Trái đất mỗi ngày một nóng, mùa “hè” đến sớm hơn và cù cưa ở lại lâu hơn. Sức nóng hong khô rồi đốt cháy vạn vật; đất đai trở nên khô cằn và nứt nẻ vì thiếu nước. Sông hồ thiên nhiên cũng như những hồ chứa cạn kiệt dần vì nước bốc hơi theo ánh nắng và sức nóng. Nguồn nước chính ngày nay chỉ còn biển cả và nước…cống dưới hầm phế thải. Thiếu nước nên những chuyên gia về môi sinh và nhà chức trách đang cày cục tìm cách lọc nước biển và nước cống để cư dân có nước mà dùng. Mỗi cách lọc đều có những lợi điểm và khuyết điểm, làm thế nào để lựa chọn? Hẳn việc lựa chọn sẽ dựa trên tiêu chuẩn tài chánh? Hoặc các yếu tố khác?
Năm nay, 2021, trời nóng hơn và khô hơn tại miền tây Huê Kỳ, gần 90% các vùng đất tại miền tây đều chịu hạn hán ít nhiều. Trời nóng hầm hập nhiều ngày khiến sông hồ bốc hơi gây ra nạn thiếu nước. Có nơi khô cằn đến độ mất mùa rau trái; các nông trại thiếu cỏ nuôi gia súc. Nhà nông cũng như các trại chăn nuôi đều la làng vì thiếu nước nhất là suốt tháng qua tại vùng bình nguyên. Ngược lại, một vài vùng đất tại Texas, Colorado miền đông bắc lại chịu các trận mưa nên giảm bớt được cơn “khát” khô. Mưa như thế nhưng vẫn chưa đủ lượng nước để đất đai thỏa cơn khát, ngay cả những vùng đất “đầm lầy” như Florida. Mực nước mưa vẫn dưới trung bình so với lượng nước cần thiết để nhà nông cày cấy và cư dân sử dụng nên nhà chức trách đã bắt đầu kêu gọi bá tánh tiết giảm lượng nước sử dụng, nhất là… đừng tưới cỏ!
Từ năm 2019, mỗi năm mùa Hè xem ra nóng hơn, nhiệt độ gia tăng đến 2-4 độ F khắp mọi nơi từ Âu sang Á và cả châu Mỹ: Georgia của Huê Kỳ ghi chép độ nóng 102 độ F; Hokkaido Nhật Bản 103.1 độ F; Churu Ấn Ðộ 123.4 độ F trong khi Paris chịu 108.7 độ và Brussels 102.2 độ. Năm nay, vừa rồi có tuần cư dân ghi đã chép nhiệt độ 121 độ F tại miền nam California! Từ năm 2011, năm nào tiểu bang này cũng chịu hạn hán ít nhất là tại vài địa phương. Trận hạn hán kéo dài từ năm này sang năm khác mang theo nhiều thiệt hại khá nặng nề, mất mùa nông phẩm trị giá nhiều tỷ bạc chưa kể các khu rừng trên dưới trăm triệu gốc cây đã chết khô và dẫn đến các trận cháy rừng bạc tỷ.
Tại Huê Kỳ, nạn thiếu nước dường như nặng nề nhất tại California; năm nào cũng thiếu nước nên hạn hán đang trở thành một sự việc ‘bình thường’ cho tiểu bang này. Ở miền nam California, nước cần thiết cho 22 triệu cư dân được khuân về từ những địa phương xa xôi khác. Nước được bơm và chuyển theo ống dẫn từ miền bắc California hoặc từ sông Colorado. Mấy nguồn nước ấy nay cũng đang cạn dần nên giá nước mỗi ngày một đắt, gia tăng khoảng 10% mỗi năm! Nước trở nên đắt giá vì khan hiếm nên các công ty cung cấp nước tại miền nam California phải tìm kiếm nguồn nước mới và họ nhìn ra biển Thái Bình.
