Nghiên cứu hiện trạng và đề xuất sử dụng an toàn nước mưa cho sinh hoạt tại một số huyện ngoại thành Hà Nội

Các nhóm và nguồn vi sinh vật gây bệnh có thể được tìm thấy trong hệ thống thu và lưu chứa nước mưa .... Đề tài “Nghiên cứu hiện trạng và đề xuất sử dụng an toàn nước mưa cho sinh hoạt t

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Trần Văn An

NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT

SỬ DỤNG AN TOÀN NƯỚC MƯA CHO SINH HOẠT TẠI MỘT SỐ HUYỆN NGOẠI THÀNH HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Trần Văn An

NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT

SỬ DỤNG AN TOÀN NƯỚC MƯA CHO SINH HOẠT TẠI MỘT SỐ HUYỆN NGOẠI THÀNH HÀ NỘI

Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường

Mã số: 60520320

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS NGUYỄN THỊ HÀ

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình nghiên cứu, tôi đã nhận được 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 trường, các thầy cô giáo và các cán bộ của Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội đã giúp đỡ tôi hoàn thành được đề tài nghiên cứu này

Tôi xin trân trọng cảm ơn đến cô giáo hướng dẫn, PGS.TS Nguyễn Thị Hà

đã hướng 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 lượng nước 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 được các ý kiến đóng góp để đề tài nghiên cứu được 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

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Hiện trạng chất lượng nước sinh hoạt, ăn uống và ảnh hưởng đến sức khỏe con người 3

1.1.1 Hiện trạng các nguồn nước sử dụng trong ăn uống, sinh hoạt 3

1.1.2 Hiện trạng chất lượng nước mưa sử dụng trong ăn uống, sinh hoạt 7

1.1.3 Ảnh hưởng của chất lượng nước ăn uống đến sức khỏe con người 13

1.2 Các phương pháp thu, tích chứa và xử lý nước mưa trên thế giới và Việt Nam 19

1.2.1 Phương pháp thu nước mưa 19

1.2.2 Phương pháp lưu chứa nước mưa 23

1.2.3 Phương pháp xử lý làm sạch nước mưa 29

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34

2.1 Đối tượng nghiên cứu 34

2.2 Phương pháp nghiên cứu 34

2.2.1 Kế thừa, thu thập tài liệu, thông tin, số liệu 34

2.2.2 Phương pháp khảo sát thực tế, lấy mẫu nghiên cứu hiện trường 34

2.2.3 Các thông số phân tích chất lượng nước mưa 39

2.2.4 Mô hình bể lưu chứa nước mưa bằng các loại vật liệu 40

2.2.5 Đánh giá, xử lý số liệu 40

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 42

3.1 Thực trạng hệ thống thu và lưu chứa nước mưa tại khu vực nghiên cứu 42 3.1.1 Thực trạng hệ thống thu nước mưa 42

3.1.2 Thực trạng hệ thống lưu chứa nước mưa 42

3.2 Thực trạng chất lượng nước mưa tại khu vực nghiên cứu 47

3.2.1 Đánh giá cảm quan về chất lượng nước mưa 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 lượng nước mưa không đạt tiêu chuẩn 54

3.3.1 Nguyên nhân ảnh hưởng đến giá trị pH 54

3.3.2 Nguyên nhân ảnh hưởng đến chỉ số pecmanganat 57

3.3.3 Nguyên nhân ảnh hưởng đến thông số vi sinh vật 57

3.4 Đề xuất mô hình thu và lưu chứa nước mưa an toàn 58

3.4.1 Khoảng thời gian thu nước mưa thích hợp trong năm 58

3.4.2 Thời điểm thu nước trong các trận mưa 58

3.4.3 Hệ thống thu và lưu chứa nước mưa 59

3.4.4 Hệ thống xử lý nước mưa đảm bảo an toàn cho ăn uống 63

3.4.5 Lưu chứa nước mưa 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 nước trên trái đất 3

Bảng 2 Hiện trạng khai thác sử dụng nước dưới đất ở Đồng bằng Bắc bộ, Hà Nội và toàn lãnh thổ Việt Nam 4

