Phải làm gì khi nước uống bị nhiễm khuẩn

Nước bị nhiễm khuẩn dẫn đến việc lan truyền các dịch bệnh qua nước uống đã trở thành mối quan tâm hàng đầu của các quốc gia. Các bệnh truyền nhiễm của con người như thương hàn, kiết lỵ, dịch tả, viêm gan và tiêu chảy do nguyên sinh động vật có quan hệ với nước uống ô nhiễm bởi chất thải của con người. Để hiểu rõ thêm vấn đề này chúng ta hãy lược qua bài Bacteria in Drinking Water (website của Ohio University).

• Nước máy nhiễm khuẩn
  
• Vi khuẩn tạo năng lượng và làm sạch nước thải
• Làm sạch nước bằng thuỷ tinh phế liệu

Hướng dẫn cách xử lý nước bị nhiễm khuẩn

Vi khuẩn trong nước có ảnh hưởng đến gia súc không?

Vi khuẩn trong nước uống có ảnh hưởng đến gia súc, các gia súc trưởng thành có sức đề kháng với các vi khuẩn cao hơn các gia súc còn nhỏ. Nước sử dụng để rửa chuồng và vệ sinh gia súc cũng phải có chất lượng cao để ngăn ngừa việc lây nhiễm và ô nhiễm các sản phẩm.

Bảng 1: Tiêu chuẩn nước cấp sử dụng cho gia súc

Bằng cách nào chúng ta phát hiện được nước bị nhiễm khuẩn?

Việc thử nghiệm để phát hiện các sinh vật gây bệnh rất tốn kém và đòi hỏi trình độ chuyên môn cao. Hơn nữa, dù nguồn nước đã bị ô nhiễm, trong các ngày lấy mẫu, có thể chúng ta sẽ không phát hiện được các vi sinh vật gây bệnh.

Do đó, để dễ dàng và ít tốn kém hơn, người ta thường lấy mẫu để thử nghiệm chỉ tiêu chỉ thị cho việc ô nhiễm gây ra bởi chất thải của con người và gia súc, đó là coliform. Đa số các coliform không gây bệnh và một số coliform sống trong môi trường tự nhiên, nhưng đa số sống trong đường tiêu hóa của con người và động vật và chúng ta dễ dàng phát hiện được chúng trong chất thải.

Nếu chúng ta phát hiện nước cấp có coliform thì ta có thể kết luận nguồn nước đã bị ô nhiễm bởi chất thải của người hoặc gia súc. Để biết chắc chắn việc ô nhiễm này gây ra bởi chất thải của người hay gia súc, chúng ta phải tiến hành thêm các phép thử khác, đó là phép thử để phát hiện fecal coliform (fecal coliform chỉ hiện diện trong phân). Nếu phát hiện fecal coliform, ta tiến hành thêm phép thử thứ ba đó là phép thử để pháp hiện fecal streptococci để xác định xem đó là chất thải của người hay chất thải của gia súc. Nếu tỉ lệ fecal coliform/fecal streptococci gần bằng 4 thì nguồn nước bị ô nhiễm bởi chất thải của người, nếu tỉ lệ này nhỏ hơn 1 thì nguồn nước bị ô nhiễm bởi chất thải của gia súc.

Bảng 2: Tỉ lệ fecal coliform/fecal streptococci đặc trưng cho con người và một số gia súc

Cách thu mẫu nước để phân tích vi khuẩn

Mở vòi nước cho chảy khoảng 5 phút. Sau đó mở nắp chai (không sờ vào bên trong nắp), cho nước chảy vào chai. Lưu ý chai đựng mẫu phải được khử trùng trước. Ướp lạnh mẫu trong thùng đá và chuyển về phòng thí nghiệm trong vòng 6 tiếng.

Bạn phải làm gì khi nguồn nước của bạn bị ô nhiễm?

Việc đầu tiên là đừng nên hoảng hốt, việc các nguồn nước bị ô nhiễm bởi các vi khuẩn là một hiện tượng rất phổ biến. Các nghiên cứu ở bang Ohio cho thấy 40% các nguồn nước của tư nhân (giếng khoan) bị ô nhiễm. Nguồn nước cấp cũng bị ô nhiễm ở tần số 70% số lần lấy mẫu.

Việc nhiễm khuẩn các giếng nước có thể phòng ngừa được bằng các tráng nền cement bao xung quanh giếng nước có độ dốc hướng ra bên ngoài.

Phải giữ cho hệ thống ống dẫn sạch, mọi sửa chữa hệ thống bơm hay đường ống đều có thể dẫn đến nguy cơ nhiễm khuẩn. Do đó, sau khi sửa chữa hoặc khi phát hiện nguồn nước bị nhiễm khuẩn chúng ta cần phải làm sạch đường ống và khử trùng hệ thống bằng chlorine, quá trình này gọi là "shock chlorination" (SC). Hàm lượng chlorine sử dụng để khử trùng từ 50 - 200 mg/L cao hơn từ 100 - 400 lần so với hàm lượng chlorine bình thường để xử lý nước cấp. Hàm lượng chlorine cao như thế này được duy trì trong toàn bộ hệ thống cấp nước (giếng, ống dẫn) trong vòng 12 - 24 giờ. Sau đó toàn bộ lượng chlorine trong hệ thống được thải ra ngoài và hệ thống lúc này đã sẵn sàng để sử dụng trở lại.

