- Trước thực trạng khan hiếm nước trong mùa khơ của nhiều thơn vùng cao thuộc tỉnh Hà Giang, đồn từ thiện của Mạng nghe nhìn Việt Nam (VNAV) đã cĩ sáng kiến ứng dụng lưới để thu sương nhằm cung cấp bổ sung nước sinh hoạt cho bà con nơi đây. Đồn từ thiện đã đặt mua 100 m lưới từ Chi-lê cùng các thiết bị phục vụ nghiên cứu khác để tiến hành thử nghiệm tại các điểm như xã Thượng Phùng, Lùng Tám, Mỏ Nhà Cao [17].
- Do điều kiện thực tế khác nhau, cơng nghệ này chưa được ứng dụng nhiều tại Việt Nam nên cần nghiên cứu, thực nghiệm ứng dụng chuyển giao để đánh giá hiệu quả và đề xuất được mơ hình tối ưu, phù hợp với điều kiện thực tế ở các tỉnh vùng núi phía Bắc.
PHẦN 3
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Đối tượng nghiên cứu
- Các loại sợi tự nhiên : Sợi gai, sợi đay, sợi dừa và nước sau khi thu được.
3.2. Địa điểm và thời gian tiến hành
- Địa điểm : Phịng thí nghiệm – khoa Mơi trường – Trường Đại học Nơng Lâm Thái Nguyên.
- Thời gian: Từ tháng 01 năm 2018 đến tháng 05 năm 2018.
3.3. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu khả năng thu sương (hơi) làm nước của các loại sợi khác nhau ( sợi gai, sợi đay, sợi dừa).
- Nghiên cứu khả năng thu nước của các loại lưới khác nhau ( mắt lưới cĩ kích thước 2 x 2; 1,5 x 1,5; 1 x 1).
- Nghiên cứu khả năng thu nước ở nhiệt độ khác nhau ( 10oC; 15oC; 20oC).
- Đánh giá chất lượng nước sau khi thu sương.
3.4. Phương pháp nghiên cứu:
3.4.1. Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp
- Tham khảo các tài liệu cĩ sẵn liên quan đến vấn đề nghiên cứu.
- Thu thập các số liệu tài liệu, văn bản pháp luật cĩ liên quan đến quản lý mơi trường nước, tiêu chuẩn mơi trường nước hợp vệ sinh.
- Thu thập các tài liệu, số liệu, thơng tin cần thiết cho mục đích nghiên cứu về sương mù, điều kiện ngưng đọng sương thành nước, các vật liệu ngưng đọng sương thành nước, lưới thu sương.
- Thu thập các thơng tin liên quan đến đề tài qua thực địa sách báo, internet.
3.4.2. Phương pháp tiến hành thí nghiệm
* Dụng cụ:
- Các loại sợi tự nhiên. - Dao, kéo, cốc.
- Máy phun sương tạo ẩm. - Máy đo nhiệt độ, độẩm. - Tủ BOD.
- Tủ lạnh.
a, Nghiên cứu khả năng thu sương tạo nước của các loại sợi tự nhiên khác nhau
- Các loại sợi tự nhiên:
Sợi đay Sợi dừa Sợi gai
Hình 3.1: Các loại sợi
* Quy trình đanlưới:
Hình 3.2. Quy trình đanlưới từ các sợi cây (Đay, gai, xơ dừa)
Cây (Đay, gai, xơ dừa) Rửa sạch Tước sợi Phơi khơ Đan thành lưới Tiến hành thí nghiệm
-Bước 1: Cây ( Đay, gai, xơ dừa) sau khi thu vềđược rửa sạch. -Bước 2: Tước thành sợi rồi phơi khơ.
-Bước 3: Đan thành các mảnh lưới nhỏ cĩ kích thước bằng nhau sau đĩ đem tiến hành làm thí nghiệm.
* Diện tích lưới hình tam giác :
- Chiều cao (h) = 22 cm. - Độ dài cạnh đáy (b) = 30 cm.
Ta cĩ: S = ½(b.h) = ½(30 x 22) = 330 cm2 = 0,033 m2.
