Ngày Nước thế giới năm 2021: “Tối ưu hóa tài nguyên nước bằng các kỹ thuật hạt nhân và đồng vị”08:56:00 24/03/2021

Với sự hỗ trợ của IAEA, các nhà khoa học trên khắp thế giới đang đi sâu vào khai thác giá trị của nước thông qua các kỹ thuật hạt nhân và đồng vị.

Chủ đề của ngày Nước thế giới năm 2021 là “Định giá nước” nhằm nêu bật lợi ích mà nước mang lại cho cuộc sống của chúng ta theo những cách thức khác nhau như trong y tế, vệ sinh, nông nghiệp và cả trong văn hóa. Với sự phát triển của kinh tế và sự gia tăng dân số, thế giới ngày càng cần đến nguồn tài nguyên quan trọng này. Đồng thời, biến đổi khí hậu cũng đặt ra thách thức về chất lượng và nguồn cung cấp nước.

Với sự hỗ trợ của Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA), các nhà khoa học trên khắp thế giới đang đi sâu vào khai thác giá trị của nước thông qua các kỹ thuật hạt nhân và đồng vị. Bằng cách nghiên cứu các đồng vị (biến thể của các nguyên tố hóa học) của nước, các nhà khoa học có thể biết được nguồn gốc, độ tuổi, chất lượng và những hữu dụng của nước, từ đó chỉ ra cách bảo vệ và giữ gìn nguồn nước.

Quản lý nước ngầm

Nước ngầm là nước được tìm thấy dưới lòng đất, được tích trữ giữa các không gian trong đất, cát và đá, di chuyển chậm qua các tầng chứa nước. Theo Chương trình Đối tác Nước toàn cầu của Trung Mỹ, ở khu vực này, nước ngầm là nguồn nước chính do sự suy giảm chất lượng, số lượng của các nguồn nước bề mặt, bao gồm cả nước ngọt ở sông, hồ và hồ chứa. Điều này phần lớn là do hiện tượng El Nino - Dao động phương Nam (ENSO), một sự thay đổi định kỳ của nhiệt độ bề mặt đại dương và áp suất không khí có liên quan đến hạn hán và lũ lụt theo chu kỳ.

Nhà thủy văn học Lucia Ortega, chuyên gia IAEA cho biết: “Các sự kiện ENSO và tình trạng khan hiếm nước dẫn đến thiệt hại về cây trồng ở những khu vực này, kéo theo đó là tình trạng mất an ninh lương thực. Sự phụ thuộc vào lượng mưa theo mùa và lượng nước ngầm bổ sung cho nông nghiệp, du lịch, thủy điện cùng với sự gia tăng dân số nhanh chóng càng thúc đẩy hơn nữa việc sử dụng các nguồn nước ngầm”.

Khi tăng cường sử dụng nước ngầm, để cải thiện việc quản lý nước thì cần phải hiểu rõ hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến mô hình lượng mưa, mối liên hệ giữa việc bổ cấp và tiêu thụ nước ngầm, chuyển động của nước từ nước mặt sang nước ngầm và ngược lại. Đồng vị là chìa khóa quan trọng trong một Dự án nghiên cứu cấp khu vực mới của IAEA nhằm đánh giá sự tương tác giữa lượng mưa đầu vào với hướng và cường độ của dòng nước trên và dưới mặt đất ở Costa Rica, El Salvador, Honduras, Nicaragua và Panama. Kết quả sơ bộ của nghiên cứu được công bố vào năm 2020 đã cung cấp thông tin cho các nhà hoạch định về việc cần bảo vệ, bảo tồn các vùng tái nạp quan trọng để đảm bảo an ninh và tính bền vững của nước.

