Embed Size (px)
Citation preview
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
Trần Văn An
NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT
SỬ DỤNG AN TOÀN NƢỚC MƢA CHO SINH HOẠT
TẠI MỘT SỐ HUYỆN NGOẠI THÀNH HÀ NỘI
LUÂN VĂN THAC SĨ
Hà Nội - 2016
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
Trần Văn An
NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT
SỬ DỤNG AN TOÀN NƢỚC MƢA CHO SINH HOẠT
TẠI MỘT SỐ HUYỆN NGOẠI THÀNH HÀ NỘI
Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trƣờng
Mã số: 60520320
LUÂN VĂN THAC SĨ
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. NGUYỄN THỊ HÀ
Hà Nội - 2016
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình nghiên cứu, tôi đã nhận đƣợc sự giúp đỡ, động viên của các
thầy cô giáo, bạn bè, gia đình. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Bộ
môn Công nghệ môi trƣờng, các thầy cô giáo và các cán bộ của Khoa Môi trƣờng,
Trƣờng Đại học Khoa học tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội đã giúp đỡ tôi hoàn
thành đƣợc đề tài nghiên cứu này.
Tôi xin trân trọng cảm ơn đến cô giáo hƣớng dẫn, PGS.TS Nguyễn Thị Hà
đã hƣớng dẫn, giúp đỡ nhiệt tình và có nhiều góp ý quý báu cho tôi trong quá trình
nghiên cứu.
Tôi xin cảm ơn Trung tâm Y tế dự phòng Hà Nội đã tạo điều kiện cho tôi
thực hiện các phân tích chất lƣợng nƣớc tại Trung tâm.
Tôi xin cảm ơn các đồng nghiệp trong Khoa Xét nghiệm – Trung tâm Y tế
dự phòng Hà Nội đã giúp đỡ tôi hoàn thành công trình nghiên cứu của mình.
Do thời gian nghiên cứu và trình độ chuyên môn còn hạn chế nên không thể
tránh khỏi những thiếu sót. Tôi mong nhận đƣợc các ý kiến đóng góp để đề tài
nghiên cứu đƣợc hoàn thiện hơn.
Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng năm 2016
Học viên
Trần Văn An
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..................................................................... 3
1.1. Hiện trạng chất lƣợng nƣớc sinh hoạt, ăn uống và ảnh hƣởng đến sức
khỏe con ngƣời .......................................................................................... 3
1.1.1. Hiện trạng các nguồn nƣớc sử dụng trong ăn uống, sinh hoạt ............ 3
1.1.2. Hiện trạng chất lƣợng nƣớc mƣa sử dụng trong ăn uống, sinh hoạt ..... 7
1.1.3. Ảnh hƣởng của chất lƣợng nƣớc ăn uống đến sức khỏe con ngƣời .. 13
1.2. Các phƣơng pháp thu, tích chứa và xử lý nƣớc mƣa trên thế giới và Việt
Nam .......................................................................................................... 19
1.2.1. Phƣơng pháp thu nƣớc mƣa .............................................................. 19
1.2.2. Phƣơng pháp lƣu chứa nƣớc mƣa ...................................................... 23
1.2.3. Phƣơng pháp xử lý làm sạch nƣớc mƣa ............................................ 29
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................ 34
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu ............................................................................... 34
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu .......................................................................... 34
2.2.1. Kế thừa, thu thập tài liệu, thông tin, số liệu ...................................... 34
2.2.2. Phƣơng pháp khảo sát thực tế, lấy mẫu nghiên cứu hiện trƣờng ...... 34
2.2.3. Các thông số phân tích chất lƣợng nƣớc mƣa ................................... 39
2.2.4. Mô hình bể lƣu chứa nƣớc mƣa bằng các loại vật liệu ..................... 40
2.2.5. Đánh giá, xử lý số liệu ....................................................................... 40
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 42
3.1. Thực trạng hệ thống thu và lƣu chứa nƣớc mƣa tại khu vực nghiên cứu 42
3.1.1. Thực trạng hệ thống thu nƣớc mƣa ................................................... 42
3.1.2. Thực trạng hệ thống lƣu chứa nƣớc mƣa .......................................... 42
3.2. Thực trạng chất lƣợng nƣớc mƣa tại khu vực nghiên cứu ....................... 47
3.2.1. Đánh giá cảm quan về chất lƣợng nƣớc mƣa .................................... 47
3.2.2. Thông số giá trị pH ............................................................................ 47
3.2.3. Chỉ số pecmanganat ........................................................................... 49
3.2.4. Các thông số hóa học khác (nitrit, nitrat, amoni, sắt tổng số, độ cứng
tổng số, clorua, asen) ......................................................................... 50
3.2.5. Thông số vi sinh vật (Tổng coliforms và E. Coli) ............................. 51
3.3. Đánh giá sơ bộ nguyên nhân chất lƣợng nƣớc mƣa không đạt tiêu chuẩn
................................................................................................................. 54
3.3.1. Nguyên nhân ảnh hƣởng đến giá trị pH ............................................ 54
3.3.2. Nguyên nhân ảnh hƣởng đến chỉ số pecmanganat ............................ 57
3.3.3. Nguyên nhân ảnh hƣởng đến thông số vi sinh vật ............................ 57
3.4. Đề xuất mô hình thu và lƣu chứa nƣớc mƣa an toàn ............................... 58
3.4.1. Khoảng thời gian thu nƣớc mƣa thích hợp trong năm ...................... 58
3.4.2. Thời điểm thu nƣớc trong các trận mƣa ............................................ 58
3.4.3. Hệ thống thu và lƣu chứa nƣớc mƣa ................................................. 59
3.4.4. Hệ thống xử lý nƣớc mƣa đảm bảo an toàn cho ăn uống .................. 63
3.4.5. Lƣu chứa nƣớc mƣa vào lòng đất để sử dụng lâu dài ....................... 64
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................... 69
Kết luận: ................................................................................................................ 69
Kiến nghị:.............................................................................................................. 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 71
PHỤ LỤC .................................................................................................................. 73
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1. Một số nguồn nƣớc trên trái đất .................................................................. 3
Bảng 2. Hiện trạng khai thác sử dụng nƣớc dƣới đất ở Đồng bằng Bắc bộ, Hà Nội
và toàn lãnh thổ Việt Nam ........................................................................... 4
Bảng 3. Kết quả phân tích nƣớc mƣa tại làng Lai Xá và Cự Khê sau khi lắp bộ lọc
năm 2011 .................................................................................................... 10
Bảng 4. Các nhóm và nguồn vi sinh vật gây bệnh có thể đƣợc tìm thấy trong hệ
thống thu và lƣu chứa nƣớc mƣa ............................................................... 12
Bảng 5. Số liệu chất lƣợng nƣớc mƣa tại vùng Tây Nam nƣớc Pháp .................... 13
Bảng 6. Một số đƣờng phơi nhiễm với yếu tố nguy cơ sinh vật trong nƣớc ......... 15
Bảng 7. Một số sinh vật gây bệnh lây qua đƣờng nƣớc ăn uống ............................ 16
Bảng 8. Hệ số thu nƣớc của các loại mái thu .......................................................... 20
Bảng 9. Các thông số của hệ thống thu gom nƣớc mƣa bổ sung vào tầng nƣớc
ngầm ........................................................................................................... 29
Bảng 10. Công nghệ lọc và các dạng vi sinh vật có thể bị loại bỏ ......................... 31
Bảng 11. Liều lƣợng tia UV cần thiết để bất hoạt Cryptosporidium, Giardia, Virus
.................................................................................................................... 31
Bảng 12. Thời gian cần thiết để chlorine có tác dụng đối với Cryptosporidium,
Giardia, Virus (nồng độ chlorine tự do = 1,0 mg/L; pH = 7,0, nhiệt độ
=200C) ........................................................................................................ 32
Bảng 13. Hiệu quả bất hoạt Giardia ở nồng độ 3-log (99,9%) đối với sự thay đổi
pH, nhiệt độ, nồng độ chlorine tự do ......................................................... 32
Bảng 14. Vị trí lấy mẫu nƣớc mƣa tại ba huyện Đan Phƣợng, Phúc Thọ và Ứng
Hòa ............................................................................................................. 34
Bảng 15. Các thông số khảo sát hệ thống thu gom và lƣu chứa nƣớc mƣa ............ 38
Bảng 16. Các thông số phân tích chất lƣợng nƣớc mƣa ......................................... 39
Bảng 17. Phân loại các biến số nghiên cứu và phƣơng pháp thu thập ................... 40
Bảng 18. Tỷ lệ thống kê các thông số của hệ thống thu và lƣu chứa nƣớc mƣa tại
Ứng Hòa, Đan Phƣợng và Phúc Thọ ......................................................... 45
Bảng 19. Thống kê số năm, thể tích bể của hệ thống thu và lƣu chứa nƣớc mƣa tại
Ứng Hòa, Đan Phƣợng và Phúc Thọ ......................................................... 46
Bảng 20. Tỷ lệ số thông số đạt tiêu chuẩn trong đợt khảo sát 1 ............................... 52
Bảng 21. Tỷ lệ số thông số đạt tiêu chuẩn trong đợt khảo sát 2 ............................... 53
Bảng 22. Kết quả phân tích chất lƣợng nƣớc mƣa lấy theo các thời gian khác nhau
tính từ đầu trận mƣa ................................................................................... 59
Bảng 23. Tỷ lệ số mẫu đạt trong mẫu nƣớc giếng của các hộ dân tự khai thác tại
huyện Ứng Hòa .......................................................................................... 65
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1. Tỷ lệ phân bố nước ở các lưu vực sông [3] ................................................... 6
Hình 2. Thiết bị loại bỏ nước mưa đầu trận ............................................................ 21
Hình 3. Kết cấu hố đào thu nước mưa [4] ................................................................ 28
Hình 4. Kết cấu hệ thống thu nước mưa bằng hố đào kết hợp ống đóng cho quy mô
hộ gia đình [4] ........................................................................................... 28
Hình 5. Đồ thị tỷ lệ % các loại mái thu nước mưa ................................................... 42
Hình 6. Đồ thị tỷ lệ % các loại vật liệu làm bể chứa nước mưa ............................... 43
Hình 7. Đồ thị tỷ lệ % vị trí đặt bể lưu chứa nước mưa ........................................... 43
Hình 8. Đồ thị tỷ lệ % cách lấy nước mưa từ bể ....................................................... 44
Hình 9. Đồ thị giá trị pH của mẫu nước mưa tại huyện Phúc Thọ ........................... 47
Hình 10. Đồ thị giá trị pH của mẫu nước mưa tại huyện Đan Phượng ................... 48
Hình 11. Đồ thị giá trị pH của mẫu nước mưa tại huyện Ứng Hòa ......................... 48
Hình 12. Đồ thị giá trị chỉ số pecmanganat của nước mưa tại huyện Phúc Thọ ..... 49
Hình 13. Đồ thị giá trị chỉ số pecmanganat của nước mưa tại huyện Đan Phượng 49
Hình 14. Đồ thị giá trị chỉ số pecmanganat của mẫu nước mưa tại huyện Ứng Hòa
.................................................................................................................... 50
Hình 15. Sự biến thiên giá trị pH theo thời gian chứa trong một số loại bể ............ 55
Hình 16. Mô hình bể nước mưa chát xi măng và ốp gạch men ................................ 56
Hình 17. Mẫu nước mưa lấy theo thời gian từ lúc bắt đầu mưa .............................. 59
Hình 18. Mô hình thu nước mưa có loại bỏ nước mưa đầu trận .............................. 61
Hình 19. Mô hình thu nước mưa kết hợp bỏ nước mưa đầu trận và lọc cát sỏi trước
khi vào bể lưu chứa .................................................................................... 61
Hình 20. Mô hình bể lọc nước mưa trước khi vào bể lưu chứa nước ....................... 62
Hình 21. Mô hình sử dụng nước mưa bổ sung nhân tạo cho nước ngầm qua hố thấm
.................................................................................................................... 66
Hình 22. Mô hình sử dụng nước mưa bổ sung nhân tạo cho nước ngầm qua giếng
đào.............................................................................................................. 66
Hình 23. Mô hình sử dụng nước mưa bổ sung nhân tạo cho nước ngầm qua giếng
khoan .......................................................................................................... 67
Hình 24. Màng chắn lá và màng trượt lá .................................................................. 89
Hình 25. Rổ thu mảnh tạp và thiết bị loại bỏ dòng nước mưa đầu ........................... 89
Hình 26. Mô hình thu trữ nước mưa hộ gia đình vùng ĐB sông Cửu Long [8] ....... 90
Hình 27. Mô hình thu trữ nước mưa tại làng Lai Xá và Cự Khê [17] ...................... 90
Hình 28. Bể chứa nước mưa ..................................................................................... 91
Hình 29. Bể lưu chứa nước được ốp gạch men giảm sự tiếp xúc của nước mưa với
xi măng tại vị trí mẫu P14 ......................................................................... 91
CHỮ VIẾT TẮT
BYT Bộ Y tế
DALY Năm sống hiệu chỉnh theo mức độ tàn tật (disability adjusted live
years)
ĐBSCL Đồng bằng sông Cửu Long
QCVN Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia
SOCs Hợp chất hữu cơ nhân tạo (synthetic organic chemical)
TCN Trƣớc công nguyên
TCVN Tiêu chuẩn kỹ thuật Quốc gia Việt Nam
TOC Tổng cacbon hữu cơ (total organic carbon)
UV Tia cực tím (ultraviolet)
VOCs Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (volatile organic chemical)
WHO Tổ chức Y tế thế giới (world health organization)
1
MỞ ĐẦU
Việc thu gom và sử dụng nƣớc mƣa không phải là mới. Rất lâu trƣớc khi hệ
thống cung cấp nƣớc và xử lý tập trung đƣợc xây dựng, loài ngƣời biết rằng việc
tiếp cận với nguồn nƣớc là một điều cần thiết cơ bản cho sự sống còn. Bằng chứng
khảo cổ học đã chứng minh các kỹ thuật thu nƣớc mƣa đã có ít nhất 4.000năm. Vết
tích của bể chứa nƣớc đã đƣợc tìm thấy ở Israel, đƣợc cho là từ 2.000 trƣớc công
nguyên (TCN) [16]. Thu nƣớc mƣa là một cách để làm lợi từ các dạng nƣớc trong
khí quyển theo mùa, nếu không thu lƣợng nƣớc này sẽ biến thành dòng chảy hoặc
bay hơi. Trong khi nƣớc mƣa có thể cung cấp cho nhiều mục đích sử dụng, thông
dụng nhất là tƣới trong nông nghiệp và sử dụng cho nhu cầu trong gia đình (cho cả
mục đích để uống và không uống).