*Phương pháp đan lưới:
- Để thu được những tấm lưới từ sợi tự nhiên ta cần tiến hành theo các bước sau:
Bước 1 Bước 3 Bước 4
Bước 8 Bước 9 Bước 10
Bước 1: Đầu tiên cắt một đoạn dây đúng bằng chiều dài của chiếc lưới
muốn đan.
Bước 2: Cắt các sợi dây bằng nhau đểđan lưới.
Bước 3: Gập đơi một sợi vừa cắt và đưa ra sau sợi dây được đĩng trên đinh.
Bước 4: Xỏ ngĩn giữa tay trái vào giữa sợi dây và kéo xuống.
Bước 5: Đưa hai đầu dây qua vịng trịn vừa kéo xuống, sau đĩ kéo
hếtchiều dài đoạn dây xuống.
Bước 6: Sau khi kéo dây qua xiết chặt dây lại. Làm tương tự với các dây cịn lại.
Bước 7: Tiếp theo, lấy hai đoạn dây ở hai cụm dây liền kề và thắt nút thành hình chữ V.
Bước 8: Thắt đoạn dây cịn lại của cụm đầu tiên với đoạn dây liền kề.
Bước 9: Tương tựbước 7 lấy đoạn dây cịn lại ở cụm dây thứ 2 thắt nút với đoạn liền kề ở cụm thứ 3 thành hình chữ V cân đối.
Làm tương tự với các dây cịn lại, ta được hàng mắt lưới đầu tiên.
Bước 10: Làm tương tự với hàng mắt lưới thứ 2. Đến mắt cuối cùng thắt nút tương tự bước 8.
Bước 11: Cứ tiếp tục đan như vậy cho đến khi hồn thành chiếc lưới mong muốn thì cắt bỏ dây.
* Các bước tiến hành trong phịng thí nghiệm:
- Cho tấm lưới đã đan được vào trong tủ lạnh.
- Đặt cốc thủy tinh 400ml dưới tấm lưới để chứa nước thu được. - Điều chỉnh nút sao cho phù hợp.
- Đặt máy phun sương tạo độ ẩm bên dưới tấm lưới và cốc chứa nước rồi phun liên tục trong 24h, theo dõi và bổ sung nước thường xuyên cho máy phun sương.
- Sau khi tiến hành lần lượt với các loại sợi tự nhiên là sợi đay, sợi gai, sợi dừa từđĩ lựa chọn loại sợi tối ưu nhất cho các thí nghiệm tiếp theo.
b. Nghiên cứu khả năng thu nước của các loại lưới cĩ kích thước khác nhau
- Tiến hành thí nghiệm đối với loại sợi đã được lựa chọn là tối ưu nhất với các kích thước mắt lưới khác nhau lần lượt là: 2,0 x2,0 cm, 1,5 x 1,5 cm, 1.0 x1,0 cm theo các bước trong phịng thí nghiệm như trên.
c, Nghiên cứu khảnăng thu nước ở nhiệt độ khác nhau.
- Thu nước từ tấm lưới cĩ kích thước tốt nhất trong điều kiện nhiệt độ lần lượt là 10oC, 15oC trong tủ lạnh 20oC trong tủ BOD.
- Độẩm từ 90%-98%.
d, Nghiên cứu xửlý nước sau thu sương thành nước sạch
- Nước thu được từ thí nghiệm sau khi ngưng tụ thành sương (hơi) cĩ độ tinh khiết khá cao nên chỉ cần tiến hành đo một số chỉ tiêu bằng các máy đo nhanh và phương pháp thích hợp trong phịng thí nghiệm để so sánh với QCVN 01:2009/BYT và QCVN 02:2009/BYT.
- Các chỉ tiêu pH,Màu sắc, Mùi vị, Độ đục, BOD5, COD, TSS, Coliform.
3.4.3. Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu
- Phương pháp lấy mẫu: theo TCVN 5995 – 1995.
