1.Tớnh chất lý học của nước uống
1.1. Độđục (turbidity)
Độđục của nước hỡnh thănh bởi những chất lửng như: đất sĩt, phự sa, cõc chất hữu cơ, cõc chất mựn. Độ đục thể hiện tớnh chất hấp thụ vă lan tỏa õnh sõng của mẫu nước. Độđục
ảnh rất lớn đến chất lượng nước uống. Đú lă nơi ẩn nõu của cõc vi trựng gđy bệnh, cõc húa chất độc như thuốc trừ sđu vă kim loại nặng được hấp thụ lớn cõc chất lơ lững trong nước. Hiệu lực khử trựng nước sẽ bị giảm mạnh khi nước cú độđục tăng cao: chất khử trựng khụng thể tiếp cận vi trựng, do hăng răo vật lý, hoặc tạo nớn cõc phản ứng húa học với cõc chất gđy
đục lăm giảm khả năng khử trựng. Bởi vậy việc sử dụng nước đục cú thể nguy hiểm cho sức khỏe. Đơn vịđo độđục lă NTU (Nephelometric Turbidity Unit). Tiớu chuẩn nước uống: độ đục ≤ 1 NTU
- Xõc định độđục: Độ đục được xõc định bằng mõy đo độ đục. Mẫu nước được lấy văo một ống nghiệm vă tiến hănh so độđục với thang chuẩn. Thang chuẩn được chuẩn bị từ
hiđrazin sunfat (1 gam hũa tan trong 100ml nước cất) vă hecxametylen tetramin (10 gam hũa tan trong 1lớt nước cất); lấy 5ml mỗi loại thuốc thử, trộn lẫn nhau vă thớm nước cất đủ 100ml
được thang chuẩn gọi lă đơn vị thể tớch vẩn đục 400, ký hiệu lă 400 NTU. Bằng cõch pha loờng thể tớch vẩn đục, ta sẽ xõc định được NTU của mẫu nước.
1.2. Mău
Nước uống khụng được cú mău, nước hồ ao, thường cú mău vỡ lẫn chất bựn hoặc rớu tảo. Nước ngầm sđu thường cú mău văng do chất sắt tạo nớn.
1.3. Mựi vị
Nước uống khụng được cú mựi, nếu cú mựi lă nước bị nhiễm bẩn, mựi của nước lă do những nguyớn nhđn sau:
- Do những chất khoõng như muối sắt.
- Do khớ hũa tan trong nước như: H2S, Clor thừa.. - Do thực vật bị thối rửa hoặc bị phđn húa.
1.4. Nhiệt độ
Nguyớn nhđn chớnh lăm cho nước cú nhiệt độ tăng cao lă do nguồn nước bị ụ nhiễm nước thải từ cõc bộ phận lăm nguội của cõc nhă mõy nhiệt điện. Nước thải năy thường cú nhiệt độ cao hơn từ 10-15oC so với nước đưa văo lăm nguội ban đầu. Nhiệt độ của nước tăng dẫn đến: giảm hăm lượng oxi hũa tan trong nước, cõc sinh vật phự du phõt triển mạnh, trong nước xảy ra hiện tượng "nở hoa" lăm thay đổi mău sắc vă mựi vị của nước...
Nước phải cú nhiệt độ tương đối ổn định, thường khoảng 150C. Mọi sự thay đổi của nhiệt độ của nước cú thể giỳp ta nghi ngờ nước bị nhiễm bẩn từ ngoăi văo.
1.5. pH
Theo khuyến cõo của WHO, nước uống được cần cú pH nằm trong khoảng: 6,5 - 8,5. Vỡ pH của nước ảnh hưởng đến tất cả cõc quõ trỡnh xử lý nước, cõc quõ trỡnh năy cú tõc dụng lăm giảm virus vă vi khuẩn tõc hại, nớn cú thể xem pH cú ảnh hưởng giõn tiếp đến sức khỏe.
Đồng bằng Nam bộ nguồn nước mặt vă nước ngầm cú tớnh axit cao hơn cõc vựng khõc
ở Việt Nam
1.6. Chất rắn tổng số (TS: total solid)
Chất rắn tổng số gồm cõc chất rắn lơ lửng (SS: suspended solid) vă hũa tan. Nước cú hăm lượng chất rắn cao lă nước kĩm chất lượng vă cú thể bị ụ nhiễm. Chất rắn lơ lửng thường lăm nước đục hoặc bẩn khụng thể sử dụng cho mục đớch ăn uống vă sinh hoạt. Chất rắn hũa tan (DS: dissolved solid) trong nước thường khụng gđy mău cho nước vă khụng phõt hiện được bằng mắt thường, nhưng chỳng cú thể gđy nớn mựi vị khú chịu. Ngưỡng cực đại của chất rắn hũa tan đối với nước uống lă 500mg/lớt. TS được xõc định bằng cõch chưng mẫu nước cú thể tớch đờ biết, sau khi cho bay hơi hết, tiến hănh cđn phần cặn. Phần cặn năy bao gồm cả hai loại: SS vă DS. Giõ trị của TS thu được sẽ thay đổi vă phụ thuộc văo nhiệt độ bay hơi. Nếu cho bay hơi ở 105oC thỡ một số dạng nước cấu tạo vă kết tinh sẽ được giữ lại trong cặn. Nếu nung trong lũ nung ở 180 oC thỡ kết quả sẽ chớnh xõc hơn, nhưng những chất dễ bay hơi vă một số chất hữu cơ cũng bay hơi ở dạng CO2. Chất rắn lơ lửng (SS) hoặc tổng số chất rắn lơ lửng (TSS: total suspended solid) lă một phần của chất rắn cú trong nước ở dạng khụng hũa tan. Hăm lượng TSS trong nước sẽ cho biết hăm lượng sĩt, mựn vă những phần tử nhỏ khõc chứa trong nước
2. Tớnh chất húa học của nước uống
2.1. Chất hữu cơ
Cõc chất hữu cơ lă cõc chất cú nguyớn tử cacbon (C) tạo liớn kết C-H trong phđn tử. Về mặt vệ sinh, người ta sử dụng chất hữu cơ lăm chất chỉđiểm đểđõnh giõ tỡnh trạng nhiễm bẩn của nước. Vỡ chất hữu cơ lă sản phẩm trao đổi chất của sinh vật, với chất hữu cơ từ nước thải sinh hoạt vă nước thải sản xuất văo cõc nguồn nước. Dựa văo khả năng phđn hủy chất hữu cơ do vi sinh vật trong nước, người ta phđn cõc chất hữu cơ thănh hai nhúm
- Chất hữu cơ dễ phđn hủy sinh học (hoặc cõc chất tiớu thụ oxy) như cõc chất đường, chất bĩo, protit...Trong mụi trường nước cõc chất năy dễ bị vi sinh vật phđn hủy tạo thănh khớ cacbonic vă nước.
- Cõc chất hữu cơ khú phđn hủy sinh học như cõc chất DDT, PCB, Dioxin, cõc chất đa vũng ngưng tụ. Đđy lă cõc chất cú độc tớnh cao, lại bền vững trong mụi trường, nớn cú khả
năng gđy tõc hại lđu dăi cho đời sống sinh vật vă sức khỏe con người.
Đểđõnh giõ hăm lượng chất hữu cơ trong nước, người ta thường dựng cõc thụng số
≤
- Thụng số kali permanganat: thụng số năy thể hiện sự oxy húa của chất hữu cơ bằng chất oxy húa lă kali permanganat (KMnO4). Đơn vịđo lă mg O2/L.
- Nhu cầu húa học oxy (COD: chemical oxygen deman): lă lượng chất oxy húa (thể
hiện bằng gam hoặc miligam O2 theo đơn vị thể tớch) cần để oxy húa chất hữu cơ trong nước. - Nhu cầu oxy sinh húa (BOD: biochemical oxygen deman): lă lượng oxy (thể hiện bằng gam hoặc miligam O2 theo đơn vị thể tớch) cần cho vi sinh vật tiớu thụđể oxy húa sinh học cõc chất hữu cơ trong búng tối ởđiều kiện chuẩn về nhiệt độ vă thời gian. Như vậy BOD phản ảnh lượng cõc chất hữu cơ dễ bị phđn hủy sinh học cú trong mẫu nước.
Chất hữu cơ≤ 2 mg oxygen/lớt.
2.2. Cõc dẫn xuất của Nitơ (ammoniac, nitric vă nitrat )
Những chất năy hiện diện trong nước lă do hiện tượng vụ cơ húa chất hữu cơ tạo nớn.
Để biện luận sự nhiễm bẩn của mẫu nước cần phải sử dụng cõc chỉ số năy. 2.2.1. Amoniac lă sản phẩm đầu tiớn của sự phđn giải chất hữu cơ
Trong nguồn nước cú pH < 7, ammoniac tồn tại ở dạng ion amoni (NH4+); nguồn nước cú pH > 7, amoniac tồn tại chủ yếu ở dạng khớ NH3. Amoniac hiện diện trong nước lă một chỉ điểm của sự lđy nhiễm vi trựng, nước bẩn vă chất thải động vật. Nước thiớn nhiớn (nước ngầm hoặc nước bề mặt) lượng NH3 thường ở mức < 0,2 mg. Tiớu chuẩn: NH3 ≤ 0,3 mg/lớt
2.2.2. Nitrit:lă sản phẩm thoõi húa của chất hữu cơ sau NH3. Quõ trỡnh phđn giải NH3 thănh NO2được thực hiện bởi vi khuẩn hiếu khớ. Tiớu chuẩn NO2≤. 0,1mg/l.
2.2.3. NO3.Nitrat lă sản phẩm cuối cựng của sự phđn giải chất hữu cơ chứa nitơ. Trong nước thiớn nhiớn NO3 vă NO2 được xem xĩt cựng nhau, vỡ cú thể biến đổi từ dạng năy sang dạng khõc. Khớa cạnh sức khỏe của nitrat lă hậu quả của việc nú bị biến thănh Nitric trong cơ thể. Nước ngầm thường cú hăm lượng NO3 cao vỡ do cấu tạo địa chất. Nước bề mặt (sụng, hồ ) hăm lượng NO3 thường thấp hơn nước ngầm, nếu nước mặt cú hăm lượng nitrat cao lă do bị
nhiễm chất thải chứa phđn bún, hoặc cõc hợp chất
cú liớn quan đến NO3. Vỡ nitric vă nitrat xuất hiện đồng thời trong nước uống, nớn nồng độ
cho phĩp trong nước được tớnh như sau:
Trong đú: C: Nồng độ tỡm thấy trong nước uống. GV: Nồng độ cho phĩp trong nước uống Tiớu chuẩn: NO3 < 10 mg/l.
Hăm lượng nitrat vă clorua trong nước ngầm ở Yớmn San'a (1995) NO3-: ≈ 100-160 mg/L. Cl-: ≈ 220-400 mg/L
Tỡnh hỡnh nhiễm chất hữu cơ, nitrat vă clorua ở một số nguồn nước ở Việt Nam (Quảng Nam-
Đă Nẵng)
Nguồn nước Chất hữu cơ: mg O2/L Nitrat: mg/L Cl-: mg/L Nước mõy Nước giếng thănh phố Nước giếng nụng thụn 0,93 3,11 1,37 vết 0,30 0,20 24,50 232.80 40,00 2.3. Muối Natriclorua (NaCl).
Hăm lượng NaCl trong nước tự nhiớn rất thấp thường < 20 mg/l. Tuy nhiớn do sự ụ nhiễm ngăy căng tăng của nước bề mặt vă nước ngầm, trong những thập kỷ gần đđy đờ xuất hiện việc tăng nồng độ muối NaCl ở nhiều vựng khõc nhau trớn Thế giới. Vỡ hầu hết cõc dịch thểđộng vật đều chứa nhiều NaCl, do vậy NaCl lă một chỉđiểm của sự nhiễm bẩn do dịch thể
mang lại. Riớng vựng ven biển, do ảnh thủy triều xđm nhiễm văo cõc nguồn nước, lượng NaCl cú thể cao hơn mức bỡnh thường, trường hợp năy khụng nghi lă nước bị nhiễm bẩn. Tiớu chuẩn NaCl: 70 - 80 mg/l. Vựng ven biển: 500 mg/l.
2.4. Cõc muối sunfat vă phosphat (SO4,PO4)
Hai loại muối năy xuất hiện trong nước uống chủ yếu lă do cõc nguyớn nhđn sau: Do bị nhiễm bẩn (phđn, nước tiểu) hoặc bị nhiễm cõc chất thải của cõc ngănh cụng nghiệp khõc nhau. Hoặc do cấu tạo địa chất của vựng đú. Nguồn nước ngầm thường cú Sunfat vă Photphat cao hơn cõc nguồn nước khõc. Do vậy khi thấy hăm lượng của hai chất năy quõ mức quy định thỡ phải xõc định nguồn gốc xuất hiện của chỳng mới đõnh giõ tỡnh trạng của mẫu nước. Tiớu chuẩn SO4 < 0,5 g/lớt; PO4 < 1,5 g/lớt.
2.5. Chất sắt (Fe)
Sự cú mặt của chất sắt trong nước, ở hăm lượng cao, gđy khú chịu cho người dựng nước, vỡ chất sắt lăm cho nước cú vị tanh kim loại, để lại cõc vết rỉ trớn õo quần, pha chỉ mất hương vị. Nước ngầm thường cú nhiều chất sắt hơn nước bề mặt, vỡ do cấu tạo địa chất. Nước cú nhiều chất sắt, dđn gian gọi lă nước bị phỉn.Tiớu chuẩn chất sắt trong nước uống: Fe < 0,5 mg/lớt.
2.6. Độ cứng
Trong nước hỡnh thănh bởi sự hũa tan cõc cation Ca, Mg, vă Mn. Độ cứng trong nước tựy thuộc văo pH, độ kiềm của mẫu nước. Nguồn gốc tự nhiớn của độ cứng trong nước lă do sự xúi mũn, rũ rỉ từđất đõ, nước ngầm thường cứng hơn nước bề mặt vỡ giău acid carbonic vă oxy hũa tan, nớn hũa tan được nhiều Ca & Mg trong đõ sỏi.
Tương tự như chất sắt, canxi trong nước khụng ảnh đến sức khỏe, trõi lại đú lă một nguồn cung cấp canxi cho cơ thể, ở nhiều vựng cú lượng canxi trong nước thấp thỡ tỷ lệ sđu răng ở trẻ em thường cao. Tuy nhiớn trong nước sinh hoạt, cú nhiều canxi quõ thỡ sẽ trở ngại lớn. Vỡ tạo nớn kớt cặn ở cõc dụng cụ nung nấu, tốn nhiều xă phũng khi giặc õo quần, luộc rau lđu chớn. Đối với cõc vựng cú bệnh bướu cổ địa phương, nước dựng đểăn uống phải cú độ cứng thấp, vỡ Canxi trong trường hợp năy lă một yếu tố ngăn chặn tuyến giõp sử dụng iốt, do đú lăm cho bệnh bướu cổ phõt triển. Ngoăi ra, đờ cú nhiều nghiớn cứu sinh thõi vă dịch tể học phđn tớch chỉ ra rằng cú sự tương quan nghịch giữa bệnh tim mạch vă độ cứng trong nước uống. Trong nhiều vựng mă nước uống mềm thỡ một tỷ lệ cao xơ cứng động mạch, tim tiến triển. Tuy vậy cho đến nay vẫn chưa cú những kết luận để cú thể khẳng định nước mềm lăm cho cõc nguy cơ trớn tăng cao. Tiớu chuẩn độ cứng (mg CaCO3/lớt):
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 vă nồng độ sắt trong một số nguồn nước
Nguồn nước Fe toăn phần: mg/L Độ cứng: mg CaCO3/L Sụng Hồng (Hă nội) Sụng 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. Tớnh chất vi sinh vật học của nước uống
Nước lă mụi trường thuận lợi nhất để phõt triển nhiều loại vi sinh vật. Nhiều loăi vi sinh vật gđy bệnh phõt triển trong nước rất bền vững vă nếu gặp điều kiện thuận lợi cú thể gđy bệnh hăng loạt cho con người. Sự ngăn cản cõc vi khuẩn phõt triển trong nước tựy thuộc văo nhiều yếu tố
như: nhiệt độ, độđục, lưu lượng dũng chảy, bức xạ, vă khả năng đối khõng của cõc loại vi sinh vật trong nước.
