Tại các nước đang phát triển, mỗi năm có hơn 5 triệu người chết và hơn 3 triệu người bị các bệnh liên quan đến nước. Tiếp cận được nguồn nước sạch, hoặc có nước sạch cung cấp qua đường ống là thứ xa xỉ đối với dân các nước nghèo, nơi mà mỗi gia đình thường phải mất vài giờ mỗi ngày để lấy nước sạch.
Đầu những năm 1990, khi bệnh dịch tả ở Nam và Đông Nam Á làm hàng ngàn người chết, đã thúc đẩy Ashok Gadgil nghiên cứu cách làm sạch nước với chi phí thật rẻ, nhưng phải đảm bảo an toàn, năng suất cao, bền và dễ vận hành để giúp đỡ những người nghèo khó, mang lợi ích cho xã hội. Gadgil tốt nghiệp ngành vậy lý tại Đại học Bombay (University of Bombay, India), và lấy bằng tiến sĩ tại Đại học California-Berkeley (University of California – Berkeley, USA).
Sáng tạo đơn giản nhưng hiệu quả
Sử dụng hóa chất hay đun sôi để khử trùng nước là những phương pháp thường được sử dụng nhưng lại tốn kém đối với người nghèo. Tia cực tím (UV- ultraviolet) có khả năng diệt khuẩn đã được biết đến từ trước năm 1900. Sử dụng tia UV để khử trùng trong nước hay sữa là phương pháp có sáng chế được đăng ký bảo hộ vào năm 1919 của John Keys, nhà khoa học người Mỹ, sau đó phương pháp này được nhiều nhà khoa học nghiên cứu cải tiến. Tuy nhiên, công nghệ UV trước đây thường khá đắt. Gần đây, chi phí cho công nghệ này đã dần trở nên phù hợp để khử khuẩn ở quy mô lớn. Gadgil nghĩ rằng công nghệ UV có thể sử dụng được cho công cụ xử lý nước mà ông hướng tới. Qua khảo sát, Gadgil thấy có nhiều nghiên cứu phát triển công cụ sử dụng đèn phát tia UV để khử trùng nước, nhưng không thành công vì thường có sai số, bảo trì phức tạp và tốn kém. Vì thế, ông đã tập trung nghiên cứu chế tạo hệ thống khử trùng nước bằng tia UV đảm bảo độ tin cậy, hiệu quả, việc bảo dưỡng phải dễ dàng và chi phí thấp để cộng đồng nghèo nhất có thể sử dụng được.
Nhiều lần mày mò, nghiên cứu thủy động lực học, đo kiểm phóng xạ của tia UV, thử nghiệm mật độ E.Coli và các vi khuẩn có trong nước,… đã khiến Gadgil mất hai năm ròng! Nhưng, một phương pháp đơn giản đã định hình. Gadgil sáng chế ra công cụ xử lý nước, được gọi là UV Waterworks (UVW), tại Phòng Thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley (LBNL- UC (Lawrence Berkeley National Lab - University of California)).
UVW hoạt động đơn giản theo cách thức: nước được bơm hay đổ vào thùng chứa, chảy qua một máng cạn nhờ trọng lực; trên máng treo đèn chiếu UV, bên trên đèn chiếu có đặt một tấm nhôm để phản chiếu ánh sáng; tia UV chiếu xuống sẽ tiêu diệt các vi khuẩn, virus, nấm mốc trong nước. Theo EPA (Environmental Protection Agency) và NSF (National Science Foundation) liều lượng tia UV thích hợp để diệt khuẩn là 40 mj/cm2, khả năng UVW cung cấp liều lượng lên đến 120 mJ/cm2.
Năm 1993, Gadgil và cộng sự triển khai thử nghiệm UVW ở miền Bắc Ấn Độ và những vùng nông thôn khác ở một số nước đang phát triển. Năm 1996, hệ thống làm tinh sạch nước UVW được trình làng. UVW có công suất 40 W, kích thước như một lò vi sóng, trọng lượng gần 7 kg, khử trùng 15 lít nước/1 phút, không ảnh hưởng đến mùi vị của nước, tiết kiệm năng lượng ít hơn 6.000 lần so với đun sôi nước. Khi có bất kỳ sự cố nào xảy ra, một van điện đóng cổng vào của UVW không cho nước cấp vào. Những nơi không có điện lưới, UVW có thể hoạt động nhờ năng lượng từ ắc-quy xe hơi hay tế bào năng lượng mặt trời.