Việt Nam có tài nguyên nƣớc khá phong phú gồm tài nguyên nƣớc mƣa, tài
nguyên nƣớc mặt, tài nguyên nƣớc ngầm,… nhƣng phân bố không đều về mặt
không gian và thời gian. Trong đó, tài nguyên nƣớc mƣa ở Việt Nam với lƣợng mƣa
tƣơng đối phong phú, lƣợng mƣa trung bình hàng năm đạt 1960 mm. So với lƣợng
mƣa trung bình cùng vĩ độ (100-20
0 Bắc) thì ở nƣớc ta có lƣợng mƣa khá dồi dào,
gấp 2,4 lần [10]. Bắc Bộ, mùa mƣa thƣờng kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11 hàng
năm; lƣợng mƣa trong mùa mƣa chiếm từ 70-90% tổng lƣợng mƣa hàng năm [10].
Mùa khô kéo dài 5-6 tháng, có khi tới 7-8 tháng, có nơi 2-3 tháng không có mƣa, là
nguyên nhân chính gây thiếu nƣớc, hạn hán nghiêm trọng. Tiêu biểu là đợt hạn hán
diễn ra ở khu vực Nam bộ và Tây nguyên vào cuối năm 2015.
Theo báo cáo của Trung tâm Y tế dự phòng Hà Nội năm 2015 tính đến hết
năm 2014 thành phố Hà Nội có 119 cơ sở cấp nƣớc tập trung, cung cấp nƣớc máy
cho 51% hộ gia đình sử dụng, 49% hộ gia đình còn lại sử dụng nguồn nƣớc tự khai
thác (chủ yếu ở khu vực ngoại thành). Trong 137 cơ sở cấp nƣớc tập trung có 45 cơ
sở cấp nƣớc có công suất từ 1.000 m3/ngày đêm trở lên với tổng công suất khoảng
914.000 m3/ngày đêm và 74 cơ sở cấp nƣớc có công suất dƣới 1.000 m
3/ngày đêm
với tổng công suất khoảng 28.000 m3/ngày đêm. Các cơ sở cấp nƣớc có công suất
trên 1.000 m3/ngày đêm cấp nƣớc chủ yếu cho khu vực các quận nội thành, các cơ
2
sở có công suất dƣới 1.000 m3/ngày đêm phân bố ở các huyện ngoại thành và cấp
nƣớc cho một số cụm dân cƣ nhƣ trung tâm huyện, một số làng nghề. Giám sát chất
lƣợng nƣớc 3 tháng cuối năm 2014 tại 92 cơ sở cấp nƣớc có công suất dƣới 1.000
m3/ngày đêm, tổng số mẫu nƣớc lấy từ 92 cơ sở là 64 mẫu thì chỉ có 12 mẫu đạt tiêu
chuẩn, 52 mẫu không đạt tiêu chuẩn (QCVN 01:2009/BYT). Trong đó các thông số
không đạt chủ yếu là: chỉ số pecmanganat, nitrit, sắt, amoni, asen, vi sinh vật. Trung
tâm Y tế dự phòng Hà Nội cũng đã xét nghiệm 46 mẫu nƣớc sinh hoạt ở 46 hộ dân tự
khai thác ở huyện Sóc Sơn theo QCVN 02:2009/BYT thì đã có tới 42 mẫu có thông
số sắt không đạt, 22 mẫu có thông số Coliforms và E.coli không đạt[13]. Vì vậy, việc
có một nguồn nƣớc hợp vệ sinh của ngƣời dân khu vực nông thôn ngoại thành Hà
Nội là một đòi hỏi chính đáng và cấp thiết. Do vậy, cần phải mở rộng và tăng cƣờng
các cơ sở cấp nƣớc tập trung để đáp ứng nhu cầu sử dụng của ngƣời dân. Tuy nhiên,
việc này cần phải thực hiện theo lộ trình, cần có thời gian và nguồn lực. Do đó, song
song với việc mở rộng phạm vi cấp nƣớc từ các nhà máy thì cũng cần một nguồn
nƣớc hợp vệ sinh khác mà ngƣời dân ngoại thành Hà Nội có thể tiếp cận đƣợc.
Nội dung nghiên cứu gồm:
- Điều tra, đánh giá thực trạng chất lƣợng nƣớc mƣa dùng cho sinh hoạt
tại ba huyện Đan Phƣợng, Phúc Thọ và Ứng Hòa.
- Đánh giá một số yếu tố liên quan đến chất lƣợng nƣớc mƣa dùng cho
sinh hoạt tại một số huyện ngoại thành Hà Nội.
- Đề xuất mô hình sử dụng an toàn nƣớc mƣa cho sinh hoạt tại một số
huyện ngoại thành Hà Nội.
Đề tài “Nghiên cứu hiện trạng và đề xuất sử dụng an toàn nước mưa cho
sinh hoạt tại một số huyện ngoại thành Hà Nội” đƣợc tiến hành với mục đích đánh
giá hiện trạng và mức độ an toàn của nƣớc mƣa sử dụng cho sinh hoạt tại ba huyện
Đan Phƣợng, Phúc Thọ và Ứng Hòa nhằm đề xuất giải pháp cải thiện.
3
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Hiện trạng chất lƣợng nƣớc sinh hoạt, ăn uống và ảnh hƣởng đến
sức khỏe con ngƣời
1.1.1. Hiện trạng các nguồn nƣớc sử dụng trong ăn uống, sinh hoạt
Bề mặt trái đất có diện tích khoảng 510 triệu km2, trong đó biển và đại dƣơng
chiếm khoảng 71% và lục địa chiểm khoảng 29%. Theo tính toán của các nhà địa
chất Mỹ, ƣớc tính tổng lƣợng nƣớc trên trái đất khoảng 1,4 tỷ km3. Trong tổng
lƣợng nƣớc này có khoảng 3% là nƣớc ngọt, phần còn lại 97% là nƣớc mặn trong
các đại dƣơng. Trong số tổng số 3% nƣớc ngọt trên trái đất có 69% trong số này là
băng vĩnh cửu ở hai cực của trái đất, khoảng 1% nƣớc trong các ao hồ, sông suối,
khoảng 30% là nƣớc ngầm[19].
Bảng 1. Một số nguồn nƣớc trên trái đất
Nguồn nƣớc Thể tích (km3)
Chiếm tỷ lệ %
của nƣớc ngọt
(%)
Chiếm tỷ lệ % của
tổng nguồn nƣớc
(%)
Nƣớc biển 1.338.000.000 - 96,5
Băng vĩnh cửu hai cực 24.064.000 68,7 1,74
Nƣớc ngầm: 23.400.000 - 1,69
Nước ngọt 10.530.000 30,1 0,76
Nước mặn 12.870.000 - 0,93
Hơi ẩm trong đất 16.500 0,05 0,001
Băng vĩnh cửu trong đất 300.000 0,86 0,022
Nƣớc hồ: 176.400 - 0,013
Nước ngọt 91.000 0,26 0,007
Nước mặn 85.400 - 0,006
Nƣớc trong khí quyển 12.900 0,04 0,001
Nƣớc trong đầm lầy 11.4700 0,03 0,0008
Nƣớc sông 2.120 0,006 0,0002
Nƣớc trong sinh quyển 1.120 0,003 0,001
Nguồn: [19]
4
Nƣớc ngầm
Tổng trữ lƣợng nƣớc ngầm tại Việt Nam có thể khai thác khoảng 172 triệu
m3/ngày, tại Hà Nội lƣợng nƣớc ngầm có thể khai thác khoảng 8,4 triệu m
3/ngày. So
với lƣợng nƣớc ngầm đang khai thác trên toàn quốc là khoảng 8,4 triệu m3/ngày và
tại Hà Nội là khoảng 1,8 triệu m3/ngày thì lƣợng nƣớc ngầm ở Việt Nam nói chung
và tại Hà Nội nói riêng vẫn còn rất phong phú, tỷ lệ lƣợng nƣớc khai thác trên tiềm
năm trên phạm vi toàn quốc là khoảng 4,85%, tại Hà Nội là 21,27% [6].
Bảng 2. Hiện trạng khai thác sử dụng nƣớc dƣới đất ở Đồng bằng Bắc bộ,
HàNội và toàn lãnh thổ Việt Nam
TT Khu vực
Lƣợng nƣớc
đang khai
thác, m3/ngày
Trữ lƣợng nƣớc
khai thác tiềm
năng, m3/ngày
% khai thác
so với tiềm
năng
1 Đồng bằng Bắc Bộ 2.264.898 17.191.102 13,17
2 Đồng bằng Nam Bộ 2.700.000 23.800.000 11
3 Hà Nội 1.779.398 8.362.000 21,27
4 Toàn lãnh thổ Việt Nam 8.364.513 172.599.897 4,85
Nguồn:[6]
Ở nƣớc ta, trong quá trình phát triển kinh tế đất nƣớc, tốc độ đô thị hóa
nhanh thì nhu cầu về nƣớc đang tăng nhanh chóng. Để giải quyết vấn đề này thì có
một giải pháp thƣờng đƣợc sử dụng là tăng lƣợng nƣớc ngầm khai thác. Tính trung
bình cả nƣớc có khoảng 50% lƣợng nƣớc cung cấp cho các khu đô thị là từ nguồn
nƣớc ngầm. Các thành phố nhƣ Lạng Sơn, Tuyên Quang, Bắc Ninh, Vĩnh Yên
100% lƣợng nƣớc khai thác sử dụng là từ nƣớc ngầm. Tại Hà Nộitính đến hết năm
2016, trong tổng số 139 cơ sở cấp nƣớc tập trung với công suất thiết kế
1.165.000m3/ngày đêm thì chỉ có nhà máy nƣớc Vinaconex đặt tại Kỳ Sơn, Hòa
Bình nhƣng cấp nƣớc cho Hà Nội có công xuất thiết kế 300.000m3/ngày đêm là sử
dụng nguồn nƣớc mặt, còn lại các nhà máy khác đều sử dụng nguồn nƣớc ngầm
(danh sách các nhà máy nƣớc tại Hà Nội xem phụ lục 7, 8).
5
Nƣớc ngầm là một nguồn nƣớc phong phú, dễ khai thác và chi phí thấp. Tuy
nhiên, việc khai thác không hợp lý sẽ gây ra những hậu quả không thể khắc phục
đƣợc nhƣ hạ thấp mực nƣớc ngầm, ô nhiễm nguồn nƣớc ngầm và sụt lún đất. Khai
thác nƣớc ngầm ở Hà Nội bắt đầu từ năm 1894 đến nay đã hình thành một phễu hạ
thấp mực nƣớc ngầm rộng lớn, ngày càng lan rộng và sâu hơn. Hiện tƣợng này
không phải hoàn toàn do cạn kiệt tài nguyên nƣớc hay nguồn tài nguyên nƣớc của
Hà Nội không đủ cung cấp. Hiện tƣợng hạ thấp mực nƣớc ngầm này là do việc quy
hoạch vị trí các giếng khai thác không hợp lý. Các giếng khoan khai thác phân bố
sâu trong nội thành thành phố, xa nguồn cung cấp nƣớc là các con sông, trong đó
nguồn cung cấp chính là sông Hồng. Tại khu vực Đồng bằng Nam Bộ, mực nƣớc
ngầm cũng có xu hƣớng đi xuống nhƣng mạnh mẽ hơn, diễn biến phức tạp hơn.
Cùng với sự hạ thấp mực nƣớc ngầm ở khu vực này là cơ chế thủy động lực thay
đổi, dẫn đến bức tranh thủy địa hóa cũng thay đổi [4].
Nƣớc mặt
Chiếm không tới 1% tổng lƣợng nƣớc ngọt trên trái đất nhƣng tài nguyên
nƣớc mặt trong các con sông, hồ đang đóng góp nhiều ý nghĩa trong sinh hoạt cũng
nhƣ phát triển kinh tế của con ngƣời. Đây là một tài nguyên tái tạo, dễ khai thác và
sử dụng. Nếu biết khai thác một cách hợp lý thì sẽ mang lại hiệu quả lớn và rất ít
gây tác động cho các hệ sinh thái trên hành tinh của chúng ta. Tuy lƣợng nƣớc này
không lớn so với nƣớc ngầm nhƣng nó có ý nghĩa rất quan trọng cho các hệ sinh
thái trên đất liền, nhất là hệ sinh thái nƣớc ngọt và đây cũng là nguồn nƣớc chính
cung cấp cho các hoạt động sống của con ngƣời.
Việt Nam có hơn 2.360 con sông có chiều dài từ 10km trở lên, trong đó có
109 sông chính. Toàn quốc có 16 lƣu vực sông có diện tích lƣu vực lớn hơn 2.500
km2, 10/16 lƣu vực có diện tích trên 10.000 km
2. Tổng diện tích lƣu vực sông trên
cả nƣớc là 1.167.000 km2, trong đó phần nằm ngoài diện tích lãnh thổ chiếm 72%.
60% lƣợng nƣớc của cả nƣớc tập trung ở lƣu vực sông Mê Công, 16% tập trung ở
lƣu vực sông Hồng- Thái Bình, khoảng 4% ở lƣu vực sông Đồng Nai, các lƣu vực
sông khác có tổng lƣợng nƣớc không đáng kể. Tổng lƣợng nƣớc mặt của nƣớc ta
6
phân bố không đều giữa các mùa một phần là do lƣợng mƣa phân bố không đều cả
về không gian và thời gian. Tổng lƣợng nƣớc mặt của các lƣu vực sông trên lãnh
thổ Việt Nam khoảng 830-840 tỷ m3/năm, nhƣng chỉ có 37% là nƣớc nội sinh, còn
lại 63% là nƣớc chảy từ các nƣớc láng giềng vào lãnh thổ Việt Nam [3].
Hình 1. Tỷ lệ phân bố nước ở các lưu vực sông [3]
Các hồ chứa tự nhiên và nhân tạo ở nƣớc ta có tổng dung tích chứa khoảng 37
tỷ m3 (chiếm khoảng 4,5%) tổng lƣợng nƣớc mặt trung bình năm. Trong đó, trên 45%
nằm trong lƣu vực sông Hồng – Thái Bình, 22% ở lƣu vực sông Đồng Nai và 5-7%
nằm ở lƣu vực sông Cả, Ba và Sê San [3]. Lƣợng nƣớc lƣu trữ trong các hồ này là
nguồn nƣớc quan trọng phục vụ sinh hoạt và sản xuất của chúng ta. Tại các hồ chứa
nƣớc đƣợc lƣu lại, lƣợng cặn lơ lửng trong nƣớc đƣợc lắng xuống đáy hồ làm chất
lƣợng nƣớc đƣợc cải thiện và chi phí xử lý nƣớc sẽ giảm so với xử lý nƣớc sông.
Nƣớc mƣa
Đây là nguồn nƣớc có lịch sử sử dụng lầu đời, phù hợp cho những vùng khô
hạn, nguồn nƣớc mặt và nƣớc ngầm khan hiếm hoặc có chất lƣợng thấp. Ở Việt Nam,
số hộ dân sử dụng nƣớc mƣa chiếm một tỷ lệ nhỏ. Theo kết quả điều tra vệ sinh môi
trƣờng nông thôn của Bộ Y tế năm 2007 cho thấy cơ cấu nguồn nƣớc ăn uống, sinh
hoạt chính ở các hộ gia đình vùng nông thôn hiện nay nhƣ sau: 33,1% giếng khoan,
7
31,2% giếng khơi, 1,8% nƣớc mƣa, 11,7% nƣớc máy, 7,5% nƣớc suối đầu nguồn,
11% nƣớc ao hồ, 3,7% nguồn nƣớc khác [1]. Số hộ có sử dụng nƣớc mƣa chiếm
1,8% cho thấy chúng ta đang sử dụng rất lãng phí nguồn tài nguyên nƣớc mƣa.
1.1.2. Hiện trạng chất lƣợng nƣớc mƣa sử dụng trong ăn uống, sinh hoạt
Nƣớc mƣa, tuyết tan là nguồn gốc cho các nguồn nƣớc sử dụng cho ăn uống
trên hành tinh của chúng ta. Nƣớc mƣa rơi trên bề mặt đất và đƣợc chảy vào các con
sông, con suối, tích tụ trong các hồ chứa tạo nên các hệ sinh thái nƣớc ngọt và từ
đây sẽ cung cấp cho các nhà máy xử lý nƣớc hoặc cung cấp cho ngƣời dân sử dụng
trực tiếp. Nƣớc mƣa ngấm vào đất và bổ sung cho các tầng chứa nƣớc dƣới đất, đây
là nguồn cung cấp nƣớc cho các giếng và dự trữ để sử dụng sau này.
Nƣớc từ các trận mƣa là một nguồn nƣớc dễ tiếp cận nhất và chúng có ở mọi
nơi. Sau khi bốc hơi và di chuyển trong khí quyển nƣớc có thể hòa tan các khí nhƣ
carbon dioxide, oxygen, nitrogen dioxide và sulfur dioxide từ khí quyển. Chúng
cũng có thể hấp thu các hạt cỡ nhỏ và các vi sinh vật khi nó di chuyển trong khí
quyển. Nếu không hấp thụ những thứ này, nƣớc mƣa sẽ là nƣớc tinh khiết 100%
trƣớc khi chúng tiếp xúc với mặt đất.
Nƣớc mƣa có thể hấp thụ hoặc hòa tan các thành phần từ hầu hết mọi thứ mà
nó tiếp xúc. Nƣớc mƣa thu đƣợc có thể chứa các thành phần nhƣ các mảnh tạp, các
thành phần hóa học khác do bị hòa tan hoặc hấp thụ vào nƣớc, các vi sinh vật từ
không khí hay trên bề mặt tiếp xúc.
Ô nhiễm do cặn rác và thành phần chất rắn không tan
Là các thành phần mà chúng ta có thể nhìn thấy đƣợc. Các thành phần chất
rắn không tan bao gồm lá, cành cây, bụi, phân của các động vật, côn trùng và các
mảnh tạp có thể nhìn thấy đƣợc khác. Mặc dù, các chất rắn không tan này chỉ làm
giảm chất lƣợng về mặt cảm quan nhƣng chúng cũng có thể chứa đựng những hóa
chất và các vi sinh vật gây hại cho sức khỏe. Ví dụ, lá và bụi chứa các thành phần hóa
chất nhƣ thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ. Hay trong phân chim và trong phân các động
vật khác chứa các vi sinh vật gây bệnh.
8
Khi lƣu trữ nƣớc mƣa lâu dài, các mảnh tạp này có thể bị phân hủy thành các
hợp chất hóa học đi vào trong nƣớc, làm nƣớc có màu, mùi, thành phần hòa học của
nƣớc bị thay đổi. Cách mảnh tạp hữu cơ cũng có thể là môi trƣờng và thức ăn cho
các vi sinh vật phát triển trong nƣớc mƣa đã thu đƣợc.
Ô nhiễm các thành phần hóa học
Các chất ô nhiễm trong nƣớc mƣa do hai nguồn chính là hấp thụ từ không
khí và nhiễm bẩn từ hệ thống thu nƣớc. Các chất ô nhiễm thƣờng gặp trong nƣớc
mƣa nhƣ các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs), các hợp chất hữu cơ nhân tạo
(SOCs), các kim loại nặng, các hợp chất hình thành do hòa tan của các khí trong khí
quyển, ... Các chất ô nhiễm từ hệ thống thu nƣớc mƣa có thể khắc phục đƣợc bằng
cách thiết kế hệ thống thu nƣớc mƣa hợp lý, thƣờng xuyên vệ sinh hệ thống thu
nƣớc hoặc loại bỏ phần nƣớc mƣa bị ô nhiễm.Hàm lƣợng các chất ô nhiễm từ không
khí thì rất khó phòng tránh. Tùy thuộc vào sự ô nhiễm không khí của từng khu vực,
sự di chuyển của các khối không khí mang mƣa, thời gian mƣa trong năm mà thành
phần các chất ô nhiễm trong nƣớc mƣa sẽ rất khác nhau.
Theo số liệu quan trắc của Viện Khí tƣợng Thủy văn Trung Ƣơng về chất
lƣợng nƣớc mƣa tại Hà Nội năm 2012 và 2013, chất lƣợng nƣớc mƣa biến đổi rất
lớn theo thời gian trong năm. Đây là số liệu chất lƣợng nƣớc mƣa thu tại lều khí
tƣợng, chất lƣợng nƣớc mƣa không bị ảnh hƣởng bởi hệ thống thu. Các chất ô
nhiễm trong nƣớc mƣa do ảnh hƣởng của khí quyển. Chất lƣợng nƣớc mƣa quan
trắc tại Hà Nội đƣợc thể hiện qua Phụ lục 1.
Nƣớc mƣa có tính axit nhẹ, giá trị pH trung bình trong nƣớc mƣa khu vực Hà
Nội năm 2012 là 6,3 và của năm 2013 là 6,2; giá trị pH thấp nhất năm 2012 đo đƣợc
là 4,9, năm 2013 là 4,61; giá trị pH cao nhất năm 2012 là 7,2, năm 2013 là 7,31.
Nƣớc mƣa có tính axit nhẹ do sự hòa tan của các khí trong khí quyển nhƣ SO2, NOx,
CO2. Do tính axit nhẹ của nƣớc mƣa, nên nƣớc mƣa có thể dễ dàng hòa tan một số
kim loại và một số muối của chúng trong các vật liệu làm bề mặt thu nƣớc và bể lƣu
trữ nƣớc mƣa.
9
Trong thành phần nƣớc mƣa ở Hà Nội, hàm lƣợng amoni cũng khá cao trong
những giai đoạn có lƣợng mƣa thấp khoảng từ tháng 1 đến tháng 4. Trong giai đoạn
mùa mƣa hàm lƣợng amoni có giá trị thấp hơn giới hạn cho phép của nƣớc ăn uống
theo QCVN 01:2009/BYT của Bộ Y tế.
Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs)
Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi gây nhiễm bẩn cho nƣớc khi nƣớc mƣa tiếp xúc
với vật liệu chứa đựng các hợp chất này. Các nguồn chứa đựng hợp chất này bao gồm
nhựa, keo, dung môi hoặc khí ga, dầu, mỡ. Hầu hết các vật liệu có khả năng gây
nhiễm bẩn VOCs đối với hệ thống thu gom nƣớc mƣa xuất hiện do sản xuất bởi các
nguyên liệu không đƣợc phép sử dụng cho mục đích ăn uống; các vật liệu này không
đƣợc sử dụng cho sản xuất sản phẩm chứa đựng nƣớc uống và có khả năng thôi
nhiễm các chất VOCs vào trong nƣớc. Mặc dù hầu hết các chất VOCs nhiễm bẩn này
là kết quả từ việc xây dựng không phù hợp. Các chất VOCs này cũng có thể xuất hiện
khi mƣa dơi qua vùng khí quyển có chứa các khí gas hoặc dung môi bay hơi.
Khoáng chất
Khoáng chất là các vật liệu vô cơ đƣợc tìm thấy trong môi trƣờng tự nhiên.
Hầu hết các khoáng chất này là muối vô cơ (nhƣ calcium carbonate, sodium
bicarbonate, magnesium sulfate, sodium chloride) ảnh hƣởng đến vị của nƣớc
nhƣng không gây hại cho sức khỏe, ngoại trừ asbestos là muối dạng sợi thƣờng
đƣợc sử dụng trong nhiều sản phẩm. Các khoáng, đặc biệt là muối calcium và
magnesium, là thành phần chính tạo nên thông số độ cứng của nƣớc. Thực tế, nƣớc
mƣa thu đƣợc không chứa khoáng và là nƣớc rất mềm.
Kim loại
Các kim loại thƣờng xuất hiện trong nƣớc mƣa nhƣ chì, asen, đồng, sắt và
mangan. Một số kim loại, đặc biệt là chì và asen, có thể gây hại cho sức khỏe trong
một thời gian dài nếu chúng xuất hiện với nồng độ đủ lớn. Các kim loại khác nhƣ sắt,
mangan có thể ảnh hƣởng tới màu và mùi của nƣớc nhƣng chúng không ảnh hƣởng
tới sức khỏe. Để các kim loại này hòa tan vào nƣớc mƣa sẽ cần thời gian. Do đó, các
10
dạng nhiễm bẩn này chỉ xuất hiện khi các vật liệu kim loại làm mái thu, làm ống, làm
bể chứa có thời gian tiếp xúc với nƣớc mƣa, có thể trong vài giờ hoặc lâu hơn.
Theo nghiên cứu của Y. H. Kim và nnktại Đại học Tự nhiên Seoul về hệ thống
thu là lƣu trữ nƣớc mƣa ở làng Cự Khê và làng Lai Xá tại Hà Nội từ năm 2009 đến
2012. Sau khi lắp đặt hệ thống loại bỏ nƣớc mƣa đầu trận và bộ lắng cặn, chất lƣợng
nƣớc mƣa thu đƣợc có các thông số về pH, độ đục, As, Fe, Ni, Pb, Zn, NO2, NO3 đều
đạt tiêu chuẩn so với QCVN 01:2009/BYT về chất lƣợng nƣớc ăn uống.
Bảng 3. Kết quả phân tích nƣớc mƣa tại làng Lai Xá và Cự Khê sau khi lắp
bộ lọc năm 2011
Thông số pH Độ đục As Fe Ni Pb Zn NO2-
NO3-
(NTU) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm)
Vị trí 3 6,5 0,57 0,001 0,029 0,003 0,001 0,070 0,01 0,74
Vị trí 4 7,37 0 0,002 0,024 0,003 0,001 0,013 0,01 1,29
Vị trí 5 8,06 0 0,001 0,021 0,002 0,001 0,006 0,01 2,32
Tiêu
chuẩn
6,5-
8,5 2 0,05 0,3 0,02 0,01 0,3 3 50
Nguồn:[17]
Ô nhiễm vi sinh vật
Nƣớc mƣa thƣờng là tinh khiết, vi sinh vật xuất hiện trong nƣớc mƣa thƣờng
do quá trình thu gom và lƣu trữ nƣớc mƣa. Có hai loại vi sinh vật trong nƣớc mƣa:
vi sinh vật gây bệnh và vi sinh vật không gây bệnh. Một số vi sinh vật không gây
bệnh có thể xuất hiện với số lƣợng lớn bao gồm một số loài trong nhóm động vật
nguyên sinh, tảo, vi khuẩn, virut. Mặc dù chúng không gây hại đến sức khỏe nhƣng
cũng làm giảm chất lƣợng nƣớc về mặt cảm quan và gây trở ngại cho việc quản lý
nƣớc mƣa đã thu và các thiết bị xử lý. Sự có mặt của vi sinh vật làm tăng chi phí
quản lý và vận hành hệ thống. Khi mật độ tảo lớn sẽ làm tắc màng lọc của thiết bị
xử lý nƣớc hoặc khi mật độ nấm và vi khuẩn lớn sẽ làm cho nƣớc có màu.
Các vi sinh vật gây bệnh thƣờng ít đƣợc tìm thấy trong nƣớc mƣa trƣớc khi
tiếp xúc với hệ thống thu. Tuy nhiên, vi sinh vật có thể xuất hiện trong nƣớc mƣa đã
11
thu khi các dụng cụ thu và chứa nƣớc mƣa bị nhiễm bẩn bởi phân chim và các động
vật khác. Vi sinh vật gây bệnh có trong nƣớc mƣa gây ảnh hƣởng lớn đến sức khỏe
hơn hầu hết sự nhiễm bẩn do các hợp chất hóa học khác [20]. Cụ thể nhƣ sau:
- Các vi sinh vật gây bệnh có thể gây ảnh hƣởng tới sức khỏe ngay sau khi
sử dụng nƣớc trong khi tác nhân hóa học có thể cần vài tháng hoặc vài năm mới gây
hại đến sức khỏe.
- Các vi sinh vật gây bệnh thƣờng không ảnh hƣởng tới màu, mùi, vị của
nƣớc. Một số tác nhân hóa học gây màu, mùi, vị cho nƣớc nên việc nhận biết dễ
dàng hơn.
- Mật độ các vi sinh vật gây bệnh có thể tăng rất nhanh, trong khi nồng độ
các tác nhân hóa học thƣờng duy trì khá ổn định. Do đó, sẽ dễ dàng khi kiểm tra
nồng độ các tác nhân hóa học và sẽ khó xác định đƣợc mật độ các tác nhân vi sinh
vật gây bệnh.
- Một bệnh do vi sinh vật gây nên có thể truyền từ ngƣời này sang ngƣời
khác, trong khi ảnh hƣởng tới sức khỏe của tác nhân hóa học chỉ liên quan đến
ngƣời sử dụng trực tiếp.
- Các bệnh tật do nƣớc nhiễm vi sinh vật gây bệnh có thể sẽ rất nguy hiểm
đặc biệt cho các đối tƣợng nhạy cảm nhƣ ngƣời già, trẻ nhỏ.
Các vi sinh vật gây bệnh nhiễm bẩn vào nƣớc mƣa bao gồm các dạng: động
vật ký sinh, vi khuẩn, vi rút. Mức độ cần thiết để gây bệnh và độc tính là rất rộng
phụ thuộc vào loại vi sinh vật gây bệnh và hệ thống miễn dịch của ngƣời tiếp xúc.
Thông thƣờng những ngƣời có sức đề kháng yếu thƣờng dễ mắc hơn.Một số vi sinh
vật gây bệnh có thể xuất hiện trong hệ thống thu và lƣu chứa nƣớc mƣa do việc thiết
kế và vận hành không hợp lý thể hiện trong bảng 4.
12
Bảng 4. Các nhóm và nguồn vi sinh vật gây bệnh có thể đƣợc tìm thấy trong hệ
thống thu và lƣu chứa nƣớc mƣa
Các nhóm vi sinh
vật gây bệnh Các loài vi sinh vật Nguồn lây nhiễm
Động vật ký sinh
Giardia lamblia Các động vật hoang dã nhƣ chó,
mèo, …
Cryptosporidium parvum Chó, mèo, chim, động vật găm
nhấm, các loài bò sát
Toxoplasma gondii Mèo, chim, động vật gặm nhấm
Vi khuẩn
Campylobacter spp. Chim, chuột
Salmonella spp. Mèo, chim, động vật gặm nhấm,
các loài bò sát
Leptospira spp. Động vật có vú
Escherichia coli Chim, động vật có vú
Vi rút Hantavirus spp. Động vật găm nhấm
Nguồn:[20]
Theo nghiên cứu “Đánh giálượng vi sinh vật của nước mưa thu từ mái nhà
và rủi ro đến sức khỏe” của W.Ahmed và nnk(2010) đã cho rằng: ô nhiễm vi sinh
vật trong nƣớc mƣa thu từ mái nhà ít hơn chúng ta thƣờng nghĩ. Kết quả nghiên cứu
cũng cho thấy lƣợng vi sinh vật trong nƣớc mƣa thu đƣợc chịu ảnh hƣợng mạnh của
các yếu tố: mùa, số ngày không mƣa trƣớc đó, hoạt động chăn thả động vật gần mái
thu, bể nƣớc, vị trí địa lý và các yếu tố khác. Có ít thông tin về sự hiện diện của các
vi sinh vật gây bệnh.
Theo nghiên cứu “Quan trắc chất lượng nước thu từ mái nhà: Giải thích
bằng cách sử dụng phân tích đa biến”của nhóm tác giả C. Vialle và nnk (2011) thực
hiện ở vùng Tây Nam nƣớc Pháp đã quan trắc hệ thống thu nƣớc mƣa hàng tuần
trong thời gian một năm. Nƣớc mƣa thu đƣợc có chất lƣợng tốt về mặt lý hóa nhƣng
về các thông số vi sinh vật vẫn không đáp ứng tiêu chuẩn về nƣớc uống. Chất lƣợng
nƣớc mƣa có sự biến đổi lớn về mặt không gian và thời gian. Trong những cơn bão,
chất lƣợng nƣớc mƣa thay đổi rất lớn đặc biệt là lƣợng nƣớc mƣa đầu tiên. Chất
lƣợng nƣớc mƣa trong những tháng mùa hè có lƣợng vi sinh vật cao. Chất lƣợng
nƣớc mƣa biến đổi lớn và cần lắp đặt thiết bị khử trùng trong hệ thống thu nƣớc
13
mƣa. E.coli và enterococci luôn hiện diện đồng thời trong mẫu thu. Những số liệu
này cho thấy dòng chảy từ mái nhà mang theo chất ô nhiễm do phân và lƣợng vi
sinh vật phân hủy trong quá trình lƣu trữ. Việc lắp đặt thiết bị loại bỏ dòng nƣớc
mƣa đầu tiên sẽ cải thiện chất lƣợng nƣớc mƣa thu đƣợc.
Bảng 5. Số liệu chất lƣợng nƣớc mƣa tại vùng Tây Nam nƣớc Pháp
Thông số Đơn vị Số
mẫu
Nhỏ
nhất
Lớn
nhất
Trung
bình
Trung
vị
Độ
lệch
chuẩn
Tiêu chuẩn
khuyến cáo
về nƣớc
uống của
Pháp
pH - 55 5,6 10,4 6,5 6,2 1,1 6,5 – 9,0
Nhiệt độ 0C 55 7,8 22,4 14,9 13,5 4,8 25
Độ dẫn µS.cm-1
55 13,5 235,0 56,2 38,2 45,5 180 – 1000
Màu mg Pt.L-1
55 <5 39 18 19 10 2
Độ đục NTU 53 0,50 6,1 2,4 2,0 1,4 15
TOC mg.L-1
55 0,50 5,1 2,3 2,2 1,0
Độ cứng mmol.L-1
55 <0,01 0,58 0,16 0,11 0,13
AT mmol.L-1
55 <0,20 0,9 0,10 <0,20 0,20
CAT mmol.L-1
55 <0,40 1,1 0,30 0,30 0,30
Cl-
mg.L-1
54 0,55 4,0 1,9 1,7 0,98 250
SO42-
mg.L-1
54 0,50 6,6 1,9 1,8 0,92 250
NO3-
mg.L-1
54 0,54 7,8 2,8 2,4 1,6 50
PO43-
mg.L-1
54 <0,10 0,54 0,17 0,19 0,14
Mg2+
mg.L-1
54 <0,10 0,71 0,27 0,24 0,15
Ca2+
mg.L-1
54 1,0 19 4,4 2,9 4,0
Na+
mg.L-1
54 0,30 2,9 1,1 0,93 0,59 200
K+
mg.L-1
54 0,15 4,9 1,2 0,78 1,1
NH4+
mg.L-1
54 <0,10 1,7 0,58 0,32 0,57 0,10
Coliforms
tổng số CFU/100ml 40 <10 >10000 656 40 2189
E. Coli CFU/100ml 53 <10 5500 148 2 757
Enterococci CFU/100ml 54 <10 >10000 322 45 1359
Tổng flora
ở 220C
CFU/100ml 52 10 632000 45486 9700 108954
Tổng flora
ở 360C
CFU/100ml 51 25 368000 26651 4500 67906
Ghi chú: nghiên cứu không nói đến giá trị nhỏ hơn giá trị nhỏ nhất và giá trị lớn hơn giá
trị lớn nhất là giới hạn của phương pháp phân tích hay là khoảng giá trị được chọn để tính toán
thống kê.
Nguồn:[21]
1.1.3. Ảnh hƣởng của chất lƣợng nƣớc ăn uống đến sức khỏe con ngƣời
Trong cơ thể con ngƣời, nƣớc chiếm khoảng 60-70% thể trọng. Chất lỏng
trong cơ thể nhƣ máu, tuyến dịch… là do nƣớc và một số chất khác tạo nên nhằm
14
giúp vận chuyển chất dinh dƣỡng đến các cơ quan của cơ thể. Nƣớc tham gia vào
việc hình thành các dịch tiêu hóa, giúp con ngƣời hấp thu chất dinh dƣỡng, cũng
nhƣ tạo thành các chất lỏng trong cơ thể, thúc đẩy quá trình trao đổi chất. Nƣớc là
chất quan trọng để các phản ứng hóa học và sự trao đổi chất diễn ra không ngừng
trong cơ thể, đồng thời là một dung môi hòa tan các chất dinh dƣỡng đƣợc đƣa vào
cơ thể. Nƣớc còn giúp cho các phế nang luôn ẩm ƣớt, có lợi cho việc hô hấp và là
chất bôi trơn của toàn bộ khớp xƣơng trong cơ thể.
Khi cơ thể mất khoảng 1-2% lƣợng nƣớc sẽ ảnh hƣởng tới sức khỏe và cảm
thấy khát, mất khoảng 5-8% lƣợng nƣớc trong cơ thể có thể gây hôn mê và mất từ
10-25% lƣợng nƣớc là có thể gây tử vong[9]. Khoảng 80% thành phần mô não đƣợc
cấu tạo bởi nƣớc, việc thƣờng xuyên thiếu nƣớc làm giảm sút tinh thần, khả năng
tập trung kém và đôi khi mất trí nhớ. Ngoài ra, nƣớc còn có nhiệm vụ thanh lọc và
giải phóng những độc tố xâm nhập vào cơ thể qua đƣờng tiêu hóa và hô hấp một
cách hiệu quả. Uống đủ nƣớc làm cho hệ thống bài tiết đƣợc hoạt động thƣờng
xuyên, bài thải những độc tố trong cơ thể, có thể ngăn ngừa sự tồn đọng lâu dài của
những chất gây ung thƣ. Uống nƣớc nhiều hằng ngày giúp làm loãng và gia tăng
lƣợng nƣớc tiểu bài tiết cũng nhƣ góp phần thúc đẩy sự lƣu thông toàn cơ thể, từ đó
ngăn ngừa hình thành của các loại sỏi: đƣờng tiết niệu, bàng quang, niệu quản…
Tùy vào cân nặng của cơ thể, giới tính, lứa tuổi, hoạt động thể lực, điều kiện thời
tiết… mà lƣợng nƣớc cần uống vào có thể nhiều hay ít.
Theo Tổ chức Y tế thế giới tính đến năm 2012, tỷ lệ dân số ở Việt Nam đƣợc
dùng nƣớc hợp vệ sinh là 75% và 25% còn lạivẫn sử dụng nguồn nƣớc không hợp
vệ sinh; tỷ lệ này ở thành thị là 93% và 7%; ở khu vực nông thôn là 67% và 33%
[24].Nƣớc ăn uống, sinh hoạt không đảm bảo chất lƣợng đã và đang ảnh hƣởng lớn
tới sức khỏe con ngƣời. Theo Tổ chức Y tế thế giới (2006), nguy cơ sức khỏe lớn
nhất liên quan tới vi sinh vật trong nƣớc là do ăn, uống nƣớc bị nhiễm phân ngƣời
và động vật. Các bệnh truyền nhiễm do vi khuẩn, vi rút, ký sinh trùng là rất phổ
biến và phần lớn là do phơi nhiễm với các mầm bệnh trong nƣớc ăn uống, sinh hoạt.
Gánh nặng bệnh tật cho cộng đồng phụ thuộc vào mức độ nặng nhẹ của bệnh, khả
15
năng lây nhiễm và quần thể phơi nhiễm. Nếu hệ thống cấp nƣớc sạch bị gián đoạn
hoặc không đảm bảo sẽ có nguy cơ xảy ra các vụ dịch do các bệnh tật liên quan tới
nƣớc. Phần lớn các bệnh này có thể dự phòng đƣợc thông qua hệ thống cấp nƣớc
sạch cho ngƣời dân, đảm bảo vệ sinh môi trƣờng và vệ sinh cá nhân. Tuy nhiên, các
bệnh liên quan đến nƣớc không chỉ là những bệnh do phơi nhiễm với mầm bệnh
trong nƣớc ăn uống mà còn có thể do hít phải hơi nƣớc chứa mầm bệnh hay do tiếp
xúc với mầm bệnh khi bơi lội dƣới nƣớc. Bảng 6 dƣới mô tả một số đƣờng truyền
bệnh do vi sinh vật liên quan tới nƣớc và các sinh vật gây bệnh điển hình.
Bảng 6. Một số đƣờng phơi nhiễm với yếu tố nguy cơ sinh vật trong nƣớc
Đƣờng nhiễm Hoạt động Vi sinh vật gây bệnh
Đƣờng ruột Ăn uống
Vi khuẩn: Campylobacter spp, E. coli, Salmonella
spp, Shigella spp, Vibria cholerae, Yersinia spp
Vi rút: Adenoviruses, Astroviruses, Enteroviruses,
Hepatitis A viruses, Hepatitis E viruses,
Noroviruses, Rotaviruses, Sapoviruses
Đơn bào, ký sinh trùng: Cryptosporidium parvum,
Dracunculus medinensis, Entamoeba histolytica,
Giardia intestinalis, Toxoplasma gondii
Hô hấp Hít thở
Legionella pneumophila, Mycobacteria (non-
tuberculous), Naegleria fowleri, nhiều loại vi rút
gây bệnh.
Da (đặc biệt nếu
bị xƣớc), màng
nhầy, vết thƣơng,
mắt
Tiếp xúc
(tắm rửa)
Acanthamoeba spp, Aeromonas spp, Burkholderia
pseudomallei, Mycobacteria (non-tuberculous),
Leptospira spp, Pseudomonas aeruginosa,
Schistosoma mansoni
Nguồn:[22]
Theo Báo cáo chung tổng quan ngành Y tế năm 2015 Việt Nam đã đạt Mục
tiêu Thiên niên kỷ liên quan đến bảo đảm nguồn nƣớc sạch và hố xí hợp vệ sinh, số
ngƣời đƣợc sử dụng nƣớc sạch là 95% và 75% ngƣời dân sử dụng hố xí hợp vệ
16
sinh. Gánh nặng bệnh tật liên quan đến sử dụng nƣớc sạch và hố xí hợp vệ sinh ở
Việt Nam chỉ chiếm 0,2% tổng tử vong và 0,4% DALY gây ra bởi các yếu tố nguy
cơ này[2].Tác động của nƣớc sạch và vệ sinh đến tỷ lệ tử vong này mới chỉ tính tới
các bệnh tiêu chảy và thƣơng hàn, chƣa tính tác động tới các bệnh khác nhƣ giun
sán, viêm gan A, đau mắt hột, bệnh do muỗi truyền.
Theo Tổ chức Y tế Thế giới (2006), mức độ ảnh hƣởng tới cộng đồng và khả
năng lây nhiễm của các loài vi sinh vật có mặt trong nƣớc ăn uống và sinh hoạt là
rất khác nhau. Khả năng tồn tại trong nƣớc cấp và khả năng kháng clo dƣ trong
nƣớc cũng tùy thuộc vào loài. Bảng 7 thể hiện mức độ ảnh hƣởng tới sức khỏe, khả
năng lây nhiễm và kháng clo dƣ của một số loài vi sinh vật trong nƣớc ăn uống.
Bảng 7. Một số sinh vật gây bệnh lây qua đƣờng nƣớc ăn uống
Sinh vật gây bệnh
Mức độ
ảnh hƣởng
tới sức
khỏe cộng
đồng
Khả
năng/thời
gian tồn tại
trong nƣớc
cấp *
Khả
năng
kháng
clo
Khả
năng
lây
nhiễm
**
Nguồn ô
nhiễm
từ động
vật
Vi rút
Adenoviruses Vừa Dài Vừa Cao Không
Enteroviruses Cao Dài Vừa Cao Không
Astroviruses Vừa Dài Vừa Cao Không
Hepatitis A vi rút Cao Dài Vừa Cao Không
Hepatitis E vi rút Cao Dài Vừa Cao Có thể
Noroviruses Cao Dài Vừa Cao Có thể
Sapoviruses Cao Dài Vừa Cao Có thể
Rotaviruses Cao Dài Vừa Cao Không
Vi khuẩn
Burkholderia
pseudomallei Cao
Có thể nhân
lên Thấp Thấp Không
Campylobacter
jejuni, C.coli Cao Vừa Thấp Vừa Có
Escherichia coli-
Pathogenic Cao Vừa Thấp Thấp Có
E.coli-
Enterohaemorrhagic Cao Vừa Thấp Cao Có
Egionella spp. Cao Có thể nhân
lên Thấp Vừa Không
Pseudomonas Vừa Có thể nhân Vừa Thấp Không
17
Sinh vật gây bệnh
Mức độ
ảnh hƣởng
tới sức
khỏe cộng
đồng
Khả
năng/thời
gian tồn tại
trong nƣớc
cấp *
Khả
năng
kháng
clo
Khả
năng
lây
nhiễm
**
Nguồn ô
nhiễm
từ động
vật
aeruginosa lên
Salmonella typhi Cao Vừa Thấp Thấp Không
Shigella spp. Cao Ngắn Thấp Cao Không
Vibrio cholera Cao Thƣờng là
ngắn Thấp Thấp Không
Yersinia
enterocolitica Vừa Dài Thấp Thấp Có
Đơn bào
Acanthamoeba spp. Cao Có thể nhân
lên Thấp Cao Không
Cryptosporidium
parvum Cao Dài Vừa Cao Có
Cyclospora
cyaetanensis Cao Dài Vừa Cao Không
Entamoeba
histolytica Cao Vừa Vừa Cao Không
Giardia intestinalis Cao Vừa Vừa Cao Có
Naegleria fowleri Cao Có thể nhân
lên Thấp Vừa Không
Toxoplasma gondii Cao Dài Vừa Cao có
Giun sán
Dracunculus
medinensis Cao Vừa Vừa Cao Không
Schistosoma spp. Cao Ngắn Vừa Cao Có
* = Thời gian sinh vật tồn tại trong nước (ở thể có khả năng lây nhiễm): Ngắn: ≤1 tuần; vừa: 1-4
tuần; dài ≥4 tuần.
** = Từ thí nghiệm trên tình nguyện viên, kết quả của nghiên cứu dịch tễ học cũng như nghiên cứu
trên động vật: tính lây nhiễm cao có nghĩa là liều lây nhiễm tối thiểu từ 1 đến 100 sinh vật; mức
vừa: 100-10.000 sinh vật; mức thấp: >10.000 sinh vật.
Nguồn:[22]
Bệnh lây lan qua đƣờng nƣớc ăn uống là những bệnh do ăn, uống phải nƣớc có
chứa các mầm bệnh, ví dụ: bệnh tả, bại liệt, viêm gan A, các bệnh tiêu chảy do rota vi
rút, Salmonella, Cryptosporidium, Giardia… Những bệnh này xảy ra trong cộng
18
đồng và có liên quan mật thiết với chất lƣợng nƣớc ăn uống và để lại gánh nặng bệnh
tật rất lớn. Khi thiếu nƣớc sạch và các công trình vệ sinh, những bệnh này lây lan rất
nhanh chóng. Vì các vi sinh vật gây bệnh tồn tại trong phân ngƣời và động vật nên
nếu phân không đƣợc quản lý tốt sẽ làm ô nhiễm các nguồn nƣớc mặt, nƣớc ngầm và
dẫn đến nguy cơ ô nhiễm nƣớc ăn uống, sinh hoạt cũng nhƣ ô nhiễm thực phẩm.
Một số bệnh lây lan qua nƣớc ăn uống nếu không điều trị kịp thời có thể dẫn
tới tử vong nhƣ bệnh tả, thƣơng hàn, viêm gan A và các bệnh tiêu chảy do Shigella
spp, E. coli 0157… Nhiều mầm bệnh khác thƣờng chỉ gây tiêu chảy và có thể tự
khỏi nhƣ bệnh tiêu chảy do Noro vi rút và Cryptosporidium. Tác động đến sức khỏe
của các mầm bệnh trong nƣớc ăn uống là không giống nhau giữa các cá thể trong
cộng đồng cũng nhƣ giữa các quần thể. Những ngƣời thƣờng xuyên phơi nhiễm với
các mầm bệnh có thể đƣợc miễn dịch và trong một vụ dịch có thể không mắc bệnh,
hoặc nếu mắc thì mức độ trầm trọng có thể thấp hơn so với những ngƣời chƣa từng
bị phơi nhiễm. Thông thƣờng, cũng giống nhƣ nhiều bệnh tật khác, bệnh lây lan qua
nƣớc ăn uống cũng thƣờng để lại tác động lớn tới những nhóm nhạy cảm, nhƣ: trẻ
em, ngƣời già, phụ nữ mang thai và những ngƣời bị suy giảm miễn dịch. Những
nhóm ngƣời này thƣờng có nguy cơ mắc bệnh cao hơn và khi mắc bệnh thì nguy cơ
bị tử vong cũng cao hơn so với những nhóm ít nguy cơ.
Ngoài các bệnh lây truyền qua ăn uống và tiếp xúc với nƣớc, còn một nhóm
bệnh liên quan đến côn trùng có một phần vòng đời sống trong nƣớc truyền. Phổ
biến nhất trong nhóm này là các bệnh do muỗi truyền nhƣ sốt xuất huyết Dengue,
sốt rét, viêm não Nhật Bản B, sốt vàng, giun chỉ… Số ca mắc các bệnh do muỗi
truyền đang ngày càng gia tăng do nhiều nguyên nhân khác nhau nhƣ khả năng
kháng thuốc của muỗi, gia tăng tốc độ đô thị hóa, gia tăng dân số và quản lý nguồn
nƣớc không đảm bảo, giao thông đi lại phát triển… Ở Việt Nam, nhóm bệnh do véc
tơ có một phần vòng đời sống trong nƣớc truyền ảnh hƣởng lớn đến sức khỏe của
cộng đồng. Hàng năm có hàng trăm nghìn ca mắc sốt xuất huyết Dengue, sốt rét và
viêm não Nhật Bản và để lại hậu quả nặng nề về sức khỏe, kinh tế và xã hội. Quản
lý hiệu quả các nguồn nƣớc góp phần kiểm soát véc tơ truyền bệnh.
19
Ngoài yếu tố vi sinh vật, các yếu tố hóa học trong nƣớc cũng ảnh hƣởng đến
sức khỏe con ngƣời. Các kim loại nặng, hóa chất bảo vệ thực vật có trong nƣớc ăn
uống là một trong những nguyên nhân gây ra các bệnh ƣng thƣ của con ngƣời. Ở
những vùng sản xuất nông nghiệp, việc lạm dụng phân bón hóa học cũng làm ảnh
hƣởng đến chất lƣợng nƣớc của khu vực đó và các khu vực lân cận.
1.2. Các phƣơng pháp thu, tích chứa và xử lý nƣớc mƣa trên thế giới
và Việt Nam
Trên thế giới việc thu nƣớc mƣa khá phổ biến ở những vùng thiếu nƣớc nhƣ
những vùng khô hạn, các vùng gần biển hay vùng có nguồn nƣớc bị ô nhiễm. Các
nghiên cứu cũng tập trung cho các vùng này nhƣ khu vực phía Tây của nƣớc Úc,
các Bang khô hạn ở phía Nam và các đảo của nƣớc Mỹ, ở các khu vực thiếu nƣớc
của Ấn Độ, các nƣớc Châu Phi. Các nghiên cứu đều chỉ ra các thành phần chính của
một hệ thống thu và tích chứa nƣớc mƣa gồm các thành phần chính: mái thu, ống
dẫn, bể lƣu chứa nƣớc, các thiết bị xử lý nƣớc.
1.2.1. Phƣơng pháp thu nƣớc mƣa
1.2.1.1. Vùng thu
Là một vùng đƣợc xác định là một mặt phẳng, đặc trƣng nhƣ một mái nhà,
khi mƣa rơi xuống sẽ đƣợc thu lại. Thu nƣớc mƣa với mục đích không sử dụng cho
ăn uống có thể sử dụng nhiều loại vật liệu làm mái. Trong trƣờng hợp nƣớc mƣa
đƣợc sử dụng cho mục đích ăn uống thì vật liệu làm mái tốt nhất là làm bằng kim
loại, đất sét, bê tông và các loại vật liệu không làm ô nhiễm nƣớc. Nƣớc đƣợc thu
cho mục đích ăn uống sẽ không đƣợc thu từ những vật liệu nhƣ kẽm, đồng hoặc có
thành phần asphaltic. Mái có tấm chì hay sơn mái có thành phần chì sẽ không đƣợc
sử dụng. Mái nhà là vùng thu đặc trƣng. Ngoài ra, nƣớc mƣa còn đƣợc thu từ các khu
vực khác nhƣ bãi đỗ xe, đƣờng đi,… Tuy nhiên, bởi lƣợng bẩn lớn hơn nên việc thu
nƣớc mƣa từ những vùng này sẽ không đƣợc sử dụng cho mục đích ăn uống [16].
Chất lƣợng của nƣớc mƣa thu đƣợc phụ thuộc vào cấu trúc vùng thu: chất
lƣợng tốt nhất từ vật liệu làm mái trơn nhẵn và không thấm nƣớc. Chất lƣợng nƣớc
mƣa cũng đƣợc quyết định bởi kiểu mƣa và tần suất mƣa. Phạm vi mƣa và cƣờng
20
độ mƣa đều lớn hơn trong các trận bão, thời gian giữa các lần mƣa ảnh hƣợng để độ
sạch của mái thu.
Lƣợng nƣớc thu đƣợc từ một vùng thu đƣợc tính theo công thức [16]:
(CA) x (R) x (E) x (7,48) = lƣợng nƣớc thu đƣợc (gallons)
Trong đó:CA: Diện tích vùng thu (ft2)
R: Lƣợng mƣa (feet)
E: Hiệu quả của bề mặt
7.48: Quy đổi từ ft3 ra gallons
Bảng 8. Hệ số thu nƣớc của các loại mái thu
E Vùng thu
0,9 Mái phẳng không thấm nƣớc của: kim loại, ngói, bê tông, tấm
phủ nhựa đƣờng.
0,8 Bề mặt đƣợc lát
0,6 Đất đã đƣợc xử lý
0,3 Đất tự nhiên
Nguồn:[16]
1.2.1.2. Vận chuyển nước mưa
Một hệ thống vận chuyển nƣớc mƣa thông thƣờng bao gồm một máng thu
nối với một ống dẫn hoặc xích mƣa. Máng thu và ống dẫn đƣa nƣớc mƣa trực tiếp
từ vùng thu vào bể. Xích mƣa là một đoạn xích dài nối từ máng thu và dẫn trực tiếp
nƣớc mƣa theo chiều dài, theo đó giảm sự bắn tóe. Xích mƣa có thể đƣợc sử dụng
trong việc thu nƣớc mƣa không đòi hỏi chất lƣợng cao.
Vật liệu làm máng thu và ống dẫn thƣờng từ nhựa PVC, vinyl, thép mạ, nhôm,
đồng và thép không rỉ. Máng thu có hình dạng khác nhau nhƣng thƣờng là hình nửa
tròn và nghiêng về phía máng xối 1/6 đến 1/4 inches trên 10foot chiều dài của máng.
Đối với các hệ thống thu nƣớc mƣa nhỏ có thể sử dụng vật liệu PVC. PVC chỉ đƣợc
dùng loại gốc không phải là vật liệu tái chế chứa đựng các chất bẩn có thể cuốn vào
bể nƣớc. Các vật liệu đồng, chì không đƣợc sử dụng cho nƣớc ăn uống [16].
21
Có hai hệ thống vận chuyển nƣớc, ƣớt và khô. Một hệ thống ƣớt bao gồm
ống dẫn dẫn nƣớc vào hệ thống lƣu chứa, ống dẫn đi theo tƣờng, xuống dƣới mặt
đất rồi đi vào bể. Trong hệ thống khô, ống dẫn dẫn nƣớc đi xuống bể, qua đó loại bỏ
sự ứ đọng nƣớc trong ống dẫn sau mỗi trận mƣa. Hệ thống vận chuyển khô sẽ giảm
khả năng là nơi đẻ trứng của muỗi.
Giữ máng thu sạch và không có mảnh tạp để duy trì tuổi thọ của máng, làm
sạch máng sau mỗi trận mƣa, để làm cho các mảnh tạp khác không vào máng. Máng
thu cần có tấm chắn, kích thƣớc đƣờng kính lỗ của tấm chắn khoảng 1inch có khung
bao quanh và đặt trên toàn bộ chiều dài của máng (hình 24).
Lắp màng chắn lá, trƣợt lá sẽ giúp giảm chất nhiễm bẩn vào hệ thống thu
nƣớc mƣa, loại bỏ vật liệu dễ cháy ở mái, loại bỏ nơi đẻ trứng của muỗi và nơi cƣ
trú của côn trùng.
1.2.1.3. Rửa mái
Rửa mái là công đoạn ban đầu giảm các mảnh tạp và chất ô nhiễm hòa tan có
thể đi vào hệ thống thu nƣớc mƣa. Hệ thống rửa mái có thể sử dụng là một hoặc một
tập hợp các hợp phần để lọc hoặc thu mảnh tạp và chất ô nhiễm hòa tan, bao gồm
màng ngăn lá ở máng thu, thiết bị loại bỏ nƣớc đầu trận mƣa. Sử dụng thiết bị loại bỏ
nƣớc mƣa đầu trận là quan trọng khi không sử dụng màng chắn ngăn lá, trƣợt lá ở
trận mƣa đầu mùa hoặc nƣớc đƣợc sử dụng cho tiêu thụ của con ngƣời (hình 2,25).
Hình 2. Thiết bị loại bỏ nước mưa đầu trận
22
Mái thu và các vùng thu khác phơi ra ngoài ánh sang nên luôn có sự phân
hủy lá, mảnh vụn, bùn và chất ô nhiễm trên bề mặt chúng. Tất cả nƣớc mƣa đi ra và
mang theo các chất phân hủy từ đây. Nhƣng trong suốt trận mƣa, nƣớc mƣa đầu tiên
mang theo nồng độ cao nhất các mảnh tạp và chất ô nhiễm. Thiết bị loại bỏ dòng
nƣớc mƣa đầu sẽ thu và loại bỏ lƣợng nƣớc nhiễm bẩn này trƣớc khi nó đi vào bể.
Có thể liệt kê một số tác dụng của thiết bị loại bỏ dòng nƣớc mƣa đầu tiên [16]:
- Giảm tần suất vệ sinh bể
- Giảm lƣợng vi khuẩn thƣờng bám trong các hạt rắn đi vào trong bể
- Giảm mức độ dinh dƣỡng trong bể và sẽ làm giảm hoặc loại bỏ ấu trùng
muỗi phát triển
- Giảm dòng vật chất hữu cơ vào bể, dẫn đến giảm điều kiện kị khí và mùi
trong bể
Hệ thống rửa mái cung cấp một ý nghĩa hoàn hảo cho những mục tiêu này. Hệ
thống rửa mái đơn giản là thiết bị loại bỏ dòng nƣớc mƣa đầu, nó bao gồm một ống
đứng, một thùng đựng nƣớc mƣa đầu trận và một ống nhận nƣớc từ máng thu có đấu
nối với đầu vào của bể. Trong ống thẳng đứng có một quả bóng phao nhƣ một van
khóa tự động, khi dòng nƣớc mƣa đầu trận làm đầy thùng chứa, quả bóng phao sẽ nổi
lên và khóa nƣớc không cho nƣớc chảy vào thùng, nƣớc sạch sẽ chảy vào bể. Sau mỗi
trận mƣa, nƣớc trong thùng sẽ đƣợc tháo ra để chuẩn bị cho trận mƣa sắp tới. Có các
dạng thiết bị loại bỏ dòng nƣớc đầu tiên khác đƣợc cải tiến để dễ dàng hơn cho việc
vận hành. Tùy theo điều kiện nhiễm bẩn của vùng thu nƣớc mƣa, thời điểm mƣa
trong mùa mƣa và khoảng cách giữa các trận mƣa mà thể tích của thùng chứa trong
thiết bị loại bỏ dòng nƣớc mƣa đầu trận sẽ khác nhau. Ở những mái bị nhiễm bẩn
nhiều, trận mƣa đầu mùa, khoảng thời gian giữa hai trận mƣa lớn thì thể tích thùng
chứa nƣớc trong thiết bị loại bỏ dòng nƣớc mƣa đầu trận sẽ lớn hơn.
Tùy thuộc vào độ dốc, nhám của mái, cƣờng độ mƣa, thời gian giữa hai trận
mƣa có thể thiết kế thể tích thiết bị loại bỏ nƣớc mƣa đầu trận ít nhất từ 1-2 gallons1
nƣớc cho mỗi 100 feet2 vuông diện tích mái [20].
11 gallon = 3,79 lít
23
1.2.2. Phƣơng pháp lƣu chứa nƣớc mƣa
a. Lưu chứa nước mưa trong các bể
Thiết kế thể tích của bể chứa nƣớc phụ thuộc vào lƣợng mƣa của khu vực,
diện tích của mái thu và nhu cầu sử dụng nƣớc của hộ gia đình. Các bƣớc tính toán
thể tích của bể thu nƣớc [20]:
Bước 1. Xác định nhu cầu sử dụng nước của gia đình.
Đầu tiên cần tính lƣợng nƣớc sử dụng trong gia đình trong một ngày. Nhu
cầu sử dụng nƣớc này phụ thuộc vào số lƣợng thành viên trong gia đình và mục
đích sử dụng nƣớc. Thông thƣờng mỗi ngƣời một ngày cần một lƣợng nƣớc khoảng
50 gallons.
Tuy nhiên, lƣợng nƣớc cần thiết cho mỗi gia đình là khác nhau. Đối với
những gia đình chỉ cần cho mục đích ăn uống sẽ cần ít hơn nhiều so với những gia
đình sử dụng cho cả các mục đích khác, giặt quần áo bằng máy sẽ khác so với giặt
bằng tay, tắm bằng vòi sẽ khác so với tắm bằng bồn. Nếu tính trung bình một ngƣời
một ngày sử dụng 50 gallons nƣớc, tính cho một gia đình 4 ngƣời thì một năm cần
một lƣợng nƣớc nhƣ sau:
4 ngƣời x 50 gallons = 200 gallons/ngày
200 gallons x 365 ngày = 73.000 gallons/năm
Bước 2. Tính toán lượng nước mưa có thể thu được
Hình dạng của mái và vật liệu làm mái có ảnh hƣởng tới hiệu quả của việc
thu nƣớc. Tuy nhiên, yếu tố ảnh hƣởng nhiều nhất là diện tích mái thu, mỗi inch3
cƣờng độ mƣa sẽ tạo ra xấp xỉ ½ gallon nƣớc cho mỗi ft2 mái thu. Để tính lƣợng
nƣớc thu đƣợc cần biết đƣợc lƣợng mƣa trung bình của năm. Ví dụ tính lƣợng nƣớc
thu đƣợc cho một khu vực có lƣợng mƣa trung bình năm là 40 inches, và diện tích
mái thu hiệu dụng là 2.500 ft2 :
40 inches (lƣợng mƣa của năm) x 0,5 gallons (cho 1 inch mƣa) = 20 gallons
(cho 1 ft2)
21 feet = 0,3 mét
31 inch = 25,4 mm
24
20 gallons x 2.500 ft2 = 50.000 gallons/năm
Trƣờng hợp lƣợng nƣớc thu đƣợc không đủ so với nhu cầu của gia đình, có
thể chon một trong hai cách. Cách một là tăng kích thƣớc hệ thống thu và lƣu chứa,
cách hai là tăng nguồn nƣớc thay thế.
Bước 3. Xác định kích thước bể lưu chứa cần thiết
Thể tích của bể lƣu chứa cần đƣợc thiết kế để đảm bảo đủ lƣợng nƣớc dùng
cho thời gian ít mƣa hoặc không mƣa. Trƣớc tiên cần xác định số ngày dài nhất
không mƣa trong một năm, từ đó xác định thể tích bể lƣu chứa cần thiết. Ví dụ xác
định thể tích bể lƣu chứa nƣớc mƣa cho gia đình 4 ngƣời, thời gian dài nhất không
mƣa trong năm là 50 ngày:
4 ngƣời x 50 gallons = 200 gallons/ngày
200 gallons x 50 ngày không mƣa = 10.000 gallons
Nếu hộ gia đình có nguồn nƣớc thay thế thì có thể sử dụng bể nƣớc mƣa có
thể tích nhỏ hơn.
Bể trữ nƣớc mƣa đƣợc chia làm 3 dạng: bể ngoài trời nổi trên mặt đất, bể
ngầm và bể trong nhà. Kích cỡ của bểtích trữ phụ thuộc vào lƣợng mƣa, nhu cầu
nƣớc, thời gian lƣu trữ nƣớc, diện tích bề mặt thu. Mỗi bể đƣợc chia làm 3 phần
riêng và đều không đƣợc thấm qua: nền bể, lớp xung quanh và mái. Bể chứa nƣớc
mƣa đƣợc làm từ các vật liệu: đá, thép, bê tông, nhựa, sợi thủy tinh đảm bảo độ bền
và không chứa các chất độc hại. Một nắp bể kín là cần thiết để ngăn cản bay hơi,
ngăn muỗi đẻ trứng, ngăn côn trùng, chim, thằn lằn, các loài gặm nhấm đi vào bể.
Bể chứa nƣớc phải ngăn ánh sáng đi vào để tránh sự phát triển của tảo. Bểlƣu chứa
nƣớc cần có khoang lắng để loại bỏ cặn bẩn trong bể. Bể có thể kết nối với một bộ
lọc cát để loại bỏ mảnh tạp, có một ống chảy tràn để bỏ nƣớc trong trƣờng hợp quá
tải. Đầu chảy tràn này có thể nối với một giếng để bổ sung cho nƣớc ngầm hoặc nối
với một ao hồ.
Nƣớc trong bể lƣu chứa sẽ đặc trƣng của 3 lớp thành phần. Lớp vùng trên
hiếu khí có thời gian phát triển ổn định, lớp giữa đang ổn định và lớp đáy là vùng kị
khí chứa hầu hết các chất rắn. Để lấy đƣợc lớp nƣớc có chất lƣợng tốt nhất, một
25
bơm phao đƣợc lắp đặt để lấy lớp nƣớc phía trên nhƣng tránh lớp màng trên bề mặt.
Một hệ thống tốt sẽ có hai đƣờng lấy nƣớc. Một bơm phao lấy nƣớc phía trên để
phục vụ ăn uống và một bơm lấy nƣớc ở vùng thấp trong bể phục vụ cho các mục
đích không ăn uống. Dòng chảy tràn nên lấy nƣớc ở vùng đáy nơi tập trung các cặn
bẩn, khi nƣớc chảy tràn ra ngoài sẽ kéo theo cặn bẩn trong bể [16].
Một bể mát và không có ánh sáng mặt trời chất lƣợng nƣớc sẽ tăng theo thời
gian. Khi quang hợp không thể thực hiện, hầu hết các vi sinh vật sẽ chết do nguồn hữu
cơ cạn kiệt. Sau mỗi trận mƣa, một nguồn cặn và chất hữu cơ mới sẽ đƣợc bổ sung.
Lƣợng cặn này nếu không đƣợc thƣờng xuyên loại bỏ sẽ làm nƣớc có màu và mùi.
b. Tích nước mưa trong các tầng chứa nước ngầm
Bổ sung nhân tạo nƣớc dƣới đất nhằm mục đích tăng lƣợng nƣớc dƣới đất
thông qua việc hạn chế sự vận động tự nhiên của nƣớc trên bề mặt trái đất bằng các
kỹ thuật xây dựng phù hợp. Mục đích của bổ sung nhân tạo là [4]:
- Để ổn định lƣợng nƣớc ngầm ở những khu vực mà tầng chứa nƣớc bị
khai thác quá mức làm cạn kiệt.
- Bảo tồn và lƣu chứa lƣợng nƣớc dƣ thừa trền bề mặt cho những nhu cầu
sau này.
- Cải thiện chất lƣợng nƣớc dƣới đất qua lọc.
- Nhằm loại bỏ những vi khuẩn và những chất độc, chất bẩn có trong nƣớc
cống và nƣớc thải để có thể tái sử dụng một cách phù hợp những loại
nƣớc này.
Bổ sung nƣớc nhân tạo có tác dụng cải tạo và ổn định chất lƣợng nƣớc. Khi
nƣớc trên bề mặt chảy qua một tầng chứa nƣớc sẽ xuất hiện sự thấm. Quá trình này
giúp loại bỏ một phần các chất lơ lửng, giảm số lƣợng vi sinh vật và một số thành
phần hóa học cũng sẽthay đổi. Các tầng chứa nƣớc hoạt động nhƣ những bộ lọc cát
chậm, khi khoảng cách và thời gian di chuyển đủ dài nƣớc sẽ sạch về mặt cặn lơ
lửng và vi sinh vật, có thể sử dụng nhƣ một nguồn nƣớc cho ăn uống. Khi thời gian
di chuyển trong đất đủ lâu sẽ làm ổn định chất lƣợng nƣớc về mặt hóa học.
26
Các phƣơng pháp bổ sung nƣớc nhân tạo bảo gồm: làm ngập, đập cát, bổ
sung bằng bồn thấm, bổ sung bằng hố đào kết hợp giếng khoan, bổ sung bằng lỗ
khoan ép nƣớc.
Phƣơng pháp làm ngập: có thể áp dụng trên diện phân bố tầng chứa nƣớc
không áp hoặc tầng chứa nƣớc có áp nằm nông, mái của các tầng chứa nƣớc đƣợc
cấu thành từ các thành phần thấm nƣớc tốt. Bề mặt địa hình có độ dốc thoải nhẹ từ 1
đến 3 %. Nƣớc mƣa rơi trên mặt đất hoặc dòng chảy trên mặt đƣợc chặn lại bằng
những đê đập đơn giản để chúng tràn trên một diện tích rộng, tạo điều kiện cho
nƣớc thấm xuống đất đƣợc lâu và nhiều hơn.
Phƣơng pháp đập cát (hồ cát): áp dụng ở các vùng núi và ven biển Việt Nam,
nhiều sông suối không có dòng chảy thƣờng xuyên, nƣớc chỉ chảy khi có mƣa và
khô hầu nhƣ quanh năm. Một lƣợng nƣớc nhỏ đọng lại sẽ bốc hơi nhanh chóng. Để
lƣu trữ lƣợng nƣớc ít trên dòng mặt có một giải pháp đã đƣợc nhiều nƣớc trên thế
giới sử dụng rất hiệu quả là xây dựng các đập cát. Đập cát đƣợc xây dựng bằng cách
chặn dòng nƣớc lại bằng đập đất, đá, bê tông phía thƣợng lƣu của đập đƣợc lấp đầy
bằng cát. Nƣớc sẽ đƣợc lƣu trữ lại trong lớp cát này. Nƣớc từ lớp cát này sẽ từ từ
thấm vào nƣớc ngầm, chuyển từ dòng chảy mặt thành dòng chảy ngầm. Lớp cát tích
nƣớc này sẽ ngăn cản nƣớc bốc hơi và ngăn sự nhiễm bẩn từ phân gia súc, gia cầm,
từ cành lá cây.
Bổ sung nhân tạo bằng bồn thấm: Nƣớc mƣa đƣợc chuyển tới một công trình
trung gian là một bồn chứa nƣớc có kích thƣớc thích hợp từ đó chúng thấm xuống
và hình thành hoặc bổ sung nƣớc dƣới đất.
Bổ sung nhân tạo bằng các hố đào, hào rãnh kết hợp giếng khoan hấp thu
nƣớc: Khi tầng chứa nƣớc phân cách mặt đất không sâu thì có thể sử dụng hố đào,
hố móng hoặc hào rãnh kết hợp giếng khoan hấp thu nƣớc để bổ sung nhân tạo
nƣớc dƣới đất. Phƣơng pháp này cũng có thể đƣợc áp dụng khi các hố móng hoặc
moong khai thác đã có sẵn, các giếng khơi không sử dụng. Khi tầng chứa nƣớc ở
sâu, phƣơng pháp này kết hợp với các giếng hấp thu sẽ mang lại hiệu quả cao hơn.
27
Bổ sung nhân tạo bằng lỗ khoan ép nƣớc: Trong trƣờng hợp tầng chứa nƣớc
có áp phân bố ở sâu, có thể đƣa nƣớc mƣa, nƣớc mặt vào tầng chứa nƣớc thông qua
các lỗ khoan ép nƣớc.
Giải pháp công nghệ thu gom nƣớc mƣa thoát xuống lòng đất bổ sung nhân
tạo nƣớc dƣới đất có thể đƣợc sử dụng nhƣ sau:
- Thu nước mưa từ mái nhà đưa xuống lòng đất qua hố đào, giếng khoan
Trong các diện tích đất đá có tính thấm tốt lộ trên mặt hoặc năm ở độ sâu
không lớn, thu gom nƣớc mƣa có thể thực hiện trong qua các hố đào (hình 3), hoặc
hố đào kết hợp ống đóng (hình 4). Công nghệ này thích hợp với những mái nhà có
diện tích nhỏ (khoảng dƣới 100m2) và đƣợc xây dựng để bổ sung nƣớc cho các tầng
chứa nƣớc nằm nông.
Các hố đào có hình dạng và kích thƣớc bất kỳ, thƣờng có chiều rộng 1-2m và
chiều sâu 2-3m đƣợc lấp bằng cuội (kích thƣớc 5-20mm), sỏi (kích thƣớc 5-10nn)
và cát thô (1,5-2mm). Cuội ở đáy hố, sỏi ở giữa và cát ở trên cùng để các cặn lơ
lửng trong dòng chảy trên mặt của lớp cát thô và có thể loại bỏ dễ dàng. Đối với
diện tích mái nhà nhỏ, các hố này có thể đƣợc lấp bằng gạch, đá vỡ [4].
Nên lắp đặt những tấm lƣới ngăn trên mái nhà để ngăn cản lá cây hoặc chất
thải rắn đi vào trong hố. Định kỳ vệ sinh bề mặt của lớp cát trên cùng để duy trì tốc
độ bổ sung nƣớc. Nên loại bỏ nƣớc mƣa đầu mỗi trận trƣớc khi đi vào hố.
28
a. Kết cấu hố đào thu nước mưa cho
hộ gia đình kích thước
1,5x1,5x2,0m
b. Kết cấu hố đào thu nước mưa cho
hộ gia đình kích thước
1,0x1,0x1,5m
Hình 3. Kết cấu hố đào thu nước mưa [4]
Hình 4. Kết cấu hệ thống thu nước mưa bằng hố đào kết hợp ống đóng cho quy mô
hộ gia đình [4]
29
- Thu nước mưa thông qua các lỗ khoan, giếng đào có sẵn
Trong vùng có sẵn những lỗ khoan, giếng đào đang khai thác nƣớc hoặc các
lỗ khoan hỏng bỏ đi, thu gom nƣớc mƣa từ mái nhà có thể thông qua các lỗ khoan,
giếng đào sẵn có để đƣa nƣớc mƣa vào tầng chứa nƣớc.
Hệ thống ống dẫn bằng nhựa PVC đƣờng kính 10cm nối với máng từ mái
nhà để gom nƣớc mƣa. Sau khi bỏ một nƣớc mƣa đầu tiên của mỗi trận, nƣớc mƣa
đƣợc đƣa qua một thiết bị lọc và sau đó vào lỗ khoan. Thiết bị lọc bao gồm các lớp
cát, sỏi, cuội lớn. Nếu diện tích mái nhà lớn, có thể cần lắp đặt thêm bể chứa, nƣớc
từ bể chứa đƣợc cho qua bộ lọc để vào các giếng khoan.
Bảng 9. Các thông số của hệ thống thu gom nƣớc mƣa bổ sung vào tầng nƣớc ngầm
Diện tích
mái thu, m2
Lƣợng
nƣớc thu
gom, m3
Kiểu thu
gom và bổ
sung
Kích thƣớc
của hố thu
(m)
Vận tốc
thấm
(L/phút)
Thời gian để
bổ sung
nƣớc (phút)
50 1 Hố thấm Ø 0,5,
cao: 1,2 20 50
100 2
Hố thấm Ø 1,0,
cao: 1,2 80 25-50 150 3
200 4
500 10 Hố thấm kết
hợp ống đóng
Ø 1,2,
cao: 1,2m 113 90-180
1000 20
Nguồn:[4]
1.2.3. Phƣơng pháp xử lý làm sạch nƣớc mƣa
Làm sạch nƣớc hay xử lý nƣớc mƣa để đáp ứng tiêu chuẩn cho các mục đích
sử dụng khác nhau. Nếu nƣớc mƣa thu đƣợc sử dụng cho nguồn nƣớc ăn uống,
nƣớc sẽ đƣợc bơm từ bể tới hệ thống xử lý nƣớc và sau đó phân phối tới điểm sử
dụng. Trong trƣờng hợp nƣớc mƣa không đƣợc sử dụng cho các mục đích ăn uống,
công đoạn xử lý nƣớc có thể không cần thiết. Hệ thống xử lý nƣớc uống thông
thƣờng bao gồm: lọc, khử trùng, điều chỉnh pH. Lọc có thể bao gồm nhiều hợp
phần: trên cùng một đƣờng (in-line) hoặc nhiều ống nối tiếp (multi-cartridge),
carbon hoạt tính, thẩm thấu ngƣợc (RO), lọc nano (nano-filtration), lọc đa vật liệu
(mixed media), hoặc lọc cát chậm (slow sand). Khử trùng bao gồm: đun sôi, xử lý
hóa chất (clo), tia UV, ozon. Nƣớc mƣa dùng cho sinh hoạt đƣợc xử lý qua các
30
bƣớc: lắng, lọc, khử trùng. Lọc và khử trùng sẽ đƣợc cân nhắc hơn khi nƣớc mƣa
đƣợc dùng cho mục đích ăn uống.
Phương pháp xử lý vi sinh vật trong nước mưa
Nƣớc mƣa sau khi đƣợc thu có thể chứa đựng nhiều vi sinh vật gây bệnh.
Mặc dù nƣớc mƣa thu từ hệ thống mái thu ít nhiễm bẩn vi sinh vật hơn các loại mái
thu khác, nhƣng chúng ta vẫn cần xử lý loại nƣớc này nhƣ các dạng nƣớc nhiễu bẩn
cao. Xử lý ở mức độ này để đảm bảo rằng nƣớc sử dụng trong các gia đình đƣợc
bảo vệ khỏi các vi sinh vật gây bệnh.
