Vẽ bản đồ nước ngầm nhiễm asen của Hà Nội
Ý tưởng về việc vẽ “bản đồ” nguồn nước ngầm bị nhiễm asen ở Hà Nội đến với PGS-TS Trần Hồng Côn một cách hoàn toàn tình cờ. Đó là thời điểm năm 1996, trong một lần ông nhận được các mẫu của một đồng nghiệp nhờ phân tích, nghiên cứu chất lượng nguồn nước ngầm tại Hà Nội. Kết quả phân tích khiến ông hết sức bàng hoàng. Ông cho biết, trong khoảng 30 mẫu nước ngầm của Hà Nội được khảo sát, phân tích khi đó thì có đến 10 mẫu bị nhiễm asen (hay còn gọi là thạch tín) cao hơn mức cho phép nhiều lần. Mặc dù đó chỉ là một công việc chuyên môn thuần túy, tuy nhiên kết quả của nghiên cứu này đã khiến PGS-TS Trần Hồng Côn bị ám ảnh nhiều ngày sau đó. Những suy nghĩ về việc nguồn nước ngầm Hà Nội đang bị “đầu độc” ở những khu vực nào và ở mức độ ra sao luôn đeo bám ông một cách dai dẳng, khiến ông phải trăn trở và đi đến quyết định phải tiến hành khảo sát và đánh giá về mức độ nhiễm asen của nguồn nước ngầm tại Hà Nội.
May mắn là khi đó có một Quỹ phát triển tiềm năng của Thụy Sỹ đã tài trợ kinh phí để ông có điều kiện tiến hành khảo sát thực trạng và lập nên bản đồ phác thảo các điểm bị nhiễm asen gồm 8 nhà máy nước nội thành và các giếng khoan của người dân ngoại thành. Dựa trên kết quả nghiên cứu này cho thấy hiện trạng nước ngầm trên địa bàn TP Hà Nội có đến 30% điểm giếng khảo sát có mức độ nhiễm asen trên 0,05mg/lít, còn ở mức vượt trên ngưỡng cho phép 0,01mg/lít thì có tới 50%. Theo PGS-TS Trần Hồng Côn, việc một số nguồn nước ngầm ở Việt Nam nói chung và tại Hà Nội nói riêng bị nhiễm Asen hoàn toàn xuất phát từ nguyên nhân tự nhiên. Theo cơ chế mưa xối xuống núi, phong hóa các chất, tạo thành phù sa theo các sông chảy về bồi tích thành đồng bằng, đồng bằng tích lũy các chất như asen 5 và kết tủa của nó cộng với lá cây phân hủy tạo thành yếm khí do đó không giải phóng được asen trong nước ngầm.
Theo lý giải của PGS-TS Trần Hồng Côn, công nghệ xử lý nước cấp của chúng ta có xử lý asen nhưng lại không chủ định. Trong nước ngầm ở đồng bằng sông Hồng luôn có lượng sắt nhiễm tương đối cao, nước rất đục không thể ăn uống, tắm giặt được, nên muốn sử dụng nguồn nước này đều phải xử lý bằng cách lọc truyền thống đó là xây bể lọc cát để lọc lấy nước trong. Bằng cách xử lý này, khi qua bể lọc cát, sắt trong nước bị oxi hóa kết tủa lại, đọng trong cát, asen cũng bị thu vào đó mà giảm đi nhiều. Nếu như hàm lượng sắt đủ lớn thì nó sẽ làm giảm hàm lượng asen tới 90%, còn thông thường nó có thể đạt từ 30-70%. Tuy nhiên do việc xử lý asen không chủ định nên có một “nghịch lý” là các bể lọc nước nếu để lâu ngày tích lũy được nhiều Hydroxit sắt thì khả năng xử lý asen tốt hơn. Trong khi đó bể lọc lại cần phải được thường xuyên rửa để khả năng lọc nước được tốt tăng thêm khả năng lọc sắt. Chính điều này đã làm giảm khả năng giữ asen, khiến lượng asen còn lại trong nước có thể cao hơn. Tại các nhà máy nước hiện nay vẫn giữ công nghệ lọc nước truyền thống, lọc sắt là chính, lọc asen một cách không chủ định nên nếu ở nơi có hàm lượng asen cao thì asen trong nước sau xử lý cũng cao hơn và ngược lại.
Bản đồ nghiên cứu, khảo sát hiện trạng nhiễm asen trong nước ngầm ở khu vực Hà Nội đã được PGS-TS Trần Hồng Côn tiến hành liên tục từ năm 1998 đến 2000. Bài toán đặt ra với PGS-TS Trần Hồng Côn lúc đó là phải tìm ra những giải pháp để có thể lọc sạch các nguyên tố asen ở trong nước ngầm tại Hà Nội một cách độc lập. Sau nhiều ngày đêm trăn trở, việc tìm ra phương pháp để có thể hóa giải được chất asen trong nước vẫn là một câu hỏi lớn đối với PGS-TS Trần Hồng Côn. Rất nhiều phương pháp đã được đặt ra tuy nhiên vẫn chưa cho ra một kết quả tối ưu. Tình cờ, lời giải cho bài toán đã đến với ông một cách hoàn toàn ngẫu nhiên mà nói như ông đó là một “cơ duyên”.
Ông kể, trong một lần cơ quan ông tổ chức đi thăm quan tại khu di tích lịch sử K9 thuộc huyện Ba Vì - Hà Nội. Sau bữa ăn trưa ông ra rửa mặt tại một giếng khơi nằm trong khu di tích. Khi vừa chạm vào dòng nước mát được lấy từ giếng lên, với kinh nghiệm của một người nghiên cứu về nước ông cảm nhận rõ sự trong mát. Khi uống thử cảm thấy nước giếng có vị rất ngọt và ngon. Nhận thấy sự khác biệt đó, PGS-TS Trần Hồng Côn đem câu chuyện hỏi anh đầu bếp thì được biết, ở khu vực này, nếu những giếng nào đào trúng vào tầng đá ong thì cũng đều cho nước rất sạch và ngon. Khảo sát thử một số giếng trong thôn có tầng đá ong ở khu vực này cũng đều cho những kết quả tương tự. Một ý tưởng bật ra trong đầu của ông, liền sau đó ông mang những cục đá ong về phòng thí nghiệm để nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu từ đá ong đã cho một kết quả hoàn hảo. Đá ong sau khi được xử lý có thể lọc sạch được asen trong nước ở hàm lượng trong mức cho phép. Kết quả nghiên cứu này của ông sau đó đã được ứng dụng thành nhiều các giải pháp để lọc nước tại các khu vực nguồn nước bị nhiễm asen. Cùng với giải pháp từ đá ong, công trình nghiên cứu về bản đồ nhiễm asen trên địa bàn Hà Nội của ông sau đó đã được công bố trên Tạp chí Khoa học công nghệ và môi trường tại Mỹ.
