Hiện nay, công nghệ từ tính hóa trong xử lý và cải thiện chất lượng nước tưới nhiễm mặn đã được nghiên cứu nhiều trên thế giới. Đây được xem là một giải pháp kinh tế, mang lại hiệu quả xử lý nước tưới nhiễm mặn, cải thiện năng suất cây trồng và mang lại hiệu quả rửa mặn đất khá cao. Vì vậy, đề tài bước đầu được thực hiện nhằm: (i) Đánh giá hiệu quả xử lý nước nhiễm mặn của hệ thống điện từ trường kết hợp oxy hóa và va đập phân tử và (ii) Đánh giá hiệu quả của nước tưới từ trường trong cải thiện hóa học đất phù sa nhiễm mặn, sự sinh trưởng, và năng suất rau màu (Brassica juncea L.) canh tác trong điều kiện nhà lưới.
Ba mức độ nước sông nhiễm mặn nhân tạo được thử nghiệm bằng cách pha loãng nước “ót” với nước sông không mặn thành các mẫu nước có độ mặn khác nhau (0‰, 3‰ và 5‰); sau đó, cho xử lý từ tính bằng cách chạy 2 lần qua hệ thống xử lý điện từ trường tích hợp (2000-4000 Gauss, điện phân 5-12 volt, 0,8 Ampe, lưu lượng 2-3 m3/giờ). Phương pháp thiết kế hệ thống xử lý điện từ trường nước nhiễm mặn có trình tự sắp xếp của hệ thống gồm: (1) phối trộn khí, (2) nam châm vĩnh cửu (3000 Gauss) và (3) bể điện phân (8 Volt và 0,8 Ampe) được sắp xếp song song với nhau, sau đó, các dòng chảy sẽ được phối trộn lại (4) bộ phận va đập phân tử trước khi thu mẫu nước đã xử lý cho phân tích.
Chỉ tiêu, phương pháp phân tích chất lượng nước nhiễm mặn trước và sau xử lý: Chất lượng mẫu nước đầu vào (trước khi xử lý) và đầu ra (sau khi xử lý) của hệ thống xử lý điện từ trường tích hợp sẽ được thu và phân tích ngay trong ngày để kiểm tra các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước như: pH, EC, Na+, K+, Ca2+, Mg2+,HCO3–, Cl–, SO42-, SAR, TDS.
Độ dẫn điện nước (EC) trước và sau khi xử lý (XL) điện từ tính.
sau khi xử lý điện từ trường.
Trị số SAR nước nhiễm mặn trước và sau khi xử lý (XL) điện từ tính.
Ghi chú: (*) và (**) khác biệt thống kê trước và sau khi xử lý điện từ tính nước nhiễm mặn ở mức ý nghĩa 5% và 1% qua kiểm định paired t-test, phần mền MiniTab/Version 16; thanh đứng: đại diện cho độ lệch chuẩn (standard deviation, n = 12 lặp lại cho mẫu nước sông).
khi xử lý điện từ trường.
(XL) điện từ tính.
Ghi chú: TDS: Total Dissolve Solid; (*) khác biệt thống kê trước và sau khi xử lý điện từ tính nước nhiễm mặn ở mức ý nghĩa 5% qua kiểm định paired t-test, phần mền MiniTab/Version 16; “ns”: không khác biệt thống kê; thanh đứng: đại diện cho độ lệch chuẩn (standard deviation, n = 12 lặp lại cho mẫu nước sông).
Thí nghiệm trồng cải trong chậu (chứa 10 kg đất nhiễm mặn) được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên (CRD), 4 lặp lại cho 4 loại nước tưới (nước cấp thông thường, nước cấp xử lý điện từ trường, nước nhiễm mặn 3‰ và nước nhiễm mặn 3‰ được xử lý điện từ trường). Kết quả thử nghiệm cho thấy xử lý điện từ trường làm cải thiện rất ý nghĩa chất lượng nước nhiễm mặn: giảm độ mặn (EC) của nước, đặc biệt ở mức nhiễm mặn 3‰, giảm tỷ số hấp phụ natri (SAR) và tổng chất rắn hòa tan (TDS) trong nước sau xử lý (trung bình giảm 6,2%, 8,0% và 7,9% cho EC, SAR và TDS).
