TiaSang
Thứ 5, Ngày 13 tháng 12 năm 2018
Đổi mới sáng tạo

Sử dụng kỹ thuật hạt nhân để bảo vệ đất

20/10/2016 14:24 - Thanh Nhàn

Trang web của Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA) giới thiệu một khía cạnh của ứng dụng năng lượng nguyên tử ở Việt Nam: dùng kỹ thuật hạt nhân để chống xói mòn đất trong lĩnh vực nông hóa, thổ nhưỡng.

Anh Đào Thanh Cảnh, chủ nhân một trang trại cà phê ở Lâm Đồng
được hỗ trợ chống xói mòn

Dù chưa từng nghiên cứu vật lý hay hóa học nhưng ông nông dân Đào Thanh Cảnh có thể hiểu đôi chút về các chất đồng vị hạt nhân. Lý do rất tình cờ là vào một vài năm trước, nhiều khoảnh đất trong trang trại rộng 5 mẫu trên núi của ông bị trượt lở. Khi đó các nhà nghiên cứu của Viện Nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt đã dùng các kỹ thuật hạt nhân để xác định chính xác nguyên nhân vì sao có hiện tượng sạt lở đất ở trang trại của ông và nguồn đất bị xói mòn. Nhờ vậy trang trại của ông vẫn giữ được nguyên vẹn và những cây cà phê trong trang trại vẫn cho thu hoạch tốt. "Chúng tôi hết sức lo lắng vì khó đoán định được nguyên nhân. Chúng tôi chỉ biết rằng cứ qua những cơn bão lớn hằng năm, một vài cm đất đai lại bị mất đi", Đào Thanh Cảnh cho biết.
Trang trại của ông không phải là trường hợp duy nhất. Trên thế giới có khoảng 1,9 tỷ ha đất bị suy thoái, chiếm tới gần 2/9 diện tích đất trồng trọt.

Xói mòn là một nguyên nhân chính gây ra hiện tượng suy thoái chất lượng đất toàn cầu, dẫn đến hậu quả là mất đi 75 triệu tấn đất màu hàng năm, tương đương với việc thiệt hại khoảng 126 tỷ USD. Vì vậy, IAEA đã phối hợp với tổ chức Lương thực và Nông nghiệp của Liên hợp quốc (FAO) hỗ trợ các nhà nghiên cứu và nông dân đo đạc và quản lý hiện tượng xói mòn đất bằng các kỹ thuật hạt nhân như đồng vị phóng xạ rơi lắng đánh giá tỷ lệ xói mòn đất, phân tích các đồng vị bền chỉ báo phức hợp để nhận biết các vùng có nguy cơ suy thoái đất.

Vòng quay nguy hiểm của xói mòn

Hiện tượng xói mòn hay xảy ra trên đất dốc, cuốn trôi lớp đất màu mỡ trên bề mặt, sau đó lắng lại trong ao hồ, gây ra hiện tượng phú dưỡng1 và làm giảm chất lượng nước. "Đó là cú bắn xuyên táo", Mohammad Zaman, một nhà nghiên cứu thổ nhưỡng làm việc cho nhóm hợp tác về sử dụng kỹ thuật hạt nhân trong lĩnh vực Lương thực và nông nghiệp FAO/IAEA (Joint FAO/IAEA Division of Nuclear Techniques in Food and Agriculture).

Zaman giải thích, việc thâm canh trong nông nghiệp cùng với nạn chặt phá rừng là nguyên nhân phổ biến dẫn đến sự xói mòn đất. Việc trồng trọt liên tục làm mất đi các chất hữu cơ, do đó các hạt đất không còn khả năng kết dính, hệ quả là đất dễ bị rửa trôi khi gặp mưa bão lớn. Các kỹ thuật hạt nhân giúp nhận diện những điểm dễ bị xói mòn, qua đó các nhà khoa học có thể làm giảm thiệt hại bằng việc tập trung các giải pháp hợp lý vào những khu vực này. "Cách xử lý của chúng tôi hướng đến trúng đích hơn, hiệu quả hơn và chi phí thấp hơn", Zaman cho biết.

Sau hiệu quả của dự án ở các quốc gia châu Á, IAEA hiện đang thành lập nhiều nhóm hợp tác như vậy tại nhiều khu vực khác và mở một mạng lưới gồm các chuyên gia để cùng chia sẻ những phương pháp và bí quyết.

