Khử Arsen trong nước sinh hoạt: Giải pháp đã có, vẫn khó triển khai!

“Về công nghệ, hiện tại, chúng ta hoàn toàn có thể lọc mọi độc tố trong nước ngầm sử dụng cho sinh hoạt ở cả đầu nguồn lẫn cuối nguồn”, trao đổi với Tia Sáng, PGS. TS Trần Hồng Côn (Khoa Hóa – Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội) khẳng định. Tuy nhiên, việc ứng dụng giải pháp khử Arsen vào thực tiễn lại là bài toán khó giải.


PGS. TS Trần Hồng Côn thử nghiệm lọc nước sông Tô Lịch bằng thiết bị khử Arsen do ông sáng chế – Nano Sky. Ảnh tư liệu.

Thưa ông, kể từ năm 1996, đã có không ít đoàn nghiên cứu tiến hành khảo sát chất lượng nguồn nước ngầm đang được người dân sử dụng trong sinh hoạt. Nhưng vì sao cho đến nay, chúng ta vẫn chưa có được một bản đồ Arsen trên cả nước?

Về việc nghiên cứu thực trạng nước nhiễm Arsen, có thể chia thành hai giai đoạn, trước và sau năm 1998. Trước năm 1998, công nghệ của chúng ta còn rất thô sơ, thiếu thốn. Thậm chí, năm 1996, khi xét nghiệm 30 mẫu nước ngầm do Trung tâm Nghiên cứu tài nguyên và môi trường gửi tới, tôi mới bắt đầu mày mò dựng phương pháp phân tích và mỗi ngày cũng chỉ “làm” được tối đa bốn mẫu. Sau năm 1998, đã có phương pháp chuẩn, các thiết bị dần được cải tiến, việc đo Arsen trong nước trở nên dễ dàng hơn rất nhiều. Gần đây, khi sử dụng thiết bị hấp thụ nguyên tử hay quang phổ cảm ứng plasma, chúng ta đã có thể đo Arsen rất nhanh và chính xác, chỉ 30 giây mỗi mẫu. Tuy nhiên, việc khảo sát chất lượng nguồn nước ngầm trên diện rộng lại hoàn toàn phụ thuộc vào kinh phí.
 Năm 1998, sau khi kêu gọi nhiều nơi, tôi và các đồng nghiệp được Viện Nước (EAWAG, Thụy Sĩ) hỗ trợ tiến hành năm đợt khảo sát, đánh giá mức độ nhiễm Arsen trong nước ngầm tại khu vực Hà Nội. Đến năm 2000, tôi đã có báo cáo đầu tiên về hiện trạng nước nhiễm Arsen ở Hà Nội. Sau đấy, tôi chuyên sâu vào nghiên cứu giải pháp khử Arsen. Đại học Khoa học Tự nhiên tiếp tục phối hợp cùng Viện Nước lập bản đồ Arsen trong nước ngầm khai thác làm nước sinh hoạt ở lưu vực sông Hồng với sự tham gia của đông đảo chuyên gia. Ngoài lưu vực sông Hồng, các nhà khoa học đã tiến hành đo Arsen ở một số điểm thuộc lưu vực sông Mã (miền Trung), đồng bằng sông Cửu Long và một số tỉnh thuộc miền núi.  Kết quả đã được báo cáo tại Hội nghị về Arsen diễn ra tại thành phố Valencia (Tây Ban Nha) năm 2007. Nhưng với số lượng mẫu được phân tích không nhiều, báo cáo chưa đem lại cái nhìn tổng quan về tình trạng nhiễm Arsen trong nước ngầm. Mặt khác, tất cả các kết quả nghiên cứu từ trước tới nay mới chỉ cho thấy nồng độ Arsen trong nước ngầm sử dụng cho sinh hoạt chứ không phải mức độ nhiễm Arsen trong các tầng nước. Do điều kiện tài chính, các nhà khoa học chưa chủ động khoan giếng, lấy mẫu tại tất cả các tầng nước ngầm mà thường dùng luôn nước giếng đang sử dụng cho phân tích. Chúng tôi thu thập số liệu về độ sâu của các giếng lấy mẫu rồi dựa vào bản đồ về địa chất thủy văn để ước tính mẫu nước giếng ấy thuộc tầng nước nào. Đa số giếng đều có độ sâu khoảng 30- 40m, thuộc tầng nước nông nhất – holocen, tầng nước trẻ mới được bồi tích. Vì thế, ngay cả bản đồ Arsen trên địa bàn Hà Nội đã được công bố quốc tế thực chất mới chỉ là bản đồ Arsen trong nước ngầm đang được sử dụng làm nước sinh hoạt. Về mặt nghiên cứu, giới chuyên môn mới chỉ làm được đến thế.

