NƯỚC NHÌN TRONG CÓ ĐỒNG NGHĨA VỚI NƯỚC SẠCH?

Nội dung bài viết

1. 1. Độ trong của nước thực sự cho chúng ta biết điều gì?
2. 2. Những gì có thể tồn tại trong một cốc nước trong suốt?
3. 2.1. Khoáng chất và các ion hòa tan
4. 2.2. Sắt và mangan: tại sao nước ban đầu trong nhưng sau đó lại xuất hiện cặn?
5. 2.3. Asen: một chất không thể phát hiện bằng độ trong của nước
6. 2.4. Amoni, nitrat và nitrit cũng không thể được xác định bằng mắt
7. 3. Nước trong có thể chứa vi sinh vật không?
8. 3.1. Vi sinh vật nằm ngoài khả năng quan sát của mắt thường
9. 3.2. Vì sao độ đục vẫn liên quan đến kiểm soát vi sinh?
10. 4. Nước đục có đồng nghĩa với nước nguy hiểm?
11. 4.1. Không phải mọi hạt gây đục đều có cùng ý nghĩa
12. 4.2. Vì vậy không nên dùng hai công thức “trong = sạch” và “đục = độc”
13. 5. Chất lượng nước cần được đánh giá theo nhiều lớp
14. 5.1. Lớp đầu tiên: những gì con người có thể cảm nhận
15. 5.2. Lớp thứ hai: những gì cần thiết bị để đo
16. 5.3. Lớp thứ ba: phân tích những thành phần cụ thể
17. 6. Có thể dùng TDS để thay cho xét nghiệm nước không?
18. 6.1. TDS cung cấp một thông tin khác với “nước sạch hay không”
19. 6.2. Một con số không thể thay thế toàn bộ phép phân tích
20. 7. Vậy thế nào mới là đánh giá chất lượng nước?
21. 7.1. Chất lượng nước không được quyết định bởi một thông số duy nhất
22. 7.2. Muốn biết nước có gì, phải chọn đúng phép kiểm tra
23. 8. Kết luận: Nước trong chỉ là phần chúng ta có thể nhìn thấy

Trả lời nhanh: Không. Độ trong chỉ cho biết nước ít hạt lơ lửng. Một cốc nước trong vẫn có thể chứa ion hòa tan, asen, amoni, nitrat, nitrit hoặc vi sinh vật mà mắt thường không nhìn thấy. Đánh giá chất lượng nước cần đi từ cảm quan → đo lường → phân tích từng thành phần.

Một cốc nước trong suốt, không màu, không có cặn thường tạo cho chúng ta cảm giác sạch. Ngược lại, khi nước chuyển vàng, có cặn hoặc trở nên đục, phản ứng tự nhiên là nghi ngờ chất lượng của nguồn nước. Cách quan sát này có giá trị, bởi màu sắc, mùi và độ đục thực sự là những thông tin được sử dụng trong đánh giá chất lượng nước.

Tuy nhiên, độ trong chỉ phản ánh một phần những gì đang tồn tại trong nước. Một cốc nước có thể nhìn hoàn toàn trong suốt nhưng vẫn chứa nhiều ion và khoáng chất hòa tan. Trong một số trường hợp, nước cũng có thể chứa các chất hóa học hoặc vi sinh vật mà mắt thường không thể phát hiện. WHO vì thế đánh giá chất lượng nước dựa trên nhiều nhóm yếu tố khác nhau, bao gồm vi sinh, hóa học, vật lý và cảm quan, chứ không dựa riêng vào vẻ ngoài của nước. (Nguồn: WHO)

Vậy nước nhìn trong thực sự cho chúng ta biết điều gì, và còn những gì đang nằm ngoài khả năng quan sát của mắt thường?

1. Độ trong của nước thực sự cho chúng ta biết điều gì?

Khi nhìn một cốc nước trong suốt, điều chúng ta có thể nói là nước không biểu hiện độ đục đáng kể bằng mắt thường tại thời điểm quan sát. Từ thông tin đó, chúng ta chưa thể kết luận nước không chứa các chất hòa tan, không có vi sinh vật hoặc đã đáp ứng tất cả các yêu cầu chất lượng.

Nói cách khác, “không nhìn thấy” và “không tồn tại” là hai khái niệm hoàn toàn khác nhau. Muốn hiểu vì sao, chúng ta phải nhìn sâu hơn vào những gì có thể tồn tại bên trong một cốc nước trong.

