ทีมนักวิจัยจาก ETH Zurich ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ และสถาบัน Max Planck เพื่อการวิจัยโพลีเมอร์ ประเทศเยอรมนี ได้ค้นพบความสำเร็จอันยิ่งใหญ่ เพื่อแก้ปัญหาการขาดแคลนน้ำและมลพิษ ด้วยการควบคุมพลังของหมอก ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีล้ำสมัยที่เปลี่ยนหมอกให้เป็นน้ำที่สะอาดและดื่มได้ ในขณะเดียวกันก็ทำให้หมอกบริสุทธิ์จากมลพิษไปพร้อมๆ กัน นวัตกรรมเพื่อสังคม (Social Innovation) นี้ ไม่เพียงแต่นำเสนอวิธีแก้ปัญหาการขาดแคลนน้ำอย่างยั่งยืนเท่านั้น แต่ยังมีส่วนช่วยในการรักษาสิ่งแวดล้อมอีกด้วย
แกนหลักของเทคโนโลยีที่ปฏิวัติวงการนี้อยู่ที่โครงตาข่ายนาโนลดความเสี่ยงที่ละอองน้ำจะปลิวไปตามลม และถูกเคลือบอย่างชาญฉลาดด้วยส่วนผสมเฉพาะของโพลีเมอร์และไทเทเนียมไดออกไซด์ การผสมผสานที่เป็นเอกลักษณ์นี้มีวัตถุประสงค์สองประการ นั่นคือการจับหยดน้ำจากหมอกอย่างมีประสิทธิภาพและส่งต่อไปยังภาชนะรวบรวมอย่างรวดเร็วก่อนที่ลมจะพัดกระจายออกไป ในขณะเดียวกัน ไทเทเนียมไดออกไซด์มีบทบาทสำคัญในกระบวนการทางเคมีที่จะสลายโมเลกุลของสารมลพิษอินทรีย์ที่พบในหยดน้ำ ส่งผลให้น้ำที่ได้สะอาดและปลอดภัยต่อการอุปโภคและบริโภค
จะเห็นได้ว่ามันทำงานตามหลักการง่ายๆ ที่มีมาก่อนหน้านี้นานแล้วนั่นคือ โครงตาข่ายที่ถักทออย่างละเอียดยิบถูกแขวนในแนวตั้ง เมื่อลมพัดผ่าน ละอองหมอกเล็กๆ จะเกาะติดตาข่าย เมื่อเวลาผ่านไป หยดน้ำจะมีขนาดใหญ่ขึ้นและหนักมากจนแรงโน้มถ่วงดึงมันร่วงหล่นลงมา น้ำจะถูกรวบรวมไว้ในรางน้ำที่อยู่ด้านล่าง จากข้อมูลของทีมนักวิจัย ด้วยวิธีนี้ สามารถรับน้ำได้หลายร้อยลิตรในหนึ่งวันด้วยเครื่องกำจัดหมอกที่มีขนาดเพียงไม่กี่ตารางเมตร สำหรับภูมิภาคที่มีฝนหรือน้ำจากแหล่งน้ำเพียงเล็กน้อย แต่มีหมอกเกิดขึ้นทั่วไป นี่จึงเรื่องดี แต่ปัญหาคืออนุภาคสิ่งสกปรกในอากาศก็ถูกจับไปกับน้ำด้วย โดยเฉพาะในเมืองใหญ่หลายแห่งในโลก อากาศมีมลพิษหนาแน่นจนน้ำที่ได้จากหมอกไม่สะอาดพอที่จะนำไปใช้ดื่มหรือปรุงอาหารโดยไม่ผ่านการบำบัด ด้วยเหตุนี้ทีมนักวิจัยจึงพัฒนาวิธีการรวบรวมน้ำจากหมอกและทำให้น้ำบริสุทธิ์ไปพร้อมๆ กัน และนั่นคือเหตุผลที่ทำให้เทคโนโลยีนี้กลายเป็นนวัตกรรมเพื่อสังคมอย่างแท้จริง
เมื่อติดตั้งแล้ว เทคโนโลยีต้องการการบำรุงรักษาเพียงเล็กน้อยหรือไม่ต้องเลย ยิ่งไปกว่านั้น ไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานใดๆ นอกจากการใช้รังสียูวีในปริมาณเล็กน้อยแต่สม่ำเสมอเพื่อสร้างตัวเร่งปฏิกิริยาขึ้นมาใหม่ แสงแดดเพียงครึ่งชั่วโมงก็เพียงพอที่จะกระตุ้นไททาเนียมออกไซด์อีกครั้ง ให้มีประสิทธิภาพต่อไปอีก 24 ชั่วโมง
โดยหลังจากกระตุ้นการใช้งานด้วยรังสียูวี ตัวเร่งปฏิกิริยาจะยังคงทำงานเป็นเวลานานในความมืด โดยทีมนักวิจัยระบุว่า เนื่องจากช่วงที่มีแสงแดดมักไม่ค่อยพบในบริเวณที่มักมีหมอก ด้วยคุณสมบัติที่เรียกว่าหน่วยความจำโฟโตแคตาไลติกจะช่วยให้แน่ใจว่านวัตกรรมนี้จะทำงานเมื่อท้องฟ้ามืดครึ้มและในเวลากลางคืนจึงถือเป็นคุณสมบัติของเทคโนโลยีนี้ที่โดดเด่นและมีประโยชน์อย่างมาก
