Khắc phục khan hiếm nước tưới tiêu: Giải pháp khử mặn cho nông nghiệp tại miền Tây Hoa Kỳ
Nông nghiệp tại miền Tây và Tây Nam Hoa Kỳ đang đối mặt với khủng hoảng khan hiếm nước do biến đổi khí hậu. Nông dân đã phải áp dụng nhiều biện pháp như tưới nhỏ giọt, cảm biến đất, và thậm chí là bỏ hoang đất trồng trọt để đối phó với tình trạng này. Trong những năm gần đây, việc khử mặn nước lợ từ các tầng chứa nước ngầm đã nổi lên như một giải pháp tiềm năng.
Mặc dù khử mặn nước biển đã được áp dụng rộng rãi, khử mặn nước lợ trong đất liền vẫn còn khá mới mẻ và tốn kém. Chi phí khử mặn một acre-foot nước lợ cho nông nghiệp hiện vào khoảng 800 đô la, cao hơn nhiều so với giá nước ngọt đô thị. Do đó, việc áp dụng công nghệ này còn hạn chế.
Tuy nhiên, Cục Khai hoang Hoa Kỳ và Liên minh Quốc gia về Đổi mới Nước (NAWI) đã đầu tư vào các dự án nhằm phát triển hệ thống khử mặn quy mô nhỏ, phân tán, đặt ngay tại nông trại. Một ví dụ điển hình là dự án thí điểm tại nông trại của ông Ralph Loya ở El Paso, Texas, nơi đang thử nghiệm hiệu quả của việc sử dụng nước ngầm khử mặn để tưới tiêu.
Các nhà nghiên cứu đang nỗ lực giảm chi phí vận hành và xử lý nước muối thừa, vốn là một thách thức lớn trong quá trình khử mặn. Một số phương pháp mới đang được thử nghiệm bao gồm màng siêu áp, dung môi hóa học và điện thẩm tách. Điện thẩm tách cho thấy hiệu quả năng lượng cao hơn và tuổi thọ màng lọc lâu hơn so với thẩm thấu ngược.
Ngoài ra, việc tận dụng các khoáng chất có giá trị từ nước muối thừa, như lithium, magie và thạch cao, cũng đang được nghiên cứu để giảm chi phí và tạo ra nguồn thu nhập bổ sung cho nông dân. Ví dụ, nhà máy khử mặn ở El Paso đang “khai thác” thạch cao và axit clohydric cho các khách hàng công nghiệp.
Tại nông trại của ông Loya, hệ thống khử mặn sẽ kết hợp màng thẩm thấu ngược với quy trình “lô”, đẩy nước qua nhiều lần với áp suất tăng dần để tiết kiệm năng lượng. Nước muối thừa sẽ được xử lý bằng màng lọc nano để giảm thể tích. Hệ thống này sẽ sử dụng năng lượng mặt trời, giúp giảm chi phí điện năng.
Bên cạnh đó, các nghiên cứu khác cũng đang được tiến hành, chẳng hạn như thử nghiệm tưới tiêu bằng nước lợ pha loãng kết hợp với phân trộn để giảm chi phí khử mặn. Một dự án khác tại nhà máy khử mặn El Paso đang thử nghiệm sử dụng điện thẩm tách để chiết xuất thêm nước ngọt từ nước muối thừa.
Mặc dù khử mặn là một giải pháp tiềm năng, các chuyên gia cũng nhấn mạnh rằng nó không phải là “liều thuốc tiên” cho tất cả các vấn đề khan hiếm nước. Nông dân cần kết hợp khử mặn với các biện pháp khác như thu giữ nước mưa và sửa chữa hệ thống tưới tiêu bị rò rỉ để đạt hiệu quả tối ưu. Việc lựa chọn phương pháp khử mặn phù hợp cũng cần được xem xét kỹ lưỡng dựa trên điều kiện cụ thể của từng nông trại.
