Thiếu nước, nhưng không thiếu giải pháp

Ở khắp nơi trên thế giới con người đang tìm mọi cách để tận dụng triệt để nguồn nước ở sông ngòi, ao hồ và cả nguồn nước ngầm. Ở thành phố Mexico nhiều khu nhà bị lún hàng mét vì con người khai thác quá mức nguồn nước ngầm. Thậm chí London vốn nổi tiếng là nơi có mưa nhiều vậy mà giờ đây cũng phải pha trộn nước biển đã khử mặn với nước sông Thames làm nước sinh hoạt. Ngay một số nước công nghiệp cũng lâm vào tình trạng thiếu nước phục vụ nông nghiệp, công nghiệp và đời sống. Theo tính toán của Water Resources Group (WRG), một tổ chức của các nhà nghiên cứu về nước hàng đầu thế giới, nếu tình trạng tiêu dùng nước tiếp tục phát triển như hiện nay thì đến năm 2030 cầu về nước sẽ cao hơn cung tới 40%.

Thế giới hiện có nhiều nhà khoa học, chuyên gia đang nghiên cứu về các giải pháp khắc phục tình trạng khan hiếm nước ngọt hiện nay. Ông Peter Gleick, Giám đốc Viện Thái Bình Dương ở Oakland (Pacific Institute) chuyên nghiên cứu về vấn đề khan hiếm nước, tỏ ra lạc quan bất chấp những thách thức to lớn đang đặt ra trước các nhà nghiên cứu về nước vì: “Có nhiều cách để giải quyết tình trạng khan hiếm nước hiện nay trên thế giới.”

Các nhà nghiên cứu có nhiều cách để tiếp cận vấn đề này như áp dụng những giải pháp mới, ít tốn kém hơn để làm sạch nước bị ô nhiễm hóa chất hoặc nhiễm khuẩn ở sông ngòi, ao hồ cũng như các giếng nước ăn để tái sử dụng. Họ chú trọng khâu xử lý nước thải để tái sử dụng hay nghiên cứu các biện pháp khử mặn ở nước biển nhưng ít tiêu hao năng lượng hơn. Cùng với kỹ thuật tưới nước có hiệu quả cao nhất người ta đã tạo ra các loại giống cây trồng có khả năng chịu hạn cao mà vẫn đem lại năng suất cao. Đây là những vấn đề không chỉ đòi hỏi rất cao về mặt công nghệ mà còn hứa hẹn một thị trường khổng lồ.

Theo các chuyên gia thuộc WRG mỗi năm thế giới phải đầu tư từ 50 đến 60 tỷ đôla để giải quyết cuộc khủng hoảng nước toàn cầu.

Thị trường rộng lớn, giải pháp đa dạng

Nhiều quốc gia khan hiếm nước hàng chục năm nay thải các chất độc hại ra sông suối, ao hồ hoặc ra biển và kết quả là hệ thống sông ngòi bị ô nhiễm nghiêm trọng, giờ đã nhận thức được vấn đề và đã xây dựng hàng trăm cơ sở khai thác và xử lý nước. Các doanh nghiệp ở Đức như Lanxess, Wilo đang đứng trước một cơ hội lớn, một thị trường cỡ bạc tỷ và có sức tăng trưởng mạnh mẽ. Một thí dụ điển hình: nguồn nước ngầm ở nhiều nước châu Á bị ô nhiễm kim loại nặng trong đó có Arsen có thể được xử lý thông qua trao đổi Ion với giá không rẻ: “tùy mức độ ô nhiễm chi phí xử lý 1m3 nước ô nhiễm hết từ 20 Cent đến 10 Euro”.

Cạnh đó cũng có những giải pháp kỹ thuật đơn giản và ít tốn kém hơn, thí dụ giải pháp dùng “cọng rơm chuyên dụng”kết hợp với bộ lọc chất độc hại do hãng Vestergaard Frandsen của Thụy Sĩ chế tạo. Với “cọng rơm chuyên dụng”này người ta có thể uống trực tiếp nước bị ô nhiễm mầm bệnh.

Hay hãng Mage Water Management ở Odelzhausen (Đức) tung ra thị trường một loại thiết bị mang tên Watercone làm bằng nhựa trong suốt, hình chóp rộng 80 cm được úp trên mặt nước ô nhiễm, do nhiệt mặt trời nước bốc hơi ngưng tụ phía bên trong chóp nhựa và hoàn toàn không độc hại và sẽ được thu gom để sử dụng.

Việc xử lý nước thải tại chỗ trong chu trình khép kín đem lại hiệu quả cao hơn so với các biện pháp xử lý hậu quả. Doanh nghiệp công nghệ Huber ở Berching (Đức) bán ra thị trường hệ thống modul xử lý nước thải để lắp đặt tại bệnh viện hoặc khu chung cư. Nước thải sẽ được lọc qua các màng mỏng và có thể dùng để giặt, xối nhà vệ sinh hay rửa xe vv…

Trong cuộc thi đề án xử lý nước biển hiệu quả nhất do Chính phủ Singapore phát động, Tập đoàn Siemens đã giành giải nhất với giải pháp lọc nước biển bằng những màng mỏng trong từ trường điện cực tách muối khỏi nước. Một cơ sở thí điểm đã được đưa vào hoạt động ở Singapore. Mức tiêu hao năng lượng điện để khử mặn cho 1m3 nước biển là 1,7 kWh. Dự kiến năm 2013 sẽ áp dụng công nghệ này ở một quy mô lớn hơn và mức tiêu thụ điện năng sẽ giảm xuống chỉ còn 1,5 kWh. Hiện Ả rập Xê út rất quan tâm đến công trình này vì mỗi ngày họ dùng 1,5 triệu thùng dầu vào việc khử mặn nước biển, (bằng 75% lượng dầu thô mà Đức tiêu thụ hàng ngày).