Quá trình SC nếu được tiến hành định kỳ cũng giúp chúng ta loại trừ được vi khuẩn sắt (iron bacteria), loại vi khuẩn tạo các màng nhờn màu nâu đỏ trong đường ống, không gây bệnh cho người nhưng có khả năng làm giảm áp lực hoặc nghẽn đường ống.

Cách thức tiến hành qui trình SC

• Đổ một lượng vừa đủ nước Javel hoặc chlorine bột (đã pha loãng với một ít nước) vào giếng.
• Dùng nước rửa sạch phần bên trong phía trên của giếng.
• Mở các vòi nước cho chảy tự do tới khi phát hiện được mùi nồng của chlorine. Nếu không phát hiện được mùi chlor, cho thêm chlorine vào giếng.
• Tắt các vòi nước không sử dụng hệ thống trong vòng 12 - 24 giờ.

Lưu ý: Tất cả các hệ thống xử lý nước cấp như xử lý sắt, xử lý nước cứng và lọc cát cũng nên được tiến hành SC. Tuy nhiên, trước khi tiến hành quá trình SC nên coi lại các thiết bị này có bị hư hỏng do sử dụng liều lượng chlor cao hay không? Không nên sử dụng qui trình SC đối với các bể lọc sử dụng than hoạt tính vì than hoạt tính sẽ mất tác dụng do hấp phụ chlorine đến mức bão hòa.

Cẩn thận:

• Khi tiếp xúc với chlorine phải trang bị đồ bảo hộ như găng tay cao su, mặt nạ...
• Không pha chlorine với các chất tẩy rửa khác hoặc với ammonia vì nó có thể sinh ra các khí độc

Chú ý: 1 pint = 0,473 lít (Mỹ) hay 0,58 lít (Anh); 1 quart = 1,14 lít. Nếu hệ thống cấp nước của bạn không thể nào khử trùng hoàn toàn bằng quá trình SC, bạn phải áp dụng những biện pháp khử trùng như đun sôi, khử trùng bằng chlor, khử trùng bằng tia UV, khử trùng bằng iod.

Khử trùng bằng đun sôi

Đun sôi là một biện pháp cực kỳ hữu hiệu để khử trùng nước. Nước chỉ cần đun sôi mạnh trong vòng 1 phút là có thể diệt hoàn toàn các vi khuẩn, kể cả trứng Giardia. Trong quá trình đun sôi các kim loại có thể lắng xuống và đóng cặn ở đáy ấm. Súc rửa ấm bằng các dung dịch acide nhẹ như giấm hoặc nước chanh có thể làm sạch các cặn này.

Khử trùng bằng chlorine

Chlorine tiêu diệt được vi khuẩn (vi khuẩn gây bệnh và vi khuẩn sắt), tuy nhiên với hàm lượng chlorine khoảng 10mg/L dùng để khử trùng không thể diệt được trứng Giardia.

Chlorine đã được dùng để xử lý nước cấp ở Mỹ từ năm 1908. Hiệu quả của việc khử trùng bằng chlorine phụ thuộc vào nhu cầu chlorine của nước cần xử lý, nồng độ chlorine trong dung dịch chlor, thời gian tiếp xúc giữa các vi khuẩn và dung dịch chlor, và chất lượng nước. Các quan hệ này có thể tóm tắt như sau:

• Nồng độ chlorine tăng, thời gian cần thiết để chlorine tiếp xúc với vi khuẩn giảm.
• Quá trình xử lý nước bằng chlorine có hiệu suất cao hơn trong điều kiện nhiệt độ tăng.
• Quá trình xử lý nước bằng chlorine có hiệu suất giảm dần trong điều kiện pH tăng (môi trường kiềm).

 Khi chlorine được cho vào nước cần xử lý, một phần sẽ tác dụng với các hóa chất trong nước (như sắt, mangan, H2S và NH3) và nó sẽ không còn tác dụng để khử trùng nữa. Lượng chlorine này gọi là nhu cầu chlorine của nước.

Để đảm bảo là nước đã được khử trùng hoàn toàn, người ta thường cho chlorine nhiều hơn lượng chlorine tính toán. Điều này sẽ dẫn đến việc tạo nên một lượng chlorine thừa trong hệ thống xử lý và người ta phát hiện lượng chlorine thừa này bằng phương pháp đơn giản là cho hóa chất thích hợp vào sẽ phát hiện nước đổi màu.

