Những vi sinh vật ẩn chứa trong nguồn nước gây ra tác hại gì cho sức khỏe?

Vi sinh vật là những sinh vật đơn bào hoặc đa bào nhân sơ hoặc nhân thực có kích thước rất nhỏ, không quan sát được bằng mắt thường mà phải sử dụng kính hiển vi. Vi sinh vật có nhiều nhóm khác nhau: các virus (nhóm chưa có cấu tạo tế bào), các vi khuẩn và vi khuẩn lam (nhóm sinh vật nhân sơ), các vi nấm (nhóm sinh vật nhân chuẩn). Vi sinh vật có mặt trong môi trường nước ở nhiều dạng khác nhau.

Bên cạnh các nhóm có ích trong việc tham gia vào sự chuyển hóa các hợp chất, có nhiều nhóm vi sinh vật gây bệnh hoặc truyền bệnh cho người và động vật đặc biệt là các loại vi khuẩn, siêu vi khuẩn và ký sinh trùng gây bệnh như các loại ký sinh trùng bệnh tả, lỵ, thương hàn, sốt rét, siêu vi khuẩn viêm gan B, siêu vi khuẩn viêm não Nhật Bản,… Ở đây chúng ta chỉ đi tìm hiểu về nước bị nhiễm nhóm vi sinh vật có hại với cơ thể sống. Vi sinh vật trong nước được xâm nhập từ nhiều nguồn khác nhau và khi đó nước bị ô nhiễm vi sinh vật gây bệnh trở thành nguồn lây nhiễm các bệnh nguy hiểm cho sức khỏe con người.

Ðể đánh giá chất lượng nước dưới góc độ ô nhiễm tác nhân sinh học, người ta thường dùng chỉ số coliform. Ðây là chỉ số phản ánh số lượng vi khuẩn coliform trong nước, vi khuẩn này thường không gây bệnh cho người và sinh vật, nhưng là biểu hiện sự ô nhiễm nước bởi các tác nhân sinh học. Ðể xác định chỉ số coliform người ta nuôi cấy mẫu trong các dung dịch đặc biệt và đếm số lượng chúng sau một thời gian nhất định.

Những vi sinh vật ẩn chứa trong nguồn nước gây ra tác hại gì cho sức khỏe

Việc sử dụng nước nhiễm vi sinh có thể gây ra các bệnh lý cho cơ thể con người như nhiễm trùng, bệnh đường ruột, tiêu chảy cấp, một số trường hợp có thể gây nên suy thận, nhiễm khuẩn huyết... Ngoài ra vi sinh vật gây bệnh cho con người thuộc nhóm sống ký sinh. Chúng sống ký sinh trong các cơ quan nội tạng hoặc trên bề mặt cơ thể con người: trong các cơ quan nội tạng chúng có khả năng gây bệnh cho các cơ quan đó như bệnh gan, bệnh dạ dày, bệnh phổi…; trên bề mặt cơ thể chúng gây nên những bệnh ngoài da. Khi vi sinh vật gây bệnh nhiễm vào cơ thể con người, nó có thể dẫn đến gây bệnh, cũng có  thể tồn tại trong cơ thể mà không gây bệnh. Khả năng gây bệnh phụ thuộc vào 3 yếu tố chính: độc lực của vi sinh vật, số lượng xâm nhập và đường xâm nhập của chúng.

Một số loại vi sinh vật gây bệnh cho con người như:

• Vi khuẩn: nhiều loại gây bệnh cho người, động vật, thực vật, gây nên những tổn thất nghiêm trọng về sức khoẻ, con người cũng như sản xuất nông nghiệp. Ví dụ như trực khuẩn sốt rét thương hàn, trực khuẩn bệnh lỵ; proteus vulgaris gây bệnh ỉa chảy và chứng chảy máu đường ruột và các nhiễm trùng khác; khuẩn cầu chùm vàng gây ra nhiều bệnh ngoài da hay thực phẩm (áp xe, ung nhọt, ngộ độc)
• Động vật nguyên sinh: nhiều loại gây nhiều bệnh nguy hiểm như sốt rét, bệnh ngủ Châu Phi, bệnh lỵ amip, bệnh viêm dạ dày - ruột non từ nước cho nhiều người (do Giardia lambia).
• Các loại giun sán và trứng của chúng ký sinh ở người và động vật có thể được nước vận chuyển  sán dây, sán sanigat, sán đầu giác latus, sáng lá gan, sáng máng, giun kim, giun móc
• Amip sống ký sinh hoặc tự do có khả năng gây ra các tổn thương (lị amíp) hoặc các tổn thương ngoài ruột như gan, não, da..

