Khảo sát sự có mặt của các sản phẩm phụ quá trình khử trùng trong nước cấp Ở thành phố hồ chí minh, Đánh giá rủi ro sức khỏe của người dân và Đề xuất giải pháp giảm thiểu rủi ro

TÓM T ÂT Sự hình thành các sÁn phẩm phā khử trùng DBPs trong quá trình khử trùng n°ãc bằng clo và các hÿp chÃt chāa clo là không thß tránh khỏi, °ÿc báo cáo rằng ác h¿i ối vãi sāc khỏe c

Bà GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O

TR¯âNG Đ¾I HâC S¯ PH¾M KỸ THUÀT

LUÀN VN TH¾C S)

VŨ NGUYÄN MINH CHÂU

KHÀO SÁT SĀ CÓ M¾T CĂA CÁC SÀN PHÆM PHĀ QUÁ TRÌNH KHþ TRÙNG TRONG N¯àC CÂP ä THÀNH PHæ

Hè CHÍ MINH, ĐÁNH GIÁ RĂI RO SĄC KHäE CĂA NG¯âI DÂN VÀ ĐÀ XUÂT GIÀI PHÁP GIÀM THIÂU RĂI RO

NGÀNH: KỸ THUÀT MÔI TR¯âNG - 8520320

H°ãng d¿n khoa học:

TS NGUYàN DUY Đ¾T

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

L âI CÀM ¡N

Đầu tiên, em xin gửi låi cÁm ¢n Án quý thầy cô trong bá môn Công nghã Kỹ thuÁt Môi tr°ång tr°ång Đ¿i học S° ph¿m Kỹ thuÁt TP.HCM - những ng°åi ã cung cÃp kiÁn thāc chuyên môn, t¿o iÃu kiãn cho em hoàn thành, áp dāng những kiÁn thāc vào luÁn văn nghiên cāu này

Đặc biãt, em xin chân thành cÁm ¢n Thầy TS Nguyán Duy Đ¿t giáo viên h°ãng d¿n luÁn văn ã tÁn tâm h°ãng d¿n, chß bÁo và chia sẻ những kiÁn thāc hay, những kinh nghiãm hÁt sāc thiÁt thực trong suốt quá trình em thực hiãn luÁn văn

Cuối cùng, em xin cÁm ¢n gia ình, b¿n bè và những ng°åi anh em, ặc biãt các b¿n sinh viên ( Nguyán Duy Nam, Trần Thá Nh° Ý, Bùi Thanh Tín, Lý Quốc Minh BÁo, Nguyán Quốc Thánh, Phan Minh Quân, Nguyán Ngọc Thiên, Trần Anh Thy) luôn ÿng há, áng viên, hß trÿ trong quá trình học tÁp và thực hiãn luÁn văn

TP.HCM, ngày 21 tháng 6 năm 2024 Học viên thực hiãn

Vũ Nguyán Minh Châu

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

L âI CAM ĐOAN

Tôi tên: Vũ Nguyán Minh Châu

MSHV: 2231702

Tôi cam oan ây là công trình nghiên cāu cÿa tôi

Các số liãu, kÁt quÁ nêu trong luÁn văn/Ã án là trung thực và ch°a từng °ÿc

ai công bố trong bÃt kỳ công trình nào khác TS Nguyán Duy Đ¿t, giÁng viên h°ãng d¿n à tài có quyÃn sử dāng số liãu từ báo cáo này

Tp H ồ Chí Minh, ngày 21 tháng 6 năm 2024

(Ký tên và ghi rõ họ tên)

Vũ Nguyán Minh Châu

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

TÓM T ÂT

Sự hình thành các sÁn phẩm phā khử trùng (DBPs) trong quá trình khử trùng n°ãc bằng clo và các hÿp chÃt chāa clo là không thß tránh khỏi, °ÿc báo cáo rằng

ác h¿i ối vãi sāc khỏe con ng°åi æ Viãt Nam, có rÃt ít thông tin và sự có mặt cÿa các hÿp chÃt này trong n°ãc cÃp ç các thành phố lãn, ông dân nh° là TP.HCM Vì thÁ, nghiên cāu này tÁp trung phân tích và ánh giá sự có mặt DBPs trong n°ãc cÃp t¿i khu vực cÃp n°ãc cÿa hai nhà máy Thÿ Đāc và Tân Hiãp t¿i thành phố Hß Chí Minh Nghiên cāu này thực hiãn chuẩn hóa quy trình phân tích ßng thåi 19 chÃt DBPs bao gßm Trihalomethanes (THMs), Haloacetic acids (HAAs), Chloral Hydrate (CH), Chloropicrin (CP), và Haloketones (HKs) Thêm vào ó, 100% số m¿u thu

°ÿc chāa ầy ÿ 4 hÿp chÃt nhóm THMs; táng nßng á trung bình cÿa THMs trong mùa khô và mùa m°a dao áng từ 14,4 µg/L - 171 µg/L Đối vãi HAA, 100% số m¿u

°ÿc thu thÁp chāa DCAA, 97,6% số m¿u chāa TCAA Nßng á trung bình nhóm HAAs ç 2 mùa có māc á dao áng là 13,1 - 41,1 µg/L Ngoài ra, CH chiÁm 100%,

CP chiÁm 22,6%, 1,1-DCP chiÁm 9,25% và 1,2-DCP chiÁm 6,51% T°¢ng quan m¿nh (p < 0,05) giữa THMs, HAAs, CH và Clo d°, UVA254, nhiãt á Đun sôi có thß

lo¿i bỏ 100% THMs, HANs sau 5 phút Các thiÁt bá xử lý n°ãc kÁt hÿp nhiÃu công nghã có khÁ năng lo¿i bỏ tốt nitrate và các chÃt ô nhiám, tuy nhiên còn tùy thuác tình tr¿ng sử dāng hiãn t¿i Vãi THMs, khoÁng phân bố chß số rÿi ro dao áng vãi nam trong khoÁng 5,76×10-5 - 3,47×10-3, vãi nữ giá trá chß số rÿi ro dao áng trong khoÁng 3,51×10-5 - 3,40×10-3 Đối vãi nhóm chÃt HAAs, khoÁng rÿi ro vãi nam từ 0 - 1,98×10-3 trong khi ó vãi nữ khoÁng giá trá từ 0 - 1,31×10-4 Nhóm tuái nhỏ nhÃt (1-

11 tuái) có rÿi ro ung th° lãn nhÃt và nhóm tuái 70 vãi rÿi ro thÃp nhÃt.Rÿi ro ung th° theo tr°ång hÿp sử dāng n°ãc giÁm dần theo thā tự: sử dāng n°ãc trực tiÁp > sử dāng các thiÁt bá xử lý n°ãc cho ăn uống và sử dāng n°ãc trực tiÁp cho tÃm rửa > sử dāng n°ãc un sôi ß nguái cho ăn uống và n°ãc trực tiÁp cho tÃm rửa Rÿi ro ung th° ghi nhÁn ç māc cao và có gần 50% m¿u v°ÿt chuẩn cho phép ( > 10-4) cho tr°ång

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

hÿp sử dāng n°ãc trực tiÁp, và khi xét Án nhóm tuái, cÁ nam và nữ Táng kÁt, ißm mãi cÿa nghiên cāu so vãi các nghiên cāu t¿i khu vực này tr°ãc ây là ã thực hiãn khÁo sát sự phân bố cÿa 19 chÃt DBPs theo mùa và theo không gian, thiÁt lÁp ph°¢ng trình hßi quy dự oán sự hình thành DBPs dựa trên các thông số hóa lý, ặc biãt phân tích hiãu quÁ lo¿i bỏ các chÃt này bằng un sôi và các hã thống xử lý n°ãc H¢n thÁ nữa, rÿi ro ung th° cho từng giãi tính, nhóm tuái, tr°ång hÿp sử dāng n°ãc cũng

°ÿc tính toán và ánh giá KÁt quÁ cÿa nghiên cāu s¿ cung cÃp những thông tin hữu ích làm nÃn tÁng cho những nghiên cāu tiÁp theo trong viãc cÁi tiÁn chÃt l°ÿng m¿ng l°ãi cÃp n°ãc, góp phần bÁo vã sāc khoẻ con ng°åi

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

ABSTRACT

DBPs are formed due to the reaction of natural organic matter (NOM) and chlorine in water, which was reported to affect human health seriously In this day and age, there is a lack of information on the occurrence of DBPs in supply water and the contaminants removal efficiency of many different household water treatment systems, especially in the metropolis area of Ho Chi Minh City Hence, this study focused on investigating and evaluating DBPs in tap water in two areas supplied water by Thu Duc and Tan Hiep water treatment plants in Ho Chi Minh City This study adapted the simultaneous analysis procedure of 19 DBPs including Trihalomethanes (THMs), Haloacetic acids (HAAs), Chloral Hydrate (CH), Chloropicrin (CP), and Haloketones (HKs) Additionally, 100% of the total samples recorded all the THM species; the THM average concentration ranged from 14.4 to

