(Phần 1)
Chất lượng nước có thể được thử nghiệm thông qua các chỉ số: vật lý, hóa học và vi sinh vật.
Theo hướng dẫn của Tổ chức Y tế thế giới (WHO), nước được coi là an toàn khi nó không có hại cho sức khỏe con người qua một thời gian sử dụng, bao gồm một số đặc điểm như: không có nguồn bệnh, nồng độ chất độc thấp, sạch, không màu, không mùi, không vị.
Mặc dù trong nước có một số chất ảnh hưởng đến sức khỏe con người, ưu tiên hàng đầu đối với nước uống là không có các vi sinh vật gây bệnh (mầm bệnh).
Có 5 cách để tiếp cận nguồn nước uống an toàn:
- Bảo vệ nguồn nước
- Lắng đọng nước
- Lọc nước
- Khử trùng nước
- Trữ nước an toàn
Có một số phương pháp thử nghiệm chất lượng nước: quan sát, thử nghiệm bằng dụng cụ cầm tay, thử nghiệm tại phòng thử nghiệm di động, thử nghiệm tại phòng thử nghiệm thương mại, thử nghiệm tại phòng thử nghiệm được xây dựng theo mục đích dự án.
1. Kế hoạch thử nghiệm nước uống
Lập kế hoạch trước quá trình sẽ tiết kiệm thời gian, chi phí và giảm bớt các phát sinh bất ngờ trong quá trình thử nghiệm. Các bước chính bao gồm:
- Rà soát lại nhu cầu
- Phát triển mục tiêu
- Xác định các chỉ tiêu thử nghiệm
- Xác định các phương pháp thử nghiệm
- Lập kế hoạch lấy mẫu
- Xác định các mốc chỉ tiêu
- Xác định các hoạt động
- Phân định trách nhiệm
- Dự tính thời gian và chi phí
Thông thường các chỉ tiêu sau được ưu tiên thử nghiệm:
- E.coli và các vi khuẩn dạng coli
- Độ đục
- Arsen
- Flo
- Nitrat
- Clo tồn dư và pH
Thử nghiệm vệ sinh:
Thử nghiệm vệ sinh là một phương pháp đơn giản, rẻ và thực tế để cộng đồng quản lý chất lượng nước uống.
Thử nghiệm vệ sinh là thử nghiệm tại hiện trường của nguồn cấp nước để nhận biết các nguồn nhiễm bẩn thực tế và tiềm ẩn. Thử nghiệm vệ sinh nên dành cho các nguồn cấp nước mới trước khi đưa vào sử dụng làm nước uống và cần được thực hiện định kỳ khi đưa nguồn nước vào hoạt động.
Thử nghiệm vệ sinh thường tập trung vào các nguồn vi sinh gây bệnh, chủ yếu do chất thải của người và động vật
Thử nghiệm vệ sinh sử dụng các phương pháp được chuẩn hóa cho việc quan sát và phỏng vấn với thang điểm để định lượng rủi ro toàn diện.
Đôi khi thực hiện thử nghiệm chất lượng nước đồng thời thử nghiệm vệ sinh và được gọi là khảo sát vệ sinh. Kết quả của việc thử nghiệm kết hợp này rất hữu ích với việc xác định các nguyên nhân chính gây ô nhiễm và tiến hành các hành động cần thiết để cải thiện tình hình.
2. Lấy mẫu nước và kiểm soát chất lượng
Mục tiêu của việc lấy mẫu nước là thu thập mẫu trong điều kiện bình thường, hàng ngày để lấy được mẫu đại diện cho nguồn nước.
Lượng vi khuẩn trong mẫu nước giảm rất nhanh trong 24 giờ sau khi được thu thập. Mẫu nên được thu thập và bảo quản trên đá trong hộp/bình chứa nếu mẫu chưa được phân tích ngay. Các mẫu nên được phân tích cùng ngày và đặt trong tủ lạnh qua đêm nếu cần thiết. Không nên phân tích mẫu quá 24 giờ kể từ khi thu thập.
Luôn tồn tại dung sai đối với mọi kỹ thuật phân tích. Do đó, kết quả thử nghiệm chất lượng nước chỉ mang tính tương đối hoặc xấp xỉ của giá trị thực tế đã đo đạc được.
Cần có hệ thống quản lý và đảm bảo chất lượng cho việc thử nghiệm tại phòng thử nghiệm hoặc bằng các dụng cụ cầm tay để giảm thiểu sai số.
