Nghiên cứu xây dựng mô hình thu sương làm nước sạch từ một số sợi tự nhiên

LỜI CAM ĐOANTôi xin cam đoan mọi kết quả của đề tài: “Nghiên cứu xây dựng mô hình thu sương làm nước sạch từ các loại sợi tự nhiên” là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi, được thực hi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

VŨ THỊ HỒNG HẠNH

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH

THU SƯƠNG LÀM NƯỚC SẠCH TỪ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

VŨ THỊ HỒNG HẠNH

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH

THU SƯƠNG LÀM NƯỚC SẠCH TỪ

THÁI NGUYÊN - 2019

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN ht t p : / / l r c tnu.edu.vn

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan mọi kết quả của đề tài: “Nghiên cứu xây dựng mô

hình thu sương làm nước sạch từ các loại sợi tự nhiên” là công trình nghiên

cứu của cá nhân tôi, được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của TS TrầnHải Đăng Các số liệu, những kết luận nghiên cứu được trình bày trong luậnvăn này hoàn toàn trung thực

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về lời cam đoan này

Thái Nguyên, Ngày tháng năm 2019

Tác giả luận văn

(Ký và ghi rõ họ tên)

Vũ Thị Hồng Hạnh

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN ht t p : / / l r c tnu.edu.vn

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian thực hiện đề tài, tôi đã nhận được sự giúp đỡ củacác thầy giáo, cô giáo trong khoa Môi trường - Đại học Nông lâm TháiNguyên đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi được hoàn thành đề tài Đặc biệt là

sự hướng dẫn tận tình của TS Trần Hải Đăng đã giúp tôi hoàn thành tốt đềtài Qua đây, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến sự giúp đỡ này

Mặc dù bản thân có nhiều cố gắng, song do trình độ và thời gian có hạn,bước đầu làm quen với phương pháp nghiên cứu nên đề tài của tôi khôngtránh khỏi những hạn chế và thiếu sót, tôi rất mong được sự đóng góp ý kiếncủa các thầy cô giáo và bạn bè đồng nghiệp để đề tài của tôi được hoàn thiệnhơn

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình và tất cả bạn bè

đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, Ngày tháng năm 2019

Học viên

Vũ Thị Hồng Hạnh

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN ht t p : / / l r c tnu.edu.vn

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC TỪ, CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT v

DANH MỤC CÁC BẢNG vi

DANH MỤC CÁC HÌNH vii

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 2

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Cơ sở khoa học của đề tài 3

1.2 Cơ sở pháp lý về vấn đề nghiên cứu 5

1.3 Cơ sở thực tiễn 6

1.3.1 Tình hình sử dụng nước trên thế giới và Việt Nam 6

1.3.2 Nhu cầu sử dụng nước trên thế giới 6

1.3.3 Nhu cầu sử dụng nước ở Việt Nam 8

1.3.4 Đặc điểm về sương mù ở các tỉnh vùng núi phía bắc 12

1.3.5 Đặc điểm của một số sợi tự nhiên 14

1.4 Tình hình các nghiên cứu liên quan trên thế giới và tại Việt Nam 17

1.4.1 Các nghiên cứu liên quan trên thế giới 17

1.4.2 Các nghiên cứu liên quan tại Việt Nam 21

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 25

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 25

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 25

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN ht t p : / / l r c tnu.edu.vn

2.2 Nội dung nghiên cứu 25

2.3 Phương pháp nghiên cứu 25

2.3.1 Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp 25

2.3.2 Phương pháp thiết kế thí nghiệm 26

2.3.3 Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu 29

2.3.4 Phương pháp xử lý và phân tích số liệu 29

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 30

3.1 Đánh giá khả năng thu sương làm nước sạch của sợi tự nhiên 30

3.1.1 Nghiên cứu khả năng thu sương làm nước của các loại sợi khác nhau 30

3.1.2 Nghiên cứu khả năng thu sương làm nước của các loại lưới khác nhau 31

3.1.3 Nghiên cứu khả năng thu sương làm nước ở nhiệt độ khác nhau 33

3.2 Đánh giá chất lượng nước sau thu sương 35

3.3 Nghiên cứu xây dựng mô hình thu sương làm nước sạch 39

3.4 Đánh giá chất lượng nước thu được từ mô hình 43

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49

TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 PHỤ LỤC

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN ht t p : / / l r c tnu.edu.vn

DANH MỤC CÁC TỪ, CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT

BTNMT: Bộ Tài nguyên và Môi trường

NGO: Non-governmental organization (Tổ chức phi Chính phủ)QCVN: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia

UNICEF: Quỹ Nhi đồng Liên Hợp Quốc

WHO: Tổ chức y tế thế giới

WRI: Viện nguồn lực Thế giới

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN ht t p : / / l r c tnu.edu.vn

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Chỉ tiêu và phương pháp phân tích 29

Bảng 3.1 Lượng nước thu được từ các loại sợi tự nhiên 30

Bảng 3.2 Lượng nước thu được từ các kích thước lưới khác nhau 31

Bảng 3.3 Lượng nước thu được ở các nhiệt độ khác nhau 33

Bảng 3.4 Kết quả phân tích chất lượng nước sau thu sương 35

Bảng 3.5 Kết quả phân tích chất lượng nước thu sương từ mô hình 43

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN ht t p : / / l r c tnu.edu.vn

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1 Các loại sợi 26

Hình 2.2 Quy trình đan lưới từ các sợi cây (Đay, gai, xơ dừa) 27

Hình 2.3 Thí nghiệm phun sương 28

Hình 3.1 Biểu đồ biểu thị lượng nước thu được từ các sợi 30

Hình 3.2 Biểu đồ biểu thị kích thước mắt lưới khác nhau của sợi gai 32

Hình 3.3 Biểu đồ biểu thị khả năng thu sương làm nước ở nhiệt độ khác nhau 34

Hình 3.4 Biểu đồ chỉ tiêu Coliform 36

Hình 3.5 Biểu đồ chỉ tiêu độ đục, COD 36

Hình 3.6 Mô hình thu sương thành nước sạch 39

Hình 3.7 Biểu đồ hiển thị các chỉ tiêu COD, độ đục, coliform 44

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN ht t p : / / l r c tnu.edu.vn

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Nước - nguồn tài nguyên thiết yếu cho cuộc sống của con người, sự pháttriển bền vững của mọi quốc gia, là ưu tiên hàng đầu để phát triển bền vững.Nước là yếu tố cơ bản không thể thiếu trong việc duy trì sự sống và mọi hoạtđộng của con người trên hành tinh Nó đảm bảo sự tồn tại cho tất cả các loàisinh vật trên trái đất kể cả con người, nước phục vụ cho phát triển nông - lâm

- ngư nghiệp và rất nhiều ngành kinh tế khác, do đó tài nguyên nước nóichung và tài nguyên nước mặt nói riêng là một trong những yếu tố quyết định

sự phát triển kinh tế xã hội của một vùng lãnh thổ hay một quốc gia Vì vậy,việc đáp ứng nhu cầu về nước đảm bảo cả về chất lượng và số lượng là mộtđiều kiện tiên quyết để phát triển bền vững

Nước sạch là nước hợp vệ sinh, đảm bảo an toàn cho sức khỏe, nướctrong, không màu, không mùi, không vị, không chứa vi sinh vật gây bệnh vàcác chất độc hại gây ảnh hưởng đến sức khỏe người dùng Tuy nhiên, khôngphải ai cũng được tiếp cận và sử dụng nguồn nước sạch Đa số người dân đềunhận xét nguồn nước sạch hay ô nhiễm bằng cảm quan mà không dựa trên cơ

sở khoa học Nguồn nước sạch mà người dân sử dụng phổ biến là nước máy,nước uống đóng chai, nước đã qua xử lý bằng hệ thống lọc được công bố chấtlượng

