Mùa hè năm nay có vẻ tới sớm hơn và nóng hơn bình thường, với những cơn nắng nóng trên 100 độ F xảy ra tại nhiều nơi trên khắp nước Mỹ từ mấy tuần lễ trước khi mùa hè chính thức bắt đầu. Thêm vào đó là tình trạng hạn hán, đặc biệt là ở khu vực miền Tây, làm ảnh hưởng nặng nề đến cuộc sống của nhiều người dân.
Bắt đầu từ tháng 6 vừa qua, 6 triệu người dân sống tại khu vực miền Nam California được lệnh phải tiết kiệm nước do hạn hán và chỉ được giới hạn tưới cỏ một tuần một lần. Tuy nhiên, lệnh này lại không áp dụng cho căn nhà của ông bà David và Laura Doss Hertz – là vì nguồn nước sử dụng cho căn nhà, hồ bơi và hệ thống ống chữa cháy đặt quanh nhà của họ là lấy từ … không khí.
Mới nghe qua thì thấy lạ nhưng thực ra chẳng có gì gọi là kỳ diệu đối với chiếc máy tạo ra nước của họ, được đặt tên là WeDew. Thiết kế của chiếc máy này là dựa trên định luật khoa học về ngưng tụ hơi nước – không khí ấm gặp nhiệt độ mát sẽ tạo thành những giọt nước. Chiếc máy của họ có thể sản xuất được ít nhất 2,000 lít (528 gallons) nước một ngày, với chi phí là dưới 2 xu cho một lít nước và chạy hoàn toàn bằng năng lượng tái tạo.
Ít ai trong chúng ta biết rằng trái đất và bầu khí quyển là một hệ thống đóng kín với một lượng nước khổng lồ thay đổi theo các trạng thái ở thể lỏng, hơi nước và đông đá. Người ta ước lượng bầu khí quyển trái đất chứa một lượng nước nhiều hơn gấp sáu lần so với lượng nước của tất cả các con sông trên hành tinh xanh cộng lại. Cái khó thực sự là làm thế nào để người ta có thể thu hồi hơi ẩm có sẵn trong bầu khí quyển này lại?
Với tình trạng hạn hán ngày càng trở nên tồi tệ hơn tại khu vực miền Tây nước Mỹ khiến cho câu hỏi trên lại càng thêm cấp thiết. Các giới chức liên bang chịu trách nhiệm về nước gần đây đã cảnh báo rằng biện pháp cắt giảm việc sử dụng nước có thể sẽ phải ban hành vào năm tới đối với con sông Colorado, nơi cung cấp nước cho khoảng gần 40 triệu dân sống ở miền Tây. Tình trạng hạn hán kéo dài liên tiếp 22 năm qua, trở nên trầm trọng hơn nữa bởi hiện tượng biến đổi khí hậu, được cho là nạn hạn hán tồi tệ nhất trong khu vực trong 1,200 năm. Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), tính ra trên toàn cầu, cứ ba người thì có một là không tiếp cận được với nguồn nước sạch.
Sự cấp thiết này đang thúc đẩy hỗ trợ cho những sáng kiến mới liên quan tới kỹ thuật lấy nước trong bầu khí quyển để có thể giải quyết hai trở ngại lớn nhất đối với tình trạng thiếu nước: chế tạo và sản xuất máy lấy nước trong không khí ở quy mô lớn và bán với giá phải chăng để nhiều người có thể mua được – đặc biệt là với những người dân sống trong các khu vực cần chiếc máy này nhất.
Những sáng kiến mới đó cũng đang được thử nghiệm tại công ty Tsunami Produtcts ở Liberty Lake, Washington. Sau khi cơ quan thông tấn Associated Pressed đăng câu chuyện về chiếc máy tạo nước của công ty, những cú điện thoại khắp nơi, từ California đến Texas đến quần đảo Cayman và Nam Phi, gọi về công ty muốn biết thông tin về chiếc máy đã tăng 1,500%.
Chiếc máy này nhìn giống như chiếc máy điều hoà không khí dựng đứng, hút vào không khí ẩm, cô đọng lại thành nước, rồi lưu trữ trong một chậu chứa đặt bên trong, và sau đó lọc lại cho sạch. Tuy nhiên, điều kiện nhiệt độ và độ ẩm phải ở một mức độ nhất định nào đó trong môi trường thì máy mới tạo được thứ nước thiên nhiên này.
Theo giải thích của công ty, môi trường thuận lợi nhất là ở nhiệt độ trung bình 80 độ F và độ ẩm là 80%. Trong điều kiện nói trên, một chiếc máy nhỏ của Tsunami có thể sản xuất được tới 770 lít nước một ngày, và chiếc máy lớn hơn có thể sản xuất tới 1,250 lít. Một người Mỹ tiêu thụ trung bình khoảng 300 lít nước một ngày ở nhà. Có điều những chiếc máy này không rẻ chút nào, giá thành dao động từ $35,000 cho một chiếc cỡ nhỏ và $65,000 cho một chiếc máy lớn.
Mặc dù vậy, việc lấy nước từ trong không khí là rất cần thiết không chỉ trong tương lai mà ngay lúc này cho các vùng nông thôn nơi cách xa các hệ thống nước máy, để sử dụng với lượng tương đối nhỏ, chẳng hạn như để uống. Tuy nhiên, để có thể lấy được nước trong khí quyển cần rất nhiều năng lượng để chuyển nước từ thể không khí thành thể cô đọng. Hơn nữa ngành kỹ nghệ này cho đến nay vẫn còn trong giai đoạn sơ khai và còn cần nhiều thời gian để cải thiện và hoàn chỉnh.