171 µg/L (in the dry and rainy seasons, respectively) With HAAs, all the samples detected MCAA and 97.6% contained TCAA Strong correlations (p < 0.05) were found between THMs, HAAs, HANs, CH, and parameters such as TOC, UVA254, and temperature

In addition, CH accounted for 100%, CP for 22.6%, 1,1-DCP for 9.25%, and 1,2- DCP for 6.51% Boiling can remove 100% THMs, and HANs in 5 minutes Household water treatment technologies can remove nitrate and other pollutants, depending on the current use condition With THMs, the risk distribution ranges from 5.76×10-5 to 3.47×10-3; and from 3.51×10-5 to 3.40×10-3 (for men and women, respectively) For the HAAs group, the risk for men ranges from 0 to 1.98×10-3 Meanwhile, the values range from 0 to 1.31×10-4 for women The cancer risk of water-using scenarios decreases in order: use water directly > water treatment equipment for drinking and water directly for washing > use boiling water for cooling food and direct water for bathing The risk of cancer was high and 50% of the sample exceeded the permissible level (>10-4) for direct water use, and in terms of age groups, both men and women The new point of the study compared to previous studies in

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

19 DBPs, establishing regression models that predict the formation of DBPs based

on physicochemical parameters, specifically the analysis of the effectiveness of removal of these substances by boiling and commercial water treatment systems Moreover, the cancer risk for subgroups including sex, age group, and water-using scenarios is calculated and evaluated This study will provide useful information as a basis for further research in improving the quality of the water supply network, contributing to the protection of human health

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

M ĀC LĀC

QUYÀT ĐàNH GIAO ĐÂ TÀI

LäI CÀM ¡N i

LäI CAM ĐOAN ii

TÓM TÂT iii

ABSTRACT v

DANH MĀC VIÀT TÂT x

DANH SÁCH CÁC HÌNH xi

DANH SÁCH CÁC BÀNG xii

CH¯¡NG 1: GIâI THIâU Đ TÀI 1

1 Sự cần thiÁt cÿa à tài 1

2 Māc tiêu nghiên cāu 2

3 Nái dung nghiên cāu 3

4 Đối t°ÿng và ph¿m vi nghiên cāu 4

4.1 Đối t°ÿng nghiên cāu 4

4.2 Ph¿m vi nghiên cāu 4

5 Ph°¢ng pháp nghiên cāu 4

5.1 Ph°¢ng pháp lÃy m¿u, bÁo quÁn và phân tích m¿u 4

5.2 Ph°¢ng pháp thống kê 5

5.3 Ph°¢ng pháp ß thá 5

6 Ý nghĩa khoa học và thực tián cÿa nghiên cāu 5

6.1 Ý nghĩa khoa học 5

6.2 Ý nghĩa thực tián 5

CH¯¡NG 2 TàNG QUAN NGHIÊN CĀU 7

2.1 Táng quan và ngußn cÃp n°ãc sinh ho¿t t¿i thành phố Hß Chí Minh 7

2.2 Táng quan các ph°¢ng pháp khử trùng 8

2.3 Táng quan và sÁn phẩm phā khử trùng (DBPs) 12

2.3.1 C¢ chÁ hình thành DBPs 12

2.3.2.Phân lo¿i DBPs 14

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

2.4 Ành h°çng sāc khỏe do ph¢i nhiám DBPs 20

2.5 Táng quan ph°¢ng pháp phân tích DBPs 22

2.5.1 Quy trình kißm soát chÃt l°ÿng QA/QC 22

2.5.2 Ph°¢ng pháp phân tích US.EPA 551.1 22

2.5.3 Ph°¢ng pháp phân tích US.EPA 552.2 24

2.6 Ph°¢ng pháp kißm soát và lo¿i bỏ DBPs 25

2.6.1 Tối °u hóa liÃu l°ÿng chlorine 26

2.6.2 Thay thÁ chÃt khử trùng 26

2.6.3 Kißm soát khÁ năng hình thành THMs, HAAs bằng cách lo¿i bỏ chÃt hữu c¢ tự nhiên (NOM) 26

2.7 Nghiên cāu trong và ngoài n°ãc 29

2.7.1 Nghiên cāu trong n°ãc 29

2.7.2 Nghiên cāu ngoài n°ãc 30

CH¯¡NG 3 PH¯¡NG PHÁP NGHIÊN CĀU 33

3.1 Chuẩn hóa quy trình phân tích ßng thåi nhiÃu hÿp chÃt DBPs 34

3.2 LÃy m¿u, bÁo quÁn và phân tích m¿u 36

3.2.1 LÃy m¿u 36

3.2.2 BÁo quÁn và phân tích m¿u 37

3.3 Phân tích t°¢ng quan và xây dựng mô hình hßi quy tuyÁn tính 40

3.3.1 Phân tích hã số t°¢ng quan Spearman 40

3.3.2 Ph°¢ng trình hßi quy 41

3.4 KhÁo sát tình hình sử dāng n°ãc và ánh giá hiãu quÁ lo¿i bỏ chÃt ô nhiám cÿa các ph°¢ng pháp xử lý n°ãc tr°ãc ăn uống 42

3.5 Đánh giá Ánh h°çng sāc khỏe con ng°åi 44

CH¯¡NG 4: KÀT QUÀ VÀ THÀO LUÀN 51

4.1 Chuẩn hóa ph°¢ng pháp phân tích m¿u 51

4.1.1 Rút ngÃn thåi gian phân tích m¿u 51

4.1.2 Quy trình chuẩn hóa QA/QC 51

4.2 Sự phân bố cÿa các thông số hóa lý và DBPs theo mùa và theo không gian 53

4.2.1 Phân tích các thông số hóa lý 53

4.2.2 Tần suÃt phát hiãn các nhóm chÃt DBPs 57

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

4.2.3 Sự phân bố nßng á DBPs theo mùa và theo không gian 60

4.3 Sự t°¢ng quan và thiÁt lÁp ph°¢ng trình hßi quy tuyÁn tính giữa DBPs và các thông số hóa lý 66

4.4 Đánh giá hiãu suÃt lo¿i bỏ DBP và các chÃt ô nhiám t¿i các ph°¢ng pháp xử lý n°ãc khác nhau 70

4.4.1 Đánh giá hiãu quÁ xử lý chÃt ô nhiám bằng ph°¢ng pháp un sôi 71

4.4.2 Đánh giá hiãu quÁ xử lý chÃt ô nhiám cÿa các thiÁt bá xử lý n°ãc kÁt hÿp nhiÃu công nghã 73

4.5 Đánh giá rÿi ro Ánh h°çng sāc khỏe con ng°åi do ph¢i nhiám DBPs 76

4.5.1 LiÃu ph¢i nhiám theo ngày (CDI) 76

4.5.2 Rÿi ro ung th° 79

4.6 ĐÃ xuÃt ph°¢ng pháp giÁm thißu rÿi ro 86

CH¯¡NG 5: KÀT LUÀN VÀ KIÀN NGHà 89

1 KÁt luÁn 89

2 KiÁn nghá 90

TÀI LIâU THAM KHÀO 92

PHĀ LĀC 105

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

DANH M ĀC VI¾T TÂT

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1: GiÁn ß pC-pH cÿa HOCl và HOBr 9

Hình 2.2: C¢ chÁ hình thành DBPs 13

Hình 2.3: Sự phân bố các nhóm chÃt cÿa DBPs 15

Hình 2.4: YÁu tố Ánh h°çng Án sự hình thành DBPs 17

Hình 2.5: Con °ång ph¢i nhiám và tác áng cÿa DBPs tãi sāc khỏe con ng°åi 22

Hình 2.6: Quy trình phân tích THMs, HANs, CH, CP, 1,1- DCP, 1,2-DCP 24

Hình 2.7: Quy trình phân tích HAAs 25

Hình 3.1: Nái dung thực hiãn 33

Hình 3.2: S¢ ß phân bố vá trí lÃy m¿u 37

Hình 3.3: Đß thá hàm ¢n iãu 40

Hình 3.4: Các câu hỏi trong phiÁu khÁo sát tình hình sử dāng và xử lý n°ãc t¿i há gia ình 43

Hình 4.1: Tần suÃt phát hiãn trong hai mùa các chÃt a) TCM, b) DCAA, c) DCAN, d) DBCM, e) TCAA, f) CH 59

Hình 4.2: Phần trăm phân bố các ßng phân 61

Hình 4.3: Phân bố nßng á DBPs theo mùa t¿i hai khu vực 63

Hình 4.4: Sự phân bố theo không gian cÿa a) THMs; b) HAAs; c) HANs; d) DBPs khác (1: mùa khô; 2: mùa m°a) 65

Hình 4.5: Sự t°¢ng quan cÿa DBPs và các thông số hóa lý 67

Hình 4.6: Bißu ß phần d° (a1: THMs; a2: HANs; a3: HAAs); Bißu ß phân phối chuẩn (b1: THMs; b2: HANs; b3: HAAs) 69