Hiện nay trên thế giới, nước sạch đang là nguồn tài nguyên cực kì quý giá

và rất khan hiếm ở một số vùng đất Theo báo cáo của WHO, khoảng 2,4 tỉngười trên thế giới không có nước sạch để uống hàng ngày và 1,8 tỉ người phảiuống những nguồn nước ô nhiễm, gây ảnh hưởng đến sức khỏe và tính mạng.Tại các khu vực miền núi ở Việt Nam là nơi tập trung nhiều đồng bàodân tộc sinh sống, tình trạng thiếu nước sinh hoạt và sản xuất diễn ra ở nhiềunơi đã ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống Cho đến thời điểm này theothông tin của Ban Chỉ đạo quốc gia về chương trình nước sạch và vệ sinh môitrường thì 60% người dân vùng nông thôn, miền núi không có nước sạch để

sử dụng Theo ước tính của Quỹ Nhi đồng Liên Hợp Quốc (UNICEF) ở ViệtNam có khoảng 17 triệu (52%) trẻ em chưa được sử dụng nước sạch Do vậy,

việc tìm ra các giải pháp tạo nguồn nước sạch trên cơ sở tận dụng các yếu tố

tự nhiện là việc làm cần thiết và ý nghĩa

Trong khi đó, tại các vùng núi cao thì luôn có một lượng sương dày đặcquanh năm cho thấy khả năng thu sương làm nước là rất lớn Vì vậy cần tìm

ra phương pháp, mô hình hiệu quả thu sương tạo ra nước sạch giải quyết cácvấn đề thiếu nước sạch trên các vùng núi cao

Ở nước ta có rất nhiều loại sợi tự nhiên có khả năng hút ẩm, giữ nước tốtnhư sợi gai, sợi đay, sợi dừa, Các loại sợi này là nguồn nguyên liệu rẻ tiền, dễkiếm có thể phục vụ cho việc thu sương làm nước rất tốt Từ đó, được sự đồng

ý của ban chủ nhiệm khoa Môi trường và giáo viên hướng dẫn tôi đề xuất đề

tài: “Nghiên cứu xây dựng mô hình thu sương làm nước sạch từ các loại sợi tự nhiên”.

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Đánh giá khả năng thu sương của một số sợi tự nhiên: sợi đay, gai, dừa;

- Xây dựng mô hình thu sương làm nước sạch từ nước thu được trên sợi tựnhiên trong điều kiện phòng thí nghiệm

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

3.1 Ý nghĩa khoa học

Kết quả nghiên cứu của đề tài là bước đầu đánh giá được khả năng thusương tạo nước sạch từ các sợi tự nhiên Đưa ra biện pháp mới trong việc cungcấp nguồn nước sạch cho cộng đồng

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học: Giúp bản thân tôi có cơhội tiếp cận với cách thức thực hiện một đề tài nghiên cứu khoa học, giúp tôivận dụng kiến thức đã học vào thực tế và rèn luyện về kỹ năng tổng hợp vàphân tích số liệu, tiếp thu và học hỏi những kinh nghiệm từ thực tế Trên cơ

sở những kiến thức nắm được sẽ là hành trang phục vụ cho công việc tôitrong công tác quản lý môi trường

Kết quả nghiên cứu của đề tài triển khai thực địa nếu thành công sẽ gópphần quan trọng vào việc giải quyết nguồn nước tại các vùng núi cao củaViệt Nam

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Cơ sở khoa học của đề tài

- Khái niệm môi trường

Môi trường là hệ thống các yếu tố vật chất tự nhiên và nhân tạo có tác

động đối với sự tồn tại và phát triển của con người và sinh vật (Theo khoản 1 điều 3 của luật bảo vệ môi trường Việt Nam năm 2014).

- Khái niệm hoạt động bảo vệ môi trường:

Hoạt động bảo vệ môi trường là hoạt động giữ gìn, phòng ngừa, hạn chếcác tác động xấu đến môi trường; ứng phó sự cố môi trường; khắc phục ônhiễm, suy thoái, cải thiện, phục hồi môi trường; khai thác, sử dụng hợp lý tài

nguyên thiên nhiên nhằm giữ môi trường trong lành (Theo khoản 3 điều 3 của luật bảo vệ môi trường Việt Nam năm 2014).

- Khái niệm phát triển bền vững:

Phát triển bền vững là phát triển đáp ứng được nhu cầu của hiện tại

mà không làm tổn hại đến khả năng đáp ứng nhu cầu đó của các thế hệ tươnglai trên cơ sở kết hợp chặt chẽ, hài hòa giữa tăng trưởng kinh tế, bảo đảm tiến

bộ xã hội và bảo vệ môi trường (Theo khoản 4 điều 3 của luật bảo vệ môi trường Việt Nam năm 2014).

- Khái niệm nước:

Nước là một hợp chất hóa học của oxy và hidro, có công thức hóa học

là H2O Với các tính chất lí hóa đặc biệt (như tính lưỡng cực, liên kết hiđrô

và tính bất thường của khối lượng riêng) nước là một chất rất quan trọng trongnhiều ngành khoa học và trong đời sống Nước trên trái đất chiếm 97% lànước mặn, 3% là nước ngọt, tuy chiếm tỷ lệ % nhỏ trong tổng lượng nướcnhưng lại có vai trò cô cùng quan trọng với cuộc sống mọi sinh vật trên Trái

Đất (Nguyễn Phương Loan (2005), Giáo trình Tài nguyên nước, NXB Đại

học quốc gia Hà Nội)

Bên cạnh nước "thông thường" còn có nước nặng và nước siêu nặng.

Ở các loại nước này, các nguyên tử hiđrô bình thường được thay thế bởi cácđồng vị đơteri và triti Nước nặng có tính chất vật lý (điểm nóng chảy caohơn, nhiệt độ sôi cao hơn, khối lượng riêng cao hơn) và hóa học khác vớinước thường

- Khái niệm nước sạch:

Nước sạch là nước không màu, không mùi, không vị, có thể chứa cácyếu tố vật lý hóa học và vi sinh trong mức độ cho phép không gây ảnh hưởngtới sức khỏe con người Đáp ứng các chỉ tiêu theo quy định của Quy chuẩn kỹthuật Quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt - QCVN 02:2009/BYT do Bộ Y

tế ban hành ngày 17/6/2009

- Cấu tạo và tính chất của phân tử nước: Phân tử nước bao gồm hai

nguyên tử hidro và một nguyên tử oxy Về mặt hình học thì phân tử nước

có góc liên kết là 104,45° Do các cặp điện tử tự do chiếm nhiều chỗ nên gócnày sai lệch đi so với góc lý tưởng của hình tứ diện Chiều dài của liên kết O-

H là 96,84 picomet Phân tử nước có tính lưỡng cực và liên kết hidro (Tổng quan về nước, 2013).