2. Những gì có thể tồn tại trong một cốc nước trong suốt?

2.1. Khoáng chất và các ion hòa tan

Ở bài đầu tiên của series, chúng ta đã biết nước trong tự nhiên không chỉ gồm H₂O. Khi nước tiếp xúc với không khí, đất, đá và trầm tích, nhiều chất có thể hòa tan vào nước dưới dạng ion.

Canxi (Ca²⁺), magie (Mg²⁺), natri (Na⁺), kali (K⁺), bicarbonat (HCO₃⁻), clorua (Cl⁻) và sulfat (SO₄²⁻) là những ví dụ. Khi tồn tại ở dạng hòa tan, các ion này không tạo thành những hạt mà chúng ta có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Vì vậy, một cốc nước chứa canxi và magie vẫn có thể hoàn toàn trong suốt.

Điều thú vị là một số thành phần hòa tan có thể trở nên dễ nhận thấy khi điều kiện thay đổi. Chẳng hạn, một nguồn nước chứa canxi và magie có thể nhìn rất trong, nhưng khi đun nóng lại hình thành cặn khoáng. Những chất tạo nên cặn không phải lúc đó mới xuất hiện; một phần đã tồn tại trong nước dưới dạng hòa tan từ trước.

2.2. Sắt và mangan: tại sao nước ban đầu trong nhưng sau đó lại xuất hiện cặn?

Một hiện tượng khá quen thuộc ở một số nguồn nước ngầm là nước vừa bơm lên nhìn tương đối trong, nhưng sau khi để ngoài không khí một thời gian lại chuyển vàng hoặc xuất hiện cặn màu vàng nâu.

Một trong những nguyên nhân có thể liên quan đến sắt hòa tan. Trong môi trường nước ngầm có điều kiện khử, sắt có thể tồn tại ở dạng hòa tan. Khi nước được bơm lên và tiếp xúc với oxy, trạng thái hóa học của sắt thay đổi, từ đó có thể hình thành các dạng ít tan hơn và tạo màu hoặc cặn.

Mangan cũng có thể trải qua những biến đổi hóa học tương tự trong những điều kiện phù hợp. WHO ghi nhận các hạt chứa sắt có thể tạo màu đỏ nâu, trong khi các hạt liên quan đến mangan có thể tạo màu tối hoặc đen trong nước.

Ví dụ này cho thấy trạng thái của nước tại thời điểm chúng ta quan sát không nhất thiết phản ánh đầy đủ những chất đang hòa tan bên trong nó.

2.3. Asen: một chất không thể phát hiện bằng độ trong của nước

Asen là ví dụ rất rõ về giới hạn của cảm quan. WHO cho biết asen là thành phần tự nhiên của vỏ Trái Đất và có thể được đưa vào nước thông qua quá trình hòa tan từ đá, khoáng vật và quặng; ngoài ra cũng có thể xuất hiện từ một số nguồn do hoạt động của con người. (Nguồn: WHO)

Điều quan trọng là asen trong nước không thể được nhận biết bằng màu sắc, mùi hay vị. Viện Khoa học Sức khỏe Môi trường Quốc gia Hoa Kỳ (NIEHS) nêu rõ asen không màu, không mùi, không vị và cần xét nghiệm để phát hiện. (Nguồn: NIEHS)

Điều đó có nghĩa chúng ta không thể nhìn vào một cốc nước rồi xác định nó chứa 5 µg/L hay 50 µg/L asen. Một cốc nước nhìn hoàn toàn bình thường vẫn không cung cấp đủ thông tin để loại trừ sự hiện diện của asen.

Đây cũng là lý do WHO khuyến nghị 10 µg/L (0,01 mg/L) làm giá trị hướng dẫn tạm thời đối với asen trong nước uống, còn QCVN 01-1:2024/BYT của Việt Nam quy định giới hạn asen 0,01 mg/L đối với nước sạch sử dụng cho mục đích sinh hoạt. Giá trị này phải được xác định bằng phân tích chứ không thể đánh giá bằng mắt. (Nguồn: WHO)

2.4. Amoni, nitrat và nitrit cũng không thể được xác định bằng mắt

Nguyên tắc tương tự áp dụng với nhiều chất hòa tan khác. Amoni, nitrat và nitrit không phải những hạt cặn lớn mà chúng ta có thể nhìn thấy đang trôi trong cốc nước. Vì vậy, độ trong không cho biết chính xác nước có chứa những chất này hay không hoặc nồng độ của chúng là bao nhiêu.

