Đổi đời cho đất sét

Công trình khoa học Công nghệ sản xuất các zeolit từ cao lanh Việt Nam sử dụng trong lĩnh vực nuôi trồng thủy sản và bảo vệ môi trường do Tiến sĩ Tạ Ngọc Đôn làm chủ nhiệm đã nhận được giải nhất Giải thưởng sáng tạo Khoa học Công nghệ Việt Nam năm 2005 lĩnh vực Công nghệ mới nhằm bảo vệ môi trường không làm giới khoa học, cũng như nhóm tác giả ngạc nhiên.

 Điều đáng nói là công trình thể hiện rõ sự hợp tác giữa người làm khoa học và người lao động, thể hiện xu hướng thực hiện các đề tài khoa học sát nhu cầu sản xuất.

Vạn sự khởi đầu nan

Tiến sĩ Tạ Ngọc Đôn bắt đầu câu chuyện với chúng tôi bằng những kiến thức phổ cập về zeolit. Đó là một dạng vật liệu xốp có khả năng hấp phụ các ion kim loại nặng cũng như các chất hữu cơ độc hại. Vật liệu này với cấu trúc đặc biệt đã được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực quan trọng như dầu khí, lọc dầu, y tế, môi trường, trồng trọt, chăn nuôi, điện lạnh...

Mặc dù được ứng dụng nhiều, nhưng trong nhiều năm qua vẫn phải nhập ngoại, rất đắt tiền bởi chúng được tổng hợp từ nguyên liệu hóa chất sạch. Cũng vì vậy mà khả năng ứng dụng đại trà trong những lĩnh vực không yêu cầu khắt khe về độ tinh khiết là không thể đáp ứng được.

"Phải chọn cho mình một hướng nghiên cứu khoa học nào để có thể đi vào thực tiễn cuộc sống, có tính ứng dụng cao chứ không phải làm xong đề tài để rồi đắp chiếu để đấy" - ý nghĩ đó luôn nung nấu trong người thanh niên vừa tròn ba mươi tuổi Tạ Ngọc Đôn ngày ấy. Đó là khi anh đứng trước thử thách tìm cho mình đề tài khoa học bảo vệ luận văn thạc sĩ hóa học của Trường đại học Bách khoa Hà Nội.

Anh chủ động gặp gỡ những người thầy của mình, Giáo sư Tiến sĩ khoa học Hoàng Trọng Yêm và Giáo sư Tiến sĩ Đào Văn Tường để bày tỏ quan điểm và xin ý kiến. Hàng loạt các ý tưởng được mấy thầy trò cân nhắc và mày mò thử nghiệm bước đầu. Thật ra, zeolit có mặt trên thế giới từ những năm 60 của thế kỷ trước, nhưng chưa có quốc gia nào có ý tưởng táo bạo biến đất khoáng sét tự nhiên trong điều kiện không nung thành zeolit như Giáo sư Tiến sĩ khoa học Hoàng Trọng Yêm.

Đó là những ngày tháng đầy khó khăn. Nửa năm trời, Tạ Ngọc Đôn chôn chân trong thư viện tìm tài liệu, đánh vật với các thuật ngữ chuyên môn về zeolit bằng tiếng Nga và tiếng Anh, đêm đêm lại thức trắng bên đống chai lọ trong phòng thí nghiệm. Zeolit là dạng vật liệu xốp, thường có mầu trắng, tồn tại ở dạng bột mịn hoặc viên, nên hồi đầu, anh gửi mẫu ra nước ngoài thẩm định, phân tích và mua sản phẩm chuẩn mang về Việt Nam để đối chứng thì thường bị hải quan các nước giữ lại vì trông rất khả nghi. Một lần, vượt qua rất nhiều cửa, tưởng đã trót lọt nhưng qua cửa ải cuối cùng thì lại nhận được kết cục như những lần trước. Sau khi giải thích đủ mọi nhẽ, "hàng" của anh được hải quan nước bạn "ưu ái" giải quyết linh động, rằng ba tháng nữa hãy quay lại, họ sẽ trả. Thầy trò đành bảo nhau, phải tự lực cánh sinh.

Tiến sĩ Tạ Ngọc Đôn đến gõ cửa hơn 50 nhà khoa học có tên tuổi của Việt Nam trong lĩnh vực này để tìm hiểu, xin ý kiến tư vấn. Luận văn thạc sĩ của anh phải trải qua bảy lần thay đổi, trước ngày bảo vệ đúng một tháng mới có tên chính thức, cũng là lúc thầy trò tìm được hướng đi đúng: "Nghiên cứu chuyển hóa cao lanh thành zeolit và xác định các tính chất đặc trưng của chúng", và đó cũng là tên luận án tiến sĩ anh đã bảo vệ suất sắc sau hai năm làm nghiên cứu sinh.  

