Vi xử lý từ tính Archives - ThienNhien.Net | Con người và Thiên nhiên

Khoa học - công nghệ

Máy tính tương lai sẽ tiêu thụ ít năng lượng hơn 1 triệu lần

Thùy Dung -

14/07/2011

Trên Facebook

ThienNhien.Net

3 giờ trước

PHÍA SAU MÙI CLOTrong một nhà máy nước, clo được đưa vào không phải để làm nước trong hơn mà để xử lý phần nguy hiểm mắt thường không nhìn thấy: vi khuẩn, virus và nhiều vi sinh vật có thể gây bệnh. Khi hòa vào nước, clo tạo ra các dạng có khả năng oxy hóa mạnh, đặc biệt là acid hypochlorous, giúp bất hoạt vi sinh vật. Một lượng clo dư nhỏ thường được duy trì khi nước đi vào mạng lưới đường ống để tiếp tục bảo vệ nước trên đường đến vòi của các gia đình. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) cho biết nước uống đã khử trùng thường có clo ở khoảng 0,2–1 mg/L, thấp hơn nhiều so với giá trị hướng dẫn sức khỏe 5 mg/L.Nhưng phản ứng hóa học không dừng lại sau khi vi sinh vật bị tiêu diệt. Nước sông, hồ hay hồ chứa luôn mang theo một lượng vật chất hữu cơ tự nhiên sinh ra từ đất, lá cây, tảo và xác sinh vật phân hủy. Khi clo gặp những hợp chất hữu cơ ấy, hàng loạt chất mới có thể hình thành. Chúng được gọi chung là sản phẩm phụ của quá trình khử trùng, hay DBPs (disinfection by-products). Hai nhóm được quan tâm và theo dõi nhiều nhất trong nước khử trùng bằng clo là trihalomethanes (THMs) và haloacetic acids (HAAs).Tên gọi nghe khá xa lạ, nhưng phản ứng tạo ra chúng lại diễn ra trong một hệ thống cấp nước hết sức bình thường. Hàm lượng chất hữu cơ trong nước nguồn càng lớn, điều kiện phản ứng càng thuận lợi thì khả năng hình thành DBPs càng đáng chú ý; bromide có sẵn trong nước còn có thể tham gia tạo nên các hợp chất chứa brom. Chloroform – một chất nhiều người từng nghe tên – chính là thành viên phổ biến của nhóm THMs trong nước được khử trùng bằng clo.Sự hiện diện của DBPs đặt ngành cấp nước trước một bài toán thú vị. Khử trùng quá yếu có thể để lại nguy cơ tức thời từ mầm bệnh; nhưng quá trình xử lý và vận hành cũng cần hạn chế sự hình thành những sản phẩm phụ không mong muốn. Một số DBPs được quan tâm vì phơi nhiễm ở mức cao trong thời gian dài có thể làm tăng nguy cơ đối với sức khỏe. Vì vậy, các hệ thống quản lý nước uống không chỉ kiểm soát clo mà còn theo dõi những nhóm như THMs và HAAs. Chẳng hạn, quy định của Hoa Kỳ đặt giới hạn đối với tổng THMs và năm loại HAA thường gặp trong nước cấp.Cách giải quyết không phải là đơn giản bỏ clo ra khỏi quy trình. Các nhà máy có thể giảm lượng vật chất hữu cơ trước khi khử trùng, tối ưu liều clo, thời gian tiếp xúc, vị trí châm hóa chất và điều kiện vận hành mạng lưới; một số hệ thống còn sử dụng những phương pháp khử trùng hoặc chất khử trùng khác ở từng công đoạn. WHO nhấn mạnh một nguyên tắc: việc giảm các sản phẩm phụ không được đánh đổi bằng hiệu quả khử trùng. Nguy cơ vi sinh vật trong nước vẫn phải được kiểm soát trước tiên.Vì thế, đôi khi ngửi thấy một chút mùi clo trong nước máy không có nghĩa là nước đang chứa quá nhiều hóa chất, cũng như nước hoàn toàn không có mùi chưa chắc đã tốt hơn. Phía sau một cốc nước từ vòi là cả một bài toán hóa học làm sao đủ chất khử trùng để ngăn mầm bệnh, nhưng đồng thời phải kiểm soát những phản ứng mà chính quá trình khử trùng có thể tạo ra. Nước sạch hóa ra không phải là nước không có hóa chất. Đó là nước mà các rủi ro hóa học và sinh học đều được hiểu, kiểm soát và giữ ở mức an toàn.#nuoc #clo #khutrungnuoc #ChatLuongNuoc #hoahocnuoc #suckhoemoitruong #PanNature ... Xem thêmThu nhỏ

