Water & Wasterwater Asia - tạp chí chuyên ngành hàng đầu châu Á về ngành công nghiệp nước và nước thải - đề cao tính ứng dụng, quy mô tác động cũng như tiềm năng từ nghiên cứu hệ thống lọc nước của giáo sư Thalappil Pradeep. Giáo sư cũng là chủ nhân giải đặc biệt VinFuture 2022 dành cho nhà khoa học đến từ các nước đang phát triển.

Phát minh mang lại lợi ích cho hàng triệu người khó khăn

Bang Punjab - phía Bắc Ấn Độ - được biết đến là vựa lúa mì của quốc gia Nam Á nhờ hưởng nguồn nước ngầm dồi dào chảy từ dãy Himalaya. Tuy nhiên, phần lớn lượng nước đó bị nhiễm asen và sắt tự nhiên. Những người dân sử dụng nước sinh hoạt lấy từ giếng ở các vùng nông thôn, đặc biệt người dân khó khăn, có nguy cơ ngộ độc asen do uống nước ô nhiễm.

“Hậu quả lâu dài của việc uống nước nhiễm asen có thể dẫn đến tử vong. Vấn đề này trở thành nỗi lo cấp bách ở Punjab trong nhiều năm. Khi mở rộng phạm vi nghiên cứu, chúng tôi phát hiện nguồn nước còn có những chất gây ô nhiễm khác, chẳng hạn mangan, crom và urani”, giáo sư Pradeep chia sẻ.

Giáo sư Thalappil Pradeep - nhà khoa học luôn đau đáu với vấn đề nước sạch dành cho người khó khăn. Ảnh: Viện Công nghệ Madras, Ấn Độ.

Giáo sư Pradeep và nhóm nghiên cứu đã khám phá ra quy trình sử dụng vật liệu nano kim loại như bạc, nhằm phá vỡ phân tử thuốc trừ sâu. Các hạt nano kim loại này còn được sử dụng để phá vỡ các liên kết vận chuyển asen trong nước ngầm. Phân tách đó làm nền tảng cho sự ra đời của phương pháp làm sạch nước ngầm với chi phí thấp, giúp hàng triệu hộ gia đình có hoàn cảnh khó khăn tại Ấn Độ thoát khỏi “lưỡi hái tử thần” do nhiễm độc asen.

Năm 2022, bang Punjab triển khai lắp đặt hơn 80 thiết bị lọc sử dụng công nghệ của giáo sư Pradeep, cung cấp nguồn nước sạch, không nhiễm asen cho khoảng 150.000 người. Các hệ thống lọc này cũng được sử dụng ở những bang khác như Uttar, Pradesh, Bihar và Tây Bengal, biến nước ô nhiễm thành nước sạch cho hơn 7,5 triệu người.

Trẻ em nghèo ở bang Punjabi (Ấn Độ) tận hưởng nguồn nước sạch từ công nghệ do giáo sư Thalappil Pradeep nghiên cứu, phát triển. Ảnh: Water & WasteWater Asia.

Ở khu vực vùng sâu, vùng xa, công nghệ này càng chứng tỏ tính thực tiễn lớn vì không cần dùng điện để vận hành. “Máy lọc nước của chúng tôi hoạt động dựa trên vật liệu nano tiên tiến. Những vật liệu này trông như cát đen, dù chứa các hạt nano”, giáo sư Pradeep nói thêm.

Công nghệ dựa trên các vật liệu mới có khả năng loại bỏ những dạng asen khác nhau trong nước ngầm, với hiệu quả tương đương. “Khi nước ô nhiễm chảy qua, bộ lọc sẽ giữ lại asen, sắt, uranium và các chất gây ô nhiễm. Việc vận hành hệ thống này không đắt đỏ nhờ vật liệu và màng lọc rẻ, cũng như không dùng điện. Do đó, đây là hệ thống lý tưởng để áp dụng tại các vùng nông thôn”, ông nói.

Theo giáo sư Pradeep, hệ thống này có thể hoạt động liên tục mà chỉ cần hai quy trình bảo trì hàng tháng, mỗi lần khoảng 15 phút. Hệ thống đồng thời tạo ra ít nước thải hơn so với xử lý bằng các công nghệ khác như thẩm thấu ngược (RO).

Đối với giáo sư Pradeep, phát minh của ông bắt nguồn từ niềm tin về tầm quan trọng mang tính sống còn của công nghệ nước sạch với người nghèo, cũng như nhu cầu về các giải pháp chi phí thấp nhưng có thể vận hành liên tục với yêu cầu bảo trì tối thiểu.

Nỗ lực truyền cảm hứng cho cộng đồng khoa học

Giáo sư Pradeep là chủ nhân giải đặc biệt VinFuture 2022 dành cho nhà khoa học đến từ các nước đang phát triển. Ông được vinh danh tại buổi lễ trao giải trang trọng tổ chức tại Hà Nội (Việt Nam) ngày 20/12/2022. Đó là Lễ trao giải thưởng VinFuture lần 2 nhằm tôn vinh những nghiên cứu khoa học có tính đột phá, góp phần "hồi sinh" thế giới và tái thiết cuộc sống sau đại dịch Covid-19.

Sau khi được vinh danh và tiếp thêm nỗ lực bởi một trong những giải thưởng khoa học công nghệ lớn nhất thế giới, giáo sư Pradeep dự định tiếp tục nghiên cứu các hệ thống lọc nước, mở rộng phạm vi tiếp cận đến nhiều cộng đồng trên khắp Ấn Độ. Ông đã thành lập Trung tâm Nước sạch Quốc tế với sứ mệnh xây dựng một thế giới có nguồn nước an toàn.

Phát minh của giáo sư Pradeep đã vượt qua gần 1.000 đề cử đến từ 71 quốc gia để được trao giải đặc biệt tại VinFuture 2022. Ảnh: Quỹ VinFuture.

Hiện, trên khắp Ấn Độ, các mạng lưới cảm biến nước đã được lắp đặt theo chương trình của Chính phủ. Giáo sư Pradeep cũng đồng sáng lập 7 công ty tập trung vào các vật liệu tiên tiến, khử ion điện dung, tách ẩm từ không khí và những cảm biến hiện đại. Ước tính, trong 10 năm tới, hơn 100 triệu mạng lưới cảm biến nước được triển khai tại các hộ gia đình và nhà máy xử lý tại Ấn Độ.

“Chúng tôi hy vọng nỗ lực này không chỉ thu hút sự chú ý của các tổ chức học thuật, nhà tài trợ, mà còn truyền cảm hứng cho những nhà khoa học nhằm tìm kiếm giải pháp giải quyết vấn đề của người dân tại quốc gia đang phát triển trên toàn thế giới”, ông nói.