Trong khi chờ cho kỹ thuật mới này được hoàn chỉnh, người ta cần nhìn tới những chiến lược khác trong việc sử dụng nước cho có hiệu quả hơn. Tháng 4 vừa qua, viện nghiên cứu nước Pacific Institute công bố một bản phúc trình về nguồn nước đô thị của tiểu bang California. Bản phúc trình cho thấy rằng một chính sách sử dụng nước có hiệu quả có thể giảm lượng nước sử dụng từ 30% đến 48%, và nguồn cung cấp nước có thể được cải thiện bằng cách tăng hơn gấp đôi việc tái sử dụng nước đô thị và gia tăng lượng hứng và dự trữ nước mưa trên toàn tiểu bang.
Một số nhà nghiên cứu tin rằng kỹ thuật lấy nước từ khí quyển là con đường tương lai và là cách giúp cho người dân kiểm soát được nguồn nước uống của họ. Kỹ thuật mới này có rất nhiều tiềm năng để có thể ứng dụng trong đủ mọi lãnh việc, từ sử dụng nước trong gia đình cho tới tiêu tưới cho các nông trại quy mô nhỏ. Theo lời tiến sĩ Omar Yaghi của trường Đại học California Berkeley, điều duy nhất kìm hãm sự phát triển và tiến bộ của kỹ thuật này là hoài nghi. Khi có người phát minh ra được những sản phẩm có tiềm năng đưa đến những thay đổi lớn lao, vấn đề lớn nhất họ thường gặp phải luôn luôn là sự nghi ngờ rằng phát minh đó có thực hay không.
Chính cá nhân tiến sĩ Yaghi mới đây cũng đã phát minh được chiếc máy hút khoáng chất có tên gọi là “khung hữu cơ kim loại” (MOF) có khả năng hấp thụ cao và lấy được nước rất nhanh chóng mà không cần tiêu thụ bất cứ năng lượng nào hết ngoài ánh sáng mặt trời. Hầu hết các máy lấy nước từ trong không khí hiện nay chỉ hoạt động trong những khu vực với độ ẩm cao – như tại các vùng duyên hải hoặc nhiệt đới. Nhưng máy MOF của tiến sĩ Yaghi cũng có thể hoạt động hiệu quả trong điều kiện độ ẩm thấp – tức những nơi có không khí khô như vùng Trung Đông và sa mạc Sahara.
Một chiếc máy MOF với khả năng sản xuất được 500 lít nước (132 gallons) một ngày trong sa mạc có kích thước chỉ bằng một chiếc xe hơi nhỏ, nhưng nhẹ hơn. Theo tiến sĩ Yaghi, trong một tương lai không xa lắm, người ta sẽ thấy được những chiếc máy hút nước từ trong không khí bắt đầu hoạt động tại những khu vực mà người dân đang cần đến nhất.
Công trình nghiên cứu của tiến sĩ Omar Yaghi được sự hỗ trợ tài chánh từ Cơ quan Dự án Nghiên cứu Tiên tiến Quốc phòng (DARPA) thuộc quân đội Hoa Kỳ. Ngoài ra DARPA còn hợp tác với công ty General Electric và một số công ty khác tại Hoa Kỳ cũng như một số trường đại học để nghiên cứu và phát triển hệ thống tạo nước mà các binh lính có thể sử dụng ở bất cứ nơi nào trên thế giới mà không cần tới nguồn cung cấp nước truyền thống là dùng xe hoặc đặt ống đưa nước tới.
DARPA dự đoán một cách lạc quan nhưng thận trọng là trong vòng hai năm nữa họ sẽ có được một chiếc máy mẫu để thử nghiệm. Nếu dự đoán trên đúng thì đây có thể là một kỹ thuật đột phá trong việc sử dụng các loại vật liệu thấm hút để lấy nước từ khí quyển.
Trở lại với ông David Hertz như đã nhắc tới ở đầu câu chuyện, công ty Skysource của ông trước đây đã từng hợp tác với Chương trình Thực phẩm Thế giới của Liên Hiệp Quốc để mang chiếc máy WeDew tới sử dụng tại Uganda và một số quốc gia khác. Nay công ty đang thảo luận với Liên Hiệp Quốc để mang máy tới một số đảo quốc, nơi mực nước biển đang dâng cao gây ra tình trạng nước mặn xâm nhập vào nguồn nước ngọt. Gần nhà hơn thì có Bộ Lâm nghiệp và Phòng ngừa Cháy rừng của California đang sử dụng máy WeDew trong những khu rừng thuộc phía bắc của tiểu bang do khả năng máy có thể dập tắt được các đám cháy nhỏ. WeDew cũng hoạt động có hiệu quả trong những cộng đồng nhỏ nơi cần có nguồn nước uống sạch trong trường hợp khẩn cấp khi bị cúp điện và nước.
Nếu có thể nói một cách lạc quan về tương lai của kỹ thuật lấy nước từ bầu khí quyển thì điều chúng ta biết là thiên nhiên có chứa đủ nước. Câu hỏi ở đây là chúng ta sử dụng nước thế nào cho có trách nhiệm. Các nhà khoa học phát minh ra máy để lấy nước từ trong không khí và trách nhiệm của mọi người là sử dụng nước một cách cẩn trọng để khỏi phung phí. Nước, không khí là những thứ tạo hoá ban cho con người và trách nhiệm của mỗi chúng ta là sử dụng cho có hiệu quả. Thiếu một trong những thứ ấy, loài người sẽ không thể tồn tại.
Huy Lâm
