1
Bài : Vệ sinh môi trường nước
Phạm Minh Khuê
- Đối tượng: Bác sĩ YHDP
- Số tiết: 8 tiết
MỤC TIÊU:
1. Nêu được khái niệm về nguồn tài nguyên nước, sự phân bố các nguồn nước
trong tự nhiên, chu trình của nước trên Trái đất và nguồn nước ở Việt Nam.
2. Trình bày được vai trò của nước và cung cấp nước sạch, nhu cầu sử dụng,
hình thái cung cấp nước của mỗi vùng.
3. Phân tích được các chỉ số dùng để đánh giá chất lượng môi trường nước.
4. Đề xuất được các giải pháp xử lý nước cho từng loại nguồn nước để cung
cấp nước sạch, và các giải pháp bảo vệ nguồn nước sạch.
NỘI DUNG:
1. Nguồn nước và vai trò của nước sạch
1.1 Nguồn nước trong thiên nhiên.
Biển và đại dương chiếm 70,8% tổng diện tích của trái đất. Tổng lượng nước trên trái
đất ước chừng chừng 1,386 tỷ km
3
, được phân bố như sau:
Biển và đại dương chiếm 96,5%
Đỉnh núi băng, sông băng, và vùng tuyết phủ vĩnh cửu chiếm 1,74%
Nước ngầm (ngọt, mặn) chiếm 1,7%
Băng chìm và băng tồn tại vĩnh cửu chiếm 0,022%
Các hồ (nước ngọt, nước mặn) chiếm 0,013%
Độ ẩm trong đất chiếm 0,001%
Hơi nước trong khí quyển chiếm 0,001%
Nước đầm lầy chiếm 0,0008%
2
Sông chiếm 0,0002%
Nước sinh học chiếm 0,0001%
sông này chiếm hơn 80% diện tích lãnh thổ Việt Nam (Bộ Tài nguyên và Môi
trường 2006). 10 trong số 13 hệ thống sông này là sông liên quốc gia, chảy
qua lãnh thổ các nước như Trung Quốc (sông Kỳ Cùng-Bằng Giang) Lào,
Campuchia (sông Sê San) trước khi chảy vào lãnh thổ Việt Nam. Theo Cục
Quản lý Tài nguyên nước (2006) thì tổng lượng dòng chảy năm của 9 hệ
thống sông chính ở Việt Nam (sông Hồng, Thải Bình, Bằng Giang-Kỳ
Cùng, Mã, Cả-La, Thu Bồn, Ba, Đồng Nai, Cửu Long) là 847,4 tỷ m3, trong
đó 507,4 tỉ m3 là được hình thành ngoài nước.
Theo Chiến lược Quốc gia về Tài nguyên nước đến 2020 của Hội đồng Quốc
gia về tài nguyên nước (2006) thì tỉ lệ nước mặt trung bình đầu người tính theo
lượngnước sinh ra trong lãnh thổ Việt Nam là xấp xỉ 3.840 m3/người/năm.
Nếu tính cả dòng chảy từ ngoài lãnh thổ thì khối lượng này đạt khoảng
10.240 m3/người/năm. Tuy nhiên, với mức độ tăng dân số như hiện nay thì
ước tình đến năm 2025 tỉ lệ này tương ứng sẽ là 2.830 và 7.660
m3/người/năm. Theo tiêu chuẩn của Hội đồng Tài nguyên nước Quốc tế
thì những quốc gia có tỉ lệ nước bình quân đầu người dưới 4.000
m3/người/năm sẽ được xếp vào nhóm những quốc gia thiếu nước (Hội đồng
Quốc gia về tài nguyên nước Việt Nam 2006). Như vậy, mặc dù hiện nay Việt
Nam có lượng nước dồi dào nhưng trong tương lai gần thì nước ta đứng trước
nguy cơ trở thành một trong các quốc gia thiếu nước. Ngoài ra, trong quá trình
sống, sinh hoạt, lao động, vui chơi giải trí v.v. con người đã thải các chất bẩn
làm ô nhiễm nguồn nước mặt gây nên tình trạng thiếu nước sạch ở nhiều nơi
khắp cả nước.
1.1.4 Nước mưa
Bản chất của nước mưa là rất sạch. Nhưng nước mưa có nhược điểm là không
đủ số lượng cung cấp nước dùng trong cả năm, cho những tập thể
đông người, số lượng nước mưa phụ thuộc theo mùa trong năm, hàm lượng
4
muối khoáng thấp. Việt Nam có lượng mưa trung bình năm (tính trong nhiều
năm) trên toàn lãnh thổ khoảng 1.940 mm. Do ảnh hưởng của địa hình đồi núi
hóa và hô hấp bị suy giảm, các chất thải độc hại ứ đọng nhiều trong cơ thể, gây
trở ngại cho quá trình trao đổi chất. Bệnh khớp và bệnh viêm cơ cũng có liên
quan đến việc thiếu nước.
Ngoài ra, nước còn cung cấp các chất, nguyên tố cần thiết (Iôt, Flo, Mn, Zn,
Fe, vitamin, acid amin, ) cho cơ thể để duy trỡ sự sống
2. Các hình thức cung cấp nước cho các vùng đô thị và nông thôn
2.1 Vấn đề cung cấp nước
Từ nửa thế kỷ qua, tổ chức y tế thế giới (WHO) không ngừng vận động cho
vấn đề cấp nước sinh hoạt vì những ảnh hưởng to lớn của nước tới sức khoẻ
con người. Một trong những mục tiêu chính của WHO là “Tất cả mọi người,
không phân biệt già, trẻ, điều kiện kinh tế-xã hội đều có quyền có đủ nước an
toàn cho sinh hoạt.” Theo WHO, vào đầu năm 2000, khoảng 1/6 dân số
thế giới (1,1 tỉ người) đã không được cung cấp nước sạch mà chủ yếu là ở
các nước châu Á và châu Phi. Tỷ lệ người dân nông thôn được cung cấp nước
sạch vẫn ít hơn rất nhiều so với ở thành phố. WHO dự đoán rằng trong vòng 25
năm tới, dân số đô thị ở châu Á sẽ tăng lên gấp đôi và sẽ đứng trước một thách
thức lớn cho việc đáp ứng nhu cầu về nước sinh hoạt cho người nhân.
Mục tiêu của Hội đồng Quốc tế về Cung cấp nước sạch và Công trình Vệ sinh
(WSSCC) đến năm 2025 là tất cả người dân trên thế giới sẽ được cung cấp
nước sạch, nghĩa là sẽ có thêm khoảng 3 tỉ người sẽ có nước sạch để sinh hoạt
hay trung bình có thêm 330.000 người được cung cấp nước sạch mỗi ngày
trong vòng 25 năm tới. Theo thống kê năm 2000 của WHO và Quỹ nhi đồng
Liên hợp quốc (UNICEF) thì trên thế giới đã có 23 quốc gia đạt mức 100% dân
số được sử dụng nước sạch hoặc nguồn nước có bảo vệ.
6
Theo số liệu thống kê của Trung tâm Nước sinh hoạt và Vệ sinh Môi trường
Nông thôn (2005) thì ở nước ta 62% dân số nông thôn được cấp nước sạch.
