Các phương pháp xử lý nước uống

3.2. Phương pháp hóa học

Các hóa chất được sử dụng để khử trùng nước bao gồm bạc, iot, ozon, clo và các hợp chất khử trùng chứa clo (như cloramin hoặc clorine dioxide – ClO2). Trong hầu hết các nhà máy nước ở Việt Nam, người ta khử trùng bằng clo hoặc các hợp chất của clo do hiệu quả tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh cao.

Các hóa chất khử trùng trên được áp dụng tại các nhà máy nước để khử trùng nước trước khi phân phối đến các hộ gia đình, hoặc cũng có thể được các hộ gia đình sử dụng để khử trùng tại nhà.

a. Chlo

Một trong những hóa chất phổ biến được dùng trong công nghệ xử lý nước từ đầu thế kỷ này là Chlorine vì hóa chất này có khả năng diệt tất cả vi khuẩn trong nước, mặc dù những hóa chất khác tồn tại trong nước như Phénol phản ứng với Chlor có thể tạo ra mùi và vị nước khó uống. Chỉ với một lượng Chlorine 0,16 mg/l (ở độ pH=7) hay 0,45 mg/l (pH=9) là người ta cảm thấy nước có mùi khó chịu.

Ngoài ra, các chất Ammoniac trong nước sẽ phản ứng với Chlorine tạo ra các loại Chloramine (Mono, Di và Trichlororamine) hay Phénol cũng làm cho nước bị nhiễm mùi. Tuy thế, ở các trạm xử lý nước công nghiệp, người ta vẫn sử dụng Chlorine và điều chỉnh nồng độ của nó theo hàm lượng vi khuẩn và các tạp chất (hóa học) khác có trong nước vì xử lý nước theo phương pháp này giá thành nước máy vẫn rẽ nhất.

Vào những năm đầu thập niên 70, người ta phát hiện được nhiều chất dẫn xuất trong nước từ Chlorine và hàng loạt độc tố dẫn xuất từ Chlorine như Trihalomethane (THM). Trihalomethane là một hợp chất Carbon hữu cơ có công thức CHX3 mà X là một phân tử halogene (như Brom, Fluor hay Iod).

Có 4 loại THM chính trong nước uống: Chloroform (CHCl3), Bromo dichloromethane (CHBrCl2), Dibromochloro methane (CHBr2Cl) và Bromoform (CHBr3). Những hợp chất THM hay chất dẫn xuất từ Chlorine chỉ có thể tìm thấy trong nước uống khi nước được diệt trùng bằng Chlorine mà thôi. Tùy theo nồng độ Chlorine, nhiệt độ của nước và pH mà THM sẽ phát sinh nhiều hay ít do các tạp chất hữu cơ phản ứng với Chlorine khi hàm lượng Chlorine quá liều.

Ngoài yếu tố nồng độ Chlorine, THM lại tăng theo nhiệt độ và độ pH của nước, phát sinh ra nhiều độc tố khác (nếu nguồn nước đã bị nhiễm bẩn hóa chất hay thuốc trừ sâu…). Đáng lo ngại nhất là Chloroform vì chỉ với 44gr Chloroform có thể giết chết được một người nặng 70kg và vì lượng Chloroform trong nước sẽ gây ra bệnh ung thư nếu nước uống này được sử dụng trong thời gian dài. WHO cho biết, nếu nước có phát sinh Chloroform thì những biến chứng về ung thư sẽ xảy ra.

b. Flo, Iod

Khi sử dụng các hóa chất này, yêu cầu phải có những biện pháp ngăn ngừa và kiểm tra nồng độ chặt chẽ. Theo tiêu chuẩn phổ biến, hàm lượng Flo chỉ được cho phép 0,6mg/l – 1mg/l, nhưng nếu dùng lâu ngày sẽ bị hư lớp men (enamel) trên răng.

Hiện nay vẫn có những ý kiến phản đối việc sử dụng Flo cho trẻ em vì các nguyên nhân, như: hóa chất vô cơ cực độc, khó có thể kiểm tra được hàm lượng Flo trong nước nếu sử dụng một cách thường xuyên, khó theo dõi và kiểm tra cơ thể đã hấp thụ bao nhiêu, Flo còn có khả năng tiêu diệt cả những vi khuẩn cần thiết cho bộ máy tiêu hóa.

Về mặt lý thuyết, Flo, Iod, Chlo là những chất sát trùng rất hiệu quả nhưng trên thực tế, rất hiếm thấy những máy lọc nước sử dụng Iod cho gia đình tại nhiều nước trên thế giới (Pháp, Mỹ, Nhật, Thụy Sĩ).

Cobalt60, Iodine131 là những chất bức xạ b có nhiều nguy hại đến sức khỏe (a significant health risk). WHO định mức nồng độ b chỉ được dùng 1,0 Bq/lít (1 pci tương đương với 3,7 x 1010 Bq) và việc theo dõi này vô cùng phức tạp, phải có trang thiết bị chuyên dùng đo nồng độ bức xạ do cơ quan nguyên tử lực quản lý.

Tiêu chuẩn về độ phóng xạ a, b của Bộ Y tế Việt Nam đều giống với tiêu chuẩn nêu trên của WHO, trong khi đó Tiêu chuẩn Việt Nam của Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng là 3 pci/lít. WHO cho biết sử dụng Iodine là một biện pháp tiệt trùng tạm thời trong một thời gian rất ngắn, không nên dùng vào việc xử lý nước uống thường xuyên.

c. Ozon

Ozone (O3) cũng là một loại khí có khả năng diệt trùng hiệu quả nhờ tính oxít hóa mạnh mẽ của nó. Ozone hủy diệt tất cả các loại vi khuẩn trong nước (chỉ cần 1ppm (1 phần triệu) trong 10 phút là có thể sát khuẩn), nhưng Ozone lại gây ra mùi rất hăng, khó uống cho nên thường được dùng kèm theo bộ lọc than hoạt tính để khử bớt mùi này trong những trang thiết bị lọc nước hiện đại, nhưng việc kiểm soát nồng độ tương đối phức tạp và khá đắt tiền.

Hiện nay, phương pháp tiệt trùng bằng Ozone được áp dụng tại những trạm xử lý nước trung tâm ở những nước giàu có, nơi đó có điều kiện điều chỉnh và kiểm tra tự động như Nhật Bản và Thụy Sĩ. Đây là một phương pháp khá kinh tế và thuận lợi trong công nghệ xử lý nước công nghiệp, đặc biệt có hiệu quả đối với các nhà máy dùng nước làm nguyên liệu như trong lĩnh vực y dược, nước uống có pha các loại Vitamin và lĩnh vực mỹ phẩm.

d. Ion bạc

Với phương pháp khử trùng bằng ion bạc, các ion bạc được bổ sung vào nước với tỷ lệ từ 0.005-0.1 mg/l. Các ion bạc có khả năng diệt khuẩn (olidodynamic). Tuy nhiên, hiệu quả diệt khuẩn cụ thể là không xác định được và sự bảo vệ khỏi vi khuẩn trong thời gian dài cũng không được đảm bảo. Thời gian xử lý kéo dài khoản vài giờ. Hiện nay, quy trình này chủ yếu được ứng dụng trong khử trùng nước uống trên tàu hoặc cho việc cung cấp nước cho những vùng gặp thiên tai.