Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Khóa luận tốt nghiệp cử nhân ngành Y tế công cộng của sinh viên Nguyễn Thị Lan Hương (Trường Đại học Y tế công cộng, Hà Nội, năm 2009) thực hiện đề tài "Tổng quan tài liệu về ô nhiễm Asen và ảnh hưởng sức khỏe trên thế giới và Việt Nam" dưới sự hướng dẫn của Thạc sỹ Trần Thị Tuyết Hạnh.

Bối cảnh nghiên cứu xuất phát từ thực trạng ô nhiễm môi trường toàn cầu, trong đó báo cáo của Tổ chức Bảo vệ môi trường Green Cross (Thụy Sỹ) và Viện Blacksmith (Mỹ) xếp ô nhiễm nước ngầm đứng thứ 3 trong số 10 nguyên nhân ô nhiễm gây tác hại nghiêm trọng nhất trên Trái Đất. Nước ngầm chiếm khoảng 30% tổng lượng nước ngọt toàn cầu, song đang chịu sự xâm nhiễm nặng nề bởi Asen (thạch tín) từ cả các cấu tạo địa chất tự nhiên lẫn hoạt động nhân tạo (khai khoáng, luyện kim, chất thải công nghiệp, sử dụng phân bón và hóa chất bảo vệ thực vật). Do tốc độ dịch chuyển của nước ngầm rất chậm, Asen tích tụ kéo dài qua nhiều năm và thường chỉ được phát hiện khi đã phát sinh các hậu quả bệnh lý trên cộng đồng dân cư. Lịch sử đã ghi nhận độc tính Asen từ năm 55 sau Công nguyên khi Nero dùng thạch tín đầu độc Britannicus. Đến thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20, Asen từng được dùng làm thuốc điều trị thiếu máu, viêm khớp, hen suyễn, sốt rét và tiểu đường. Năm 1920, hiểm họa ngộ độc Asen mạn tính mới được ghi nhận đầy đủ khi dịch bệnh "Bàn chân đen" bùng phát tại Đài Loan do sử dụng nước giếng khoan nhiễm Asen. Tại Việt Nam, nguy cơ này đe dọa sức khỏe cộng đồng khi có khoảng 13,5% dân số sử dụng nước ăn uống trực tiếp từ giếng khoan, đặc biệt là các vùng đồng bằng phù sa bồi tích ven sông Hồng và sông Cửu Long.

Khóa luận xác định mục tiêu chung và 5 mục tiêu cụ thể theo văn bản:

  • Mục tiêu chung: Xây dựng tổng quan tài liệu về thực trạng ô nhiễm Asen, ảnh hưởng của Asen tới sức khỏe con người và các giải pháp giảm thiểu ảnh hưởng của ô nhiễm Asen trong nước ngầm ở Việt Nam và trên thế giới.
  • Mục tiêu cụ thể:
    1. Mô tả đặc điểm lý hóa, độc tính và sự tồn tại của Asen trong tự nhiên.
    2. Mô tả thực trạng ô nhiễm Asen trên thế giới và Việt Nam.
    3. Mô tả những ảnh hưởng của ô nhiễm Asen đối với sức khỏe của con người.
    4. Những giải pháp giảm thiểu ô nhiễm Asen trong nước ngầm đã và đang được áp dụng ở Việt Nam và trên thế giới.
    5. Đưa ra những khuyến nghị nhằm giảm thiểu nguy cơ nhiễm độc Asen trong nước ngầm cho cộng đồng.

Đối tượng nghiên cứu của khóa luận là các công trình khoa học, báo cáo khảo sát thực địa, tài liệu dịch tễ học và dữ liệu công nghệ môi trường liên quan đến Asen. Phạm vi không gian bao gồm các khu vực ô nhiễm trọng điểm trên thế giới (Bangladesh, Ấn Độ, Trung Quốc, Đài Loan, Chile, Argentina, Mexico, Hungary, Mỹ...) và các vùng ô nhiễm tại Việt Nam (lưu vực sông Hồng gồm Hà Nam, Hà Tây, Nam Định, Hưng Yên, Hà Nội; lưu vực sông Cửu Long gồm An Giang, Đồng Tháp). Phạm vi thời gian nghiên cứu tập trung vào các tài liệu xuất bản trong vòng 15 năm (từ 1994 đến 2009), trong đó phần lớn tập trung vào giai đoạn 10 năm gần thời điểm bảo vệ.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận được xây dựng dựa trên các tiêu chuẩn vệ sinh, khung pháp lý và nguyên lý dịch tễ học môi trường:

  • Tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) ban hành năm 2001, quy định ngưỡng nồng độ Asen tối đa trong nước sinh hoạt là 0,01 mg/l (thay thế ngưỡng cũ 0,05 mg/l).
  • Quyết định áp dụng tiêu chuẩn nồng độ Asen $\le 0,01$ mg/l của Bộ Y tế Việt Nam chính thức có hiệu lực từ ngày 18/4/2002.
  • Tiêu chuẩn ngành 14TCN 166-2006 do Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn ban hành về "Nước cung cấp cho ăn uống sinh hoạt - Tiêu chuẩn phân loại nguồn nước và vùng bị ô nhiễm Asen".
  • Lý thuyết thủy địa hóa và sinh địa hóa về sự hòa tan, giải phóng Asen từ các khoáng vật (pyrit, manhezit) và quá trình khử $As^{5+}$ (không tan) thành $As^{3+}$ (tan trong nước) dưới tác động của vi sinh vật trong điều kiện trầm tích phù sa yếm khí.

Phương pháp nghiên cứu thực tế là tổng quan tài liệu thứ cấp (desk review), kết hợp thu thập, sàng lọc, tổng hợp và phân tích dữ liệu dịch tễ học. Quy trình thu thập được thực hiện theo tiêu chuẩn chọn lọc: tài liệu xuất bản bằng tiếng Việt hoặc tiếng Anh trên các tạp chí khoa học chuyên ngành Sức khỏe môi trường, Y tế công cộng, Y tế dự phòng, Độc chất học, Y học hoặc ấn phẩm của các viện nghiên cứu, trường đại học và tổ chức quốc tế. Tiêu chuẩn loại trừ gồm các tài liệu ngoài hai ngôn ngữ trên, nguồn tin không chính thống và tài liệu quá cũ (yêu cầu tối thiểu 50% tài liệu công bố trong vòng 10 năm).

Từ khóa tìm kiếm bao gồm:

  • Tiếng Anh: Arsenic, history of Arsenic, Arsenic pollution, Arsenic pollution in Vietnam, Arsenic treatment, Arsenic research, Arsenic research in Vietnam, Arsenic and health, Toxicological profile of Arsenic.
  • Tiếng Việt: Asen/thạch tín, lịch sử Asen, ô nhiễm Asen/thạch tín, ô nhiễm Asen/thạch tín ở Việt Nam, giải pháp giảm tác hại của Asen, nghiên cứu Asen, nghiên cứu Asen tại Việt Nam, Asen và sức khỏe, độc tính của Asen.

Nguồn dữ liệu được truy cập từ hệ thống cơ sở dữ liệu HINARI/PUBMED/MEDLINE; hệ thống lưu trữ dữ liệu của Bộ Y tế, Bộ Tài nguyên và Môi trường, Quỹ Nhi đồng Liên hợp quốc (UNICEF), Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh môi trường Nông thôn (CERWASS), Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam; Tạp chí Environmental Health Perspectives; Hội Bảo vệ Thiên nhiên và Môi trường Việt Nam; Quỹ Môi trường SIDA. Toàn bộ tài liệu được quản lý bằng phần mềm EndNote phiên bản 10.0. Tổng số tài liệu thu thập và đưa vào danh mục phân tích là 48 tài liệu, gồm 28 tài liệu tiếng Anh, 20 tài liệu tiếng Việt; trong đó có 45/48 tài liệu (chiếm 93,75%) được công bố trong vòng 10 năm trở lại tính đến năm 2009.

Nội dung chính theo từng chương

Thông tin chung về Asen

Asen là nguyên tố á kim thuộc phân nhóm chính nhóm V, chu kỳ 4, số thứ tự 33 trong bảng tuần hoàn hóa học, đứng thứ 20 về độ phổ biến trong vỏ Trái Đất với hàm lượng trung bình 1,5 - 2 mg/kg đất. Trong trạng thái nguyên chất, Asen có 3 dạng thù hình (alpha màu vàng, beta màu đen, gamma màu xám). Hợp chất oxit của Asen hóa trị III ($As_2O_3$), dân gian gọi là thạch tín trắng, không màu, không mùi, tan trong nước và có độc tính mạnh gấp 4 lần thủy ngân. Asen vô cơ có độc tính cao hơn Asen hữu cơ; dạng Asen hóa trị III ($As^{3+}$) có độc tính cao hơn, khả năng di chuyển trong nước ngầm nhanh hơn và khó loại bỏ hơn so với dạng hóa trị V ($As^{5+}$).

Trong tự nhiên, Asen tồn tại trong các quặng khoáng vật như pyrit, manhezit; hàm lượng trong đá magma dao động từ 0,028 - 0,05 mg/l, trong đá cacbonat khoảng 0,02 mg/l. Nước ngầm tại các vùng đồng bằng phù sa bồi tích thường tích tụ lượng lớn Asen; trong môi trường yếm khí do hoạt động của vi sinh vật, Asen không tan ($As^{5+}$) bị khử thành dạng hòa tan ($As^{3+}$). Các phức chất hữu cơ của Asen với axit fulvic có thể chiếm tới 80% dạng tồn tại của Asen trong nước dưới đất. Trong không khí, nồng độ Asen trung bình trên thế giới khoảng 5 $ng/m^3$, tại các khu vực ô nhiễm khoảng 15 $ng/m^3$ hoặc dao động 20 - 30 $ng/m^3$ ở vùng nông thôn. Asen cũng hiện diện trong thực phẩm như hải sản (cá, tôm, cua), tảo biển, gạo, nấm, gia cầm; trong đó hải sản chủ yếu chứa Asen hữu cơ dễ đào thải và ít độc hại hơn Asen vô cơ trong nước ngầm.

Dịch tễ học ô nhiễm Asen

Tác giả tổng hợp dữ liệu dịch tễ học ô nhiễm Asen trên phạm vi quốc tế và tại Việt Nam:

  • Tình hình thế giới: Theo đánh giá của chuyên gia UNICEF năm 2006, có hơn 137 triệu người trên thế giới đang sử dụng nguồn nước nhiễm Asen, trong đó 60 triệu người bị ảnh hưởng nghiêm trọng và trên 80% tập trung tại châu Á. Bangladesh là quốc gia chịu hậu quả nặng nề nhất: khảo sát tại 27 vùng năm 1997 cho thấy 38% mẫu nước có nồng độ Asen $> 0,05$ mg/l; năm 1998 ghi nhận 41/64 tỉnh thành có nước ngầm vượt mức 0,05 mg/l; ước tính trên 100 triệu người có nguy cơ và 35 triệu người trực tiếp sử dụng nước ô nhiễm. Tại Trung Quốc, sau ca bệnh đầu tiên năm 1983 ở Tân Cương, dịch tễ Asen mở rộng sang Nội Mông, Sơn Tây, Quý Châu với hơn 2 triệu người phơi nhiễm và 20.000 bệnh nhân. Tại Tây Bengal (Ấn Độ), xét nghiệm 92.000 người ghi nhận ít nhất 100 ca ung thư, 78% mẫu vi sinh tại các làng điều tra có nồng độ Asen vượt ngưỡng. Tại tây nam Đài Loan, giai đoạn 1956 - 1960 ghi nhận tỷ lệ mắc bệnh Bàn chân đen từ 6,51 đến 18,85 trên 1.000 dân do dùng nước giếng sâu có nồng độ Asen từ 0,35 - 1,1 mg/l. Các vùng ô nhiễm khác gồm vùng Cordoba (Argentina) có nồng độ Asen lên tới 2 mg/l, vùng Lagunera (Mexico) dao động 0,008 - 0,624 mg/l, Hungary dao động 0,06 - 4,0 mg/l, cùng các khu vực tại Canada, Chile, Iran, New Zealand, Ba Lan, Tây Ban Nha, Mỹ.
  • Tình hình tại Việt Nam: Khảo sát diện rộng từ tháng 11/2003 đến tháng 4/2004 trên 12 tỉnh thành với 12.461 mẫu giếng khoan cho thấy các tỉnh thuộc lưu vực sông Hồng (Hà Nam, Nam Định, Hà Tây, Hưng Yên, Hải Dương) bị ô nhiễm từ nhẹ đến nghiêm trọng. Tỉnh Hà Nam có mức độ ô nhiễm cao nhất với 57% số mẫu vượt tiêu chuẩn, có nơi gấp 100 - 500 lần mức cho phép; xét nghiệm năm 2003 tại 3 xã Hòa Hậu, Bồ Đề, Vĩnh Trụ cho thấy 94,4% số giếng có nồng độ $> 0,01$ mg/l, 62% có nồng độ $> 0,05$ mg/l và cá biệt vượt quá 1,25 mg/l. Tại Hà Tây (khảo sát năm 2006 trên 17.134 mẫu giếng khoan), tỷ lệ mẫu $> 0,05$ mg/l là 36,4%; các huyện có tỷ lệ nhiễm cao gồm Thanh Oai (51,1%), Thường Tín (49,7%), Ứng Hòa (46,6%). Tại khu vực phía Nam Hà Nội (năm 2000 - 2001), 34% số mẫu vượt ngưỡng cho phép; năm 2006, huyện Thanh Trì ghi nhận 60% giếng khoan ô nhiễm nghiêm trọng vượt mức 0,05 mg/l. Tại đồng bằng sông Cửu Long, điều tra của Cục Quản lý Tài nguyên nước trên 14.119 mẫu tại 484 xã thuộc 5 tỉnh (Đồng Tháp, An Giang, Bạc Liêu, Kiên Giang, Sóc Trăng) ghi nhận 7,1% số mẫu $\ge 0,01$ mg/l và 5,7% số mẫu $\ge 0,05$ mg/l. Huyện An Phú (An Giang) có 253/260 mẫu (chiếm 92%) vượt chuẩn, huyện Thanh Bình (Đồng Tháp) có 63% số mẫu vượt mức 0,05 mg/l.
  • Động học và phơi nhiễm: Asen thâm nhập qua đường tiêu hóa, hô hấp và thẩm thấu qua da (lượng rất nhỏ). Hợp chất Asen hòa tan hấp thụ qua ruột vào máu tới 90%; sau 30 phút xuất hiện liên kết protein ở gan, thận, bàng quang; sau 24 giờ nồng độ trong máu giảm còn 0,1% liều phơi nhiễm. Asen đào thải chủ yếu qua nước tiểu trong vài ngày, một phần tích lũy lâu dài tại da, xương, cơ bắp với chu kỳ bán hủy từ 20 đến 40 ngày. Lượng Asen hấp thụ trung bình hàng ngày của một người là khoảng 0,0035 mg/ngày; trẻ em có nguy cơ phơi nhiễm cao qua hành vi tay - miệng và nuốt đất.

Những ảnh hưởng sức khỏe của ô nhiễm Asen

Tác giả tổng hợp độc tính thực nghiệm và biểu hiện bệnh học lâm sàng:

  • Độc tính thực nghiệm: Liều gây chết trung bình ($LD_{50}$) qua đường tiêu hóa trên chuột hoang là 763 mg/kg, chuột nhà là 145 mg/kg. Từ đó ước tính liều $LD_{50}$ ở người trưởng thành nặng 70 kg dao động trong khoảng 70 - 280 mg.
  • Nhiễm độc cấp tính: Triệu chứng xuất hiện sau 30 - 60 phút khi ăn/uống phải lượng lớn Asen, khởi phát với vị kim loại hoặc mùi tỏi, bỏng rát môi, khó nuốt, nôn mửa dữ dội, xuất huyết dạ dày - ruột do vỡ bọng nước nội tạng, dẫn tới mất nước, rối loạn điện giải, hạ huyết áp, sốc tuần hoàn. Bệnh nhân có biểu hiện gan to, tan máu, viêm dây thần kinh ngoại biên, ức chế tủy xương. Y văn thế giới ghi nhận các ca tử vong sau khi nuốt 2g, 8g và 21g Asen; trẻ em có thể gặp biến chứng cấp tính trầm trọng chỉ với liều 0,7 mg $As_2O_3$. Uống phải nước chứa 108 mg As/l trong một tuần đã khiến 2/9 người tử vong.
  • Nhiễm độc mạn tính: Chia làm hai nhóm bệnh lý:
    • Tác động gây ung thư: Asen thúc đẩy hình thành khối u, ức chế sửa chữa và tổng hợp ADN trong nguyên bào sợi và tế bào tủy xương, làm giảm bạch cầu lympho ngoại vi, gây sai lạc nhiễm sắc thể, đứt gãy nhiễm sắc tử chị em và đột biến lệch bội. Nghiên cứu của Tseng (1968, 1977) trên 40.421 người dân tại 37 làng ở đông nam Đài Loan ghi nhận tỷ lệ dày sừng da 183,5/1.000, bệnh keratoza 71/1.000 và ung thư da 10,6/1.000. Nghiên cứu của Wu (1989) tại 42 làng Đài Loan giai đoạn 1973 - 1986 cho thấy tỷ lệ tử vong do ung thư bàng quang ở nhóm dùng nước nhiễm Asen cao gấp hơn 30 lần ở nam giới và hơn 80 lần ở nữ giới so với nhóm không phơi nhiễm. Tại Việt Nam, khám lâm sàng cho 650 người và cận lâm sàng cho 100 người tại 3 xã (Hòa Hậu, Vĩnh Trụ, Bồ Đề, tỉnh Hà Nam) ghi nhận tỷ lệ mắc bệnh da là 28,3% (cao vượt trội so với mức trung bình toàn quốc 3 - 5%), ung thư đường tiêu hóa và tiết niệu chiếm tỷ trọng lớn. Tại thôn Thống Nhất (xã Đông Lỗ, huyện Ứng Hòa, tỉnh Hà Tây), trong 10 năm có 22 người trong độ tuổi 45 - 55 tử vong do ung thư do dùng nước giếng khoan nhiễm Asen cao gấp gần 10 lần tiêu chuẩn.
    • Tác động không gây ung thư:
      1. Bệnh về da: Dấu hiệu sớm là biến đổi sắc tố (đốm sậm màu hoặc đốm trắng ở thân trên), tiếp đến là dày sừng lòng bàn tay, bàn chân, nứt nẻ, loét hở, hoại tử mô dẫn tới bệnh Bàn chân đen phải cắt cụt chi.
      2. Hệ tim mạch: Nghiên cứu của Chel tại Đài Loan chỉ ra phơi nhiễm Asen làm tăng nguy cơ cao huyết áp lên 3,8 lần; tăng tử vong do nhồi máu cơ tim; nguy cơ viêm tắc mạch ngoại biên tăng ngay ở nồng độ $> 0,02$ mg/l.
      3. Hệ hô hấp: Gây ho mạn tính (nghiên cứu của Borgono năm 1977 tại Chile ghi nhận 38,1% người phơi nhiễm bị ho so với 3,1% ở nhóm chứng), xơ hóa phổi và suy giảm dung tích phổi.
      4. Nội tiết: Làm biến đổi chuyển hóa đường; nghiên cứu của Rahman (1998) tại Bangladesh xác định tỷ số chênh thô (OR) mắc bệnh đái tháo đường giữa nhóm phơi nhiễm và không phơi nhiễm là 4,4.
      5. Sinh sản và phát triển: Dữ liệu tại Hungary giai đoạn 1970 - 1987 cho thấy sự gia tăng tỷ lệ sảy thai, sinh con nhẹ cân và thai chết lưu ở cộng đồng sử dụng nước giếng có nồng độ Asen $> 0,1$ mg/l.
      6. Hệ tạo máu và miễn dịch: Khảo sát tại 3 xã tỉnh Hà Nam ghi nhận 28/31 trường hợp thiếu máu cận lâm sàng có liên quan trực tiếp đến nhiễm độc Asen mạn tính; ngoài ra còn ghi nhận hiện tượng giảm bạch cầu.

Những giải pháp trong giảm thiểu tác động của ô nhiễm Asen lên sức khỏe

Tác giả hệ thống hóa 4 nhóm giải pháp can thiệp:

  1. Ngăn ngừa và phát hiện: Áp dụng phương pháp sinh học sử dụng vi khuẩn phát sáng Escherichia coli biến đổi gen (Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường Thụy Sĩ chế tạo) để kiểm tra Asen giá rẻ, không tạo hóa chất độc hại; phương pháp trắc quang dùng thuốc thử Ag-dietyldithiocacsbamat xác định nồng độ tới ngưỡng 0,05 mg/l. Lập bản đồ khoanh vùng ô nhiễm theo 5 mức độ cảnh báo (An toàn, Ô nhiễm nhẹ, Trung bình, Nặng, Nguy hiểm) kết hợp mã màu chuẩn RGB.
  2. Can thiệp nguồn nước: Chuyển đổi sang dùng nước mưa, khai thác tầng chứa nước sâu ít ô nhiễm hoặc chuyển sang nguồn nước mặt đã xử lý. Áp dụng các công nghệ xử lý Asen: tạo kết tủa sắt/mangan tự nhiên (hiệu suất 50 - 80%); keo tụ bằng phèn sắt hoặc phèn nhôm (hiệu suất $> 90%$); lọc cát, than hoạt tính, cát thạch anh (hiệu suất khoảng 70%); hấp phụ bằng oxit sắt, nhôm hoạt hóa, khoáng sét bentonite, bô-xít, mạt sắt; phương pháp oxy hóa giàn mưa làm thoáng (hiệu suất 25%); công nghệ SORAS sử dụng ánh sáng mặt trời; công nghệ lọc màng (thẩm thấu ngược đạt hiệu suất 86%, điện thẩm tách đạt 80%, vi lọc kết hợp keo tụ đạt nồng độ As sau xử lý $< 2$ ppb); phương pháp hóa học trung hòa bằng hỗn hợp cồn, methanol và 3 - 5% axit phosphoric đạt hiệu suất 100%. Quản lý chất thải công nghiệp và kiểm soát quy trình xây lấp giếng khoan.
  3. Phòng ngừa y tế và điều trị: Truyền thông cộng đồng, kiểm tra định kỳ chất lượng nước; đào tạo cán bộ y tế phát hiện sớm tổn thương da; nghiên cứu các phác đồ điều trị thải độc bằng thuốc chelation tân dược (DMSA, DMPS), kết hợp thuốc Bắc và chế độ ăn giàu vitamin, giảm protein.
  4. Hợp tác quốc tế và đề án quốc gia: Tăng cường hợp tác với UNEP, WHO, UNICEF (UNICEF đã viện trợ 800 bộ kit thử nhanh cho Việt Nam); học hỏi kinh nghiệm từ Bangladesh, Ấn Độ, Trung Quốc, Nhật Bản; tiếp nhận hỗ trợ khoa học từ Mỹ, Nga, Ý. Năm 2006, Bộ Tài nguyên và Môi trường Việt Nam phê duyệt đề án "Giảm thiểu tác hại của Asen trong nguồn nước sinh hoạt ở Việt Nam" với kinh phí hơn 17,6 tỷ đồng. Tại xã Đông Lỗ (Ứng Hòa, Hà Tây), dự án đã xây dựng thí điểm 100 bể lọc nước hộ gia đình và 12 bể lọc nước sạch cho các trường học, nhà trẻ, trạm y tế.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã tổng hợp các số liệu thực địa và kỹ thuật quan trọng trong các phụ lục của văn bản:

Bảng 1: Kết quả khảo sát mức độ nhiễm Asen trong nước giếng khoan tại 12 tỉnh thành (Tháng 4/2004)
(Nguồn: Số liệu Phụ lục 2 theo Chương trình Nước, Vệ sinh và Môi trường UNICEF Việt Nam)

STT Tỉnh/Thành phố Tổng số mẫu xét nghiệm $\le 0,01$ mg/l $> 0,01 - 0,05$ mg/l $> 0,05 - 0,1$ mg/l $> 0,1 - 0,2$ mg/l $> 0,2 - 0,5$ mg/l $> 0,5$ mg/l
1 Thái Nguyên 240 233 5 2 0 0 0
2 Quảng Ninh 240 235 5 0 0 0 0
3 Hà Tây 1.368 728 307 230 60 41 2
4 Hải Dương 480 446 31 3 0 0 0
5 Hưng Yên 3.384 2.684 390 156 76 58 20
6 Nam Định 480 341 45 31 27 35 1
7 Hà Nam 5.080 2.415 879 795 463 504 24
8 Thừa Thiên Huế 240 234 5 1 0 0 0
9 TP. Hồ Chí Minh 240 240 0 0 0 0 0
10 Long An 235 235 0 0 0 0 0
11 Đồng Tháp 212 124 5 6 27 41 9
12 An Giang 240 179 51 8 1 1 0
Tổng 12 tỉnh thành 12.439 8.894 1.723 1.232 654 680 56

