Một phát minh vì Mục tiêu xã hội: Nhà khoa học Bangladesh phát triển bộ lọc nước để chống lại mối đe dọa của thạch tín

(Hợp tác về sở hữu trí tuệ)

Tiểu sử

Việc cung cấp nước uống tinh khiết từ các nguồn nước ngầm cho ít nhất 97% dân số là một trong số ít những câu chuyện thành công trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe cộng đồng ở Bangladesh. Nước ngầm dường như là một giải pháp thay thế khả thi cho nước bề mặt bị nhiễm khuẩn – nguyên nhân gây ra cái chết của hàng trăm nghìn người.

*Ảnh: Sơ đồ bộ lọc SONO (Nguồn: Hussam và Munir (2007))*

Tuy nhiên, thành công đã bị tổn hại vào đầu những năm 1990 bởi các báo cáo về mức độ thạch tín không an toàn được tìm thấy trong nước ngầm được khai thác bởi tubewells (một loại máy bơm nước thủ công) ở nhiều vùng của đất nước. Thạch tín – mối đe dọa mới – đã phá vỡ quan niệm nước giếng ngầm là “an toàn”. Thật vậy, tác động độc hại của thạch tín trong nước uống cũng gây nguy hại cho sức khỏe hàng triệu người ở các quốc gia khác, bao gồm Campuchia, Ấn Độ, Nepal, Việt Nam và thậm chí cả Hoa Kỳ.

Quy mô và mức độ nghiêm trọng của vấn đề đặc biệt trầm trọng ở Bangladesh: trong số 64 quận/huyện, nước ở 61 quận có nồng độ thạch tín trên giới hạn an toàn và có tới 77 triệu người đã bị nhiễm “xơ hóa tuyến vú” – một căn bệnh do nhiễm độc thạch tín mãn tính. . Những nỗ lực của chính phủ và các tổ chức phi chính phủ (NGO) nhằm giảm thiểu ô nhiễm thạch tín đã phải đối mặt với những thách thức trong việc phát triển một phương pháp tiết kiệm chi phí để cung cấp nước uống an toàn và không có thạch tín. Một bước đột phá lớn xảy ra khi Tiến sĩ Abul Hussam, một nhà hóa học người Bangladesh tại Đại học George Mason, Hoa Kỳ, đã phát triển một bộ lọc đơn giản và hiệu quả để loại bỏ thạch tín khỏi nước vào năm 2001. Theo ước tính, đến năm 2010, có khoảng 1 triệu người ở Bangladesh đã được hưởng lợi từ hệ thống lọc “SONO” của Tiến sĩ Hussam.

Nghiên cứu và phát triển

Sau khi tốt nghiệp ngành hóa học tại Đại học Dhaka, Bangladesh, Tiến sĩ Hussam đến Đại học Pittsburgh ở Hoa Kỳ vào năm 1978 để lấy bằng Tiến sĩ. trong hóa học phân tích. Sau đó, ông gia nhập Đại học George Mason (GMU), nơi ông vẫn đang giảng dạy môn hóa học. Tại Pittsburgh, ông đã học về việc sử dụng các phương pháp điện hóa điều khiển bằng máy tính để phân tích độc tính của nước. Khi vấn đề thạch tín nổi lên ở Bangladesh trong những năm 1990, Tiến sĩ Hussam nhận ra rằng một phương pháp chính xác để phát hiện dấu hiệu của thạch tín là bước đầu tiên trong bất kỳ quy trình giảm thiểu nào. Với sự giúp đỡ của người anh trai là bác sĩ của mình, anh đã thành lập một phòng thí nghiệm ở quê hương Kushtia, một vùng bị nhiễm thạch tín nặng ở Bangladesh. Phòng thí nghiệm được trang bị một máy phân tích điều khiển bằng máy tính để phát hiện thạch tín trong nước.