Photo

Xem trên Facebook

ThienNhien.Net

1 ngày trước

NITRATE TRONG NƯỚCNitrate (NO₃⁻) là một dạng của nitrogen, nguyên tố không thể thiếu đối với sự sống. Cây cần nitrogen để tạo protein và phát triển, vì thế các loại phân đạm đã góp phần rất lớn vào việc nâng cao năng suất nông nghiệp. Trong tự nhiên, nitrate cũng hình thành qua chu trình nitrogen trong đất. Vấn đề xuất hiện khi lượng nitrogen đưa vào môi trường vượt quá khả năng cây trồng và hệ sinh thái hấp thụ. Nitrate rất dễ hòa tan trong nước, có thể theo nước mưa và nước tưới thấm qua đất rồi đi xuống các tầng nước ngầm.Bởi vậy, nitrate trong nước thường mang theo cả câu chuyện về cách con người sử dụng đất phía trên. Phân bón hóa học, phân gia súc, nước thải và hệ thống vệ sinh không bảo đảm đều có thể góp phần làm tăng nitrate trong nguồn nước. Khác với sắt khiến nước chuyển vàng hay một số chất gây mùi khó chịu, nitrate ở nồng độ đáng lo ngại vẫn có thể tồn tại trong một cốc nước hoàn toàn trong, không màu và không có mùi vị khác thường.Nitrate bản thân tương đối ít độc, nhưng một phần có thể được chuyển thành nitrite (NO₂⁻) trong cơ thể. Nitrite có khả năng biến đổi hemoglobin (phân tử vận chuyển oxy trong máu) thành methemoglobin, dạng không còn vận chuyển oxy hiệu quả. Trẻ dưới sáu tháng tuổi đặc biệt nhạy cảm với quá trình này. Khi lượng methemoglobin tăng cao, trẻ có thể thiếu oxy, khó thở và da chuyển màu xanh tím, tình trạng thường được gọi là hội chứng trẻ sơ sinh tím tái hay methemoglobinemia.Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) hiện đưa ra giá trị hướng dẫn 50 mg/L đối với nitrate và 3 mg/L đối với nitrite, tính theo chính ion nitrate và nitrite. Các giá trị này được xây dựng trước hết nhằm bảo vệ trẻ nhỏ khỏi methemoglobinemia. Cũng cần cẩn thận khi đọc kết quả xét nghiệm, bởi một số tiêu chuẩn lại biểu thị nitrate dưới dạng “nitrogen”; chẳng hạn 10 mg/L nitrate-nitrogen tương đương khoảng 44 mg/L nitrate. Hai con số nhìn rất khác nhau nhưng thực chất có thể đang nói về gần cùng một lượng chất.Các nhà khoa học còn đang nghiên cứu những ảnh hưởng lâu dài của việc tiếp xúc với nitrate qua nước uống, trong đó có khả năng hình thành các hợp chất N-nitroso trong cơ thể và mối liên hệ với một số loại ung thư, dị tật bẩm sinh hay bệnh mạn tính. Một tổng quan hệ thống mới của EPA cho thấy bằng chứng dịch tễ học đối với một số nhóm bệnh đang ngày càng được quan tâm, nhưng mức độ nhất quán giữa các nghiên cứu vẫn khác nhau. Vì vậy, không nên biến nitrate thành một câu chuyện gây hoảng sợ. Đây trước hết là một chỉ dấu rất hữu ích cho thấy những gì chúng ta làm trên mặt đất cuối cùng có thể đi vào nguồn nước bên dưới.Nếu asen cho thấy rằng thiên nhiên đôi khi tự tạo ra chất độc trong nước, nitrate lại kể câu chuyện theo chiều ngược lại. Một nguyên tố vốn thiết yếu cho cây cối có thể trở thành vấn đề khi con người đưa quá nhiều vào môi trường. Nước ngầm, theo nghĩa đó, không tách biệt khỏi đồng ruộng, chuồng trại hay khu dân cư phía trên nó. Những gì chúng ta để lại trên đất có thể nhiều năm sau xuất hiện trong chính chiếc giếng mà chúng ta uống nước mỗi ngày.#Nuoc #Nitrate #Nitrite #NuocNgam #ChatLuongNuoc #NongNghiep #SucKhoeMoiTruong #PanNature ... Xem thêmThu nhỏ