* Các tính chất hóa lý của nước:

Cấu tạo của phân tử nước tạo nên các liên kết hidro giữa các phân tử là cơ

sở cho nhiều tính chất của nước Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của nước

đã được Anders Celsius dùng làm hai điểm mốc cho độ bách phân Celcius Cụthể, nhiệt độ nóng chảy của nước là 0 độ Celcius, còn nhiệt độ sôi (760 mmHg) bằng 100 độ Celcius

Nước là một dung môi tốt nhờ vào tính lưỡng cực Tính hòa tan củanước đóng vai trò rất quan trọng trong sinh học vì nhiều phản ứng hóa sinhchỉ xẩy ra trong dung dịch nước

Nước tinh khiết không dẫn điện Mặc dù vậy, do có tính hòa tan tốt,nước hay có tạp chất pha lẫn, thường là các muối, tạo ra các ion tự do trongdung dịch nước cho phép dòng điện chạy qua

Về mặt hóa học, nước là một chất lưỡng tính, có thể phản ứng nhưmột axit hay bazơ Ở pH=7 (trung tính) hàm lượng các ion hydroxyt (OH-)cân bằng với hàm lượng của hydronium (H3O+) Khi phản ứng với một axitmạnh hơn thí dụ như HCl, nước phản ứng như một chất kiềm:

- Luật tài nguyên nước số 17/2012/QH13 ngày 21 tháng 6 năm 2012;

- Luật Bảo vệ môi trường năm 2014;

* Văn bản dưới Luật

- Nghị định số 201/2013/NĐ-CP ngày 27/11/2013 của Chính phủ quyđịnh chi tiết thi hành một số điều của Luật tài nguyên nước;

- Nghị định số 19/2015/NĐ-CP ngày 14/2/2015 của Chính phủ quy địnhchi tiết thi hành một số điều của Luật Bảo vệ môi trường;

- Thông tư số 47/2017/TT-BTNMT ngày 07/11/2017 của Bộ Tài nguyên

và Môi trường quy định về giám sát khai thác, sử dụng tài nguyên nước;

- Thông tư số 73/2017/TT-BTNMT ngày 29/12/2017 của Bộ Tàinguyên và Môi trường ban hành hệ thống chỉ tiêu thống kê ngành tàinguyên và môi trường;

- Thông tư số 50/2015/TT-BYT ngày 11/12/2015 của Bộ Y tế Quy địnhviệc kiểm tra vệ sinh, chất lượng nước ăn uống, nước sinh hoạt

- Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước mặt QCVN MT:2015/BTNMT;

08 TCVN 6492:2011 Chất lượng nước 08 Xác định pH

1.3 Cơ sở thực tiễn

1.3.1 Tình hình sử dụng nước trên thế giới và Việt Nam

Tài nguyên nước là nguồn tài nguyên thiên nhiên có thể tái tạo nhưngcũng có thể bị cạn kiệt tùy vào tốc độ khai thác của con người và khả năng táitạo của môi trường Tuy nhiên, việc sử dụng khai thác nguồn tài nguyên nàygây ra những hậu quả ảnh hưởng nghiêm trọng tới nguồn tài nguyên nước.Các số liệu cho thấy con người đang sử dụng nước sạch nhanh hơn mức thiênnhiên có thể cung cấp Nhiều hệ sinh thái trên trái đất đang dần tiến tới mứcsuy thoái hoặc bị biến đổi, nguyên nhân là do sự gia tăng dân số và phát triểnkinh tế Vào năm 2050, với các mô hình sản xuất và tiêu dùng tiêu tốn nhiềutài nguyên thiên nhiên hơn hiện nay, cộng với đó là sự gia tăng dân số thế giới

dự kiến chạm tới ngưỡng 9,6 tỉ người, chúng ta sẽ phải cần tới 3 trái đất mớiđáp ứng được thói quen sinh hoạt và mức tiêu dùng như hiện tại Khủnghoảng nước là nguy cơ hàng đầu trong thập kỷ tới, sẽ có 33 quốc gia phải đốimặt với tình trạng căng thẳng về nước vào năm 2040 [Theo cuộc khảo sáthàng năm của Diễn dàn Kinh tế Thế giới]

1.3.2 Nhu cầu sử dụng nước trên thế giới

Nhu cầu nước càng ngày càng tăng theo đà phát triển của nền côngnghiệp, nông nghiệp và sự nâng cao mức sống của con người Nhu cầu vềnước trong công nghiệp: Sự phát triển càng ngày càng cao của nền côngnghiệp trên toàn thế giới càng làm tăng nhu cầu về nước, đặc biệt đối với một

số ngành sản xuất như chế biến thực phẩm, dầu mỏ, giấy, luyện kim, hóachất , chỉ 5 ngành sản xuất này đã tiêu thụ ngót 90% tổng lượng nước sửdụng cho công nghiệp

Nhu cầu về nước trong nông nghiệp: Sự phát triển trong sản xuất nôngnghiệp như sự thâm canh tăng vụ và mở rộng diện tích đất canh tác cũng đòihỏi một lượng nước ngày càng cao Người ta ước tính được mối quan hệ giữalượng nước sử dụng với lượng sản phẩm thu được trong quá trình canh tácnhư sau: để sản xuất 1 tấn lúa mì cần đến 1.500 tấn nước, 1 tấn gạo cần đến4.000 tấn nước và 1 tấn bông vải cần đến 10.000 tấn nước.

Nhu cầu về nước sinh hoạt và giải trí: Theo sự ước tính thì các cư dânsinh sống kiểu nguyên thủy chỉ cần 5-10 lít nước/người/ngày Ngày nay, do

sự phát triển của xã hội loài người ngày càng cao nên nhu cầu về nước sinhhoạt và giải trí ngày cũng càng tăng theo nhất là ở các thị trấn và ở các đô thịlớn, nước sinh hoạt tăng gấp hàng chục đến hàng trăm lần nhiều hơn

Ngoài ra, còn rất nhiều nhu cầu khác về nước trong các hoạt động kháccủa con người như giao thông vận tải, giải trí ở ngoài trời như đua thuyền,trượt ván, bơi lội, ., nhu cầu này cũng ngày càng tăng theo sự phát triểncủa xã hội

Theo đánh giá của Viện nguồn lực Thế giới (WRI), tình trạng cạn kiệtnguồn nước mặt sẽ xảy ra ở 167 quốc gia vào năm 2020, 2030, 2040 và 33quốc gia phải đối mặt với tình trạng căng thẳng về nước vào năm 2040 Báocáo của UN-Water cũng dự đoán, đến năm 2050 sẽ có từ 4,8 đến 5,7 tỷ ngườisống trong những khu vực khan hiếm nước trong khoảng thời gian ít nhất mộttháng mỗi năm (tăng 3,6 tỷ so với hiện nay) Cho dù những công trình chứanước và nhiều đập nước được xây dựng tưởng chừng như là biện pháp có thểgiải quyết được những khó khăn này, nhưng thực tế thì những công trình này

có những hạn chế nhất định trong quá trình vận hành và sử dụng, như sự nứt

vỡ, chảy tràn Chất lượng nước cũng đang trở nên kém đi Nguồn nước bị tiếpnhận quá nhiều chất phú dưỡng dẫn đến sự phát triển của mầm bệnh và tảophú dưỡng Ngành công nghiệp và đô thị hóa cũng là một nguồn gây ra ônhiễm nguồn nước do nước thải từ công nghiệp và dân sinh

1.3.3 Nhu cầu sử dụng nước ở Việt Nam

Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới ẩm có lượng mưa trung bình nămkhoảng 1940-1960mm (tương đương tổng lượng nước khoảng 640 tỷ m3/năm), thuộc số quốc gia có lượng nước mưa vào loại lớn trên thế giới

(Bộ Tài nguyên và Môi trường - Báo cáo tại Hội thảo ngày nước thế giới năm 2017)

Tuy nhiên, lượng mưa của Việt Nam phân bố rất không đều theo khônggian và thời gian; Lượng mưa tập trung chủ yếu trong 4-5 tháng mùa mưa

