Theo Cục Bảo vệ Môi sinh Hoa Kỳ (EPA), nước uống có thể chứa nhiều chất ô nhiễm từ nguồn nước mặt (sông, hồ) và tầng chứa nước ngầm.
Luật Nước uống An toàn của Mỹ định nghĩa chất gây ô nhiễm là bất kỳ chất vật lý, hóa học, sinh học hoặc phóng xạ nào trong nước.
Nước uống luôn có chất ô nhiễm
Thực tế, nước uống luôn chứa một lượng nhỏ một số chất ô nhiễm, dù không phải tất cả đều gây rủi ro cho sức khỏe. Các chất gây ô nhiễm trong nước được phân thành bốn loại chính:
Chất gây ô nhiễm vật lý: Tác động đến hình dạng và tính chất vật lý của nước, như trầm tích và vật liệu hữu cơ lơ lửng trong nước.
Chất gây ô nhiễm hóa học: Bao gồm các nguyên tố và hợp chất, có thể là tự nhiên hoặc nhân tạo, chẳng hạn như nitơ, thuốc tẩy, muối, thuốc trừ sâu, kim loại, và độc tố vi khuẩn.
Chất gây ô nhiễm sinh học: Các sinh vật như vi khuẩn, vi rút, động vật nguyên sinh và ký sinh trùng có trong nước.
Chất gây ô nhiễm phóng xạ: Các nguyên tố hóa học không ổn định, có thể phát ra bức xạ ion hóa, như xesi, plutoni và urani.
Mặc dù EPA quy định giới hạn về mức độ vi khuẩn và hóa chất trong nước nhưng đôi khi các tiêu chuẩn này không được đảm bảo, dẫn đến ô nhiễm nước uống công cộng ở Mỹ. Vi khuẩn và hóa chất có thể xâm nhập vào nước từ nhiều nguồn, bao gồm phân bón, thuốc trừ sâu, hoạt động chăn nuôi công nghiệp, sản xuất, nước tràn, động vật hoang dã, và vết nứt trong hệ thống phân phối nước.
Những chất ô nhiễm này có thể đặc biệt nguy hiểm đối với trẻ sơ sinh, trẻ nhỏ, phụ nữ mang thai, người lớn tuổi, và những người có hệ miễn dịch suy yếu.
Ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe, đặc biệt là trẻ nhỏ
Theo EPA, các chất ô nhiễm sinh học trong nước, bao gồm vi khuẩn, vi rút và động vật nguyên sinh, có thể gây ra bệnh đường tiêu hóa nghiêm trọng. Trẻ em đặc biệt dễ bị ảnh hưởng bởi các chất ô nhiễm sinh học như ký sinh trùng Giardia, Cryptosporidium, vi khuẩn E. coli và vi rút norovirus vì hệ miễn dịch của trẻ chưa phát triển hoàn thiện như người lớn.
Ngoài ra, nước uống cũng là nguồn phơi nhiễm chì cho trẻ em, chủ yếu từ sự ăn mòn ống dẫn và các thành phần trong hệ thống phân phối nước. Phơi nhiễm chì có thể gây ra giảm chức năng nhận thức, thành tích học tập kém và các vấn đề hành vi ở trẻ em.
Mangan, một chất dinh dưỡng thiết yếu ở nồng độ thấp, khi tiếp xúc lâu dài với nồng độ cao có thể gây hại cho hệ thần kinh. Các nghiên cứu cho thấy tiếp xúc với mangan cao trong nước uống có thể dẫn đến suy giảm trí tuệ, giảm trí nhớ phi ngôn ngữ và các vấn đề về hành vi, bao gồm tăng động.
Phân bón, phân gia súc và nước thải có thể làm tăng nồng độ nitrat và nitrit trong nước uống, gây ra bệnh methemoglobin huyết (hội chứng trẻ xanh xao) và rối loạn chức năng tuyến giáp. Thiếu hụt hormone tuyến giáp ở người mẹ trong thai kỳ có thể làm giảm IQ của trẻ, ảnh hưởng đến sự phát triển thần kinh và gây biến chứng thai kỳ.
Asen có thể xâm nhập vào nước từ các trầm tích tự nhiên hoặc từ hoạt động nông nghiệp và công nghiệp. Tiêu thụ nước nhiễm asen lâu dài có thể gây ra các bệnh về da, hệ tuần hoàn và tăng nguy cơ ung thư. Tiếp xúc với asen trước sinh hoặc trong thời kỳ đầu đời có thể làm tăng nguy cơ tử vong và bệnh tật ở trẻ em.
Các quá trình khử trùng nước sử dụng clo, cloramin, tia cực tím và ozone có thể tạo ra các sản phẩm phụ gây ung thư bàng quang. Thuốc diệt cỏ như atrazine, các chất hóa học như trichloroethylene và tetrachloroethylene được sử dụng trong công nghiệp cũng có thể làm ô nhiễm nước, từ đó gây ra vấn đề sức khỏe như dị tật bẩm sinh và chậm phát triển thai nhi.
Các phương pháp lọc nước tại nhà
Việc xử lý nước uống để giảm các bệnh truyền nhiễm qua đường nước là một bước tiến lớn trong y tế cộng đồng.
Theo EPA, nước mặt dễ bị ô nhiễm hơn nước ngầm. Vì vậy, lựa chọn phương pháp lọc nước phụ thuộc vào loại và chất lượng nguồn nước, cũng như khối lượng cần xử lý.
Hiện nay trên thị trường có hàng loạt các công nghệ lọc nước và tạo nước tốt.
Hiện nay, đa số các thiết bị lọc nước tại nhà được tích hợp nhiều phương pháp lọc nước hiện đại như:
|
Phương pháp lọc |
Cách thức hoạt động |
Ưu điểm |
Nhược điểm |
|
Than hoạt tính |
Hấp phụ các hợp chất tạo mùi và vị, chất hữu cơ tự nhiên, hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, hợp chất hữu cơ tổng hợp, tiền chất sản phẩm phụ khử trùng và các hợp chất hữu cơ có trọng lượng phân tử cao. |
Có hiệu suất loại bỏ cao lên đến 99,9% đối với nhiều hợp chất hữu cơ dễ bay hơi; có thể loại bỏ các chất gây ô nhiễm mục tiêu ở nồng độ dưới 1 µg/l; dễ dàng thu hồi vật liệu hấp phụ. |
Than hoạt tính cần được thay thế hoặc tái sinh khi công suất cạn kiệt. Trong một số trường hợp, việc thải bỏ yêu cầu giấy phép xử lý chất thải nguy hại. Các chất gây ô nhiễm có thể hấp phụ trong nước có thể làm giảm hiệu suất của than hoạt tính. |
|
Sinh học |
Quy trình này sử dụng lò phản ứng sinh học chứa vi khuẩn bản địa trong lớp vật liệu nền. Khi nước ô nhiễm chảy qua, vi khuẩn phản ứng với chất ô nhiễm, tạo ra sinh khối và các sản phẩm phụ không độc hại. |
Có thể loại bỏ hơn 90% nitrat và perchlorat; tiêu diệt các chất gây ô nhiễm chứ không hấp phụ chúng, và do đó, không tạo ra các dòng chất thải chứa chất gây ô nhiễm; có hiệu quả ngay cả khi có một số chất gây ô nhiễm liên kết. |
Sinh khối dư thừa dù không chứa chất gây ô nhiễm nhưng vẫn cần được xử lý. Ngoài ra, các sản phẩm hữu cơ vi sinh có thể hòa tan và làm cạn kiệt oxy trong nước đã xử lý. Cần có các quy trình xử lý sau để kiểm soát những tác động này. |
|
Thẩm thấu ngược (RO) / Lọc nano (NF) |
Quy trình tách màng loại bỏ chất ô nhiễm khỏi nước bằng cơ chế vật lý. Nước được đẩy qua màng bán thấm ở áp suất cao, cản lại các chất dựa trên trọng lượng phân tử. Nước thẩm thấu, chứa các chất có trọng lượng phân tử thấp, đi qua màng, trong khi nước cô đặc giữ lại các chất có trọng lượng phân tử cao hơn, bao gồm nhiều chất ô nhiễm. |
RO và NF là những công nghệ đã được chứng minh có thể loại bỏ nhiều loại chất gây ô nhiễm cùng một lúc. Chúng không nhắm vào từng chất gây ô nhiễm riêng lẻ mà nhắm đến hỗn hợp các chất gây ô nhiễm. Trong đó, công nghệ lọc RO kết hợp MOFs được đánh giá rất phù hợp để lọc sạch nguồn nước ô nhiễm ở Việt Nam. |
Quy trình có thể làm thất thoát 15-30% nước đầu vào. Nước cô đặc chứa ô nhiễm, muối và chất rắn cần thải bỏ. Áp suất cao gây tiêu thụ năng lượng lớn và màng lọc cần vệ sinh thường xuyên. RO cũng có thể giảm độ pH nước, cần kiểm soát ăn mòn sau xử lý. |
|
Vật liệu hấp phụ |
Nước ô nhiễm được dẫn qua lớp vật liệu hấp phụ, các chất ô nhiễm bám lại các lỗ rỗng trên bề mặt vật liệu này. |
Có hiệu quả loại bỏ cao đối với một số chất gây ô nhiễm vô cơ (hơn 99% đối với asen, florua). Có thể giảm nồng độ ô nhiễm xuống dưới giới hạn quy định khi điều kiện nước phù hợp. Một số môi trường hấp phụ có thể được tái sinh tại chỗ khi cạn kiệt. |
Phải được thay thế hoặc tái sinh khi công suất cạn kiệt. Trong một số trường hợp, việc thải bỏ vật liệu này cần có giấy phép xử lý chất thải nguy hại đặc biệt. |
|
Trao đổi ion |
Bộ lọc trao đổi ion thay thế các ion gây độ cứng của nước, như canxi và magiê, bằng các ion natri khi nước chảy qua, giúp làm mềm nước. |
Loại bỏ trên 99% các chất gây ô nhiễm và một số vật liệu phóng xạ. Có thể được tái sinh để khôi phục lại trạng thái ban đầu khi bộ lọc hết hiệu suất. |
Không loại bỏ vật liệu hữu cơ, hạt hoặc vi khuẩn hiệu quả như các phương pháp lọc khác. Cho nên thường được sử dụng như một công đoạn lọc trong một thiết bị lọc nước. |
|
Công nghệ Ultraviolet |
Khử trùng nước bằng các tần số khác nhau của tia cực tím. |
Hiệu quả tốt trong việc loại bỏ vi khuẩn và vi rút. Thân thiện với môi trường. |
Chỉ loại bỏ vi khuẩn và vi rút nên phải sử dụng kết hợp với các loại bộ lọc khác để loại bỏ các chất gây ô nhiễm phổ biến như clo, chì và thuốc trừ sâu. |
Hiện nay trên thị trường có những dòng máy lọc nước vừa lọc sạch nước vừa tạo ion kiềm tươi. Sản phẩm đạt chuẩn ISO 13485:2016 về trang thiết bị y tế.
Trong bài viết có tựa đề “Máy lọc nước có thể làm được những gì?” đăng hồi tháng 5-2023, hầu hết các chuyên gia được tờ The New York Times phỏng vấn đều cho biết họ có sử dụng máy lọc nước tại nhà, dù không vị nào khuyến khích tất cả mọi người làm theo. Một số dùng máy lọc để giải quyết vấn đề về hương vị của nước, trong khi những người khác xem đó là biện pháp phòng ngừa. Tiến sĩ David Cwiertny, giáo sư kỹ thuật dân dụng và môi trường tại Đại học Iowa (Mỹ), cho biết: “Không phải ai cũng cần chúng, nhưng tôi nghĩ có nhiều lý do tại sao mọi người có thể cần. Điều tôi muốn khuyến khích là mọi người đưa ra quyết định sáng suốt và biết mục đích mua máy để làm gì”.
Thị trường máy lọc nước ‘trăm hoa đua nở’