Chẳng hạn, QCVN 01-1:2024/BYT quy định riêng giới hạn đối với amoni, nitrat và nitrit. Việc chúng được quản lý bằng các giá trị định lượng riêng cho thấy đánh giá chất lượng nước cần dựa trên nồng độ đo được, không phải chỉ dựa trên hình thức của mẫu nước. (Nguồn: vbpl.vn)

Do đó, câu nói “nước nhà tôi rất trong nên chắc không có amoni” không đủ cơ sở khoa học. Tuy nhiên, cũng không nên suy luận theo chiều ngược lại rằng nước trong chắc chắn có amoni. Cách tiếp cận đúng là: độ trong không cho phép xác định nồng độ amoni; muốn biết phải đo.

3. Nước trong có thể chứa vi sinh vật không?

3.1. Vi sinh vật nằm ngoài khả năng quan sát của mắt thường

Vi khuẩn có kích thước rất nhỏ, còn virus thường nhỏ hơn nữa. Chúng ta không thể nhìn vào một cốc nước trong rồi xác định có hay không có vi khuẩn gây bệnh.

Đây là lý do trong các hướng dẫn về chất lượng nước uống, WHO tách nguy cơ vi sinh thành một nhóm cần được kiểm soát riêng. Hiệu quả loại bỏ hoặc bất hoạt vi khuẩn, virus và động vật nguyên sinh được đánh giá dựa trên quá trình xử lý và các chỉ tiêu vi sinh chứ không được suy ra từ độ trong của nước. (Nguồn: NCBI)

Tại Việt Nam, QCVN 01-1:2024/BYT cũng thể hiện rất rõ sự khác biệt này. Trong nhóm A, độ đục là một thông số riêng với giới hạn 2 NTU, trong khi Coliform tổng số và E. coli hoặc Coliform chịu nhiệt là những thông số vi sinh riêng với giới hạn tương ứng. (Nguồn: vbpl.vn)

Nói cách khác, độ trong và tình trạng vi sinh của nước không phải là một khái niệm.

3.2. Vì sao độ đục vẫn liên quan đến kiểm soát vi sinh?

Mặc dù độ trong không chứng minh nước không có vi sinh vật, độ đục vẫn rất quan trọng trong quá trình xử lý nước.

Các hạt lơ lửng có thể ảnh hưởng đến hiệu quả của một số phương pháp khử trùng. WHO cho biết độ đục cao có thể làm giảm hiệu quả chlorination hoặc một số phương pháp khử trùng khác; trong hướng dẫn xử lý nước, WHO cũng lưu ý việc kiểm soát độ đục hỗ trợ hiệu quả khử trùng. (Nguồn: WHO)

Đây là một trong những lý do ở bài trước về quy trình xử lý nước máy, chúng ta đã thấy các công đoạn keo tụ, tạo bông, lắng và lọc thường được thực hiện trước khử trùng. Việc loại bỏ các hạt không đơn giản chỉ để làm nước trông đẹp hơn mà còn là một phần của cả hệ thống kiểm soát chất lượng nước

4. Nước đục có đồng nghĩa với nước nguy hiểm?

4.1. Không phải mọi hạt gây đục đều có cùng ý nghĩa

Nếu nước trong chưa chắc đã đáp ứng đầy đủ yêu cầu chất lượng, liệu chúng ta có thể kết luận ngược lại rằng nước đục chắc chắn nguy hiểm?

Cũng không.

WHO lưu ý rằng độ đục có thể được tạo ra bởi các hạt có mức độ liên quan đến sức khỏe rất khác nhau. Một số trường hợp đơn giản là đất, sét hoặc vật chất vô cơ; trong những trường hợp khác, sự gia tăng độ đục có thể liên quan đến sự cố xử lý hoặc mạng lưới phân phối. Vì vậy, độ đục là một dấu hiệu cần tìm nguyên nhân chứ không phải tên của một chất ô nhiễm cụ thể. (Nguồn: WHO)

Đặc biệt, nếu một nguồn nước vốn ổn định đột nhiên chuyển đục, WHO khuyến nghị cần điều tra nguyên nhân. Trong mạng lưới cấp nước, sự gia tăng độ đục có thể liên quan đến việc tái huy động cặn, bong lớp oxit hoặc biofilm, sự cố đường ống và những biến động khác của hệ thống. (Nguồn: WHO)

4.2. Vì vậy không nên dùng hai công thức “trong = sạch” và “đục = độc”

Đây là điểm quan trọng để tránh đi từ một hiểu lầm sang một hiểu lầm khác.

Một cốc nước đục cần được tìm hiểu nguyên nhân, nhưng độ đục tự nó chưa cho biết chính xác chất gì đang tồn tại trong nước. Ngược lại, một cốc nước trong cho chúng ta biết ít hạt gây đục có thể nhận biết bằng mắt, nhưng không chứng minh nước không có chất hòa tan hoặc vi sinh vật.