  Vượt lên tất cả sự hoài nghi, chấp nhận cả những rủi ro trong và ngoài dự kiến, nhóm nghiên cứu đã miệt mài với các tìm tòi, thử nghiệm, cuối cùng, mấu chốt của vấn đề đã được tìm ra, họ đã sử dụng các hóa chất hữu cơ để phá vỡ cấu trúc cũ của đất sét, rồi kết tinh lại dưới dạng một cấu trúc mới, cấu trúc zeolit. Hàng loạt các ứng dụng vật liệu zeolit chuyển hóa từ đất sét chưa nung vào các lĩnh vực để phát triển kinh tế cũng như cải tạo môi trường đã mở ra, đầy triển vọng.

Từ phòng thí nghiệm, zeolit đến với đồng ruộng

Thành công bước đầu từ việc sử dụng khoáng sét tự nhiên để làm zeolit đã mở ra nhiều hướng ứng dụng mang lại hiệu quả cao. Trong quá trình triển khai đề tài, nhóm nghiên cứu đã kéo hơn 30 đơn vị gồm các bộ môn, khoa, viện nghiên cứu trong và ngoài Đại học Bách khoa Hà Nội, các Tổng công ty lớn nhập cuộc. Theo đó, zeolit đã được ứng dụng trên nhiều lĩnh vực tiên phong: nông nghiệp, chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản, trong chế tạo nhiên liệu sạch, bảo vệ môi trường và đặc biệt trong ngành lọc hóa dầu.

Hai tỉnh nằm ở trung tâm khu vực nuôi trồng thủy sản lớn của cả nước là Cần Thơ và Quảng Bình được họ chọn để mở đầu cho hướng phát triển. Dây chuyền công nghệ sản xuất vật liệu chứa zeolit công suất 3.000 tấn/năm của thầy trò Trường đại học Bách khoa Hà Nội chuyển giao công nghệ cho Công ty hóa chất và cao su COSEVCO Quảng Bình được khánh thành đi vào hoạt động từ tháng 6-2004.

Sản phẩm zeolit của công ty đặc biệt có thêm uy tín sau vụ tôm ở Bến Tre bị chết hàng loạt, bà con xử lý bằng các loại vật liệu nhập ngoại không hiệu quả, nghe tin Quảng Bình có "thuốc chữa" đã ra lấy về dùng thử và đã trị được. Zeolit Quảng Bình dần dần tạo thế đứng riêng.

Tại Cần Thơ, thầy trò cũng chủ trì công nghệ và tư vấn thiết kế cho Công ty Phân bón và Hóa chất Cần Thơ (thuộc Tổng Công ty hóa chất Việt Nam). Sản phẩm của hai công ty nói trên đã được ứng dụng trên 17 tỉnh thành trong cả nước. Vật liệu zeolit dùng để xử lý nước hồ nuôi tôm, nhập từ Thái-lan, Indonesia giá thành khoảng 5 triệu đồng mỗi tấn, giá thành của ta chỉ 2 triệu. Với uy tín và giá cả cạnh tranh, thương hiệu zeolit Bách khoa đang mở ra triển vọng lớn, không chỉ giành lại thị trường trong nước mà có thể hướng đến xuất khẩu trong tương lai.

Một hướng ứng dụng quan trọng được nhóm nghiên cứu triển khai là phụ gia phân bón nhằm cải tạo đất. Theo số liệu thống kê được công bố, phân bón của ta hiện nay, cây trồng chỉ hấp thụ tối đa 50-60%, số còn lại bị thất thoát do phân hủy bởi nhiệt độ môi trường, bị rửa trôi và nhiều tác động khác. Chất phụ gia chứa zeolit kết hợp với phân bón có tác dụng hút giữ chất dinh dưỡng, rồi nhả từ từ theo nhu cầu của cây trồng. Bên cạnh đó, chất phụ gia này còn làm xốp đất, góp phần giữ ẩm cho đất.

Thực tế, Tiến sĩ Đôn và các cộng sự của mình đã tiến hành thử nghiệm theo mô hình chính quy và diện rộng trên diện tích 3.200 m2 trong vụ lúa hè thu 2005 tại ba huyện Thọ Xuân, Đông Sơn, Thiệu Hóa (Thanh Hóa). Kết quả, đã góp phần giảm từ 20-40% lượng phân bón mà vẫn làm lợi từ 300.000 đến 600.000 đồng mỗi ha. Hiện tại, nhóm nghiên cứu đang tiếp tục triển khai thử nghiệm trên cây lúa vụ chiêm xuân 2006 và trên cây mía tại huyện Hoằng Hóa và Nông Cống của tỉnh Thanh Hóa.