Biến nước sông Tô Lịch, Kim Ngưu thành… nước uống
Mới đây, chuyện PGS-TS Trần Hồng Côn trực tiếp uống nước sông Tô Lịch sau khi qua cột lọc do ông chế tạo đã khiến cho không ít người sửng sốt và xen lẫn cả hoài nghi. Khi được hỏi, PGS-TS Trần Hồng Côn cười vui vẻ. Ông cho biết chuyện uống nước sông Tô Lịch xuất phát từ đề tài nghiên cứu của ông cách đây hơn 3 năm. Đó là việc chế tạo thiết bị lọc nhiều tầng để khử kim loại nặng, chất hữu cơ và vi khuẩn có hại trong nước sinh hoạt thành nước uống trực tiếp. Một điều rất đặc biệt là ý tưởng để cho ra đời đề tài này đã được nhen nhóm từ lúc ông tiến hành nghiên cứu cách lọc asen trong nước. PGS-TS Trần Hồng Côn kể sau khi đã tìm ra giải pháp để xử lý được asen trong nước từ đá ong, một suy nghĩ lướt qua trong ông, đó là đã có công nghệ xử lý được chất độc asen, tại sao không tiếp tục nghiên cứu để xử lý các chất hữu cơ độc hại khác có ở trong nguồn nước. Lần lượt hàng nghìn vật liệu đã được ông chọn lọc, sử dụng để đưa vào nghiên cứu của mình. Sau nhiều năm nghiên cứu, ông đã tìm ra được những vật liệu tuy rẻ tiền những mang lại những giá trị hiệu quả rất cao như đất sét ở Trúc Thôn, Đá Son ở Núi Đèo, Than gáo dừa ở Trà Bắc…
Theo đuổi ý tưởng sẽ tạo ra một nguồn nước sạch có thể sử dụng an toàn và cung cấp cho sinh hoạt, một vấn đề đặt ra với PGS-TS Trần Hồng Côn là phải xử lý được các nguồn nguy hại về sinh học sống trong môi trường nước. Đó là những loại vi trùng, vi khuẩn, vi rút… có nguy cơ lây bệnh cao. Đối với ông, đây được coi là một thách thức lớn. Bởi dù có thể dùng clo, tia cực tím, ozon để tiệt trùng nước rất hiệu quả, song lại không thể tích hợp những thiết bị như vậy trong một máy lọc nước nhỏ gọn.
Qua nghiên cứu, tìm hiểu, ông phát hiện bạc có khả năng tiệt trùng rất tốt, tuy nhiên do giá thành cao nên việc ứng dụng vào thực tế còn gặp nhiều khó khăn. “Đúng trong giai đoạn tìm hướng đi cho nghiên cứu của mình thì công nghệ Nano bắt đầu được sử dụng phổ biến tại Việt Nam. Ngay khi biết chúng ta có thể điều chế được nano bạc, tôi đã lập tức ứng dụng vào công trình lọc nước của mình. Công nghệ nano bạc không chỉ giúp cho việc tiết giảm chi phí trong việc giảm bớt lượng bạc từ vài chục gram xuống còn vài mini gram mà còn tăng khả năng diệt khuẩn cỡ 200 lần”, ông cho biết. Để chứng minh cho hiệu quả của các cột lọc nước đồng thời để thử được các loại vật liệu tối ưu theo ý muốn, PGS-TS Trần Hồng Côn đã từng nhiều lần múc nước từ nhà vệ sinh và lấy nước sông Kim Ngưu để làm thử nghiệm. Các loại nước này sau khi qua cột lọc do ông chế tạo đã được đưa đến Viện Vệ sinh dịch tễ và Trung tâm tiêu chuẩn đo lường chất lượng để kiểm tra. Kết quả cho thấy những sản phẩm này đạt chỉ tiêu của nước uống đóng chai. Sau 2 năm nghiên cứu Đề tài khoa học về máy lọc nước được xếp 4 tầng lọc để chuyên xử lý kim loại nặng, chất hữu cơ và amoni, asen đồng thời có khả năng tiệt trùng của ông đã được nghiệm thu và được đánh giá xuất sắc.
Trong khi “biểu diễn” khả năng lọc nước sông Tô lịch thành nước sạch có thể uống được tại chỗ, có sự chứng kiến của rất nhiều người PGS-TS Trần Hồng Côn cho biết, mục đích lớn nhất trong đề tài nghiên cứu của ông là có thể giúp cho những người dân sống ở những nơi có nguồn nước bị ô nhiễm, những nơi bị lũ lụt hay những vùng nông thôn thiếu nước sạch có khả năng tái chế nguồn nước đã bị ô nhiễm để phục vụ cho sinh hoạt.
Ưu điểm nổi bật về sản phẩm lọc nước của PGS-TS Trần Hồng Côn là công nghệ hấp thu chọn lọc. Nước được lọc qua thiết bị này giữ được những khoáng chất cần thiết với hàm lượng có lợi cho cơ thể. Ngoài ra nó không cần phải sử dụng điện năng và rất thân thiện với môi trường vì có chu trình khép kín không thải nước độc ra môi trường.