Ở Trung Đông và Bắc Phi, nhiều quốc gia cũng phụ thuộc vào nguồn nước ngầm do thiếu nước bề mặt. Ông Horst Monken-Fernandes, chuyên gia về xử lý môi trường đến từ IAEA cho biết: “Nhiều quốc gia, đặc biệt là những nơi khan hiếm nguồn nước ngọt, bị phụ thuộc nhiều vào nước ngầm để phục vụ cho sinh hoạt và cả tưới tiêu”. Trong một dự án đang thực hiện với sự hỗ trợ từ chương trình hợp tác kỹ thuật của IAEA, các chuyên gia phân tích đồng vị và xử lý môi trường đã giúp các nhà khoa học ở Jordan đo lường và giám sát nồng độ radium trong mẫu nước ngầm được lấy từ tầng ngậm nước Ram, thông qua đó tìm kiếm các phương án xử lý nước phù hợp. Dự án đang hỗ trợ xây dựng và lắp đặt một cơ sở xử lý nước, sử dụng oxit mangan ngậm nước để loại bỏ radium khỏi nước. IAEA cũng đang hỗ trợ các chuyên gia ở Libya trong việc quản lý nước ngầm liên quan đến việc tăng cường nồng độ hạt nhân phóng xạ tự nhiên.

Quản lý nước giúp cây chuối thích ứng với biến đổi khí hậu

Lấy mẫu lá để phân tích đồng vị carbon bền trong cây chuối tại một trang trại nghiên cứu ở Arusha, Tanzania.

Kỹ thuật đồng vị cũng được sử dụng để tối ưu hóa việc sử dụng nước trong nông nghiệp. IAEA đang hợp tác với Tổ chức Lương thực và nông nghiệp của Liên hợp quốc (FAO) hỗ trợ 50 quốc gia trong lĩnh vực này.

Ở Đông Phi, nơi cung cấp 1/5 sản lượng chuối trên thế giới, các đợt hạn hán xảy ra ngày một thường xuyên hơn đang đe dọa đến sản lượng của loại trái cây được coi là lương thực và nguồn thu nhập chính của người dân trong khu vực. Bà Mathilde Vantyghem, nhà nghiên cứu tại Trung tâm Kỹ thuật hạt nhân trong nông nghiệp và thực phẩm của FAO/IAEA cho biết: “Biến đổi khí hậu dẫn đến những thay đổi trong phân bố lượng mưa và tần suất khô hạn ngày càng tăng, ảnh hưởng đến sản lượng và chất lượng sản phẩm. Trong khi có nhiều nghiên cứu thực hành về thích ứng với biến đổi khí hậu trên ngũ cốc, chẳng hạn như lúa mì, lúa mạch và gạo thì các nghiên cứu và thông tin về chuối, vốn rất quan trọng đối với các hộ nông dân nhỏ, không chỉ cho thu nhập mà còn là thực phẩm cho hàng triệu người lại rất thiếu”.

Năm 2019, Trung tâm Phối hợp FAO/IAEA, với sự hỗ trợ từ Bỉ, đã khởi động chương trình nghiên cứu và phát triển toàn diện đầu tiên nhằm phát triển các kỹ thuật đồng vị bền cho thực tiễn canh tác chuối thích ứng khí hậu và đánh giá các giống chuối có khả năng chịu hạn tốt hơn. Các nhà nghiên cứu đã phối hợp với Viện Nông nghiệp Nhiệt đới Quốc tế (IITA) và Viện Khoa học và Công nghệ Châu Phi Nelson Mandela, nghiên cứu các mẫu lá để phân tích đồng vị carbon-13 và các thông tin có thể tập hợp nhằm giúp cho việc sử dụng nước trong sản xuất chuối hiệu quả hơn, góp phần cho sự phát triển hệ thống trồng chuối thông minh và thích ứng với khí hậu. Carbon-13 được sử dụng để đo lường và theo dõi CO2 được hấp thụ và thải ra như thế nào.

Ngày 22/3/2021, IAEA đã tổ chức hội thảo trực tuyến về các vấn đề liên quan đến nước ảnh hưởng đến cuộc sống của người dân ở các vùng khác nhau. Bà Najat Mokhtar - Phó Tổng Giám đốc IAEA kiêm Trưởng Ban Khoa học hạt nhân và ứng dụng, và các chuyên gia từ Costa Rica, Slovenia và Tunisia thảo luận về cách các công cụ đồng vị đang thúc đẩy phát triển nguồn nước sẵn có ở châu Phi, cải thiện quản lý tài nguyên nước ngầm ở Châu Âu và tối ưu hóa việc sử dụng nước hiệu quả cho sản xuất cây trồng, chẳng hạn như cà phê ở Mỹ Latinh.

Vũ Thị Hải Vân, Trung tâm Thông tin và Tư vấn hạt nhân

Nguồn: iaea.org