Vì vậy, độ trong là một chỉ báo hữu ích về trạng thái của nước, nhưng không phải phép kiểm tra toàn diện chất lượng nước.

5. Chất lượng nước cần được đánh giá theo nhiều lớp

5.1. Lớp đầu tiên: những gì con người có thể cảm nhận

Màu sắc, mùi, vị, độ trong và cặn nhìn thấy là những thông tin đầu tiên con người có thể thu nhận khi tiếp xúc với nước. Những dấu hiệu này rất hữu ích để nhận biết các thay đổi bất thường. Một nguồn nước vốn trong nhưng đột nhiên chuyển màu, xuất hiện mùi lạ hoặc nhiều cặn rõ rệt là lý do hợp lý để kiểm tra thêm.

WHO cũng coi màu sắc, mùi, vị và hình thức của nước là những yếu tố quan trọng về tính chấp nhận của nước đối với người sử dụng. Tuy nhiên, WHO đồng thời phân biệt các yếu tố cảm quan này với các nguy cơ hóa học và vi sinh. (Nguồn: WHO)

Vì vậy, cảm quan trả lời khá tốt câu hỏi “nước trông, có mùi và có vị như thế nào?”, nhưng không thể trả lời đầy đủ “trong nước có những chất gì và nồng độ bao nhiêu?”

5.2. Lớp thứ hai: những gì cần thiết bị để đo

Khi muốn biết nhiều hơn những gì mắt, mũi và vị giác có thể nhận biết, chúng ta phải chuyển sang đo lường. pH, độ đục, độ dẫn điện và nhiều đặc tính vật lý – hóa học khác có thể được xác định bằng những thiết bị phù hợp.

Sự khác biệt ở đây rất quan trọng. Thay vì nhận xét “nước có vẻ hơi đục”, chúng ta có thể xác định độ đục bằng NTU. Thay vì nói “nước có vẻ có tính kiềm”, chúng ta có thể đo pH và nhận được một giá trị cụ thể.

Đây là bước chuyển từ cảm nhận sang số liệu.

Tuy nhiên, một vài phép đo vẫn chưa thể mô tả toàn bộ chất lượng nước. Một máy đo pH không cho biết nồng độ asen; máy đo độ đục không xác định được amoni; và máy đo độ dẫn điện không cho chúng ta danh sách đầy đủ từng ion có trong mẫu.

5.3. Lớp thứ ba: phân tích những thành phần cụ thể

Khi cần biết trong nước có bao nhiêu asen, chì, amoni, nitrat, nitrit, sắt, mangan hoặc có chỉ thị vi sinh như E. coli hay không, chúng ta cần sử dụng các phương pháp phân tích phù hợp.

Ví dụ, tài liệu kỹ thuật của WHO về asen mô tả các phương pháp phân tích như quang phổ hấp thụ nguyên tử và ICP-MS có thể được sử dụng để xác định asen trong nước. Đây là cấp độ hoàn toàn khác so với việc quan sát một cốc nước bằng mắt. (Nguồn: WHO)

Như vậy, quá trình hiểu một nguồn nước có thể được hình dung theo một logic rất đơn giản: cảm quan giúp phát hiện dấu hiệu → thiết bị cung cấp số liệu → phân tích xác định thành phần cụ thể.

6. Có thể dùng TDS để thay cho xét nghiệm nước không?

6.1. TDS cung cấp một thông tin khác với “nước sạch hay không”

Khi nhận ra mắt thường không đủ để đánh giá nước, nhiều người tìm đến bút đo TDS. TDS là viết tắt của Total Dissolved Solids, tức tổng chất rắn hòa tan. Trong thực tế, nhiều thiết bị TDS cầm tay ước tính giá trị này dựa trên độ dẫn điện của nước.

TDS có thể cung cấp thông tin hữu ích về tổng lượng các chất hòa tan có khả năng đóng góp vào độ dẫn điện, nhưng không cho biết đầy đủ từng chất cụ thể tạo nên con số đó.

Ví dụ, các ion canxi, magie, natri, bicarbonat và clorua đều có thể góp phần vào đặc tính hòa tan của nước. Hai mẫu nước có giá trị TDS gần nhau vẫn có thể có thành phần ion khác nhau.

6.2. Một con số không thể thay thế toàn bộ phép phân tích

Đây là lý do không nên sử dụng công thức “TDS càng thấp = nước càng sạch”.