- Dụng cụ lấy mẫu: bình thủy tinh 400ml
- Thời gian lấy mẫu 1 ngày, sau 3 ngày, sau 7 ngày. Sau đĩ đem đi phân tích nước, ta cĩ các kết quả của các mơ hình xử lý.
- Các chỉ tiêu của nước được lấy mẫu và phân tích như pH, COD, BOD5, TSS, Độ đục, Coliform, và một số chỉ tiêu cĩ thể nhìn bằng mắt thường như mầu, mùi vị.
- Các phương pháp phân tích:
Bảng 3.1. Chỉtiêu và phương pháp phân tích TT Chỉ tiêu Đơn vị Phương pháp phân tích
1 pH - Đo bằng máy theo TCVN 6492:1999
2 Mùi vị - Cảm quan
3 Mầu sắc - Mắt thường
4 COD mg/l SMEWW 5220C:2012
5 BOD5 mg/l TCVN 6001-1:2008
6 ĐộĐục - Đo bằng máy đo độ đục theo TCVN 6184:1996
7 TSS mg/l SMEWW 2540D:2012
8 Coliform MPN/100ml TCVN 6187-2:2009
3.4.4. Phương pháp xử lý số liệu
- Sử dụng các phần mềm Microsoft như: Word, Excel để tổng hợp và phân tích các số liệu thu thập được.
- Sử dụng phần mềm SAS để xử lý số liệu.
- Kết quả phân tích các chỉtiêu trong nước được so sánh với:. + QCVN 01:2009/BYT: chất lượng nước ăn uống.
PHẦN 4
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1. Đặc điểm của các loại sợi
4.1.1. Đặc điểm của sợi đay
- Đay là lồi thực vật thân thảo một năm thuộc họ Đay, bộ Bơng, được trồng ởĐơng Nam Á.
- Đay ưa khí hậu nĩng ẩm, thích nghi sinh trưởng ở nơi địa thế bằng phẳng, cĩ đất phù sa màu mỡ, Bangladesh cĩ đồng bằng rộng lớn, khí hậu nĩng bức, lượng mưa dồi dào, rất thích hợp cho sựsinh trưởng của cây đay.
- Sợi vỏthân cây đay cĩ đặc tính hút ẩm mạnh, là nguyên liệu tốt để dệt bao đay, vải đay, dây đay. Dùng hàng dệt bằng đay để đĩng gĩi hàng hĩa, cĩ ưu điểm phịng ẩm, khơ ráo, nếu dùng để đựng lương thực, muối, đường, xi măng… đều rất thích hợp. Cịn như mái nhà kho, tường viện bảo tàng, thư viện được trang trí bằng vải đay sẽ cĩ tác dụng phịng ẩm. Vải đay cho thêm dầu lanh, chế tạo thành vải dầu, là thứ khơng thể thiếu được trên tàu thuyền. Sợi đay dễ nhuộm, thường dùng để dệt vải bạt, thảm trải sàn nhà, đồng thời cĩ thể dệt hỗn hợp với bơng, len thành vải vĩc may mặc. Hạt đay chưa 14% dầu, cĩ thể làm dầu dùng trong cơng nghiệp và y dược. Rễ đay, vụn đay cĩ thể dùng làm nguyên liệu sản xuất giấy. Lá đay non cĩ thể dùng làm rau ăn. Lá già ngâm trong ruộng nước vừa cĩ thể làm cho đất tốt hơn, vừa cĩ thể phịng trừ sâu hại.[13].
Để cĩ được sợi đay, người trồng đay phải trải qua nhiều giai đoạn:
- Từ cuối tháng 3 đến đầu tháng 4, gieo hạt đay. Hạt đay được gieo thật dày để cây mọc thẳng, thân nhỏ, khơng cĩ nhiều cành, nhánh vì cây đay nhỏ sẽ cho chất lượng vải tốt hơn.
- Sau hơn hai tháng kể từ ngày gieo hạt, người trồng đay thu hoạch cây đay. Cây đay khi thu về bỏ hết lá, ngọn rồi dựng thân cây đay xung quanh nhà từ 10 - 15 ngày cho đến khi thân cây thật khơ.