(chiếm 75-85% tổng lượng mưa năm), lượng mưa trong mùa khô chỉ chiếm 15-

25% Khu vực có lượng mưa lớn là các khu vực phía Đông Trường Sơn thuộcvùng Bắc Trung Bộ, Trung Trung Bộ, Tây Nguyên và khu vực trung du, miền

núi Bắc Bộ

Tổng lượng dòng chảy hàng năm khoảng 830-840 tỉ m3 Tuy nhiên, xét

về nguồn nước nội địa, Việt Nam chỉ đạt mức trung bình kém của thế giớivới

3.296m3/người/năm, ít hơn mức bình quân toàn cầu (4.000m3/người/năm) Điều đáng lo là, vì 63% tổng tài nguyên nước mặt của chúng ta làngoại lai, cụ thể ở lưu vực sông Hồng, nguồn nước ngoại lai chiếm 50%tổng khối lượng nước bề mặt, còn ở lưu vực sông Cửu Long, con sốnày là

90% nên chúng ta không thể chủ động bảo vệ, khai thác và sử dụng nguồnnước, đặc biệt là khi các quốc gia ở thượng nguồn ngày càng khai tháctriệt để nguồn nước này

1.3.3.1 Nước ngầm

Nước tàng trữ trong lòng đất cũng là một bộ phận quan trọng của nguồntài nguyên nước ở Việt Nam Hiện nay phong trào đào giếng để khai thác nướcngầm được thực hiện ở nhiều nơi nhất là ở vùng nông thôn bằng các phươngtiện thủ công, còn sự khai thác bằng các phương tiện hiện đại cũng đã đượctiến hành nhưng còn rất hạn chế chỉ nhằm phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt ởcác trung tâm công nghiệp và khu dân cư lớn

1.3.3.2 Nước khoáng và nước nóng

Theo thống kê chưa đầy đủ thì ở Việt Nam có khoảng 400 nguồn nướckhoáng và nước nóng, trong đó nhóm chứa Carbonic tập trung ở nam Trung

bộ, đông Nam bộ và nam Tây nguyên; nhóm chứa Sulfur Hydro ở Tây Bắc vàmiền núi Trung bộ; nhóm chứa Silic ở trung và nam Trung bộ; nhóm chứa Sắt

ở đồng bằng Bắc bộ; nhóm chứa Brom, Iod và Bor có trong các trầm tíchmiền võng Hà Nội và ven biển vùng Quảng Ninh; nhóm chứa Fluor ở namTrung bộ Phần lớn nước khoáng cũng là nguồn nước nóng

1.3.3.3 Tình hình sử dụng nước trong các hoạt động kinh tế

Việt Nam là nước ĐNA có chi phí nhiều nhất cho thủy lợi Cả nước hiệnnay có 75 hệ thống thủy nông với 659 hồ, đập lớn và vừa, trên 3500 hồ đậpnhỏ 1000 cống tiêu, trên 2000 trạm bơm lớn nhỏ, trên 10000 máy bơm cácloại có khả năng cung cấp 60-70 tỷ m3 /năm Tuy nhiên, hệ thống thủy nông

đã xuống cấp nghiêm trọng, chỉ đáp ứng 50-60% công suất thiêt kế Lượngnước sử dụng hằng năm cho nông nghiệp khoảng 93 tỷ m3, cho công nghiệpkhoảng 17,3 tỷ m3, cho dịch vụ là 2 tỷ m3, cho sinh hoạt là 3,09 tỷ m3 Tínhđến năm 2030 cơ cấu dùng nước sẽ thay đổi theo xu hướng Nông nghiệp75%, Công nghiệp 16%, tiêu dùng 9% Nhu cầu dùng nước sẽ tăng gấp đôi,chiếm khoảng 1/10 lượng nước sông ngòi, 1/3 lượng nước nội địa, 1/3 lượngnước chảy ổn định Nước sử dụng cho nông nghiệp cũng tăng lên do việc mởrộng diện tích đất canh tác và sự thâm canh tăng vụ Nước có vai trò chủ đạotrong những thành tựu đạt được về sản xuất lúa gạo ở Việt Nam, góp phầnquan trọng đưa Việt Nam trở thành nước xuất khẩu gạo đứng đầu thế giới.Hiện nay, nước phục vụ cho sản xuất nông nghiệp nhiều nhất ở hai vùng đồngbằng là đồng bằng sông Cửu Long và sông Hồng, chiếm tỷ lệ 70% lượngnước sử dụng Nước cũng đóng vai trò quyết định trong sự tăng trưởng cácsản phậm cây công nghiệp, như: chè, cà phê, hồ tiêu, mía đường, cao su

Nước cho năng lượng: Tiềm năng thuỷ điện của Việt Nam là khá lớn, tập

trung chủ yếu trên lưu vực sông Hồng, sông Đồng Nai và các lưu vực sông ở miền

Trung và Tây nguyên Dự báo tổng công suất thuỷ điện đến năm 2025 là

33.310MW, trong đó trên 80% trong số này là từ các nhà máy thuỷ điện xây dựng

trên các sông của Việt

Nam

Về nuôi trồng thủy hải sản: nước ta có 1 triệu ha mặt nước ngọt,400000ha mặt nước lợ và 1.470.000 ha mặt nước sông ngòi có hơn 14 triệu hamặt nước nội thủy và lãnh hải Tuy nhiên cho đến nay mới sử dụng 12,5%diện tích mặt nước lợ, nước mặn và 31% diện tích mặt nước ngọt Nhiều hồ

và đập nhỏ hơn trên khắp toàn quốc phục vụ tưới tiêu như Cấm Sơn (BắcGiang), Bến En và Cửa Đạt (Thanh Hóa), Đô Lương (Nghệ An)…

Theo số liệu thống kê, Việt Nam hiện có hơn 3500 hồ chứa nhỏ vàkhoảng 650 hồ chứa cỡ lớn và trung bình dùng để sản xuất thủy điện, kiểmsoát lũ lụt, giao thông đường thủy thủy lợi và nuôi trồng thủy sản

(Bộ Tài nguyên và Môi trường - Báo cáo tại Hội thảo ngày nước thế giới năm 2017)

1.3.3.4 Tình hình khai thác sử dụng nước trong đời sống sinh hoạt

Đời sống sinh hoạt hằng ngày của con người sử dụng rất nhiều nước sinhhoạt Về mặt sinh lý mỗi người cần 1-2 lít nước/ ngày và trung bình nhu cầu

sử dụng nước sinh hoạt của một người trong một ngày 10-15 lít cho vệ sinh cánhân, 20-200 lít cho tắm, 20-50 lít cho làm cơm, 40-80 lít cho giặt bằng máy.Nước cho sinh hoạt và vệ sinh: đến nay hầu hết các thành phố, thị xã ởViệt Nam đều có hệ thống cấp nước tập trung và khoảng 300/635 thị trấn, thị

tứ có dự án xây dựng hệ thống cấp nước tập trung Tổng công suất thiết kếcác nhà máy nước ở các khu vực đô thị đạt khoảng 5,4 triệu m3/ngày, nhưngmới chỉ đáp ứng khoảng 70% nhu cầu sử dụng nước của các đô thị Hịện nay,với yêu cầu cấp nước cho khoảng 30 triệu người dân cùng với nhu cầu nướccho các hoạt động sản xuất kinh doanh, dịch vụ, vệ sinh môi trường tại các đô

thị thì cần khoảng từ 8 đến 10 triệu m3/ngày Đối với khu vực nông thôn, đếnnay có khoảng 62% dân số nông thôn được cấp nước sinh hoạt hợp vệ sinh,nhưng nếu xét theo tiêu chuẩn nước sạch thì tỷ lệ này chỉ đạt đạt khoảng 30%.Nguồn cấp nước cho sinh hoạt, vệ sinh của người dân ở nhiều đô thị và phầnlớn khu vực nông thôn là từ nguồn nước dưới đất.