Bảng 3 Kết quả phân tích nước mưa 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 được tìm thấy trong hệ thống thu và lưu chứa nước mưa 12

Bảng 5 Số liệu chất lượng nước mưa tại vùng Tây Nam nước Pháp 13

Bảng 6 Một số đường phơi nhiễm với yếu tố nguy cơ sinh vật trong nước 15

Bảng 7 Một số sinh vật gây bệnh lây qua đường nước ăn uống 16

Bảng 8 Hệ số thu nước của các loại mái thu 20

Bảng 9 Các thông số của hệ thống thu gom nước mưa bổ sung vào tầng nước ngầm 29

Bảng 10 Công nghệ lọc và các dạng vi sinh vật có thể bị loại bỏ 31

Bảng 11 Liều lượng 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 nước mưa tại ba huyện Đan Phượng, Phúc Thọ và Ứng Hòa 34

Bảng 15 Các thông số khảo sát hệ thống thu gom và lưu chứa nước mưa 38

Bảng 16 Các thông số phân tích chất lượng nước mưa 39

Bảng 17 Phân loại các biến số nghiên cứu và phương pháp thu thập 40

Bảng 18 Tỷ lệ thống kê các thông số của hệ thống thu và lưu chứa nước mưa tại Ứng Hòa, Đan Phượng và Phúc Thọ 45

Bảng 19 Thống kê số năm, thể tích bể của hệ thống thu và lưu chứa nước mưa tại

Ứng Hòa, Đan Phượng 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 lượng nước mưa lấy theo các thời gian khác nhau

tính từ đầu trận mưa 59 Bảng 23 Tỷ lệ số mẫu đạt trong mẫu nước 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 Trước 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)

MỞ ĐẦU

Việc thu gom và sử dụng nước mưa không phải là mới Rất lâu trước khi hệ thống cung cấp nước và xử lý tập trung được xây dựng, loài người biết rằng việc tiếp cận với nguồn nước là một điều cần thiết cơ bản cho sự sống còn Bằng chứng khảo cổ học đã chứng minh các kỹ thuật thu nước mưa đã có ít nhất 4.000năm Vết tích của bể chứa nước đã được tìm thấy ở Israel, được cho là từ 2.000 trước công nguyên (TCN) [16] Thu nước mưa là một cách để làm lợi từ các dạng nước trong khí quyển theo mùa, nếu không thu lượng nước này sẽ biến thành dòng chảy hoặc bay hơi Trong khi nước mưa có thể cung cấp cho nhiều mục đích sử dụng, thông dụng nhất là tưới 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 nước khá phong phú gồm tài nguyên nước mưa, tài nguyên nước mặt, tài nguyên nước ngầm,… nhưng phân bố không đều về mặt không gian và thời gian Trong đó, tài nguyên nước mưa ở Việt Nam với lượng mưa tương đối phong phú, lượng mưa trung bình hàng năm đạt 1960 mm So với lượng mưa trung bình cùng vĩ độ (100-200 Bắc) thì ở nước ta có lượng mưa khá dồi dào, gấp 2,4 lần [10] Bắc Bộ, mùa mưa thường kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11 hàng năm; lượng mưa trong mùa mưa chiếm từ 70-90% tổng lượng mưa hàng năm [10] Mùa khô kéo dài 5-6 tháng, có khi tới 7-8 tháng, có nơi 2-3 tháng không có mưa, là nguyên nhân chính gây thiếu nước, 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 nước tập trung, cung cấp nước máy cho 51% hộ gia đình sử dụng, 49% hộ gia đình còn lại sử dụng nguồn nước tự khai thác (chủ yếu ở khu vực ngoại thành) Trong 137 cơ sở cấp nước tập trung có 45 cơ

sở cấp nước 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 nước có công suất dưới 1.000 m3/ngày đêm với tổng công suất khoảng 28.000 m3/ngày đêm Các cơ sở cấp nước có công suất trên 1.000 m3/ngày đêm cấp nước chủ yếu cho khu vực các quận nội thành, các cơ

sở có công suất dưới 1.000 m3/ngày đêm phân bố ở các huyện ngoại thành và cấp nước cho một số cụm dân cư như trung tâm huyện, một số làng nghề Giám sát chất lượng nước 3 tháng cuối năm 2014 tại 92 cơ sở cấp nước có công suất dưới 1.000

m3/ngày đêm, tổng số mẫu nước 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 nước 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 nước hợp vệ sinh của người 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 cường các cơ sở cấp nước tập trung để đáp ứng nhu cầu sử dụng của người 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 nước từ các nhà máy thì cũng cần một nguồn nước hợp vệ sinh khác mà người dân ngoại thành Hà Nội có thể tiếp cận được

Nội dung nghiên cứu gồm:

- Điều tra, đánh giá thực trạng chất lượng nước mưa dùng cho sinh hoạt tại ba huyện Đan Phượng, Phúc Thọ và Ứng Hòa

- Đánh giá một số yếu tố liên quan đến chất lượng nước mưa dùng cho sinh hoạt tại một số huyện ngoại thành Hà Nội

- Đề xuất mô hình sử dụng an toàn nước mưa 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” được tiến hành với mục đích đánh

giá hiện trạng và mức độ an toàn của nước mưa sử dụng cho sinh hoạt tại ba huyện Đan Phượng, Phúc Thọ và Ứng Hòa nhằm đề xuất giải pháp cải thiện

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Hiện trạng chất lượng nước sinh hoạt, ăn uống và ảnh hưởng đến sức khỏe con người

1.1.1 Hiện trạng các nguồn nước sử dụng trong ăn uống, sinh hoạt

Bề mặt trái đất có diện tích khoảng 510 triệu km2, trong đó biển và đại dương chiếm khoảng 71% và lục địa chiểm khoảng 29% Theo tính toán của các nhà địa chất Mỹ, ước tính tổng lượng nước trên trái đất khoảng 1,4 tỷ km3 Trong tổng lượng nước này có khoảng 3% là nước ngọt, phần còn lại 97% là nước mặn trong các đại dương Trong số tổng số 3% nước ngọt trên trái đất có 69% trong số này là băng vĩnh cửu ở hai cực của trái đất, khoảng 1% nước trong các ao hồ, sông suối, khoảng 30% là nước ngầm[19]

Bảng 1 Một số nguồn nước trên trái đấtNguồn nước Thể tích (km3)

Chiếm tỷ lệ % của nước ngọt (%)

Chiếm tỷ lệ % của tổng nguồn nước

Nước ngầm

Tổng trữ lượng nước ngầm tại Việt Nam có thể khai thác khoảng 172 triệu

m3/ngày, tại Hà Nội lượng nước ngầm có thể khai thác khoảng 8,4 triệu m3/ngày So với lượng nước 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 lượng nước ngầm ở Việt Nam nói chung

và tại Hà Nội nói riêng vẫn còn rất phong phú, tỷ lệ lượng nước 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 nước dưới đất ở Đồng bằng Bắc bộ,

HàNội và toàn lãnh thổ Việt Nam

Lượng nước đang khai thác, m3/ngày

Trữ lượng nước khai thác tiềm năng, m3/ngày

% khai thác

so với tiềm năng

2016, trong tổng số 139 cơ sở cấp nước tập trung với công suất thiết kế 1.165.000m3/ngày đêm thì chỉ có nhà máy nước Vinaconex đặt tại Kỳ Sơn, Hòa Bình nhưng cấp nước cho Hà Nội có công xuất thiết kế 300.000m3/ngày đêm là sử dụng nguồn nước mặt, còn lại các nhà máy khác đều sử dụng nguồn nước ngầm (danh sách các nhà máy nước tại Hà Nội xem phụ lục 7, 8)

Nước ngầm là một nguồn nước 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 được như hạ thấp mực nước ngầm, ô nhiễm nguồn nước ngầm và sụt lún đất Khai thác nước ngầm ở Hà Nội bắt đầu từ năm 1894 đến nay đã hình thành một phễu hạ thấp mực nước ngầm rộng lớn, ngày càng lan rộng và sâu hơn Hiện tượng này không phải hoàn toàn do cạn kiệt tài nguyên nước hay nguồn tài nguyên nước của