Năm 1996, khi xét nghiệm 30 mẫu nước ngầm do Trung tâm Nghiên cứu tài nguyên môi trường gửi tới, PGS. TS Trần Hồng Côn (Khoa Hóa, Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội) bàng hoàng trước kết quả: Hơn một nửa trong số đó nhiễm Arsen và có mẫu vượt ngưỡng an toàn gấp 60 lần. Từ đó, ông kiên trì theo đuổi bài toán khử Arsen trong nước sinh hoạt. Năm 2005, trong dịp thăm quan khu K9 (Ba Vì), PGS. TS Trần Hồng Côn đã tình cờ phát hiện khả năng làm sạch nước của đá ong. Các giếng nước đào giữa các tầng đá ong tại Ba Vì đều cho nước rất trong và “ngon”. Ông mang một cục đá ong và lấy một chai nước từ giếng đá ong về xét nghiệm. Kết quả cho thấy, nước từ giếng sạch như nước đóng chai. Trong đá ong có oxit và hydroxit oxit sắt cùng một lượng nhỏ oxit nhôm. Nếu hàm lượng nhôm thấp, hàm lượng sắt cao thì đá ong có khả năng hấp thụ kim loại nặng, khử Arsen. Dựa trên nguyên lý đó, TS Trần Hồng Côn đã dùng đá ong chế tạo thiết bị khử Arsen. Máy lọc Arsen đầu tiên có tên gọi Arsen Free với một tầng lọc. Từ đấy, ông tiếp tục nâng cấp và đã chế tạo dòng máy lọc nước sử dụng công nghệ nano, vận hành theo nguyên lý hấp thụ chọn lọc với bốn tầng lọc.

Năm 2006-2007, Nhà nước đã  dành khoảng 1,8 tỷ đồng để tiến hành lập bản đồ nhiễm Arsen trong các nguồn nước ngầm (nguồn nước cấp cho sinh hoạt) trên cả nước. Tuy nhiên việc phân tích Arsen với hàm lượng phần tỷ thực ra không phải nơi nào cũng làm được. Ngay một số trường đại học cũng không có đủ điều kiện và cả trình độ để phân tích. Chính vì thế, dự án đã không đạt được mục tiêu lập bản đồ nhiễm Arsen cho cả nước.

 

Các nghiên cứu về nồng độ Arsen trong nước chủ yếu được tiến hành trên mẫu lấy từ giếng khoan. Liệu có nguy cơ nhiễm Arsen  trong nước sinh hoạt được cấp từ các nhà máy nước sử dụng  công nghệ lọc đã cũ  không, thưa ông?

