩ chứa mùi hơi thối ảnh hưởng xấu đến mơi trường chung quanh và sức khỏe con người.
- Rong tảo (algae): Rong tảo phát triển mạnh cũng cần cĩ sự hiện diện của các thành phần vơ cơ như là Sắt (Fe), Đồng (Cu), và Molybdenum (Mo); hoặc các chất dinh dưỡng chính như là Carbon dioxide, Nitrogen và Phosphorous. Ngồi ra, sự phát triển của rong tảo cũng bị thay đổi theo mùa (cụ thể là ánh sáng và nhiệt độ). Aùnh sáng mạnh và nhiệt độ cao làm tăng khả năng phát triển của tảo. Rong tảo là tắc nghẽn các lổ thốt nước của hệ thống tưới và làm giảm lượng oxygen (O2) trong đất.
- Vi sinh vật: Đối với vấn đề chất lượng nước tưới, thì vi sinh vật chủ yếu là bám vào thành các thiết bị hệ thống tưới và làm tắc nghẽn hệ thống tưới.
III. Xử lý nước tưới:
Mục đích của việc xử lý nước tưới là để:
- Giảm nguy cơ lan truyền bệnh theo nguồn nước tưới.
- Giảm lượng chất rắn lơ lửng.
- Kiểm sốt sự phát triển vi sinh vật.
- Tạo điều kiện cho hệ thống tưới hoạt động tốt hơn. Việc xử lý nước tưới được xét trên 3 phương diện sau: 1. Nồng độ thành phần gây hại cho cây trồng. 2. Thành phần gây tắc nghẽn hệ thống tưới. 3. Hiệu qủa kinh tế.
Như vậy, thật rất khĩ để đưa ra một giải pháp cụ thể nào để xử lý nước tưới. Tuy nhiên, trên phương diện chung, chúng ta nêu lên các giải pháp cần thực hiện một cách tổng quát là:
1. Xử lý các thành phần hạt rắn lơ lửng (gây tắc nghẽn hệ thống tưới). Như vậy tùy theo hệ thống tưới chúng ta đang sử dụng để cĩ mức độ xử lý thích hợp. Thơng thường hệ thống tưới mặt đất thì khơng cần xử lý trường hợp này.
2. Xử lý nồng độ các hố chất ảnh hưởng xấu đến năng suất cây trồng và hệ thống tưới. Thơng thường việc xử lý thành phần hố chất này dựa trên mẫu phân tích nguồn nước tưới, kết hợp tiêu chuẩn thích ứng của cây trồng (xem phụ lục 1), và khả năng gây tắc nghẽn hệ thống tưới.
3. Xử lý vi sinh và mùi hơi: Chủ yếu là để tránh gây tắc nghẽn hệ thống tưới và tránh gây ơ nhiễm mơi trường chung quanh.
Ba (3) vấn đề trên đây là bài tốn khá phức tạp, tốn kém.
Cho nên, thơng thường người ta dựa vào 1 số các chỉ tiêu thành phần hĩa học sau đây để khảo nghiệm và xử lý:
+ Tổng chất rắn lơ lửng (TSS)(total suspended solids): Lọc qua giấy lọc 6F, sau đo ấy khơ ở 105oC. Cân trọng lượng.
+ Thành phần hữu cơ (VSS)(Volatile suspended solids). Là trọng lượng mất đi sau khi sấy mẫu TSS ở 600oC.
+ pH:
+ EC (electrical conductivity): Chủ yếu là nồng độ Na+. Đơn vị tính thơng thường là dS/m, mg/lít hoặc ppm.
1 mg/lít = 1 ppm = 1,67 * 10-3 ds/m
+ Độ cứng (hardness): chủ yếu là thành phần Ca và Mg. Các thành phần này dễ gây tắc nghẽn hệ thống tưới.
+ H2S: chủ yếu là gây hơi thối mơi trường chung quanh.
+ Sắt (Fe) và Manganese (Mn): Chủ yếu là gây tắc nghẽn hệ thống tưới. Việc xử lý nước tưới cĩ thể tiến hành bằng biện pháp hĩa học dựa vào chlorine như + Calcium hypochlorite : 70% chlorine và 30% vơi.
+ Sodium hypochlorite (dairy chloride): là chất lỏng chứ 10% nồng độ chlorine tự do. Chủ yếu là oxid hĩa sắt
+ khí chlorine.
Phụ lục 1a: Phân loại mức độ gây tắc nghẽn hệ thống tưới (mg/lít) Thành phần Mức độ gây tắc nghẽn Thấp Trung bình Cao Chất rắn lơ lửng <50 50 – 100 >100 pH <7.0 7.0 – 8.0 >8.0 Manganese <0.1 0.1 – 1.5 >1.5 Tổng Sắt <0.2 0.2 – 1.5 >1.5 H2S <0.2 0.2 – 2.0 >2.0 Vi sinh (*) <10.000 10.000 – 50.000 >50.000 Ghi chú: (*) là số vi sinh trong 1 milimetre.
Phụ lục 1b: Mức độ kháng mặn của 1 số lồi cây
Mức độ bị ảnh hưởng Lồi cây
+ Nhạy cảm (sensitive) African violet, azelea, begonia, camellia (EC = 0.0 – 0.7) hoặc fuchia, gardenia, hydrangea, magnolia (0 – 450 ppm) primula, violet.
+ Thấp (low) Aster, bauhinia, geranium, gladiolus (0.7 – 1.5 hoặc 450-990 ppm) poinseltia, rose, zinnia.
+ Trung bình (medium) Japanese yew, musa, orchid tree, (1.5 – 2.5 hoặc 990 – 1700 ppm) podocarus, redleaf banana. + Cao (high) Bougainvillea, carnation,
chrysanthemum,