4 năm 'trăn trở' vì nguồn nước

Sáng chế này vừa được Liên hiệp các hội Khoa học & kỹ thuật VN trao Giải thưởng Sáng tạo khoa học công nghệ Việt Nam (VIFOTEC).

Góp phần cải thiện chất lượng nguồn nước

Ngay từ cuối tháng 3-2019, những bộ thiết bị quan trắc đầu tiên đã được đưa ra lắp đặt và hoạt động đo đạt nguồn nước các hồ lớn trong nội thành Đà Nẵng như hồ Thạc Gián, hồ Công viên 29/3, hồ Bàu Tràm, hồ Phước Lý, hồ Đò Xu.

Từ đây, những thông số quan trọng như: nhu cầu oxy hóa học(COD), lượng oxy hòa tan (DO), tổng chất rắn lơ lửng (TSS), độ pH, nhiệt độ, độ dẫn điện nguồn nước các điểm đo được cập nhật liên tục và truyền về trung tâm quan trắc theo dõi.

Đây chính là những thông tin quan trọng để tham chiếu khi xử lý, xác định nguyên nhân khi xảy ra ô nhiễm.

Nhắc đến công trình nghiên cứu của mình, tiến sĩ Nguyễn Hoài Đức, giám đốc Trung tâm vi mạch Đà Nẵng, chủ nhiệm đề tài, lộ nét ưu tư. Theo anh, những năm qua tốc độ đô thị hóa và công nghiệp hóa tại Đà Nẵng phát triển nhanh đã kéo theo những vấn đề về môi trường sông hồ.

Trưng ra tấm ảnh cá nuôi lồng bè chết xếp lớp trên sông Cổ Cò từ tháng 7-2017, tiến sĩ Đức bảo rằng những vụ cá chết, nước thải bẩn hôi thối trên các sông hồ trong nội thị đã xảy ra thường xuyên hơn và để lại hậu quả nặng nề cho môi trường sinh thái.

Cá nuôi trên sông Cổ Cò chết hàng loạt do sự cố môi trường tháng 7-2017 - Ảnh: TẤN LỰC

Không nói đâu xa, những điểm nóng ô nhiễm nhức nhối đã tồn tại trong lòng thành phố từ nhiều năm qua như sông Phú Lộc, tuyến cống xả ven biển Nguyễn Tất Thành, hệ cống xả biển Mỹ Khê, hồ Công viên 29/3, hồ Thạc Gián.

Hay mới đây là tình trạng xả thải sinh hoạt ra sông Hàn khiến nước sông bốc mùi hôi thối đã ảnh hưởng nghiêm trọng đến hình ảnh Đà Nẵng - thành phố môi trường mà chính quyền và nhân dân đã mất nhiều năm xây dựng.

"Tình trạng ô nhiễm môi trường nước ở các khu vực ao hồ, sông, bờ biển ảnh hưởng rất lớn tới nguồn lợi thuỷ sản và hệ sinh thái dưới nước. Nếu chúng ta không có biện pháp theo dõi, khắc phục kịp thời sẽ dẫn đến cạn kiệt nguồn lợi thuỷ sản và mất cân bằng sinh thái. Vì vậy, hoạt động quan trắc có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ môi trường nước và phòng ngừa các sự cố ô nhiễm.

Hệ thống mà chúng tôi xây dựng sẽ thu thập dữ liệu đo chất lượng môi trường nước, cảnh báo các thay đổi bất thường xảy ra. Những dữ liệu này được lưu trữ phục vụ thống kê, báo cáo của các cơ quan quản lý và hỗ trợ cho việc nuôi trồng thủy hải sản của người dân" - tiến sĩ Đức cho biết.

4 năm mày mò nghiên cứu, chế tạo

Nhóm kỹ sư Trung tâm Vi mạch Đà Nẵng kiểm tra, hiệu chỉnh các cảm biến cho trạm quan trắc nguồn nước hồ Công viên 29/3 - Ảnh: TẤN LỰC

Để triển khai hệ thống ra ứng dụng thực tế như hôm nay, nhóm nghiên cứu của tiến sĩ Đức đã phải mất 4 năm mày mò tìm hiểu, chế tạo.

Trong đó, nhóm nghiên cứu lập thành các đội chịu trách nhiệm mỗi phần việc khác nhau như đội nghiên cứu công nghệ, đội cơ khí, điện tử, phần mềm và hợp tác phát triển cùng các đối tác bên ngoài.

Theo nhóm nghiên cứu, một số linh kiện và cảm biến quan trọng buộc phải nhập từ bên ngoài nhưng về cơ bản nhóm đã làm chủ thiết kế và phần mềm điều khiển.

Hệ thống quan trắc được thiết kế gọn nhẹ và có khả năng cơ động, hoạt động độc lập. Để giải quyết yêu cầu này, nhóm nghiên cứu quyết định lắp tấm pin mặt trời làm nguồn năng lượng hoạt động hệ thống.

Việc kết nối, truyền tải kết quả quan trắc thực hiện bằng kết nối không dây qua mạng di động. Người sử dụng có thể xem và trích xuất dữ liệu từ xa qua máy vi tính, máy tính bảng, điện thoại di động. Trường hợp có sự cố bất thường xảy ra, hệ thống tự động gửi tin nhắn SMS đến điện thoại theo danh sách đã được thiết lập sẵn.

Kết quả quan trắc nguồn nước được hiển thị tại phòng điều khiển - Ảnh: TẤN LỰC

"Bây giờ ngồi kể lại thì có vẻ đơn giản nhưng thực tế đưa vào ứng dụng chúng tôi gặp rất nhiều khó khăn. Một mô hình nghiên cứu khác hoàn toàn khi đưa ra thực tế, cả nhóm phải chỉnh sửa cả chục lần hệ thống mới hoạt động ổn định, chống chịu được thời tiết ngoài trời" - tiến sĩ Đức nhớ lại.

Theo nhóm nghiên cứu, hiện các giải pháp quan trắc môi trường phần lớn do các doanh nghiệp nước ngoài cung cấp. Giá thành các hệ thống này rất cao, hay phát sinh các chi phí phụ trong khi khả năng tùy biến, điều chỉnh tính năng rất thấp. Ngoài ra, khả năng hỗ trợ kỹ thuật cũng rất hạn chế.

Trong khi đó, hệ thống do Trung tâm vi mạch Đà Nẵng nghiên cứu chế tạo có chi phí cạnh tranh, dễ lắp đặt với số lượng lớn. Đồng thời, dễ dàng được điều chỉnh tính năng phù hợp với yêu cầu từng khách hàng.

"Mục đích ban đầu khi chúng tôi bắt tay nghiên cứu hệ thống này là phục vụ cải thiện môi trường thành phố nhưng chúng tôi cũng có tham vọng đẩy mạnh ứng dụng này ra quy mô toàn quốc" – tiến sĩ Đức nói.