Nước nhiễm mặn là gì? cách xử lý nước nhiễm mặn thành nước ngọt

Nước nhiễm mặn là một vấn đề nghiêm trọng, đặc biệt ở các vùng ven biển và đồng bằng lưu vực sông. Nó ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp, cung cấp nước sinh hoạt và gây ra nhiều hậu quả xã hội. Vấn đề này đặc biệt nghiêm trọng tại Việt Nam, nơi mà các tỉnh thành ven biển đang phải đối mặt với sự suy giảm nghiêm trọng về nguồn nước ngọt. Vì vậy việc phòng chống và xử lý nước nhiễm mặn là yêu cầu cấp thiết và cấp bách hiện nay.

Nước nhiễm mặn là gì?

Nước nhiễm mặn là nguồn nước có chứa hàm lượng muối hòa tan, chủ yếu là muối ăn (NaCl), vượt quá mức cho phép, khiến nước trở nên không phù hợp cho các mục đích sử dụng hàng ngày như sinh hoạt, sản xuất nông nghiệp và công nghiệp. Theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 01:2009/BYT về chất lượng nước dùng cho sinh hoạt và ăn uống thì lượng muối hòa tan không vượt quá 300mg/lít. Nếu vượt qua ngưỡng này thì nước được xem như nhiễm mặn.

Cách xác định độ mặn của nước

• Phương pháp khúc xạ kế: Đây là cách dùng dụng cụ phổ biến nhất để đo độ mặn. Bạn chỉ cần nhỏ một giọt nước lên lăng kính của dụng cụ đo khúc xạ kế, quan sát qua kính ngắm và đọc kết quả trên thang đo.
• Dùng bút đo độ mặn: Cũng tương tự như khúc xạ kế, bút đo độ mặn sẽ cho kết quả nhanh chóng và chính xác. Bạn chỉ cần nhúng đầu bút vào nước và đọc kết quả trên màn hình LCD.
• Máy đo độ mặn kỹ thuật số: Đây là loại máy đo chuyên dụng, thường được sử dụng trong các phòng thí nghiệm hoặc các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao.

Nguyên nhân gây ra nước nhiễm mặn

Nguyên nhân tự nhiên:

• Biến đổi khí hậu là một trong những nguyên nhân gây nhiễm mặn nguồn nước. Khi trái đất nóng lên làm băng ở Nam và Bắc Cực tan nhanh dẫn đến nước biển đang cao gây ra hiện tượng xâm thực mặn vào các vùng đất thấp, và ngập mặn vào hệ thống sông ngòi ở vùng đồng bằng ve biển. Ở Việt Nam hiện tượng xâm thực mặn thể hiện rất rõ tại đồng bằng Sông Cửu Long. Đang là vấn đề nhức nhối ảnh hưởng sâu rộng đến đời sống của người dân nơi đây.
• Hiện tượng  thủy triều dâng cao dẫn theo nước biển xâm nhập sâu vào đất liền. Dòng chảy của các con sông bị thay đổi cũng làm giảm khả năng đầy lùi nước mặn.

Nguyên nhân do con người:

• Khai thác nước ngầm quá mức khi đó lượng nước ngọt khai thác lớn hơn lượng nước tự nhiên bổ sung vào lòng đất. Mực nước ngầm giảm, tạo điều kiện cho nước mặn xâm nhập.
• Các đập thủy điện, hệ thống kênh mương không được thiết kế phù hợp có thể làm thay đổi dòng chảy tự nhiên của sông, gây xâm nhập mặn.
• Khai thác nước đầu nguồn quá lớn như làm thủy điện, đập hồ chứa nước gây thiếu hụt lượng nước ngọt đổ về hạ lưu. Khi thủy triều lên, nước biển sẽ đổ ngược về các con sông làm cho nước sông nhiễm mặn.
• Các hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp thải ra các chất thải chứa muối vào nguồn nước mặt và nước ngầm.
• Việc san lấp, xây dựng các công trình ven biển làm giảm khả năng tự nhiên chống xâm nhập mặn của các hệ sinh thái như rừng ngập mặn.