Vỡ cú nhiều chủng loại vi sinh vật gđy bệnh sống trong nước vă phương phõp xõc định chỳng rất phức tạp. Vỡ nguồn gđy ụ nhiễm vi sinh vật văo nước chủ yếu lă do nước bị ụ nhiễm phđn người vă động vật. Do vậy đểđõnh giõ chất lượng vệ sinh của nước uống về mặt vi sinh vật, người ta thường khảo sõt cõc vi sinh vật chỉđiểm cho sự nhiễm phđn. Vi khuẩn sử dụng lăm chỉđiểm cho sự nhiễm phđn của nước phải cú những đặc thự sau:
- Chỳng thường xuyớn cú mặt với một số lượng lớn trong phđn người vă động vật mõu núng.
- Chỳng dễ dăng được xõc định bằng những phương phõp đơn giản. - Những loại vi khuẩn năy khụng cú mặt trong nước tự nhiớn.
- Tốc độ phõt triển vă tiớu diệt trong nước của những vi khuẩn năy tương tự như
những vi khuẩn gđy bệnh.
- Những vi khuẩn năy khụng gđy bệnh
Căn cứ văo cõc tiớu chớ trớn, người ta thường dựng những loại vi khuẩn sau đđy để
lăm chỉđiểm cho sự nhiễm phđn của nước: + Fecal Coliforms
+ Total Coliforms
+ Clostridium Welchia (hay Cl. Perfringens ) + Bacteriophage (thực khuẩn thể)
3.1.í nghĩa vệ sinh của fecal coliforms (coli phđn)
Trong nhúm fecal coliforms, thỡ vi khuẩn tiớu biểu lă Escherichia.coli. E.Coli lă một thănh viớn của họ Enterobacteriaceae, thường xuyớn cư trỳ trong ruột người vă động vật mõu núng (một gam phđn tươi cú chứa 109 vi khuẩn E.Coli). Chớnh vỡ vậy, người ta thường sử
dụng E coli như lă vi khuẩn chỉ điểm quan trọng nhất để đõnh giõ của sự nhiễm phđn của nước
Số vi khuẩn E.Coli trong nước được xõc định bằng colititre hoặc coli index
- Colititre lă thể tớch nước nhỏ nhất (tớnh bằng ml) chứa một E. coli; thớ dụ: colititre = 300, nghĩa lă trong 300 ml nước cú chứa 1 E. coli.
- Coli index (chỉ số coli): lă số coli cú trong một lớt nước; thớ dụ: chỉ số coli = 20, nghĩa lă trong một lớt nước cú chứa 20 coli.
í nghĩa của E. coli trong nước: khi tỡm thấy E. coli trong nước thỡ chứng tỏ mẫu nước mới bị nhiễm phđn.
3.2.í nghĩa vệ sinh của total coliforms (tổng coli)
Coliforms từ lđu đờ được biết như lă vi khuẩn chỉ điểm chất lượng nước uống, vỡ người ta đờ tỡm thấy chỳng trong nước bị nhiễm bẩn mă đặc biệt lă phđn người vă động vật. Vi khuẩn Coliforms bao gồm những loại sau: escherisia, Citrobacter, Enterobacter vă Klebsiela. Chỳng cú những đặc điểm như sau:
Lớn men đường lactose, phõt triển ở 30- 370C, chỳng thường được vừa tỡm thấy trong phđn vă mụi trường bẩn (nước bẩn, đất, cõc chất thối rữa của động thực vật...).
Vỡ Coliforms vừa cú mặt trong phđn vă khụng phải từ phđn nớn nhúm năy được sử
dụng đểđõnh giõ tỡnh trạng nhiễm bẩn núi chung. Coliform được dựng đểđõnh giõ chất lượng nước cung cấp từ cõc đường ống (do đường ống bị rũ rỉ, nớn trong quõ trỡnh vận chuyển cú
thể tiếp xỳc với nước cống, nước bẩn), nghĩa lă đõnh giõ sự tõi nhiễm bẩn của nước mõy đờ xử lý.
3.3.í nghĩa vệ sinh của vi khuẩn Clotridium perfrigens
Clotridium perfrigens lă vi khuẩn kỵ khớ cú nha băo, chỳng thường hiện diện trong