Photo

Xem trên Facebook

ThienNhien.Net

2 ngày trước

ASEN TỪ LÒNG ĐẤTMột chiếc giếng khoan giữa làng, xung quanh không có nhà máy, không có mỏ khai khoáng, cũng chẳng thấy dòng nước thải nào chảy qua. Nước bơm lên trông vẫn trong. Thế nhưng khi đem phân tích, trong đó có thể xuất hiện một chất độc đáng ngại: asen. Điều khiến câu chuyện này khác với nhiều dạng ô nhiễm nước khác là thủ phạm đôi khi không phải con người. Asen vốn tồn tại tự nhiên trong vỏ Trái đất và có thể được giải phóng từ trầm tích vào nước ngầm trong những điều kiện địa hóa nhất định.Ở các đồng bằng trẻ được bồi đắp bởi phù sa, câu chuyện còn thú vị hơn. Asen có thể gắn với các khoáng vật chứa sắt trong trầm tích. Khi vật chất hữu cơ bị vi sinh vật phân hủy trong môi trường thiếu oxy, các khoáng vật sắt có thể bị khử và hòa tan, đồng thời giải phóng asen vào nước. Vì thế, sắt và asen đôi khi cùng xuất hiện trong câu chuyện hóa học của nước ngầm. Nước giếng có nhiều sắt dễ để lại màu vàng nâu sau khi tiếp xúc với không khí, nhưng dấu hiệu ấy không cho phép chúng ta đoán chính xác nước có bao nhiêu asen.Việt Nam là một trong những nơi câu chuyện này đã được nghiên cứu khá kỹ. Năm 2001, một nghiên cứu về nước ngầm tại Hà Nội và các vùng nông thôn lân cận ở đồng bằng sông Hồng ghi nhận nồng độ asen trong các giếng khoan của hộ gia đình dao động rất rộng, từ 1 đến 3.050 microgam/lít, với giá trị trung bình 159 microgam/lít. Ở một khu vực bị ảnh hưởng nặng, nước ngầm được sử dụng trực tiếp làm nước uống có nồng độ trung bình tới 430 microgam/lít. Những con số này cho thấy ngay cả các giếng nằm không quá xa nhau cũng có thể có chất lượng hóa học rất khác nhau.Để hình dung mức độ, giá trị hướng dẫn hiện nay của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đối với asen trong nước uống là 10 microgam/lít, hay 0,01 mg/lít. Đây còn được WHO coi là một giá trị hướng dẫn tạm thời, bởi nguy cơ ở mức phơi nhiễm thấp vẫn có những bất định và việc loại bỏ asen xuống nồng độ rất thấp không phải lúc nào cũng đơn giản. WHO khuyến nghị nồng độ asen nên được giữ thấp nhất có thể trong thực tế.Điều đáng lo ngại không phải là uống một cốc nước rồi lập tức bị ngộ độc, mà là phơi nhiễm kéo dài trong nhiều năm. Asen vô cơ trong nước uống có liên hệ nhân quả với nguy cơ gia tăng ung thư da, phổi, bàng quang và thận, cùng nhiều tổn thương da và những ảnh hưởng sức khỏe khác. Chính tác động lâu dài này khiến asen trở thành một vấn đề đặc biệt của nước ngầm: con người có thể sử dụng một nguồn nước quen thuộc trong thời gian rất lâu mà không nhận ra rủi ro nếu chưa từng xét nghiệm.Câu chuyện còn chưa kết thúc ở đó. Các nghiên cứu tại đồng bằng sông Hồng cho thấy việc khai thác nước ngầm mạnh có thể làm thay đổi dòng chảy giữa các tầng chứa nước và tạo điều kiện cho nước trẻ hơn, cùng các chất hòa tan trong đó, dịch chuyển xuống sâu. Nói cách khác, chất lượng nước ngầm không chỉ do địa chất quyết định từ hàng nghìn năm trước mà cách con người khai thác nước hôm nay cũng có thể làm thay đổi hệ thống ấy.Asen cho chúng tác thấy được bài học là tự nhiên không phải lúc nào cũng đồng nghĩa với an toàn. Một nguồn nước có thể không hề nhận nước thải công nghiệp nhưng vẫn chứa những chất không nên có trong nước uống. Muốn biết một cốc nước thực sự có gì, đôi khi mắt, mũi và vị giác đều không đủ. Chúng ta cần đến hóa học.#nuoc #asen #nuocngam #ChatLuongNuoc #KhoaHocMoiTruong #suckhoemoitruong #PanNature ... Xem thêmThu nhỏ