Hình 4.7: Hiãu quÁ lo¿i bỏ THMs và HANs bằng ph°¢ng pháp un sôi 71

Hình 4.8: Hiãu quÁ xử lý các chÃt ô nhiám bằng các hã thống lọc 74

Hình 4.9: Phần trăm óng góp cÿa các nhóm chÃt lên táng CDI thông qua 3 con °ång: ăn uống, hÃp phā qua da, và hít thç 77

Hình 4.10: LiÃu ph¢i nhiám theo ngày (CDI) theo giãi tính và á tuái ç a) khu vực NMN Thÿ Đāc; b) khu vực NMN Tân Hiãp 79

Hình 4.11: Rÿi ro ung th° và sự phân bố cÿa các nhóm chÃt theo á tuái và giãi tính t¿i a) khu vực NMN Thÿ Đāc; b) khu vực NMN Tân Hiãp 82

Hình 4.12: Rÿi ro ung th° (CR) theo từng tr°ång hÿp sử dāng n°ãc 84

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

DANH SÁCH CÁC B ÀNG

B Áng 2.1: Thông tin chung và các nhà máy n°ãc 7

B Áng 2.2: ¯u ißm và nh°ÿc ißm cÿa các ph°¢ng pháp khử trùng 10

B Áng 2.3: Các thông tin c¢ bÁn cÿa các nhóm chÃt DBPs trong nghiên cāu này 15

B Áng 2.4: Phân lo¿i Ánh h°çng sāc khỏe cÿa DBPs Án con ng°åi 21

B Áng 2.5: Táng hÿp kÁt quÁ khÁo sát nßng á cÿa DBPs trong mát số nghiên cāu 32 B Áng 3.1: Thông số vÁn hành cho hai ph°¢ng pháp phân tích DBPs 34

B Áng 3.2: Ph°¢ng thāc và thåi gian bÁo quÁn m¿u 38

B Áng 3.3: Ph°¢ng pháp phân tích m¿u 39

B Áng 3.4: Thông tin và các hã thống xử lý n°ãc 43

B Áng 3.5: Các tr°ång hÿp tiÁp xúc n°ãc cho māc ích tÃm và ăn uống 45

B Áng 3.6: Thông số tính toán liÃu ph¢i nhiám và rÿi ro ung th° 47

B Áng 4.1: So sánh thåi gian phân tích m¿u tr°ãc và sau chuẩn hóa 51

B Áng 4.2: KÁt quÁ QA/QC 52

B Áng 4.3: Sự phân bố cÿa thông số hóa lý 54

B Áng 4.4: Tần suÃt phát hiãn từng chÃt DBPs 58

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

CH¯¡NG 1: GIàI THIÆU ĐÀ TÀI

1 S ā cÅn thi¿t căa đÁ tài

ChÃt l°ÿng n°ãc uống Ánh h°çng trực tiÁp Án sāc khỏe con ng°åi, viãc Ám bÁo ngußn n°ãc an toàn rÃt quan trọng ối vãi sự phát trißn bÃn vững cÿa quốc gia Ngußn n°ãc thô (sông, hß) °ÿc sử dāng ß cung cÃp n°ãc sinh ho¿t chāa nhiÃu chÃt hữu c¢ tự nhiên (NOM) Sự xuÃt hiãn cÿa chúng trong ngußn n°ãc uống có thß gây

ra vÃn à rÿi ro liên quan sāc khỏe Trong quy trình xử lý n°ãc, ặc biãt t¿i giai o¿n khử trùng, khi NOM kÁt hÿp Clo t¿o ra sÁn phẩm phā khử trùng (DBPs) - ã °ÿc nghiên cāu là những chÃt nÁu tiÁp xúc lâu dài, có khÁ năng gây ung th° bàng quang,

¿i tràng, trực tràng, gây át biÁn, gây ác tÁ bào, gây ác gen hoặc gây quái thai, tác

áng xÃu Án phā nữ mang thai nh° sinh non, sẩy thai, trẻ sinh ra bá chÁm phát trißn [1, 2]

Thành phố Hß Chí Minh (TP.HCM) vãi tốc á ô thá hóa, công nghiãp hóa nhanh cùng vãi sự tăng tr°çng dân số m¿nh Đã có hàng ngàn nhà máy phát trißn

khÃp thành phố Hß Chí Minh và toàn bá Viãt Nam Dân số cao và các ho¿t áng công nghiãp hóa dày ặc ç HCM là gánh nặng cho ngußn cung cÃp n°ãc TP.HCM nằm ç khu vực h¿ l°u cÿa sông Đßng Nai và sông Sài Gòn - n¢i nhÁn °ÿc sự ô nhiám ngày càng tăng cÿa n°ãc sông, và tăng hàm l°ÿng chÃt hữu c¢ - tiÃn chÃt cÿa DBPs Tuy nhiên, thông tin h¿n chÁ và các hÿp chÃt này trong n°ãc ã °ÿc báo cáo ç Viãt Nam, bao gßm cÁ ç mát khu vực ô thá lãn nh° TP.HCM Vì thÁ, nghiên cāu sâu h¢n và sự hiãn diãn cÿa tÃt cÁ các chÃt DBPs phá biÁn nên °ÿc thực hiãn ß ánh giá mát cách toàn diãn các rÿi ro gây ra bçi các nhóm chÃt này ối vãi ng°åi dân Nghiên cāu này thực hiãn chuẩn hóa ph°¢ng pháp phân tích ßng thåi nhiÃu họ chÃt DBPs theo tiêu chuẩn US.EPA 551.1 cho các nhóm chÃt THMs, HANs, CH, CP, 1,1-Dichloropropane (1,1 - DCP), 1,2 - Dichloropropane (1,2 3 DCP) và US.EPA 552.2 cho HAAs °ÿc ban hành bçi C¢ quan Môi tr°ång Hoa Kì (EPA) vãi māc tiêu phân tích ßng thåi nhiÃu họ chÃt DBPs, kißm soát chÃt l°ÿng xử lý và phân tích m¿u, có

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

Thêm nữa, viãc sử dāng các ph°¢ng pháp xử lý n°ãc ăn uống t¿i nhà dân ã

°ÿc áp dāng từ lâu, mát số ph°¢ng pháp có thß làm biÁn áng nßng á cÿa DBPs trong n°ãc nh° un sôi n°ãc tr°ãc khi ăn uống, sử dāng các bá lọc °ÿc bán trên thá tr°ång hiãn nay Tuy nhiên, ch°a có mát ánh giá nào ánh giá hiãu quÁ xử lý cÿa ph°¢ng pháp xử lý t¿i nhà ß biÁt °ÿc khÁ năng lo¿i bỏ các sÁn phẩm phā cÿa quá trình khử trùng cÿa các hã thống xử lý n°ãc Các ph°¢ng pháp này s¿ làm tăng hoặc

giÁm nßng á cÿa DBPs và Ánh h°çng Án liÃu l°ÿng tiÁp xúc cÿa ng°åi dùng n°ãc khi sử dāng các ph°¢ng pháp xử lý khác nhau thông qua 03 con °ång ăn uống, tÃm rửa và hô hÃp Khi sử dāng các ph°¢ng pháp xử lý n°ãc khác nhau, s¿ có những kách bÁn tiÁp xúc n°ãc khác nhau và những māc á rÿi ro khác nhau Do ó, viãc khÁo sát tình hình sử dāng, xử lý n°ãc thÿy cāc t¿i các há gia ình s¿ cung cÃp thông tin hữu ích và ph°¢ng pháp xử lý n°ãc hiãu quÁ nhằm giÁi thißu rÿi ro do tiÁp xúc vãi DBPs trong thåi gian sử dāng n°ãc

Vì những lí do trên, cần tiÁn hành iÃu tra và sự xuÃt hiãn cÿa DBP trong m¿ng l°ãi phân phối n°ãc t¿i HCM Đà tài <KhÁo sát sự có mặt cÿa các sÁn phẩm phā quá trình khử trùng trong n°ãc cÃp ç thành phố Hß Chí Minh, ánh giá rÿi ro sāc khỏe cÿa ng°åi dân và à xuÃt giÁi pháp giÁm thißu rÿi ro= s¿ cung cÃp thông tin và sự có

mặt và phân bố cÿa các hÿp chÃt DBPs trong n°ãc thÿy cāc, māc á rÿi ro ung th°,

và ph°¢ng pháph¿n chÁ rÿi ro cÿa chúng Án sāc khỏe ng°åi sử dāng n°ãc ĐÃ tài

có ý nghĩa và á an toàn cÿa ngußn n°ãc và Ám bÁo sāc khỏe cáng ßng cÿa thành

phố ông dân nhÃt Viãt Nam

Nghiên cāu này ầu tiên thực hiãn māc tiêu chuẩn hóa quá trình phân tích ßng

thåi nhiÃu họ chÃt DBPs cho phòng thí nghiãm theo tiêu chuẩn US.EPA 551.1, US.EPA 552.2 nhằm phân tích ßng thåi nhiÃu chÃt khác nhau Māc tiêu thā 2 là

