Một nhóm các nhà nghiên cứu dẫn đầu bởi các kỹ sư tại Trường Kỹ thuật của Đại học Tufts và Chương trình về Nước, Sức khỏe và Phát triển của Đại học Stanford đã phát triển một thiết bị định lượng clo mới với chi phí thấp có thể cải thiện sự an toàn của nước uống ở các khu vực thiếu nguồn tài chính và cơ sở hạ tầng đầy đủ trên thế giới. Không cần bộ phận chuyển đổi, không cần điện và ít cần bảo trì, thiết bị sẽ giải phóng lượng clo đo được vào nước ngay trước khi mở van khóa nước. Nó cung cấp một cách nhanh chóng và dễ dàng để loại bỏ các mầm bệnh truyền qua nước và giảm sự lây lan của các bệnh gây tử vong cao như dịch tả, sốt, thương hàn và tiêu chảy.
Theo Trung tâm kiểm soát và phòng ngừa dịch bệnh (CDC), hơn 1,6 triệu người chết vì bệnh tiêu chảy mỗi năm và một nửa trong số đó là trẻ em. Các tác giả cho rằng để giải quyết vấn đề này thì nguồn nước cần được xử lý tốt hơn. Tại các cộng đồng và khu vực không có đủ nguồn lực để xây dựng các nhà máy xử lý nước và cơ sở hạ tầng phân phối nước, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng thiết bị này là một phương tiện xử lý nước hiệu quả tại điểm thu gom. Thiết bị đã được lắp đặt và thử nghiệm tại một số trạm thu nước hoặc ki-ốt trên khắp các vùng nông thôn ở Kenya. Nghiên cứu này cũng xem xét tính khả thi về kinh tế và nhu cầu địa phương đối với hệ thống, đã được công bố trên tạp chí NPJ Clean Water .
“Ý tưởng mà chúng tôi theo đuổi là giảm thiểu gánh nặng cho người sử dụng bằng cách tự động hóa việc xử lý nước tại điểm thu gom”, Amy J. Pickering, cựu giáo sư ngành kỹ thuật dân dụng và môi trường tại Đại học Tufts và là đồng tác giả của nghiên cứu cho biết. “Nước sạch là trọng tâm để cải thiện sức khỏe con người và xóa đói giảm nghèo. Mục tiêu của chúng tôi là thiết kế một máy khử clo có thể phù hợp với bất kỳ loại vòi nào, cho phép triển khai trên diện rộng và nhiều người được tiếp cận với dịch vụ nước an toàn ở mức độ cao hơn.”
Nước là một chất lỏng đơn giản, nhưng có yêu cầu phức tạp với sức khỏe toàn cầu cả về tính sẵn có và chất lượng của nó. Mặc dù từ lâu đã trở thành vấn đề trọng tâm của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) và các tổ chức phi chính phủ khác nhưng 2,1 tỷ người vẫn chưa được tiếp cận với nước an toàn tại nhà. Ở các khu vực nghèo trên thế giới, cơ sở hạ tầng để cung cấp nước cho cộng đồng có thế bằng đường ống, giếng khoan hoặc giếng ống, giếng đào và suối. Thật không may, 29% dân số toàn cầu sử dụng nguồn không đáp ứng được các tiêu chí của Mục tiêu Phát triển Bền vững (SDG) về nguồn nước, khi mà có thể sử dụng nguồn nước có sẵn khi cần thiết và không bị ô nhiễm phân và hóa chất. Ở nhiều nơi, việc tiếp cận với nước sạch đã không còn khả thi do không có đủ kinh phí để xây dựng và hỗ trợ các công trình xử lý nước.
Thiết bị định lượng clo này hoạt động dựa trên nguyên tắc của một hiện tượng vật lý trong động lực học chất lỏng được gọi là hiệu ứng Venturi, trong đó chất lỏng không nén được chảy với tốc độ nhanh hơn khi nó chảy từ một đường ống lớn hơn đến một đường ống hẹp hơn. Trong thiết bị, nước đi qua một cái gọi là van chèn (van pinch), dòng nước chuyển động nhanh hút clo từ một ống gắn với van chốt, van kim điều khiển tốc độ và do đó lượng clo hòa vào dòng nước. Thiết kế đơn giản có thể cho phép thiết bị được sản xuất với giá 35 USD trên quy mô lớn.
“Thay vì chỉ cho rằng chúng tôi tạo ra thứ gì đó dễ sử dụng hơn, chúng tôi đã tiến hành khảo sát người dùng và theo dõi hiệu suất của các thiết bị theo thời gian”, Jenna Davis, đồng tác giả của nghiên cứu, giáo sư ngành kỹ thuật dân dụng và môi trường tại Đại học Stanford cho biết. Nghiên cứu này là một phần mở rộng của Lotus Water, nhằm mục đích cung cấp các dịch vụ khử trùng đáng tin cậy và giá cả phải chăng cho các cộng đồng có nguy cơ mắc bệnh do nước cao nhất. Một đánh giá 6 tháng ở Kenya cho thấy 6 trong số 7 thiết bị được cài đặt vẫn hoạt động ổn định; 1 thiết bị bị trục trặc do tích tụ cặn sắt và có thể giải quyết được với bộ lọc sơ bộ. 6 trong số 7 địa điểm có thể duy trì việc thanh toán và bảo trì thiết bị. Trong số 167 mẫu được lấy từ các thiết bị trong suốt thời gian 6 tháng cho thấy 86,2% số mẫu có hàm lượng clo trên mức tối thiểu khuyến nghị của WHO để đảm bảo nước an toàn và dưới ngưỡng được xác định là có thể chấp nhận được nếm thử. Trong một cuộc khảo sát, hơn 90% người dùng cho biết họ hài lòng với chất lượng nước và hoạt động của thiết bị.
Julie Powers, nghiên cứu sinh tại Trường Kỹ thuật – Đại học Tufts và là tác giả đầu tiên của nghiên cứu cho biết: “Các thiết bị và phương pháp khác đã được sử dụng để xử lý nước tại điểm thu gom nhưng Venturi có một số ưu điểm. Có lẽ quan trọng nhất, nó không thay đổi cách mọi người lấy nước hoặc thời gian lấy nước, người dùng không cần xác định liều lượng chính xác chỉ cần mở vòi . Hy vọng của chúng tôi là chi phí thấp và tính tiện lợi cao sẽ khuyến khích việc áp dụng rộng rãi có thể dẫn đến cải thiện sức khỏe cộng đồng”. Powers cho biết, trong tương lai công việc kiểm tra tác động của thiết bị khử trùng bằng clo đối với bệnh tiêu chảy, nhiễm trùng đường ruột và tỷ lệ tử vong ở trẻ em có thể là yếu tố thúc đẩy đầu tư và nhân rộng công nghệ này.
Tài trợ cho việc phát triển thiết bị và nghiên cứu được cung cấp bởi Viện Môi trường Stanford Woods thuộc Đại học Stanford và Viện Đổi mới trong các nền kinh tế đang phát triển Stanford.
Nguồn: https://www.sciencedaily.com/releases/2021/01/210114085430.htm
