Tàu cao tốc Trung Quốc bùng nổ dẫn đến cuộc khủng hoảng chất thải của người trên hệ thống đường sắt cao tốc ở nước này.
“Khả năng của các cơ sở xử lí chất thải của mạng lưới đường sắt đang suy giảm, một số đã ngừng hoạt động” – nhóm nghiên cứu do kỹ sư cấp cao Xin Siyuan của Tập đoàn Đường sắt Trung Quốc đứng đầu cho biết trong một bài báo đăng trên tạp chí Thiết kế Tiêu chuẩn Đường sắt ngày 24.5.
Nhóm của Xin cho biết sau một năm theo dõi chặt chẽ chất lượng nước thải tại một nhà ga đường sắt cao tốc lớn ở Bắc Kinh, họ vô cùng lo lắng về kết quả.
Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng mức độ các hợp chất hữu cơ trong chất thải của con người ở 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 có hàm lượng chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ, nitơ và phốt pho cao hơn so với nước thải sinh hoạt nói chung” – nhóm của Xin viết.
Họ nói thêm: “Với sự gia tăng lượng nước thải từ các nhà vệ sinh kín, các cơ sở xử lí nước thải hiện tại không còn đáp ứng được các tiêu chuẩn xả thải của mạng lưới đô thị, và điều cấp bách là phải thiết lập các cơ sở xử lí nước thải hoàn chỉnh hơn”.
Nhóm nghiên cứu cũng đã đưa ra một giải pháp khả thi là sử dụng vi khuẩn để phân hủy chất thải của con người, hiệu quả hơn các phương pháp hiện có.
Khủng hoảng bất ngờ
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 Trung Quốc đã tăng lên 42.000 km – đủ dài để đi vòng quanh hành tinh.
Đường sắt cao tốc hiện là phương thức vận tải phổ biến nhất cho 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.
Nhà vệ sinh trên tàu cao tốc của Trung Quốc sạch sẽ, rộng rãi và thường được trang bị các tiện nghi như cửa đóng mở bằng điện.
Khi các bể thu gom trên tàu đầy, chất thải được bơm ra bằng máy để xử lí tại cơ sở xử lí chất thải, thường được đặt trong nhà ga đường sắt.
Nhưng những nhà thiết kế ban đầu của những cơ sở này rõ ràng đã đánh giá thấp lưu lượng hành khách.
Trung Quốc không phải là quốc gia duy nhất vật lộn với thách thức chất thải con người trên tàu hỏa.
Đường sắt Ấn Độ – từng bị chế giễu là “nhà vệ sinh lộ thiên lớn nhất thế giới” vì hành vi xả chất thải thẳng xuống đường ray – được cho là đã dành một thập kỷ để trang bị cho tất cả các toa hành khách nhà vệ sinh sinh học phân hủy chất thải của con người.
Nhưng không giống như các đoàn tàu chở khách của Ấn Độ di chuyển với tốc độ trung bình khoảng 50 km/h, các đoàn tàu cao tốc của Trung Quốc không có đủ thời gian hoặc không gian để chất thải phân hủy tự nhiên trên tàu, theo nhóm của Xin.
Theo một số nghiên cứu, trung bình một người thải ra khoảng 128 gram 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 trên một chuyến tàu hoạt động gần như không ngừng nghỉ suốt cả ngày là rất lớn.
Các cơ sở xử lí chất thải truyền thống thường là một tòa nhà bê tông với nhiều máy móc bên trong. Nhóm của Xin 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.
Chất thải của con người từ các chuyến tàu có thể gây ra vấn đề nếu nó tràn vào hệ thống nước thải đô thị.
Ví dụ, hàm lượng nitơ và phốt pho cao trong chất thải của con người có thể gây ra hiện tượng phì dưỡng nếu chúng xâm nhập vào các vùng nước, dẫn đến sự phát triển quá mức của tảo, có thể làm cạn kiệt lượng ôxy trong nước và gây hại cho đời sống thủy sinh.
Chất thải của con người chưa được xử lí cũng có thể chứa các mầm bệnh có hại như vi khuẩn, virus và kí sinh trùng, có thể gây bùng phát các bệnh truyền nhiễm.
Kết quả hứa hẹn
Nhóm dự án đã dành hơn ba tháng trong phòng thí nghiệm để thử nghiệm nhiều loại mẫu chất thải được thu thập từ nhà ga nhằm tìm ra giải pháp hiệu quả về chi phí cho việc xử lí chất thải của mạng lưới đường sắt.
Nhóm đã sử dụng kết hợp nhiều loại vi sinh vật được tuyển chọn đặc biệt về khả năng phân hủy chất hữu cơ và loại bỏ nitơ khỏi nước thải.
Chúng bao gồm các vi khuẩn ôxy hóa amoniac chuyển đổi amoniac thành nitrit, sau đó được chuyển thành nitrat bởi một loại vi khuẩn khác gọi là vi khuẩn ôxy hóa nitrit.
Nhóm cũng sử dụng vi khuẩn khử nitrat, giúp chuyển hóa nitrat thành khí nitơ, sau đó được giải phóng vào khí quyển.
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 thời gian giao thông đường sắt cao điểm.
Theo nhóm nghiên cứu, một số nhà cung cấp thương mại đã phát triển sản phẩm dựa trên phương pháp của nhóm. Các sản phẩm hứa hẹn nhất bao gồm các thiết bị có thể lắp đặt dễ dàng trong nhà ga, cho phép xử lí nước thải hiệu quả hơn.
T.P