ánh giá sự thay ái theo mùa và theo không gian cÿa sÁn phẩm phā khử trùng (THMs, HAAs, HANs, CH, CP, 1,1-DCP, 1,2-DCP) trong m¿u n°ãc máy °ÿc thu thÁp ng¿u nhiên từ các há gia ình ç TP HCM Trong khi thu thÁp m¿u, thực hiãn

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

khÁo sát tình hình sử dāng n°ãc, các hình thāc xử lý n°ãc ăn uống và ánh giá hiãu quÁ lo¿i bỏ chÃt ô nhiám cÿa các giÁi pháp xử lý này t¿i các há gia ình ç TP HCM

Từ kÁt quÁ phân tích nßng á các chÃt DBPs, thực hiãn māc tiêu thā 4 là tính toán,

ánh giá māc á ph¢i nhiám và rÿi ro sāc khỏe con ng°åi do sÁn phẩm phā khử trùng gây ra thông qua các ho¿t áng hàng ngày theo các nhóm tuái và giãi tính khác nhau Cuối cùng, Ã xuÃt các biãn pháp giÁm thißu rÿi ro Ánh h°çng Án sāc khỏe cÿa ng°åi

sử dāng n°ãc

- Kißm tra á tin cÁy cÿa ph°¢ng pháp phân tích ßng thåi nhiÃu họ chÃt DBPs: US.EPA 551.1 và US.EPA 552.2 (á thu hßi, á lãch chuẩn, giãi h¿n phát hiãn ph°¢ng pháp, á chính xác, á lặp l¿i)

- Thu thÁp thông tin và tình hình sử dāng n°ãc, các hình thāc xử lý n°ãc ăn uống áp dāng t¿i các há gia ình bằng cách khÁo sát trực tiÁp và iÃn bißu m¿u online

và ánh giá hiãu quÁ xử lý chÃt ô nhiám có trong n°ãc máy thông qua lÃy m¿u n°ãc tr°ãc và sau khi sử dāng các ph°¢ng pháp xử lý n°ãc

- KhÁo sát nßng á và phân tích sự t°¢ng quan cÿa THMs, HAAs, HANs, các DBPs khác và các chÃt ô nhiám: pH, nhiãt á, UVA254, Clo d°, Táng Carbon hữu c¢ (TOC), Anion (Cl-, Br -, NO3-, SO42-) có trong n°ãc máy °ÿc thu thÁp ng¿u nhiên t¿i các há dân ang sinh sống trong khu vực cÃp n°ãc cÿa nhà máy Thÿ Đāc và Tân Hiãp theo 2 mùa trong năm

- Tính toán và ánh giá māc á ph¢i nhiám cÿa DBPs thông qua 3 con °ång chính: ăn uống, hÃp thā qua da, hít thç chia theo á tuái, giãi tính, các ph°¢ng pháp

xử lý n°ãc khác nhau và so sánh vãi tiêu chuẩn

- ĐÃ xuÃt các biãn pháp giÁm thißu rÿi ro Ánh h°çng Án sāc khỏe ng°åi sử dāng n°ãc

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

4 Đçi t°ÿng và ph¿m vi nghiên cąu

4 1 Đçi t°ÿng nghiên cąu

- M¿ng l°ãi cÃp n°ãc t¿i khu vực thành phố Hß Chí Minh

- Các hÿp chÃt DBPs bao gßm 4 chÃt Trihalomethanes (Chloroform, Dibromochloromethane, Bromodichloromethane, Bromoform), 6 chÃt Haloacetic Acids (Monochloroacetic Acid, Dichloroacetic Acid, Trichloroacetic Acid, Monobromoacetic Acid, Dibromoacetic Acid, Bromochloroacetic Acid), 4 chÃt Haloacetonitriles (Trichloroacetonitrile, Dichloroacetonitrile, Bromochloroacetonitrile, Dibromoacetonitrile) và mát số DBPs khác: Chloral Hydrate (CH), Chlopicirin (CP), 1,1-Diclopropane (1,1-DCP), 1,2-Diclopropane (1,2

5.1 Ph°¢ng pháp lÃy m¿u, bÁo quÁn và phân tích m¿u

M¿u n°ãc °ÿc thu thÁp, bÁo quÁn, và phân tích theo quy chuẩn US.EPA 551.1 cho 4 chÃt THMs, CH, CP, 1,1-DCP, 1,2-DCP và US.EPA 552.2 cho 6 chÃt HAAs

pH, anions (Cl-, NO3-, Br -, SO42-) trong m¿u °ÿc o bằng máy o pH (Melter Toledo) và máy sÃc kí ion (Thermo Scientific) Thông số UVA254, TOC °ÿc phân tích theo tiêu chuẩn US EPA 415.3, bằng thiÁt bá UV-VIS Hitachi UH5300 và thiÁt

bá phân tích TOC (TORCH) Thông số Clo d° °ÿc o trực tiÁp ngay khi lÃy m¿u t¿i hiãn tr°ång theo tiêu chuẩn Viãt Nam TCVN 6225-3:2012

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

5.2 Ph°¢ng pháp thçng kê

Hã số t°¢ng quan Spearman là kỹ thuÁt dùng ß xem xét sự t°¢ng quan giữa các biÁn trong dữ liãu Phần mÃm thống kê SPSS °ÿc āng dāng ß khÁo sát tác áng cÿa các thông số hóa lý lên khÁ năng xuÃt hiãn và phân bố cÿa các họ chÃt DBPs trong nghiên cāu này Từ kÁt quÁ trên, thiÁt lÁp ph°¢ng trình hßi quy giÁi thích sự hình thành DBPs dựa vào các chß số ánh giá chÃt l°ÿng n°ãc

5.3 Ph°¢ng pháp đé thá

Từ số liãu thực nghiãm, sử dāng ph°¢ng pháp ß thá ß em l¿i cái nhìn trực quan và toàn diãn h¢n và à tài Qua ó, dá dàng phân tích, nhÁn ánh kÁt quÁ thu

°ÿc và lựa chọn °ÿc kÁt quÁ tối °u nhÃt

6.1 Ý ngh*a khoa hãc

- Hiãn nay ch°a có nhiÃu nghiên cāu và ặc ißm, sự phân bố cÿa DBPs trong ngußn n°ãc cÃp cho sinh ho¿t t¿i Viãt Nam nói chung và TP.HCM nói riêng Nghiên cāu này cung cÃp thông tin hữu ích liên quan Án māc á THMs, HAAs, HANs và các chÃt DBPs khác (CH, CP, 1,1-DCP, 1,2-DCP) trong m¿ng l°ãi phân phối n°ãc Nghiên cāu này cũng tiÁp cÁn rÿi ro sāc khỏe con ng°åi do tiÁp xúc vãi DBPs ç thành

phố Hß Chí Minh KÁt quÁ nghiên cāu là ngußn tham khÁo cho các nhà khoa học khác tham khÁo và có những nghiên cāu chi tiÁt h¢n và DBPs

- Công trình nghiên cāu có thß °ÿc sử dāng làm tài liãu ß phāc vā trong giÁng

d¿y KiÁn thāc thu °ÿc từ nghiên cāu này s¿ nâng cao hißu biÁt cÿa sinh viên và DBPs và ý nghĩa cÿa các thông số vÁn hành hã thống xử lý n°ãc cÃp trong viãc h¿n chÁ sinh DBPs

Tân Hiãp thông qua bá dữ liãu và nßng á DBPs và các chÃt ô nhiám Ngoài ra, số liãu nghiên cāu và māc á rÿi ro ung th° do sử dāng n°ãc chāa DBPs theo á tuái, giãi tính, tr°ång hÿp sử dāng n°ãc (trực tiÁp, un sôi, hã thống xử lý) là nÃn tÁng nhằm °a ra các giÁi pháp xử lý n°ãc, từ ó bÁo vã sāc khỏe cáng ßng và Ám bÁo

an ninh ngußn n°ãc t¿i TP.HCM Từ ó, Ã tài nghiên cāu s¿ là dữ liãu tham khÁo cho các doanh nghiãp kinh doanh h¿ tầng trong công tác xúc tiÁn, thu hút ầu t° vào các khu công nghiãp, cÁi thiãn c¢ sç h¿ tầng cho hã thống xử lý n°ãc tốt h¢n

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

CH¯¡NG 2 TêNG QUAN NGHIÊN CĄU

Thành phố Hß Chí Minh có diãn tích 209.554.97 ha (2,095.5497 km2), dân số khoÁng 10 triãu ng°åi, nhu cầu sử dāng n°ãc ngày càng cao N°ãc cÃp t¿i Thành phố