Photo

Xem trên Facebook

ThienNhien.Net

3 ngày trước

HAI MẶT CỦA FLUORIDENếu để ý tuýp kem đánh răng trong nhà, rất có thể bạn sẽ thấy chữ fluoride trên nhãn. Chất quen thuộc ấy không chỉ có trong kem đánh răng. Fluoride, hay ion fluorua, tồn tại tự nhiên trong đất đá và có thể hòa tan vào nước khi nước đi qua các lớp địa chất. Phần lớn nguồn nước tự nhiên chỉ chứa một lượng nhỏ, nhưng ở một số vùng, đặc biệt nơi nước ngầm tiếp xúc lâu với những loại đá giàu fluor, hàm lượng có thể cao hơn đáng kể.Fluoride nổi tiếng trước hết vì khả năng giúp bảo vệ răng. Khi hiện diện ở mức thích hợp, nó hỗ trợ quá trình tái khoáng hóa men răng và làm bề mặt răng bền hơn trước tác động của acid do vi khuẩn trong mảng bám tạo ra. Đây là lý do fluoride được sử dụng rộng rãi trong kem đánh răng và, ở một số quốc gia, được điều chỉnh ở mức phù hợp trong nước cấp nhằm phòng ngừa sâu răng. Tác dụng bảo vệ này chủ yếu diễn ra ngay trên bề mặt răng chứ không đơn giản là uống fluoride để răng chắc hơn.Nhưng fluoride cũng là một ví dụ rất hay cho một nguyên tắc cơ bản của độc chất học: tác động của một chất phụ thuộc rất nhiều vào liều lượng và mức phơi nhiễm. Trẻ nhỏ hấp thụ quá nhiều fluoride trong giai đoạn răng đang hình thành có thể bị nhiễm fluor men răng. Ở mức nhẹ, biểu hiện có thể chỉ là những vệt hoặc đốm trắng nhỏ trên men răng. Khi phơi nhiễm cao hơn, những thay đổi trên men răng trở nên rõ rệt hơn.Nếu lượng fluoride hấp thụ quá cao và kéo dài nhiều năm, vấn đề không còn dừng ở răng. Fluoride có thể tích tụ trong xương, dẫn tới nhiễm fluor xương, làm thay đổi cấu trúc xương và trong những trường hợp nặng có thể gây cứng khớp, biến dạng xương và hạn chế vận động. Những tình trạng này được ghi nhận đặc biệt tại các khu vực sử dụng nước ngầm vốn có hàm lượng fluoride tự nhiên cao.Bởi vậy, Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đưa ra giá trị hướng dẫn 1,5 mg fluoride trong một lít nước uống. Đây không phải ranh giới kỳ diệu mà cứ thấp hơn là hoàn toàn tốt, cao hơn lập tức trở thành độc, bởi lượng fluoride một người thực sự hấp thụ còn đến từ thức ăn, đồ uống, sản phẩm chăm sóc răng miệng và phụ thuộc cả vào lượng nước uống mỗi ngày. Nhưng con số 1,5 mg/L là một mốc quan trọng trong quản lý chất lượng nước, nhất là đối với những cộng đồng phụ thuộc nhiều vào nước ngầm.Câu chuyện của fluoride vì thế thú vị ở chỗ nó không vừa vặn với cách chia đơn giản thành “chất tốt” và “chất độc”. Cùng một ion có thể góp phần bảo vệ răng ở mức phơi nhiễm phù hợp, nhưng lại để lại dấu vết trên răng và xương khi con người tiếp xúc quá nhiều trong thời gian dài. Hóa học của nước có rất nhiều câu chuyện như vậy. Và ở bài tiếp theo, chúng ta sẽ gặp một nguyên tố khó chịu hơn nhiều: asen – một chất có thể đi vào nước ngầm hoàn toàn từ tự nhiên, dù quanh đó chẳng hề có một nhà máy nào.#Nuoc #Fluoride #ChatLuongNuoc #NuocNgam #KhoaHocMoiTruong #SucKhoeMoiTruong #PanNature ... Xem thêmThu nhỏ

