Giỏ hàng

CẢNH BÁO CHẤT THM’s TRONG NƯỚC SẠCH (NƯỚC MÁY) CẤP CHO ĂN UỐNG VÀ SINH HOẠT

Nguồn nước sinh hoạt kém chất lượng đang trở thành “vấn nạn” khiến người dùng lo ngại khi sử dụng. Trong đó, hàm lượng các hợp chất THMs trong nguồn nước sinh hoạt hiện đang là một bài toán của những chuyên gia trong ngành.

Tóm tắt: Hàng ngày chúng ta đều sử dụng nước sạch (nước máy) cho các hoạt động như: sinh hoạt, ăn uống…Tuy nhiên, nước máy có thực sự an toàn cho sức khỏe con người hay không khi nguồn nước thô (chủ yếu là nước mặt) đang bị ô nhiễm trầm trọng trong khi các công nghệ xử lý đã sử dụng từ rất lâu rồi. Một trong các mối nguy ngại khi sử dụng nước máy hiện nay là các chất Trihalomethans (THM) sinh ra từ chính công nghệ xử lý và các chất ô nhiễm trong nước thô còn tồn dư gây nguy hiểm đối với sức khỏe con người, đặc biệt có thể gây ung thư.

Từ khóa: nước máy, THM’s, Trihalomethans, tiền ung thư, sản phẩm phụ, khử trùng.

Đặt vấn đề: Sử dụng nước sạch (nước máy) là nhu cầu thiết yếu của người dân, đặc biệt tại các thành phố lớn. Tuy nhiên đứng trước nhu cầu về sử dụng nước quá lớn nhưng nguồn nước thô lại đang bị giới hạn (nước ngầm) và bị ô nhiễm nặng nề (nước mặt), việc đảm bảo sản lượng và chất lượng nước máy tới người tiêu dùng vẫn đang là một bài toán của những chuyên gia trong ngành. Trong bài này, Viện SIIEE tập trung nghiên cứu về việc sử dụng nước máy có thực sự đảm bảo an toàn đối với sức khỏe con người. Chúng ta sử dụng nước máy hàng ngày và đều tin tưởng rằng nước máy sạch và an toàn. Tuy nhiên, trên thực tế đã có nhiều nghiên cứu và công bố về những nguy cơ tiềm ẩn về sự an toàn của nước máy. THM’s là một trong những sản phẩm phụ được tạo ra bởi các phản ứng giữa chất ô nhiễm và hóa chất khử trùng trong nước sạch. Những chất này được nghiên cứu và đánh giá là các chất độc, là nguyên nhân gây ra nhiều bệnh nguy hiểm tới sức khỏe con người, trong đó có ung thư…

1. THM'S là gì? Kết quả phân tích nước máy Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh

Khử trùng là một khâu quan trọng trong quy trình xử lý nước sạch, đó là việc khử/tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh trong nguồn nước nhằm đảm bảo an toàn trong nước uống và sinh hoạt. Trong đó, công nghệ khử trùng bằng chlorine thường được áp dụng rộng rãi nhất do khả năng ôxy hóa cao và ít tốn kém nhất. Các chất được áp dụng trong công nghệ khử trùng hiện nay tại Việt Nam gồm: Chlorine hay các hợp chất có chứa chlorine hoạt tính (hypochlorite, chloramine…), chlorinerua vôi, nước javel (sodium hypochlorite) hoặc chlorine dạng rắn cho vào nước.

THM’s nhìn chung là các hợp chất sản phẩm phụ của quá trình khử trùng khi Clo các hợp chất của Clo được sử dụng. Sau quá trình khử trùng sẽ tồn tại một lượng Clo dư nhất định. Nếu trong nước đã qua xử lý vẫn còn tồn dư các chất hữu cơ (Total Organic Carbon - TOC) và hàm lượng ion bromua có mặt trong nước thì sẽ xuất hiện các phản ứng phụ không mong muốn và tạo ra các sản phẩm phụ chứa THM.

Bốn THMs được quan tâm nhiều nhất, đó là chloroform (CHCl3), bromodichloromethane (BDCM - CHBrCl2), dibromochloromethane (DBCM - CHBr2Cl) và bromoform (CHBr3). Chloroform thường chiếm tỷ trọng lớn nhất (90% THMs) và nồng độ của những chất khác thường giảm theo thứ tự CHCl3> CHBrCl2> CHBr2Cl> CHBr3.

Theo phân tích của phòng thí nghiệm Phân tích và Kỹ thuật Công nghệ, Viện Môi trường và Tài nguyên, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh, các hợp chất THMs cũng đã được phát hiện trong mẫu nước sau xử lý của các nhà máy nước Sơn Đông, Tiên Thủy và Ba Tri ở tỉnh Bến Tre. Trong đó, nồng độ dibromochloromethane (DCBM) chiếm phần lớn trong số các hợp chất này với giá trị là 18,63 µg/L, 63,32 µg/L và 95,02 µg/L lần lượt tại 3 nhà máy nêu trên; tức hàm lượng DCBM ở nhà máy Tiên Thủy và Ba Tri vượt quy chuẩn QCVN 01:2018/BYT (60 µg/L). Nồng độ chloroform có giá trị thấp hơn, lần lượt là 5,46 µg/L, 21,19 µg/L và 8,55 µg/L, trong khi bromoform không được phát hiện trong mẫu nước của nhà máy Tiên Thủy và Ba Tri.

Tại Hà Nội, thực hiện lấy mẫu phân tích về chỉ tiêu Clo dư, tất cả 20/20 mẫu tại 20 cơ sở cấp nước được lấy đều không đạt chuẩn, có nồng độ Clo dư cao hơn ngưỡng cho phép. Như vậy tỷ lệ tạo thành các hợp chất Trihalomethanes tại khu vực này cũng đang rất báo động.

2. Tại sao THM’s hình thành trong nước máy?

Trong quá trình xử lý nước khi hàm lượng chất hữu cơ, chủ yếu là các chất NOM c[MOU1] ao, có COD theo KMnO4 vượt trên 4 mg O2/L thì theo TXCDVN 33:2006 phải oxy hóa sơ bộ các chất hữu cơ này mà đơn giản nhất là bằng clo hoạt tính. Đây cũng là một nguy cơ tiềm ẩn hình thành Trihalomethane (THMs) trong nước sinh hoạt và ăn uống.

Các sản phẩm phụ THM’s xuất hiện trong nước máy thông qua quá trình khử trùng cuối cùng bằng clo trước khi nước máy thành phẩm được xuất ra. Các chất được áp dụng trong công nghệ khử trùng hiện nay tại Việt Nam gồm: Chlorine hay các hợp chất có chứa chlorine hoạt tính (hypochlorite, chloramine…), chlorinerua vôi, nước javel (sodium hypochlorite) hoặc chlorine dạng rắn cho vào nước. Điều này được giải thích chủ yếu qua quá trình phản ứng giữa clo dư còn sót lại qua việc phản ứng với các vi sinh vật trong nước và các chất hữu cơ có kích thước vô cùng nhỏ.

Hầu hết NOMs (bao gồm hợp chất humic và fulvic) có khả năng phản ứng với chlorine để tạo thành các dạng haloforms và các hợp chất hữu cơ halogen hóa khác. Các tiền chất của THMs được tạo ra khi brom và chất hữu cơ hòa tan đều có mặt trong nước, từ đó tạo nên khả năng hình thành THMs (Trihalomethanes formation potential - THMFP). THMFP được định nghĩa là sự chênh lệch giữa nồng độ THMs tổng số đo được sau quá trình khử trùng bằng chlorine (TTHMi) và nồng độ THMs tổng thể đo được trong các khoảng thời gian đều nhau trong suốt quá trình xử lý nước (TTHMf):THMFP = TTHMf – TTHMi.

Sự hình thành các THMs có thể được minh họa bằng phản ứng giữa propanone và chlorine. Khi nước có chứa chlorine, propanone có thể bị ôxy hoá dễ dàng trở thành trichloropropanone. Sau đó, trichloropropanone trải qua phản ứng thủy phân để hình thành nên chloroform, nhất là trong môi trường có pH cao [(1), (2)]. Nếu có brom, propanone chứa brom có thể được hình thành. Các propanone này sau đó sẽ tạo ra các THMs chứa brom.

CH3COCH3 + HOCl →CH3COCCl3

CH3COCCl3 +H2O →CH3COOH + CHCl3

 Ngoài ra, THMs còn được hình thành từ phản ứng giữa các ankan với nhóm halogen. Phản ứng này chính là phản ứng thế của ankan, là phản ứng đặc trưng của ankan vì phân tử ankan chỉ chứa liên kết đơn [(3), (4)]. Về nguyên tắc, các nguyên tử H trong phân tử ankan có thể bị thay thế lần lượt từ 1 đến hết. Khả năng phản ứng giảm theo thứ tự F2> Cl2> Br2> I2, nhưng phản ứng với flo thường ít gặp vì phản ứng quá mạnh và gây phản ứng hủy như phương trình (4). Còn iod lại phản ứng quá yếu nên hầu như cũng không gặp.                      