California có khoảng 840 dặm bờ biển dọc theo đại dương lớn nhất của thế giới; nước biển mặn đang “muối” từ từ các vùng đất khô cằn lân cận. Ðể có nước dùng, the San Diego Water Authority đã “bè bạn” với IDE, một công ty của Israel, xây cất một nhà máy lọc nước muối (desalination) tại Carlsbad, ngoại ô của San Diego. Nhà máy này bắt đầu hoạt động từ năm 2017, một trung tâm lọc nước muối lớn nhất của phương Tây. Hóa ra lời nói của ông Tổng thống vắn số John F. Kennedy năm 1960 xem ra là lời tiên tri: Nếu chúng ta có thể biến nước biển thành nước ngọt với giá rẻ thì đó là một thành quả vĩ đại, qua mặt bất cứ các thành quả khoa học nào khác!
Lọc nước biển không phải là một khái niệm mới mẻ, lấy [bớt] muối từ nước biển là việc làm đã hiện diện cả mấy ngàn năm nay tính từ thời cổ Hy Lạp. Thủy thủ trong thế kỷ IV trước Công Nguyên đã nấu nước biển cho sôi và thu góp hơi nước; hơi [nước] nguội đọng lại thành nước và không còn chút muối nào nữa. Kỹ thuật dùng sức nóng để lọc nước biển (thermal desalination) vẫn còn sử dụng ngày nay tại Saudi Arabia nơi dầu thô rẻ rề. Cách lọc muối khác là dùng “reverse osmosis” (RO), một kỹ thuật “hút” nước qua các màng thẩm thấu, xuất hiện từ những năm 1960 và được sử dụng thường xuyên.
Theo ông Mark Lambert, sếp lớn của IDE tại Huê Kỳ, lọc nước muối là một thành quả quan trọng nhất của ngành hóa học đương thời; 97% lượng nước trên trái đất nằm trong biển cả và ta mới chỉ bắt đầu lọc nước biển để sử dụng trong sinh hoạt hằng ngày.
Quan trọng như thế nhưng việc lọc nước biển mang theo các hệ lụy khác theo bà Sara Aminzadeh của California Coastkeeper Alliance, một tổ chức bảo vệ môi sinh, lọc nước biển tiêu thụ quá nhiều năng lượng! Tiêu xài nhiều năng lượng thì trái đất càng nóng hơn nữa. Cái vòng lẩn quẩn?!
Ðể “chạy” máy, ta cần năng lượng và trở ngại lớn nhất của việc lọc nước biển là số năng lượng cần thiết. Một chiếc xe đua tại NASCAR chạy hết cỡ sẽ đốt khoảng 700 horsepower năng lượng so với chuỗi máy bơm tại Srek, trung tâm lọc muối lớn nhất thế giới gần Tel Aviv, sản xuất được khoảng 200 triệu gallon nước lọc mỗi ngày, sẽ dùng 7,000 horsepower năng lượng tạo ra khoảng 1100 lbs/square inch áp suất để “đẩy” nước muối qua màng lọc.
Kỹ thuật mới mẻ hơn đã chế tạo được các loại bơm, các loại ống dẫn và màng thẩm thấu hiệu quả hơn nên đã tiết giảm được khá nhiều năng lượng nhưng tiêu thụ năng lượng để lọc nước vẫn là một vấn nạn nhức đầu.
Hiện nay, trung tâm lọc muối tại Carlsbad cung cấp khoảng 1/10 lượng nước cần thiết cho hạt San Diego, chỉ đủ dùng cho khoảng 400 ngàn cư dân địa phương. Một trung tâm lọc muối khác, gần Huntington Beach, đang được xây cất với dự tính là nơi này sẽ cung cấp nước dùng cho cư dân ngoại ô Los Angeles. Cả chục nhà máy lọc nước [biển] khác đang trong chương trình dự thảo để cung cấp nước cho các nơi khác tại California.
Ngoài việc lọc nước biển, một nguồn nước quan trọng khác là nước cống mà ta có thể tái dụng, “recycled wastewater”. Nước cống đã lọc được dùng trong sinh hoạt hằng ngày, nấu ăn, tắm rửa, giặt giũ và cả trồng trọt, tưới cây cỏ trong nhà, công viên, nông trại…
Hằng ngày, trung tâm lọc nước tại Orange County bơm ra khoảng 100 triệu gallons nước uống đủ cho khoảng 850 ngàn cư dân địa phương. Ở mức đãi lọc ấy, trung tâm lọc nước cống (toilet-to-tap) tại Orange County là nơi lọc nước cống lớn nhất thế giới. Nước cống chuyển qua một hệ thống lọc gồm tám giai đoạn trước khi có thể uống được.