Photo

Xem trên Facebook

ThienNhien.Net

4 ngày trước

TRONG NƯỚC CÓ GÌ?Một cốc nước trong veo đặt trước mặt thường gợi cho chúng ta một thứ rất đơn giản: H₂O. Nhưng nước trong tự nhiên gần như không bao giờ chỉ có những phân tử nước. Từ lúc rơi xuống thành mưa, thấm qua đất, len qua các khe đá rồi tích tụ trong tầng nước ngầm, nước liên tục hòa tan và mang theo một phần vật chất mà nó gặp. Bởi vậy, một cốc nước đôi khi cũng chứa trong đó dấu vết của cả vùng đất mà nó đã đi qua.Phổ biến nhất là các ion hòa tan như calcium, magnesium, sodium, potassium, bicarbonate, chloride hay sulfate. Nước chảy qua vùng đá vôi thường nhận thêm calcium và magnesium; ở những điều kiện địa chất khác, thành phần khoáng lại thay đổi. Chính những khác biệt này góp phần tạo nên vị của nước và khái niệm chúng ta thường nghe là nước cứng hay nước mềm. Độ cứng chủ yếu liên quan đến calcium và magnesium, chứ không đồng nghĩa với nước bẩn. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) cũng không đặt ra giới hạn sức khỏe cho độ cứng ở mức thường gặp trong nước uống.Calcium và magnesium thậm chí còn là những khoáng chất thiết yếu đối với cơ thể. Phần lớn nhu cầu của chúng ta được cung cấp từ thức ăn, nhưng nước uống cũng có thể đóng góp một phần, đặc biệt ở những nơi nguồn nước có hàm lượng khoáng tương đối cao. Vì thế, “càng ít khoáng càng tốt” không phải là một nguyên tắc đúng cho mọi loại nước. WHO từng dành riêng một báo cáo để xem xét vai trò dinh dưỡng và những ảnh hưởng sức khỏe có thể có của calcium và magnesium trong nước uống.Một chỉ số khác thường xuất hiện trên nhãn nước đóng chai hay thiết bị đo chất lượng nước là TDS, viết tắt của tổng chất rắn hòa tan. TDS cho biết tổng lượng các chất hòa tan trong nước, nhưng bản thân con số này không nói cho chúng ta biết những chất đó là gì. Hai mẫu nước có cùng TDS có thể có thành phần hóa học rất khác nhau. Vì thế, TDS không phải một thang điểm đơn giản để kết luận nước càng có TDS thấp thì càng sạch hay càng tốt. WHO không coi TDS ở các mức thường gặp trong nước uống là một vấn đề sức khỏe cần đặt giá trị hướng dẫn riêng.Đôi khi những chất hòa tan còn để lại dấu vết mà mắt thường có thể nhận ra. Ai từng dùng nước giếng có thể đã gặp cảnh nước mới bơm lên khá trong, nhưng để một lúc lại chuyển vàng nâu hoặc để lại vệt màu trên dụng cụ chứa nước. Một nguyên nhân phổ biến là sắt hòa tan trong nước ngầm bị oxy hóa khi tiếp xúc với không khí. Mangan cũng có thể xuất hiện tự nhiên trong nước ngầm và gây cặn hoặc những vệt sẫm màu. Với sắt, WHO không đặt giá trị hướng dẫn dựa trên sức khỏe ở nồng độ thông thường vì vấn đề thường xuất hiện trước hết ở màu, vị và khả năng gây ố. Mangan lại phức tạp hơn: đây vừa là nguyên tố vi lượng thiết yếu, vừa có thể trở thành mối quan tâm sức khỏe nếu phơi nhiễm qua nước ở mức cao trong thời gian dài.Và đó mới chỉ là phần dễ thấy của hóa học nước. Trong một cốc nước còn có thể hiện diện những chất với lượng cực nhỏ nhưng đáng quan tâm hơn nhiều, từ fluoride, nitrate và asen cho tới các nguyên tố phóng xạ tự nhiên. Một số cần thiết cho cơ thể ở lượng nhỏ, một số trở nên có hại khi vượt ngưỡng, một số khác tốt nhất không nên có trong nước uống. Vì vậy, hiểu chất lượng nước không phải là đi tìm một thứ H₂O tuyệt đối tinh khiết, mà là hiểu trong nước có gì, ở dạng nào và với nồng độ bao nhiêu. Các bài viết trong tuần này sẽ lần lượt mở chiếc hộp hóa học tưởng như trong suốt ấy.#Nuoc #ChatLuongNuoc #KhoaHocMoiTruong #NuocNgam #KhoangChat #SucKhoeMoiTruong #PanNature ... Xem thêmThu nhỏ

Photo

Xem trên Facebook

Tag: Vi xử lý từ tính

Máy tính tương lai sẽ tiêu thụ ít năng lượng hơn 1 triệu lần