Hà Nội không đủ cung cấp Hiện tượng hạ thấp mực nước 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 nước là các con sông, trong đó nguồn cung cấp chính là sông Hồng Tại khu vực Đồng bằng Nam Bộ, mực nước ngầm cũng có xu hướng đi xuống nhưng mạnh mẽ hơn, diễn biến phức tạp hơn Cùng với sự hạ thấp mực nước ngầm ở khu vực này là cơ chế thủy động lực thay

đổi, dẫn đến bức tranh thủy địa hóa cũng thay đổi [4]

Nước mặt

Chiếm không tới 1% tổng lượng nước ngọt trên trái đất nhưng tài nguyên nước mặt trong các con sông, hồ đang đóng góp nhiều ý nghĩa trong sinh hoạt cũng như phát triển kinh tế của con người 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 lượng nước này không lớn so với nước ngầm nhưng nó có ý nghĩa rất quan trọng cho các hệ sinh thái trên đất liền, nhất là hệ sinh thái nước ngọt và đây cũng là nguồn nước chính cung cấp cho các hoạt động sống của con người

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 lưu vực sông có diện tích lưu vực lớn hơn 2.500

km2, 10/16 lưu vực có diện tích trên 10.000 km2 Tổng diện tích lưu vực sông trên

cả nước là 1.167.000 km2, trong đó phần nằm ngoài diện tích lãnh thổ chiếm 72% 60% lượng nước của cả nước tập trung ở lưu vực sông Mê Công, 16% tập trung ở lưu vực sông Hồng- Thái Bình, khoảng 4% ở lưu vực sông Đồng Nai, các lưu vực sông khác có tổng lượng nước không đáng kể Tổng lượng nước mặt của nước ta

phân bố không đều giữa các mùa một phần là do lượng mưa phân bố không đều cả

về không gian và thời gian Tổng lượng nước mặt của các lưu vực sông trên lãnh thổ Việt Nam khoảng 830-840 tỷ m3/năm, nhưng chỉ có 37% là nước nội sinh, còn lại 63% là nước chảy từ các nước 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 nước ta có tổng dung tích chứa khoảng 37

tỷ m3 (chiếm khoảng 4,5%) tổng lượng nước mặt trung bình năm Trong đó, trên 45% nằm trong lưu vực sông Hồng – Thái Bình, 22% ở lưu vực sông Đồng Nai và 5-7% nằm ở lưu vực sông Cả, Ba và Sê San [3] Lượng nước lưu trữ trong các hồ này là nguồn nước quan trọng phục vụ sinh hoạt và sản xuất của chúng ta Tại các hồ chứa nước được lưu lại, lượng cặn lơ lửng trong nước được lắng xuống đáy hồ làm chất lượng nước được cải thiện và chi phí xử lý nước sẽ giảm so với xử lý nước sông

31,2% giếng khơi, 1,8% nước mưa, 11,7% nước máy, 7,5% nước suối đầu nguồn, 11% nước ao hồ, 3,7% nguồn nước khác [1] Số hộ có sử dụng nước mưa chiếm 1,8% cho thấy chúng ta đang sử dụng rất lãng phí nguồn tài nguyên nước mưa

1.1.2 Hiện trạng chất lượng nước mưa sử dụng trong ăn uống, sinh hoạt

Nước mưa, tuyết tan là nguồn gốc cho các nguồn nước sử dụng cho ăn uống trên hành tinh của chúng ta Nước mưa rơi trên bề mặt đất và được chảy vào các con sông, con suối, tích tụ trong các hồ chứa tạo nên các hệ sinh thái nước ngọt và từ đây sẽ cung cấp cho các nhà máy xử lý nước hoặc cung cấp cho người dân sử dụng trực tiếp Nước mưa ngấm vào đất và bổ sung cho các tầng chứa nước dưới đất, đây

là nguồn cung cấp nước cho các giếng và dự trữ để sử dụng sau này

Nước từ các trận mưa là một nguồn nước dễ tiếp cận nhất và chúng có ở mọi nơi Sau khi bốc hơi và di chuyển trong khí quyển nước có thể hòa tan các khí như 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, nước mưa sẽ là nước tinh khiết 100% trước khi chúng tiếp xúc với mặt đất

Nước mưa có thể hấp thụ hoặc hòa tan các thành phần từ hầu hết mọi thứ mà

nó tiếp xúc Nước mưa thu được có thể chứa các thành phần như các mảnh tạp, các thành phần hóa học khác do bị hòa tan hoặc hấp thụ vào nước, 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 được 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 được khác Mặc dù, các chất rắn không tan này chỉ làm giảm chất lượng về mặt cảm quan nhưng 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 như thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ Hay trong phân chim và trong phân các động vật khác chứa các vi sinh vật gây bệnh

Khi lưu trữ nước mưa lâu dài, các mảnh tạp này có thể bị phân hủy thành các hợp chất hóa học đi vào trong nước, làm nước có màu, mùi, thành phần hòa học của nước bị thay đổi Cách mảnh tạp hữu cơ cũng có thể là môi trường và thức ăn cho các vi sinh vật phát triển trong nước mưa đã thu được

Ô nhiễm các thành phần hóa học

Các chất ô nhiễm trong nước mưa do hai nguồn chính là hấp thụ từ không khí và nhiễm bẩn từ hệ thống thu nước Các chất ô nhiễm thường gặp trong nước mưa như 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 nước mưa có thể khắc phục được bằng cách thiết kế hệ thống thu nước mưa hợp lý, thường xuyên vệ sinh hệ thống thu nước hoặc loại bỏ phần nước mưa bị ô nhiễm.Hàm lượng 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 mưa, thời gian mưa trong năm mà thành phần các chất ô nhiễm trong nước mưa sẽ rất khác nhau

Theo số liệu quan trắc của Viện Khí tượng Thủy văn Trung Ương về chất lượng nước mưa tại Hà Nội năm 2012 và 2013, chất lượng nước mưa biến đổi rất lớn theo thời gian trong năm Đây là số liệu chất lượng nước mưa thu tại lều khí tượng, chất lượng nước mưa không bị ảnh hưởng bởi hệ thống thu Các chất ô nhiễm trong nước mưa do ảnh hưởng của khí quyển Chất lượng nước mưa quan trắc tại Hà Nội được thể hiện qua Phụ lục 1

Nước mưa có tính axit nhẹ, giá trị pH trung bình trong nước mưa khu vực Hà Nội năm 2012 là 6,3 và của năm 2013 là 6,2; giá trị pH thấp nhất năm 2012 đo được

là 4,9, năm 2013 là 4,61; giá trị pH cao nhất năm 2012 là 7,2, năm 2013 là 7,31 Nước mưa có tính axit nhẹ do sự hòa tan của các khí trong khí quyển như SO2, NOx,

CO2 Do tính axit nhẹ của nước mưa, nên nước mưa có thể dễ dàng hòa tan một số kim loại và một số muối của chúng trong các vật liệu làm bề mặt thu nước và bể lưu trữ nước mưa

Trong thành phần nước mưa ở Hà Nội, hàm lượng amoni cũng khá cao trong những giai đoạn có lượng mưa thấp khoảng từ tháng 1 đến tháng 4 Trong giai đoạn mùa mưa hàm lượng amoni có giá trị thấp hơn giới hạn cho phép của nước 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 nước khi nước mưa 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 nước mưa xuất hiện do sản xuất bởi các nguyên liệu không được phép sử dụng cho mục đích ăn uống; các vật liệu này không được sử dụng cho sản xuất sản phẩm chứa đựng nước uống và có khả năng thôi nhiễm các chất VOCs vào trong nước 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 mưa 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 được tìm thấy trong môi trường tự nhiên Hầu hết các khoáng chất này là muối vô cơ (như calcium carbonate, sodium bicarbonate, magnesium sulfate, sodium chloride) ảnh hưởng đến vị của nước nhưng không gây hại cho sức khỏe, ngoại trừ asbestos là muối dạng sợi thường được 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 nước Thực tế, nước mưa thu được không chứa khoáng và là nước rất mềm

