Những nghiên cứu xanh

Hướng tới môi trường

Ô nhiễm môi trường, đặc biệt là ô nhiễm nguồn nước là một vấn đề cấp bách của xã hội hiện nay. Để kiểm soát và đánh giá chất lượng nguồn nước, các nhà khoa học đề xuất đo lường và đánh giá thông qua chỉ số Water Quality Index (WQI). Ở Việt Nam, việc xác định chỉ số WQI đang được tiến hành một cách thủ công, gặp nhiều khó khăn trong việc đo lường và tốn kém trong phân tích.

Sinh viên Nguyễn Tài Quang Dinh, Viện Toán ứng dụng và Tin học (Đại học Bách khoa Hà Nội) và nhóm nghiên cứu đã đề xuất ứng dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo, đặc biệt là các mô hình học máy vào việc xác định giá trị WQI để có thể rút ngắn thời gian đo đạc cũng như xác định giá trị WQI. Mô hình đã cải thiện đáng kể được vấn đề yêu cầu đo đạc lượng lớn chỉ số nước so với việc đo đạc WQI truyền thống. Thành công này đã giúp Nguyễn Tài Quang Dinh đoạt giải Ba tại Hội nghị Sinh viên nghiên cứu khoa học cấp đại học.

Hai đề tài đoạt giải Nhất của hội thi năm nay cũng đề cập đến chủ đề môi trường.

Ở đề tài đầu tiên, nhóm 5 sinh viên Trường Hóa và Khoa học sự sống (Đại học Bách khoa Hà Nội) gồm Đường Văn Toàn, Lê Thị Diệu Linh, Ngô Tiến Dũng, Tạ Thị Xoan và Phạm Anh Tú đã nghiên cứu chế tạo vật liệu tổ hợp quang xúc tác xử lý các hợp chất gây ô nhiễm không khí.

Trưởng nhóm Đường Văn Toàn cho biết, VOCs là nguyên nhân chính gây ô nhiễm không khí. VOCs có thể đến từ nguồn trong nhà (các sản phẩm gia dụng như đồ dùng văn phòng, vật liệu cách nhiệt, sản phẩm tẩy rửa và gỗ ép…) và ngoài trời (khí thải của các hoạt động công nghiệp, giao thông).

Hiện các phương pháp xử lý VOCs truyền thống đang được sử dụng rộng rãi nhưng vẫn còn tồn tại nhiều hạn chế về giá thành, hiệu quả xử lý chưa cao, phụ thuộc nhiều vào điều kiện môi trường.

“Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn, nhóm đã nghiên cứu chế tạo vật liệu quang xúc tác Cu/g-C3N4 mang trên đế Al2O3 xốp nhằm ứng dụng để xử lý VOCs ô nhiễm. Hiệu suất xử lý các hợp chất Nitrophenol trong vùng ánh sáng khả kiến - một phần của quang phổ điện từ có thể nhìn thấy bằng mắt thường - đạt tới 99,8% sau 100 phút; sau 4 chu kỳ tái sử dụng hiệu suất vẫn đạt được 88,7%” - Đường Văn Toàn tự hào cho biết.

Ở đề tài thứ hai - “Phân tích và đánh giá chất lượng không khí trong không gian nhà ở tại Hà Nội” - 5 chàng trai của Trường Cơ khí (Đại học Bách khoa Hà Nội) gồm: Nguyễn Tiến Anh, Nguyễn Lâm Huy, Hoàng Mạnh Tú, Bùi Quang Huy, Nguyễn Nam Quang Huy đã tập trung nghiên cứu đánh giá và phân tích thực trạng chất lượng không khí trong nhà ở tại Hà Nội.

Theo Trưởng nhóm Nguyễn Tiến Anh, đề tài được thực hiện với 2 loại công trình là nhà tập thể và căn hộ chung cư. Nhóm chọn một công trình nhà tập thể tại khu phố cũ (lõi đô thị) và một công trình chung cư (tại khu đô thị mới phát triển) để khảo sát, phân tích: Nhiệt độ và độ ẩm; nồng độ CO2; nồng độ bụi mịn PM2.5; hợp chất hữu cơ dễ bay hơi TVOC...