Hß Chí Minh °ÿc cung cÃp bçi 6 nhà máy, quÁn lý bçi táng công ty cÃp n°ãc SAWACO, vãi táng n°ãc cung cÃp hàng ngày là 2,4 triãu m3 Các ngußn n°ãc ầu vào chính là n°ãc bà mặt (sông Sài Gòn, sông Đßng Nai) Thÿ Đāc và Tân Hiãp là hai nhà máy xử lý n°ãc lãn (NMN) trong số các nhà máy cung cÃp 94% n°ãc cho TP.HCM, nh° °ÿc minh họa trong BÁng 2.1 Trong ó, Thÿ Đāc cung cÃp 69% n°ãc °ÿc lÃy từ sông Đßng Nai, và Tân Hiãp cung cÃp 25% n°ãc từ sông Sài Gòn

Số l°ÿng quÁn trong khu vực cÃp n°ãc cÿa nhà máy Thÿ Đāc chiÁm h¢n 50% táng

số quÁn, huyãn cÿa TPHCM

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

M¿ng l°ãi °ång ống cÃp n°ãc cÿa thành phố cũng phÁi ối mặt vãi các vÃn à nh° áp lực không ßng Ãu, áp lực lãn vào ầu ngußn và giÁm vào cuối ngußn H¢n nữa, viãc không có hã thống kißm soát chÃt l°ÿng trên m¿ng l°ãi °ång ống, °ång ống cũ bá suy giÁm chÃt l°ÿng và h° hỏng gây ra rò rß n°ãc, mÃt n°ãc ngày càng nghiêm trọng Đặc biãt, những khu vực ngo¿i thành th°ång là những vá trí bá Ánh h°çng nặng nà nhÃt Các nhà máy cÃp n°ãc cho māc ích sinh ho¿t chÿ yÁu ç TP.HCM bao gßm: nhà máy n°ãc Thÿ Đāc, Tân Hiãp, Bình An, Kênh Đông Do iÃu kiãn và chÃt l°ÿng n°ãc khác nhau nên mßi nhà máy có quy trình công nghã khác nhau Nghiên cāu này tÁp trung ánh giá chÃt l°ÿng n°ãc thÿy cāc trong m¿ng l°ãi cÃp n°ãc cÿa TP.HCM nói chung và khÁo sát sự thay ái chÃt l°ÿng n°ãc cÃp thuác hai khu vực cÃp n°ãc cÿa nhà máy n°ãc Thÿ Đāc và Tân Hiãp nói riêng

Có nhiÃu ph°¢ng pháp khử trùng °ÿc áp dāng ß xử lý n°ãc uống ChÃt khử trùng s¢ cÃp làm bÃt ho¿t mầm bãnh trong khi chÃt khử trùng thā cÃp cung cÃp thåi gian khử trùng lâu h¢n khi n°ãc chÁy qua °ång ống TÃt cÁ các ph°¢ng pháp khử trùng Ãu có °u ißm và nh°ÿc ißm, và tÃt cÁ chúng Ãu t¿o ra mát số lo¿i sÁn phẩm phā khử trùng khác nhau Các hóa chÃt khử trùng th°ång °ÿc sử dāng nh° là chlorine, chloramine °ÿc thêm vào n°ãc nhằm lo¿i bỏ kí sinh trùng, vi khuẩn có h¿i, cung cÃp n°ãc s¿ch cho ng°åi sử dāng [3] BÁng 2.2 trình bày °u và nh°ÿc ißm cÿa các ph°¢ng pháp khử trùng

2.2.1 Chlorine

Chlorine là chÃt khử trùng thông th°ång °ÿc sử dāng ráng rãi vì giá thành rẻ, mang l¿i hiãu quÁ cao trong viãc lo¿i bỏ vi sinh vÁt gây bãnh ra khỏi ngußn n°ãc Ngoài các ặc tính khử trùng, clo rÃt hữu ích cho viãc ngăn ngừa sự phát trißn cÿa tÁo, vi khuẩn cÁ trong nhà máy xử lý n°ãc cÃp và °ång ống trong hã thống phân phối Clo cũng có thß °ÿc sử dāng ß kißm soát mùi và vá ngoài viãc cung cÃp sÃt, mangan và lo¿i bỏ màu [4, 5] Khi clo tự do (Cl2) thêm vào n°ãc, phÁn āng xÁy ra nh° sau:

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

Cl2 + H2O ↔ HOCl + H+ + Cl- (2.1)

Clo °ÿc thêm vào n°ãc t¿o thành axit hypoclor¢ (HOCl), ion hydro và ion clo HOCl là mát axit yÁu và phân ly mát phần trong n°ãc, t¿o thành ion hypochlorite OCl- Hình 1.1 thß hiãn giÁn ß pC - pH cÿa HOCl và HOBr æ giá trá pH nhỏ h¢n 7,5 thì HOCl chiÁm °u thÁ, trong khi ç pH cao h¢n thì OCl- chiÁm °u thÁ h¢n HOCl

là mát chÃt oxy hóa m¿nh h¢n OCl- và do ó khử trùng bằng clo hiãu quÁ h¢n ç pH trung tính Án axit

2.2.2 Chloramine

Chloramine (NH2Cl) là chÃt khử trùng yÁu h¢n chlorine, òi hỏi thåi gian tiÁp xúc nhiÃu h¢n ß khử trùng t¿i nhà máy cÃp n°ãc Chloramine °ÿc hình thành khi amoniac (NH3) °ÿc thêm vào clo (2.2) Khi Monochloramine kÁt hÿp vãi axit Hypochlorous t¿o thành Dichloramine (2.3) Từ ó, khi Dichloramine phÁn āng vãi axit Hypochlorous t¿o thành Trichloramine (2.4) Chloramine °ÿc sử dāng nh° mát chÃt khử trùng thā cÃp và cung cÃp khử trùng lâu dài h¢n cho n°ãc uống

Tỷ lã cÿa 3 d¿ng Chlorine phā thuác vào pH cÿa n°ãc Monochlorine chiÁm °u thÁ ç pH > 8,5 Monochloramine và Dichloramine cùng tßn t¿i ç pH giữa 4,5 và 8,5

và Trichloramine t¿i thành pH ˂ 4,5 Trong quá trình khử trùng n°ãc, viãc t¿o thành Monochloramine là iÃu mong muốn vì Dichloramine và Trichloramine t¿o thành vá trong n°ãc Chloramines yÁu h¢n Chlorine, nh°ng bÃn h¢n nên th°ång dùng trong

hã thống °ång ống Chloramines có thß bá phân hÿy bçi vi khuẩn, nhiãt và ánh sáng Chloramines hiãu quÁ ối vãi những vi khuẩn và mát vài loài protozoans, nh°ng nó không diãt °ÿc những loài virus nguy hißm nh° Giardia và Cryptosporidium

2.2.3 Chlorine dioxide

Clorine dioxide (ClO2) có nguy c¢ gây ná và do ó nó °ÿc táng hÿp t¿i ißm

sử dāng trong nhà máy cÃp n°ãc Nó là mát tác nhân oxy hóa m¿nh có thß phân hÿy thành clorit và clorat Chlorin dioxit °ÿc chāng minh là có hiãu quÁ h¢n trong viãc bÃt ho¿t Giardia so vãi clo tự do, nh°ng ít hiãu quÁ h¢n ối vãi virus E coli và rota

- Chi phí xử lý cao h¢n so vãi chlorine -Hình thành N-nitrosodimethylamine (NDMA) (ác h¢n DBPs halogen)

- T°¢ng ối kém hiãu quÁ h¢n clo

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

- D° l°ÿng khử trùng tßn t¿i lâu h¢n trong hã thống phân phối

- T°¢ng ối không bá Ánh h°çng bçi

Ozone

- GiÁm DBP

- Lo¿i bỏ mùi và vá

- Ành h°çng tối thißu Án á pH

- Hiãu quÁ lo¿i bỏ tiÃn chÃt DBPs

- Ozone có hiãu quÁ h¢n trong bÃt ho¿t virus và vi khuẩn, so vãi chlorine

- Không có l°ÿng d° khử trùng

- Tái phát trißn sinh học trong hã thống phân phối

- Chi phí xử lý cao

- Thông tin h¿n chÁ và DBP cÿa nó

- Khi ozone hóa °ÿc theo sau bçi clo hóa, nßng á cÿa THM gốc brom có thß tăng

UV

- Không yêu cầu thêm hóa chÃt

- Có thß làm bÃt ho¿t nhiÃu vi-rút, vi khuẩn

- Không gây nguy hißm

- Quá trình UV cần thåi gian tiÁp xúc ngÃn

- LiÃu l°ÿng thÃp h¢n có thß không hiãu quÁ ối vãi mát số virus và vi khuẩn

Mßi lo¿i hóa chÃt khử trùng Ãu có °u, nh°ÿc ißm khác nhau, tuy nhiên, do giá thành rẻ, Chlorine hiãn nay v¿n là chÃt khử trùng °ÿc °u tiên sử dāng trong các nhà máy xử lý n°ãc cÃp

NhiÃu nhóm chÃt DBP, bao gßm THM, HAA, HAN, CH và CP, phÁn āng vãi các chÃt humic có trong n°ãc Ph°¢ng trình (2.5) °ÿc sử dāng ß khái quát hóa sự hình thành DBP:

HOCl + DOC → DBPs (2.5)

DBP hình thành khi clo phÁn āng vãi axit humic và axit fulvic Các phÁn āng phÁn āng cao vãi clo chiÁm từ 50 Án 90% DOC cÿa n°ãc sông và hß Có ba cách clo tự do phÁn āng vãi n°ãc: oxy hóa, bá sung và thay thÁ Phần lãn các DBP cÿa clo

là kÁt quÁ cÿa các phÁn āng oxy hóa và thÁ ion C¢ chÁ hình thành DBPs °ÿc trình bày trong Hình 2.2 Công thāc thông th°ång cÿa HAA là COOH-X, có khÁ năng X

là Cl hoặc Br Mát số phÁn āng vãi các nhóm chāc cÿa chÃt humic, chẳng h¿n nh° axetyl, cacboxyl, phenol, r°ÿu, cacbonyl và metoxyl, là mát số cách cloroform có thß

°ÿc t¿o ra

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

Hình 2.2: C¢ chÁ hình thành DBPs [6]

Cā thß h¢n, sự hình thành cÿa các THMs là phÁn āng xÁy ra giữa Propanone và Chlorine, các chÃt này rÃt dá bá oxy hoá và trç thành Trichloropropanone Trichloropropanone sau ó trÁi qua quá trình thuỷ phân trong môi tr°ång có pH cao

ß t¿o ra Trichloromethane theo ph°¢ng trình (2.6) và (2.7) Trong tr°ång hÿp có mặt brom, Propanone chāa Brom có thß °ÿc hình thành, từ ó s¿ t¿o ra các THMs chāa brom

CH3COCH3 + HOCl → CH3COCCl3 (2.6)

CH3COCCl3 + H2O → CH3COOH + CHCl3 (2.7)

THMs còn °ÿc hình thành từ phÁn āng giữa các ankan vãi nhóm halogen PhÁn āng này là phÁn āng thÁ cÿa ankan Nguyên tÃc cÿa phÁn āng này là các nguyên tử H trong phân tử ankan có thß bá thay thÁ lần l°ÿt KhÁ năng phÁn āng giÁm theo thā tự

F2 > Cl2 > Br2 > I2 Tuy nhiên phÁn āng vãi Flo th°ång ít gặp vì phÁn āng gây phân

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

CnH2n+2 + xxX2 → CnH2n + 2-xXx + xHX (2.8)

CnH2n+2 + (n+1) F2 → nC + (2n+2) HF (2.9)

2.3.2.Phân lo ¿i DBPs

Hình 2.3 thß hiãn sự phân bố các nhóm chÃt DBPs, trong số 700 lo¿i DBPs ã

°ÿc tìm thÃy, hai nhóm chÃt DBPs phá biÁn và gây mối lo ng¿i nhÃt cho các nhà quÁn lý và cáng ßng nghiên cāu khoa học vì chúng xuÃt hiãn nhiÃu trong n°ãc ã

°ÿc xử lý là Trihalomethanes (THMs) và axit Haloacetic (HAAs) [7-11].Phần lãn các hÿp chÃt hữu c¢ hòa tan (DOM) bao gßm các hÿp chÃt humic, fulvic, có khÁ năng phÁn āng vãi clo °ÿc sử dāng trong quá trình khử trùng, d¿n Án sự hình thành các d¿ng haloforms và các hÿp chÃt hữu c¢ khác °ÿc halogen hóa Khi brom và chÃt hữu c¢ hòa tan có mặt trong n°ãc, chúng cũng là các tiÃn chÃt hình thành các d¿n suÃt brom DBPs Trihalomethanes là nhóm chÃt DBP ầu tiên °ÿc phát hiãn bao gßm 4 hÿp chÃt phá biÁn là Trichlromethane (Chloroform 3 TCM- CHCl3), Bromodichloromethane (BDCM - CHBrCl2), Dibromochloromethane (DBCM - CHBr2Cl) và Bromoform (TBM - CHBr3) [12] Chloroform th°ång chiÁm tỷ trọng lãn nhÃt (90% trong THMs) và nßng á cÿa những chÃt khác th°ång giÁm theo thā

tự CHCl3 > CHBrCl2 > CHBr2Cl > CHBr3 [13] TiÁp theo là 6 hÿp chÃt nhóm Haloacetic acids (HAAs) lần l°ÿt là Monochloroacetic acid (MCAA), Dichloroacetic acid (DCAA), Trichloroacetic acid (TCAA), Monobromoacetic acid (MBAA), Bromochloroacetic acid (BCAA), và Dibromoacetic acid (DBAA) [[14, 15]] Nhóm thā 3 là Haloacetonitriles (HANs) bao gßm các chÃt phá biÁn nh°

Bromochloacetonitrile (BCAN), Dibromoacetonitrile (DBAN), Trichloroacetonitrile (TCAN) Nhóm thā t° là Haloketones (HKs) th°ång ít °ÿc nghiên cāu h¢n, vãi 3 chÃt °ÿc °ÿc tìm thÃy phá biÁn trong n°ãc bao gßm: 1,1-dichloro-propanone (1,1-DCP), 1,2- Dichloropropanone (1,2-DCP), 1,1,1- Trichoropropanone (1,1,1-TCP)

BÁng 2.3 cung cÃp những thông tin c¢ bÁn và các chÃt DBPs trong nghiên cāu này, bao gßm các d¿ng d¿n xuÃt cÿa clo (Cl-DBPs) và brom (Br-DBPs) phá biÁn

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

Ch°a tìm thÃy

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

yÁu tố Ánh h°çng Án sự hình thành DBPs °ÿc thß hiãn trong Hình 2.4 Các yÁu tố Ánh h°çng Án quá trình hình thành DBPs bao gßm liÃu l°ÿng Chlorine dùng ß khử trùng, thåi gian l°u, nßng á pH trong các giai o¿n xử lý, và hàm l°ÿng NOM, hàm l°ÿng carbon hữu c¢ (TOC).Các nghiên cāu tr°ãc ây cho thÃy rằng l°ÿng THM trong n°ãc tăng lên cùng vãi các giá trá cÿa các yÁu tố trên [13, 17]

Nghiên cāu [19] cho thÃy, khi khÁo sát n°ãc sông t¿i Iran, sự hình thành THMs

ã bá Ánh h°çng áng kß bçi māc TOC tăng từ 1 mg/L Án 5 mg/L Nhằm māc ích xem xét cách nßng á ion bromua Ánh h°çng Án sự hình thành THMs, nghiên cāu này ã thực hiãn các thí nghiãm trên ba ngußn n°ãc khác nhau KÁt quÁ cho thÃy rằng khi nßng á bromua tăng, nßng á THMs cũng tăng T°¢ng tự, nghiên cāu ç Trung Quốc [20] thực hiãn vãi các m¿u n°ãc, nßng á các hÿp chÃt THMs có chāa brom tăng lên khi nßng á bromua trong n°ãc tăng (nßng á bromua từ 0,019 3 0,135 mg/L trong n°ãc ngầm và 0,016 - 0,121 mg/L trong n°ãc mặt) Vãi sự gia tăng nßng á

Br2, BCAN và DBAN tăng và TCAN và DCAN giÁm thay vào ó Xu h°ãng thay

ái cÿa 1,1-DCP, 1,1,1-TCP, CH và CP t°¢ng tự nh° THMs, HAAs và HANs Bên c¿nh ó, sự hình thành HAAs tăng lên khi nßng á TOC tăng, ißn hình nßng á TOC

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

LiÃu l°ÿng chÃt khử trùng có xu h°ãng làm tăng sự hình thành DBP ĐiÃu này

có thß là do mát số DBP trung gian °ÿc t¿o ra trong quá trình clo hóa có thß phÁn āng vãi clo hoặc cloramine nhiÃu h¢n ĐiÃu này d¿n Án viãc t¿o ra các sÁn phẩm nh° THMs và HAAs Ngoài ra, nghiên cāu Ánh h°çng cÿa liÃu l°ÿng khử trùng lên

sự hình thành DBPs, kÁt quÁ cho thÃy khi tăng liÃu l°ÿng clo làm tăng tỷ lã Cl-DBPs vòng th¢m có chāa mát nguyên tử clo (Cl1-DBPs) và Cl-DBPs không bão hòa, và

d¿ng có chāa hai nguyên tử clorua (Cl2-DBPs) [21] Nghiên cāu khác phân tích các nhân tố Ánh h°çng lên sự hình thành DBPs do sử dāng Cl2 làm chÃt khử trùng, kÁt quÁ cho thÃy nßng á THMs và HAAs tăng trong vòng 24 giå khi thí nghiãm t¿i 3 nßng á Cl2 khác nhau (0,5; 2; 3 mg/L) Nßng á cÿa Br-HAAs và Br-THMs (DBAA, BDCM, và DCBM) tăng khi tăng liÃu l°ÿng chlorine Nßng á tối a cÿa DBAA, DCBM, và BDCM tăng từ 1,8; 1,0, và 1,0 μg/L Án 7,4; 4,3 và 4,3 μg/L VÁy tăng liÃu l°ÿng clo có thß tăng nßng á áng kß cÿa Br-HAAs và Br-THMs [22]