Đo xói mòn để tìm giải pháp

Tại Việt Nam, nơi 3/4 diện tích là núi đồi thì xói mòn là vấn đề chính. Một dự án thử nghiệm FAO/IAEA đã thực hiện việc đo đạc tỷ lệ xói mòn đất bằng kỹ thuật hạt nhân ở 27 điểm của tỉnh Lâm Đồng. TS. Phan Sơn Hải, giám đốc Trung tâm Nghiên cứu và Giám sát môi trường (Viện Nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt), người tham gia dự án này từ năm 2012, cho biết, việc sử dụng các phương pháp bảo tồn thích hợp như xen canh, đào hố chứa nước gần cây cà phê, làm ruộng bậc thang đã góp phần làm giảm tới 45% tình trạng xói mòn đất. Những kết quả tương tự đã đạt được tại các điểm thực hiện dự án. Hiện TS. Hải đang hỗ trợ các đồng nghiệp trên cả nước trong việc giới thiệu các kỹ thuật hạt nhân để theo dõi, giám sát sự xói mòn đất.

Biểu đồ hiển thị hiệu quả của việc sử dụng kỹ thuật hạt nhân bảo vệ đất khỏi xói mòn

Tại Malaysia, cũng là một trong những quốc gia thực hiện dự án này, Othman Zainudin, đã giám sát một khu vực có khả năng xói mòn cao ở bang Perlis trong vòng 10 năm và mới chuyển sang sử dụng các kỹ thuật hạt nhân hai năm trở lại đây. Zainudin chuyên nghiên cứu và giảng dạy về lĩnh vực địa mạo học ở trường ĐH Giáo dục Sultan Idris. "Với các kỹ thuật mới, chúng tôi có thể có nhiều thông tin chi tiết hơn", Zainudin nói. Trước đây nhóm nghiên cứu của ông có thể đo đạc tỷ lệ trầm tích lắng đọng trong ao hồ nhưng không thể nhận định chính xác nguồn các chất trầm tích, ông giải thích.

"Giờ đây khi biết chính xác nơi nào xói mòn, chúng ta có thể thực hiện các biện pháp đúng đắn để giảm trừ thiệt hại", Zainudin nói. Vào cuối năm nay, khi hợp tác với Bộ Nông nghiệp, ông sẽ tổ chức một chương trình tập huấn về kỹ thuật hạn chế sự xói mòn đất cho nông dân. "Trước đây, chúng tôi không thể thực hiện được chương trình truyền thụ kiến thức như thế này bởi vì chúng tôi không biết đích xác nguồn của xói mòn", ông cho biết thêm.

Với trường hợp của Đào Thanh Cảnh ở Lâm Đồng, thu nhập của ông đã tăng lên tới 20% hằng năm, với cây chè trồng xen và cỏ khô nuôi gia súc được cắt từ khoảnh đất quanh gốc cà phê nhằm tránh nguy cơ xói mòn đất. Ông tiết lộ không còn lo lắng về tương lai và cảm thấy thoải mái với thu nhập tăng thêm của mình. Giờ đây, ông có thể dành tiền để lo việc học cho bốn đứa con. "Tôi muốn tạo điều kiện học hành cho các cháu, điều mà ttrước đây tôi chưa làm được", ông nói.

Đồng vị phóng xạ rơi lắng và phân tích các đồng vị phóng xạ bền chỉ báo phức hợp Đồng vị phóng xạ rơi lắng (Fallout radionuclides - FRNs) được khởi đầu từ các vụ thử vũ khí hạt nhân và bị phân tán trên diện rộng. Chúng lơ lửng trong khí quyển và bị lắng lại trên bề mặt đất sau các trận mưa. FRNs có thể giúp các nhà khoa học nhận diện được những thay đổi về tốc độ và kiểu phân bố lại đất ở các lưu vực lớn, qua đó đánh giá hiệu quả các biện pháp bảo tồn đất trong kiểm soát xói mòn đất. FRNs có thể được đo tương đối dễ dàng và không cần phá mẫu bằng cách sử dụng phổ kế gamma phân giải cao. Kỹ thuật đồng vị bền chỉ báo phức hợp (Compound specific stable isotope - CSSI) thường được sử dụng để nhận biết nơi có đất bị xói mòn bởi CSSIs là dành riêng cho những loại cây khác nhau. Bằng việc nghiên cứu bổ cập CSSI (make up CSSI) của đất bị xói mòn, các nhà khoa học có thể truy tìm lại nguyên gốc của nó. Việc kết hợp cả hai cách tiếp cận này sẽ đem lại sự liên hệ giữa đất trầm tích trong lưu vực và nguồn xói mòn của nó.

-------------------------------------------------------------------------------------

1 Phú dưỡng là hiện tượng có quá nhiều chất dinh dưỡng bị chảy dồn vào môi trường nước, gây ra hiện tượng "tảo nở hoa" hoặc gia tăng đột biến thực vật phù du trong nước. Hiện tượng này làm ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường nước như thiếu dưỡng khí, làm cạn kiệt ô xy hòa tan trong nước, làm giảm số lượng cá và các loài động vật khác.

Thanh Nhàn dịch

Nguồn: https://www.iaea.org/newscenter/news/iaea-impact-viet-nam-tackles-soil-erosion-nuclear-techniques

Tags: