Giảm, tái sử dụng, tuần hoàn nước trong nông nghiệp

Tại một số vùng khí hậu khô và hạn hán, nông dân thường đặc biệt quan tâm đến việc sử dụng nước và tái sử dụng nước. Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu mới đây của các nhà khoa học cũng cho thấy, các chất dược phẩm, sản phẩm chăm sóc cá nhân có dấu hiệu được hấp thụ trong cây trồng khi được tưới bằng nguồn nước thải.

Khi nguồn nước ngọt trở nên khan hiếm, nguồn nước thải đã qua xử lý đang trở thành một lựa chọn phổ biến hơn cho các hoạt động tưới tiêu, làm sạch. Tuy nhiên, vẫn còn có những những thắc mắc về cách nước thải tương tác và ảnh hưởng đến phần còn lại của hệ sinh thái như thế nào (?). Các nhà nghiên cứu đặt ra các hướng đi môi trường của bốn hợp chất khác nhau được tìm thấy trong nước thải khi nó được sử dụng để phun tưới cho cây lúa mì.

Nghiên cứu của Alison Franklin và các nhà khoa học tại Đại học Pennsylvania State, Hoa Kỳ về một số hợp chất tồn tại trong nước thải sau khi xử lý, đó là các hóa chất như dược phẩm, các sản phẩm chăm sóc cá nhân (xà phòng, kem đánh răng,..) và cả các loại thuốc kháng sinh. Hiện nay, các cơ sở xử lý nước thải không thể loại bỏ hoàn toàn các hợp chất này và nhiều nước vẫn chưa nhận thức được sự nguy hại và đưa vào tiêu chuẩn xử lý nước thải sinh hoạt, y tế. Các hợp chất này thường tồn tại trong nước thải dưới nhiều dạng và phản ứng khác nhau trong môi trường nước thải và trong nguồn nước tiếp nhận.
 

Việc phun nước tưới cây trồng tại khu vực Living Filter của Đại học Penn State được thực hiện liên tục quanh năm

Franklin giải thích, khi dược phẩm và các chất từ các sản phẩm chăm sóc cá nhân được thải ra môi trường thì chắc chắn chúng sẽ có những tác động nhất định đến con người, động vật, sinh thái,…. Do đó, cần phải có những nghiên cứu cụ thể về mức độ cũng như tác động của chúng đối với môi trường.

Franklin đã tiến hành đo hàm lượng ba loại kháng sinh và một loại thuốc chống động kinh trong nước thải từ nhà máy xử lý nước thải của khu vực làng Đại học của bang Pennsylvania. Nước từ nhà máy xử lý này sau đó được sử dụng để tưới cho cây lúa mì tại trang trại Living Filter của bang Pennsylvania. Khu vực này là một khu vực đặc biệt được sử dụng để tiến hành thử nghiệm kiểm tra việc tái sử dụng nước thải. Kết quả phân tích cho thấy, mẫu của rơm và hạt lúa mì có bốn hợp chất khác nhau đều được tìm thấy. Thực thế là nồng độ các hợp chất trong nước thải khá thấp, nhưng lại có thể định lượng được hàm lượng của chúng trong hầu hết các mẫu nước.

Trong các mẫu trước thu hoạch cho thấy, hầu hết các hợp chất đều tìm thấy trên bề mặt bên ngoài của cây và không đáng kể trong các bộ phận của cây (ngũ cốc và rơm). Các mẫu thu thập được tại thời điểm thu hoạch đều có dấu vết của tất cả bốn hợp chất trên bề mặt của cây. Ba trong số các hợp chất đã được phát hiện trong các bộ phận của cây trồng. Hai hợp chất chỉ được phát hiện trong hạt và không có trong rơm. Hợp chất thứ ba được phát hiện ở cả hạt và rơm. Tuy nhiên, không có hợp chất nào ở mức độc hại.

Các nhà nghiên cứu cũng cho rằng, có nhiều yếu tố ảnh hưởng gây ra việc các hợp chất có thể bị nhiễm vào nguồn nước thải trước khi cho vào nhà máy xử lý nước thải chẳng hạn như độ pH cũng có những ảnh hưởng nhất định lên các bộ phận của cây trồng.

Còn đối với loại hợp chất mà trong nghiên cứu thấy có sự tồn đọng trong hạt lúa mạch, tuy chưa ở mức độ nguy hiểm nhưng nhóm nghiên cứu sẽ tiến hành những nghiên cứu thêm về tác động của các chất tồn dư trong dược phẩm và chất trong sản phẩm chăm sóc cá nhân (dầu gội, kem đánh răng, xà phòng..) trong động vật và con người cũng như quá trình hoạt động tác động của dư chất này trong các môi trường: môi trường nước, thực vật, động vật và con người.

Franklin đang tiếp tục nghiên cứu để hiểu một cách sâu sắc về việc sử dụng nước thông minh, không hẳn là nước cứ qua xử lý có thể tái dụng được cho tưới tiêu mà sau đó là hàng loạt những nguy cơ tiềm ẩn khác cần phải làm rõ.

Công trình đã được công bố Tạp chí Chất lượng Môi trường và được tài trợ bởi USDA W-3170 và W-2082 - Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ.