Vệ sinh nước uống

44 VỆ SINH NƯỚC UỐNG Mục tiêu học tập 1. Mô tả chu trình, sự phân bố của nước, các nguồn nước trong thiên nhiên; 2. Trình bày được các chỉ số đánh giá chất lượng nước uống; 3. Xác định các nguồn nước sạch hiện có và nhu cầu về nước sạch của cộng đồng; 4. Tư vấn cho cộng đồng những giải pháp xử lý nước thích hợp; 5. Nhận thức được nước sạch là tài nguyên quí, hiếm rất cần thiết cho sức khỏe và nhu cầu cuộc sống. I. Tài nguyên nước và chu trình nước trên trái đất 1 Tài nguyên nước trên Trái Đất Nước có trong khí quyển, trên mặt đất, trong các tầng nham thạch dưới mặt đất; nước tạo nên đại dương bao la, trong các biển trên lục địa, các hồ, đầm; nước tạo nên mạng lưới sông hồ, suối Tất cả các dạng nước kể trên đều có nguồn gốc từ nước ngầm sâu trong cấu tạo địa chất của Trái Đất sinh ra. Bằng con đường rất phức tạp, nước được tách ra từ trong nham thạch nóng chảy trong lòng đất đã "chui" dần lên mặt đất, tạo thành mặt nước của đại dương. Tiếp theo, do quá trình bốc hơi và nhờ chu trình tuần hoàn của hơi nước trên phạm vi toàn cầu, nước có mặt trong khí quyển, hình thành những trận mưa để tạo nên sông, suối, hồ, ao, tạo nên các nguồn nước mặt, và sau đó là các tầng nước ngầm của vỏ Trái Đất. 2. Chu trình nước và sự phân bố của nước Nguồn nước trong tự nhiên luôn được luân hồi theo chu trình thủy văn. Khoảng 1/3 năng lượng Mặt Trời do Trái Đất hấp thụ được dùng làm bốc hơi một lượng nước khổng lồ từ đại dương, ước tính 525 tỉ tấn mỗi năm. Nước bốc hơi vào khí quyển tạo thành mây. Mây được gió đưa vào đất liền. Cùng với sự thoát hơi nước của thực vật, các quá trình này làm cho không khí có độ ẩm nhất định. Khi gặp lạnh, hơi nước ngưng tụ lại, rơi xuống thành mưa và tuyết. Một phần nước mưa thấm qua đất tạo thành nước ngầm. Một phần khác chảy vào sông hồ rồi ra biển và đại dương. Từ đây nước lại bốc hơi và tạo ra mây, đi vào vòng tuần hoàn tự nhiên. Trong chu trình thủy văn, nguồn nước được luân hồi qua quá trình bốc hơi và mưa. Thời gian luân hồi thường ngắn (hàng năm), nhưng đối với nguồn nước ngầm, chu trình có thể kéo dài hàng ngàn năm. Chu trình tuần hoàn của các loại nguồn nước được nêu trong bảng 1. Con người lấy nước bề mặt, nước mưa và nước ngầm để sử dụng cho mục đích sinh hoạt và sản xuất. Nước thải được tập trung xử lý trả lại nguồn. Như vậy nước là một tài nguyên có thể tái tạo. Đây là vòng tuần hoàn nhân tạo. Theo tính toán, khối lượng nước tự do bao phủ trên Trái Đất khoảng 1,4 tỷ km 3 . Trong đó khoảng 71% bao phủ quanh bề mặt Trái Đất và hầu hết là nước mặn (chiếm hơn 97% tổng lượng nước gồm nước đại dương, biển, hồ nước mặn, một phần nước ngầm). Phần nước ngọt (bao gồm cả một phần nước ngầm và hơi nước) chỉ không đầy 3%. Trong đó đã gần 77% là đóng băng ở hai cực và trong băng hà, chỉ còn lại một phần rất nhỏ 0,7% tổng lượng nước, tức là khoảng 215.200 km 3 có vai trò quan trọng bảo tồn sự sống trên toàn hành tinh. Môi trường nước 45 Chu trình tuần hoàn của các nguồn nước Nguồn Thời gian luân hồi Nguồn Thời gian luân hồi Hơi ẩm không khí Sông suối Hơi ẩm đất Nước đầm lầy 8 ngày 16 ngày 1 năm 5 năm Hồ nước ngầm Đại dương Băng vĩnh cửu 17 năm 1.400 năm 2.500 năm 9.700 năm 3. Các nguồn nước trong thiên nhiên Trong thiên nhiên có ba nguồn nước chính sau: 3.1. Nước mưa Bản chất nước mưa tương đối sạch về mặt lý hóa và vi sinh vật. Tuy nhiên nước mưa lại có một số nhược điểm như sau: - Hàm lượng muối khoáng thấp - Lượng nước mưa không đủ cung cấp cho ăn uống và sinh hoạt - Số lượng nước mưa thu được phụ thuộc vào lượng mưa trong năm Tuy vậy, nước mưa là nguồn cung cấp nước sinh hoạt quan trọng cho một số hộ gia đình ở nông thôn Việt Nam (do không có điều kiện sử dụng được các nguồn nước khác). 3.2. Nước mặt (nước sông, nước suối, nước hồ, đầm) Những đặc điểm chính của nước mặt: Trữ lượng dồi dào, có thể cung cấp đầy đủ cho sinh hoạt, sản xuất công, nông nghiệp. Sử dụng thuận tiện, dễ khai thác Thường bị nhiễm bẩn chất hữu cơ và vi sinh vật. Vì vậy muốn sử dụng nguồn nước mặt, nhất thiết phải xử lý triệt để chất hữu cơ cũng như khử trùng nước 3.3. Nước ngầm Được tạo thành bởi nước mưa thấm xuống mặt đất, được lọc sạch và giữ lại trong các lớp đất chứa nước giữa các lớp đất cản nước. Chất lượng nước tốt hơn nước mưa và nước mặt. Nhược điểm lớn nhất của nước mưa là có nhiều sắt, dễ bị nhiễm mặn ở các vùng gần biển, thăm dò lâu và xử lý khó khăn. Đây là nguồn nước quan trọng ở nông thôn nước ta. II. Vai trò của nước uống và sinh hoạt Cuộc sống trên Trái Đất phụ thuộc vào nước. Lịch sử văn minh nhân loại cho thấy nhu cầu về nước và sự văn minh đi đôi với nhau. Ở nhiều nước, đặc biệt là các nước phát triển đã loại trừ được nhiều bệnh tật truyền qua đường nước sinh hoạt. Sự hiểu biết về tính chất và vai trò của nước trong đời sống sẽ giúp ta giải quyết nhiều vấn đề liên quan đến môi trường nước. Nước cũng như không khí và thực phẩm rất cần thiết cho sự sống của con người, những vai trò chính của nước như sau: 1. Nước được coi như một thực phẩm cần thiết cho đời sống và cho nhu cầu sinh lý của cơ thể người. Trong cơ thể người, nước chiếm một tỷ lệ rất lớn: 63%; ngoài ra ở một vài tổ chức của cơ thể, tỷ lệ nước còn cao hơn (da: 70%, thận: 83%, huyết tương: 90%). Dưới hình thức hòa tan trong nước, các chất bổ dưỡng được đưa vào cơ thể và cũng do hình thức này, các chất cặn bã được đào thải ra khỏi cơ thể. Nước còn là yếu tố điều hòa thân nhiệt, điều hòa áp lực thẩm thấu, ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa các chất Môi trường nước 46 Nhu cầu nước uống của người lớn (60kg): 2 lít/ngày. Nhu cầu nước uống của thiếu niên (10kg): 1 lít/ngày. Nhu cầu nước uống của trẻ em (5kg): 0,75 lít/ngày. Khi hoạt động nhiều thì nhu cầu cao hơn, có khi đến 3 - 4 lít/ngày. 2. Nước cung cấp cho cơ thể những yếu tố cần thiết như: F, I, Mn, Zn. Khi thiếu hay thừa những nguyên tố vi lượng này sẽ dẫn đến bệnh lý. 3. Nước còn là môi trường trung gian để lưu truyền các bệnh dịch như: tả, lỵ, thương hàn, xoắn khuẩn vàng da, bại liệt, viêm gan A. Nước còn có thể truyền các bệnh về giun, sán. Ngoài ra cũng do môi trường nước mà một số chất độc như: Pb, Cu, Hg, As, các hóa chất bảo vệ thực vật, những chất gây ung thư có thể xâm nhập vào cơ thể và gây tác hại đến sức khỏe. 4. Nước là yếu tố: để đảm bảo vệ sinh các nhân, nhà cửa, chuẩn bị thức ăn và vệ sinh công cộng; nước còn cần thiết cho cứu hỏa và cho sản xuất III. Tiêu chuẩn về số lượng Nước dùng để ăn uống và sinh hoạt phải đảm bảo hai yêu cầu cơ bản: - Đủ về số lượng: tiêu chuẩn từ 60 - 100 lít cho một người một ngày. - Đảm bảo an toàn về chất lượng: không có các yếu tố gây độc hại. Căn cứ vào nhu cầu sử dụng nước, vào khả năng cung cấp nước từng vùng. Sau đây là những tiêu chuẩn lượng nước cung cấp cho một người trong một ngày: - Thành phố lớn : 100 lít/ ngày - Thành phố vừa : 60 lít/ ngày - Thị trấn và nông thôn : 40 lít/ ngày - Hải đảo và vùng núi cao: 10 lít/ ngày Tình hình cung cấp nước sạch ở Việt Nam và trên thế giới: Việt nam: + Đến cuối 1992 ở nông thôn nước ta chỉ có 23,3% dân số được cung cấp nước sạ ch. + Năm 1994 Việt Nam có 521 điểm dân cư đô thị, trong đó chỉ có 119 điểm dân cư có hệ thống nước máy - chiếm 22,8% Thế giới + Năm 1998: 1,5 tỷ người thiếu nước uống và sinh hoạt. Ở Mỹ : 600 l/ngày/người Châu Âu: 200 l/ngày/người Châu Phi: 30 l/ngày/người IV. Tiêu chuẩn về chất lượng 1.Tính chất lý học của nước uống 1.1. Độ đục (turbidity) Độ đục của nước hình thành bởi những chất lửng như: đất sét, phù sa, các chất hữu cơ, các chất mùn. Độ đục thể hiện tính chất hấp thụ và lan tỏa ánh sáng của mẫu nước. Độ đục ảnh rất lớn đến chất lượng nước uống. Đó là nơi ẩn náu của các vi trùng gây bệnh, các hóa chất độc như thuốc trừ sâu và kim loại nặng được hấp thụ lên các chất lơ lững trong nước. Hiệu lực khử trùng nước sẽ bị giảm mạnh khi nước có độ đục tăng cao: chất khử trùng không thể tiếp cận vi trùng, do hàng rào vật lý, hoặc tạo nên các phản ứng hóa học với các chất gây đục làm giảm khả năng khử trùng. Bởi vậy việc sử Môi trường nước 47 dụng nước đục có thể nguy hiểm cho sức khỏe. Đơn vị đo độ đục là NTU (Nephelometric Turbidity Unit). Tiêu chuẩn nước uống: độ đục ≤ 1 NTU - Xác định độ đục: Độ đục được xác định bằng máy đo độ đục. Mẫu nước được lấy vào một ống nghiệm và tiến hành so độ đục với thang chuẩn. Thang chuẩn được chuẩn bị từ hiđrazin sunfat (1 gam hòa tan trong 100ml nước cất) và hecxametylen tetramin (10 gam hòa tan trong 1lít nước cất); lấy 5ml mỗi loại thuốc thử, trộn lẫn nhau và thêm nước cất đủ 100ml được thang chuẩn gọi là đơn vị thể tích vẩn đục 400, ký hiệu là 400 NTU. Bằng cách pha loãng thể tích vẩn đục, ta sẽ xác định được NTU của mẫu nước. 1.2. Màu Nước uống không được có màu, nước hồ ao, thường có màu vì lẫn chất bùn hoặc rêu tảo. Nước ngầm sâu thường có màu vàng do chất sắt tạo nên. 1.3. Mùi vị Nước uống không được có mùi, nếu có mùi là nước bị nhiễm bẩn, mùi của nước là do những nguyên nhân sau: - Do những chất khoáng như muối sắt. - Do khí hòa tan trong nước như: H 2 S, Clor thừa - Do thực vật bị thối rửa hoặc bị phân hóa. 1.4. Nhiệt độ Nguyên nhân chính làm cho nước có nhiệt độ tăng cao là do nguồn nước bị ô nhiễm nước thải từ các bộ phận làm nguội của các nhà máy nhiệt điện. Nước thải này thường có nhiệt độ cao hơn từ 10-15oC so với nước đưa vào làm nguội ban đầu. Nhiệt độ của nước tăng dẫn đến: giảm hàm lượng oxi hòa tan trong nước, các sinh vật phù du phát triển mạnh, trong nước xảy ra hiện tượng "nở hoa" làm thay đổi màu sắc và mùi vị của nước Nước phải có nhiệt độ tương đối ổn định, thường khoảng 15 0 C. Mọi sự thay đổi của nhiệt độ của nước có thể giúp ta nghi ngờ nước bị nhiễm bẩn từ ngoài vào. 1.5. pH Theo khuyến cáo của WHO, nước uống được cần có pH nằm trong khoảng: 6,5 - 8,5. Vì pH của nước ảnh hưởng đến tất cả các quá trình xử lý nước, các quá trình này có tác dụng làm giảm virus và vi khuẩn tác hại, nên có thể xem pH có ảnh hưởng gián tiếp đến sức khỏe. Đồng bằng Nam bộ nguồn nước mặt và nước ngầm có tính axit cao hơn các vùng khác ở Việt Nam 1.6. Chất rắn tổng số (TS: total solid) Chất rắn tổng số gồm các chất rắn lơ lửng (SS: suspended solid) và hòa tan. Nước có hàm lượng chất rắn cao là nước kém chất lượng và có thể bị ô nhiễm. Chất rắn lơ lửng thường làm nước đục hoặc bẩn không thể sử dụng cho mục đích ăn uống và sinh hoạt. Chất rắn hòa tan (DS: dissolved solid) trong nước thường không gây màu cho nước và không phát hiện được bằng mắt thường, nhưng chúng có thể gây nên mùi vị khó chịu. Ngưỡng cực đại của chất rắn hòa tan đối với nước uống là 500mg/lít. TS được xác định bằng cách chưng mẫu nước có thể tích đã biết, sau khi cho bay hơi hết, tiến hành cân phần cặn. Phần cặn này bao gồm cả hai loại: SS và DS. Giá trị của TS thu được sẽ thay đổi và phụ thuộc vào nhiệt độ bay hơi. Nếu cho bay hơi ở 105 o C thì một số dạng nước cấu tạo và kết tinh sẽ được giữ lại trong cặn. Nếu nung trong lò nung ở 180 o C thì kết quả sẽ chính xác hơn, nhưng những chất dễ bay hơi và một số chất hữu cơ cũng bay hơi ở dạng CO 2 . Chất rắn lơ lửng (SS) hoặc tổng số chất rắn lơ lửng (TSS: Môi trường nước 48 total suspended solid) là một phần của chất rắn có trong nước ở dạng không hòa tan. Hàm lượng TSS trong nước sẽ cho biết hàm lượng sét, mùn và những phần tử nhỏ khác chứa trong nước 2. Tính chất hóa học của nước uống 2.1. Chất hữu cơ Các chất hữu cơ là các chất có nguyên tử cacbon (C) tạo liên kết C-H trong phân tử. Về mặt vệ sinh, người ta sử dụng chất hữu cơ làm chất chỉ điểm để đánh giá tình trạng nhiễm bẩn của nước. Vì chất hữu cơ là sản phẩm trao đổi chất của sinh vật, với chất hữu cơ từ nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất vào các nguồn nước. Dựa vào khả năng phân hủy chất hữu cơ do vi sinh vật trong nước, người ta phân các chất hữu cơ thành hai nhóm - Chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học (hoặc các chất tiêu thụ oxy) như các chất đường, chất béo, protit Trong môi trường nước các chất này dễ bị vi sinh vật phân hủy tạo thành khí cacbonic và nước. - Các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học như các chất DDT, PCB, Dioxin, các chất đa vòng ngưng tụ. Đây là các chất có độc tính cao, lại bền vững trong môi trường, nên có khả năng gây tác hại lâu dài cho đời sống sinh vật và sức khỏe con người. Để đánh giá hàm lượng chất hữu cơ trong nước, người ta thường dùng các thông số sau: - Thông số kali permanganat: thông số này thể hiện sự oxy hóa của chất hữu cơ bằng chất oxy hóa là kali permanganat (KMnO 4 ). Đơn vị đo là mg O 2 /L. - Nhu cầu hóa học oxy (COD: chemical oxygen deman): là lượng chất oxy hóa (thể hiện bằng gam hoặc miligam O 2 theo đơn vị thể tích) cần để oxy hóa chất hữu cơ trong nước. - Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD: biochemical oxygen deman): là lượng oxy (thể hiện bằng gam hoặc miligam O 2 theo đơn vị thể tích) cần cho vi sinh vật tiêu thụ để oxy hóa sinh học các chất hữu cơ trong bóng tối ở điều kiện chuẩn về nhiệt độ và thời gian. Như vậy BOD phản ảnh lượng các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học có trong mẫu nước. Chất hữu cơ ≤ 2 mg oxygen/lít. 2.2. Các dẫn xuất của Nitơ (ammoniac, nitric và nitrat ) Những chất này hiện diện trong nước là do hiện tượng vô cơ hóa chất hữu cơ tạo nên. Để biện luận sự nhiễm bẩn của mẫu nước cần phải sử dụng các chỉ số này. 2.2.1. Amoniac là sản phẩm đầu tiên của sự phân giải chất hữu cơ Trong nguồn nước có pH < 7, ammoniac tồn tại ở dạng ion amoni (NH 4+ ); nguồn nước có pH > 7, amoniac tồn tại chủ yếu ở dạng khí NH 3 . Amoniac hiện diện trong nước là một chỉ điểm của sự lây nhiễm vi trùng, nước bẩn và chất thải động vật. Nước thiên nhiên (nước ngầm hoặc nước bề mặt) lượng NH 3 thường ở mức < 0,2 mg. Tiêu chuẩn: NH 3 ≤ 0,3 mg/lít 2.2.2. Nitrit: là sản phẩm thoái hóa của chất hữu cơ sau NH 3 . Quá trình phân giải NH 3 thành NO 2 được thực hiện bởi vi khuẩn hiếu khí. Tiêu chuẩn NO 2 ≤. 0,1mg/l. 2.2.3. NO 3 . Nitrat là sản phẩm cuối cùng của sự phân giải chất hữu cơ chứa nitơ. Trong nước thiên nhiên NO 3 và NO 2 được xem xét cùng nhau, vì có thể biến đổi từ dạng này sang dạng khác. Khía cạnh sức khỏe của nitrat là hậu quả của việc nó bị biến thành Nitric trong cơ thể. Nước ngầm thường có hàm lượng NO 3 cao vì do cấu tạo địa chất. Nước bề mặt (sông, hồ ) hàm lượng NO 3 thường thấp hơn nước ngầm, nếu nước mặt có hàm lượng nitrat cao là do bị nhiễm chất thải chứa phân bón, hoặc các hợp chất Môi trường nước 49 ≤ có liên quan đến NO 3 . Vì nitric và nitrat xuất hiện đồng thời trong nước uống, nên nồng độ cho phép trong nước được tính như sau: Trong đó: C: Nồng độ tìm thấy trong nước uống. GV: Nồng độ cho phép trong nước uống Tiêu chuẩn: NO 3 < 10 mg/l. Hàm lượng nitrat và clorua trong nước ngầm ở Yêmn San'a (1995) NO 3 - : ≈ 100-160 mg/L. Cl - : ≈ 220-400 mg/L Tình hình nhiễm chất hữu cơ, nitrat và clorua ở một số nguồn nước ở Việt Nam (Quảng Nam-Đà Nẵng) Nguồn nước Chất hữu cơ: mg O2/L Nitrat: mg/L Cl - : mg/L Nước máy Nước giếng thành phố Nước giếng nông thôn 0,93 3,11 1,37 vết 0,30 0,20 24,50 232.80 40,00 2.3. Muối Natriclorua (NaCl). Hàm lượng NaCl trong nước tự nhiên rất thấp thường < 20 mg/l. Tuy nhiên do sự ô nhiễm ngày càng tăng của nước bề mặt và nước ngầm, trong những thập kỷ gần đây đã xuất hiện việc tăng nồng độ muối NaCl ở nhiều vùng khác nhau trên Thế giới. Vì hầu hết các dịch thể động vật đều chứa nhiều NaCl, do vậy NaCl là một chỉ điểm của sự nhiễm bẩn do dịch thể mang lại. Riêng vùng ven biển, do ảnh thủy triều xâm nhiễm vào các nguồn nước, lượng NaCl có thể cao hơn mức bình thường, trường hợp này không nghi là nước bị nhiễm bẩn. Tiêu chuẩn NaCl: 70 - 80 mg/l. Vùng ven biển: 500 mg/l. 2.4. Các muối sunfat và phosphat (SO 4 ,PO 4 ) Hai loại muối này xuất hiện trong nước uống chủ yếu là do các nguyên nhân sau: Do bị nhiễm bẩn (phân, nước tiểu) hoặc bị nhiễm các chất thải của các ngành công nghiệp khác nhau. Hoặc do cấu tạo địa chất của vùng đó. Nguồn nước ngầm thường có Sunfat và Photphat cao hơn các nguồn nước khác. Do vậy khi thấy hàm lượng của hai chất này quá mức quy định thì phải xác định nguồn gốc xuất hiện của chúng mới đánh giá tình trạng của mẫu nước. Tiêu chuẩn SO 4 < 0,5 g/lít; PO 4 < 1,5 g/lít. 2.5. Chất sắt (Fe) Sự có mặt của chất sắt trong nước, ở hàm lượng cao, gây khó chịu cho người dùng nước, vì chất sắt làm cho nước có vị tanh kim loại, để lại các vết rỉ trên áo quần, pha chè mất hương vị. Nước ngầm thường có nhiều chất sắt hơn nước bề mặt, vì do cấu tạo địa chất. Nước có nhiều chất sắt, dân gian gọi là nước bị phèn.Tiêu chuẩn chất sắt trong nước uống: Fe < 0,5 mg/lít. 2.6. Độ cứng Trong nước hình thành bởi sự hòa tan các cation Ca, Mg, và Mn. Độ cứng trong nước tùy thuộc vào pH, độ kiềm của mẫu nước. Nguồn gốc tự nhiên của độ cứng trong nước là do sự xói mòn, rò rỉ từ đất đá, nước ngầm thường cứng hơn nước bề mặt vì giàu acid carbonic và oxy hòa tan, nên hòa tan được nhiều Ca & Mg trong đá sỏi. Môi trường nước 50 Tương tự như chất sắt, canxi trong nước không ảnh đến sức khỏe, trái lại đó là một nguồn cung cấp canxi cho cơ thể, ở nhiều vùng có lượng canxi trong nước thấp thì tỷ lệ sâu răng ở trẻ em thường cao. Tuy nhiên trong nước sinh hoạt, có nhiều canxi quá thì sẽ trở ngại lớn. Vì tạo nên kêt cặn ở các dụng cụ nung nấu, tốn nhiều xà phòng khi giặc áo quần, luộc rau lâu chín. Đối với các vùng có bệnh bướu cổ địa phương, nước dùng để ăn uống phải có độ cứng thấp, vì Canxi trong trường hợp này là một yếu tố ngăn chặn tuyến giáp sử dụng iốt, do đó làm cho bệnh bướu cổ phát triển. Ngoài ra, đã có nhiều nghiên cứu sinh thái và dịch tể học phân tích chỉ ra rằng có sự tương quan nghịch giữa bệnh tim mạch và độ cứng trong nước uống. Trong nhiều vùng mà nước uống mềm thì một tỷ lệ cao xơ cứng động mạch, tim tiến triển. Tuy vậy cho đến nay vẫn chưa có những kết luận để có thể khẳng định nước mềm làm cho các nguy cơ trên tăng cao. Tiêu chuẩn độ cứng (mg CaCO 3 /lít): 0 - 60 mg/l : nước mềm 60 - 120 mg/l : nước cứng vừa 120- 180 mg/l: nước cứng > 180 mg/l : nước rất cứng Bảng 3. Độ cứng và nồng độ sắt trong một số nguồn nước Nguồn nước Fe toàn phần: mg/L Độ cứng: mg CaCO 3 /L Sông Hồng (Hà nội) Sông Hương (Huế) Nước giếng (Huế) 6,00 ± 3,5 0,23 ± 0,02 0,2-29,0 7,40 ± 0,1 46,8 ± 28,5 177 ± 52,0 3. Tính chất vi sinh vật học của nước uống Nước là môi trường thuận lợi nhất để phát triển nhiều loại vi sinh vật. Nhiều loài vi sinh vật gây bệnh phát triển trong nước rất bền vững và nếu gặp điều kiện thuận lợi có thể gây bệnh hàng loạt cho con người. Sự ngăn cản các vi khuẩn phát triển trong nước tùy thuộc vào nhiều yếu tố như: nhiệt độ, độ đục, lưu lượng dòng chảy, bức xạ, và khả năng đối kháng của các loại vi sinh vật trong nước. Vì có nhiều chủng loại vi sinh vật gây bệnh sống trong nước và phương pháp xác định chúng rất phức tạp. Vì nguồn gây ô nhiễm vi sinh vật vào nước chủ yếu là do nước bị ô nhiễm phân người và động vật. Do vậy để đánh giá chất lượng vệ sinh của nước uống về mặt vi sinh vật, người ta thường khảo sát các vi sinh vật chỉ điểm cho sự nhiễm phân. Vi khuẩn sử dụng làm chỉ điểm cho sự nhiễm phân của nước phải có những đặc thù sau: - Chúng thường xuyên có mặt với một số lượng lớn trong phân người và động vật máu nóng. - Chúng dễ dàng được xác định bằng những phương pháp đơn giản. - Những loại vi khuẩn này không có mặt trong nước tự nhiên. - Tốc độ phát triển và tiêu diệt trong nước của những vi khuẩn này tương tự như những vi khuẩn gây bệnh. - Những vi khuẩn này không gây bệnh Căn cứ vào các tiêu chí trên, người ta thường dùng những loại vi khuẩn sau đây để làm chỉ điểm cho sự nhiễm phân của nước: + Fecal Coliforms + Total Coliforms + Clostridium Welchia (hay Cl. Perfringens ) + Bacteriophage (thực khuẩn thể) Môi trường nước 51 3.1.Ý nghĩa vệ sinh của fecal coliforms (coli phân) Trong nhóm fecal coliforms, thì vi khuẩn tiêu biểu là Escherichia.coli. E.Coli là một thành viên của họ Enterobacteriaceae, thường xuyên cư trú trong ruột người và động vật máu nóng (một gam phân tươi có chứa 10 9 vi khuẩn E.Coli). Chính vì vậy, người ta thường sử dụng E coli như là vi khuẩn chỉ điểm quan trọng nhất để đánh giá của sự nhiễm phân của nước Số vi khuẩn E.Coli trong nước được xác định bằng colititre hoặc coli index - Colititre là thể tích nước nhỏ nhất (tính bằng ml) chứa một E. coli; thí dụ: colititre = 300, nghĩa là trong 300 ml nước có chứa 1 E. coli. - Coli index (chỉ số coli): là số coli có trong một lít nước; thí dụ: chỉ số coli = 20, nghĩa là trong một lít nước có chứa 20 coli. Ý nghĩa của E. coli trong nước: khi tìm thấy E. coli trong nước thì chứng tỏ mẫu nước mới bị nhiễm phân. 3.2.Ý nghĩa vệ sinh của total coliforms (tổng coli) Coliforms từ lâu đã được biết như là vi khuẩn chỉ điểm chất lượng nước uống, vì người ta đã tìm thấy chúng trong nước bị nhiễm bẩn mà đặc biệt là phân người và động vật. Vi khuẩn Coliforms bao gồm những loại sau: escherisia, Citrobacter, Enterobacter và Klebsiela. Chúng có những đặc điểm như sau: Lên men đường lactose, phát triển ở 30- 37 0 C, chúng thường được vừa tìm thấy trong phân và môi trường bẩn (nước bẩn, đất, các chất thối rữa của động thực vật ). Vì Coliforms vừa có mặt trong phân và không phải từ phân nên nhóm này được sử dụng để đánh giá tình trạng nhiễm bẩn nói chung. Coliform được dùng để đánh giá chất lượng nước cung cấp từ các đường ống (do đường ống bị rò rỉ, nên trong quá trình vận chuyển có thể tiếp xúc với nước cống, nước bẩn), nghĩa là đánh giá sự tái nhiễm bẩn của nước máy đã xử lý. 3.3.Ý nghĩa vệ sinh của vi khuẩn Clotridium perfrigens Clotridium perfrigens là vi khuẩn kỵ khí có nha bào, chúng thường hiện diện trong phân người và động vật với số lượng nhỏ hơn E.Coli. Loại vi khuẩn này sống rất bền ở môi trường bên ngoài vì chúng chịu nhiệt và nhiều tác nhân lý, hóa khác nhau vì vậy Clotridium perfrigens được dùng làm chuẩn để giám sát các vi khuẩn gây bệnh kháng lại các chất khử trùng trong nước nghĩa là khi tìm thấy Cl.Welchia trong nước lọc đã khử trùng thì chứng tỏ trong mẫu nước này có nhiều loại vi khuẩn gây bệnh đề kháng lại các chất khử trùng. Vì vậy, cần phải rà soát lại quá trình khử trùng nước. Tình hình nhiễm total coliforms và fecal coliorms ở một số nguồn nước ở Việt Nam và Thế giới Nguồn nước Tổng coli (MPN/100ml) Coli phân (MPN/100ml) Sông Hương Nước giếng vùng Huế Nhà Rồng Sông Sài Gòn Sông ở Châu Âu Sông ở Bắc Mỹ 2300-38000 700 600 10-100.000 10-10.000 60-240 2,4 2 8-18.10 3 2-6.10 3 3.4.Ý nghĩa vệ sinh của thực khuẩn thể (bacteriophages) Thực khuẩn thể là những virus (enterovirus) ký sinh trên những vi khuẩn hiệu, khi tìm thấy thực khuẩn thể của loại vi khuẩn gây bệnh trong nước thì chứng tỏ loại vi khuẩn đó đang ở trong nước, hoặc trước đây có loại vi khuẩn đó trong nước và đã bị tiêu diệt bởi thực khuẩn thể tương ứng. Vì lý do này Bacteriophages đã được đề nghị Môi trường nước 52 như là một chỉ điểm để đánh giá chất lượng nước uống. Tiêu chuẩn nước uông về mặt vi sinh vật (nước máy đã xử lý) Total coliforns < 2 MPN/100 ml Feacal coliforms Không có /100ml Clotridium perfringens Không có /10ml nước xét nghiệm 4. Ký sinh trùng trong nước Ký sinh trùng là loại sinh vật có khả năng sống bám ở bên trong cơ thể người hay động vật, và chia thành hai loại: - Ký sinh trùng địa chất, không cần vật chủ trung gian để phát triển - Ký sinh trùng sinh vật, phải qua cơ thể của 2,3 vật chủ trung gian (như loại nhuyễn thể, tôm cá) sống dưới nước 5. Các vi yếu tố và chất độc trong nước uống 5.1. Một số nguyên tố vi lượng quan trọng cho cơ thể trong nước uống Nước uống là một trong những nguồn cung cấp cho cơ thể con người nhiều nguyên tố vi lượng quan trọng.Về phương diện sinh học người ta đã đã có nhiều nghiên cứu để khẳng định rằng có tác động quan trọng của một số nguyên tố này lên sức khỏe con người: thừa hay thiếu các nguyên tố này đều có tác động lên sức khỏe. Hai nguyên tố quan trọng là iốt và fluor. 5.1.1. Iốt Cơ thể mỗi ngày cần khoảng 150mg để tuyến giáp trạng hoạt động bình thường, nếu thiếu iode, tuyến đó sẽ to lên và sinh ra bệnh bướu giáp. Nước là nguồn cung cấp iốt cho cơ thể và mang tính chỉ điểm. Trong thiên nhiên, các thứ quặng trong đất đều có chứa iốt, nhưng rất thấp. Nước biển là kho dự trữ iốt. Do hiện tượng thăng hoa, iốt từ nước biển, theo nước mưa nhập vào đất liền, vào các nguồn nước bề mặt và mạch ngầm. Ở những vùng xa biển, ở vùng núi cao không khí ở đó rấp ít iốt, vì vậy ở những vùng này tỉ lệ mắc bệnh bướu giáp thường cao. Lượng iốt trung bình trong nước: 5-6 μg iốt/L 5.1.2. Fluor Là nguyên tố rất phổ biến trong thiên nhiên. Nước ngầm do cấu tạo địa chất, hàm lượng Fluor thường cao hơn nước bề mặt. Fluor có tầm quan trọng đặc biệt đề phòng ngừa sâu răng ở trẻ em (8 -9 tuổi ). Khi nồng độ F < 0,5mg/lít thì tỷ lệ sâu răng ở trẻ em tăng lên rõ rệt. Nếu nồng độ F trong nước > 1,5mg/lít sẽ làm hư men răng làm cho răng có màu thẩm và những vết này sẽ tồn tại mãi. Nếu dùng nước có F > 5mg/lít lâu năm sẽ có những tổn thương cơ xương (Fluorose ), rỗ xương. Trường hợp nước uống thiếu F thì phải thêm Fluor vào nguồn nước uống và nếu nước uống nhiều F quá mức quy định thì xử lý nguồn bằng những phương pháp đặc biệt như lọc nước bằng than xương (tricalcium phosphat). Hàm lượng Fluor tối thích hợp tùy thuộc lượng nước uống vào, tùy thuộc vào độ ẩm và nhiệt độ không khí từng vùng. Căn cứ vào nhiều nghiên cứu về lâm sàng và dịch tể học người ta đã đưa ra hàm lượng F thích hợp ở mức 1mg/lít ở mức này nguy cơ fluorosis răng là tối thiểu và sự ngăn chặn sâu răng tối đa. Bảng 5. Hàm lượng fluor trong một số nguồn nước ở Việt Nam và Thế giới Nguồn nước Hàm lượng F-: mg/L Nước giếng ở Thừa Thiên Huế Nước sông Hương Nước giếng Thanh Hóa Nước giếng Nghệ Tĩnh Nước giếng huyện Ninh Hòa Nước giếng Kurwoll-Bang Andhra ở Ấn Độ Châu Mỹ 0,37-0,98 0,38-0,65 0,38 0,31 0,7 0,37 2,5-4,5 6,0 12,0 Môi trường nước 53 5.2. Một số độc chất vô cơ quan trọng trong nước uống 5.2.1. Chì Là nguyên tố được tìm thấy rất nhiều trong môi trường sống của chúng ta. Không khí, thực phẩm và nước uống là những nguồn đưa chì vào cơ thể con người. Nước có các khí CO 2 tự do và O 2 hòa tan nhiều thì các thể hòa tan chì từ các ống dẫn nước, các dụng cụ đựng nước; lượng chì này có thể nguy hại cho sức khỏe.Trong những vùng có mỏ chì các nguồn nước (nước ngầm và nước mặt) thường có lượng chì cao hơn. Tiêu chuẩn: Pb < 0,1 mg/lít. 5.2.2.Thạch tín (Asen) Được phân bố rộng rãi trong vỏ trái đất và được sử dụng nhiều trong thương mại,kỹ nghệ, asen xâm nhập vào nguồn nước là do nguồn nước bị ô nhiễm nước thải công nghiệp. Các vùng có mỏ asen thì nước ở vùng đó cũng có hàm lượng asen cao. Asen vô cơ được xem là nguyên tố gây ung thư cho người và được IRAC (Intertional Agency for Research on Cancer) xếp vào nguy cơ số 1. Khi hàm lượng As vượt quá 0.05mg/lít trong nước uông được coi là nguy hiểm.Tiêu chuẩn: A s <= 0,05mg/lít. 5.2.3.Thủy ngân (Hg) Thường ở trong nước dưới dạng vô cơ và dao động trong khoảng 0.0001mmg/l đến 0.0005mg/l. Trong cơ thể người thận là cơ quan chính tích lũy Hg (methylmercury ). Thủy ngân ảnh hưởng chính lên hệ thần kinh trung ương. Chất này có độc tính cao và có khuynh hướng tích lũy ở tất cả mọi giai đoạn của dây chuyền thức phẩm trong nước. Bảng 6. Tình hình nhiễm Pb, As và Hg ở một số nguồn nước mặt ở Việt Nam và Thế giới Nguồn nước Pb (μg/L) As (μg/L) Hg (μg/L) Nước sông Hương Sa Lắng của sông Thị Vãi Vịnh Minamata Sông Nine 5,44 1,04 7-55 mg/kg 400 13,1 40-60 0,23 0,03 0,1-0,2 mg/L 1-10 mg/L 5 Các loài nhuyễn thể thường tích tụ Methylmercury. Sự hiện diện Hg trong nước chủ yếu do nguồn nước bị ô nhiểm có chất thải công nghiệp. Bị ngộ độc thủy ngân khi dùng nước uống có hàm lượng Hg > 1mg/lít. Năm 1972, WHO đã thiết lập liều ăn vào chấp nhận hàng tuần tạm thời (provisional tolorable weekly intake: PTWI): 3.3mg/kg trọng lượng cơ thể. V. Các hình thưc cung câp nươc uông ở nông thôn Ở nông thôn nước ta, hiện nay đang sử dụng các hình thức cung cấp nước uống như sau 1. Bể chứa nước mưa Là hình thức cung cấp nước phổ biến ở nông thôn Việt Nam, nhằm thu hứng nguồn nước mưa có trong một số ngày mưa ở hai miền Bắc và Nam. Nếu thu hứng tốt, người ta thu được nước có chất lượng tốt, khá sạch, ít chất hữu cơ, có độ cứng thấp, pH từ 6-6,5 Khi sử dụng nước mưa cần phải lưu ý: - Phải loại phần nước mưa trong 10-15 phút đầu tiên do đã bị nhiễm bẩn khi rơi qua tầng khí quyển, qua mái và qua máng thu, sau đó mới hứng vào bể - Phải định kì thau tát bể hàng năm và thường xuyên quét sạch rác, bụi có trên mái nhà và máng thu Môi trường nước [...]... cung cấp nước như sau: - Bộ phận bơm nước sống (nước sông hoặc nước giếng ngầm sâu) - Bộ phận xử lý chất sắt( nếu nguồn nước cung cấp là nước ngầm) - Bộ phận khử đục ( nếu nguồn nước cung cấp là nước sông) - Bể lắng - Bể lọc Hệ thống khử trùng Đài chứa, hệ thống ống dẫn phân phối nước Môi trường nước 57 2.1.Khử chất sắt (nếu nguồn nước cung cấp là nước ngầm) Phần lớn nước giếng ngầm sâu đều chứa nhiều... ta cho nước chảy vào bể lắng và quá trình này dưới tác dụng trọng lượng của hạt cặn sẽ rơi dần xuống đáy bể Sau một thời gian nhất định, người ta cho nước chảy qua hệ thống lọc nước bằng cát, để loại toàn bộ chất lặn cặn ra khỏi nước 2 4 Khử trùng nước uống Nước cần cho nhu cầu sinh hoạt và ăn uống cần phải trong sạch, không được có vi khuẩn gây bệnh Để đạt được điều này, cần phải khử trùng nước một... khối lượng nước giếng: nhân diện tích miệng giếng với chiều cao mực nước hàng ngày - Tính khối lượng hóa chất hữu trùng cho vào giếng:khoảng 10-115 chlorua vôi/1m3 nước giếng - Tiến hành khử trùng: cho clorua vôi vào giếng,để yên 12 giờ,sau đó hút hết nước giếng .Nước giếng mới từ mạch nước dâng lên là mẫu nước sạch đã khử trùng 2 Xử lý nước máy Quy trình xử lý nước ở các nhà máy cung cấp nước như sau:... chất lượng nước uống về mặt vi sinh vật Có nhiều phương pháp để khử trùng nước uống, nhưng phương pháp hiện nay được ưa chuộng và có hiệu quả nhất vẫn là phương pháp chlor hóa nước 2.4.1 Cơ chế khử trùng nước bằng chlor Khi cho chlor vào nước, thế năng oxy hóa của nước tăng lên Bất kì clo ở dạng nào: khí clo trong các bình nén, hypoclorit Natri, hoặc hypoclorit canxi đều hòa tan trong nước tạo thành... cấp nước là nước bề mặt (ao, hồ, sông ) Nước sông thường có độ đục cao, vì chứa nhiều phù sa, gồm các hạt sét (chứa SiO2 ), các hạt keo này ở trong nước không ổn định, vì mang điện tích âm cùng dấu nhau, nên xô đẩy nhau không ngừng, không ngưng tập được làm nước bị đục Muốn làm trong nước, người ta cho vào nước một lượng phèn nhôm sunfat thích hợp gọi là đánh phèn nước Khi cho nhôm sunfat vào nước. .. trùng nước bằng chlor Nước thiên nhiên, thường chứa nhiều chất dễ bị oxy hóa (như các loại muối hóa tan, các sản phẩm phân hủy của protid chất sắt), các chất này nếu càng nhiều thì lượng chlor cần đến càng tăng Đó là những chất hút chlor của nước Hiệu lực khử trùng nước phụ thuộc vào những yếu tố sau: - Thời gian tiếp xúc - Nhiệt độ của nước - pH của nước ( pH < 8 ) Môi trường nước 59 - Chất NH3 trong nước. .. danh từ nước bị phèn để chỉ hiện tượng nước giếng có nhiều chất sắt) Như thế muốn loại chất sắt ra khỏi nước, cần phải loại các hạt oxyt sắt thì nước sẽ trong, hết màu vàng, để thực hiện khâu này, cần phải lọc nước qua hệ thống sỏi, cát Xây gần giếng một bể lọc và một bể đựng nước đã lọc Bể lọc chia thành hai bể:một bể lọc phụ và một bể lọc chính Trong bể lọc phụ chỉ đặt một lớp sỏi lớn, nếu nước giếng... trong nước: 2H2CO3 + 2Ca(OH)2→ 2Ca(HCO3)2 + 2H2O Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 → 2Al(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2 - Như thế, để loại độ đục ra khỏi nước hoàn toàn cần có những điều kiện sau: - Nước có pH > 7 - Thêm Ca(OH)2 vào nước nếu cần thiết - Dung dịch nước và phèn trộn đều nhau (Floccuting) - Lượng phèn phải tối thích hợp (test alumin) - Có đủ thời gian cắn lặng, trước khi đưa nước vào bể lắng lọc Môi trường nước. .. được loại bỏ 1.2 Khử trùng nước giếng Hiện nay vấn đề cung cấp nước uống nông thôn và khử trùng nước giếng ở nông thôn là một vấn đề đang được các tổ chức UNICEF, UNDP,WHO, quan tâm đến rất nhiều Vì chất lượng nước giếng tác động lớn đến sức khỏe của một bộ phận dân cư rất lớn ở nhiều quốc gia Các tổ chức Quốc tế này đã đưa ra nhiều biện pháp để giải quyết vấn đề chất lượng nước uống nông thôn Sau đây... hưởng của nước mặn, người ta phải xây hào gạch và trát đáy giếng thật kín Khác với hào đất, hào xây gạch sẽ ăn thông với giếng, vách giếng và hào có đặt thêm một vỉ tre đan có đổ cuội nhỏ để giữ cát không vào giếng Khi sử dụng hình thức giếng hào lọc cần chú ý chọn ao hồ sạch, vệ sinh hoàn cảnh và được bảo vệ tốt dành cho lọc nước sinh hoạt và định kỳ thau rửa hoặc thay lớp lọc 4 Bể chứa nước khe núi . hết nước giếng .Nước giếng mới từ mạch nước dâng lên là mẫu nước sạch đã khử trùng 2. Xử lý nước máy Quy trình xử lý nước ở các nhà máy cung cấp nước như sau: - Bộ phận bơm nước sống (nước. số nguồn nước ở Việt Nam và Thế giới Nguồn nước Hàm lượng F-: mg/L Nước giếng ở Thừa Thiên Huế Nước sông Hương Nước giếng Thanh Hóa Nước giếng Nghệ Tĩnh Nước giếng huyện Ninh Hòa Nước giếng. 44 VỆ SINH NƯỚC UỐNG Mục tiêu học tập 1. Mô tả chu trình, sự phân bố của nước, các nguồn nước trong thiên nhiên; 2. Trình bày được các chỉ số đánh giá chất lượng nước uống; 3. Xác