Trong đó khu vực miền Đông Nam Bộ có tỉ lệ số dân sử dụng nước sạch cao
nhất (68%) nhưng Tây Nguyên là vùng có tỷ lệ số dân sử dụng nước sạch thấp
nhất (52%). Do đó vấn đề bảo đảm và cung cấp nước sạch ở nước ta còn là một
2.2.2 Nước ngầm sâu:
GiÕng
khoan vµ
tr¹m b¬m
cÊp I
Dµn
ma
BÓ l¾ng
®øng
tiÕp xóc
BÓ läc
nhanh
§êng dÉn
Cl
2
BÓ
chøa
s¹ch
Tr¹m
b¬m cÊp
II
8
2.2.3 Nc mt: Sụng, h
2.2.4 Nc mt: ging o
2.2.5 Nc mt: khai thỏc nc bng h thng t chy
2.3 Cỏc hỡnh thc cp nc cho nụng thụn
Trạm
bơm cấp
I
Bể lọc
Sông
ngòi,
ao hồ
Hố
thu
nớc
Trạm
bơm cấp
I
Bể lọc
chậm
Bể chứa
trung
gian
Bể
chứa,
nơi sử
dụng
Trạm
bơm cấp
II
Giếng
đào
thu
nớc
Trạm
bơm cấp
I
Bể lọc
chậm
dụng nước máy vẫn còn thấp. Nguồn nước chủ yếu vẫn là nước giếng khoan và
nước giếng khơi, bể chứa nước mưa, giếng hào lọc, bể chứa nước khe núi cao,
giếng chân đồi, chân núi; nước máng lần. Tuỳ theo tình hình cụ thể về nguồn
nước và chất lượng nước của từng địa phương mà lựa chọn hình thức cung cấp
nước ăn uống và sinh hoạt cho phù hợp.
2.3.1 Bể, lu chứa nước mưa
Đây là hình thức cung cấp nước phổ biến ở nông thôn nước ta. Nước ta nằm
trong khu vực mưa tương đối nhiều 1900 – 2000 mm/năm. Tính trung bình
lượng mưa 1600 mm/năm. Tổng lượng nước ước tính là 600 tỷ m3. Bể chứa
nước mưa đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong các trường hợp các vùng đào
giếng bị nước mặn (vùng ven biển, hải đảo, đồng bằng nam bộ ) và các vùng
đào sâu không gặp nước ngầm. Để đảm bảo vệ sinh, bể và lu chứa nước mưa
phải có nắp đậy, có lắp vòi hoặc dùng gầu sạch để lấy nước. Gầu phải có chỗ
treo cao, sạch. Nuôi cá vàng, cá cờ trong bể chứa nước để diệt bọ gậy, đặc biệt
là bọ gậy muỗi vằn truyền bệnh sốt xuất huyết dengue. Trước mùa mưa phải vệ
sinh sạch sẽ mái hứng, máng dẫn và bể chứa. Loại bỏ nước mưa 10-15 phút
đầu của các trận mưa.
1.3.2 Giếng khơi
Là hình thức cung cấp nước phổ biến ở nước ta hiện nay, có một số loại hình
phổ biến:
Giếng khơi xây khẩu:
Được áp dụng cho vùng có nguồn nước ngầm cách mặt đất từ 5 – 10 m. Giếng
xây bằng khẩu gạch hay bằng cống bê tông.
Giếng đào cách xa nguồn ô nhiễm ít nhất 10 mét, thành giếng xây cao khoảng
0,8 mét. Trong lòng giếng có thể xây gạch, đá hộc, đá ong, bê tông. Sân giếng
lát gạch/xi măng dốc về phía rãnh thoát nước. Rãnh thoát nước có độ dốc vừa
10
phải và dẫn ra xa hoặc đổ vào các hố thấm nước thải. Có thể lắp bơm tay để lấy
nước. Miệng giếng có nắp đậy; có cọc để treo gầu.
Hình 1: Minh hoạ sơ đồ giếng khơi xây khẩu
Hình 4: Minh hoạ giếng khoan bơm tay
3. Chất lượng nước, vệ sinh nước và sức khoẻ cộng đồng
Tuỳ theo yêu cầu của việc sử dụng nước vào các mục đích khác nhau như nông
nghiệp, công nghiệp, ngư nghiệp, văn hoá, thể dục thể thao, phục vụ ăn uống
và sinh hoạt mà quy định những tiêu chuẩn của ngành. Đối với nước ăn uống
và sinh hoạt có tiêu chuẩn quốc tế, tiêu chuẩn khu vực, tiêu chuẩn quốc gia và
tiêu chuẩn địa phương.
Tiêu chuẩn Quốc tế về nước sinh hoạt là tiêu chuẩn của tổ chức Y tế Thế giới
(WHO), ban hành năm 1958, và bổ sung sửa đổi năm 1963, 1971 và 1984.
Tiêu chuẩn bao gồm 3 nhóm chỉ tiêu: vật lý, hoá học (chất vô cơ tan, chất hữu
cơ) và sinh học.
Tiêu chuẩn vệ sinh nước sạch theo Quyết định số 09/2005/BYT –QĐ ngày
11/3/2005 của Bộ trưởng Bộ Y tế. Tiêu chuẩn này chỉ quy định 22 chỉ tiêu cơ
bản về cảm quan, thành phần vô cơ và vi sinh vật. Tiêu chuẩn này áp dụng đối
với các hình thức cấp nước sạch hộ gia đình, các trạm cấp nước tập trung phục
vụ tối đa 500 người và các hình thức cấp nước sạch khác. Nước sạch quy định
13
trong tiêu chuẩn này chỉ là nước dùng cho các mục đích sinh hoạt cá nhân và
gia đình, không sử dụng làm nước ăn uống trực tiếp. Nếu dùng trực tiếp cho ăn
uống phải xử lý để đạt tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống ban hành kèm theo
Quyết định số 1329/QĐ -BYT ngày 18/4/2002 của Bộ trưởng Bộ Y tế.
3.1 Tiêu chuẩn về số lượng
Là yêu cầu lượng nước sạch có chất lượng tốt phục vụ cho các hoạt động của
con người, xã hội theo số lít/24h bao gồm:
ăn uống, vệ sinh cá nhân
vệ sinh công cộng, sản xuất
Số lượng nước tuỳ thuộc:
khả năng cung cấp
hoàn cảnh kinh tế - xã hội
mức sống của người dân.
- Nước sạch phải không có màu
- Nước ao hồ thường có màu vì lẫn chất mùn, rêu tảo
- Nước ngầm có màu vàng của hợp chất sắt III
- Nước bị nhiễm nước thải có màu sắc khác nhau: nâu, đen,
Độ trong
15
- Nước uống phải trong, độ trong giảm do nước bị đục: do có các
tạp chất vô cơ, hữu cơ hoà tan các chất keo.
- Nước bề mặt đục do có các chất bùn, acid silic, hydroxit Fe,
hydroxit Al, các chất hữu cơ lơ lửng, vi sinh vật, chất phù du
thực vật.
- Nước ngầm đục do có sự tồn tại của các chất khoáng không hoà
tan; các chất hữu cơ từ nước thải xâm nhập vào đất.
- Độ trong được đo bằng:
Dụng cụ Sneller với tiêu chuẩn > 20 cm
Dụng cụ Dienert với tiêu chuẩn > 65 cm
- Độ đục được đo bằng quang kế:
Theo đơn vị NTU (Nephelolometric Turbidity Unit) với
chất đục chuẩn là Formafin
Theo đơn vị JTU (Jackson Turbidity Unit) với chất đục
chuẩn là Kaolin
Mùi vị
- Nước uống được phải không có mùi vị lạ
- Nước có mùi vị lạ, có thể do:
- Hoà tan các muối khoáng, sắt, phèn
- Khí hoà tan: Cl
2
thừa, H
2
S
3
-)
- Là các sản phẩm của quá trình vô cơ hoá các chất hữu cơ
- Tuỳ theo nồng độ cao thấp của NH
3
, NO
2
-, NO
3
- giai đoạn đầu,
cuối của quá trình vô cơ hoá đó; xác định được tình trạng nhiễm
bẩn của mẫu nước.
- Do hoạt động của VK trong nước, chất hữu cơ trong nước bị khử
thành NH
4
+, NO
2
, và NO
3
-
- Amoniac và muối amon (NH
4
+)
Nước tự nhiên có nồng độ NH
4
+ thấp (<0,2 mg/l)
17
Trong trồng trọt, sử dụng nhiều phân đạm nitơ làm nồng
độ NH
4
3
-
Nước chỉ có NO
3
- : nước đã bị nhiễm bẩn, đã được vô cơ
hoá
Nước có NO
3
-, NH
3
, NO
2
- : tồn tại chất hữu cơ trong nước
NO
3
- >10 mg/l : bệnh trẻ xanh ở trẻ sơ sinh
TCCP: NO
3
- 5 mg/l
Muối NaCl
- Nước có nhiều NaCl : nhiễm bẩn do dịch thể động vật, nước tiểu,
phân
- Nước vùng ven biển : NaCl > vùng khác (ảnh hưởng nước thuỷ
triều)
- NaCl tăng + NH
3
, NO
2
- : Nước nhiễm bẩn, nguy hiểm
18
quá trình tự làm sạch, nguồn nước nhiễm bẩn.
- Chỉ tiêu DO được sử dụng đánh giá chất lượng nước mặt, một số
loại nước thải bằng phưong pháp sinh học.
- Yêu cầu DO trong mẫu nước lấy vào 12 giờ trưa:
4 mg/l: nước sinh hoạt, ăn uống
6 mg/l: nước nuôi cá
Độ cứng
19
- Nước cứng: muối Ca, Mg cao
- Canxi : Không ảnh hưởng đến sức khoẻ
Ca thấp tỷ lệ sâu răng cao
- Cản trở sinh hoạt, sản xuất
Đun nấu thức ăn lâu chín mất nhiều sinh tố
Giặt quần áo tốn xà phòng
Cáu cặn lò hơi, đường ống; tốn nhiên liệu khi đun nấu
- Canxi ngăn chặn tuyến giáp sử dụng iốt Vùng có bướu cổ: nước
có độ cứng thấp
- Tiêu chuẩn :
4
o
- 8
o
độ cứng (độ Đức) : Nước tốt
8
o
- 12
o
: Nước cứng vừa
> 18
o
Di ®éng Kh«ng di ®éng
VK phã th¬ng hµn B
VK phã th¬ng hµn A
VK th¬ng hµn
VK lþ
Coli
Di ®éng Kh«ng di ®éng
VK phã th¬ng hµn B
VK phã th¬ng hµn A
VK th¬ng hµn
VK lþ
21
o Nếu nước có thực khuẩn thể: nước có vi khuẩn, hoặc đã có vi
khuẩn nhưng đã bị tiêu diệt bởi virus
Tiêu chuẩn với nước đã được xử lý (nước máy):
Sè VK E.Coli/1l
Sè VK kþ khÝ/10ml
KÕt luËn
<20
0
Níc s¹ch
20-100
1-2
NhiÔm bÈn nhÑ
1.000
3-5
NhiÔm bÈn
10.000
6-10
NhiÔm bÈn nhiÒu
tính trên thế giới có khoảng 6 triệu người bị mù do bệnh đau mắt hột và khoảng
500 triệu người có nguy cơ bị mắc bệnh này. Theo thống kê sức khoẻ toàn cầu
của trường Đại học Harvard, của Tổ chức Y tế Thế giới và Ngân hàng Thế giới
thì hàng năm có khoảng 4 tỉ trường hợp bị ỉa chảy, làm 2,2 triệu người chết mà
chủ yếu là trẻ em dưới 5 tuổi (tương đương cứ 15 giây thì có một trẻ em bị
chết). Con số này chiếm khoảng 15% số trẻ em chết vì tất cả các nguyên nhân
ở những nước đang phát triển. Nâng cao chất lượng nước sinh hoạt và cung cấp
các công trình vệ sinh phù hợp sẽ giảm 1/4 đế 1/3 số ca bị ỉa chảy hàng năm.
