Mối tương quan giữa chất lượng nước và tiêu chảy ở trẻ em dưới 5 tuổi tại các quận, huyện cuối mạng lưới cấp nước ở thành phố Hồ Chí Minh bằng ứng dụng GIS

Bài viết trình bày xác định mối tương quan giữa hàm lượng Clo dư, nồng độ E. coli và nồng độ Coliform của nguồn nước ăn uống, sinh hoạt và số ca mắc tiêu chảy ở trẻ em dưới 5 tuổi tại các quận, huyện cuối mạng lưới cấp nước bằng ứng dụng GIS.

Y Học TP Hồ Chí Minh * Tập 24 * Số * 2020 Nghiên cứu Y học MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ TIÊU CHẢY Ở TRẺ EM DƯỚI TUỔI TẠI CÁC QUẬN, HUYỆN CUỐI MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC Ở THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BẰNG ỨNG DỤNG GIS Nguyễn Thị Phương Thảo*, Trần Thiện Thuần*, Huỳnh Ngọc Thanh*, Phạm Thị Thùy Anh** TÓM TẮT Đặt vấn đề: Việc cung cấp nguồn nước an tồn có vai trị quan trọng việc bảo vệ sức khỏe cộng đồng Nguồn nước bị ô nhiễm vệ sinh môi trường dẫn đến lan truyền dịch bệnh tả, tiêu chảy Trong đó, tiêu chảy nguyên nhân hàng đầu gây tử vong cho trẻ tuổi vào năm 2016 Vì vậy, việc đảm bảo chất lượng nguồn nước từ mạng lưới cấp nước đến hộ gia đình sử dụng cần thiết Có ba tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng nước bao gồm: hàm lượng Clo dư, nồng độ E coli, nồng độ Coliform tiêu thường biến động đường di chuyển nước từ nhà máy đến hộ gia đình cuối mạng lưới Bên cạnh đó, ứng dụng GIS sử dụng công cụ giám sát tiêu đánh giá chất lượng nguồn nước ngày sử dụng rộng rãi Mục tiêu: Xác định mối tương quan hàm lượng Clo dư, nồng độ E coli nồng độ Coliform nguồn nước ăn uống, sinh hoạt số ca mắc tiêu chảy trẻ em tuổi quận, huyện cuối mạng lưới cấp nước ứng dụng GIS Đối tượng-Phương pháp: Nghiên cứu cắt ngang, lấy mẫu toàn số liệu trẻ em tuổi bị tiêu chảy từ tháng 01/2018 đến tháng 11/2018 quận, huyện cuối mạng lưới cấp nước (quận 5, quận 6, quận 7, quận 8, quận 10, quận 11, quận Tân Bình, quận Bình Tân, huyện Bình Chánh, huyện Cần Giờ) Hàm lượng Clo dư, nồng độ E coli Coliform điểm lấy mẫu nội suy thuật toán IDW phần mềm ArcMap10.1 Sử dụng hệ số tương quan Pearson để xét mối tương quan liệu Kết quả: Hàm lượng Clo dư trung bình quận, huyện cuối mạng lưới cấp nước nằm ngưỡng cho phép 0,3-0,5 mg/l (QCVN 01:2009/BYT) Nồng độ E coli nồng độ Coliform trung bình quận, huyện cuối mạng lưới cấp nước vượt ngưỡng cho phép vi khuẩn/100ml (QCVN 01:2009/BYT) Có mối tương quan thuận, mạnh số ca mắc tiêu chảy trẻ em tuổi nồng độ E coli Khơng có mối tương quan số ca mắc tiêu chảy trẻ em tuổi hàm lượng Clo dư, nồng độ Coliform Kết luận: Ứng dụng GIS xác định mối tương quan chất lượng nước tiêu chảy trẻ em tuổi quận, huyện cuối mạng lưới cấp nước Từ đó, cần ứng dụng GIS cơng tác quản lý chất lượng nước, cập nhật số liệu thường xuyên để giám sát chất lượng nước, tìm nguyên nhân xử lý kịp thời nguồn ô nhiễm địa bàn thành phố Từ khóa: chất lượng nước, GIS, hàm lượng clo dư, nồng độ E coli, nồng độ coliform, tiêu chảy, trẻ tuổi ABSTRACT CORRELATION BETWEEN WATER QUALITY AND DIARRHEA OF CHILDREN UNDER YEARS OLD IN THE END OF WATER SUPPLY NETWORK IN HO CHI MINH CITY BY GIS APPLICATION Nguyen Thi Phuong Thao, Tran Thien Thuan, Huynh Ngoc Thanh, Pham Thi Thuy Anh * Ho Chi Minh City Journal of Medicine * Vol 24 - No - 2020: 98 - 105 * Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh **Trung tâm Kiểm sốt bệnh tật TP Hồ Chí Minh Tác giả liên lạc: CN Nguyễn Thị Phương Thảo ĐT: 0964574804 Email: phuongthao10111996@gmail.com 98 Nghiên cứu Y học Y Học TP Hồ Chí Minh * Tập 24 * Số * 2020 Background: The supply of safe and clean water source plays an important role in protecting public health Water polluted and poor sanitation will lead to the spread of diseases such as cholera, diarrhea In particular, diarrhea is currently one of the leading causes of death for children under in 2016 Therefore, ensuring the quality of water sources from the water supply network to the households using is very necessary There are three important criteria for assessing water quality: residual chlorine, E coli, and Coliform concentrations which are common fluctuations on the way to move water from factories to end-users net In addition, GIS is now used as a tool to monitor water quality assessment criteria more and more widely used Objectives: Determine the correlation between the residual chlorine content, E coli concentration, Coliform concentration and the number of diarrhea cases among children under years old in the districts at the end of the water network by using GIS applications Method: Cross-sectional survey, the whole sampling formula was used From January 2018 to November 2018 at the end of the water supply network (district 5, district 6, district 7, district 8, district 10, district 11, Tan Binh district, Binh Tan district, Binh district Chanh, Can Gio district) in Ho Chi Minh City The residual chlorine content, E coli and Coliform concentration at the sampling points were interpolated by IDW algorithm of ArcMap10.1 software Use the Pearson correlation coefficient to see the correlation between the data Results: The average residual chlorine content in the districts at the end of the water supply network was within the allowed limit at 0.3-0.5 mg/l (QCVN 01:2009/BYT) The average E coli concentration and the average Coliform concentration in the districts at the end of the water supply network exceeded the allowed limit at bacteria/100ml (QCVN 01:2009/BYT) There was a strong positive correlation between the number of diarrhea cases in children under years old and the concentration of E coli There was no correlation between the number of diarrhea cases in children under years old and the residual chlorine content, Coliform concentration Conclusion: GIS application can determine the correlation between the water quality and cases of diarrhea among children under years old in the districts at the end of the water supply network Since then, it is necessary to apply GIS in the management of the water quality, update data regularly to monitor the water quality, determine the cause of the problem quickly so that a timely solution can be reached Keywords: the water quality, GIS, the residual chlorine content, the coliform concentration, the E coli concentration, diarrhea, children under years old tiêu chảy cao trẻ em sống hộ gia ĐẶT VẤN ĐỀ đình nơi nước bị nhiễm không thường Ngày nay, việc cung cấp nguồn nước xuyên(3) Các tác nhân gây bệnh sinh học khác an tồn có vai trị quan trọng việc bảo vệ làm ô nhiễm nước uống coliforms làm sức khỏe cộng đồng Nguồn nước bị ô nhiễm tăng nguy mắc bệnh tiêu chảy(4) vệ sinh môi trường dẫn đến lan truyền dịch bệnh tả, tiêu chảy, kiết lỵ, viêm gan A, thương hàn bại liệt(1) Việc đánh giá ô nhiễm phân yếu tố quan trọng việc đánh giá chất lượng khu vực nước đánh giá rủi ro sức khỏe người Kiểm tra mẫu nước tồn vi khuẩn E.coli vi khuẩn Coliform cung cấp báo cho nhiễm đó(2) Cụ thể, nghiên cứu Luby SP cộng cho thấy trẻ em sống hộ gia đình nơi nước bị nhiễm E coli thường xuyên có tỷ lệ mắc bệnh Hiện nay, tiêu chảy nguyên nhân hàng đầu gây tử vong trẻ em tuổi, chiếm khoảng 8% tổng số ca tử vong trẻ độ tuổi vào năm 2016(5) Theo WHO, ước tính năm tiêu chảy giết chết khoảng 525 000 trẻ em tuổi Nguyên nhân tiêu chảy trẻ em chủ yếu nguồn thực phẩm nước bị ô nhiễm Tại Việt Nam, tình hình tiêu chảy trẻ em tuổi vấn đề cần quan tâm với tỉ lệ mắc cao Theo thống kê y tế (2014), tiêu chảy 99 Y Học TP Hồ Chí Minh * Tập 24 * Số * 2020 bệnh mắc cao Việt Nam, với tỷ lệ mắc 624,14/100.000 dân(6) Tại thành phố Hồ Chí Minh số ca mắc tiêu chảy trẻ em tuổi năm 2018 11,6/1.000 trẻ trung bình 15/1.000 trẻ quận, huyện cuối mạng lưới cấp nước(7) Tại TP Hồ Chí Minh, nhu cầu cấp nước vô lớn với 1.843.000 m³/ngày đêm cho 224 triệu người(8,9) Nguồn nước ăn uống sinh hoạt TP Hồ Chí Minh cung cấp hệ thống cấp nước sơng Đồng Nai, sơng Sài Gịn, hệ thống cấp nước ngầm Tân Phú, hệ thống trạm giếng giếng lẻ Hệ thống mạng lưới đường ống phân phối nước cho người dân TP Hồ Chí Minh chia làm ba khu vực: đầu mạng, mạng cuối mạng Đa phần nhà máy nước sử dụng Clo để diệt khuẩn yêu cầu bắt buộc phải có lượng Clo dư nước cấp nước đến hộ gia đình(1) Tuy nhiên, Clo dư tiêu nhiều biến động thất thoát đường di chuyển(10) Nghiên cứu Y học ĐỐITƯỢNG- PHƯƠNG PHÁPNGHIÊNCỨU Đối tượng nghiên cứu Thu thập số liệu trẻ em tuổi sinh sống hộ gia đình 10 quận, huyện cuối mạng lưới cấp nước TP Hồ Chí Minh số liệu trẻ em tuổi bị tiêu chảy ghi nhận hồ sơ quản lý địa phương từ tháng 01/2018 đến tháng 11/2018 trích xuất từ báo cáo bệnh truyền nhiễm năm 2018 Trung tâm Y tế dự phịng TP Hồ Chí Minh Các ca bị tiêu chảy có thời gian nhập viện 14 ngày loại Kết xét nghiệm nước máy hàm lượng clo dư, tiêu E coli, tiêu coliform quận, huyện cuối mạng lưới cấp nước TP Hồ Chí Minh thu thập từ báo cáo giám sát chất lượng nguồn nước ăn uống sinh hoạt địa bàn TP Hồ Chí Minh năm 2018 Lớp liệu đồ hành 10 quận/huyện cuối mạng lưới cấp nước thu thập từ sở liệu GIS Trung tâm Y tế Dự phịng TP Hồ Chí Minh Theo báo cáo Trung tâm Y tế Dự phòng TP Hồ Chí Minh (2018) số mẫu nước đạt chất lượng 91% giảm đáng kể so với năm 2017 95%(11) Các mẫu đa số không đạt tiêu clo dư mẫu không đạt tiêu coliform E coli chủ yếu chung cư, nhà cao tầng Vì vậy, việc ứng dụng GIS giám sát chất lượng nước ăn uống sinh hoạt kết hợp với liệu bệnh tiêu chảy nhập viện ngoại trú trẻ em tuổi quận, huyện cuối mạng lưới cấp nước TP Hồ Chí Minh nhằm quan trắc tiêu clo dư, vi sinh nguồn nước ăn uống, sinh hoạt dự báo, kiểm sốt phịng ngừa bệnh tiêu chảy cần thiết Thiết kế nghiên cứu Mục tiêu Sử dụng hệ số tương quan Pearson để xét mối tương quan liệu: hàm lượng clo dư trung bình, nồng độ E coli trung bình, nồng độ colifom trung bình nguồn nước ăn uống, sinh hoạt số ca mắc tiêu chảy trẻ em tuổi Xác định mối tương quan hàm lượng clo dư, nồng độ E coli nồng độ coliform nguồn nước ăn uống, sinh hoạt số ca mắc tiêu chảy trẻ em tuổi quận, huyện cuối mạng lưới cấp nước 100 Nghiên cứu cắt ngang Phân tích kiện Số ca mắc tiêu chảy/1000 trẻ tuổi quận/huyện thống kê theo mùa khơ mùa mưa nhằm kiểm sốt thay đổi yếu tố thời tiết năm Tọa độ điểm lấy mẫu nước xác định ứng dụng Google Map Hàm lượng clo dư, nồng độ E coli coliform quận/huyện lấy mẫu nội suy thuật toán IDW phần mềm ArcMap10.1 dựa điểm lấy mẫu (điểm đầu, điểm giữa, điểm cuối) mạng lưới cấp nước Nghiên cứu Y học KẾT QUẢ Quận 5, quận 6, quận 8, quận 10, quận 11, quận Bình Tân quận Tân Bình có số ca mắc tiêu chảy trẻ em tuổi cao; đồng thời quận 10 quận có số ca mắc cao hai mùa Mặt khác, vào mùa mưa huyện Cần Giờ có số ca mắc tiêu chảy cao gấp lần so với mùa khơ (Hình 1, Hình 2) Y Học TP Hồ Chí Minh * Tập 24 * Số * 2020 246 (vi khuẩn/100ml) nồng độ thấp mùa khơ với giá trị 1,9 (vi khuẩn/100ml) (Hình 3, 4) Hình Hàm lượng clo dư số ca mắc tiêu trẻ em tuổi vào mùa mưa Hình Hàm lượng clo dư số ca mắc tiêu trẻ em tuổi vào mùa khô Sau thực nội suy, clo dư quận, huyện cuối mạng lưới cấp nước có hàm lượng cao mùa mưa với giá trị 0,46 (mg/l) hàm lượng thấp mùa khô với giá trị 0,19 (mg/l) Trong mùa khô giá trị đa số nằm ngưỡng cho phép theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước ăn uống - QCVN 01:2009/BYT 0,3-0,5 mg/l Ở hai mùa nồng độ E coli vượt ngưỡng cho phép theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước ăn uống - QCVN 01: 2009/BYT vi khuẩn/100 ml Vào mùa mưa nồng độ E coli vượt ngưỡng cho phép từ 100-250 vi khuẩn/100 ml Nồng độ E coli quận, huyện cuối mạng lưới cấp nước có nồng độ cao mùa mưa với giá trị Hình Nồng độ E coli số ca mắc tiêu chảy trẻ em tuổi vào mùa khơ 101 Y Học TP Hồ Chí Minh * Tập 24 * Số * 2020 Nghiên cứu Y học Ở hai mùa giá trị coliform vượt ngưỡng cho phép theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước ăn uống - QCVN 01: 2009/BYT vi khuẩn/100 ml Vào mùa mưa nồng độ Coliform vượt ngưỡng cho phép từ 100250 vi khuẩn/100 ml Nồng độ coliform quận, huyện cuối mạng lưới cấp nước có nồng độ cao mùa mưa với giá trị 243,3 (vi khuẩn/100 ml) nồng độ thấp mùa khô với giá trị 7,1 (vi khuẩn/100 ml) (Hình 5, 6) Hình Nồng độ E coli số ca mắc tiêu chảy trẻ em tuổi vào mùa mưa Hình Nồng độ coliform số ca mắc tiêu chảy trẻ em tuổi vào mùa mưa Mối tương quan số chất lượng nước số ca mắc tiêu chảy Hình Nồng độ coliform số ca mắc tiêu chảy trẻ em tuổi vào mùa khơ 102 Nghiên cứu tìm thấy mối tương quan thuận, mạnh số ca mắc tiêu chảy trẻ em tuổi nồng độ E coli mùa (Hình 7) Nghiên cứu Y học Y Học TP Hồ Chí Minh * Tập 24 * Số * 2020 Hình Mối tương quan nồng độ E coli số ca mắc tiêu chảy trẻ em tuổi quận, huyện cuối mạng lưới cấp nước theo mùa Bảng Mối tương quan số ca mắc tiêu chảy Kết nội suy hàm lượng Clo dư vào mùa trẻ em tuổi nồng độ E coli theo mùa khô quận, huyện cuối mạng lưới cấp nước Hằng số Hệ số đa số khơng đạt chuẩn ngưỡng cho Đặc tính phương phương p KTC 95% phép theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất trình trình lượng nước ăn uống-QCVN 01:2009/BYT Nồng độ E coli trung bình mùa khơ 4,17 0,87 0,028 0,12-1,62 0,3-0,5 mg/l (Hình 1, Hình 2)(10) Điều (Vi khuẩn/100 ml) phần tính chất Clo dư dễ bốc nhiệt Nồng độ E coli trung cao nên vào mùa khô, nhiệt độ tăng, hàm bình mùa mưa 0,69 0,05 0,044 0,002-0,10 (Vi khuẩn/100 ml) lượng Clo thất Mặt khác, clo thêm vào hệ thống cấp nước, lượng Khơng tìm thấy mối tương quan số ca clo định phản ứng với vật liệu mắc tiêu chảy trẻ em tuổi hàm lượng vô cơ, hữu cơ, kim loại nước vật Clo dư, nồng độ Coliform (Bảng 1) liệu làm ống nước(13) Đồng thời BÀN LUẬN đặc thù hệ thống cung cấp nước thành Số vị trí lấy mẫu nước hai mùa có phố, nhà máy cung cấp nước thường nằm khác biệt lớn mẫu nước giám khu vực ngoại ô từ làm kéo dài thời gian sát đa số tập trung quận 5, quận 7, quận 8, trước sử dụng đến nhà dân quận, quận Tân Bình quận Bình Tân (Hình 1, Hình huyện cuối mạng lưới cấp nước hệ thống 2) Điều hợp lý theo thơng tư cung cấp nước TP Hồ Chí Minh lâu đời, 50/2015/TT-BYT(12) việc kiểm tra vệ sinh, chất không đảm bảo chất lượng từ dẫn đến kết lượng nước ăn uống, nước sinh hoạt mẫu nội suy không đạt nước máy đường ống cấp nước trực tiếp Dựa kết đánh giá, thấy đến hộ gia đình, nhà cao tầng, chung cư nguồn nước quận, huyện cuối mạng giám sát tháng lần, mẫu lưới cấp nước nhiễm E coli Nồng độ nước lưu chứa chung cư, nhà cao tầng, ghe xà E coli trung bình vượt ngưỡng cho phép lan bồn chứa sáu tháng lần tùy cao 167,3 vi khuẩn/100 ml theo quy chuẩn theo số lượng chung cư quận, huyện kỹ thuật quốc gia chất lượng nước ăn uống số lượng mẫu lấy khác quận, - QCVN 01:2009/BYT WHO (2011) vi huyện Mặt khác, đợt kiểm tra giám sát khuẩn/100 ml (Hình 3, Hình 4)(10,14) Kết mẫu nước lưu chứa chung cư, nhà cao giám sát cho thấy mẫu không đạt tiêu tầng, ghe xà lan bồn chứa nước thường rơi E coli chủ yếu chung cư, nhà cao vào mùa mưa 103 Y Học TP Hồ Chí Minh * Tập 24 * Số * 2020 tầng(11), mẫu nước máy lấy sau đồng hồ nước đạt tiêu chuẩn làm ảnh hưởng đến kết nội suy cuối quận, huyện Một phần kết nội suy bị ảnh hưởng thiết kế bể chứa nước ngầm mặt đất, không đảm bảo vệ sinh khiến bể bị thấm nước ngược từ bên đặc biệt vào mùa mưa TP Hồ Chí Minh Từ kết nghiên cứu, thấy chất lượng nước quận, huyện cuối mạng lưới cấp nước bị ô nhiễm tiêu coliform hai mùa, đặc biệt vào mùa mưa Nồng độ cliform trung bình vượt ngưỡng cho phép cao 166,4 vi khuẩn/100 ml theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước ăn uống - QCVN 01: 2009/BYT WHO (2011) vi khuẩn/100 ml (Hình 5, Hình 6)(10,14) Vi khuẩn coliform loại vi khuẩn thường có mặt nguồn nhiễm phân Quá trình xử lý nước thải, phân động vật không cách trước thải môi trường khu vực dân cư tạo điều kiện cho vi khuẩn gây hại lây lan nguồn nước chảy theo sông, hồ Mặt khác, huyện Cần Giờ nguồn nước sử dụng vận chuyển qua ghe xà lan sau dự trữ bể chứa nước (hay gọi vệ tinh nước) cung cấp nước cho nhà dân quanh khu vực nên nhiều khả nước bị tái nhiễm vi khuẩn coliform trình vận chuyển Tại quận, huyện thành phố nguy tái nhiễm vi khuẩn colifrom thường xảy vào mưa ngập úng tuyến đường vào ngày mưa lớn, đặc biệt quận 5, quận 6, quận 8, quận 10, quận 11 nơi có địa hình thấp; mang theo vi khuẩn gây bệnh nước xâm nhập vào bể chứa nước ngầm khu chung cư, nhà cao tầng Mặt khác, hàm lượng clo dư nước quận, huyện thường thấp ngưỡng cho phép theo QCVN 01:2009/BYT nên không đủ để tiêu diệt vi khuẩn có nước làm tăng nguy tái nhiễm vi khuẩn Số ca mắc tiêu chảy trẻ em tuổi 104 Nghiên cứu Y học nồng độ E coli vào hai mùa khô mùa mưa có mối tương quan thuận, mạnh với hệ số tương quan 0,69 0,65; có ý nghĩa thống kê với p=0,028