DBPs hình thành trong khoÁng pH từ 6 Án 8 Trong quá trình khử trùng, nßng

á THMs tăng áng kß khi á pH tăng lên ĐiÃu này là kÁt quÁ áng mong ÿi vì các

iÃu kiãn kiÃm có thß t¿o iÃu kiãn thuÁn lÿi cho quá trình thÿy phân phÁn āng cÿa nhiÃu DBPs trung gian nh° Trihalopropanones, Trihaloacetonitrile và Trihaloacetaldehyes ß t¿o thành THMs Tuy nhiên, ối vãi HAAs, nßng á gần nh° giữ án ánh khi á pH tăng lên [23] Nghiên cāu [24] phân tích các chß tiêu ánh giá chÃt l°ÿng n°ãc và thông số vÁn hành sÁn sinh ra THMs và HAAs KÁt quÁ nghiên

cāu xác ánh khi giá trá pH trong khoÁng 6 - 8,5 thì có tác áng mÁt thiÁt Án sự sinh

ra THMs Khi phân tích hã số t°¢ng quan Pearson, pH và các nhóm chÃt THMs thß hiãn sự t°¢ng quan ç māc trung bình (r = 0,43; 0,49; 0,48; 0,38; 0,51 cho lần l°ÿt TCM, DCBM, DBCM, TBM, táng THM và pH) Tuy nhiên, khi tăng pH từ 6 Án 8,5, hàm l°ÿng HAA không thay ái nhanh chóng Trong ph¿m vi pH 6,5 - 7,7, hàm l°ÿng HAA tăng chÁm vãi pH, nh°ng trong pH 7,7 - 8,5, nßng á HAA giÁm VÁy giá trá pH tß lã thuÁn vãi nßng á THMs, còn HAA có tăng nh°ng chÁm h¢n và khi

pH mang tính kiÃm thì HAA có xu h°ãng giÁm

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

Nhiãt á cũng là yÁu tố tác áng nên sự hình thành DBPs, nhiãt á tăng lên s¿

ẩy nhanh tốc á phÁn āng Đối vãi các sÁn phẩm t°¢ng ối án ánh (nh° Trichloromethane), thì nßng á tăng theo nhiãt á Tuy nhiên, vãi các DBPs không

án ánh và nhiãt nh° các hÿp chÃt chāa Brom, THAA, & khi nhiãt á tăng cũng có thß nâng cao tốc á phân hÿy cÿa chúng [25] Ngoài ra, nhiãt á °ÿc xác ánh là thông số Ánh h°çng ít nhÃt so vãi pH trong nghiên cāu tr°ãc [26] Chlorine °ÿc sử

dāng ç pH 8,5 ã làm giÁm nßng á cÿa tÃt các các hÿp chÃt trong DBPs so vãi māc

pH là 5,5 Trong nghiên cāu [27], khi nhiãt á n°ãc và thåi gian l°u tăng, nßng á cÿa các chÃt TCM, DCAA, TCAA tăng, trong khi các chÃt DCAN, CH, TCNM ,1,1-DCPN and 1,1,1- TCPN cho thÃy khÁ năng tự phân hÿy sau khi nßng á tăng qua mát vài giå so vãi ban ầu Ng°ÿc l¿i, theo nghiên cāu [28], nhiãt á không làm tăng THMs mà chß tăng vãi HANs và HNMs Ngoài ra, thông số vÁn hành t¿i nhà máy cÃp n°ãc có mối liên hã mÁt thiÁt, liên quan Án b°ãc khử trùng và hã thống phân phối ĐiÃu kiãn và thÿy lực trong °ång ống, vÁt liãu °ång ống, thåi gian phÁn āng cÿa chÃt khử trùng vãi n°ãc, thåi gian l°u n°ãc là những yÁu tố chính góp phần t¿o nên DBPs [29, 30]

Do sự pha trán cÿa các tuái n°ãc khác nhau trong các giai o¿n t¿i nhà máy cÃp n°ãc cũng Ánh h°çng Án sự hình thành DBPs Tuái n°ãc là mát khía c¿nh rÃt phāc t¿p, và sự pha trán cÿa n°ãc có thåi gian l°u khác nhau th°ång xÁy ra th°ång xuyên nÁu nhà máy cÃp n°ãc nhÁn n°ãc từ nhiÃu ngußn hoặc nÁu hã thống phân phối n°ãc bao gßm mát m¿ng l°ãi °ång ống vãi các công trình ¢n vá °ÿc kÁt nối Ngoài ra, nhu cầu sử dāng n°ãc theo mùa có tác áng Án thåi gian l°u cÿa n°ãc trong hã thống cÃp n°ãc; thực tÁ mọi ng°åi sử dāng nhiÃu n°ãc trong mùa nÃng h¢n so vãi mùa m°a Mặc dù thåi gian l°u n°ãc tăng làm giÁm l°ÿng d° khử trùng, nh°ng do thåi gian tiÁp xúc dài nên sự hình thành DBPs tăng [31, 32]

VÃ yÁu tố vÁt liãu °ång ống và iÃu kiãn thÿy lực, nghiên cāu [33] báo cáo Ánh h°çng cÿa chÃt liãu °ång ống Án sự hình thành DBPs KÁt quÁ chāng minh rằng nßng á THM phā thuác vào māc á tác áng cÿa thåi gian l°u và tốc á dòng

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

tăng vãi sự gia tăng °ång kính °ång ống Nghiên cāu cÿa Shabani S và các cáng

sự [34] phân tích Ánh h°çng cÿa vÁt liãu °ång ống lên sự có mặt DBPs, mối t°¢ng quan m¿nh m¿ giữa vÁt liãu °ång ống, liÃu l°ÿng hữu c¢ và sự hình thành cÿa calcium hypochlorite và THMs ã °ÿc báo cáo Sự có mặt cÿa bromine và clorua có thß thay ái sự phân bố cÿa THMs khi khÁo sát vãi vÁt liãu °ång ống khác nhau (polyvinyl chloride (PVC), polyethylene (PE) và polypropylene (PP)) °ÿc sử dāng trong các thiÁt lÁp thí nghiãm Nghiên cāu này nhÃn m¿nh tác áng cÿa vÁt liãu ống polymer trên chÃt l°ÿng n°ãc Ngoài gia tăng sự hình thành DBPs, °ång ống sÃt có thß bá Ánh h°çng bçi ăn mòn - cũng là yÁu tố t¿o nên tiÃn chÃt sÁn sinh DBPs [35, 36]

Các nghiên cāu dách tá học cho thÃy rằng viãc tiÁp xúc vãi DBP có liên quan chặt ch¿ vãi các lo¿i ung th° khác nhau (ví dā: ung th° bàng quang, ruát kÁt, trực tràng, bÃt lÿi Ánh h°çng Án sự phát trißn và sinh sÁn trong thåi kỳ mang thai) [1, 2, 37] Khi mọi ng°åi tiêu thā các sÁn phẩm phā khử trùng ç māc á cao trong nhiÃu năm, chúng làm tăng nguy c¢ phát trißn ung th° bàng quang Hàng triãu ng°åi trên toàn thÁ giãi, bao gßm cÁ các nhóm dân số nh¿y cÁm (ví dā: phā nữ và trẻ em) vãi nguy c¢ tiÃm ẩn tăng Ánh h°çng Án sāc khoẻ sinh sÁn và phát trißn khi tiÁp xúc lâu vãi ngußn n°ãc có l°ÿng HAAs cao Có mát số nghiên cāu báo cáo viãc sử dāng HAA riêng lẻ, ặc biãt là các biãn pháp tiÁt niãu và nguy c¢ sāc khỏe sinh sÁn, có thß cung cÃp bằng chāng thuyÁt phāc h¢n và nguy c¢ sāc khỏe Ví dā, mát nghiên cāu ç Trung tâm bang Arizona báo cáo rằng nßng á DCAA trong n°ãc > 18 µg/L và TCAA > 17,8 µg/L làm tăng nguy c¢ trẻ nhỏ so vãi tuái thai (SGA) và tiêu thā DBAA (> 5 µg/L) và DCAA (> 8 µg/L) sau khi mang thai (tuần 33340) làm tăng nguy c¢ sinh con nhẹ cân và h¿n chÁ tăng tr°çng trong tử cung [38] THMs, HAAs, HANs ã

°ÿc liãt kê vào danh sách là những hÿp chÃt gây h¿i cho sāc khỏe con ng°åi, trong khi THMs và HAAs °ÿc phân lo¿i theo các cÃp gây ung th° thì các hÿp chÃt khác ch°a có nghiên cāu rõ ràng Phân lo¿i DBPs và Ánh h°çng sāc khỏe cÿa chúng Án con ng°åi °ÿc thß hiãn trong BÁng 2.4