น่ายินดีที่ความพยายามในการทำงานร่วมกันของทีมนักวิจัยได้ผลลัพธ์ที่น่าอัศจรรย์ การทดสอบอย่างเข้มงวดทั้งในห้องปฏิบัติการและในโรงงานนำร่องขนาดเล็กในเมืองซูริก ได้แสดงให้เห็นถึงความสามารถของระบบโดยเฉพาะอย่างยิ่ง โครงตาข่ายสามารถเก็บเกี่ยวปริมาณน้ำได้ 8% จากหมอก และกำจัดสารประกอบที่เป็นอันตรายถึง 94% ที่อาจทำให้น้ำไม่สามารถดื่มได้หรือไม่เหมาะสมสำหรับการใช้งานต่างๆ ซึ่งรวมถึงการสลายละอองน้ำมันดีเซลละเอียดอย่างมีประสิทธิภาพ และการกำจัดสารออกฤทธิ์ของฮอร์โมนบิสฟีนอล เอ (สารเคมีที่ใช้ผลิตพลาสติก)
ที่สำคัญ ศักยภาพของเทคโนโลยีนี้ยังขยายไปไกลกว่าการแปลงหมอกให้เป็นน้ำ โดยในหอทำความเย็นอุตสาหกรรม ซึ่งโดยปกติไอน้ำจะกระจายออกสู่ชั้นบรรยากาศ แต่ด้วยนวัตกรรมนี้สามารถนำมาใช้เพื่อนำน้ำกลับมาใช้ใหม่และทำให้น้ำบริสุทธิ์ก่อนที่จะปล่อยออกมา ทำให้อุตสาหกรรมต่างๆ สามารถจัดการน้ำอย่างมีความรับผิดชอบมากขึ้น
ศักยภาพที่ก้าวหน้าของเทคโนโลยี “จากหมอกสู่น้ำ” ไม่ได้จำกัดอยู่เพียงในห้องปฏิบัติการเท่านั้น ด้วยความสามารถในการทำงานอย่างมีประสิทธิภาพในประเทศที่มักเกิดหมอกหนา เช่น เปรู โบลิเวีย ชิลี โมร็อกโก และโอมาน ตลอดจนพื้นที่ในชนบทอื่นๆ ทั่วโลกที่มีฝนตกน้อยหรือแหล่งน้ำน้อย แต่มักพบเจอหมอกอยู่ทุกเมื่อเชื่อวัน นวัตกรรมนี้จะนำน้ำสะอาดที่สามารถดื่มได้ไปยังพื้นที่เหล่านั้นที่ประสบปัญหาการขาดแคลนน้ำดื่มสะอาด นี่จึงเป็นสัญญาณแห่งความหวังอันเรืองรองสำหรับอนาคตที่ยั่งยืนของมนุษยชาติ
ขอปรบมือดังๆ ให้กับความพยายามร่วมกันของ ETH Zurich และสถาบัน Max Planck เพื่อการวิจัยโพลีเมอร์ ได้นำไปสู่นวัตกรรมที่ก้าวล้ำซึ่งเปลี่ยนหมอกที่ปนเปื้อนให้กลายเป็นทรัพยากรที่มีคุณค่า นั่นคือน้ำที่สะอาดและดื่มได้ ถือเป็นคำมั่นสัญญาอันยิ่งใหญ่ในการจัดการกับความท้าทายในการขาดแคลนน้ำพร้อมทั้งสนับสนุนความรับผิดชอบต่อสิ่งแวดล้อม ด้วยความสามารถที่โดดเด่นในการควบคุมหมอกและกรองน้ำ นำไปสู่อนาคตที่การเข้าถึงน้ำสะอาดอยู่ไม่ไกลเกินเอื้อม เพื่อปกป้องสุขภาพและความเป็นอยู่ที่ดีของชุมชนทั่วโลก
ทั้งนี้ น้ำสะอาดเป็นปัญหาระดับโลก โดยเฉพาะในพื้นที่ชนบท ด้วยเหตุผลหลายประการที่เชื่อมโยงถึงกัน ดังนี้
ขาดโครงสร้างพื้นฐาน พื้นที่ชนบทหลายแห่งขาดโครงสร้างพื้นฐานที่จำเป็นสำหรับระบบประปาและสุขาภิบาลที่เชื่อถือได้และปลอดภัย ซึ่งรวมถึงการขาดเครือข่ายน้ำแบบท่อ ระบบบำบัดน้ำเสีย และสิ่งอำนวยความสะดวกบำบัดน้ำเสีย
ทรัพยากรที่จำกัด ชุมชนในชนบทมักจะมีทรัพยากรทางการเงินที่จำกัดเพื่อลงทุนในโครงสร้างพื้นฐานด้านน้ำ การสร้างและบำรุงรักษาโรงบำบัดน้ำ ซึ่งระบบจ่ายน้ำอาจมีค่าใช้จ่ายสูง ทำให้พื้นที่ชนบทเข้าถึงและรับบริการดังกล่าวได้ยาก
