Khai thác nước trong khí quyển: Cơ hội môi trường duy nhất của chúng ta chống lại khủng hoảng nước

Nước là bản chất của sự sống, nhưng nó phụ thuộc vào loại nước mà chúng ta đang nói đến. Khoảng bảy mươi phần trăm bề mặt Trái đất ngập trong nước và chỉ có ít hơn hai phần trăm lượng nước đó là có thể uống được và tiếp cận được với chúng ta. Đáng buồn thay, chúng ta lại lãng phí quá mức phần nhỏ này vào nhiều hoạt động, chẳng hạn như để vòi nước mở, xả nước trong nhà vệ sinh, tắm vòi sen trong nhiều giờ và đánh bóng nước. Nhưng điều gì xảy ra khi chúng ta hết nước ngọt? Chỉ có thảm họa. Hạn hán sẽ tấn công những trang trại hiệu quả nhất, biến chúng thành sa mạc thiêu đốt. Sự hỗn loạn sẽ lan rộng khắp các quốc gia, và nước sẽ là nguồn tài nguyên quý giá nhất, quý hơn cả dầu mỏ! Nói với thế giới giảm tiêu thụ nước sẽ là quá muộn trong trường hợp này. Cách duy nhất để tìm nước ngọt vào thời điểm đó là chiết xuất nó từ khí quyển trong một quá trình được gọi là thu hoạch nước trong khí quyển.

Khai thác nước trong khí quyển là gì?

Khai thác nước trong khí quyển là một trong những phương pháp có thể cứu Trái đất khỏi cạn kiệt nước ngọt trong tương lai. Công nghệ mới này chủ yếu nhằm vào các cộng đồng sống ở những vùng thiếu nước ngọt. Nó chủ yếu hoạt động dựa trên sự tồn tại của độ ẩm. Nó liên quan đến việc sử dụng các công cụ ngưng tụ làm thay đổi nhiệt độ của không khí ẩm trong khí quyển. Khi độ ẩm đạt đến dụng cụ này, nhiệt độ sẽ giảm xuống đến mức làm ngưng tụ không khí, thay đổi trạng thái của nó từ khí sang lỏng. Sau đó, nước ngọt được thu thập trong các thùng chứa không bị ô nhiễm. Khi quá trình này hoàn tất, nước sẽ được sử dụng cho một số hoạt động, chẳng hạn như uống, tưới cây và làm sạch.

Việc sử dụng lưới sương mù

Có một số cách để thu hoạch nước từ khí quyển. Một trong những phương tiện hiệu quả nhất được biết đến là sử dụng lưới sương mù. Phương pháp này bao gồm hàng rào sương mù giống như lưới treo trên cột ở những nơi ẩm ướt, đường ống để vận chuyển nước nhỏ giọt và bể chứa nước ngọt. Theo GaiaDiscovery, kích thước của hàng rào sương mù sẽ khác nhau, tùy thuộc vào “vị trí của vùng đất, không gian có sẵn và lượng nước cần thiết”.

Onita Basu, Phó Giáo sư Kỹ thuật Môi trường tại Đại học Carleton, gần đây đã có chuyến đi đến Tanzania để thử nghiệm thu hoạch nước trong khí quyển bằng lưới sương mù. Cô ấy giải thích rằng lưới sương mù phụ thuộc vào sự giảm nhiệt độ để thay đổi độ ẩm thành pha lỏng và mô tả cách hoạt động của lưới sương mù để thu hoạch và thu nước ngọt từ độ ẩm.

“Khi độ ẩm chạm vào lưới sương mù, do có bề mặt nên nước sẽ chuyển từ pha hơi sang pha lỏng. Ngay khi chuyển sang pha lỏng, nó bắt đầu nhỏ giọt xuống lưới sương mù. Có một máng lưu vực. Basu cho biết nước nhỏ giọt qua lưới sương mù vào máng hứng nước, rồi từ đó chảy vào bể thu gom lớn hơn.

Cần phải có một số điều kiện nhất định để thu gom nước trong khí quyển hiệu quả bằng cách sử dụng lưới sương mù. Tốc độ gió cao và sự thay đổi nhiệt độ thích hợp là cần thiết để thu thập đủ nước từ khí quyển. Basu nhấn mạnh tầm quan trọng của độ ẩm cao đối với quy trình khi cô ấy nói, “[Lưới sương mù] không thể tạo ra nước khi không có nước để bắt đầu.”

Một cách khác để giảm nhiệt độ là đẩy không khí trên mặt đất xuống lòng đất, nơi có môi trường lạnh hơn khiến không khí ngưng tụ nhanh hơn.

