“Khả năng xử lý của các cơ sở xử lý chất thải đang suy giảm, một số trong số đó đã ngừng hoạt động", nhóm nghiên cứu do kỹ sư cấp cao Xin Siyuan của Tập đoàn Đường sắt Nhà nước Trung Quốc đứng đầu cho biết.
Nhóm của kỹ sư Xin đã dành một năm theo dõi chặt chẽ chất lượng nước thải tại một nhà ga đường sắt cao tốc lớn ở Bắc Kinh, kết quả khiến họ rất quan ngại.
Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng mức độ của các hợp chất hữu cơ cho thấy chất thải của con người trong nhà ga cao hơn hàng trăm hoặc thậm chí hàng nghìn lần so với mức thường thấy ở những nơi khác trong hệ thống nước thải đô thị, đặc biệt là trong các ngày lễ.
“Nước thải từ nhà vệ sinh kín trên tàu hỏa có hàm lượng chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ (COD), nitơ và phốt pho cao hơn so với nước thải sinh hoạt nói chung", nhóm nghiên cứu cho biết. “Với sự gia tăng lượng nước thải từ các nhà vệ sinh kín, các cơ sở xử lý nước thải hiện tại không còn đáp ứng được các tiêu chuẩn xả thải của mạng lưới đô thị hiện tại, và điều cấp bách là phải thiết lập các cơ sở xử lý nước thải hoàn chỉnh hơn”.
Nhóm nghiên cứu cũng đã đưa ra một giải pháp khả thi cho vấn đề sử dụng vi khuẩn để phân hủy chất thải của con người hiệu quả hơn các phương pháp hiện có.
Trung Quốc xây dựng tuyến đường sắt cao tốc đầu tiên vào năm 2008, dài 100 km nối Bắc Kinh và thành phố cảng Thiên Tân với tốc độ tối đa 350 km/h.
Trong vòng chưa đầy 15 năm, chiều dài của mạng lưới đường sắt cao tốc của đất nước đã tăng lên 42.000km, đủ dài để đi vòng quanh Trái đất.
Đường sắt cao tốc hiện là phương thức vận tải phổ biến nhất cho hoạt động du lịch liên tỉnh. Chẳng hạn, tuyến đường dài 1.300 km giữa Thượng Hải và Bắc Kinh vận chuyển hơn 200 triệu hành khách mỗi năm, theo dữ liệu chính thức.
Nhà vệ sinh trên tàu cao tốc của Trung Quốc được đánh giá là sạch sẽ, rộng rãi và thường được trang bị các tiện nghi như cửa đóng mở bằng điện.
Khi các bể chứa trên tàu đầy, chất thải được bơm ra bằng máy để xử lý tại cơ sở xử lý chất thải, thường được đặt trong nhà ga đường sắt. Nhưng những nhà thiết kế ban đầu của các cơ sở này rõ ràng đã đánh giá thấp lưu lượng hành khách, theo nhóm nghiên cứu.
 |
Nhà vệ sinh trên tàu cao tốc Trung Quốc không đủ để xử lý chất thải con người do nhu cầu sử dụng quá lớn. |
Trung Quốc không phải là quốc gia duy nhất vật lộn với việc xử lý chất thải trên hệ thống đường sắt.
Hệ thống đường sắt Ấn Độ, từng bị chế giễu là “nhà vệ sinh lộ thiên lớn nhất thế giới” do vẫn xả thải thẳng xuống đường ray, được cho là đã dành một thập kỷ để trang bị nhà vệ sinh sinh học phân hủy chất thải cho tất cả các toa hành khách.
Nhưng không giống như các đoàn tàu chở khách của Ấn Độ di chuyển với tốc độ trung bình khoảng 50km/h, các đoàn tàu cao tốc của Trung Quốc không có đủ thời gian hoặc không gian để cho phép chất thải phân hủy tự nhiên trên tàu, theo nhóm của kỹ sư Xin.
Theo một số nghiên cứu, trung bình một người thải ra khoảng 128 gam phân và 1 lít nước tiểu mỗi ngày.
Mặc dù không phải tất cả hành khách đều sử dụng nhà vệ sinh, nhưng tổng lượng chất thải được tạo ra trên một chuyến tàu hoạt động gần như không ngừng nghỉ suốt cả ngày có thể là đáng kể.
Các cơ sở xử lý chất thải truyền thống thường là một tòa nhà bê tông với nhiều máy móc bên trong. Nhóm nghiên cứu cho biết những cỗ máy này rất phức tạp, không ổn định và dễ bị hỏng do yêu cầu khắc nghiệt của tuyến đường sắt cao tốc.
Các nhà nghiên cứu cho biết chất thải của con người từ các chuyến tàu có thể gây ra khủng hoảng nếu nó tràn vào hệ thống nước thải đô thị.
Ví dụ, hàm lượng chất hữu cơ và chất dinh dưỡng cao như nitơ và phốt pho trong chất thải của con người có thể gây ra hiện tượng phú dưỡng nếu chúng xâm nhập vào các vùng nước, dẫn đến sự phát triển quá mức của tảo có thể làm cạn kiệt lượng oxy trong nước và gây hại cho đời sống thủy sinh.
Chất thải của con người chưa được xử lý cũng có thể chứa các mầm bệnh có hại như vi khuẩn, vi rút và ký sinh trùng, gây bùng phát các bệnh truyền nhiễm.
Theo báo cáo, nhóm dự án đã dành hơn 3 tháng trong phòng thí nghiệm để thử nghiệm nhiều loại mẫu chất thải được thu thập từ nhà ga tàu cao tốc để tìm ra giải pháp hiệu quả về chi phí cho vấn đề tế nhị này.
Họ phát hiện ra rằng bằng cách nuôi cấy vi khuẩn trên bề mặt của một tấm nhựa và sau đó cho chúng tiếp xúc với nước thải có thể tạo ra sự tiếp xúc nhiều hơn giữa vi khuẩn và chất hữu cơ trong nước thải. Ngược lại, các phương pháp xử lý nước thải sinh học cũ dựa vào vi khuẩn lơ lửng trong nước để phân hủy chất hữu cơ.
Nhóm nghiên cứu cho biết phương pháp của họ có thể loại bỏ tới 95% một số chất ô nhiễm hữu cơ chính như nitơ amoniac, ngay cả trong giờ cao điểm.
Theo nhóm nghiên cứu, một số nhà cung cấp thương mại đã phát triển sản phẩm dựa trên phương pháp của họ. Các sản phẩm hứa hẹn nhất bao gồm các thiết bị tất cả trong một có thể lắp đặt dễ dàng trong nhà ga.
Các thiết bị xử lý chất thải mới kết hợp nhiều quy trình xử lý nước thải thành một đơn vị duy nhất, cho phép xử lý nước thải hiệu quả hơn. Theo nhóm nghiên cứu, chúng có thể được điều khiển từ xa hoặc vận hành độc lập bằng AI.
“Thiết bị có kích thước nhỏ, có thể được lắp đặt dưới lòng đất hoặc trên mặt đất, dễ lắp đặt và có vẻ ngoài dễ nhìn", nhóm nghiên cứu cho biết.