Công nghệ xử lý nước của các nhà máy nước ở ta là công nghệ đã có từ hàng trăm năm nay. Có thể sau này,  thiết bị đã tân tiến hơn nhưng công nghệ lọc nước thì vẫn thế, chưa đủ để loại bỏ hết  Arsen và một số kim loại nặng. Nhưng rất may, khi bơm nước ngầm lên để xử lý sắt thì phần nhiều Arsen lại “đi” luôn theo sắt. Bởi thế, dù nhà máy nước không chủ tâm lọc Arsen đi chăng nữa thì quá trình xử lý sắt cũng vô tình loại bỏ đến 90% (mức tối đa) và 30% (mức tối thiểu) Arsen, tùy theo tỷ lệ sắt/ Arsen có trong nước. Nếu nồng độ sắt  trên 5 miligam/lít (mg/l), nồng độ Arsen dưới 0,1 mg/l thì loại được Arsen đến ngưỡng an toàn. Nếu nồng độ sắt chỉ ở quãng 1-2 mg/l và nồng độ Arsen là 0,1– 0,2 mg/l thì không lọc được Arsen về ngưỡng an toàn. Chính vì vậy, nước sinh hoạt cấp cho địa bàn Hà Nội luôn có nồng độ Arsen dao động và cho đến nay, chúng ta chưa có cơ chế kiểm soát. Chúng tôi đã theo dõi một chu kỳ lọc của bể cát qua mẫu lấy tại các vòi nước ở phía ngoài nhà máy. Kết quả: Khi nhà máy vừa tiến hành rửa cát xong, nồng độ Arsen lập tức tăng vì sắt chưa tích tụ nhiều. Sau đó, Arsen giảm nhưng lại tăng mỗi lần rửa cát.

Nếu như việc loại bỏ Arsen chỉ phụ thuộc vào nồng độ sắt thì phải chăng, việc xử lý Arsen tại các nhà máy nước không quá phức tạp?

Đúng vậy. Thực ra, chúng tôi đã từng đề xuất mô hình xử lý Arsen ngay trong nhà máy nước và nó rất đơn giản. Nếu sắt ít, chúng ta chỉ việc thêm sắt vào, sao cho lượng sắt nhiều gấp 50 lần lượng Arsen thì sẽ loại bỏ được Arsen. Tuy nhiên, nếu thế, phải mua sắt, thêm máy lọc và thậm chí, phải thay đổi thiết kế ban đầu, sẽ cần kinh phí. Chưa kể, các nhà máy nước hiện vẫn đang vận hành ổn định dù chạy theo quy trình cũ. Nếu bây giờ phải thêm một dây chuyền nữa để xử lý Arsen hay Mangan, người ta lại phải thêm công đoạn, thay đổi công nghệ, nên có thể ngại. Mà nói thật, dù nước có không đạt tiêu chuẩn cũng đâu thể đóng cửa nhà máy nước được.  
Ngay từ năm 2004, khi Sở Khoa học và Công nghệ Hà Nội đặt hàng giới khoa học, đề bài là: nghiên cứu loại Arsen trong nước, tôi đã đăng ký đề tài “Xử lý Arsen cho các nguồn nước cấp”. Đề tài được duyệt và sau khi hoàn thành, đã được nghiệm thu. Phía Sở thông báo sẽ tiến hành lưu trữ và sau đó triển khai. Nhưng đến giờ, đề án vẫn lưu kho.

Gần đây, chúng ta đã đổi ngưỡng Arsen an toàn trong nước từ 0,05 mg/l thành 0,01mg/l. Con số 0,01 mg/l liệu có hợp lý khi mà trên thực tế, việc nghiên cứu lẫn xử lý Arsen trong nước sinh hoạt vẫn chưa được tiến hành triệt để?  

Việc thay đổi tiêu chuẩn Arsen trong nước là theo khuyến cáo của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO). Nhưng tôi cho rằng, con số 0,01 mg/l khó có thể áp dụng tại Việt Nam. Đơn giản là vì nếu lấy nồng độ 0,01 mg/l làm thước đo nước “sạch” thì có lẽ, không có bao nhiêu nguồn nước cấp của ta đạt chuẩn. Trước đây, chúng ta vẫn áp dụng giới hạn an toàn là 0,05 mg/l và theo tôi, đó là mức hợp lý, xét đến bình diện cuộc sống và công nghệ của Việt Nam. Trên thế giới cũng chưa có nơi nào phát hiện nước nhiễm Arsen 0,05 mg/l ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân. Bởi thế, rất nhiều quốc gia và ngay cả một số bang của Mỹ hiện vẫn giữ tiêu chuẩn 0,05 mg/l. Trên thực tế, đây vẫn là mức tiêu chuẩn chúng ta còn đang phải phấn đấu đạt tới. Nếu mà lấy mức 0,01 mg/l thì e rằng nhiều nhà máy nước không đạt chuẩn. Rõ ràng, khi đổi sang mức tiêu chuẩn 0,01 mg/l, chúng ta chỉ “chạy” theo khuyến cáo của WHO mà không hề nghiên cứu tình hình thực tế ở Việt Nam.

Ông đã có 15 năm nỗ lực tìm giải pháp xử lý Arsen trong nước. Đến nay, kết quả và việc ứng dụng các sản phẩm khử Arsen đã đạt được bước tiến nào, thưa ông?

Ngay từ năm 2001, khi công bố bản đồ Arsen Hà Nội, chúng tôi đã công bố luôn sơ đồ công nghệ xử lý Arsen trong nước. Với sự hỗ trợ của Đại học Quốc gia Hà Nội, tôi đã tiến hành thêm một số đề tài và chế tạo thành công thiết bị xử lý Arsen ở cuối nguồn (tại vòi nước máy trong nhà dân) dựa trên thuộc tính của đá ong, có tên là Arsen Free. Sau này, nhiều nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu và phát hiện những vật liệu hấp phụ Arsen tốt gấp 10, 20 lần vật liệu đầu tiên tôi tìm được. Đặc biệt, sau khi áp dụng công nghệ nano, chúng ta đã có những vật liệu siêu hấp phụ, có thể hấp phụ Arsen gấp vài trăm, thậm chí vài nghìn lần so với trước. Các thiết bị hấp phụ cũng được cải tiến gọn nhẹ hơn, không cồng kềnh như Arsen Free. Đến nay, chúng ta đã có đầy đủ công nghệ hiện đại giúp khử Arsen ở cả đầu nguồn và cuối nguồn; thậm chí, có thể khử Arsen ngay trong lòng đất trước khi nước ngầm được bơm lên, chuyển đến nhà máy nước.
Để lọc Arsen tại giếng khoan, chúng tôi đã phối hợp cùng một nhóm các nhà khoa học Malaysia, Indonesia ứng dụng công nghệ lọc bằng đá ong, tạo nên các bể lọc có thiết kế tương tự như bể lọc cát cộng thêm một tầng đá ong. Tầng đá ong này sẽ giữ Arsen lại. Khi nó hấp phụ no Arsen thì đem “rửa” và tái sử dụng. Tuy nhiên, nơi nào nồng độ Arsen cao và cảm thấy lo lắng về nước bẩn, người ta mới sử dụng bể lọc đó. Tôi cũng đã nghiên cứu, chế tạo cứu thiết bị lọc cuối nguồn với bốn tầng lọc, giúp loại bỏ an toàn  Arsen, kim loại nặng, các độc tố hữu cơ, nitơ và vi khuẩn. Trước kia, để có một cột lọc, cần đến 30g bạc phủ trên bề mặt than hoạt tính. Sau này, ứng dụng công nghệ Nano, chúng tôi chỉ mất 0,3g bạc nhưng khả năng diệt khuẩn lại tốt gấp 100 lần bạc dạng khối. Thiết bị lọc mới dựa trên nguyên lý hấp phụ chọn lọc, chỉ lọc chất độc và giữ lại những khoáng chất tự nhiên có lợi cho cơ thể ở dưới ngưỡng cho phép. Đó là một bước tiến so với lọc qua màng – sử dụng công nghệ thẩm thấu ngược RO hiện vẫn được nhiều nơi sử dụng. Nước chảy qua màng RO  trở thành nước tinh khiết nhưng tất cả muối khoáng có ích cũng bị lọc hết. Chúng tôi đã dùng thiết bị mới thử nghiệm lọc nước sông Tô Lịch rồi gửi mẫu cho Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng phân tích. Kết quả nước đó sạch hoàn toàn, có thể uống trực tiếp. Tuy nhiên, do chúng tôi chỉ quen làm khoa học chứ không quen kinh doanh nên mỗi tháng, chỉ làm chừng 2.000-3.000 bộ, không có đầu tư để phát triển thêm và cũng không biết làm sao để mở rộng sản xuất. Nếu ứng dụng công nghệ Nano, việc loại Arsen ở đầu nguồn (nhà máy nước) cũng rất dễ dàng và đầu tư không lớn. Ngoài bể lọc cát chỉ cần thêm một hệ thống hấp phụ. Nước chảy qua đó là thành nước sạch. Nhưng cũng như bể lọc cát mỗi tuần cần sục một lần, hệ hấp phụ sau mỗi chu kỳ cũng phải tái sinh hay thay mới. Tất nhiên, sẽ phải có kinh phí đầu tư và kinh phí vận hành. Khó ở chỗ đấy!
Tất cả những nghiên cứu trên chúng tôi đều đã công bố. Tuy thế, các nhà khoa học chỉ có thể đưa ra giải pháp và đều là giải pháp khả thi, còn việc ứng dụng vào thực tiễn lại tùy thuộc vào nhận thức của người dân và sự cân nhắc của các cấp. Ngay như bộ kit thử Arsen đã có rất nhiều nơi sản xuất như Đại học Tự nhiên, Viện Địa chất… và giá rất rẻ nhưng không bán được. Tương tự, trên thế giới, việc dùng Nano bạc để diệt khuẩn đã rất phổ biến nhưng ở ta có cái khó là chưa có tiêu chuẩn để dùng Nano bạc. Chúng ta vẫn giữ thói quen phải có hướng dẫn của Nhà nước mới dám sử dụng. Tôi biết nhiều nơi muốn thay thế Clo bằng Nano bạc để lọc nước nhưng gặp phải khó khăn trên nên không làm được, trong khi dùng Nano bạc rẻ hơn rất nhiều so với các chất lọc khác mà còn diệt được cả rong rêu.