Kết quả cũng cho thấy sự suy giảm ý nghĩa về hàm lượng các ion hòa tan (Na+, K+,Mg2+, SO42-, Cl–, HCO3–) trong nước nhiễm mặn sau xử lý ở ba mức độ nhiễm mặn khác nhau. Kết quả thí nghiệm trong chậu cho thấy tưới nước được xử lý điện từ trường (nước cấp hoặc nước nhiễm mặn 3‰) có thể được sử dụng trong cải thiện độ mặn của đất: giảm ECe, giảm tỷ số hấp phụ natri (SAR). Đặc biệt, tưới nước cấp được xử lý điện từ trường giúp giảm ý nghĩa hàm lượng Na+ trao đổi trong đất (0,64 meq Na+/100g; giảm 52,9% đất đầu vụ) so với nghiệm thức tưới nước cấp thông thường (0,77 meq Na+/100g; giảm 36,4% đất đầu vụ). Điều này, góp phần làm giảm khả năng trao đổi natri (ESP) của đất. Tưới nước được xử lý điện từ trường (nước cấp, nước nhiễm mặn) không ảnh hưởng đến hàm lượng các cation trao đổi (Ca2+, Mg2+) và khả năng hấp phụ cation của đất (CEC). Tưới nước từ trường cũng ý nghĩa trong việc giảm hàm lượng Cl– và SO42- hòa tan trong đất nhiễm mặn. Bước đầu cho thấy tưới nước được xử lý điện từ trường giúp tăng chiều cao cây (tăng 3,3% -7,5%) và chiều rộng lá (tăng 9,5%- 12,1%) của cải xanh, do đó, góp phần cải thiện năng suất tươi (tăng trung bình 6,6%) và sinh khối khô (tăng trung bình 12,0%) của cải xanh thí nghiệm so với tưới trực tiếp nước mặn không qua xử lý điện từ trường.
Tính chất hóa học nước tưới trước và sau xử lý điện từ trường.
Ảnh hưởng của nước tưới từ trường trên các chỉ số sinh trưởng cải xanh
thời điểm thu hoạch.
Ghi chú: Trong cùng một cột, các số theo sau bởi các chữ cái giống nhau thì không khác nhau ở mức ý nghĩa 1%, p < 0,01 (**) theo phép kiểm định Tukey/MiniTab/Version 16, n = 4 lặp lại cho mỗi nghiệm thức; TL: Trọng lượng; SPAD: Soil Plant Analysis Development
trường trên sinh trưởng cải xanh trồng trên đất nhiễm mặn điều kiện nhà lưới.
Kết quả xử lý nước sông nhiễm mặn bước đầu cho thấy điện từ trường có thể được sử dụng trong cải thiện chất lượng nước tưới nhiễm mặn (pH, độ mặn EC, chỉ số SAR, TDS, các cation và anion hòa tan) với độ mặn nước có thể tăng đến 5‰. Tuy nhiên, hiệu suất xử lý tốt nhất khi độ mặn nước là 3‰. Nước được xử lý điện từ trường (nước cấp, nước nhiễm mặn 3‰) có thể được sử dụng để tưới tiêu, cải thiện độ mặn của đất như: giảm ECe, giảm tỉ số hấp phụ natri (SAR) và khả năng trao đổi natri (ESP) của đất, giảm hàm lượng Na+ trao đổi trong keo đất, giảm hàm lượng Cl– và SO4 2- hòa tan trong đất nhiễm mặn, không ảnh hưởng đến hàm lượng các cation trao đổi (Ca2+, Mg2+) và khả năng hấp phụ cation của đất (CEC). Kết quả này cho thấy kỹ thuật xử lý điện từ trường có thể được đề nghị ứng dụng nhằm xử lý các nguồn nước tưới nhiễm mặn kém chất lượng cho nông dân các tỉnh ven biển Đồng bằng sông Cửu Long.
Nguyễn Thị Vân
Đăng ngày: 22/01/2020