 Ở khu vực thành thị

Việt Nam có 805 đô thị bao gồm 5 thành phố trực thuộc trung ương, 167thành phố và thị xã thuộc tỉnh, 633 thị trấn [Báo cáo của Bộ Xây dựng] Cótrên 240 nhà máy cấp nước đô thị với tổng công suất thiết kế là 3,42 triệu m3/ngày Trong đó 92 nhà máy sử dụng nguồn nước mặt với tổng công suấtkhoảng 1,95 triệu m3/ngày và 148 nhà máy sử dụng nguồn nước dưới đất vớitổng công suất khoảng 1,47 triệu m3/ngày Tổng công suất nước hiện có củacác nhà máy cấp nước có thể cung cấp khoảng 150 lít nước sạch mỗi ngày.Tuy nhiên, do cơ sơ hạ tầng xuống cấp lạc hậu nên tỷ lệ thất thoát nước sạchkhá cao (có nơi tỉ lệ lên tới 40%) nên thực tế nhiều đô thị chỉ có khoảng 40-50lít/người/ngày

 Ở khu vực nông thôn

Đối với khu vực nông thôn VN có khoảng 36.7 triệu người dân được cấpnước sạch (trên tổng số người dân 95.58 triệu dân) Tỉ lệ dân số nông thônđược cấp nước sinh hoạt lớn nhất ở vùng Nam Bộ chiếm khoảng 66,7%, đồngbằng sông hồng 65,1% đồng bằng sông cửu long 62,1% Tại Hà Nội, tổnglượng nước dưới đất được khai thác là 1.100.000 m3/ngày đêm Trong đó,phía nam sông hồng khai thác với lưu lượng 700.000 m3/ngày đêm Trên địabàn hà nội hiện nay khoảng trên 100.000 giếng khoan khai thác nước kiểuUNICEF của các hộ gia đình, hơn 200 giếng khoan của công ty nước sạchquản lý và 500 giếng khoan khai thác nước của các trạm phát nước nông thôn.Các tỉnh ven biển miền tây nam bộ như: Kiên Giang, Trà Vinh, Bến Tre,Long An do nguồn nước ngọt trên các sông rạch ao hồ không đủ phục vụ nhu

cầu của đời sống và sản xuất, vì vậy nguồn nước cung cấp chủ yếu được khaithác từ nguồn dưới đất Khoảng 80% dân số ở 4 tỉnh Trà Vinh, Sóc Trăng,Bạc Liêu, Cà Mau đang sử dụng nước ngầm mỗi ngày.

1.3.4 Đặc điểm về sương mù ở các tỉnh vùng núi phía bắc

1.3.4.1 Khái niệm

Sương mù là hiện tượng hơi nước ngưng tụ thành các hạt nhỏ li ti giốngnhư mây nhưng hiện ra áp mặt đất thay vì trên trời cao Sương mù tạo nên từlên từ hơi ẩm trên Trái Đất bốc hơi; khi bốc hơi, hơi ẩm chuyển động lên cao,lạnh dần và ngưng tụ tạo thành hiện tượng sương mù

1.3.4.2 Đặc điểm về sương mù

- Sương mù cấu tạo bằng nhiều cách, phụ thuộc vào phương thức giảmnhiệt để gây ra sự ngưng tụ

- Ngày nay môi trường không khí càng ngày càng ô nhiễm nên sương mù

và mù xảy ra nhiều hơn và cường độ mạnh hơn

* Nguyên nhân hình thành sương mù

Sương mù là một hiện tượng khí tượng mà chúng ta thường thấy và cũngrất đáng quan tâm Tuy nhiên sương mù không phải lúc nào cũng có thườngxuyên Về cơ bản sương mù muốn hình thành được phải thỏa mãn một sốđiều kiện sau:

- Ðộ ẩm tương đối của không khí phải cao

- Nhiệt độ không khí tương đối thấp

- Tốc độ gió yếu hoặc lặng gió

Sương mù thường xuất hiện khi không khí từ mặt nước, ao, hồ, sông suối

có độ ẩm tương đối lớn di chuyển tới vùng có nhiệt độ mặt đệm thấp hơn

* Phân loại sương mù

- Sương mù bốc hơi

Sương mù bốc hơi được hình thành khi nhiệt độ ở mặt nước nhỏ hơnnhiệt độ của lớp không khí bên trên của nó; lúc này sự bay hơi hầu như không

xảy ra do sức trương hơi nước trong lớp không khí bên trên nhỏ hơn sứctrương hơi nước ở mặt nước và như vậy trạng thái bão hòa của hơi nước tronglớp không khí bên trên mặt nước không thể đạt được Ngược lại, khi nhiệt độcủa lớp không khí bên trên mặt nước nhỏ hơn nhiệt độ mặt nước thì sự bayhơi tiếp tục xảy ra Khi độ ẩm không khí phía trên đã đạt đến trạng thái bãohòa, lượng hơi nước thừa ngưng kết tạo thành sương mù.

- Sương mù bình lưu

Ðược hình thành khi khối không khí nóng di chuyển trên các mặt đệmtrải dưới lạnh đi; khi đó trong khối không khí sẽ tạo thành một lớp nghịchnhiệt và sương mù được tạo thành từ mặt đất đến ranh giới của lớp nghịchnhiệt

- Sương mù front

Ðây là loại sương mù xuất hiện trong trường hợp khi front nóng đi qua

có mưa, nhờ sự bay hơi của các giọt nước mưa nên không khí gần mặt đất sẽbão hòa, đồng thời áp suất giảm nhanh, không khí giãn nở đoạn nhiệt và lạnh

đi, vì vậy hơi nước ở sát mặt đất dễ ngưng kết lại thành sương mù

- Sương mù bức xạ

Loại sương mù này thường xuất hiện trong lưỡi áp cao lạnh lục địa, xảy

ra vào thời kỳ đầu và giữa mùa đông khi không khí tương đối ẩm, nhiệt độthấp và trời quang mây Thời gian xuất hiện thường xảy ra nửa đêm về sáng

- Trong trường hợp lặng gió, sương mù bức xạ hình thành trong lớpkhông khí sát mặt đất (cách mặt đất từ 2-5 m) trên mặt nước và trong thunglũng

- Khi tốc độ gió chỉ đạt khoảng 2-3 m/s thì sương mù bức xạ phát triểnthành một lớp dày hơn, có thể phát triển tới độ cao từ 100-150 m

- Sương mù bức xạ mặt đất thường tan đi cùng với lớp nghịch nhiệt ở lớpsát đất và thường không tồn tại được lâu khi mặt trời xuất hiện

- Loại sương mù này hình thành theo từng nhóm, nếu có sương mù bức(Theo Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quốc gia,

2013,

https://khoahoc.tv/suong-mu-la-gi-tai-sao-co-suong-mu-50844, ngày

11/12/2013)

1.3.5 Đặc điểm của một số sợi tự nhiên

1.3.5.1 Sợi đay

Đay là loài thực vật thân thảo một năm thuộc họ Đay, bộ Bông, đượctrồng ở Đông Nam Á Đay ưa khí hậu nóng ẩm, thích nghi sinh trưởng ở nơiđịa thế bằng phẳng, có đất phù sa màu mỡ

- Sợi vỏ thân cây đay có đặc tính hút ẩm mạnh, là nguyên liệu tốt để dệt

bao đay, vải đay, dây đay

Để có được sợi đay, người trồng đay phải trải qua nhiều giai đoạn:

- Từ cuối tháng 3 đến đầu tháng 4, gieo hạt đay Hạt đay được gieo thậtdày để cây mọc thẳng, thân nhỏ, không có nhiều cành, nhánh vì cây đay nhỏ

sẽ cho chất lượng vải tốt hơn

- Sau hơn hai tháng kể từ ngày gieo hạt, người trồng đay thu hoạch câyđay Cây đay khi thu về bỏ hết lá, ngọn rồi dựng thân cây đay xung quanh nhà

từ 10 - 15 ngày cho đến khi thân cây thật khô

- Cây đay được bẻ đôi rồi tách vỏ ra khỏi phần lõi Tẽ vỏ cây đay thànhnhững sợi nhỏ, mỗi cây thường cho 8 - 12 sợi, sợi dài nhất có thể dài 1,6 m