- Cây đay được bẻ đơi rồi tách vỏ ra khỏi phần lõi. Tẽ vỏ cây đay thành những sợi nhỏ, mỗi cây thường cho 8 - 12 sợi, sợi dài nhất cĩ thể dài 1,6 m. Bĩ sợi đay thành từng bĩ, dùng chân giẫm hoặc giã sợi đay để trĩc hết lớp màng bám trên vỏ cây, làm cho sợi đay mềm và sạch.
- Vỏ cây đay được tước ra thành từng sợi nhỏ và nối với nhau một cách khéo léo. Để khơng tạo thành mấu ở chỗ nối hai sợi đay được kết lại khéo léo dưới dạng bện dây. Sợi đay phải được nối dài và tuốt đều vì nĩ liên quan đến cơng đoạn dệt sau này.
- Bước tiếp theo, người ta mắc các sợi đay vào khung quay cho chúng xoắn lại thành từng cuộn.
- Để làm cho sợi đay trắng, cuộn sợi đay được luộc trong nước tro.
- Khi sợi đã chuẩn bị sợi xong, việc dệt vải sẽ được bắt đầu. Sợi đay đã được làm mềm được lên khung dệt. Khi dệt vải các nút nối sợi nằm ở mặt trên nên vải đay cĩ mặt phải, mặt trái. Cơng đoạn dệt vải cĩ thể kéo dài vài tháng trời, rất tốn cơng. Vải đay sau khi được gỡ ra từ khung dệt tiếp tục đem luộc nước tro lọc vài giờ đến khi mềm và trắng ra, sau đĩ được giặt sạch và phơi khơ, cơng việc này được làm đi làm lại nhiều lần để vải càng trắng càng đẹp.
- Vải đay tiếp tục được lăn bằng khúc gỗ và tảng đá phẳng để làm mềm, phẳng và sáng tấm vải
4.1.2. Đặc điểm của sợi gai
- Cây gai là cây bản địa của Việt Nam, đã được nhân dân ta sử dụng làm đồ may mặc rất lâu đời. Trong cuộc khai quật những ngơi mộ cổ người ta đã tìm thấy các trang phục bằng gai chơn cất hơn trăm năm vẫn cịn cĩ độ dai. --
Cây gai cịn cĩ những tên gọi khác nhau. Ví dụngười Kinh gọi cây gai là gai làm bánh, gai tuyết; người Tày gọi là trữ ma, người Thái gọi là cọpán; người Dao gọi là chiều đủ; người Trung Quốc gọi là chư ma...
- Cây gai thuộc họ Gai.
Cây thân thảo nhiều năm, đứng thẳng, thường mọc thành bụi, cao 1 - 2 m đến 2,85 m hĩa gỗ ở gốc, thân rễ kéo dài và cĩ rễ dạng củ. Thân thường khơng phân cành, đường kính 8 - 16 mm, lúc non màu xanh và cĩ lơng mềm, sau mầu nâu nhạt và hĩa gỗ. Lá đơn mọc cách, với 3 gân gốc rõ; là kèm hình đường - ngọn giáo, gốc dính lại, dài tới 1,5 cm; cuống lá dài 6 - 12cm, cĩ lơng; phiến lá hình trứng rộng, hình tam giác đến gần hình trịn, kích thước 7 - 20 x 4 - 18cm, gốc hình nêm đến gần hình tim, đầu thường cĩ mũi nhọn, mép cĩ răng cưa đến răng nhọn, mặt trên màu lục sẫm và nhẵn; mặt dưới nhẵn, cĩ lơng ép sát màu lục, hay trắng.