Độ sạch của nước ngọt được thu thập là rất quan trọng cho một quá trình thành công. Vệ sinh của nước phụ thuộc vào việc bề mặt mà nước tiếp xúc có sạch hay không. Lưới sương mù có thể bị ô nhiễm do tiếp xúc của con người.

Basu khuyên: “Những gì bạn cố gắng và làm để duy trì hệ thống sạch sẽ nhất có thể chỉ là giảm thiểu mọi tiếp xúc trực tiếp với tay, chẳng hạn như tay người hoặc bất cứ thứ gì, chạm vào những gì có trong bể chứa”.

Ưu và nhược điểm của lưới sương mù

Điều làm cho lưới sương mù rất hiệu quả là chúng không liên quan đến bất kỳ bộ phận chuyển động nào. Các phương pháp khác yêu cầu bề mặt kim loại và các bộ phận chuyển động, mà Basu tin là đắt hơn. Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa là lưới chống sương mù rẻ. Chúng cũng bao phủ một diện tích bề mặt thích hợp để lấy nước.

Tuy nhiên, lưới sương mù đi kèm với nhược điểm. Điều lớn nhất trong số này là nó chỉ có thể hoạt động ở những nơi có độ ẩm. Basu nói rằng một trong những khu vực cô đến thăm ở Tanzania là khu vực cần nước nhưng khí hậu rất khô hạn. Do đó, có thể không sử dụng được phương pháp này ở những khu vực quá lạnh hoặc quá khô. Một lỗ hổng khác là nó đắt tiền vì hiếm khi được sử dụng. Basu nói rằng chỉ có hai lựa chọn để tài trợ cho lưới chống sương mù: “Bạn phải có một chính phủ đang tích cực tìm kiếm các phương pháp để giúp đỡ người dân của mình, và không phải tất cả các chính phủ đều làm điều đó, hoặc bạn phải có một tổ chức phi chính phủ hoặc một tổ chức nào đó. của tổ chức từ thiện khác sẵn sàng trả chi phí cơ sở hạ tầng đó.”

Việc sử dụng máy tạo nước trong khí quyển

Khi các phương pháp thủ công để lấy nước từ khí quyển không còn hiệu quả, chúng ta phải sử dụng các phương pháp hiện đại hơn, chẳng hạn như Máy tạo nước từ khí quyển (AWG). Không giống như lưới sương mù, AWG sử dụng điện để hoàn thành các nhiệm vụ này. Máy phát điện bao gồm một hệ thống làm mát để làm giảm nhiệt độ trong không khí, cũng như một hệ thống lọc để khử trùng nước. Trong môi trường mở, năng lượng điện có thể được lấy từ các nguồn năng lượng tự nhiên, chẳng hạn như ánh sáng mặt trời, gió và sóng.

Nói một cách đơn giản, AWG hoạt động như một máy hút ẩm không khí, ngoại trừ việc nó tạo ra nước uống được. Khi độ ẩm xâm nhập vào máy phát điện, hệ thống làm mát sẽ ngưng tụ không khí “bằng cách làm mát không khí xuống dưới điểm sương của nó, để không khí tiếp xúc với chất hút ẩm hoặc tạo áp suất không khí,” như GaiaDiscovery đã chỉ định. Khi độ ẩm đạt đến trạng thái lỏng, nó sẽ trải qua quá trình thanh lọc được áp dụng bởi bộ lọc không khí chống vi khuẩn. Bộ lọc loại bỏ vi khuẩn, hóa chất và ô nhiễm khỏi nước, tạo ra nước trong vắt sẵn sàng cho những người cần sử dụng.

Ưu và nhược điểm của máy tạo nước trong khí quyển

AWG là một công nghệ rất hiệu quả để thu nước từ khí quyển, vì tất cả những gì nó cần là không khí và điện, cả hai đều có thể được lấy từ các nguồn năng lượng tự nhiên. Khi được trang bị hệ thống lọc, nước được tạo ra từ máy phát điện sẽ sạch hơn nước được tạo ra bằng hầu hết các phương pháp thu hoạch nước trong khí quyển. Mặc dù AWG yêu cầu độ ẩm để tạo ra nước ngọt, nhưng nó có thể được đặt ở bất cứ đâu. Tính di động của nó giúp nó có thể tiếp cận ở nhiều địa điểm khẩn cấp, chẳng hạn như bệnh viện, đồn cảnh sát hoặc thậm chí là nơi trú ẩn cho những người sống sót sau cơn bão tàn phá. Nó có giá trị đối với những khu vực không hỗ trợ sự sống do thiếu nước. Thật không may, AWG được biết là đắt hơn các công nghệ thu hoạch nước trong khí quyển cơ bản khác.