Hình 1: Hình ảnh một số vi sinh vật gây bệnh

Vi sinh vật trong nước được xâm nhập từ nhiều nguồn khác nhau: từ bề mặt do bụi đất bay vào, nước mưa chảy qua những vùng đất ô nhiễm cuốn theo vi sinh vật, do nước ngầm hoặc nguồn nước khác chảy qua những nơi nhiễm bẩn nghiêm trọng. Trong đất, nước, không khí đều phát hiện thấy những nhóm vi sinh vật gây bệnh, đặc biệt là những môi trường bị ô nhiễm vi sinh, những nơi rác rưởi tồn đọng, những khu vực xung quanh bệnh viện... từ đó việc nguồn nước dùng cho sinh hoạt đến từ các khu vực này sẽ có nguy cơ cao bị ô nhiễm các vi sinh vật gây bệnh.

4 phương pháp xử lý nguồn nước bị nhiễm vi sinh vật

Trong nước từ nguồn nao cũng sẽ nhiễm một lượng vi sinh vật nhất định, ở đó có nhiều loài vi khuẩn gây bệnh, đặc biệt là các bệnh về đường tiêu hóa, như tả lỵ, thương hàn, ngộ độc thực phẩm,... cần phải được loại bỏ khỏi nước trước khi sử dụng. Dưới đây sẽ giới thiệu một số phương pháp xử lý phổ biến thường dùng hiện nay để xử lý vi sinh vật trong nước.

1. Phương pháp nhiệt

  Dùng nhiệt là phương pháp đơn giản và dễ sử dụng nhất trong việc khử trùng nước. Ở nhiệt độ 100oC, nước chỉ cần đun sôi mạnh trong vòng vài phút là có thể tiêu diệt đc các vi khuẩn, nấm mốc, giun sán, động vật nguyên sinh gây bệnh. Ngoài ra khi đung sôi các tạp chất hữu cơ dễ bay hơi, các muối kim loại dễ kết tủa có thể lắng xuốn và đóng cặn làm tăng hiệu quả xử lý nước. Tuy nhiên có một số trường hợp vi sinh vật hay trứng của chúng có cấu tạo vỏ ngoài bền nhiệt thì khó sử dụng phương pháp nhiệt để xử lý.

* Ưu điểm

- Dễ dàng sử dụng, áp dụng cho cả trường hợp cần khử trùng khẩn cấp và tạm thời.

- Đồng thời tách được các tạp chất hữu cơ dễ bay hơi, độ cứng ra khỏi nước

* Nhược điểm

- Tiêu tốn lượng nhiệt lớn, thời gian chờ lâu.

- Phải sử dụng đồ chứa riêng cho nước sau xử lý để tránh tái nhiễm khuẩn

- Không phù hợp khi cần xử lý nước lâu dài và quy mô lớn.

2 Phương pháp hóa học

  Phương pháp này sử dụng các hóa chất có đặc tính oxi hóa mạnh, tương tác với thành tế bào và phá vỡ chúng, sau đó chúng tiếp tục đi sâu vào oxi hóa nhân, tế bào chất và tiêu diệt tế bào nhanh chóng.  Các chất oxy hóa có thể được sử dụng như : clo, ozon, iodine,… Hiệu quả của việc khử trùng bằng hóa chất phụ thuộc vào nhu cầu chất oxi hóa của nước cần xử lý, nồng độ, thời gian tiếp xúc giữa các vi sinh vật và dung dịch oxi hóa, và chất lượng nước.

* Ưu điểm

- Dễ dàng sử dụng, giá thành hợp lý.

- Diệt khuẩn nhanh và hiệu quả cao.

* Nhược điểm

- Cần phải tiến hành tiền xử lý nước trước khi nước có độ đục và màu cao

- Với việc sử dụng clo, iot, ozon có thể tạo hợp chất ảnh hưởng đến sức khỏe con người.

- Khi sử dụng lượng dư hóa chất có thể tạo mùi vị khó chịu cho nước.

3. Phương pháp khử trùng bằng đèn UV

  Tia UV có khả năng tiêu diệt vi khuẩn, vi rút và vài loại ký sinh trùng bằng cách phá hủy các acid nucleic và phá hoại ADN của chúng, khiến chúng không thể thực hiện chức năng tế bào quan trọng. Khi sử dụng tia UV để khử trùng, nước sẽ được đưa vào bể chứa có lắp đèn thạch anh-thủy ngân phát ra tia UV, bức xạ của tia này sẽ tiêu diệt hoặc vô hiệu hóa các vi sinh vật gần như ngay lập tức. Tuy nhiên các vi sinh vật đã chết có thể là vật chắn tia UV cho loại còn sống, do đó khả năng khử trùng bằng tia UV cũng có giới hạn

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

* Ưu điểm

- Không làm thay đổi mùi vị nước.

- Diệt khuẩn nhanh và hiệu quả cao.

* Nhược điểm

- Tiêu tốn điện năng nhiều.

- Nguy cơ tái nhiễm khuẩn của nước sau khi xử lý cao.

- Tiến hành làm sạch và thay đèn định kỳ.

- Phải tiền xử lý nếu độ đục và màu của nước cao. 

4. Phương pháp lọc màng

Công nghệ lọc màng hiện nay đang rất phát triển với ứng dụng nhiều trong việc xử lý nước. Một số loại màng lọc được sử dụng hiện nay như: màng siêu lọc UF( Ultra Filtration) là màng siêu lọc sợi rỗng thẩm thấu với kích thước lỗ màng từ 0,1~0,001µm; lọc nano NF (Nano Filtration) cho phép loại bỏ các vật thể có kích thước từ 0,001- 0,01 µm trở lên ra khỏi nước; lọc thẩm thấu ngược RO (Reverse Osmosis) cho phép loại bỏ các vật thể có kích thước từ 0,0005µm trở lên ra khỏi nước.

Hình 2: Bảng minh họa kích thước của vi sinh vật

Do các vi sinh vật kích thước rất nhỏ chỉ quan sát được bằng kính hiển vi, tầm micromet (10nm- 100um) nên chúng dễ dàng bị chặn lại bởi các loại màng lọc trên đặc biệt là màng RO.

* Ưu điểm

- Công nghệ tiên tiến, dễ dàng sử dụng

- Ngăn chặn triệt để các vi sinh vật trong nước và các chất ô nhiễm khác.

- Phù hợp với nhiều nguồn nước khác nhau

* Nhược điểm

- Có nước thải sau hệ thống xử lý.

- Màng có thể bị nhiễm bẩn và oxy hóa nên cần thực hiện tiền xử lý và sục rửa định kỳ.

Vi sinh vật có mặt trong môi trường nước ở nhiều dạng khác nhau, gồm cả dạng có ích và dạng gây hại cho sức khỏe con người. Nguồn gây ô nhiễm sinh học cho môi trường nước chủ yếu là phân rác, nước thải sinh hoạt, xác chết sinh vật, nước thải các bệnh viện,... Ðể hạn chế tác động tiêu cực của ô nhiễm vi sinh vật nguồn nước mặt, cần nghiên cứu các biện pháp ngăn chặn nguồn gây ô nhiễm và cả xử lý nguồn nước sinh hoạt để đảm bảo điều kiện sống tốt nhất. Mỗi phương pháp xử lý nước nhiễm vi sinh vật đều có ưu nhược điểm riêng do đó việc lựa chọn phương pháp nào là phụ thuộc vào nguồn nước sử dụng, điều kiện, kinh tế… trong đó công nghệ hiện đại lọc thẩm thấu ngược RO đang được ưu dùng hiện nay với các ưu điểm vượt trội hơn hẳn các phương pháp khác.