Hoa mọc từ thân hay ở ngọn cây là tùy thuộc vào các dịng khác nhau, cụm hoa hình chùy hay hình chùm ở nách dài 3 - 8cm, mỗi nhánh mang các đám hoa chụm lại hay tách xa nhau; chủ yếu là hoa đực với các cành hoa đực ở gốc; các cụm hoa đực thường nhỏ với 3 - 10 cụm hoa; cụm hoa cái lớn hơn, thường mang 10 - 30 hoa. Hoa đực cĩ cuống ngắn, bao hoa 3 - 5 thùy; nhị bằng số thùy. Hoa cái khơng cuống, bao hoa hình ống, 2 - 4 thùy màu xanh nhạt đến màu hồng; bầu chứa 1 nỗn, vịi mảnh và cĩ lơng một phía; núm hình sợi. Quả bế gần hình cầu, đến hình trứng, đường kính khoảng 1 mm, bao bọc bởi bao hoa tồn tại, cĩ lơng, màu vàng nâu. Hạt gần hình cầu đến hình trứng, đường kính nhỏhơn 1 mm, màu nâu đen.
Cây ưa ẩm, địi hỏi lượng mưa 100 - 140 mm; khi non hơi chịu bĩng; sinh trưởng và phát triển nhanh trong mùa mưa ẩm, đến mùa đơng cĩ hiện tượng rụng lá, hơi tàn lụi.
Để tạo sợi tốt, cây địi hỏi loại đất sét pha cát, thốt nước tốt, cĩ độ pH 5,5 - 6,5. Cây rất mẫn cảm với việc thiếu nước, nhưng cũng khơng chịu được ngập nước lâu [11]
Hình 4.1 : Cây gai xanh 4.1.3. Đặc điểm sợi dừa
- Dừa, hay cọ dừa là một lồi cây trong họ cau. Là một loại cây lớn, thân đơn trục (nhiều khi gọi là nhĩm thân cau dừa) cĩ thể cao tới 30 m, với các lá đơn xẻ thùy lơng chim 1 lần, cuống và gân chính dài 4–6 m các thùy với gân cấp 2 cĩ thể dài 60–90cm; lá kèm thường biến thành bẹ dạng lưới ơm lấy thân; các lá già khi rụng để lại vết sẹo trên thân.
- Xơ dừa là phần của vỏ trái dừa được xé ra. Loại sản phẩm này sử dụng rộng rãi trong các ngành thủ cơng mỹ nghệ hoặc dùng để phủ lên gốc của những cây trồng, giá thể (để trồng rau). Ngồi ra người ta cịn phát hiện ra rằng xơ dừa cĩ thể được dùng để xử lý nước thải rất tốt.
- Trái dừa thuộc loại quả hạch, nhân cứng. Trái gồm cĩ ba phần là ngoại quả bì (phần vỏ bên ngồi được phủ cutin), trung quả bì (xơ dừa) và nội quả bì bao gồm gáo, nước và cơm dừa [12]
- Xơ dừa được sản xuất từ nguyên liệu sợi thiên nhiên, thân thiện với mơi trường, cĩ độ đàn hồi cao, dễ tái tạo, nên được dùng rộng rãi trong các lĩnh vực dân dụng, xây dựng… do khơng gây ra bất kỳnguy cơ nào liên quan đến sức khỏe cho người sử dụng.
- Vỏ dừa dày từ 1-5cm tùy theo giống, phần cuống cĩ thể dày đến 10cm. Vỏ dừa bao gồm 30% là xơ dừa và 70% là bụi xơ dừa. Bụi xơ dừa cĩ đặc tính hút và giữẩm cao từ 400-600% so với thể tích của chính nĩ.
Thành phần chủ yếu của xơ dừa là xenlulozo (khoảng 80%) và lignin (khoảng 18%)(Xenlulozo), [C6H7O2(OH)3]n. Các phân tử xenlulozo là những chuỗi khơng phân nhánh, hợp với nhau tạo nên cấu trúc vững chắc, cĩ cường độ co dãn cao. Tập hợp nhiều phân tử thành những vi sợi cĩ thể sắp xếp thành mạch dọc, ngang hay thẳng trong màng tế bào sơ khai. Các phân tử xenlulozo được cấu tạo từ vài nghìn đơn vị b - D - glucozơ nối với nhau bởi liên kết b - 1,4 - glucozit. Sợi bơng là xenlulozo thiên nhiên tinh khiết nhất