Kết quả thử nghiệm sẽ biến động nhất khi vi sinh vật tồn tại với nồng độ thấp.
3. Thử nghiệm các chỉ tiêu vật lý
Các chỉ số vật lý của nước uống chúng ta có thể thử nghiệm qua các giác quan: màu sắc, mùi vị, nhiệt độ và độ đục của nước.
Nói chung, chúng ta đánh giá nước uống có chất lượng vật lý tốt nếu nước trong, vị tốt, không mùi và mát.
Các chỉ tiêu vật lý không ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe. Tuy nhiên, việc xuất hiện các tạp chất thể hiện các rủi ro cao hơn về ô nhiễm vi sinh và hóa học có thể ảnh hưởng đến sức khỏe con người.
a) Chỉ tiêu màu sắc: đánh giá bằng việc quan sát thông thường đơn giản và cũng có thể so sánh với các tiêu chuẩn đã công bố. Màu sắc trong nước uống có thể khác nhau do sự tồn tại của:
- Các chất hữu cơ tự nhiên và thực vật như lá và vỏ cây.
- Kim loại như sắt, mangan và đồng.
- Các chất thải công nghiệp có màu sắc như các chất thải của ngành giấy, dệt nhuộm.
Màu sắc của nước bề mặt thường do các chất hữu cơ tự nhiên trong khi màu sắc của nước ngầm là do sự tồn tại của các kim loại.
b) Mùi vị
Có lẽ mùi,vị là đặc điểm quan trọng nhất theo quan điểm của người dùng. Một ví dụ thông dụng nhất là clo. Con người thường không thích mùi vị của nước có quá nhiều clo (trong trường hợp dự án nguồn cấp nước mới) và thường chọn uống nguồn nước khác, thậm chí có thể bị nhiễm bẩn.
c) Nhiệt độ
Nhiệt độ không phải là yếu tố quan trọng trong việc xem xét nước nhiễm bẩn. Nhiệt độ nước cao (20-300) cũng có thể làm tăng sự phát triển của các vi sinh và dẫn đến các vấn đề về mùi vị, màu sắc. Nhiệt độ tốt nhất là từ 4-100C.
d) Độ đục của nước
Nước đục do các chất rắn như cát, bùn, đất sét, các vật trôi nổi trong nước. Ánh sáng phản chiếu vào những vật này khiến cho nước nhìn rất bẩn. Nước đục sẽ không làm bạn ốm nhưng độ đục cao thường gắn liền với nồng độ vi sinh vật cao hơn (như vi khuẩn, virus, nguyên sinh) vì bản thân các vi sinh vật này gắn chặt với các phần tử nước. Do đó, chúng ta phải cẩn thận với nước đục vì nó luôn chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh nên khi uống sẽ tăng khả năng bị bệnh của chúng ta.
Có ba phương pháp để đo độ đục của nước: 1/ dự đoán đơn giản; 2/ định lượng bằng cách dùng ống đo độ đục hoặc 3/ dùng máy đo độ đục điện tử.
4.Thử nghiệm các chỉ tiêu hoá học
Nước có thể bao gồm nhiều loại hóa chất có lợi hoặc có hại cho sức khỏe của con người. Nguồn hóa chất trong nước có thể chia làm 5 nhóm:
- Nguồn tự nhiên
- Từ các hoạt động nông nghiệp
- Từ hoạt động công nghiệp và các giếng nước
- Từ việc xử lý nước
- Từ thuốc trừ sâu dùng trong nước để bảo vệ sức khỏe cộng đồng
Không giống như nhiễm độc vi sinh, các hóa chất trong nước uống chỉ gây lo ngại về sức khỏe sau nhiều năm phơi nhiễm. Nhiễm độc hóa chất thường không được chú ý cho đến khi phát bệnh sau một thời gian phơi nhiễm. Việc ảnh hưởng nặng hay nhẹ đến sức khỏe phụ thuộc vào chất độc, nồng độ cũng như thời gian nhiễm. Chỉ có số ít chất hóa học ảnh hưởng đến sức khỏe sau một thời gian ngắn phơi nhiễm như nitrat. Không thể thử nghiệm mẫu nước với mọi hóa chất ảnh hưởng đến sức khỏe. Hầu hết các hóa chất này hiếm khi xảy ra và rất nhiều chất độc do hoạt động gây ô nhiễm của con người tại một vùng nhỏ, chỉ ảnh hưởng đến số ít nguồn nước.
