Xác định giới hạn và đánh giá hiệu quả xử lý nước mặt của viên xử lý nước dg19 trong điều kiện dã ngoại

Tap chi so 29 Dac biet Sinh thai 22 12 2022 pdf Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới, Số 29, 12 2022 224 XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC MẶT CỦA VIÊN[.]

Nghiên cứu khoa học công nghệ XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC MẶT CỦA VIÊN XỬ LÝ NƯỚC DG19 TRONG ĐIỀU KIỆN DÃ NGOẠI VÕ THỊ HOÀI THU (1), HOÀNG QUANG CƯỜNG (1), ĐINH THỊ THU TRANG (1), LÊ THỊ HUỆ (1), NGUYỄN CÔNG TỈNH (1) ĐẶT VẤN ĐỀ Nước từ lâu trở thành vấn đề cấp thiết toàn giới Do biến đổi khí hậu dẫn đến nhiều tượng thiên nhiên cực đoan bão lũ, với q trình thị hóa mạnh mẽ dẫn đến nguy ngập úng ngày cao Ngập úng dài ngày dẫn đến tượng thiếu nước cho sinh hoạt, tỷ lệ mắc bệnh ngồi da tiêu hóa gia tăng mạnh vùng ngập nước [1, 2] Theo báo cáo, trận lụt miền Trung vào tháng 11/1999 có 9347 người mắc bệnh tiêu chảy, 1096 người mắc bệnh kiết lị 9862 người mắc bệnh truyền nhiễm mắt [3] Đối với Quân đội ta, công tác huấn luyện sẵn sàng chiến đấu điều kiện thực địa tiến hành thường xuyên liên tục Những khó khăn hậu cần, kỹ thuật có vấn đề khan nguồn nước nước vùng thường đục chứa nhiều yếu tố gây bệnh đặc biệt mùa mưa Sử dụng phải nước nhiễm bẩn vi sinh gây bệnh tiêu hóa, da liễu làm ảnh hưởng đến sức khỏe đội Ngoài ra, yếu tố kim loại nặng, hóa chất tồn dư thuốc bảo vệ thực vật, sản phẩm dầu mỡ… trình sinh hoạt, sản xuất người tồn nguồn nước Nếu hàm lượng vượt tiêu chuẩn cho phép gây hại với sức khỏe, từ triệu chứng cấp tính đến bệnh mãn tính ung thư Việc tận dụng nguồn nước chỗ (nước sông, suối ao, hồ, nước lũ) tiến hành xử lý thu nước cách sử dụng viên xử lý nước giúp giải vấn đề nêu Năm 2019 nhóm nghiên cứu Phân viện Công nghệ sinh học, Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga chế tạo thành công viên xử lý nước DG19 với thành phần Sodium dichloroisocyanurate, nhơm sunfat, cacboxymethyl cellulose, polyacrylamide-zeolite, NaHCO3 có khả xử lý nhiều loại nước khác với thời gian xử lý nhanh, dễ sử dụng vào điều kiện thực địa [4] Tuy nhiên, nghiên cứu trước nhóm nghiên cứu tập trung nghiên cứu lựa chọn thành phần thích hợp đánh giá hiệu xử lý số tiêu vi sinh (Coliform tổng số), độ đục, màu sắc, xử lý kim loại nặng Pb2+,… với quy mô phịng thí nghiệm Để đáp ứng điều kiện sử dụng thực tế, cần có minh chứng cụ thể tính hiệu quả, an tồn phù hợp với điều kiện dã ngoại thiên tai Bài báo trình bày số nghiên cứu ngưỡng xử lý hiệu viên xử lý nước DG19 số tiêu: tiêu vi sinh vật, hàm lượng kim loại nặng, thuốc bảo vệ thực vật đánh giá hiệu sử dụng thực tế với nguồn nước tự nhiên (sông, suối, ao, hồ, nước tù đọng) định hướng ứng dụng để xử lý nước tình khẩn cấp lũ lụt, hành quân dã ngoại, thiếu nước để uống VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu 224 Tạp chí Khoa học Công nghệ nhiệt đới, Số 29, 12-2022 Nghiên cứu khoa học công nghệ Viên xử lý nước DG19 (Thành phần chính: nhơm sulfat, natri bicarbonate, natri dicloisocyanurat cacboxylmetyl, cellulose vi tinh thể, cation polyacrylamide, zeolite); Viên nén xử lý nước Aquatabs; Các chủng vi sinh vật: Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus feacalis, Clostridium perfringens thuộc sưu tập giống Phịng Sinh hóa, Phân viện Cơng nghệ sinh học, Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Phương pháp sử dụng viên DG19 viên Aquatabs xử lý nước - Xử lý nước viên xử lý nước DG19: Cho viên xử lý nước vào lít nước cần xử lý, khuấy mạnh khoảng phút, sau để yên cho cặn bẩn lắng xuống (khoảng 15 phút) Lọc thu lấy nước qua lớp vải Thu mẫu nước sau xử lý phân tích tiêu theo yêu cầu - Xử lý nước viên Aquatabs: Theo hướng dẫn nhà sản xuất [5] 2.2.2 Xác định ngưỡng xử lý vi sinh vật sử dụng viên DG19 Các chủng vi sinh vật E coli, P aeruginosa, S feacalis, C perfringens nuôi 12 - 16 tiếng môi trường LB hay MP Sinh khối thu nhận cách ly tâm 10 000 vòng/phút phút nhiệt độ 4C loại dịch trong, trình rửa sinh khối lặp lại lần nước muối sinh lý khử trùng Sinh khối sau trình rửa, tạo dịch huyền phù cách hịa lại dung dịch nước cất khử trùng xác định mật độ tế bào có ttrong dịch huyền phù thơng qua mối tương quan tuyến tính với giá trị OD600nm Pha dịch huyền phù vào nước cất khử trùng tạo nước nhiễm vi sinh vật cho mật độ vi sinh vật có nồng độ từ 104 - 108 CFU/mL Lấy 1000 ml dịch nước trên, bổ sung viên DG19 với bước tiến hành mục 2.2.1 Xác định số lượng vi sinh vật có mẫu nước theo phương pháp: E coli Coliform tổng số theo TCVN 6187-1:2009; S feacal theo ISO 7899-2:2000; P aeruginosa theo ISO 16266:2006 Bào tử vi khuẩn kị khí khử sulfit theo TCVN 6191-2:1996, kết thu đối chiếu theo QCVN 6-1:2010/BYT [6] 2.2.3 Xác định ngưỡng xử lý ion kim loại Zn 2+ sử dụng viên DG19 Để đánh giá khả xử lý số ion kim loại Zn2+ cách sử dụng muối tương ứng, sau bổ sung vào nước cất cho nồng độ ion Zn2+ cuối đạt 2, 4, 6, 8, 10 (µg/l), bổ sung viên DG19 vào với bước tiến hành mục 2.2.1 Sau thu mẫu nước xác định nồng độ ion kim loại Zn2+ máy quang phổ phát xạ plasma ICP-OES Kết thu đối chiếu theo QCVN 011:2018/BYT [7] 2.2.4 Xác định khả xử lý thuốc trừ sâu Permethrin có nước sử dụng viên DG19 Để xác định khả xử lý thuốc bảo vệ thực vật có nước viên DG19 Tiến hành cách tạo dung dịch thuốc trừ sâu Permethrin, bổ sung vào nước cất đạt nồng độ cuối 20, 40, 60, 80, 100 (µg/l), bổ sung viên DG19 với bước tiến hành mục 2.2.1 Sau thu mẫu nước xác định nồng độ thuốc trừ sâu Permethrin thiết bị GCMS Kết thu đối chiếu theo QCVN 61:2010/BYT [6] Tạp chí Khoa học Cơng nghệ nhiệt đới, Số 29, 12-2022 225 Nghiên cứu khoa học công nghệ 2.2.5 Đánh giá hiệu xử lý cuả viên nén DG19 với mẫu nước tự nhiên thu nhận Lào Cai Thừa Thiên Huế - Địa điểm lấy mẫu: 05 mẫu nước tự nhiên thu nhận địa điểm sông, suối, hồ, ao tù đọng ruộng huyện Bảo Thắng, tỉnh Lào Cai huyện Quảng Điền, tỉnh Thừa Thiên Huế - Quy trình lấy mẫu xử lý mẫu: Mẫu nước thực địa thu nhận theo TCVN 6663-6:2018 (ISO 5667-6:2014) Chất lượng nước - Lấy