Bó sợi đay thành từng bó, dùng chân giẫm hoặc giã sợi đay để tróc hết lớpmàng bám trên vỏ cây, làm cho sợi đay mềm và sạch

- Vỏ cây đay được tước ra thành từng sợi nhỏ và nối với nhau một cáchkhéo léo Để không tạo thành mấu ở chỗ nối hai sợi đay được kết lại khéo léodưới dạng bện dây Sợi đay phải được nối dài và tuốt đều vì nó liên quan đếncông đoạn dệt sau này

1.3.5.2 Sợi dừa

- Dừa hay cọ dừa là một loài cây trong họ cau

- Xơ dừa là phần của vỏ trái dừa được xé ra Loại sản phẩm này sử dụngrộng rãi trong các ngành thủ công mỹ nghệ hoặc dùng để phủ lên gốc củanhững cây trồng, giá thể (để trồng rau) Ngoài ra người ta còn phát hiện rarằng xơ dừa có thể được dùng để xử lý nước thải rất tốt

- Vỏ dừa dày từ 1-5cm tùy theo giống, phần cuống có thể dày đến 10cm

Vỏ dừa bao gồm 30% là xơ dừa và 70% là bụi xơ dừa Bụi xơ dừa có đặc tínhhút và giữ ẩm cao từ 400-600% so với thể tích của chính nó

Thành phần chủ yếu của xơ dừa là xenlulozo (khoảng 80%) và lignin(khoảng 18%)(Xenlulozo), [C6H7O2(OH)3]n Các phân tử xenlulozo là nhữngchuỗi không phân nhánh, hợp với nhau tạo nên cấu trúc vững chắc, có cường

độ co dãn cao

- Một sáng chế được đăng ký tại Nhật Bản vào ngày 11/5/1981 về việcứng dụng xơ dừa trong xử lý nước thải Các sợi xơ dừa được kết thành chuỗitiết diện tròn, không phủ cao su, đường kính 20cm và dài 200cm Sau đó, cácchuỗi này được buộc song song với nhau trên một khung hình khối chữ nhật.Nước thải từ một xưởng chế biến cao su được cho qua bể phân hủy kỵ khí có

xơ dừa thô làm giá thể, thời gian lưu nước là hai ngày Kết quả, 90% COD vàBOD bị loại ra khỏi nước thải Qua kiểm nghiệm chất lượng trên 22 mẫunước thải, hiệu suất xử lý đối với chất ô nhiễm hữu cơ vẫn ổn định, đạtkhoảng 90% đối với cả COD và BOD, hiện tượng cuốn trôi vi sinh vật ra khỏi

bể xử lý không đáng kể, thuận lợi cho những quá trình xử lý kế tiếp Sau hơnmột năm vận hành, bể kỵ khí dùng xơ dừa không có hiện tượng tắc nghẽndòng chảy

nước thải Vì thành phần chủ yếu của xơ dừa là cellulose (khoảng 80%) vàlignin (khoảng 18%), nên rất khó bị vi sinh vật phân hủy Theo ước tínhcủa các nhà nghiên cứu, tuổi thọ của xơ dừa trong bể kỵ khí là khoảng 5 năm.

1.3.5.3 Sợi gai

Cây gai là cây bản địa của Việt Nam, đã được nhân dân ta sử dụng làm

đồ may mặc rất lâu đời Trong cuộc khai quật những ngôi mộ cổ người ta đãtìm thấy các trang phục bằng gai chôn cất hơn trăm năm vẫn còn có độ dai

- Cây gai thuộc họ Gai Cây thân thảo nhiều năm, đứng thẳng, thườngmọc thành bụi, cao 1 - 2 m đến 2,85 m hóa gỗ ở gốc, thân rễ kéo dài và có rễdạng củ Thân thường không phân cành, đường kính 8 - 16 mm, lúc non màuxanh và có lông mềm, sau mầu nâu nhạt và hóa gỗ Lá đơn mọc cách, với 3gân gốc rõ; là kèm hình đường - ngọn giáo, gốc dính lại, dài tới 1,5 cm;cuống lá dài 6 - 12cm, có lông; phiến lá hình trứng rộng, hình tam giác đếngần hình tròn, kích thước 7 - 20 x 4 - 18cm, gốc hình nêm đến gần hình tim,đầu thường có mũi nhọn, mép có răng cưa đến răng nhọn, mặt trên màu lụcsẫm và nhẵn; mặt dưới nhẵn, có lông ép sát màu lục, hay trắng

Cây ưa ẩm, đòi hỏi lượng mưa 100 - 140 mm; khi non hơi chịu bóng;sinh trưởng và phát triển nhanh trong mùa mưa ẩm, đến mùa đông có hiệntượng rụng lá, hơi tàn lụi

Để tạo sợi tốt, cây đòi hỏi loại đất sét pha cát, thoát nước tốt, có độ pH 5,5-

6,5 Cây rất mẫn cảm với việc thiếu nước, nhưng cũng không chịu đượcngập

nước lâu

* Nhận xét chung của 3 loại sợi đay, gai, sợi:

- Ưu điểm:

+ Có khả năng thấm hút nước cao So với các loại sợi khác thì sợi gai,sợi đay, sợi dừa là những sợi thông dụng, dễ tìm kiếm và có khả năng giữnước cao nên ta chọn ba loại sợi này để tiến hành làm thí nghiệm

+ Là những sợi có nhiều ở các tỉnh vùng núi phía Bắc

+ Có giá thành thấp

- Nhược điểm:

+ Dễ bị do vi khuẩn, nấm mốc xâm hại

+ Phơi lâu khô

1.4 Tình hình các nghiên cứu liên quan trên thế giới và tại Việt Nam

1.4.1 Các nghiên cứu liên quan trên thế giới

- Các chuyên gia tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT, Mỹ) đã phátminh ra một màng lưới có khả năng trưng thu nước từ sương mù, nhằm cungcấp nước uống cho vùng sâu, vùng xa Để trưng thu nước, các chuyên gia đãđặt màng lưới đặc biệt này trên các đỉnh đồi trong khu vực có sương mù nhiều

và liên tục Hơi ẩm trong sương ngưng tụ thành nước trên lưới và chảy xuốngcác bình chứa nước Người dân địa phương có thể dùng nước này để uốnghoặc cung cấp cho hệ thống tưới tiêu

( htt p :// m oit r uong n e t vn/ m a n g - luoi - t r un g - th u - nuoc - s ac h - t u - su o ng -

mu)

- Những năm 1990 ở Chile, trên vùng núi El Tofo, một trong những nơi

khô hạn nhất thế giới, Các nhà khoa học Chile và Canada đã nảy ra ý

tưởng: " Vắt nước" từ sương bị gió biển thổi vào làng Trên một diện tích

5.000m2, họ giăng gần 100 tấm lưới làm từ polypropylene, kích thước 4x12

m Kết quả thật không ngờ, những hạt nước nhỏ bé trong sương bị “mắc bẫy”trong lưới, chảy xuống hệ thống hứng, cho ra tới… 15.000 lít nước mỗi ngày