Tiến sĩ Đôn tiết lộ, với những thành công bước đầu đó, có một doanh nghiệp tư nhân ở Thanh Hóa đã cam kết bỏ ra gần 10 tỷ đồng để tháng 6 năm nay sẽ khởi công xây dựng nhà máy sản xuất phân bón NPK chứa zeolit đầu tiên tại Việt Nam, công suất 15 nghìn tấn mỗi năm.

Sinh viên khoa Công nghệ Hóa học - ĐH Bách Khoa HN đang làm đề tài luận văn tốt nghiệp về zeolit. Ảnh: Nhật Minh.

Trong lĩnh vực chăn nuôi, nhóm nghiên cứu cũng đã tìm ra những ứng dụng thiết thực. Thầy và trò Tiến sĩ Tạ ngọc Đôn đã chế tạo được chất phụ gia chứa zeolit mà khi trộn vào thức ăn gia súc, chúng có tác dụng kích thích bộ máy tiêu hóa, giảm chi phí thức ăn và tăng sức đề kháng cho vật nuôi. Hiện tại, Trung tâm nghiên cứu lợn Thụy Phương đã đồng ý phối hợp với nhóm nghiên cứu tiến hành thử nghiệm ở lợn thịt trong tháng 5 tới.

Một hướng ứng dụng nữa được nhóm nghiên cứu triển khai có hiệu quả là việc xử lý nước và không khí, góp phần bảo vệ môi trường. Ỏ Hà Nội, thầy và trò đã xử lý nước ở Hồ Văn, Quốc Tử Giám đã cho kết quả rõ rệt.

 Ngoài các ứng dụng đã đi vào thực tế như trên, những ứng dụng mang tính đón đầu trong tương lai cũng được Tiến sĩ Đôn và các cộng sự nghĩ đến như việc chế tạo nhiên liệu sạch bằng cách sử dụng zeolit để chế tạo cồn tinh khiết, sau đó pha vào xăng, hay sử dụng zeolit trong ngành lọc hóa dầu...

*
*       * 

Trong câu chuyện của Tiến sĩ Tạ Ngọc Đôn về công việc của anh và các cộng sự, chúng tôi luôn nhận thấy hình dáng những người thầy bên cạnh. Tiến sĩ nhắc đến họ với một sự quý trọng chân thành. Tôi cảm nhận sự đồng cảm, sẻ chia, sự thiêng liêng của tình thầy trò, tình đồng chí, đồng nghiệp trong lúc khó khăn và cả lúc thành công mà thầy trò họ đã tạo dựng được trong suốt chặng đường dài hoạt động khoa học.

Với đề tài zeolit, nhận thấy đây là hướng nghiên cứu mở ra nhiều ứng dụng mang lại lợi ích thiết thực và to lớn với cuộc sống, Giáo sư Yêm, Giáo sư Tường, Phó Giáo sư Thắng, Tiến sĩ Đôn là lớp người có công khai phá, đã chú ý đến đào tạo các thế hệ kế cận.

Một khung cơ sở lý thuyết được hình thành trong quá trình thực hiện đề tài. Từ chỗ năm 1998, khi Tiến sĩ Đôn chuẩn bị cho luận văn thạc sĩ, hầu như không có dòng tài liệu tiếng Việt nào về zeolit từ đất sét, đến nay Trường đã quyết định đưa zeolit thành một môn học chính thức mang tên "Rây phân tử và vật liệu hấp phụ" phục vụ cho đối tượng cao học và nghiên cứu sinh. Cái từng trải của lớp già kết hợp với sự nhiệt tình, năng nổ và sức sáng tạo đột phá của thế hệ kế cận đã làm nên một thương hiệu Zeolit Bách khoa vừa già dặn, vừa mới mẻ và đầy uy tín. 

"Chúng tôi đi khảo sát thực tế, mở cửa xe ra là có thể vốc được đất sét. Trải dài trên cả dải đất hình chữ S, hầu như ở đâu cũng có thể khai thác nguyên liệu thô để sản xuất zeolit. Đó là điều quý báu và thuận lợi nhất để chúng tôi tiếp tục đẩy mạnh các hướng nghiên cứu ứng dụng trong tương lai". Tiến sĩ Tạ Ngọc Đôn chia sẻ với chúng tôi niềm vui với những cái thuận trước mắt. Có một đội ngũ nghiên cứu hùng mạnh như hiện nay, rồi đây chắc chắn "thầy trò zeolit" sẽ còn tiếp tục nhiều cuộc chinh phục mới.