Nỗ lực vì cộng đồng nghèo khó
Nguồn tài chính cho dự án nghiên cứu UVW lúc đầu gặp nhiều khó khăn, nhưng GS. Gadgil không nản lòng. Sau nhiều nỗ lực, ông nhận được tài trợ từ các nhà quản lý dự án ở USAID (United States Agency for International Development), cùng nguồn tài trợ vốn hạt giống từ vài quỹ tài trợ tư nhân. Sau đó, việc triển khai thử nghiệm được hỗ trợ của Bộ Năng lượng Mỹ (United States Department of Energy). Tuy nhiên, chi phí cho dự án vẫn gặp nhiều khó khăn nên ông làm việc cho dự án không lương, vào các buổi tối và ngày nghỉ cuối tuần, cộng với sự trợ giúp tự nguyện của các nhà khoa học đồng nghiệp và sinh viên. Quỹ tài trợ chỉ dành chi phí cho phần cứng và hỗ trợ sinh viên cộng tác.
Dù phải vượt qua nhiều khó khăn về tài chính để sáng tạo ra hệ thống UVW, nhưng GS. Gadgil không nghĩ đến việc thu lợi từ UVW mà dự định phổ biến công nghệ này trên internet cho mọi người sử dụng tự do. Tuy nhiên, các nhà quản lý của LBNL- UC lại nghĩ khác! Bộ phận chuyển giao công nghệ của LBNL-UC tin vào ưu thế của sáng chế UVW, và dù không mong muốn thu lợi từ sáng chế này nhưng việc đăng ký bảo hộ sáng chế sẽ ngăn chặn những đơn vị sản xuất không tốt có thể sao chép, làm giả, làm không đúng để đưa sản phẩm ra thị trường thu lợi bất chính. Đăng ký sáng chế sẽ tạo sự chủ động, lợi thế khi thương thảo, lựa chọn đơn vị để cấp phép chuyển giao công nghệ. Vì thế bộ phận chuyển giao công nghệ của LBNL- UC đã quyết định đăng ký bảo hộ sáng chế UVW ở nhiều nước như Mỹ, Canada, theo hệ thống PCT (Patent Cooperation Treaty), Tổ chức Sở hữu trí tuệ thế giới, Cơ quan Sáng chế châu Âu,…
Có nhiều đơn vị đề nghị được cấp phép sử dụng công nghệ UVW. Cuối cùng, WaterHealth International (WHI) được bộ phận chuyển giao công nghệ của LBNL- UC lựa chọn. WHI là một công ty Mỹ hoạt động trong lĩnh vực cung cấp nước uống an toàn, rất quan tâm đến các công nghệ làm tinh sạch nước, có nhiều lợi thế cũng như kinh nghiệm để khai thác công nghệ UVW. Hơn thế, theo như Tralance Addy, người sáng lập WHI, cho biết là Công ty dựa vào việc đầu tư vào công nghệ UVW nhằm trợ giúp xã hội.
UVW là công cụ đầu tiên được cung cấp cho nhiều cộng đồng ở các quốc gia đang phát triển, để khử khuẩn làm sạch nước an toàn để uống. UVW được thiết kế dạng modul, quy mô theo nhu cầu sử dụng để có thể khử khuẩn nước mặt hay nước ngầm. Chí phí đầu tư và vận hành rất rẻ, phù hợp sử dụng trong gia đình, bệnh viện hay trường học hoặc tại doanh nghiệp ở các đô thị, nhất là cung cấp nước uống an toàn cho cư dân ở các làng quê hẻo lánh, đến cư dân sống dựa vào nguồn nước giếng ở các quốc gia phát triển hơn. Theo Gadgil, mục đích sáng tạo ra UVW để những người nghèo chỉ phải tiêu 2 cent cho 10 lít nước uống an toàn, nhằm giúp họ tránh được bệnh tiêu chảy thường xuyên mắc phải.
WHI cung cấp hệ thống UVW với giá cơ bản chỉ để thu hồi vốn. Nhiều hệ thống UVW đã được lắp đặt tại các lều trại của những người sau trận sóng thần ở châu Á năm 2004, và các hệ thống này được di dời về làng của họ sau thảm họa để xây dựng lại cuộc sống. Đã có hơn 300 hệ thống UVW được lắp đặt và sử dụng thành công với chi phí phải chăng ở khoảng 15 quốc gia trên thế giới như Ghana, Ấn Độ, Liberia, Nigeria, Philippines, Mexico, Brazil…, cung cấp nước uống an toàn cho hơn 5 triệu người, và cứu sống hơn 1.000 người mỗi năm.
Anh Vũ (CESTI)