Một phép đo tổng không thể thay thế cho phép phân tích một chất cụ thể. Nếu câu hỏi là “nước có asen hay không?”, chúng ta phải đo asen. Nếu câu hỏi là “có E. coli hay không?”, chúng ta phải sử dụng phép kiểm tra vi sinh phù hợp. Nếu muốn biết nồng độ amoni, cần phương pháp xác định amoni.

TDS vì thế là một thông số, không phải bản kết luận toàn bộ chất lượng nước.

Chủ đề này sẽ được giải thích kỹ hơn ở một bài riêng trong series: “TDS là gì? TDS thấp có đồng nghĩa nước sạch?”

7. Vậy thế nào mới là đánh giá chất lượng nước?

7.1. Chất lượng nước không được quyết định bởi một thông số duy nhất

Tại Việt Nam, QCVN 01-1:2024/BYT là Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sạch sử dụng cho mục đích sinh hoạt. Quy chuẩn hiện hành chia các chỉ tiêu thành nhóm A và nhóm B. Bộ Y tế cho biết nhóm A gồm 10 thông số và nhóm B gồm 89 thông số. (Nguồn: vbpl.vn)

Chỉ riêng nhóm A đã cho thấy cách tiếp cận đa chiều. Bên cạnh màu sắc, mùi và độ đục còn có Coliform tổng số, E. coli hoặc Coliform chịu nhiệt, pH, asen, clo dư tự do, chỉ số permanganat và amoni. (Nguồn: vbpl.vn)

Nếu chỉ cần nhìn nước trong là có thể biết nước đạt yêu cầu, sẽ không cần phải kiểm soát nhiều nhóm thông số khác nhau như vậy.

Cũng cần sử dụng đúng tên văn bản khi phổ biến kiến thức: QCVN 01-1:2024/BYT quy định chất lượng “nước sạch sử dụng cho mục đích sinh hoạt”, không nên tự đổi thành “quy chuẩn nước uống trực tiếp”. (Nguồn: vbpl.vn)

7.2. Muốn biết nước có gì, phải chọn đúng phép kiểm tra

Không phải nguồn nước nào cũng cần được nhìn nhận theo một danh sách nguy cơ giống hệt nhau. Nước máy, nước giếng khoan và các nguồn nước khác có lịch sử hình thành, môi trường tiếp xúc và quá trình xử lý khác nhau. Vì vậy, việc lựa chọn chỉ tiêu cần đánh giá phải dựa trên nguồn nước, mục đích sử dụng, điều kiện địa phương và những nguy cơ có liên quan.

Điều quan trọng nhất là phép đo phải trả lời đúng câu hỏi chúng ta đang muốn biết. Độ đục dùng để đánh giá độ đục. pH dùng để xác định trạng thái axit–kiềm. Xét nghiệm asen dùng để xác định asen. Phân tích vi sinh dùng để đánh giá các chỉ tiêu vi sinh tương ứng.

Không có một phép quan sát hay một thiết bị đơn giản nào thay thế được tất cả những phép đánh giá này.

8. Kết luận: Nước trong chỉ là phần chúng ta có thể nhìn thấy

Vậy nước nhìn trong có đồng nghĩa với nước sạch không?

Câu trả lời chính xác là: không thể kết luận chất lượng của một mẫu nước chỉ dựa vào độ trong.

Độ trong vẫn là một đặc điểm quan trọng. Màu sắc, mùi, vị và cặn cũng cung cấp những tín hiệu hữu ích về trạng thái của nước. Nhưng tất cả những đặc điểm cảm quan đó chỉ cho chúng ta biết một phần của câu chuyện.

Bên trong một cốc nước hoàn toàn trong suốt vẫn có thể tồn tại các ion và khoáng chất hòa tan. Trong những nguồn nước nhất định, cũng có thể xuất hiện các chất không mong muốn mà mắt thường không thể nhận biết. Vi sinh vật cũng không thể được loại trừ chỉ bằng việc nhìn vào cốc nước.

Vì vậy, thay vì chỉ hỏi “nước có trong không?”, câu hỏi khoa học hơn là: “Trong nước có những thành phần nào, hàm lượng của chúng bao nhiêu và những giá trị đó có phù hợp với yêu cầu đối với mục đích sử dụng hay không?”

Muốn trả lời được câu hỏi ấy, chúng ta phải đi từ quan sát bằng cảm quan → đo lường → phân tích thành phần.

Và đến đây lại xuất hiện một câu hỏi mới. Nếu trong một cốc nước có thể tồn tại canxi, magie, natri, sắt, mangan và nhiều ion khác mà chúng ta không thể nhìn thấy, những kim loại và ion đó đến từ đâu?