Kim loại

Các kim loại thường xuất hiện trong nước mưa như 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 như sắt, mangan có thể ảnh hưởng tới màu và mùi của nước nhưng chúng không ảnh hưởng tới sức khỏe Để các kim loại này hòa tan vào nước mưa sẽ cần thời gian Do đó, các

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 nước mưa, 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 lưu trữ nước mưa ở làng Cự Khê và làng Lai Xá tại Hà Nội từ năm 2009 đến

2012 Sau khi lắp đặt hệ thống loại bỏ nước mưa đầu trận và bộ lắng cặn, chất lượng nước mưa thu được 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 lượng nước ăn uống

Bảng 3 Kết quả phân tích nước mưa tại làng Lai Xá và Cự Khê sau khi lắp

chuẩn

8,5 2 0,05 0,3 0,02 0,01 0,3 3 50

6,5-Nguồn:[17]

Ô nhiễm vi sinh vật

Nước mưa thường là tinh khiết, vi sinh vật xuất hiện trong nước mưa thường

do quá trình thu gom và lưu trữ nước mưa Có hai loại vi sinh vật trong nước mưa:

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 lượng 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 nhưng cũng làm giảm chất lượng nước về mặt cảm quan và gây trở ngại cho việc quản lý nước mưa 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 nước hoặc khi mật độ nấm và vi khuẩn lớn sẽ làm cho nước có màu

Các vi sinh vật gây bệnh thường ít được tìm thấy trong nước mưa trước khi tiếp xúc với hệ thống thu Tuy nhiên, vi sinh vật có thể xuất hiện trong nước mưa đã

thu khi các dụng cụ thu và chứa nước mưa bị nhiễm bẩn bởi phân chim và các động vật khác Vi sinh vật gây bệnh có trong nước mưa gây ảnh hưởng lớn đến sức khỏe hơn hầu hết sự nhiễm bẩn do các hợp chất hóa học khác [20] Cụ thể như sau:

- Các vi sinh vật gây bệnh có thể gây ảnh hưởng tới sức khỏe ngay sau khi

sử dụng nước 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 thường không ảnh hưởng tới màu, mùi, vị của nước Một số tác nhân hóa học gây màu, mùi, vị cho nước 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 thường 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 được mật độ các tác nhân vi sinh vật gây bệnh

- Một bệnh do vi sinh vật gây nên có thể truyền từ người này sang người khác, trong khi ảnh hưởng tới sức khỏe của tác nhân hóa học chỉ liên quan đến người sử dụng trực tiếp

- Các bệnh tật do nước nhiễm vi sinh vật gây bệnh có thể sẽ rất nguy hiểm đặc biệt cho các đối tượng nhạy cảm như người già, trẻ nhỏ

Các vi sinh vật gây bệnh nhiễm bẩn vào nước mưa 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 người tiếp xúc Thông thường những người có sức đề kháng yếu thường dễ mắc hơn.Một số vi sinh vật gây bệnh có thể xuất hiện trong hệ thống thu và lưu chứa nước mưa do việc thiết

kế và vận hành không hợp lý thể hiện trong bảng 4

Bảng 4 Các nhóm và nguồn vi sinh vật gây bệnh có thể được tìm thấy trong hệ

thống thu và lưu chứa nước mưa Các nhóm vi sinh

vật gây bệnh Các loài vi sinh vật Nguồn lây nhiễm

Campylobacter spp Chim, chuột

Salmonella spp Mèo, chim, động vật gặm nhấm,

và rủi ro đến sức khỏe” của W.Ahmed và nnk(2010) đã cho rằng: ô nhiễm vi sinh

vật trong nước mưa thu từ mái nhà ít hơn chúng ta thường nghĩ Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy lượng vi sinh vật trong nước mưa thu được chịu ảnh hượng mạnh của các yếu tố: mùa, số ngày không mưa trước đó, hoạt động chăn thả động vật gần mái thu, bể nước, vị trí địa lý và các yếu tố khác Có ít thông tin về sự hiện diện của các