Nay tập đoàn công nghệ khổng lồ IBM của Mỹ đang giúp Ả rập Xê út xây dựng một cơ sở khử mặn nước biển bằng năng lượng mặt trời. Tại đây các phân tử nước thấm qua màng mỏng nhanh gấp 2 so với các công nghệ khác. Cuối năm nay cơ sở này sẽ đi vào hoạt động và sẽ đáp ứng nhu cầu về nước ăn cho 100.000 người.

“More crop per drop”

Một vấn đề không kém phần quan trọng là sử dụng tiết kiệm nguồn nước, đặc biệt được đề cao trong lĩnh vực nông nghiệp vì gần 70% lượng nước tiêu thụ trên thế giới là phục vụ sản xuất nông nghiệp. Khẩu hiệu đối với các viện nghiên cứu và các cơ sở sản xuất giống cây trồng là “More crop per drop”– tạm dịch “năng suất cao hơn từ mỗi giọt nước”. Tập đoàn giống Pioneers của Mỹ cũng như đối thủ cạnh tranh Syngenta của Thụy Sĩ vừa đưa ra thị trường giống ngô lai năng suất cao và có khả năng chịu hạn. Giống ngô lai của Pioneers có thể phát triển vào mùa khô nhưng năng suất cao hơn so với giống ngô tiêu chuẩn là 5%. Giống ngô lai của Syngenta giảm tổn thất do hạn hán là 15%.

Bên cạnh việc tuyển chọn giống mới các doanh nghiệp sản xuất giống cỡ lớn còn chú trọng công nghệ biến đổi gien để tạo ra những giống có khả năng chịu hạn cao. Tập đoàn Monsanto và BASF hiện đang có giống ngô biến đổi gien đang trong giai đoạn chờ được cấp giấy phép lưu hành của Mỹ.

Ngoài ra, đã xuất hiện những phương pháp tưới đúng theo nhu cầu của cây trồng, thí dụ hệ thống thủy lợi nối mạng không dây cung cấp các dữ liệu về thời tiết, chất đất và loại cây trồng, giúp con người tính toán việc tưới tiêu một cách hợp lý, từ đó có thể tiết kiệm đến 30% lượng nước trên đồng ruộng.

Chủ các trang trại ở Coleambally thuộc vùng tây nam xứ Wales (Australia) đang áp dụng phương pháp nói trên. Họ cắm cọc phát tín hiệu trên các khoảnh ruộng để đo độ ẩm của đất. Số liệu được nạp vào máy tính và người nông dân chỉ tưới khi thực sự cần thiết. Chính phủ Australia đã chi 1,6 tỷ đôla dự án. Kết quả là trước kia cứ 7 ngày người ta tưới nước cho cây kê (Sorghum) một lần, nay chu kỳ tưới nước dãn ra là 9 ngày.

Đối với chủ các trang trại nhỏ ở các nước đang phát triển thì hệ thống công nghệ cao này còn quá đắt nhưng người nông dân vẫn có những giải pháp thông minh ít tốn kém. Theo Viện nghiên cứu lúa quốc tế ở Philippines thì không nhất thiết cánh đồng lúa nước luôn phải đầy ắp nước, khi nước trên ruộng lúa ở mức dưới 15 cm dưới mặt ruộng thì mới cần tưới. Người nông dân dễ dàng tự đo mực nước mặt ruộng bằng một ống nhựa có đục lỗ, do đó tiết kiệm từ 15 đến 30% lượng nước tưới mà năng suất không giảm.

Việc xây dựng các hồ chứa nước nhỏ để tích nước trong mùa mưa và sử dụng trong mùa khô cũng đem lại hiệu quả cao. Trong 4 năm qua ở tiểu bang Gujarat (Ấn Độ) đã xây dựng 100.000 hồ chứa nước mini nhờ đó không chỉ tăng sản lượng lúa mà cả sản lượng các loại cây trồng có giá trị kinh tế cao khác. Cạnh đó phương pháp tưới nước nhỏ giọt khá công phu và tốn kém vẫn có thể được người nông dân chấp nhận vì với ống dẫn nước đến từng cây trồng, bộ rễ được tiếp nước đầy đủ và nước hoàn toàn không bị thất thoát.

Một số tổ chức phi chính phủ như International Development Enterprises hay doanh nghiệp tư nhân Startup DripTech ở California đã phát triển một hệ thống tưới khá đơn giản. Theo đó người ta xây những bể chứa nước mưa ở vị trí cao nhất trên cánh đồng tạo được áp lực và dẫn nước qua các ống có lỗ nhỏ dẫn đến từng cây trồng đã tiết kiệm được 50% lượng nước tưới nhưng năng suất lại tăng tới 30%. Chi phí cho một diện tích ¼ ha hết khoảng 150 đôla.