CnH2n+2 + xX2 → CnH2n+2-xXx + xHX

CnH2n+2 + (n+1)F2 → nC + (2n+2)HF

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hình thành THMs bao gồm liều lượng chlorine được sử dụng để khử trùng, thời gian lưu, nhiệt độ nước, pH ban đầu, hàm lượng carbon hữu cơ (Total Organic Carbon - TOC) và hàm lượng ion bromua có mặt trong nước. Các nghiên cứu cho thấy, khi gia tăng giá trị các yếu tố trên, lượng THMs trong nước cũng tăng theo. TOC là một trong những chỉ tiêu được sử dụng rộng rãi nhất để định lượng lượng NOMs trong nước. Trong nghiên cứu của Ramavandi và cộng sự (2015), mức độ tác động của hàm lượng TOC (1 - 5 mg/L) lên sự hình thành THMFP trong nước sông Dez, Iran, đã được khảo sát. Theo đó, với liều lượng chlorine ban đầu được cố định ở 23 mg/L, THMFP cũng tăng khi nồng độ TOC tăng lên đến 4 mg/l, trong khi mức tăng TOC khác không làm thay đổi đáng kể giá trị THMFP. Bên cạnh đó, thí nghiệm trên ba nguồn nước khác nhau và kiểm tra tác động của nồng độ ion bromua trên sự hình thành THMs. Kết quả cho thấy, khi nồng độ bromua tăng, nồng độ THMs cũng tăng theo.

3. Các tiêu chuẩn của nồng độ này trong nước ăn uống.

Như vậy để đảm bảo chất lượng nước ăn uống, WHO (1996) quy định nồng độ giá trị tối đa (Guideline Values-GV) các dạng THMs trong nước: Chloroform là 200 μg/L, Bromodichloromethane là 60 μg/L, Dibromochloromethane là 100 μg/L và Bromoform là 100 μg/L. Tổng của các nồng độ các chất THM riêng lẻ chia cho nồng độ GV của nó không được lớn hơn 1.

 +  +  +  ≤ 1

Trong khi đó, đều hiểu được mức độ nguy hiểm tiềm tàng của những hợp chất THM’s này, tại một số quốc gia cũng có những quy định riêng về nồng độ tiêu chuẩn của chúng trong nước ăn uống:

Ở Việt Nam, QCVN 01-1:2018/BYT quy định giá trị tối đa của các thông số nhóm B về hóa chất khử trùng và sản phẩm phụ của nó trong nước sinh hoạt nêu trong bảng sau:

4. Ảnh hưởng của nó đến sức khỏe con người

Các sản phẩm phụ (Disinfection By-products - DBPs) gây hại và dẫn đến các mối lo ngại về sức khoẻ. Sự gia tăng nguy cơ thai chậm tăng trưởng trong tử cung (IUGR) có liên quan đến sự phơi nhiễm chloroform có nồng độ lớn hơn 10 μg/L. Nội dung bài báo này tập trung vào thảo luận về sự hiện diện THMs trong nước cấp cũng như các phương pháp loại bỏ THMs và các tiền chất hình thành nên THMs trong môi trường nước.

Theo Cơ Quan Bảo Vệ Môi Trường Hoa Kỳ (EPA) thì các nghiên cứu đều chỉ ra mối liên quan giữa việc uống nước chứa THMs và khả năng bị ung thư. Các nghiên cho rằng phụ phẩm THMs là tác nhân thúc đẩy sự phát triển của các tế bào ung thư ở người dựa trên những dữ liệu được nghiên cứu từ động vật. Dưới đây là những ảnh hưởng và nguy cơ gây bệnh của các chất THM’s đối với sức khỏe con người.

THMs gia tăng nguy cơ sảy thai, rối loạn sinh sản

Một nghiên cứu về “phụ phẩm trihalomethanes (THMs) trong nước cấp” của Tạp Chí Môi Trường chỉ ra THMs có thể gây tổn hại nghiêm trọng đến phụ nữ mang thai. Phụ nữ mang thai bị phơi nhiễm THMs với nồng độ trên 100 μg/L sinh em bé bị thiếu cân và trẻ sơ sinh nhỏ hơn so với tuổi thai.

