Các nhà nghiên cứu phát triển kỹ thuật lưu trữ tầng chứa nước để lưu trữ nước ổn định
của Hội đồng Nghiên cứu Khoa học và Công nghệ Quốc gia
Sơ đồ khái niệm Hệ thống thí điểm mô phỏng lưu trữ tầng chứa nước / Hệ thống thí điểm lưu trữ tầng chứa nước mô phỏng kết hợp quá trình lắng đọng vật lý với cột đất lưu trữ tầng chứa nước mô phỏng có chức năng bơm, lưu trữ và lấy nước sông theo chu kỳ khoảng hai tuần trong 13 tháng. Nguồn: Viện Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc
Trong những năm gần đây, thế giới đã chứng kiến tình trạng lũ lụt và hạn hán cực đoan tái diễn do biến đổi khí hậu. Để ứng phó với tình trạng này, công nghệ lưu trữ tầng chứa nước đang được sử dụng để cung cấp nước thực tế tại các quốc gia như Hoa Kỳ, Hà Lan và Úc.
Ở Hàn Quốc, mùa hè mưa rất to và lượng mưa cực lớn xảy ra, gây ra những khó khăn ngày càng tăng trong việc cung cấp nước ở các vùng nông thôn và các vùng đảo ngoài khu vực thành thị. Trong tình hình này, công nghệ lưu trữ tầng chứa nước đang thu hút sự chú ý như một cách để lưu trữ và cung cấp nước ổn định.
Tiến sĩ Seongpil Jeong và Kyungjin Cho thuộc Trung tâm Nghiên cứu Chu trình Nước tại Viện Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc (KIST) đã phát triển một kỹ thuật lưu trữ tầng chứa nước có thể cải thiện tiềm năng lưu trữ nước ổn định. Công trình này được công bố trên Tạp chí Kỹ thuật Hóa học.
Việc đưa nước mặt vào tầng chứa nước mà không qua xử lý thích hợp có thể bị hạn chế do tắc nghẽn lỗ chân lông do các vi sinh vật ăn chất hữu cơ, chẳng hạn như cacbon hữu cơ có thể đồng hóa, có trong nước được đưa vào.
Nhóm nghiên cứu KIST trước đây đã chỉ ra rằng cacbon hữu cơ có thể đồng hóa trong nước thô nhân tạo có thể bị giảm bởi các vi sinh vật trong điều kiện lưu trữ tầng chứa nước mô phỏng. Trong nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu đã sử dụng nước sông thực tế thay vì nước nhân tạo để mô phỏng quá trình tiêm và phục hồi định kỳ của quá trình lưu trữ tầng chứa nước.
Thí nghiệm kéo dài khoảng 13 tháng, với nước sông được đưa vào một lớp cát trong lòng đất theo chu kỳ hai tuần và nước được rút ra một lần nữa sau hai tuần để quan sát những thay đổi trong chất hữu cơ và vi sinh vật trong suốt quá trình thí nghiệm.
Thí nghiệm cho thấy rằng mặc dù nước sông thay đổi theo mùa, nồng độ chất hữu cơ trong chất hữu cơ trong đất và nước dự trữ vẫn ổn định, cho thấy quá trình lắng đọng vật lý đơn giản mà không cần xử lý hóa học vẫn duy trì chất lượng nước ổn định trong một năm mà không bị tắc lỗ rỗng.
Những thay đổi của hệ vi sinh vật trong cột đất / Những thay đổi của hệ vi sinh vật (cộng đồng vi sinh vật) bên trong cột đất. Hình ảnh hóa sự thay đổi của các vi sinh vật chiếm ưu thế bên trong cột đất trong thời gian vận hành (13 tháng). Nguồn: Viện Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc
Những thay đổi về nồng độ chất hữu cơ trong cột đất và trong nước thu hồi / Sự gia tăng chất hữu cơ tích lũy liên kết với cát theo vị trí trong cột đất và nồng độ chất hữu cơ ổn định kết quả trong nước thu hồi. Nguồn: Viện Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc
Những thay đổi của hệ vi sinh vật trong cột đất / Những thay đổi của hệ vi sinh vật (cộng đồng vi sinh vật) bên trong cột đất. Hình ảnh hóa sự thay đổi của các vi sinh vật chiếm ưu thế bên trong cột đất trong thời gian vận hành (13 tháng). Nguồn: Viện Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc
Những thay đổi về nồng độ vật chất hữu cơ trong cột đất và trong nước thu hồi / Tăng vật chất hữu cơ tích lũy liên kết với cát theo vị trí trong cột đất và nồng độ vật chất hữu cơ ổn định kết quả trong nước thu hồi. Nguồn: Viện Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc
Để hiểu lý do tại sao chất lượng nước vẫn ổn định trong các hệ thống lưu trữ tầng chứa nước, nhóm nghiên cứu đã điều tra những thay đổi trong hệ vi sinh vật. Họ phát hiện ra rằng hệ vi sinh vật, có thể ăn vật chất hữu cơ có trong nước sông thực, thay đổi theo mùa. Điều này cho thấy rằng các vi khuẩn trong hệ thống lưu trữ tầng chứa nước đã làm giảm vật chất hữu cơ, ngăn ngừa tắc nghẽn lỗ rỗng và góp phần vào chất lượng nước ổn định.
Các kỹ thuật thử nghiệm được sử dụng trong nghiên cứu này có thể được sử dụng để thử nghiệm các địa điểm lưu trữ tầng chứa nước trong nước và đề xuất các quy trình xử lý trước cho các điều kiện nước chảy vào, và người ta tin rằng việc tiếp tục phân tích vật chất hữu cơ và vi sinh vật sẽ là cần thiết để hệ thống lưu trữ tầng chứa nước hoạt động ổn định trong tương lai.
Ngoài ra, cần đánh giá chất lượng nước của nước thu hồi và các quy trình xử lý trước thích hợp để đảm bảo hệ thống ổn định.
"Nghiên cứu này góp phần vào hoạt động ổn định của công nghệ lưu trữ tầng chứa nước, đang được sử dụng như một công nghệ lưu trữ nước quy mô lớn để giải quyết vấn đề mất cân bằng nguồn cung cấp nước", Tiến sĩ Seongpil Jeong và Kyungjin Cho từ KIST cho biết.
"Nghiên cứu về vật chất hữu cơ lâu dài và những thay đổi của hệ vi sinh vật trong hệ thống mô phỏng tầng chứa nước quy mô thí điểm là nghiên cứu đầu tiên trên toàn cầu và có tiềm năng mở rộng trong tương lai".
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