4. Các phương pháp xử lý nước
4.1. Làm trong và khử màu
- Làm trong: quá trình tách các tạp chất lơ lửng
- Khử mầu: loại trừ các tạp chất làm cho nước có mầu (các hợp chất keo)
Xử lý không phèn
Dùng khi công suất nhỏ, nguồn nước có độ đục, độ mầu trung bình.
Xử lý có dùng phèn
- Nguyên tắc: Các hạt cặn lơ lửng, hạt keo trong nước có kích thước khá
nhỏ, lắng rất chậm. tăng hiệu quả lắng, giảm kích thước bể lắng, cho phèn vào
nước để keo tụ.
- Phèn nhôm Al2(SO4)3
- Phèn chua Al2(SO4)3, K2SO4; phèn sắt FeCl3
Phèn này vào nước tác dụng với các muối kiềm của Ca, Mg tạo hydroxyt
kém tan dễ kết tủa:
Al2 (SO4)3 + 3 Ca (HCO3) 3 CaSO4 + 2 Al (OH)3 + 6 CO2
23
Bông kết tủa của phèn hấp thụ các hạt keo tự nhiên, hoặc bị hấp thụ lên bề
mặt các hạt cặn lơ lửng
4.2. Khử sắt
Khử sắt bằng làm thoáng
- Nước được hút từ mạch ngầm bằng máy bơm phun thành các hạt nhỏ,
tăng diện tích tiếp xúc trong không khí. Nước hấp thụ O2 có trong không khí
o Làm thoáng nước, mùi nước có thể bay đi, giảm bớt
o Dùng than hoạt được xếp xen vào giữa lớp cuội và lớp cát
4.3. Giảm độ cứng
Giảm bằng hoá chất: dùng đá vôi
Ca(CO
3
H)
2
+ Ca(OH)
2
= 2CaCO
3
+ H
2
O
Dùng nhựa trao đổi ion
o Chất nhựa ionit (cationit- chất dạng hạt, không tan, có khả năng trao đổi
các cation của chúng với các cation của dung dịch nước)
o Natri cationit (Na
2
R), hydro cationit (H
2
R)
o Cho nước đi qua ống hấp thụ có cationit, Ca++ và Mg++ trong nước bị
thay thế bởi ion Na và H
2
. Sau khi qua cột, độ cứng còn lại không đáng
kể.
Ca(HCO3)
2
25
Phương pháp vật lý
- Dùng nhiệt độ: Đun sôi nước: đảm bảo nhất
- Dùng tia tử ngoại: dùng đèn phát ra tia tử ngoại có khả năng diệt vi khuẩn tốt với
bề dày lớp nước 10 - 15 cm. Điều kiện: nước thật trong suốt vì các chất cặn ngăn
tia tử ngoại.
o Ưu: đơn giản, không làm thay đổi chất lượng nước
o Nhược: giá thành cao, hay hỏng, tốn điện (10-30kW/1000m3 nước)
Được áp dụng ở các xí nghiệp sản xuất nước khoáng, nước chai.
- Dùng sóng siêu âm: thiết bị phát ra sóng siêu âm với tần số 500KHZ
Phương pháp hoá học
o Dùng Clo, hợp chất của Clo
o Clorua vôi CaOCl
2
o Zaven (NaOCl)
o Chloramin B, T
o Nguyên tắc: Clo vào nước:
Cl
2
+ H
2
O HOCl + HCl
HOCl H+ + OCl-
o Ưu: hiệu quả nhất, thực hiện với khối lượng lớn, rẻ tiền
o Nhược: nước có mùi Clo; tạo chất hữu cơ clo CHCl
3
, Clorophenol
(độc)
o Tiệt trùng bằng ozôn
o Đưa ozôn vào nước tạo thành oxy nguyên tử có khả năng diệt trùng: