5. KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG NƯỚC CẤP
5.2 Quản lý chất lượng nước
Chất lượng nước khi đến tay người sử dụng (tại vòi nước) bị chi phối bởi một chuỗi sự kiện và quá trình, đó là nguồn nước, công nghệ xử lý nước, mạng phân phối nước và tích trữ nước. Trong mỗi quá trình kể trên lại bao gồm các sự kiện và quá trình đơn lẻ hợp thành các sự kiện và quá trình chính. Trục trặc hay sai sót chỉ một quá trình đơn lẻ đều có thể dẫn đến không kiểm soát được chất lượng nước.
Nguồn nước
Nguồn nước cấp cho sinh hoạt tại vùng nông thôn chủ yếu dựa vào khả năng cung cấp tại chỗ, ít khi được lấy từ nguồn cách xa nơi tiêu thụ (không kể tới các trạm cấp nước tự chảy được đưa về từ nơi cách vài km hoặc các trạm cấp nước quy mô lớn mang tính chất liên kết giữa các thôn, xã). Đó là các nguồn nước ngầm được khai thác từ các giếng khoan cho các trạm cấp nước tập trung, giếng đào trong từng hộ gia đình hoặc cho cụm hộ gia đình. Nước mặt cũng được khai thác rộng rãi làm nguồn cấp hoặc cho các trạm cấp nước tập trung và cho quy mô nhỏ lẻ. Đó là các nguồn nước sông, nước suối, nước kênh mương nội đồng (mương thủy lợi, nước kênh rạch, nước ao hồ).
Tạp chất ô nhiễm trong nước ngầm có nguyên nhân chủ yếu là sự hòa tan khoáng vật từ đất đá trong quá trình di chuyển của nước vào lòng đất (quá trình lọc) và môi trường lưu giữ nước. Thành phần hữu cơ và vi sinh vật thường bị giữ lại trong quá trình lọc qua tầng đất, do vậy nên hàm lượng của chúng nhìn chung là thấp trong nước ngầm
Chất lượng nước ngầm ít bị tác động bởi ô nhiễm ngoại lai do nó được che chắn bởi lớp đất đá. Tuy nhiên, ô nhiễm nguồn nước ngầm cũng vẫn xảy ra, đặc biệt đối với tầng
42 nước không giới hạn và trong chừng mực nhất định đối với tầng nước giới hạn. Ô nhiễm nước ngầm chủ yếu là do các thành phần chất thải của các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt của con người, các chất thải thấm qua tầng đất và xâm nhiễm vào nguồn nước. Quá trình dịch chuyển của các tạp chất vào nguồn nước ngầm xảy ra với tốc độ chậm đối với các tạp chất có tính chất tương tác lớn với tầng đất (khả năng hấp phụ cao), tốc độ nhanh với các tạp chất có tương tác nhỏ. Lớp đất sét phía trên túi nước của tầng giới hạn có khả năng chặn hiệu quả quá trình di chuyển của các tạp chất vào nguồn nước. Trong tầng không giới hạn, phía trên lớp nước, tầng đất thường là xốp, có mặt oxy ở mức bão hòa thúc đẩy quá trình thấm và cũng là môi trường cho vi sinh vật phát triển, do vậy nước dễ bị tổn thương về chất lượng do yếu tố ngoại lai hơn so với nước của trong tầng giới hạn.
Tạp chất ngoại lai tác động đến chất lượng nước ngầm là các kim loại nặng dạng oxyanion (kim loại nặng nằm dưới dạng phức chất, ví dụ CrO24 , AsO34 ,AsO33 , khác với các ion đơn như Pb2 , Cr3 ), amoni, nitrat, florua. Các thành phần trên có tương tác thấp với tầng đất nên có nhiều cơ hội thấm vào nguồn nước.
Bảo vệ nguồn nước ngầm là áp dụng các giải pháp cách ly và ngăn chặn sự thâm nhập của các tạp chất vào nguồn nước, nó liên quan chặt chẽ tới hiệu quả quản lý nước thải và nguồn thải rắn, tức là làm mất sự hiện diện của các tạp chất và sự di chuyển của chúng tới nguồn nước. Trong nhiều trường hợp không chủ động được (do tính chất quy mô rộng, tầm quốc gia, địa phương) thì tìm các nguồn nước ngầm ở vị trí cách xa nguồn phát thải ô nhiễm. Bịt nhám các lỗ khoan không còn sử dụng đúng kỹ thuật cũng là một biện pháp tốt bảo vệ chất lượng nguồn nước ngầm.
So với nước ngầm, chất lượng nước mặt dễ bị tổn thương hơn. Nhiều dòng sông là vực nhận nước thải chưa được xử lý, nước kênh rạch nội đồng luôn bị các loại hóa chất sử dụng trong canh tác nông nghiệp, chăn nuôi xâm nhiễm. Nước trong ao hồ không chỉ là nguồn nước riêng cấp cho sinh hoạt mà còn sử dụng cho nhiều mục đích khác và chúng không đƣợc cách ly với các hoạt động khác.
Bảo vệ chất lượng nguồn nước mặt nằm trong khuôn khổ rộng giữa các quốc gia, giữa các tỉnh và các địa phương trong một vùng, nó đòi hỏi cả một bộ luật về bảo vệ nguồn nước mặt. Hơn thế, bảo vệ nguồn nước mặt còn đòi hỏi những quy định khác về bảo vệ thực vật, sử dụng thuốc trừ sâu, quy định xả thải ở quy mô cấp quốc gia. Giải pháp khả thi hiện nay ở vùng nông thôn là tạo lập ra nguồn nước bề mặt riêng biệt chỉ dành cho mục đích cấp nước và cách ly nó ra khỏi những hoạt động khác. Ví dụ sử dụng một quỹ đất, xây dựng hồ chứa nước (dễ dàng nạo vét bùn thường xuyên), đặt vị trí hồ càng cách xa các hoạt động khác càng tốt, trồng cây xanh với thảm dày để giảm thiểu sự xâm nhiễm của các tạp chất từ không khí.
Chất lượng nước cấp hiện nay phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng nước nguồn. Để đảm bảo chất lượng nước nguồn cần phải có các giải pháp quản lý nguồn nước hiệu quả.
Công nghệ xử lý nước
Hệ thống xử lý nước có nhiệm vụ loại bỏ các thành phần có hại, cải thiện chất lượng cảm quan của nước nguồn. Nhiệm vụ đó đòi hỏi hai mảng công việc là xây dựng hệ thống xử lý phù hợp với mục đích tách loại các tạp chất có mặt trong nước nguồn và vận hành hệ thống xử lý phù hợp với quá trình công nghệ xử lý.
Phải thừa nhận rằng, các hệ thống xử lý nước cấp hiện hành đang sử dụng các công nghệ đã có cách đây 100 – 200 năm, chúng không đủ năng lực để giải quyết (xử lý) các
43 đối tƣợng nhạy cảm hơn mới phát hiện (arsen, sản phẩm phụ của quá trình khử trùng, hữu cơ độc hại...). Các hệ thống xử lý nước hiện nay mới chỉ đáp ứng bảo đảm các chỉ tiêu cảm quan và vi sinh vật khi đƣợc vận hành phù hợp.
Lựa chọn và thiết kế công nghệ xử lý
Lựa chọn và thiết kế công nghệ xử lý phù hợp với từng nguồn nước cụ thể dựa trên đặc trưng chất lượng của nước nguồn; chi phí xây dựng và vận hành: khả năng trả phí thu nước của người sử dụng là bước đi cơ bản đầu tiên để có được chất lượng nước ổn định, thiếu yếu tố đó là thiếu đi điều kiện cần để có đƣợc điều kiện đủ.
Cần phải thẳng thắn thừa nhận là khâu lựa chọn công nghệ và thiết kế hệ thống xử lý nước hiện nay được thực hiện thiếu tính chuyên nghiệp, thường mang tính chất “sao chép” và “truyền thống” nhiều hơn là dựa trên cơ sở đặc thù của từng nguồn nước cụ thể.
Hơn thế nữa, lựa chọn công nghệ xử lý cần hiểu rõ bản chất tương tác và hỗ trợ lẫn nhau của các đơn vị công nghệ trong cả hệ thống xử lý nước, từ đó phát huy tác dụng và giảm chi phí xây dựng cũng nhƣ vận hành.
Điển hình cho tình trạng trên là việc sử dụng biện pháp lọc nổi, điện phân để chế tạo chất khử trùng, bão hòa khí.
Lọc nổi tuy tạo điều kiện dễ dàng cho khâu làm vệ sinh tầng lọc nhƣng làm giảm chất lượng, làm tăng hàm lượng chất hữu cơ tan trong nước. Khi tiến hành khử trùng với clo hoạt động, yếu tố chất hữu cơ (tạo thành sản phẩm phụ, độc), amoni (giảm hiệu quả khử trùng) rất ít khi đƣợc cân nhắc. Nhiều hệ thống sử dụng biện pháp bão hòa khí trong khi nguồn nước đó không cần đòi hỏi đó hoặc không phát huy được tác dụng (ví dụ nguồn nước chứa sắt hữu cơ).
Thiết kế kỹ thuật các đơn vị công nghệ cũng thường mắc các sai sót: thừa hoặc thiếu (ví dụ thiết kế bể lắng), kích thước vật liệu lọc thô, tính đồng nhất về kích thước kém (tiêu chí quan tâm chỉ là cát vàng). Có những bể lắng trung tâm (đứng) khi hoạt động nước chảy tràn chỉ qua 20 – 30 % chu vi của thành bể (lẽ ra phải 100 %), làm mất hiệu quả lắng tới trên 50 %. Ví dụ khác là ít quan tâm đến việc phân bố nước tại đầu vào và ra khỏi bể lắng, là yếu tố ảnh hưởng mạnh đến hiệu quả lắng.
Không thiếu những cơ sở sử dụng hồ sơ lắng (và tích trữ nước) với thiết kế chỉ với một đường ống ra và vào. Tuy với dung tích và diện tích hồ lớn nhưng hiệu quả lắng kém.
Chậm áp dụng các tiến bộ kỹ thuật cũng là nét khá đặc trƣng, ví dụ việc sử dụng kỹ thuật lọc rửa tự động mang lại nhiều lợi ích nhƣng chỉ mới đƣợc áp dụng gần đây tại một số ít cơ sở trong khi giải pháp đó đã đƣợc thực hiện đại trà tại Thái Lan từ khá lâu.
Lựa chọn và thiết kế công nghệ theo kiểu “sao chép”, “quy trình” , “truyền thống”
không mang lại hứa hẹn kiểm soát được chất lượng nước mà còn làm tăng chi phí xây dựng, gây khó khăn cho giai đoạn vận hành. Cách tiếp cận đúng đắn là lựa chọn công nghệ hợp lý, tương thích với nước nguồn và mối tương tác giữa các đơn vị công nghệ trong hệ thống xử lý.
Xây dựng hệ thống xử lý nước
Vật liệu xây dựng hệ thống xử lý nước, hóa chất sử dụng trong vận hành, vật liệu xây dựng đường phân phối nước tác động đến chất lượng nước qua quá trình ăn mòn vật liệu, giải phóng tạp chất từ vật liệu trong quá trình lão hóa. Nguyên tắc quản lý chất lượng về phương diện sử dụng vật liệu là các tạp chất giải phóng vào nước không được
44 vượt quá giá trị giới hạn cho phép đối với chỉ tiêu đó. Trong trường hợp không có chỉ tiêu được ấn định thì phải có kỹ thuật xử lý tương ứng để đảm bảo các tạp chất hình thành không có tác động xấu đến chất lượng nước.
Hóa chất sử dụng trong hệ thống xử lý nước phải đảm bảo là loại sử dụng với chất lƣợng trong công nghệ thực phẩm.
Vận hành hệ thống xử lý nước
Khi tiến hành xử lý nước là đã đặt ra mục tiêu cải thiện chất lượng nước so với chất lượng của nước nguồn. Ngay cả khi đã lựa chọn và thiết kế hệ thống xử lý hoàn hảo thì chất lượng nước cũng chỉ có thể kiểm soát khi vận hành đúng.
Người vận hành trước hết phải đòi hỏi có tay nghề, am hiểu công việc mà mình phụ trách chứ không phải chỉ có thao tác “bật và tắt máy” hay bảo dƣỡng bơm. Nhiều cơ sở xử lý nước đạt được tiêu chí trên nhưng phần lớn là không đáp ứng.
Cần lưu ý rằng, an toàn thực phẩm là một chính sách lớn của nhà nước liên quan đến sức khỏe của người tiêu dùng mà nước sinh hoạt là “nguồn thực phẩm” lớn nhất đối với con người.
Thiếu kiến thức và kinh nghiệm chuyên môn cộng với chế độ ưu đãi (tiền lương) không thỏa đáng, nhiều người vận hành hệ thống xử lý nước xem công việc của họ chỉ mang tính chất “nghề phụ”, khi đó khó đòi hỏi về tính chất nghiêm túc trong việc duy trì chất lượng nước cấp.
Trong công tác vận hành cần đảm bảo ít nhất hai yếu tố liên quan đến chất lƣợng nước: sử dụng hóa chất và công tác vệ sinh công nghiệp.
Sử dụng hóa chất trong các trạm xử lý nước chủ yếu liên quan đến chất keo tụ, trợ keo tụ và chất khử trùng. Trong một hệ thống xử lý nước, liều lượng chất keo tụ, trợ keo tụ thay đổi theo thời theo mùa, tháng, thậm chí theo ngày. Nắm vững đặc tính đó sẽ sử dụng các loại hóa chất trên ở mức độ hợp lý, tiết kiệm, thậm chí không phải dùng tới mà vẫn đảm bảo được chất lượng nước.
Tình trạng sử dụng hóa chất không đúng liều lƣợng dẫn đến làm mất hiệu quả khử trùng (thiếu) hay gây độc cho người sử dụng nước do hình thành các sản phẩm phụ (dư).
Không ở nhiều nơi nhƣng có xuất hiện tình trạng chỉ sử dụng hóa chất khử trùng vào những đợt kiểm tra (thường là quá dư, có thể dẫn đến sự phàn nàn về mùi khó chịu), còn bình thường thì bỏ qua.
Công tác vệ sinh hệ thống xử lý cũng đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì, đảm bảo chất lượng nước cấp. Thải bùn từ bể lắng, vệ sinh tầng lọc đúng sẽ tránh được khả năng tích lũy bùn, qua đó tăng cường được độ trong của nước và giảm thành phần chất hữu cơ tan trong nước. Vệ sinh cơ học các thành phần rong, rêu, bụi bám trên thành bể cũng góp phần đảm bảo chất lượng nước.
Duy trì kỷ luật vận hành trên cơ sở hiểu biết về bản chất của quá trình xử lý nước là điều kiện quan trọng để kiểm soát chất lượng nước.
Bảo dưỡng, bảo trì hệ thống phân phối nước
Chất lượng nước được đánh giá tại điểm cuối cùng, tại vòi nước của người sử dụng.
Trên chặng đường chuyển tải nước từ hệ thống xử lý nước đến tay người tiêu dùng có khả năng xảy ra nhiều biến cố dẫn đến sự xuống cấp về chất lượng nước so với khi nó vừa ra khỏi hệ thống xử lý. Một trong những hiện tƣợng phổ biến là sự tái nhiễm vi sinh
45 gây bệnh trong đường ống dẫn nước do suy giảm hóa chất khử trùng (tự phân hủy) hay hiện tượng ăn mòn, tắc, vỡ đường ống dẫn nước. Khắc phục những hiện tượng trên rất khó khăn và tốn kém do phần lớn hệ thống đường ống được chôn ngầm dưới đất. Những hiện tƣợng trên xảy ra có nguyên nhân từ khâu lựa chọn công nghệ xử lý, vận hành hệ xử lý, lựa chọn nguyên vật liệu sử dụng, thiết kế hệ thống phân phối nước (ví dụ nhiều đoạn đường ống chết, không có nước chảy qua).
Khi hiện tượng có khả năng xảy ra hay đã xuất hiện thì trước hết cần tới số liệu quan trắc để có giải pháp khắc phục, vì vậy cần phải xây dựng những vị trí quan trắc và phương tiện đánh giá cho hệ thống phân phối nước.
Điều kiện kinh tế, văn hóa, xã hội
Chất lượng nước sinh hoạt luôn bị ảnh hưởng bởi điều kiện kinh tế (mức sống của cộng đồng trong vùng) bởi lý do để đạt được chất lượng nước cao cần chi phí tương ứng.
Mức sống của cộng đồng dân cƣ trong các vùng là khác nhau: giữa vùng đồng bằng và miền núi, giữa các làng xã trong cùng vùng có hay không có nghề phụ (thu nhập ngoài sản xuất nông nghiệp), các vùng lân cận các đô thị và vùng xa cách hơn.
Do thu nhập khác nhau nên người sử dụng nước ở một số vùng có khả năng chi trả cao, trong khi mức chi trả rất thấp ở nhiều nơi (vùng núi) đã là khó khăn.
Tại một số địa phương, do thiếu kinh phí duy tu hệ thống xử lý và mạng dẫn nước dẫn đến tình trạng không cấp được nước và xuống cấp về chất lượng.
Hiện nay, người dân sống trong vùng nông thôn đã có ý thức rõ rệt về tầm quan trọng của chất lượng nước sinh hoạt so với trước đây. Họ đã tận dụng mọi cơ hội có thể để cải thiện chất lượng nước sinh hoạt trên cơ sở hiểu biết và khả năng có thể có của họ.
Một trong những khiếm khuyết của họ là hiểu biết chƣa đầy đủ về những việc cần và phải làm để cải thiện chất lượng nước trong hoàn cảnh cụ thể, ví dụ như các biện pháp bảo vệ nguồn nước, tích trữ nước đúng cách.
Sử dụng nước phù hợp mục đích
Các cộng đồng dân cƣ có những đặc trƣng rất khác nhau về phong tục, tập quán, lối sống và quy mô tập trung nhưng tất cả đều có mối quan tâm đặc biệt tới nguồn cấp nước cho sinh hoạt và sản xuất. Nước cấp cho sinh hoạt bao gồm nước vệ sinh, ăn uống, chế biến thực phẩm kể cả nước tưới cây, phòng hỏa.
Lượng nước sử dụng trực tiếp cho sinh hoạt hàng ngày vào khoảng 80 – 100 lít/người, tất nhiên giá trị nêu trên dao động theo mùa nóng lạnh, vào khả năng đáp ứng nhu cầu và cả thói quen của người sử dụng nước. Tuy lượng nước sử dụng tính theo đầu người có thể dao động khá lớn phụ thuộc vào hoàn cảnh cụ thể nhưng lượng nước ăn uống của mọi người, kể cả trẻ em và người lớn không khác nhau nhiều, khoảng 3 – 5 lít/người. Lượng nước sử dụng trực tiếp cho ăn uống chiếm tỷ lệ rất thấp.
Nước dùng cho các mục đích khác nhau đòi hỏi chất lượng khác nhau.
Nước ăn uống đòi hỏi chất lượng an toàn về phương diện đảm bảo sức khỏe cho người sử dụng, không gây ra các loại bệnh mãn tính (tích lũy theo thời gian) và cấp tính (phát triển nhanh). Kim loại nặng, chất hữu cơ độc hại ít gây độc cấp tính mà chúng tích lũy dần trong cơ thể, bệnh liên quan chỉ xuất hiện sau một thời gian nhất định. Tích lũy độc tố không chỉ thông qua con đường nước ăn uống mà còn thông qua chuỗi thức ăn