Xử lý nước nhiễm asen bằng công nghệ nano cacbon

Các nhà khoa học Việt Nam đã ứng dụng thành công vật liệu lọc cacbon nano để chế tạo thiết bị lọc nước nhiễm asen. Điều này sẽ giúp hàng chục triệu người dân tránh các nguy cơ nhiễm asen do sử dụng nguồn nước bẩn.

10 triệu người có nguy cơ mắc bệnh

Theo ước tính của tổ chức Unicef, tại Việt Nam hiện nay, số người có nguy cơ mắc bệnh do tiếp xúc với thạch tín lên tới 10 triệu người. Những nghiên cứu gần đây cho thấy vùng châu thổ sông Hồng có nhiều giếng khoan có hàm lượng Asen vượt quá tiêu chuẩn cho phép của Tổ chức Y tế Thế giới cũng như tiêu chuẩn Việt Nam. Những vùng bị nhiễm nghiêm trọng nhất là Hà Nam, Nam Hà Nội, Hà Tây (cũ), Nam Định, Ninh Bình. Mức độ ô nhiễm Asen ở tỉnh Hà Nam là cao nhất so với cả nước (50,2% số giếng khoan ở Hà Nam có nồng độ Asen trên 0,05 mg/l).

Tuy nhiên tại các vùng nông thôn thì công nghệ xử lý nước theo kiểu truyền thống vẫn lạc hậu, đơn giản như sử dụng bể lọc cát, đá sỏi, bể chứa nước mưa nên người dân vẫn phải sử dụng nguồn nước ăn uống không đảm bảo chất lượng.

Sự phơi nhiễm trong thời gian dài đối với nước nhiễm Asen có thể làm con người bị mắc bệnh gây ảnh hưởng rất xấu đến sức khỏe như: mụn loét, thối hoại và các dạng ung thư. Sau khoảng 12 năm ung thư phát triển bao gồm ung thư da, ung thư các bộ máy tiêu hóa, tiết niệu và gan. Bị nhiễm Asen ở mức độ thấp có những triệu chứng như: mệt mỏi, buồn nôn và nôn, hồng cầu và bạch cầu bị giảm, rối loạn nhịp tim, mạch máu bị tổn thương, ảnh hưởng đến thai nhi, thời kỳ thai nghén rất có thể bị chấm dứt sớm vì Asen có thể thâm nhập qua nhau thai.

Để giải quyết vấn đề nước bị ô nhiễm Asen trên thế giới cũng như ở Việt Nam đã có nhiều nghiên cứu. Một trong những nghiên cứu đó là ứng dụng công nghệ Nano về xử lý nước trong đó có xử lý nước bị nhiễm Asen. Công nghệ Nano đang trở thành một lĩnh vực khoa học công nghệ đóng vai trò quan trọng trong việc giải quyết một số bất cập của các thiết bị xử lý nước truyền thống.

Công nghệ nano vào xử lý nước nhiễm asen

Trước thực trạng trên, các nhà khoa học thuộc Viện Nước, Tưới tiêu & Môi trường - Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam thông qua việc hợp tác với Viện hàn lâm Khoa học Liên bang Nga đã ứng dụng vật liệu Nano để thiết kế, chế tạo thiết bị lọc nước bị nhiễm Asen phục vụ cấp nước sinh hoạt ở Việt Nam.

Mặc dù trước đó đã có một số công trình nghiên cứu thành công và ứng dụng lọc Nano trong quy trình xử lý nước sinh hoạt bị ô nhiễm. Tuy nhiên đây là lần đầu tiên vật liệu Nano từ Cacbon được nghiên cứu và ứng dụng trong đề tài “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thiết bị ứng dụng vật liệu Nano để xử lý nước có nhiễm Asen phục vụ cấp nước sinh hoạt nông thôn”.