Khi phòng thí nghiệm đã sẵn sàng, Tiến sĩ Hussam bắt đầu thử nghiệm nước từ các loại bồn rửa khác nhau trong khu vực. Nền tảng của ông về hóa học phân tích cho phép ông phát triển một hệ thống lọc mang tính kinh tế và giá cả phải chăng để loại bỏ các hạt thạch tín khỏi nước. Bộ lọc hoạt động đầu tiên được phát triển vào năm 1999, nhưng ông vẫn tiếp tục nghiên cứu để cải tiến hệ thống. Ông phải mất thêm hai năm để quyết định rằng bộ lọc cuối cùng đã sẵn sàng để sử dụng công khai. Cơ chế của bộ lọc rất đơn giản nhưng rất hiệu quả; nó là một hệ thống lọc hai bước sử dụng ma trận sắt tổng hợp do Tiến sĩ Hussam phát minh ra, bao gồm than gỗ, cát sông và gạch vụn. Bước đầu tiên loại bỏ thạch tín và bước thứ hai loại bỏ các chất gây ô nhiễm khác cũng như các hạt mịn. Ông đặt tên cho nó là bộ lọc “SONO”. Đây là một hệ thống lọc hoàn toàn không sử dụng hóa chất và không yêu cầu bất kỳ quá trình xử lý trước nào đối với nước.

Một số câu hỏi đã được đặt ra liên quan đến việc quản lý chất thải còn lại từ các bộ lọc SONO. Tuy nhiên, kết quả của các cuộc thử nghiệm được thực hiện bằng các kỹ thuật hiện đại cho thấy cặn do SONO tạo ra không độc hại và vô hại. Học viện Kỹ thuật Quốc gia (NAE) của Hoa Kỳ đã kiểm tra ma trận sắt tổng hợp dư của SONO và thấy nó không nguy hiểm. Hệ thống lọc đã được Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), chính phủ Bangladesh và văn phòng địa phương của Bộ phận Thủy văn Đồng vị của Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) phê duyệt.

Video: Tiến sĩ Munir nói: “Nếu sự đổi mới của bạn không cải thiện cuộc sống của người khác, thì đó là sự đổi mới vô ích.

Hệ thống lọc SONO phù hợp cho việc sử dụng ở nông thôn vì nhiều lý do. Nó vượt trội hơn một số kỹ thuật loại bỏ thạch tín trước đây ở chỗ không yêu cầu bất kỳ năng lượng đầu vào nào, đáng tin cậy và có thể được sản xuất và duy trì với chi phí rất thấp bằng các nguyên liệu sẵn có tại địa phương. Một bộ lọc SONO có giá khoảng 35 đô la Mỹ, có thể tạo ra 20 đến 50 lít nước sạch mỗi giờ và được bảo hành tuổi thọ 5 năm, mặc dù Tiến sĩ Hussam tin rằng bộ lọc có khả năng vẫn hoạt động nhiều năm sau thời hạn bảo hành. Giai đoạn. Một bộ lọc có thể cung cấp đủ nước tinh khiết cho một hoặc hai gia đình.

Bằng sáng chế

Bộ lọc SONO được cấp bằng sáng chế là “Bộ lọc loại bỏ Thạch tín” (Bằng sáng chế số 1003935, 2002) với Cục Sáng chế, Thiết kế và Nhãn hiệu Thương mại của Bangladesh. Hai đơn xin cấp bằng sáng chế quốc tế cho sự kết hợp của các vật liệu hoạt động trong hệ thống đã được thực hiện theo Hiệp ước Hợp tác Sáng chế (PCT) và một bằng sáng chế ở Hoa Kỳ đang chờ được cấp vào năm 2010.

Quan hệ đối tác

Bộ lọc được phát triển với sự hợp tác chặt chẽ với Khoa Hóa học và Hóa sinh của GMU. Để tạo điều kiện cho Tiến sĩ Hussam phát triển và phổ biến hơn nữa các công nghệ bền vững về nước sạch, GMU đã thành lập Trung tâm Nước sạch và Công nghệ Bền vững (CCWST). Tiến sĩ Hussam cũng đang cộng tác với Đại học Maryland và Viện Khoa học và Công nghệ Thủy sản Liên bang Thụy Sĩ.