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

Phân tích rÿi ro DBPs °ÿc sử dāng cho thiÁt lÁp, giÁi thích và °ãc tính bÃt kỳ rÿi ro sāc khỏe con ng°åi áng kß nào do ph¢i nhiám ối vãi DBP °ÿc tìm thÃy trong n°ãc uống N°ãc uống không chß dùng ß uống mà còn ß nÃu ăn, tÃm, rửa Có

ba con °ång ph¢i nhiám chính mà con ng°åi tiÁp xúc ối vãi DBP, bao gßm: ăn uống, hít thç và hÃp phā qua da [39, 40].Nghiên cāu s¢ bá chß ra rằng hít thç và tiÁp xúc da có h¿i h¢n cho sāc khỏe con ng°åi so vãi ăn uống [41] Hình 2.5 trình bày con °ång ph¢i nhiám và tác áng cÿa DBP tãi sāc khỏe con ng°åi

Axit Monochloroacetic

Ung th°, Ánh h°çng sinh sÁn, phát trißn, thÁn, gan,

Trong nghiên cāu này, liÃu ph¢i nhiám trung bình ngày °ÿc tính toán theo cÁ

ba con °ång chính bao gßm: ăn uống, hÃp phā qua da và hít thç Ngoài ra, °ãc tính nguy c¢ ung th° ã °ÿc thực hiãn xem xét ph¢i nhiám bằng cách ăn, tiÁp xúc qua

da và hít thç Đánh giá nguy c¢ sāc khỏe con ng°åi do tiÁp xúc vãi các sÁn phẩm phā khử trùng (DBP) trong quá trình uống và tÃm n°ãc khác nhau theo á tuái, giãi tính,

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

Hình 2.5: Con °ång ph¢i nhiám và tác áng cÿa DBPs tãi sāc khỏe con ng°åi

Đß Ám bÁo rằng mát dự án lÃy m¿u môi tr°ång t¿o ra dữ liãu <phù hÿp vãi māc ích=, ch°¢ng trình phÁi kÁt hÿp các thành phần QA/QC thích hÿp Viãc thu thÁp dữ liãu không °ÿc cÿng cố bçi QA/QC ầy ÿ có thß bá lßi và viãc sử dāng dữ

liãu ó có thß d¿n Án các quyÁt ánh quÁn lý môi tr°ång sai (và tốn kém) Đánh giá chÃt l°ÿng (QA) °ÿc sử dāng bçi Tá chāc Tiêu chuẩn hóa Quốc tÁ là <mát phần cÿa quÁn lý chÃt l°ÿng tÁp trung vào viãc cung cÃp niÃm tin rằng các yêu cầu chÃt l°ÿng

s¿ °ÿc áp āng=.Những iÃu kiãn tối thißu bÃt buác cÿa QA/QC bao gßm mát minh chāng ban ầu và khÁ năng trong phòng thí nghiãm, và phân tích ánh kỳ cÿa các m¿u trÃng phòng thí nghiãm, m¿u trÃng thêm chuẩn, và các dung dách khác nh° mát kißm tra liên tāc và hiãu suÃt Phòng thí nghiãm °ÿc yêu cầu phÁi duy trì hiãu suÃt xác

ánh chÃt l°ÿng cÿa dữ liãu do ó °ÿc t¿o ra

Tiêu chuẩn US.EPA 551.1 [46] °ÿc áp dāng ß xác ánh các chÃt sÁn phẩm phā khử trùng, dung môi clo hóa, và thuốc trừ sâu/thuốc diãt cỏ halogen hóa trong n°ãc uống thành phẩm, n°ãc uống trong giai o¿n xử lý trung gian và n°ãc ngußn

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

thô Ngoài THMs, ph°¢ng pháp này có thß phân tích các DBP khác là CH, CP, và chloropropanone Ph°¢ng pháp EPA 551.1 cÿa Hoa Kỳ sử dāng chiÁt xuÃt chÃt lỏng

vi mô (vãi methyl tert butyl ether [MTBE]), tách GC và phát hiãn bÃt giữ electron (ECD) Đối vãi phân tích m¿u theo ph°¢ng pháp này,50 mL m¿u °ÿc chiÁt xuÃt cùng vãi 3 mL MTBE Sau ó, máy sÃc kí khối phá GC/MS °ÿc sử dāng ß kißm tra 2 μL dách chiÁt L°ÿng chÃt phân tích ph°¢ng pháp °ÿc xác ánh thông qua quy trình hiãu chuẩn Hình 2.6 trình bày quy trình phân tích THMs, HANs, CH, CP, 1,1- DCP, 1,2-DCP

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

Hình 2.6: Quy trình phân tích THMs, HANs, CH, CP, 1,1-DCP, 1,2-DCP

Ph°¢ng pháp US.EPA 552.2 [47] °ÿc sử dāng ß xác ánh nßng á cÿa các chÃt HAA khác nhau trong n°ãc uống Đá pH cÿa m¿u n°ãc °ÿc iÃu chßnh nhỏ h¢n 0,5 và các m¿u n°ãc °ÿc chiÁt xuÃt bằng MTBE.Bằng cách bá sung metanol axetic và ÿ nhiãt, các axit °ÿc chuyßn thành este methyl ChiÁt xuÃt axit °ÿc chiÁt ng°ÿc bằng dung dách Natri bicarbonate bão hòa ChiÁt xuÃt °ÿc tiêm trong sÃc ký khí lÁp trình nhiãt á vãi ầu dò electron Quy trình phân tích HAAs trình bày trong Hình 2.7 Các chÃt phân tích °ÿc ánh l°ÿng bằng cách sử dāng quy trình kißm soát chÃt l°ÿng tiêu chuẩn

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

Hình 2.7: Quy trình phân tích HAAs

Các ph°¢ng pháp kißm soát DBP phá biÁn bao gßm lo¿i bỏ tiÃn chÃt DBP và

sử dāng thay thÁ các chÃt khử trùng Thông th°ång, tiÃn chÃt cÿa DBP có thß °ÿc

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van

lo¿i bỏ hiãu quÁ bằng mát số quy trình xử lý nh° keo tā, hÃp phā than ho¿t tính, màng lọc nano (NF), trao ái anion, và các quá trình oxy hóa bÁc cao[48-54]

2.6.1 T çi °u hóa liÁu l°ÿng chlorine

Đß h¿n chÁ sự hình thành DBP và Ám bÁo quy ánh tuân thÿ nghiêm ngặt trong n°ãc uống, các công ty cÃp n°ãc cố gÃng giÁm liÃu l°ÿng chÃt khử trùng clo trong

hã thống phân phối Do ó, cần duy trì giữa viãc giÁm liÃu l°ÿng clo ß h¿n chÁ sự hình thành THMs và HAAs và tăng liÃu clo ß ngăn chặn sự phát trißn cÿa vi sinh vÁt trong hã thống phân phối Vãi viãc sử dāng sự biÁn ái theo thåi gian cÿa thông

số chÃt l°ÿng n°ãc, chẳng h¿n: pH, nhiãt á, á āc và iÃu kiãn ho¿t áng, chẳng h¿n nh° tốc á dòng chÁy, mực n°ãc trong bß, liÃu l°ÿng clo, v.v viãc tối °u hóa liÃu l°ÿng clo có thß °ÿc tiÁn hành

2.6.2 Thay th ¿ chÃt khÿ trùng

Viãc sử dāng các chÃt khử trùng khác ngoài clo ã nhÁn °ÿc sự chú ý lãn trong viãc kißm soát sự hình thành THMs và HAAs Viãc sử dāng chloramines ã tuân thÿ thành công giãi h¿n cÿa THMs và HAAs trong n°ãc °ÿc báo cáo trong nghiên cāu tr°ãc ây [55] Tuy nhiên, hầu hÁt các phát hiãn trong phòng thí nghiãm ã mô tÁ rằng nßng á chloramines cao h¢n và thåi gian tiÁp xúc lâu h¢n là cần thiÁt ß ¿t

°ÿc māc á bÃt ho¿t cần thiÁt, iÃu này h¿n chÁ viãc sử dāng nó nh° mát chÃt khử trùng chính Chloramines án ánh h¢n clo tự do và do ó, chúng có thß duy trì hiãu quÁ d° l°ÿng chÃt khử trùng cần thiÁt trong hã thống phân phối Vì vÁy, viãc sử dāng chúng làm chÃt khử trùng thā cÃp rÃt °ÿc khuyÁn khích và chúng h¿n chÁ hiãu quÁ

sự hình thành THMs và HAAs

c¢ tā nhiên (NOM)

2.6.3.1 Keo t ā t¿o bông

Keo tā th°ång °ÿc sử dāng trong xử lý n°ãc ß giÁm á āc, á màu, lo¿i bỏ các h¿t l¢ lửng và mầm bãnh [56, 57] Tăng c°ång quá trình keo tā °ÿc sử dāng ß

Bảo luan van thac si mật luan an tien si luan van