Xin cảm ơn ông!

Hương Lan thực hiện

Bà Phạm Thị Kim Trang – Trung tâm Nghiên cứu môi trường và phát triển bền vững (Đại học Quốc gia Hà Nội), nơi bắt đầu nghiên cứu về Arsen từ năm 1998 và đã có hơn 20 bài viết về Arsen được công bố quốc tế, cho biết, Trung tâm đã tiến hành nghiên cứu tại đồng bằng sông Hồng và một phần của đồng bằng sông Cửu Long (ven sông Mê Kông). Đến nay, đã lấy mẫu tại hơn 500 điểm phân bố đều trên đồng bằng sông Hồng. Qua đó, có thể nhận định, ở các khu vực ven sông nơi thường xuyên xảy ra lũ lụt trong nhiều nghìn năm có nguy cơ hình thành Arsen nhiều hơn và nồng độ Arsen trong nước cũng cao hơn khu vực xa sông. Để nghiên cứu diện rộng, các chuyên gia lấy nước ở các giếng khoan của nhà dân. Các nghiên cứu sâu về cơ chế, con đường hình thành thì cần đến sự hỗ trợ về kinh phí của nước ngoài bởi phải chủ động tiến hành khoan giếng, chủ động về chiều sâu giếng, lấy nước…, từ đấy, mới có mô hình nghiên cứu một cách chính xác. Trung tâm cũng bắt đầu tiến hành nghiên cứu sâu, chủ yếu ở tầng nước nông – tầng nước trẻ Holocen có độ sâu khoảng 30-60m. Theo bà Trang, câu hỏi vì sao Arsen hình thành ở chỗ này mà không ở chỗ khác là câu hỏi các nhà khoa học trong nước và quốc tế đều chưa trả lời được; đây cũng là một trong những hướng nghiên cứu chính của Trung tâm trong thời gian tới.

 

Tác giả

(Visited 20 times, 1 visits today)