Thương mại hóa

Tiếp nối sự phát triển thành công của bộ lọc SONO và sự phê duyệt của các cơ quan quản lý, việc sản xuất thương mại bộ lọc đã được bắt đầu bởi Manob Sakti Unnayan Kendro (MSUK), một tổ chức phi chính phủ (NGO) do anh trai của Tiến sĩ Hussam điều hành. Phòng thí nghiệm thử nghiệm thạch tín ban đầu đã được chuyển đổi thành SONO Diagnostic Inc., hiện giám sát việc sản xuất các bộ lọc. MSUK nhận được hỗ trợ tài chính từ Bộ Hợp tác Kinh tế và Phát triển Liên bang, Đức. Tính đến năm 2010, tổ chức phi chính phủ đã sản xuất khoảng 160.000 bộ lọc SONO đang được sử dụng ở Bangladesh, Ấn Độ và Nepal. Hàng nghìn bộ lọc này đã được tặng ở nhiều quận ở Bangladesh. MSUK cũng cung cấp các khóa đào tạo về cách sử dụng máy lọc SONO tại nhà và dịch vụ chăm sóc sức khỏe miễn phí cho bệnh nhân nhiễm thạch tín.

Cùng với việc lắp đặt tại các hộ gia đình, bộ lọc SONO hiện đã hoạt động trong nhiều tổ chức xã hội; trường tiểu học và trung học, làng, nhà hàng và quán cà phê. Do chi phí thấp và bảo trì dễ dàng, SONO đã trở thành một công nghệ giá cả phải chăng cho Bangladesh.

Các vấn đề xã hội

Bộ lọc SONO đã có những tác dụng tích cực quan trọng trong việc ngăn ngừa các vấn đề sức khỏe ở hàng trăm nghìn người ở Bangladesh. Theo Tiến sĩ Hussam, “Những bệnh nhân uống nước lọc trong hai năm cho thấy bệnh hắc tố arsenical [thay đổi sắc tố da] biến mất cùng với sự cải thiện đáng kể về sức khỏe của họ”. Ngoài ra, không có trường hợp nhiễm thạch tin mới ở những người uống nước lọc. Khoảng một triệu người được cho là đã được hưởng lợi từ bộ lọc SONO tính đến năm 2010, với các bộ lọc mới liên tục được lắp đặt. Giáo sư Johannes Coetzee, Tiến sĩ giám sát của Tiến sĩ Hussam, tin rằng bộ lọc SONO là “Một đóng góp lớn cho khoa học và phúc lợi của người Bangladesh. Ông ấy [Dr. Hussam] đã áp dụng kiến thức từ nghiên cứu tiến sĩ của mình vào một vấn đề thực tế có tầm quan trọng lớn ”.

Kết quả kinh doanh

Tiến sĩ Hussam cũng đã giành được Giải thưởng Grainger Challenge trị giá 1 triệu đô la Mỹ vào năm 2007 cho phát minh độc đáo của mình. Giải thưởng do NAE tạo ra vào năm 2005 với sự hỗ trợ của Quỹ Grainger. NAE đã khởi xướng một cuộc cạnh tranh mở cho cộng đồng kỹ sư Hoa Kỳ để phát triển một hệ thống xử lý nước có thể làm giảm đáng kể hàm lượng thạch tín trong nước ngầm từ các giếng ống ở các nước đang phát triển. Thách thức quy định rằng hệ thống chiến thắng phải có chi phí thấp, kỹ thuật cao, đáng tin cậy và có thể bảo trì; được xã hội chấp nhận và giá cả phải chăng; có thể sản xuất và sử dụng được ở một nước đang phát triển; và không làm suy giảm các đặc tính chất lượng khác của nước hoặc tạo ra nguy cơ xử lý chất thải độc hại. Tiến sĩ Hussam đã tặng phần lớn giải thưởng triệu đô la để phát triển và phân phối thêm các bộ lọc. Cùng năm, ông cũng được vinh danh là một trong những Anh hùng về Môi trường của Tạp chí Time. Năm 2008, Tiến sĩ Hussam đã nhận được chứng chỉ “Người Mỹ xuất sắc được yêu thích nhất” từ Sở Di trú và Nhập tịch Hoa Kỳ (USCIS).

Sự thành công của bộ lọc đã thúc đẩy các quốc gia khác bị nhiễm thạch tín liên hệ với Tiến sĩ Hussam để biết khả năng sử dụng của nó. Ấn Độ và Nepal đã sử dụng bộ lọc, trong Hoa Kỳ, Trung Quốc và một số quốc gia ở Trung và Nam Mỹ đang liên hệ. Các nhóm giảm thiểu thạch tín từ Nigeria và Nam Phi đã liên hệ với Tiến sĩ Hussam thông qua Quỹ Nhi đồng Liên hợp quốc (UNICEF).