ความท้าทายทางภูมิศาสตร์ พื้นที่ชนบทอาจถูกโดดเดี่ยวทางภูมิศาสตร์หรือตั้งอยู่ในภูมิภาคที่มีภูมิประเทศที่ท้าทาย เช่น ภูเขาหรือทะเลทราย ปัจจัยเหล่านี้อาจทำให้การขนส่งน้ำหรือสร้างโครงสร้างพื้นฐานทำได้ยาก และทำให้ปัญหาการเข้าถึงน้ำสะอาดรุนแรงขึ้นไปอีก
การปนเปื้อนของน้ำ พื้นที่ชนบทอาจพึ่งพาแหล่งน้ำในท้องถิ่น เช่น บ่อน้ำหรือแม่น้ำ ซึ่งเสี่ยงต่อการปนเปื้อนจากการไหลบ่าทางการเกษตรกรรมที่ใช้สารเคมีต่างๆ ในระดับสูง มลพิษทางอุตสาหกรรม และมีหลักปฏิบัติด้านสุขอนามัยที่ไม่เพียงพอ ซึ่งการปนเปื้อนนี้สามารถนำไปสู่ปัญหาสุขภาพได้
ความหนาแน่นของประชากร พื้นที่ชนบทมักจะมีความหนาแน่นของประชากรต่ำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับพื้นที่ในเมือง ในเชิงเศรษฐกิจ ทำให้รัฐบาลหรือเอกชนมีโอกาสลงทุนโครงสร้างพื้นฐานและระบบบำรุงรักษาต่างๆ ในพื้นที่เหล่านี้น้อยลง
ความยากจนและปัจจัยทางเศรษฐกิจและสังคม ประชากรในชนบทมีแนวโน้มที่จะประสบกับความยากจนมากขึ้น ซึ่งอาจจำกัดความสามารถในการลงทุนในการแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับน้ำ ความยากจนมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับหลักปฏิบัติด้านสุขอนามัยและสุขอนามัยที่ไม่ดี ซึ่งส่งผลให้เกิดปัญหาคุณภาพน้ำมากยิ่งขึ้น
การขาดการศึกษาและการตระหนักรู้ ในพื้นที่ชนบทหลายแห่ง อาจมีการศึกษาและความตระหนักรู้ที่จำกัดเกี่ยวกับความสำคัญของน้ำสะอาดและแนวปฏิบัติด้านสุขอนามัยที่เหมาะสม ซึ่งอาจนำไปสู่การกักเก็บน้ำ การจัดการ และการบริโภคน้ำที่ไม่ปลอดภัย
การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอาจทำให้ปัญหาการขาดแคลนน้ำในพื้นที่ชนบทรุนแรงขึ้นเนื่องจากภัยแล้งที่ยืดเยื้อ รูปแบบการตกตะกอนที่เปลี่ยนแปลง และอัตราการระเหยที่เพิ่มขึ้น ทำให้ไม่อาจไว้วางใจแหล่งน้ำที่เคยใช้บริโภคได้ว่าจะมีใช้ตลอดไปหรือไม่
ประเด็นด้านธรรมาภิบาลและนโยบาย การกำกับดูแลที่ไม่เพียงพอและนโยบายที่เกี่ยวข้องกับการจัดการน้ำอาจขัดขวางการเข้าถึงน้ำสะอาดของชุมชนในชนบท ซึ่งการขาดการกำกับดูแลและการบังคับใช้อย่างเข้มงวดอาจทำให้อุตสาหกรรมสร้างมลพิษในแหล่งน้ำได้
ความขัดแย้งและการพลัดถิ่น ในภูมิภาคที่มีความขัดแย้งอย่างต่อเนื่องหรือการพลัดถิ่นของประชากร การเข้าถึงน้ำสะอาดเป็นเรื่องที่ยากลำบากมาก เพราะชุมชนผู้พลัดถิ่นมักไม่สามารถเข้าถึงน้ำดื่มที่ปลอดภัย สุขอนามัย และสิ่งอำนวยความสะดวกพื้นฐานด้านสุขอนามัย
การแก้ไขปัญหาน้ำสะอาดทั่วโลกในพื้นที่ชนบทต้องใช้นวัตกรรมและแนวทางที่หลากหลาย ซึ่งรวมถึงการลงทุนด้านโครงสร้างพื้นฐาน การศึกษา การดูแลสุขภาพ และนโยบายที่ส่งเสริมการจัดการน้ำอย่างยั่งยืน องค์กรระหว่างประเทศ รัฐบาล องค์กรพัฒนาเอกชน และชุมชนท้องถิ่นจำเป็นต้องทำงานร่วมกันเพื่อค้นหาวิธีแก้ปัญหาที่เหมาะกับความท้าทายเฉพาะที่ประชากรในชนบททั่วโลกต้องเผชิญ
แหล่งข้อมูล
https://www.salika.co/2023/09/17/innovation-turns-fog-to-clean-water/