Ba loại hóa chất tiềm ẩn gây ra vấn đề nghiêm trọng về sức khỏe và diễn ra trên diện rộng là: arsen, flo-thường diễn ra tự nhiên và nitrat-thường dùng trong thuốc trừ sâu. Các chất này được tìm thấy ở nguồn nước ngầm, dù cũng có thể ô nhiễm nguồn nước bề mặt. Khi lập dự án cấp nước mới, đặc biệt với các nguồn nước ngầm, cần ưu tiên thử nghiệm ba chất độc này.
Điểm ưu tiên thứ hai khi thử nghiệm chất lượng nước là các chỉ tiêu hóa học dẫn đến nước không được dùng cho mục đích thẩm mỹ như hàm lượng kim loại (chủ yếu là sắt và mangan) và các chất rắn hoàn toàn hòa tan (độ mặn).
Khi nước không bị nhiễm clo, việc kiểm soát chất lượng nước uống theo nồng độ kiềm và clo dư (FRC) như chỉ số cho việc xử lý nước hiệu quả và phù hợp. Việc thử nghiệm các hóa chất phổ biến tại địa phương hiện tại là rất quan trọng như thủy ngân hoặc chì từ các khu ô nhiễm công nghiệp.
Hướng dẫn của WHO cho các chỉ tiêu hóa học
Các phương pháp thử nghiệm
Một số yếu tố quan trọng cần xem xét khi lựa chọn phương pháp thử nghiệm thích hợp cho các chỉ số hóa học bao gồm:
- Nguồn sẵn có
- Mức độ chính xác được yêu cầu
- Kỹ thuật của đội ngũ nhân viên
- Vị trí địa lý
- Mục tiêu kết quả
Các phương pháp thử nghiệm trong phòng thử nghiệm
a) Phương pháp đo màu
Hóa chất thử màu được thêm vào mẫu nước có phản ứng với chỉ số hóa học nhất định. Chất hóa học tạo thành hấp thụ ánh sánh ở bước sóng nhất định. Mẫu nước này sau đó được phân tích trong một máy đo màu hoặc máy đo ánh sáng và so sánh với các tiêu chuẩn đã công bố.
b) Phương pháp điện cực
Các điện cực hút ion có thể đo nồng độ các ion nhất định trong mẫu nước. Phương pháp này dùng để đo độ pH.
c) Phương pháp sắc ký
Có rất nhiều loại sắc ký như: sắc ký ion, sắc ký lỏng và sắc ký khí
d) Quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)
Dùng để phân tích sự tồn tại của kim loại. Mẫu được đun nóng trong lửa hoặc bằng điện trong một lò than, sau đó nồng độ được xác định bằng việc hấp thụ nguyên tử của ánh sáng tại bước sóng nhất định.
e) Phương pháp Quang phổ nguồn plasma (ICP) Dùng để phân tích sự tồn tại của kim loại. Mẫu được phân tách đến mức độ nguyên tử và kim loại được xác định hoặc qua phổ phát xạ nguyên tử hoặc khối phổ học.
Có nhiều bộ dụng cụ thử nghiệm cầm tay để đo chỉ số hóa học trong nước uống. Các dụng cụ này thường được sử dụng để thử nghiệm sự phù hợp cũng như kiểm soát chất lượng nước uống.
Mặc dù các dụng cụ cầm tay có ưu điểm là đơn giản và giá thành rẻ khi sử dụng trong môi trường không phải phòng thử nghiệm nhưng độ chính xác khi phân tích thường kém hơn các phương pháp dùng trong phòng thử nghiệm. Tuy nhiên, khi được sử dụng đúng, các dụng cụ này sẽ cung cấp các công cụ giá trị cho việc đánh giá nhanh nhiều chỉ tiêu hóa học khi mà các phòng thử nghiệm thương mại không có sẵn hoặc quá đắt.
Các phương pháp thử nghiệm cầm tay thông dụng nhất là giấy thử, so sánh màu sắc, thiết bị đo màu, quang kế và đo điện tử.
Việc thử nghiệm arsen trong nước uống, đặc biệt ở mức độ µg/L là rất khó khăn. Không có que thử hay các bộ dụng cụ so sánh màu sắc có sẵn. Việc thử nghiệm arsen chỉ có thể thực hiện trong phòng thử nghiệm.
THANH BÌNH dịch
Trích nguồn: Trung tâm Công nghệ Nước và
Vệ Sinh Affordable - Canada
Tạp chí Thử nghiệm Ngày nay số 13 tháng 11/2018