Tác hại của nước nhiễm mặn

Đối với con người:

• Sử dụng nước nhiễm mặn trong thời gian dài làm tăng lượng muối tích trữ trong cơ thể, gây ra tình trạng tắc động mạch và tạo sỏi thận.
• Muối trong nước nhiễm mặn có thể hút nước từ tế bào, khiến tế bào bị teo nhỏ và dẫn đến các vấn đề sức khỏe.
• Tiếp xúc lâu dài với nước nhiễm mặn có thể gây ra các bệnh về da như viêm da, mẩn ngứa, eczema. Muối trong nước làm khô da, phá vỡ hàng rào bảo vệ tự nhiên của da, tạo điều kiện cho vi khuẩn xâm nhập.
• Sử dụng chung nước nhiễm mặn với thuốc có thể làm giảm hiệu quả của thuốc khi vào cơ thể.
• Khi nấu ăn bằng nước nhiễm mặn, hương vị của món ăn sẽ bị giảm, làm ảnh hưởng đến chất lượng bữa ăn.
• Nước bị nhiễm mặn gây ra hiện tượng ăn mòn kim loại, làm cho kim loại bị hòa lẫn vào trong nước, nếu dùng để ăn uống sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe.

Đối với nông nghiệp:

Sử dụng nước nhiễm mặn trong nông nghiệp làm giảm năng suất cây trồng và ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng đất trồng trọt. Đất bị nhiễm mặn trở nên kém màu mỡ, làm giảm khả năng sinh trưởng của cây trồng và có thể dẫn đến việc phải thay đổi mục đích sử dụng đất. Nếu nhiễm mặn ở mức đọ cao có thể dẫn đến cât trồng bị chết hàng loạt.

Đối với công nghiệp và cơ sở hạ tầng:

Sử dụng nước nhiễm mặn trong lò hơi công nghiệp có thể gây hiện tượng bám cặn, làm tăng nguy cơ phát nổ, đồng thời gây ăn mòn các thiết bị, làm giảm tuổi thọ và hiệu quả hoạt động của máy móc, gây rỉ sét và tắc ngẽn đường ống dẫn nước.

Các biện pháp phòng chống nước nhiễm mặn

Phòng chống nước nhiễm mặn là một vấn đề quan trọng, đặc biệt ở những khu vực ven biển hoặc những nơi chịu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu. Dưới đây là một số phương pháp hiệu quả để phòng chống và giảm thiểu tác động của nước nhiễm mặn. Việc kết hợp các phương pháp dưới đây sẽ giúp giảm thiểu tác động của nước nhiễm mặn và bảo vệ nguồn nước cho cộng đồng và nông nghiệp.

Xây dựng đê điều và cửa cống:

Xây dựng đê biển và cửa cống ngăn mặn giúp ngăn nước biển xâm nhập vào đất liền. Các hệ thống này cũng giúp kiểm soát dòng chảy của nước ngọt từ sông ra biển. Đồng thời vào mùa khô nước sông cạn sẽ ngăn nước biển xâm nhập vào hệ thống sông ngòi.

Trồng rừng ngập mặn:

Trồng các loại cây có khả năng chịu mặn cao như cây bần, cây đước, và cây mắm. Các loại cây này giúp giảm tác động của sóng biển, bão, Cố định đất và ngăn chặn xói mòn bảo vệ bờ biển.

Ứng dụng công nghệ lọc nước:

Sử dụng các hệ thống lọc nước như lọc RO (Reverse Osmosis) để loại bỏ muối khỏi nước. Lọc nước bằng màng lọc nano cũng là một phương pháp hiệu quả.

Xây dựng các công trình thủy lợi:

Làm hồ chứa nước mưa, trạm bơm, kênh mương hợp lý và khoa học. Dùng để điều tiết dòng chảy, trữ nước ngọt và tưới tiêu cho nông nghiệp.

Quản lý nước ngầm:

Kiểm soát việc khai thác nước ngầm để tránh làm giảm mực nước ngầm, gây hiện tượng xâm nhập mặn. Sử dụng các kỹ thuật nạp nước ngầm để duy trì mực nước ngầm ở mức an toàn.

Giáo dục và nâng cao nhận thức cộng đồng:

Tăng cường giáo dục và tuyên truyền về các biện pháp phòng chống nước nhiễm mặn. Khuyến khích cộng đồng tham gia vào các hoạt động bảo vệ môi trường và tài nguyên nước.

Các cách xử lý nước nhiễm mặn hiệu quả

Phương pháp thẩm thấu ngược ( màng lọc RO )

Thẩm thấu ngược (Reverse Osmosis – RO) là một công nghệ tiên tiến được sử dụng rộng rãi để xử lý nước mặn thành nước ngọt. Đây là một trong những phương pháp hiệu quả nhất để loại bỏ muối và các tạp chất khác khỏi nước biển và nước lợ.

Công nghệ này sử dụng màng bán thấm cực kỳ mỏng, với các lỗ siêu nhỏ chỉ cho phân tử nước đi qua. Để nước mặn trở thành nước ngọt, máy lọc cần sử dụng bơm nén nhằm tăng áp lực đẩy nước đi qua màng lọc. Khi đó chỉ các phân tử nước đi qua được màng lọc còn các ion cặn bẩn sẽ được giữa lại.

Dùng máy lọc nước mặn của Đà Thành Lợi

Máy lọc nước lợ của Đà Thành Lợi sử dụng công nghệ lọc RO kết hợp với các vật liệu và thiết bị khử mặn cho ra nguồn nước ngọt đạt chuẩn dùng sinh hoạt và ăn uống. Sử dụng máy lọc nước nhiễm mặn là phương pháp hiệu quả giúp giải quyết nhu cầu về nước sạch của bà con trong mùa hạn mặn.

Phương pháp trao đổi ion

Khử muối của nước bằng phương pháp trao đổi ion, chúng ta sẽ sử dụng 2 bể lọc H-cationit và OH-anionit để xử lý. Khi lọc nước qua bể lọc H-Cationit, do kết quả trao đổi cation của muối hòa tan trong nước với ion H+ của hạt cationit, muối hòa tan trong nước sẽ chuyển thành các axit tương ứng:

RH + NaCl → RNa + HCl

2RH + Na2SO4 → 2RNa + H2SO4

2RH + Ca(HCO3)2 → R2Ca + 2CO2↑ + 2H2O

Sau khi đã được khử cation ở Bể H-Cationit, nước tiếp tục qua bể lọc OH-anionit. Tại đây, hạt anionit sẽ hấp thụ từ nước các anion của axit mạnh như Cl-, SO42- (Khí cacbonic được khử ra khỏi nước bằng phương pháp làm thoáng trước khi cho vào bể OH-anionit) và nhả vào nước một số lượng tương đương anion OH-.

[An]OH + HCl → [An]Cl + 2H2O
2[An]OH + H2SO4 → [An] 2SO4 + 2H2O
Ưu điểm của phương pháp này là chúng ta có thể sục rửa và hoàn nguyên theo đúng quy trình, đảm bảo nguồn nước đầu ra đạt được tiêu chuẩn cao nhất. Tuy nhiên, phương pháp xử lý nước mặn này có chi phí khá cao và khá khó vận hành.

Phương pháp chưng cất

Chưng cất là một phương pháp cổ điển và hiệu quả để loại bỏ muối và các tạp chất khác ra khỏi nước biển, biến chúng thành nước ngọt. Phương pháp này dựa trên nguyên tắc khác biệt về nhiệt độ sôi của các chất. Nước mặn được đun nóng đến nhiệt độ sôi, khiến nước chuyển từ thể lỏng sang thể khí (hơi nước). Hơi nước bốc lên được dẫn qua một bề mặt lạnh để ngưng tụ lại thành chất lỏng chính là nước ngọt.

Ưu điểm của phương pháp này là dễ thực hiện, hiệu quả cao. Xử lý được tất cả các loại nước nhiễm mặn với mức độ khác nhau và loại bỏ được hầu hết các loại muối và tạp chất cho ra nước ngọt tinh khiết. Bên cạnh đó, quá trình chưng cất hoàn toàn vật lý, không sử dụng hóa chất nên không gây ô nhiễm môi trường.

Tuy nhiên, Việc đun sôi nước cần rất nhiều năng lượng và thời gian nên chi phí sản xuất nước ngọt bằng phương pháp này khá cao. So với các phương pháp khác như thẩm thấu ngược, tốc độ sản xuất nước ngọt bằng cách chưng cất thường chậm hơn.