Bảng 4: Lượng chlorine thừa trong trường hợp xử lý nước ở các nhiệt độ, độ pH và thời gian tiếp xúc khác nhau:

Để hoàn thành qui trình xử lý bằng chlorine, người ta thường bơm nước vào một bể chứa, tại đây chlorine được cho vào với một liều lượng thích hợp để bảo đảm hiệu quả xử lý. Nếu nước được tiêu thụ liên tục thì thời gian tiếp xúc với chlorine trong các bể chứa phụ thuộc vào lưu lượng bơm như sau:

Bảng 5: Thời gian tiếp xúc với chlorine theo lưu lượng bơm trong bể chứa 50 gallons

Bảng 6: Thời gian tiếp xúc trong đường ống đường kính 1,25 inch dài 1000 ft

Khử trùng bằng tia UV

Tia UV có khả năng tiêu diệt vi khuẩn, vi rút và vài loại ký sinh trùng. Tuy nhiên, nó không thể tiêu diệt được trứng Giardia. Phương pháp này đã được sử dụng hơn 75 năm nay để khử trùng nguồn nước cấp. Tuy nhiên, cho tới nay người ta chưa thiết kế những hệ thống để sử dụng cho gia đình. Hiện nay, bang Ohio (Hoa Kỳ) vẫn chưa cho phép sử dụng phương pháp này để xử lý nước cấp.

Theo biện pháp này, nước được cho qua một bể chứa có lắp đặt một đèn thạch anh - thủy ngân phát ra tia UV. Bức xạ UV tiêu diệt hoặc vô hiệu hóa các vi sinh vật gần như lập tức.

UV là một biện pháp rất hữu hiệu để khử trùng. Tuy nhiên, việc khử trùng chỉ xảy ra trong bể chứa. Do đó, khả năng nước bị nhiễm khuẩn lại sau khi ra khỏi bể chứa có thể xảy ra.

Muốn tiêu diệt được vi khuẩn, tia UV phải tiếp xúc với vi khuẩn đó, do đó nguồn sáng phải luôn luôn giữ "sạch". Các dung dịch sodium hydrosulfite (0,15%) và acid citric (0,15%) là dung dịch hữu hiệu để tẩy rửa các chất bám trên nguồn sáng (với thời gian tẩy rửa qua đêm). Các vi khuẩn chết có thể là vật chắn tia UV cho các vi khuẩn còn sống, do đó khả năng khử trùng bằng tia UV cũng có giới hạn. Giới hạn tối đa cho việc xử lý bằng tia UV là 1000 coliform tổng số/100mL và 100 fecal coliform/100 mL.

Để khử trùng bằng tia UV có hiệu quả, đôi khi chúng ta cần phải sử dụng hệ thống tiền xử lý để khử màu, độ đục và các hạt hữu cơ. Nước có chứa nhiều khoáng có thể đóng cặn trên đèn, do đó cần phải có hệ thống xử lý nước cứng để đề phòng trường hợp này.

Khử trùng bằng Iodine

Iodine diệt khuẩn và các vi sinh vật gây bệnh, tuy nhiên nó không có tác dụng diệt tảo. Iodine được dùng để khử trùng nước kể từ đầu những năm 1900. Iodine ở dạng tinh thể màu đen, khả năng hòa tan trong nước phụ thuộc vào nhiệt độ.

Phương pháp đơn giản nhất để xử lý nước là bơm dung dịch bão hoà Iodine vào hệ thống cấp nước. Iodine không diệt khuẩn ngay lập tức mà cần thời gian tiếp xúc khoảng 20 phút (tùy thuộc vào nồng độ). Một lượng thừa Iodine từ 0,5 - 10 mg/L phải được duy trì để bảo đảm hiệu quả xử lý, ở nồng độ này iodine không gây mùi và vị cho nước. Iodine duy trì được khả năng diệt khuẩn trong khoảng pH rộng (mất tác dụng từ pH 10 trở lên).

Các viên Iodine được sử dụng trong chiến tranh thế giới lần II để khử trùng nước sử dụng trong quân đội. Tới nay các tác dụng của iodine lên sức khoẻ của con người vẫn chưa xác định được. Người ta khuyến cáo là không nên sử dụng nước qua xử lý iodine trong thời gian lâu dài.

Có nhiều người cho rằng việc hệ thống cấp nước bị nhiễm khuẩn xảy ra thường xuyên và họ đã sử dụng nguồn nước này trong nhiều năm nhưng không có chuyện gì xảy ra, do đó lo lắng về nguồn nước bị nhiễm khuẩn là thái quá. Đó là vì các nguyên nhân sau:

• Người ta dùng chỉ tiêu tổng coliform để xác định xem nguồn nước có nhiễm khuẩn hay không. Chỉ tiêu này chỉ ra là nguồn nước không hợp vệ sinh và người sử dụng có thể bị mắc các bệnh liên quan tới nguồn nước, chớ không xác định là nguồn nước có chứa các vi khuẩn gây bệnh.
• Các triệu chứng do các bệnh có liên quan đến nguồn nước đôi khi bị nhầm lẫn với các triệu chứng của bệnh cúm, ngộ độc thức ăn.

Thuận lợi và bất lợi của các biện pháp xử lý