## Tổng quan nghiên cứu

Nước là nguồn tài nguyên thiết yếu cho sự sống, tuy nhiên, việc sử dụng nước không đảm bảo vệ sinh an toàn có thể gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng đối với sức khỏe con người. Hàm lượng nitrat (NO3-) và nitrit (NO2-) trong nước uống là một trong những yếu tố quan trọng cần được kiểm soát chặt chẽ. Theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống QCVN 01:2009/BYT, hàm lượng nitrat không được vượt quá 50 mg/l và nitrit không vượt quá 3 mg/l. Tỉnh Quảng Ninh, với đặc điểm địa hình miền núi, dân cư phân tán và nguồn nước chủ yếu là nước mặt từ sông, hồ, đang đối mặt với thách thức trong việc kiểm soát hàm lượng các ion này trong nước cấp cho các nhà máy xử lý nước.

Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá hàm lượng nitrat và nitrit trong các nguồn nước cấp cho 12 nhà máy xử lý nước của tỉnh Quảng Ninh trong hai quý đầu năm 2016, sử dụng phương pháp phổ hấp thụ phân tử nhằm cung cấp dữ liệu khoa học phục vụ công tác quản lý và xử lý nước sạch. Nghiên cứu có phạm vi tập trung tại tỉnh Quảng Ninh, với các mẫu nước được lấy từ các nguồn nước mặt và nước trước xử lý tại các nhà máy. Kết quả nghiên cứu sẽ góp phần nâng cao hiệu quả kiểm soát chất lượng nước, đảm bảo an toàn sức khỏe cộng đồng và phát triển bền vững ngành cấp nước sạch tại địa phương.

## Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

### Khung lý thuyết áp dụng

- **Chu trình sinh hóa của Nitơ trong môi trường nước:** Nitơ tồn tại dưới nhiều dạng hóa học khác nhau như N2, NO3-, NO2-, NH4+, trong đó nitrat và nitrit là các dạng phổ biến và có ảnh hưởng lớn đến môi trường và sức khỏe con người. Quá trình chuyển hóa nitơ trong môi trường nước bao gồm khoáng hóa, oxy hóa và khử nitơ, ảnh hưởng đến sự tích tụ và phân bố các ion nitrat, nitrit.

- **Tính chất hóa học của nitrat và nitrit:** Nitrit có tính oxi hóa và khử, dễ phản ứng tạo phức màu azo trong môi trường axit, trong khi nitrat là ion bền, có thể được khử thành nitrit để phân tích. Đặc tính này là cơ sở cho các phương pháp phân tích quang phổ hấp thụ phân tử.

- **Độc tính và ảnh hưởng sức khỏe:** Nitrit và nitrat có thể gây ra các bệnh lý nghiêm trọng như methemoglobinemia, ung thư, ảnh hưởng đến hệ hô hấp và tiêu hóa, đặc biệt nguy hiểm với trẻ nhỏ dưới 6 tháng tuổi.

- **Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia:** QCVN 01:2009/BYT quy định giới hạn hàm lượng nitrat và nitrit trong nước uống nhằm bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng.

### Phương pháp nghiên cứu

- **Nguồn dữ liệu:** Mẫu nước được thu thập từ 12 nhà máy xử lý nước tại tỉnh Quảng Ninh trong hai quý đầu năm 2016, bao gồm nước mặt và nước trước xử lý.

- **Phương pháp phân tích:** Sử dụng phương pháp phổ hấp thụ phân tử dựa trên phản ứng tạo phức màu azo với thuốc thử aminobenzen sufonamid và N-(1 naphtyl)-1,2 diamonietan dihidroclorua để xác định nitrit, và phương pháp trắc quang với axit sunfosalixylic để xác định nitrat. Các điều kiện tối ưu như pH, thời gian phản ứng, thể tích thuốc thử và ảnh hưởng của các ion cản trở được khảo sát kỹ lưỡng.

- **Cỡ mẫu và chọn mẫu:** Tổng cộng 24 mẫu nước được lấy trong hai quý, mỗi quý 12 mẫu, đại diện cho các nguồn nước cấp chính của tỉnh.

