Sử dụng sắc ký ion để giám sát xâm nhập mặn tại ĐBSCL

Các nhà khoa học thuộc trường Đại học Khoa học Tự nhiên (ĐHQG TP.HCM) gần đây đã ứng dụng sắc ký ion để phân tích nước mặn tại Bến Tre. Kết quả cho thấy phương pháp này có độ chính xác cao, giúp đánh giá hiệu quả tình trạng xâm nhập mặn, hỗ trợ quản lý tài nguyên nước trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

Kết quả nghiên cứu được TS. Trương Lâm Sơn Hải và các cộng sự thuộc Khoa Hóa học (trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG TP.HCM) đăng tải trong bài báo “Simultaneous determination of inorganic ions in saline water from the Mekong Delta using ion chromatography” (Xác định đồng thời các ion vô cơ trong nước nhiễm mặn ở ĐBSCL bằng sắc ký ion) trên tạp chí Water Science. 

Nghiên cứu nhấn mạnh đến tình trạng xâm nhập mặn đang ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng nước, tác động đến sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản và sinh kế của người dân trong khu vực. Để phân tích đồng thời các ion vô cơ trong nước mặn tại ĐBSCL, đặc biệt là ở tỉnh Bến Tre, nhóm đã sử dụng phương pháp sắc ký ion kết hợp với đầu dò độ dẫn điện, đo đồng thời sáu ion chính xuất hiện trong nước mặn: Na+, K+, Cl−, SO₄²−, Mg²+, và Ca²+. Sắc ký ion (Ion Chromatography) là một phương pháp phân tích giúp xác định và định lượng các ion vô cơ và hữu cơ trong dung dịch. Phương pháp này được kỳ vọng sẽ giúp đánh giá mức độ nhiễm mặn với độ chính xác cao. 

Để kiểm chứng, nhóm nghiên cứu đã tiến hành phân tích các mẫu nước mặn tại sáu địa điểm trên sông Ba Lai, Bến Tre ở vị trí từ cửa sông đến sâu trong đất liền 15 km rồi đánh giá khả năng áp dụng sắc ký ion trong việc theo dõi biến động thành phần ion theo mùa và theo vị trí địa lý. Kết quả cho thấy, nồng độ ion trong nước mặn có xu hướng tăng dần khi tiến gần cửa sông, chứng tỏ mức độ xâm nhập mặn đang ảnh hưởng nặng nề đến vùng ven biển. Chẳng hạn, nồng độ Cl− và Na+ ở khu vực cách biển 0,5 km lần lượt đạt 19.138 mg/L và 8.440 mg/L, cao hơn đáng kể so với các điểm nằm sâu trong đất liền. Tương tự, tỷ lệ Mg²+/Ca²+ duy trì ổn định quanh mức 3:1, cho thấy thành phần ion trong nước mặn có sự tương đồng với nước biển. Đối với ngành nuôi trồng thủy sản, việc xác định chính xác nồng độ Mg²+ và Ca²+ có ý nghĩa quan trọng, đặc biệt là trong ngành nuôi tôm, bởi tỷ lệ Mg²+/Ca²+ có thể ảnh hưởng đến tỷ lệ sống và tăng trưởng của tôm nuôi.

Khi so sánh với các phương pháp truyền thống như phương pháp Mohr, quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS) và phương pháp đo độ đục, nhóm nghiên cứu nhận thấy sắc ký ion có thể giảm sai số pha loãng, tiết kiệm mẫu phân tích và rút ngắn thời gian xử lý so với các phương pháp riêng lẻ. “Phương pháp này có thể đem lại sự đánh giá chất lượng nước nhanh và hiệu quả, giúp tiết kiệm cả thời gian và thể tích mẫu nước trong khi vẫn đảm bảo độ chính xác ở khắp các mức nồng độ khác nhau giữa các mẫu”, nhóm nghiên cứu nhận xét.

Nghiên cứu cũng đề cập đến ảnh hưởng của xâm nhập mặn đối với chất lượng nước tưới và sản xuất nông nghiệp. Với kịch bản độ mặn cao hơn, diện tích đất trồng lúa và cây ăn quả có nguy cơ bị thu hẹp, ảnh hưởng trực tiếp đến sản lượng nông nghiệp. Các khảo sát ban đầu trên những mẫu nước tại tỉnh Bến Tre cho thấy clorua (Cl^–) và sunfat (SO₄²^–) là hai anion chiếm ưu thế. Hàm lượng sunfat cao trong nước tưới có thể góp phần làm suy giảm chất lượng đất và ảnh hưởng đến năng suất cây trồng. Việc tích tụ sunfat ở nồng độ cao có thể phá vỡ cấu trúc đất, dẫn đến thoái hóa đất nông nghiệp theo thời gian.

Kết quả nghiên cứu đã khẳng định sắc ký ion là phương pháp hiệu quả, có thể tích hợp với công nghệ khử mặn để theo dõi và xử lý nước trong vùng ĐBSCL. Do đó, với khả năng phân tích đồng thời nhiều ion với độ chính xác cao, phương pháp này có thể hỗ trợ việc quản lý tài nguyên nước, đánh giá tác động của xâm nhập mặn, cũng như tối ưu hóa các chiến lược thích ứng trong nông nghiệp và thủy sản. 

Bài đăng Tia Sáng số 4/2025