Đi tìm nước sạch từ những điều không tưởng

• Giải pháp cung cấp nước sạch cho người nghèo ở Ấn Độ và châu Phi
• Máy bay hybrid công nghệ mới tạo nước sạch từ rác

Khủng hoảng nguồn nước không những đe dọa các điều kiện vệ sinh tối thiểu của người dân, mà còn gây hại tới môi trường tự nhiên do việc bơm nước tràn lan từ các ao hồ hay sông ngòi.

Với hiện trạng nguồn nước nhiều nơi bị ô nhiễm, nguồn nước sạch lại ngày càng cạn kiệt, làm sao để có được lượng nước đủ dùng cho hàng tỷ người trên Trái đất? Khoa học đã phát triển hơn rất nhiều và những thứ tưởng chừng không thể thực hiện lại hoàn toàn có thể xảy ra. Những phát minh thú vị dưới đây có thể là câu trả lời cho vấn nạn khan hiếm nước sạch hiện nay.

Tái chế nước bồn cầu

Các nhà khoa học Australia hướng tới một phương án độc đáo: tái chế nước thải từ bồn cầu thành nước sạch để sử dụng. Nước được tái chế rất an toàn và có mùi vị giống như tất cả những loại nước đóng chai hay lấy từ vòi ra, thậm chí còn có vị hơi ngọt dịu.

Tái chế nước thải không chỉ cần thiết mà còn quan trọng đối với việc duy trì nguồn cung nước sạch trong tương lai. Giải pháp với tên gọi "từ bồn cầu tới vòi nước" đã được áp dụng ở một vài nơi trên thế giới. Kỹ sư hóa học Peter Scales thuộc Đại học Melbourne cho biết, quy trình tái chế nước thải bắt đầu từ việc lọc sạch toàn bộ những chất ở dạng rắn trong nước.

Tiếp đó, tiến hành thẩm thấu ngược nhằm lọc bỏ những hạt nhỏ nhất, và chiếu tia cực tím nhằm khử trùng các vi khuẩn gây bệnh trước khi nước tinh khiết được đưa vào sử dụng. 

Một trong những giải pháp độc đáo nhằm giải quyết vấn nạn khan hiếm nước sạch là tái chế nước thải từ bồn cầu.

Tình trạng hạn hán kéo dài liên tục và dân số tăng không ngừng khiến ý tưởng tái chế nước thải trở nên thu hút nhờ chi phí thấp cũng như hiệu quả cao. Hiện nay, Công ty Water Corporation đã bắt đầu thử nghiệm quy trình làm sạch nước bồn cầu và bơm nước thải đã tái chế vào các tầng chứa nước.

Chúng sẽ đóng vai trò như các bồn chứa tự nhiên miễn phí, tạo nên "vùng đệm tâm lý" đối với người dùng khi họ uống nước ở đây mà không biết rằng đó chính là nước từ bồn cầu đã qua xử lý. Phương án tiếp cận này có vẻ như đang phát huy tác dụng, thể hiện qua việc các cuộc khảo sát cho thấy tỷ lệ ủng hộ quy trình làm sạch nước của Water Corporation lên tới 80%.

Hiện tại, Công ty Water Corporation đang tăng cường trữ lượng nước, với 10 tỷ lít nước tại Perth được xử lý trong năm 2013 và 2014. Theo dự tính, họ sẽ cho ra mắt một nhà máy quy mô lớn có khả năng tái chế 14 tỷ lít nước mỗi năm, và thậm chí tăng lên 28 tỷ lít nếu cần trong năm 2017.

Cuối cùng, lượng nước thải đã tái chế có thể chiếm 20% tổng nguồn cung cấp nước cho Perth và người dân tại thành phố này đã có thể "nói lời tạm biệt" đối với vấn đề khô hạn.

Bên cạnh Australia, rất nhiều nơi khác trên thế giới như Singapore, Mỹ hay Bỉ cũng bắt đầu triển khai chương trình tái chế nước thải đặc biệt khi thiếu nước sạch đã trở thành vấn nạn toàn cầu. Mọi nỗ lực đều hướng tới một mục tiêu duy nhất là đảm bảo đủ nước sạch cho tất cả mọi người.

Gel lọc nước

Nhờ tiềm năng trong việc xử lý nước bị ô nhiễm, một loại gel mang tên "Alginate" được chiết xuất từ tảo biển có thể giúp hàng triệu người trên thế giới đang lâm vào cảnh thiếu nước sạch.

Tác giả của phát minh này là nữ sinh 17 tuổi người Mỹ Brown - người đã nhận được học bổng trị giá 150.000 USD cho khóa học tìm kiếm tài năng khoa học của Intel vào năm nay.

Sau khi chiết xuất ra "Alginate" từ tảo biển, Brown đã trộn sản phẩm này với nhôm và magie, sau đó vo thành các viên tròn và đặt bên trong những tấm bọt biển. Nhờ vậy, cô đã tạo ra một phương pháp đơn giản để loại bỏ hợp chất phốt pho gây ô nhiễm tại những dòng suối. 

“Alginate” có thể hoạt động như một máy lọc nước và thậm chí giúp cho đất đai trở nên màu mỡ hơn.

Thiết kế mang đến giải thưởng cho Brown nhằm giải quyết quá trình mang tính triệt tiêu có tên là "quá trình phì dưỡng". Theo đó, các dưỡng chất (trong trường hợp của Brown là phốt pho) từ vật chất hữu cơ như lá cây và cỏ khô tích tụ, gây ô nhiễm hệ sinh thái sau những trận bão. Việc tích lũy quá nhiều các chất dinh dưỡng dẫn đến lượng tảo xuất hiện ồ ạt trong các dòng suối.