Ông Snehal Desai, Global Business Director of Dow Water & Process Solutions, đã giải thích cách “lọc” nước cống qua việc mô tả hệ thống [đãi] lọc nước phế thải. Nước thải ra từ nhà vệ sinh, buồng tắm, máng xối… của 1.5 triệu cư dân ngoại ô được hệ thống cống rãnh dưới đất chuyển tới nhà máy. Ở nhà máy ấy, họ dùng một cỗ máy răng lược để “giữ” lại chất phế thải, đủ mọi thứ người ta quăng xuống cống từ giấy, đồ chơi, thức ăn hư rữa đến phân người.
Nước đang được gạn lọc. Downtoearth.org.in
Sau khi “lọc” hết các vật thể, solid, thứ nước đặc quánh kia “đi” qua các giai đoạn đãi lọc khác kể cả màng lọc cát-đá (gravel-sand) và màng lọc vi sinh (microfiltration). Nước được “hút” qua hệ thống gồm cả ngàn ống hút rồi đến giai đoạn sau cùng, nước được bơm qua các ống dẫn vào màng lọc RO.
Khi phân tích, kết quả cho thấy nước lọc từ cống rãnh (của Orange County) cũng trong sạch như nước biển đã lọc muối, không có mùi vị cũng như vi sinh. Về mặt phí tổn, lọc nước cống rẻ hơn lọc nước biển, khoảng 50%, nửa giá thành. Nước cống chứa ít muối so với nước biển nên “dễ” lọc hơn. Nhưng điểm thu hút của cách lọc nước này là địa phương nào cũng có thể xây nhà máy lọc nước cống trong khi chỉ có những địa phương gần bờ biển, sông hồ mới có thể dùng cách lọc muối. Do đó, ở những vùng đất khan hiếm nước, chính phủ địa phương bắt đầu soạn thảo các đề án xây nhà máy lọc nước cống.
Chính phủ quận hạt San Diego công bố rằng họ sẽ có 35% lượng nước cần thiết xuất phát từ cách lọc nước cống vào năm 2030 và nhà máy trong dự án kể trên sẽ là một trung tâm lọc nước cống lớn hơn so với Orange County.
Khái niệm uống nước cống là một ý tưởng khó chấp nhận cho hầu hết mọi người trừ các phi hành gia trong không gian. Không mấy ai tự nguyện uống nước phế thải dù chất phế thải ấy đến từ chính thân thể họ ngay cả cư dân từ những nơi khô cằn hạn hán.
Dưới cái nhìn khoa học, nước “sạch” [và uống được] là loại nước không mùi vị và vi sinh. Qua các thí nghiệm “ẩn gốc” (“blind” testing) về mùi vị, nước lọc từ cống rãnh xếp hạng ngang với nước biển đã lọc và trên cả các loại nước bán trong chai lọ. Theo ông Desai, nước lọc theo cách RO là nước tinh tuyền nhất vì màng lọc đã đãi lọc ra mọi vật thể kể cả các hóa chất trong khi nước máy lại chứa các hóa chất như chlorine, muối…
Hiện nay, công ty Dow đang sản xuất và tiếp tục cải tiến các loại màng lọc dùng trong kỹ nghệ lọc nước cũng như các nhà máy địa phương nhưng trong tương lai, các loại màng lọc ấy sẽ được sản xuất cho tư nhân để dùng tại nhà riêng, nông trại … Nghĩa là ta sẽ có những chiếc máy lọc khắp nơi, từ cống rãnh hoặc từ sông hồ, cung cấp nguồn nước để dùng hằng ngày trong mươi năm sắp tới?! Ở những vùng đầm lầy, nhiều mưa thì bá tánh sẽ hứng nước từ trời [vừa dễ vừa rẻ] để dùng và như thế chắc còn hơi lâu mới thấy các nhà máy lọc nước cống xuất hiện?
TLL