- Ở vùng Gujarat (tây bắc Ấn Độ), một nơi khô hạn, với sự giúp đỡ của

Tổ chức Opur của Pháp, trên diện tích 850m2 họ đào những cái rãnh rồi phủ

lên trên một tấm cách nhiệt, bề mặt là một lớp phim tráng sơn màu có khảnăng phát tia hồng ngoại giúp làm lạnh tự nhiên Nhờ vậy, nhiệt độ trên bềmặt tấm phủ được giảm còn 4 đến 10 độ C, giúp sương dễ ngưng tụ Nước từ

sương đọng lại trong các rãnh được dẫn vào bể chứa và xử lý Trung bình “bộ ngưng tụ” khổng lồ này cung cấp cho dân làng 350 lít nước một ngày Khi hoàn tất, “nhà máy nước” Gujarat sẽ có diện tích tới 12.000m2, hằng đêm chophép thu hồi 6.000 lít nước, đủ cung ứng cho nhu cầu sinh hoạt của làng.Nước sương lọc sạch đóng chai được bán với giá chỉ bằng một nửa so vớinước do nhà máy nước truyền thống sản xuất

* Một số công nghệ lọc nước sạch và an toàn trên thế giới

- Nước được thu thập thông qua một loại lưới nilon hoặc polypropylene

và hơi nước ngưng tụ từ không khí trên bề mặt lạnh của lưới sau đó các giọtnước rơi xuống một bình chứa dưới ảnh hưởng của trọng lực Tháp ngưng tụnước này có thể được đặt trên sàn nhà hoặc ngoài trời và dễ dàng sửa chữahoặc thay thế Những nhà sản xuất đã có kế hoạch để sản xuất hàng loạt vàonăm 2019

Máy lọc nước UV nhỏ gọn

- Các nhà nghiên cứu tại Đại học Stanford và Phòng thí nghiệm gia tốcquốc gia SLAC đã phát triển một máy lọc nước UV đặt trong một hình chữnhật màu đen nhỏ xíu có khả năng giảm quá trình lọc này xuống từ 48 giờ đếnkhoảng 20 phút Mặc dù thiết bị này còn phải trải qua hàng loạt các cuộc kiểmđịnh chất lượng, nhưng mẫu thử nghiệm đầu tiên trong phòng thí nghiệm chothấy đây có thể là bước đầu tiên trong phương pháp lọc nước thế hệ mới giúpchúng ta có thể lọc nước bẩn thành nước có thể sử dụng được

Hệ thống nổi khử muối bằng năng lượng mặt trời

The PiPe, một kế khử muối mới cho California, Mỹ với hứa hẹn sẽ cungcấp khoảng 1,5 tỷ Gallon (khoảng 5,7 tỷ m3) nước sạch Kế hoạch này dựatrên phương pháp khử mặn điện từ để biến nước biển thành nước sạch, lọc cácsản phẩm phụ mặn thông qua phòng xông nhiệt, và sau đó xả lại vào TháiBình Dương Kế hoạch được sự chú ý nhờ sự "bắt mắt" của nó, vì nó đượcthiết kế trông giống như một tác phẩm điêu khắc khổng lồ lấp lánh hơn mộtmảnh thiết bị công nghiệp

Máy gom sương mù lớn nhất thế giới

Ở rìa của sa mạc Sahara, phía Tây Nam Morocco, những tấm lướikhổng lồ được giăng để đón hơi nước trong không khí, biến sương mù thànhnước uống Với diện tích bề mặt lên tới 600 m2, những công cụ này lợi dụngsương mù dày đặc phủ kín, mỗi máy thu gom sương mù này có thể thu được

17 gallon (hơn 64 lít) nước sạch và an toàn cho mỗi m2 lưới Cùng với máybơm nước sử dụng năng lượng mặt trời, hệ thống đường ống, các máy gomsương này có thể cung cấp nước sạch cho 400 cư dân địa phương và nhữngngười đang phải xếp hàng để có nước tại các khu vực khô cằn Những tấmlưới được đặt ở độ cao

1.225 m, trung bình mỗi ngày thu được khoảng 6.000 lít nước

 Nano Water Chip (Chíp nước sử dụng công nghệ Nano)

Trong năm 2014, một nhóm nghiên cứu từ Đại học Texas tại Austin vàĐại học Marburg ở Đức đã phát triển một "chip nước" (water chip) có thể tạo

ra một điện trường nhỏ để khử muối trong nước biển Với chip này thì mọingười sẽ hy vọng một giải pháp lọc nước cầm tay nhỏ gọn có khả năng chạybằng pin một cách thường xuyên Công nghệ này vẫn đang được tiếp tụcnghiên cứu và phát triển thành sản phẩm

Dự án khai thác năng lượng từ sóng ở Australia

Dự án của công ty năng lượng Carnegie Wave Energy có hai nhiệm vụ làtạo ra năng lượng tái tạo từ các cơn sóng ở đại dương đồng thời khử mặn nướcbiển Các thiết bị này sẽ giống như những chiếc phao nổi được đặt ở ngoàikhơi bờ biển Perth, Australia Các phao sẽ được buộc với nhau thành mộtchùm ba, cột vào đáy biển với những tuabin sản xuất ra điện hoạt động thôngqua các cơn sóng trong lòng đại dương Một hệ thống khử muối được xâydựng ở bên trong, hoạt động thông qua điện thu được từ các tuabin để tạo ranước sạch, phần điện còn lại sẽ được đưa trở lại vào đất liền và bổ sung vàolưới điện địa phương Dự án này là một phần trong kế hoạch lâu dài để đem lạinước sạch cho địa phương

(Vân Thanh, Nhân dân điện tử, Sáu công nghệ lọc nước sạch và an toàntrên thế giới, 2016, h t tp : / / w w w.nh a nd a n c om v n/con g n g h e / t hong - tin - so / i t e m / 3073640 2 -

s a u -c o n g - n g h e - lo c - nuo c - s ac h - v a -a n - t o a n - tr e n - the - g io i ht ml , ngày 19/9/2016)

1.4.2 Các nghiên cứu liên quan tại Việt Nam

- Trước thực trạng khan hiếm nước trong mùa khô của nhiều thôn vùngcao thuộc tỉnh Hà Giang, đoàn từ thiện của Mạng nghe nhìn Việt Nam(VNAV) đã có sáng kiến ứng dụng lưới để thu sương nhằm cung cấp bổ sungnước sinh hoạt cho bà con nơi đây Đoàn từ thiện đã đặt mua 100 m lưới từChi-lê cùng các thiết bị phục vụ nghiên cứu khác để tiến hành thử nghiệm tạicác điểm như xã Thượng Phùng, Lùng Tám, Mỏ Nhà Cao

- Mô hình công nghệ lọc nước của nhóm nhà khoa học do PGS.TS Trần Hồng Côn

Công nghệ lọc nước dựa trên nguyên lý hấp phụ chọn lọc, loại bỏ cácchất có hại trong nước như các kim loại nặng, asen, amoni, nitrit, các chất hữu

cơ độc hại, các virus, vi khuẩn…nhưng giữ lại được tất cả các khoáng chất vàcác chất vi lượng cần thiết cho sức khỏe con người”

Các vật liệu hấp phụ được sử dụng trong thiết bị lọc là các khoáng chất

tự nhiên có ở Việt Nam như: đá ong, đất sét, than gáo dừa ở Trà Vinh; côngnghệ nano bạc kim loại được sắp xếp phù hợp thành một cột lọc với 4 tầng vậtliệu Đối với vật liệu hấp phụ kim loại nặng, sử dụng đá ong biến tính để có

bề mặt mang hiệu ứng điện tích âm có khả năng bắt giữ các cation kim loạinặng trong nước Đối với vật liệu hấp phụ asen, flo, nitrit và các anion độchại, cũng sử dụng đá ong biến tính để tạo bề mặt mang hiệu ứng điện tíchdương có khả năng thu hút mạnh các anion Bên cạnh đó, sử dụng than gáodừa Trà Vinh biến tính để vừa có khả năng hấp phụ các chất hữu cơ như bảnchất của nó, vừa có khả năng hấp phụ lưu giữ ion amoni trong nước Sử dụngnano bạc kim loại với kích thước từ 6 đến 20 nanomet được mang trên các hạt

đá ong biến tính nhiệt để tiêu diệt vi trùng, vi khuẩn Nano bạc kim loại chếtạo theo kiểu này có thể diệt khuẩn gấp 200 lần so với bạc kim loại bìnhthường

( h tt p : / / d w r m .g ov v n / i n d e x p hp Cong-nghe/Bi-quyet-bien-nuoc-thai-thanh-nuoc-sach-5665)

?language=vi&nv=news&op=Khoa-hoc Hệ lọc nước GFLife là sản phẩm kế thừa và phát triển từ đề tài khoahọc cấp Nhà nước “Nghiên cứu sản xuất vật liệu và công nghệ xử lý nước cấp

an toàn sinh học có sử dụng nano bạc”, năm 2010 của phòng Hóa Học Xanh,Viện Hóa học - Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam Đây là công nghệ (lần đầutiên được sử dụng ở Việt Nam) có khả năng xử lý hoàn toàn màu, mùi, cácchất hữu cơ, các chất cặn bẩn, độc tố, nước cứng Đặc biệt xử lý hoàn toànkim loại nặng và các loại vi khuẩn E.coli, Coliform, trực khuẩn mủ xanh,…Nước sau khi lọc đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uốngQCVN 01:2009/BYT

- Các nhà khoa học thuộc Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hàn lâm khoahọc và công nghệ Việt Nam nghiên cứu thu nước từ hơi sương để tạo nguồnnước sạch Thiết bị thu sương về đêm và chuyển thành nước sạch có tên

là E.free-WACO, hoạt động dựa trên nguyên lý của lá sen và sự va chạm cáchạt sương trong không khí Bề mặt vật liệu của thiết bị được thiết kế là cáctấm lưới bằng sợi Polypropylen (PP) được tết từ các sợi nhỏ cỡ 30 µm Khichạm vào bề mặt lưới, sương được tích tụ và hình thành các giọt nước có thểtích lớn đủ sẽ chảy vào hệ thống kênh dẫn truyền của thiết bị

Để đảm bảo nước đọng an toàn, nhóm nghiên cứu còn gắn trên bề mặtsợi PP các hạt nano bạc nhỏ cỡ 30 nm Hạt nano bạc có tác dụng khử khuẩn,nâng cao hiệu quả thu nước và chống rêu, mốc Vì vậy nước thu được có thểdùng làm nước ăn, uống, sinh hoạt hàng ngày Với thiết kế ban đầu, lưới thudiện tích 1,5 m, đường kính 60 cm, chiều cao 80 cm, một đêm thiết bị có thểthu từ 25 - 30 lít nước sạch Đặc biệt thiết bị được thiết kế dạng khí động họcnên có thể tự quay quanh trục mà không cần điện hay ắc quy Với cấu hìnhnày, nước có thể được thu từ nhiều hướng gió khác nhau Còn ở nước ngoàichỉ thu được từ hai phương vuông góc với bề mặt lưới

(Báo điện tử tin nhanh Việt Nam, 2018, Thiết bị thu sương dùng làm nước sinh hoạt của người Việt, https:/ / vn e xp re s s n e t/ti n - t u c /k h oa-ho c /t r o ng - nuo

c /thi e t - bi - thu - s uo n g - du n g - l am - nuo c- sinh - ho a t -c u a - nguoi - vi e t -

3 8 20 7 50 h t m l , ngày

16/10/2018)

Tình trạng thiếu hụt nguồn nước sạch để uống và sinh hoạt đang là vấn

đề nan giải của toàn nhân loại Theo các nghiên cứu khoa học trên thế giới vàViệt Nam thì thu hoạch sương mù làm nước sạch là giải pháp trong thời điểmkhan hiểm nước sạch Nước từ sương mù khá an toàn và tinh khiết Điểm đặcbiệt của phương pháp này là không tốn quá nhiều công sức; Các lưới thuhoạch sương mù này không cần người điều khiển hay giám sát hoạt độngthường xuyên, chi phí lắp đặt thấp, đơn giản và không cần nguồn năng lượng.Nhờ những tấm lưới từ các chất liệu như polypropylene, lưới nilon hay từcác sợi tự nhiên, người ta có thể làm ra nước ở những vùng sa mạc, vùngsâu, vùng xa nơi nước rất khan hiếm

Tuy nhiên, nguồn cung cấp không ổn định do có nơi sương mù được duytrì đều đặn nhưng có nơi không được như vậy, ngoài ra còn phụ thuộc vàohướng gió Bên cạnh đó, mặc dù nói chung nguồn nước thu được từ sương mùkhá sạch nhưng nếu ở nơi ô nhiễm không khí nặng thì có thể sẽ bị lẫn các tạpchất trong không khí Vì vậy, để áp dụng được mô hình tại các địa phương, thìđiều quan trọng là chọn vị trí thích hợp, bảo trì thường xuyên hệ thống lưới dohiệu suất của hệ thống vẫn có tính thất thường, phụ thuộc vào “chuyện mưanắng của trời” và nên đặt lưới tại vùng không khí ít bị ô nhiễm

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu khả năng hút ẩm thu sương của các loại sợi tự nhiên: đay,gai, dừa để xây dựng mô hình thu sương làm nước sạch

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu

- Phạm vi về không gian: Phòng thí nghiệm - khoa Môi Trường Đại Học

Nông Lâm Thái Nguyên

- Phạm vi về thời gian: Đề tài tiến hành nghiên cứu trong khoảng thời

gian thực hiện luận văn từ tháng 4/2018 đến tháng 05/2019

2.2 Nội dung nghiên cứu

- Đánh giá khả năng thu sương làm nước sạch của sợi tự nhiên

+ Nghiên cứu khả năng thu sương làm nước của các loại sợi khác nhau (sợi gai, sợi đay, sợi dừa).

+ Nghiên cứu khả năng thu sương làm nước của các loại lưới khác nhau ( mắt lưới có kích thước 2 x 2 cm; 1,5 x 1,5 cm; 1 x 1 cm).

+ Nghiên cứu khả năng thu sương làm nước ở nhiệt độ khác nhau (10 o C; 15 o C; 20 o C).

- Đánh giá chất lượng nước sau khi thu sương

- Xây dựng mô hình thu sương làm nước sạch

- Đánh giá chất lượng nước sau khi thu sương bằng mô hình

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp

- Thu thập các số liệu tài liệu, văn bản pháp luật có liên quan đến quản lýmôi trường nước, tiêu chuẩn môi trường nước hợp vệ sinh

- Thu thập, tổng hợp các tài liệu, các nghiên cứu trong và ngoài nước vềcông nghệ lưới thu sương

- Việc thu thập và phân tích tài liệu liên quan đến vấn đề nghiêncứu là rất quan trọng nhằm giúp ta nhận biết vấn đề một cách nhanhchóng và tổng quát.

- Những tài liệu này là cơ sở ban đầu định hướng cho kế hoạch và triểnkhai các mục tiêu nghiên cứu Thông tin thứ cấp có thể được thu thập từ:

- Trên báo trong và ngoài nước về công nghệ lưới thu sương đã và đangđược sử dụng

- Thu thập các thông tin liên quan đến đề tài qua thực địa sách báo,internet

2.3.2 Phương pháp thiết kế thí nghiệm

2.3.2.1 Chuẩn bị thí nghiệm khả năng thu sương làm nước của các loại sợi khác nhau

a, Dụng cụ:

- Các loại sợi tự nhiên

- Dao, kéo, cốc

- Máy phun sương tạo ẩm

- Máy đo nhiệt độ, độ ẩm

b, Quy trình làm lưới