mẫu, Phần 6: Hướng dẫn lấy mẫu nước sông suối, Phần 4: Hướng dẫn lấy mẫu từ hồ ao tự nhiên nhân tạo [8] Sau bố trí thí nghiệm sau: + Mẫu ban đầu (ĐC): Mẫu nước đối chứng chưa qua xử lý; + Mẫu (M.V): Mẫu nước xử lý viên DG19 tiến hành bước theo mục 2.2.1; + Mẫu (M.A): Mẫu nước xử lý viên Aquatabs tiến hành bước theo hướng dẫn cuả nhà sản xuất [5] Nước sau xử lý phân tích, đánh giá theo tiêu quy định nước uống theo QCVN 6-1:2010/BYT [6] bao gồm tiêu vi sinh (E coli, Coliform tổng số, S feacal, P aeruginosa, Bào tử vi khuẩn kị khí khử sulfit), thơng số cảm quan, Arsenic, Clo dư tự do, độ đục, màu sắc, mùi vị pH KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Ngưỡng xử lý vi sinh vật nước viên DG19 Vi sinh vật tiêu quan trọng đánh giá nước Nguồn gây ô nhiễm sinh học cho môi trường nước chủ yếu phân, rác, nước thải sinh hoạt, xác chết sinh vật, nước thải bệnh viện Khi nước bị ô nhiễm làm cân sinh thái tự nhiên sông, suối, ao hồ , làm ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe cộng đồng dân cư hoạt động sản xuất Đã đánh giá hiệu xử lý viên DG19 lên số nhóm vi sinh vật, theo QCVN 6-1:2010/BYT [6] không xuất nước uống, kết thu thể Bảng Bảng Hiệu xử lý số nhóm vi sinh vật viên DG19 Nồng độ vi sinh vật (CFU) Trước xử lý(CFU/mL) >104 >105 >106 >107 >108 E.coli sau xử lý (CFU/250mL) Streptococci feacal sau xử lý (CFU/250mL) Pseudomonas aeruginosa sau xử lý (CFU/250mL) Bào tử vi khuẩn kị khí khử Sulfit sau xử lý (CFU/50mL) KPH KPH KPH KPH KPH KPH KPH 5,2 x 102 KPH KPH KPH KPH 1,1 x 101 KPH KPH 1,7 x 101 2,56 x 8,1 x 102 102 x 101 9,2 x 101 Ngưỡng giới hạn cho phép theo QCVN 61:2010/BYT KPH Nếu số vi khuẩn (bào tử) tiến hành kiểm tra lần thứ hai Nếu số vi khuẩn (bào tử) >2 loại bỏ Ghi chú: KPH: khơng phát hiện; CFU: Đơn vị hình thành khuẩn lạc 226 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ nhiệt đới, Số 29, 12-2022 Nghiên cứu khoa học công nghệ Kết thể Bảng cho thấy, hiệu khử khuẩn viên xử lý nước DG19 nhóm vi sinh vật nồng độ ban đầu (E coli < 107 CFU/mL, Coliform tổng số < 108 CFU/mL, Streptococci faecal < 108 CFU/mL, Pseudomonas aeruginosa < 108 CFU/mL, Bào tử vi khuẩn kị khí khử sulfit < 106 CFU/mL) có mẫu nước sau qui trình xử lý khơng phát có xuất chủng vi sinh vật Điều giải thích, viên nén cho vào nước q trình phân rã, giải phóng hợp chất NaDCC (≥1,23% khối lượng viên) hòa tan nước để tạo axít hypocloro (HOCl có chứa clo hoạt động) chất oxy hóa mạnh, chúng tác động cấu trúc thành tế bào, phá hủy hệ thống enzym có tế bào vi sinh vật dẫn đến tiêu diệt vi sinh vật mẫu nước, NaDCC chất chứng nhận an toàn sử dụng nồng độ ≤ 50 mg/L [9], đồng thời kiểm tra mẫu xử lý viên DG19 hàm lượng Cl dư không vượt quy định QCVN 01-1:2018/BYT Đối với mẫu thử nghiệm chứa bào tử vi khuẩn kị khí khử sulfit ≥ 106 CFU/mL, mẫu nước sau xử lý viên DG19 kiểm tra phát nồng độ bào tử vi khuẩn kị khí khử sulfit cịn 1,7x101 CFU/50mL, điều lý giải nồng độ Cl sau giải phóng khỏi viên nén đủ lượng tiêu diệt với nhóm vi khuẩn nồng độ