- **Phân tích số liệu:** Xây dựng đường chuẩn, xác định giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ), đánh giá độ lặp lại và hiệu suất thu hồi để đảm bảo độ chính xác và tin cậy của phương pháp.

- **Timeline nghiên cứu:** Thực hiện từ đầu năm 2016 đến cuối quý 2 năm 2016, bao gồm giai đoạn lấy mẫu, phân tích và tổng hợp kết quả.

## Kết quả nghiên cứu và thảo luận

### Những phát hiện chính

- **Hàm lượng nitrit:** Nồng độ nitrit trong các mẫu nước dao động từ dưới giới hạn phát hiện đến khoảng 0,35 ppm, thấp hơn nhiều so với giới hạn cho phép 3 mg/l theo QCVN. Trung bình hàm lượng nitrit trong quý 1 và quý 2 năm 2016 lần lượt là khoảng 0,12 ppm và 0,15 ppm.

- **Hàm lượng nitrat:** Nồng độ nitrat trong các mẫu nước dao động từ 5 mg/l đến 45 mg/l, vẫn nằm trong giới hạn cho phép 50 mg/l. Trung bình hàm lượng nitrat trong quý 1 và quý 2 năm 2016 lần lượt là khoảng 30 mg/l và 32 mg/l.

- **Ảnh hưởng của ion cản trở:** Các ion Fe3+, Cl-, PO43- và Mn2+ có ảnh hưởng nhẹ đến kết quả phân tích nhưng không vượt quá sai số cho phép, cho thấy phương pháp có độ chọn lọc cao.

- **Độ nhạy và độ chính xác:** Giới hạn phát hiện (LOD) của phương pháp xác định nitrit là khoảng 0,005 ppm, nitrat khoảng 0,1 ppm. Độ lệch chuẩn tương đối (RSD) dưới 5%, hiệu suất thu hồi đạt 90-110%, đảm bảo độ tin cậy của kết quả.

### Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy hàm lượng nitrit và nitrat trong nguồn nước cấp cho các nhà máy xử lý nước tỉnh Quảng Ninh đều nằm trong giới hạn an toàn theo quy chuẩn quốc gia, tuy nhiên vẫn có sự biến động theo mùa và vị trí lấy mẫu. Nồng độ nitrit thấp hơn nhiều so với nitrat, phù hợp với chu trình sinh hóa chuyển hóa nitrat thành nitrit và các dạng khác trong môi trường nước. So sánh với các nghiên cứu tại các tỉnh miền núi khác, mức độ ô nhiễm nitrit, nitrat tại Quảng Ninh tương đối thấp, phản ánh hiệu quả bước đầu của các quy trình xử lý nước hiện tại.

Phương pháp phổ hấp thụ phân tử được đánh giá là phù hợp với điều kiện phòng thí nghiệm tại địa phương, cho phép phân tích nhanh, chính xác và có khả năng xử lý nhiều mẫu cùng lúc. Việc khảo sát các điều kiện tối ưu và ảnh hưởng của ion cản trở giúp nâng cao độ tin cậy và ứng dụng thực tiễn của phương pháp.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ đường chuẩn, biểu đồ so sánh hàm lượng nitrit, nitrat theo từng quý và bảng tổng hợp kết quả phân tích mẫu thực tế, giúp minh họa rõ ràng xu hướng và mức độ ô nhiễm.

## Đề xuất và khuyến nghị

- **Tăng cường giám sát chất lượng nước:** Thiết lập hệ thống lấy mẫu và phân tích định kỳ tại các nhà máy xử lý nước, tập trung vào các chỉ tiêu nitrit và nitrat để phát hiện sớm các biến động bất thường.

- **Nâng cấp công nghệ xử lý nước:** Áp dụng các công nghệ xử lý chuyên sâu nhằm giảm thiểu hàm lượng nitrit, nitrat trong nước cấp, đặc biệt trong mùa mưa khi nồng độ có xu hướng tăng.

- **Tuyên truyền nâng cao nhận thức:** Phối hợp với các cơ quan y tế và môi trường để nâng cao nhận thức cộng đồng về tác hại của nitrit, nitrat và cách bảo vệ nguồn nước sạch.

- **Đào tạo và trang bị thiết bị:** Đào tạo nhân viên kỹ thuật tại các nhà máy xử lý nước về phương pháp phân tích phổ hấp thụ phân tử, đồng thời trang bị đầy đủ thiết bị để đảm bảo phân tích chính xác, kịp thời.

- **Thời gian thực hiện:** Các giải pháp cần được triển khai trong vòng 1-2 năm tới để đảm bảo chất lượng nước cấp ổn định và an toàn cho người dân.

## Đối tượng nên tham khảo luận văn

- **Cơ quan quản lý môi trường và y tế:** Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, quy chuẩn và kế hoạch giám sát chất lượng nước.

- **Các nhà máy xử lý nước:** Áp dụng phương pháp phân tích và các khuyến nghị để nâng cao hiệu quả xử lý và kiểm soát chất lượng nước đầu ra.

- **Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành hóa học, môi trường:** Tham khảo phương pháp nghiên cứu, kết quả và phân tích để phát triển các nghiên cứu tiếp theo về ô nhiễm nước và xử lý nước sạch.

- **Cộng đồng dân cư và tổ chức phi chính phủ:** Nâng cao nhận thức về tầm quan trọng của việc bảo vệ nguồn nước và tham gia giám sát, phản ánh các vấn đề liên quan đến chất lượng nước.

## Câu hỏi thường gặp

1. **Nitrit và nitrat có ảnh hưởng như thế nào đến sức khỏe con người?**  
Nitrit có thể gây methemoglobinemia, làm giảm khả năng vận chuyển oxy của máu, đặc biệt nguy hiểm với trẻ nhỏ. Nitrat khi vào cơ thể có thể chuyển hóa thành nitrit, gây các bệnh về hô hấp, tiêu hóa và có khả năng gây ung thư.

2. **Phương pháp phổ hấp thụ phân tử có ưu điểm gì?**  
Phương pháp này có độ nhạy cao, chọn lọc tốt, cho phép phân tích nhanh nhiều mẫu cùng lúc với chi phí hợp lý, phù hợp cho các phòng thí nghiệm tại địa phương.

3. **Giới hạn cho phép nitrit và nitrat trong nước uống là bao nhiêu?**  
Theo QCVN 01:2009/BYT, nitrit không vượt quá 3 mg/l và nitrat không vượt quá 50 mg/l trong nước uống.

4. **Làm thế nào để giảm hàm lượng nitrit và nitrat trong nước cấp?**  
Có thể áp dụng các công nghệ xử lý như keo tụ, lọc, khử trùng, và các phương pháp xử lý chuyên sâu như trao đổi ion, màng lọc để loại bỏ các ion này.

5. **Tại sao cần khảo sát ảnh hưởng của các ion cản trở trong phân tích?**  
Các ion như Fe3+, Cl-, PO43- có thể gây sai số trong quá trình phân tích do phản ứng tạo kết tủa hoặc ảnh hưởng đến màu sắc phức hợp, việc khảo sát giúp điều chỉnh phương pháp để đảm bảo kết quả chính xác.

## Kết luận

- Đã thiết lập và tối ưu hóa thành công phương pháp phổ hấp thụ phân tử để xác định hàm lượng nitrit và nitrat trong nguồn nước cấp tại tỉnh Quảng Ninh.  
- Kết quả phân tích cho thấy hàm lượng nitrit và nitrat đều nằm trong giới hạn an toàn theo quy chuẩn quốc gia.  
- Phương pháp có độ nhạy cao, độ chính xác và độ lặp lại tốt, phù hợp với điều kiện phòng thí nghiệm địa phương.  
- Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho công tác giám sát và quản lý chất lượng nước sạch tại Quảng Ninh.  
- Đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước và tăng cường giám sát định kỳ nhằm bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

**Hành động tiếp theo:** Triển khai áp dụng phương pháp phân tích tại các nhà máy xử lý nước, đồng thời thực hiện các khuyến nghị về quản lý và nâng cao nhận thức cộng đồng về chất lượng nước.