Qua thời gian, số lượng tảo dư thừa sẽ hút hết oxy cần thiết, gây khó khăn cho các loài thực vật và động vật trong môi trường sông suối. Quá nhiều tảo cũng có thể sản sinh ra chất độc gây hại cho con người khi sử dụng nguồn nước. Cuối cùng, toàn bộ các loài cá và thực vật có thể chết vì lượng dưỡng chất quá nhiều gây "chết ngạt" cho dòng suối.

Tuy nhiên, chất gel trong tảo biển sẽ hấp thụ các dưỡng chất như phốt pho và giúp lọc sạch nước. Sau các thí nghiệm liên tục, Brown nhận thấy rằng sản phẩm của cô có thể hấp thụ 127mg phốt pho với chi phí nguyên vật liệu chưa đầy 3 USD.

Điều đó có nghĩa là, mỗi gam gel có thể lọc sạch 254 lít nước ô nhiễm với nồng độ 0,5mg phốt pho/lít nước. Hơn nữa, hợp chất gel kể trên cực kì rẻ và nhẹ, trở thành một công cụ hữu ích để chiết xuất phốt pho từ nguồn nước bị ô nhiễm.

Một triển vọng khác với sản phẩm của Brown là gel có thể bị phân hủy bởi vi khuẩn, được chôn dưới lòng đất và phốt pho được hấp thụ cũng sẽ bị phân hủy, từ đó cải thiện tình trạng khô cằn của đất. Như vậy, "Alginate" có hai vai trò quan trọng: hoạt động như một máy lọc nước và giúp cho đất đai trở nên màu mỡ hơn.

Ống hút của sự sống

LifeStraw là công cụ lọc nước cá nhân cực kì tiện lợi, với khả năng "đáng nể": xử lý được tới 1.000 lít nước sạch trong một chu kì sử dụng cho tới khi hỏng. Nếu tính lượng nước trung bình một người cần uống mỗi ngày, thì 1.000 lít nước có thể đủ trong một năm.

LifeStraw được thiết kế bởi Công ty Vestergaard (Thụy Sĩ) chuyên nghiên cứu sản xuất những công cụ giúp ích cho việc chăm sóc sức khỏe con người. Mục tiêu của Công ty Vestergaard khi nghiên cứu LifeStraw là để phục vụ cho những nước kém và đang phát triển, phân phối tới những nơi thiếu nguồn nước sạch hoặc những nơi vừa gặp thảm họa thiên tai khiến nước sạch trở nên khan hiếm.

“Ống hút của sự sống” LifeStraw là “vũ khí” quan trọng trong cuộc chiến tìm kiếm nguồn nước sạch trên Trái đất.

LifeStraw đã xuất hiện tại một loạt những sự kiện thiên tai kinh hoàng như trận động đất tại Haiti năm 2010, lũ lụt tại Pakistan vào năm 2010, cũng một đợt lũ lụt lớn tại Thái Lan năm 2011 và gần đây nhất là thảm họa động đất tại Ecuador hồi tháng 4 vừa qua.

Sản phẩm này được mệnh danh là "ống hút của sự sống" - một công cụ cung cấp nước sạch cấp tốc cho những trường hợp hiểm nghèo, hỗ trợ đắc lực cho những người lạc sâu trong rừng núi hay nơi hẻo lánh xa khu dân cư. Ngoài ra đây còn là "vũ khí" quan trọng trong cuộc chiến tìm kiếm nguồn nước sạch trên Trái đất.

LifeStraw có cấu tạo đơn giản, bao gồm một ống nhựa dài 31cm với đường kính 3cm. Nước được hút qua ống LifeStraw sẽ đi qua hệ thống bao gồm những lưới lọc vật lý với mắt lưới cực nhỏ và không hề có sự động chạm của hóa chất. Cặn và khuẩn trong nước sẽ không thể đi qua những lưới lọc cực bé này của LifeStraw, vì vậy nước hồ, suối hay sông sẽ được lọc đến mức có thể uống được, chỉ qua một động tác đơn giản là hút nước qua ống.

Qua nhiều lần cải tiến, 99.9% các loài kí sinh trùng sống trong nước sẽ được lọc sạch, gồm cả khuẩn E. Coli, Giardia và Cryptosporidium (những loài khuẩn gây bệnh đường ruột có trong nước bẩn). Tuy nhiên, điểm hạn chế đang được khắc phục là LifeStraw chưa xử lý được hoàn toàn kim loại nặng, muối trong nước cũng như một số loại hóa chất độc hại khác.

LifeStraw không sử dụng hóa chất, không cần năng lượng để chạy, nhưng có thể cung cấp nước sạch ngay lập tức. Đây là một phát minh hữu ích được cả thế giới đón nhận nhiệt tình.

Dù rằng những đất nước phát triển sử dụng LifeStraw như một công cụ lọc nước sử dụng trong nhà, nhưng đây không phải là sản phẩm xa xỉ. LifeStraw được phân phát rộng rãi, đi kèm những chiến dịch sức khỏe cộng đồng trên toàn thế giới. Bên cạnh đó, những nước đang phát triển sẽ được các tổ chức sức khỏe cung cấp LifeStraw miễn phí vì mục tiêu một thế giới đủ nước sạch để sử dụng…