Trưởng nhóm Nguyễn Tiến Anh cho hay, khó khăn nhất khi nghiên cứu đề tài này là việc nắm bắt được các hoạt động của chủ hộ diễn ra trong ngày. “Các hoạt động sinh hoạt thay đổi rất nhiều và ảnh hưởng lớn tới nồng độ các chất ô nhiễm trong nhà. Ví dụ gia đình có người đến thăm sẽ tác động tới nồng độ CO2, gia chủ sử dụng nến thơm sẽ ảnh hưởng tới nồng độ TVOC hay gia đình mở cửa sổ sẽ ảnh hưởng tới nồng độ bụi PM2.5... Nếu không nắm được các hoạt động của chủ hộ thì sẽ không tìm ra nguyên nhân gây ra các chất gây ô nhiễm”, Tiến Anh chia sẻ.

Kết thúc giai đoạn 1, nhóm đã đạt được một số kết quả về đánh giá thực trạng chung, chỉ ra các yếu tố làm tăng ô nhiễm trong nhà, giải pháp để tăng lượng khí tươi trong nhà.

Góp phần làm Hà Nội xanh hơn

Theo Phó Trưởng phòng Quản lý nghiên cứu, Đại học Bách khoa Hà Nội Nguyễn Thị Hồng Minh, trong gần 450 đề tài nghiên cứu khoa học góp mặt tại Hội nghị Sinh viên Đại học Bách khoa nghiên cứu khoa học năm 2023, có rất nhiều đề tài nghiên cứu xanh đoạt giải.

Đáng chú ý, không chỉ sinh viên học về môi trường, mà cả các sinh viên các ngành khác như toán học, cơ khí, hóa học… cũng góp sức để giải quyết các bài toán môi trường đang rất “nóng” không chỉ ở Việt Nam, mà còn mang tính toàn cầu: Ô nhiễm nguồn nước, ô nhiễm không khí, tái chế, tái sử dụng... Nhiều đề tài trong số này đang tiếp tục được thực hiện nhằm giải quyết tối đa các vấn đề được đặt ra.

Trong số này, có trường hợp nhóm 5 sinh viên Đường Văn Toàn, Lê Thị Diệu Linh, Ngô Tiến Dũng, Tạ Thị Xoan và Phạm Anh Tú (Trường Hóa và Khoa học sự sống, Đại học Bách khoa Hà Nội) nghiên cứu chế tạo vật liệu tổ hợp quang xúc tác xử lý các hợp chất gây ô nhiễm không khí. Nhóm sẽ tiếp tục theo đuổi hướng nghiên cứu này bằng việc thử nghiệm vật liệu chế tạo với một số hợp chất VOCs khác như formaldehyde, benzen, xylen, phenol… Từ đó, tối ưu hóa và đưa ra được quy trình chế tạo vật liệu phù hợp, điều kiện vận hành tối ưu của vật liệu đối với loại chất ô nhiễm cụ thể.

Còn nhóm sinh viên Nguyễn Tiến Anh, Nguyễn Lâm Huy, Hoàng Mạnh Tú, Bùi Quang Huy, Nguyễn Nam Quang Huy (Trường Cơ khí, Đại học Bách khoa Hà Nội) dự kiến sang giai đoạn 2 sẽ nghiên cứu sâu hơn về một số vấn đề ở đề tài “Phân tích và đánh giá chất lượng không khí trong không gian nhà ở tại Hà Nội". Trong đó, có phân tích nồng độ vi khuẩn, nấm mốc trong không khí, đánh giá về điện năng tiêu thụ của thiết bị thông gió, mở rộng phạm vi nghiên cứu về thể loại công trình (nhà riêng, biệt thự) cũng như khu vực khí hậu khác nhau...

Phó Giáo sư Huỳnh Đăng Chính, Phó Hiệu trưởng Đại học Bách khoa Hà Nội cho biết, các sản phẩm nghiên cứu của sinh viên ngày càng xanh hơn, tiệm cận với các xu hướng phát triển của công nghệ số, đồng thời cũng gần thêm với thực tế, mang hơi thở thời sự xã hội, mang tính nhân văn cao.

“Nhà trường luôn có những cơ chế, chính sách, ứng dụng khoa học kỹ thuật mới nhất trong các hoạt động; thầy/cô giáo luôn động viên, khuyến khích sinh viên nghiên cứu khoa học, hướng các em góp chất xám giải quyết những bài toán của xã hội, cống hiến sức trẻ cho cộng đồng… Đây chính là những “bí kíp” để hoạt động nghiên cứu khoa học trong sinh viên Đại học Bách khoa Hà Nội ngày một chất lượng, phát triển vững mạnh”, Phó Giáo sư Huỳnh Đăng Chính nhấn mạnh.