Đam mê nghiên cứu khoa học

Từ những trăn trở về vấn đề môi trường ở quê hương làng nghề dệt chiếu, hai học sinh Huỳnh Thị Diệu và Lê Đức Tuấn (cùng học lớp 11/3, Trường THPT Hồ Nghinh - Duy Xuyên) đã sáng chế ra hệ thống xử lý nước thải nhuộm chiếu.

Hệ thống xử lý chất thải nhuộm chiếu tại cuộc thi sáng tạo khoa hoc kỹ thuật dành cho học sinh trung học năm 2018 - 2019. Ảnh: P. VINH

Cụ thể hóa ý tưởng

Trước đây, người dân ở làng nghề dệt chiếu An Phước (xã Duy Phước, Duy Xuyên) dùng những loại màu tự nhiên để nhuộm chiếu. Nhưng khi thị trường xuất hiện loại phẩm màu hóa học, giá rẻ, bền màu hơn thì người dân đã chuyển sang nhuộm chiếu bằng loại màu này. Lớn lên ở làng nghề dệt chiếu An Phước, đôi bạn Diệu và Tuấn hàng ngày nhìn thấy người dân trong vùng thường đổ nước thải nhuộm ra môi trường. Nơi người dân thường xuyên đổ nước thải cây cối mọc lên khô cằn, đất bị hư hại. Trăn trở về điều này và với đam mê hóa học, đôi bạn Diệu và Tuấn đã mang ý tưởng của mình chia sẻ với thầy giáo Nguyễn Văn Tứ - giáo viên bộ môn Hóa học của Trường THPT Hồ Nghinh. Sau đó, các thầy trò cùng nghiên cứu những phương pháp xử lý màu qua sách, báo chuyên môn. “Trong điều kiện hạn chế, mình không có đủ máy móc, thiết bị công nghệ để phân tích các hỗn hợp hóa học có trong phẩm màu nhuộm chiếu. Vì vậy, mình dựa trên các nghiên cứu khoa học đã được chứng minh với nhiều phương pháp xử lý phẩm màu đã được áp dụng ở nhiều lĩnh vực. Tuy nhiên, mình chỉ lựa chọn những phương pháp khả thi, hiệu quả, không quá cồng kềnh về mặt công nghệ và với chi phí thấp” - Diệu chia sẻ.

Sau một thời gian nghiên cứu, đôi bạn Diệu và Tuấn lựa chọn áp dụng nối tiếp 2 phương pháp keo tụ và phương pháp oxi hóa Fenton chiếu sáng (phơi dưới ánh nắng mặt trời để tận dụng tia UV). Cụ thể, phương pháp keo tụ sử dụng các chất hóa học như NaOH, HCL để chỉnh PH và các chất polime nhôm PAC,… trộn theo tỷ lệ chuẩn cho vào dung dịch thuốc nhuộm rồi khuấy chậm đều nhờ thiết bị mô tơ. Kết quả, một lượng lớn phẩm màu bị kết tủa thành dạng rắn rồi đưa chất này vào thùng rác. Sau đó, áp dụng tiếp phương pháp oxi hóa Fenton chiếu sáng hòa hỗn hợp hóa chất Fe3+, Oxalat (C2O42-) và Hidro Peoxit (H2O2) theo tỷ lệ rồi phơi dưới ánh sáng mặt trời để tạo phản ứng xử lý lượng phẩm màu còn lại trong dung dịch. Sau một thời gian, dung dịch sẽ trở về trạng thái nước trong và đủ an toàn để đổ ra môi trường tự nhiên. Tuấn chia sẻ: “Lợi thế ở đây là người dân địa phương chỉ nhuộm chiếu khi trời nắng ráo. Đây cũng là điều kiện thích hợp để áp dụng phương pháp oxi hóa Fenton chiếu sáng dựa vào ánh nắng mặt trời”.

Cần ứng dụng rộng

Theo nhóm nghiên cứu, để có được kết quả chắc chắn, các bạn đã phải ứng dụng rất nhiều lần ở nhiều hộ đang làm nghề dệt chiếu tại địa phương. Ban đầu, vì chưa hòa đúng tỷ lệ của các hỗn hợp hóa chất nên kết quả chưa được như ý. Sau nhiều lần thí nghiệm điều chỉnh, áp dụng, các bạn đã thành công. Nhiều hộ dân thấy nước thải sau khi áp dụng các phương pháp xử lý màu rất trong đã vô cùng phấn khởi và có ý định học hỏi để ứng dụng lâu dài. Theo thầy Tứ, đề tài nghiên cứu này thực sự rất khả thi khi ứng dụng vào sản xuất của người dân bởi chi phí đầu tư khá thấp. Bộ khung kê các bể dung dịch có thể tùy nhu cầu mà lựa chọn chất liệu từ sắt, thép, thậm chí là gỗ. Điều kiện cần nhất là một bộ mô tơ có thể điều chỉnh tốc độ, thiết bị này thường tận dụng lại vật dụng có mô tơ đã hư. Xử lý khoảng 10 lít dung dịch phẩm màu thì cần khoảng 30 - 50 nghìn đồng tiền mua hóa chất, các loại hóa chất này cũng rất dễ tìm mua trên thị trường. “Với những điều kiện trên, tôi nghĩ người dân làng nghề muốn áp dụng hoàn toàn có thể và nhóm nghiên cứu sẵn sàng chia sẻ công thức để họ ứng dụng nhằm đảm bảo môi trường” - thầy Tứ nói.

Theo thầy giáo Nguyễn Hữu Hưng - Hiệu trưởng Trường THPT Hồ Nghinh, đề tài “Nghiên cứu xử lý chất thải nhuộm chiếu” vinh dự nhận được giải Ba trong cuộc thi sáng tạo khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học năm 2018 - 2019. Từ đầu năm học, nhà trường đã giao cho Đoàn trường phát động trong học sinh sáng tạo những đề tài sát với thực tế đời sống và có tính khả thi. Trường THPT Hồ Nghinh mới thành lập và đây là đề tài đầu tiên nhà trường tham dự cuộc thi nhưng nhờ sự nhiệt huyết của các giáo viên và học sinh nên đã nhận được kết quả tích cực. “Tôi nghĩ đề tài xử lý chất thải nhuộm chiếu mang tính thực tế khá cao, cần được các cấp chính quyền phát động ứng dụng rộng rãi trong nhân dân để phát triển sản xuất, khơi dậy làng nghề và đảm bảo môi trường xanh, sạch trong tương lai” - thầy Hưng cho biết thêm.

PHAN VINH