Việc loại bỏ các vi sinh vật gây bệnh đƣợc thực hiện bằng cách lọc qua vật
liệu lọc có kích thƣớc màng nhỏ hoặc sử dụng hóa chất diệt khuẩn. Mỗi vùng có
một yêu cầu khác nhau về chỉ tiêu vi sinh vật đối với hệ thống nƣớc công cộng sử
dụng nƣớc mƣa cũng nhƣ các nguồn nƣớc khác. Tại Việt Nam có hai tiêu chuẩn áp
dụng cho nƣớc ăn uống QCVN 01:2009/BYT và nƣớc sinh hoạt QCVN
02:2009/BYT. Sẽ là khó khăn để thiết kết một hệ thống đơn có thể bảo vệ một cách
toàn diện khỏi các vi sinh vật gây bệnh. Mặc dù, một hệ thống lọc hoặc một hệ
thống khử trùng có thể bảo vệ nguồn nƣớc khỏi các vi sinh vật gây bệnh, chúng ta
nên kết hợp hai hệ thống lọc và khử khuẩn để tạo ra hai hàng rào ngăn cản và bảo
vệ khỏi các dịch bệnh từ nguồn nƣớc.
a. Công nghệ lọc
Có thể sử dụng nhiều công nghệ lọc để loại bỏ vi sinh vật gây bệnh trong nƣớc
đã thu đƣợc. Một số loại lọc chỉ loại bỏ đƣợc các hạt cỡ lớn, nhƣ các loài ký sinh
trùng, công nghệ khác có thể loại bỏ đƣợc những hạt có kích thƣớc rất nhỏ nhƣ virut.
Nếu sử dụng khử trùng bằng tia UV liều lƣợng cao, có thể không cần thiết
phải sử dụng phƣơng pháp lọc. Tuy nhiên, phải sử dụng một màng lọc đƣợc lắp đặt
phía trƣớc để loại bỏ những hạt rắn, bởi vì tia UV không thể diệt đƣợc những vi
sinh vật gây bệnh bị che khuất bởi những hạt rắn. Khử trùng bằng tia UV đạt hiệu
quả cao nhất khi kết hợp với một màng lọc hoặc cột lọc có kích cỡ lỗ từ 3-5 microns
hoặc nhỏ hơn [20].
31
Bảng 10. Công nghệ lọc và các dạng vi sinh vật có thể bị loại bỏ
Hệ thống lọc Các dạng vi sinh vật bị loại bỏ
Các dạng túi lọc Các ký sinh trùng (Crytosporidium, Giardia, Toxoplasma)
Các dạng cột lọc Các ký sinh trùng
Màng lọc micro Các ký sinh trùng, hầu hết các vi khuẩn
Màng siêu lọc Các ký sinh trùng, vi khuẩn, một số vi rút
Màng lọc cỡ nano Các ký sinh trùng, vi khuẩn, vi rút
Nguồn: [20]
b. Công nghệ khử khuẩn
Mặc dù có rất nhiều công nghệ khử trùng, nhƣng công nghệ khử khuẩn dùng
chlorine và dùng tia UV là phổ biến hơn đối với quy mô hộ gia đình. Việc kết hợp
sử dụng cả khử khuẩn bằng UV và bằng chlorine sẽ có một số lợi ích sau:
- Tia UV rất có hiệu quả đối với Crytosporidium, nhƣng để tiêu diệt một số
vi rút thì đòi hỏi ở liều lƣợng cao. Hơn nữa, khử khuẩn bằng tia UV không duy trì
đƣợc tác dụng sau khi tiếp xúc.
- Dùng chlorine tự do rất hiệu quả đối với vi rút nhƣng không hiệu quả đối
với Cryptosporidium. Thêm vào đó, dùng chlorine tự do sẽ vẫn duy trì đƣợc khả
năng khử khuẩn trong hệ thống bơm và đƣờng ống.
Bảng 11. Liều lƣợng tia UV cần thiết để bất hoạt Cryptosporidium, Giardia, Virus
Mức độ bất hoạt đạt đƣợc Liều lƣợng tia UV (mJ/cm
2) đối với các tác nhân
gây bệnh
Log Phần trăm (%) Cryptosporidium Giardia Virus
0,5 67 1,6 1,5 39
1,0 90 2,5 2,1 58
1,5 96,7 3,9 3,0 79
2,0 99 5,8 5,2 100
2,5 99,67 8,5 7,7 121
3,0 99,9 12 11 143
3,5 99,97 15 15 163
4,0 99,99 22 22 186
Nguồn: [20]
32
Bảng 12. Thời gian cần thiết để chlorine có tác dụng đối với Cryptosporidium,
Giardia, Virus (nồng độ chlorine tự do = 1,0 mg/L; pH = 7,0, nhiệt độ =200C)
Mức độ bất hoạt đạt đƣợc Thời gian tiếp xúc cần thiết (phút) của chlorine đối
với các vi sinh vật gây bệnh
Log Phần trăm (%) Cryptosporidium Giardia Virus
0,5 67
Không có tác dụng
9 0,25
1,0 90 19 0,5
1,5 96,7 28 0,75
2,0 99 37 1
2,5 99,67 47 1,5
3,0 99,9 56 2
3,5 99,97 65 2,5
4,0 99,99 75 3
Nguồn: [20]
Khử trùng bằngchlorine có hiệu quả đối với một số nguồn vi sinh vật gây
bệnh này và ít có hiệu quả đối với một số nguồn gây bệnh khác. Tuy nhiên, sự khác
nhau của phƣơng pháp khử trùng bằng tia UV và chlorine ở một số điểm sau:
- Chlorine có hiệu quả đối với vi rút hơn là đối với ký sinh trùng, trong khi
tia UV có hiệu quả đối với ký sinh trùng hơn là vi rút.
- Tia UV có khả năng bất hoạt các nguồn vi sinh vật gây bệnh trong một vài
phần mƣời của giây, trong khi chlorine cần một vài phút để có tác dụng.
- Khử trùng bằng UV chỉ có hiệu quả ở nƣớc trong, chlorine có thể khử
trùng đối với cả nƣớc đục.
- Hiệu quả khử trùng của UV không bị ảnh hƣởng bởi pH và nhiệt độ của
nƣớc, hiệu quả khử trùng của chlorine sẽ bị ảnh hƣởng bởi pH, nhiệt độ của nƣớc và
nồng độ chlorine trong nƣớc.
Bảng 13. Hiệu quả bất hoạt Giardia ở nồng độ 3-log (99,9%) đối với sự thay đổi
pH, nhiệt độ, nồng độ chlorine tự do
Nhiệt độ của nƣớc
(0C)
pH của nƣớc
Thời gian tiếp xúc cần thiết (phút) của
chlorine tự do ở các nồng độ
1,0 mg/L 2,0 mg/L
25 6,5 31 17,5
8,0 54 30,5
5 6,5 125 69
8,0 216 121,5
Nguồn:[20]
33
Xử lý pH của nước mưa
Nƣớc mƣa có tính acid nhẹ, chứa rất ít khoáng và có thể có tính ăn mòn cao.
Các thiết bị bằng nhựa không bị ảnh hƣởng bởi sự ăn mòn này. Nếu các thiết bị sử
dụng trong hệ thống thu và lƣu chứa nƣớc mƣa đều bằng nhựa thì việc xử lý sự ăn
mòn này sẽ không cần thực hiện ngay. Tuy nhiên, xử lý tính ăn mòn của nƣớc mƣa
sẽ rất quan trọng nếu hệ thống đƣờng ống hoặc thiết bị tiếp xúc với nƣớc bằng đồng
và các vật liệu dễ bị ăn mòn khác, vật liệu này khi bị ăn mòn sẽ tạo ra các vị trí rò rỉ
nƣớc. Có một vài cách mà có thể sử dụng để quản lý sự ăn mòn này là thêm sodium
bicarbonate vào bể chứa nƣớc mƣa và cho nƣớc mƣa chảy qua lớp lọc bằng các hạt
đá vôi (calcium carbonate) hoặc calcium oxide, hoặc sodium carbonate. Nƣớc mƣa
sau khi chảy qua lớp lọc, nó sẽ hòa tan một phần đá vôi và làm pH tăng, và giảm sự
ăn mòn thiết bị. Khi sử dụng lớp lọc đá vôi kết hợp với dùng tia UV khử trùng nên
đặt lớp lọc này sau đèn UV. Nếu trƣờng hợp đặt lớp lọc đá vôi trƣớc đèn UV, các
khoáng trong đá vôi, ví dụ calcium, khi bị hòa tan sẽ lắng đọng và làm cản trở tia
UV, hiệu quả khử trùng giảm xuống.
Xử lý VOCs/SOCs trong nước mưa
Nƣớc mƣa có thể có một lƣợng nhỏ hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs) hoặc
hợp chất hữu cơ nhân tạo (SOCs). Để xử lý các hợp chất có thể có này, chúng ta có
thể lắp đặt thêm một lớp lọc than hoạt tính có tác dụng hấp phụ các hợp chất VOCs
và SOCs này.
71
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Bộ Y tế (2011), Báo cáo đánh giá lĩnh vực cấp nước và vệ sinh môi trường
Việt Nam.
2. Bộ Y tế (2015), Báo cáo chung tổng quan ngành Y tế năm 2014.
3. Bộ Tài nguyên môi trƣờng (2012), Môi trường nước mặt, Báo cáo môi trƣờng
Quốc gia.
4. Đoàn Văn Cánh, Nguyễn Thị Thanh Thủy (2008), Thu gom nước mưa đưa
vào lòng đất bổ sung nhân tạo nước dưới đất và chống úng ngập thành
phố, Nhà xuất bản Khoa học Kĩ thuật, Hà Nội.
5. Đoàn Văn Cánh (2008), Nghiên cứu cơ sở khoa học và đề xuất giải pháp
thoát nước mưa vào lòng đất nhằm chống ngập úng thành phố đồng thời
bổ sung nhân tạo cho nước dưới đất áp dụng cho thành phố Hà Nội và
thành phố Hồ Chí Minh, Báo cáo trung gian kết quả thực hiện Đề tài
NCCB.
6. Đoàn Văn Cánh (2014),Tài nguyên nƣớc dƣới đất Đồng bằng Nam Bộ những
thách thức và giải pháp,Tạp chí Khoa học và Công nghệ thủy lợi, (20), 89-
96.
7. Đinh Viết Cƣờng (2016), Nghiên cứu đề xuất phương pháp tính toán thiết kế mái
nhà xanh thu giữ nước mưa trong công trình xanh, Luận văn thạc sĩ, Trƣờng
Đại học Xây dựng, Hà Nội.
8. Đoàn Thu Hà, Nguyễn Hoàng Hồ (2014), “Đề xuất giải pháp thu trữ nƣớc mƣa
hộ gia đình vùng đồng bằng sông Cửu Long”, Tạp chí Khoa học kỹ thuật
thủy lợi và môi trường, (44), 121-125.
9. Nguyễn Huy Nga (2014), Sức Khỏe môi trường, Nhà xuất bản Y học, Hà Nội.
10. Nguyễn Thanh Sơn (2005), Đánh giá tài nguyên nước Việt Nam, Nhà xuất
bản Giáo dục.
11. Tống Ngọc Thanh (2002), Hiện trạng môi trƣờng nƣớc dƣới đất vùng Đồng
bằng Bắc Bộ,
http://www.idm.gov.vn/nguon_luc/Xuat_ban/2004/A280/a21.htm.
72
12. Giang Thu Thảo, Phạm Tất Thắng, Nguyễn Thế Anh (2013), “Đánh giá hiệu quả
đầu tƣ của mô hình trình diễn sử dụng nƣớc mƣa khu vực công sở và hộ gia
đình”,http://hoithaokhcn.tlu.edu.vn/Portals/7/3-08.pdf.
13. Trung tâm Y tế dự phòng Hà Nội (2016), Báo cáo kết quả giám sát vệ sinh, chất
lượng nước ăn uống và sinh hoạt năm 2014-2015 và quý I năm 2016.
Tiếng Anh
14. Ahmed W., Gardner T.,Toze S. (2010), Microbiological Quality of Roof-
Harvested Rainwater and Health Risks: A Review.
15. Brad Lancaster (2006), Rainwater Harvesting for Drylands and Beyond,
Rainsource Press.
16. Heather Kinkade-Levario (2007), Design for Water: Rainwater Harvesting,
Stormwater Catchment, and Alternate Water Reuse, New Society Publishers.
17. KimY. H., KumS. Y., DzungD. A., Han M. Y. (2012), Analysis of rainwater
using potential as water supply in a developing country – A case study of
Laixa and Cukhe in Vietnam, http://www.editorialmanager.com/iwa-
conferences/download.aspx?id=56054&guid=d24b58d8-5bcf-45a7-a760-
95b13271a799&scheme=1.
18. Patricia S.H. Macomber (2001), Guidelines on Rainwater Catchment Systems for
Hawaii, College of Tropical Agriculture and Human Resourses.
19. Peter H. Gleick (1993), Water in crisis: A guide to the World’s fresh water
resources, Oxford University Fress.
20. TCEQ (2007), Harvesting, Storing, and Treating Rainwater for Domestic Indoor
Use, Texas Commission on Environmental Quality.
21. Vialle C.,Sablayrolles C., Lovera M., Jacob S., Huau M. –C.,
MontrejaudVignoles M. (2011), Monitoring of water quality from roof
runoff: Interpretation using multivariate analysis.
22. WHO (2006), Guidelines for drinking-water quality.
23. WHO (2013), WHO methods and data sources for global burden of disease
estimates 2000-2011.
24. WHO (2014), Progress on drinking water and sanitation 2014 update.