Ngoài ra còn có sự gia tăng các dị tật thần kinh trung ương, khuyết tật ống thần kinh, khuyết tật hở miệng, dị tật tim và các khiếm khuyết tim nặng khi người mẹ bị phơi nhiễm với mức THMs trên 80 μg/L.

Tác nhân gây ra bệnh xơ vữa động mạch

Trong cuốn sách “Coronaries, Cholesterol, Chlorine”, bác sĩ Joseph Price chỉ ra sự liên quan giữa bệnh xơ vữa động mạch và hóa chất clo. Ngoài ra, nguy cơ xảy ra nhồi máu cơ tim, đột quỵ cũng cho là có liên quan đến clo trong nước uống.

Bác sĩ Joseph Price đưa ra kết luận này sau khi cho gà uống nước có clo. Kết quả là 95% số gà uống nước chứa clo có biểu hiện xơ vữa động mạch chỉ trong vòng một vài tháng. Phải mất từ 10 đến 20 năm, những triệu chứng của bệnh xơ vữa động mạch mới ảnh hưởng rõ rệt đến sức khỏe con người.

Theo tiến sĩ Richard Passwater, những chất ô nhiễm trong nước có thể kích thích sản sinh các gốc tự do trong cơ thể người. Những gốc tự do này sẽ gây tổn hại lên những tế bào cơ trơn trong thành động mạnh, và gây ra những mảng bám. Những mảng bám này lâu dần hình thành nên các khối u lành tính, cũng là nguyên nhân dẫn đến những vấn đề về bệnh tim.

Phụ phẩm THMs gia tăng nguy cơ ung thư bạch cầu

Theo nghiên cứu, việc tiếp xúc với phụ phẩm trihalomethanes (THMs) ở nồng độ 40mg/l sẽ làm gia tăng 72% nguy cơ bị ung thư bạch cầu nguyên bào tủy cấp.

Chloroform trong THMs gây ra ung thư biểu mô tế bào gan

Khi cho chuột đực uống nước và hít thở không khí bị nhiễm chloroform; các nhà khoa học quan sát thấy sự xuất hiện của u tuyến tế bào ống thận, ung thư biểu mô tế bào, hoặc ung thư biểu mô tuyến. Các u tuyến gan lành tính bắt đầu xuất hiện sau khi chuột cái uống nước và hít thở không khí nhiễm chloroform.

Bromodichloromethane trong THMs gây ra u tuyến tế bào ống thận

Dựa trên những nghiên cứu từ động vật, bromodichloromethane trong phụ phẩm THMs được xem là tác nhân gây ra nguy cơ bị ung thư ở người. Một số khối u được tìm thấy trong chuột nhắt và chuột cống sau khi uống phải nước ô nhiễm bromodichloromethane (THMs). Khi cho chuột tiêu thụ trực tiếp bromodichloromethane qua đường ruột; cả chuột đực lẫn chuột cái đều bị u tuyến tế bào ống thận và ung thư biểu mô tuyến.

5. Kết luận

Có thể khẳng định rằng, việc sử dụng nước máy là điều bắt buộc trong cuộc sống thường nhật của mỗi người dân. Tuy nhiên, chúng ta cũng cần phải hiểu rõ bản chất của nước máy cũng như trang bị cho mình những kiến thức, sự cảnh giác về một số những nguy cơ tiềm ẩn của nước máy không an toàn cho sức khỏe của con người do các hóa chất khử trùng và sản phẩm phụ của quá trình khử trùng gây ra, đồng thời sử dụng những phương pháp giảm thiểu THM’s trong nước sinh hoạt. Đó là: Giảm sự hình thành THMs ban đầu bằng cách giảm nồng độ tiền chất hữu cơ trước điểm khử trùng; hạn chế sự hình thành THMs bằng cách giảm liều khử trùng, thay đổi loại hóa chất khử trùng hoặc tối ưu hóa môi trường khử trùng; loại bỏ các THMs sau khi chúng đã hình thành… Đối với người dân – những người trực tiếp sử dụng nước máy cần có những biện pháp ngăn ngừa những sản phẩm phụ này trước khi sử dụng trực tiếp thông qua việc sử dụng các máy lọc nước có bộ phận than hoạt tính, hấp phụ các chất độc có kích thước vô cùng nhỏ,…

Tác giả: Tiến sĩ. Trịnh Xuân Đức

 


 
 
Facebook Instagram Youtube Google+ Top