PGS.TS Hà Lương Thuần - Nguyên Viện trưởng Viện Nước, Tưới tiêu & Môi trường - chủ nhiệm đề tài cho biết với thiết bị lọc nước nhiễm asen sử dụng vật liệu lọc nano đã đạt được những tính năng ưu việt như: Có khả năng lọc những hạt rất nhỏ cỡ nanomét (10-9 m), giống như màng, màng lọc theo diện tích còn lọc nano theo thể tích. Khả năng hấp phụ, nó giữ những hạt nhỏ bên trong thể tích của nó. Và khả năng lọc sạch nước khỏi vi khuẩn, vi rút các kim loại nặng. Khi lọc nano có kết hợp nano bạc nó có khả năng khử trùng và ngăn cản sự phát triển của các loại vi khuẩn.

Thiết bị này cũng đã được thử nghiệm để lọc nước giếng khoan tại quy mô hộ gia đình (với công suất 80l/giờ) và trường mầm non xã Cao Dương, trường mầm non Thị Vân (trên địa bàn xã Cao Dương, Thanh Oai, Hà Nội) với công suất từ 350-400 lít nước/giờ. Tại các địa điểm này nước cấp sinh hoạt chủ yếu là nước giếng khoan có nồng độ ô nhiễm Asen gấp từ 10-20 lần tiêu chuẩn cho phép.

Kết quả cho thấy, phân tích nước chưa qua xử lý hàm lượng asen là 0,148%, sau khi xử lý nước hàm lượng asen chỉ còn 0,002%, kiểm tra lần 2 sau khi lọc là 0,008% và kiểm tra lần 3 thì hàm lượng asen chỉ còn 0,01% (tiêu chuẩn cho phép của Bộ Y tế là 0,01%).

Ông Thuần cho biết thêm, vốn đầu tư vào sản xuất qui mô công nghiệp là không lớn từ 5 - 5.5 tỷ để xây dựng một nhà máy với công xuất 3000 thiết bị/năm. Giá thành của thiết bị sản xuất trong nước dự kiến rẻ hơn thiết bị nhập khẩu từ 10-15 % với chất lượng tương đương với thiết bị nhập khẩu.

Theo tính toán, thiết bị xử lý asen qui mô hộ gia đình với công suất 60-80l/h với giá thành là 3.200.000đ/sản phẩm. Lượng nước sử dụng 36l/ngày cho hộ gia đình 4 - 6 người, phục vụ ăn uống. Trung bình thay lõi lọc trong 6 tháng hoặc 10.000 lít nước khai thác. Như vậy một bình nước 20l theo công nghệ Nano có giá là 9.600 đ/ bình.

ThS Phạm Đình Kiên - Trưởng phòng Môi trường, thành viên tham gia thực hiện đề tài cho biết: trong quá trình chuyển giao công nghệ chế tạo thiết bị lọc sử dụng vật liệu lọc Nano từ Cộng Hòa Liên Bang Nga, ban chủ nhiệm đề tài cũng tiếp nhận thêm công nghệ chế tạo thiết bị lọc vi sinh phục vụ nhu cầu thị trường và đặc biệt có thể ứng dụng xử lý nước uống trực tiếp tại các vùng ngập lũ. Với các kết quả nghiên cứu đạt được, thời gian tới đề tài sẽ tiếp tục mở rộng và phát triển nghiên cứu theo các hướng: Tích hợp thiết bị lọc asen với các thiết bị lọc thô (làm giảm nồng độ chất rắn lơ lửng, tạp chất kích thước lớn, các chất hữu cơ…) thành một bộ thiết bị lọc hoàn chỉnh có chức năng xử lý các loại chất ô nhiễm khác đảm bảo các thông số chất lượng nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép. Cũng như chế tạo các bộ thiết bị xử lý nước di động (xách tay, đặt trên thuyền, trên xe) có ứng dụng các thiết bị lọc nano kết hợp các thiết bị lọc thông thường để phục vụ nhu cầu nước sinh hoạt cho người dân các vùng thường xuyên bị ngập lũ.

• Theo Truyenthongkhoahoc