Bảng 2: Tổng hợp một số công nghệ xử lý Asen trong nước về hiệu suất và chi phí
(Nguồn: Trích xuất từ Phụ lục 4 của khóa luận)

Tên công nghệ xử lý Hiệu suất loại bỏ Asen Chi phí / Ghi chú kỹ thuật
Tạo kết tủa tự nhiên (dùng Fe, Mn có sẵn) 70 - 80% Không tốn chi phí; nồng độ As sau xử lý đạt 20 - 36 ppb
Keo tụ bằng phèn sắt ($Fe^{3+}$) $> 90%$ Chi phí thấp
Keo tụ bằng phèn nhôm $> 90%$ Chi phí thấp
Gói hóa chất sản xuất sẵn ("chè nhúng") 80 - 90% 0,05 USD/gói cho 10 lít nước; nồng độ As đạt 50 - 70 ppb
Keo tụ bằng mạt sắt (sắt hóa trị 0) 94 - 99% Chi phí thấp
Lọc thông thường (vải, cát, than củi, xơ dừa) $\approx 70%$ Chi phí thấp; áp dụng thuận tiện cho hộ gia đình
Mạt sắt kết hợp cát lọc 90% Nồng độ As sau xử lý $< 27$ ppb
Nhôm hoạt hóa Đạt As $< 50$ ppb 1.400 USD/bể xử lý cho 200 - 300 hộ dân
Ôxít nhôm kim loại hoạt hóa Đạt As 10 - 25 ppb Kinh phí đầu tư $< 100$ USD/bộ xử lý
Trao đổi ion (anion) Đạt As $< 2$ ppb Chi phí đắt
Thẩm thấu ngược (RO) 86% Chi phí đắt
Điện thẩm tách 80% Chi phí đắt
Lọc màng (keo tụ phèn sắt và vi lọc) Đạt As $< 2$ ppb Chi phí đắt; phụ thuộc vào pH và liều lượng phèn
Oxy hóa làm thoáng bằng giàn mưa $\approx 25%$ Chi phí rất thấp; ống nhựa đục 150 - 200 lỗ ($\phi$ 1,5 - 2 mm)
Công nghệ năng lượng mặt trời SORAS Hiệu quả tốt Chi phí rất thấp, phù hợp nông thôn
Hóa học (cồn, methanol, 3-5% $H_3PO_4$) Đạt 100% Theo Viện KH&CN Tiên tiến Nhật Bản

Đóng góp của khóa luận thể hiện ở việc hệ thống hóa toàn diện các bằng chứng dịch tễ học quốc tế và trong nước về hiểm họa Asen tính đến năm 2009. Khóa luận cung cấp bức tranh cụ thể về mức độ ô nhiễm tại các vùng trọng điểm của Việt Nam dựa trên các cuộc điều tra quy mô lớn của UNICEF, Cục Địa chất và Cục Quản lý Tài nguyên nước; đồng thời phân loại chi tiết các giải pháp kỹ thuật khử Asen phù hợp với điều kiện nguồn lực kinh tế - xã hội tại các vùng nông thôn Việt Nam.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận phản ánh một số giới hạn nghiên cứu được tác giả trình bày và suy ra từ phạm vi tổng quan tài liệu:

  • Về dữ liệu lâm sàng: Tại thời điểm năm 2009, các bằng chứng dịch tễ học và số liệu thống kê về tổn thương da, bệnh Bàn chân đen và tỷ lệ tử vong do ung thư liên quan đến Asen tại Việt Nam mới chỉ dừng lại ở các cuộc điều tra cắt ngang tại một vài xã điểm (như tại Hà Nam, Hà Tây), chưa có các nghiên cứu dịch tễ học quy mô toàn quốc hay theo dõi thuần tập dài hạn.
  • Về cơ chế sinh học: Khóa luận ghi nhận cơ chế sinh học phân tử gây ung thư của Asen vẫn chưa được y văn thế giới làm sáng tỏ hoàn toàn; các nghiên cứu về ảnh hưởng của Asen lên sức khỏe sinh sản và sự phát triển thai nhi tại Hungary và các nước khác còn gặp yếu tố nhiễu do phơi nhiễm đồng thời với các kim loại nặng độc hại khác như chì và thủy ngân.
  • Về công nghệ xử lý: Vấn đề quản lý và xử lý cặn thải chứa Asen phát sinh từ các bể keo tụ, lắng lọc ở quy mô hộ gia đình vẫn chưa có giải pháp kỹ thuật triệt để, tiềm ẩn nguy cơ phát tán Asen trở lại môi trường đất và nước mặt.

Hướng nghiên cứu tiếp theo được văn bản đề cập bao gồm:

  • Đẩy mạnh các nghiên cứu dịch tễ học chuyên sâu nhằm theo dõi động thái biến đổi nồng độ Asen trong nước ngầm và đất, nhận diện xu hướng phát triển bệnh lý trong cộng đồng dân cư phơi nhiễm.
  • Nghiên cứu tối ưu hóa các vật liệu lọc Asen giá rẻ, sẵn có tại địa phương (như đá ong, mùn cưa, tro đốt, than hoạt tính biến tính) và quy chuẩn hóa thiết kế bể lọc cát hộ gia đình.
  • Nghiên cứu ứng dụng các phác đồ điều trị chelation (DMSA, DMPS) kết hợp y học cổ truyền và can thiệp dinh dưỡng cho bệnh nhân nhiễm độc Asen mạn tính tại Việt Nam.

Giá trị tham khảo

Bản tổng quan tài liệu này có giá trị tham khảo chuyên môn cho các nhóm đối tượng:

  • Sinh viên và học viên sau đại học: Ngành Y tế công cộng, Y tế dự phòng, Kỹ thuật môi trường, Quản lý tài nguyên nước và Dịch tễ học có thể khai thác tài liệu như một nghiên cứu tổng quan chuẩn mực về phương pháp thu thập, phân loại và xử lý y văn chuyên ngành bằng công cụ EndNote.
  • Cán bộ quản lý môi trường và y tế cơ sở: Tham khảo hướng dẫn phân loại nguồn nước và phân loại vùng ô nhiễm Asen theo tiêu chuẩn 14TCN 166-2006 tại Phụ lục 1, bao gồm quy định số lượng mẫu nước thô (tối thiểu 24 mẫu cho cấp xã/phường), quy tắc tính tỷ lệ $> 50%$ để xếp cấp vùng và hệ thống ký hiệu mã định danh mẫu nước thô/đã xử lý.
  • Kỹ sư môi trường và cán bộ dự án nước sạch nông thôn: Bảng đánh giá 27 công nghệ giảm thiểu Asen tại Phụ lục 4 cung cấp số liệu so sánh trực tiếp về hiệu suất xử lý (từ 25% của giàn mưa đến $> 90%$ của keo tụ và lọc màng) và mức chi phí đầu tư tương ứng, phục vụ công tác lựa chọn công nghệ cấp nước sinh hoạt quy mô hộ gia đình hoặc cụm dân cư.

Câu hỏi thường gặp

1. Tiêu chuẩn hàm lượng Asen cho phép trong nước sinh hoạt tại Việt Nam được áp dụng từ thời điểm nào và ở mức bao nhiêu?
Theo văn bản, từ ngày 18/4/2002, Bộ Y tế Việt Nam đã chính thức áp dụng tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống mới của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO ban hành năm 2001), hạ giới hạn hàm lượng Asen tối đa cho phép từ mức cũ $< 0,05$ mg/l xuống còn $\le 0,01$ mg/l.

2. Điểm nóng ô nhiễm Asen nghiêm trọng nhất ở Việt Nam được khóa luận ghi nhận tại đâu và có tỷ lệ ô nhiễm như thế nào?
Tỉnh Hà Nam là địa phương ô nhiễm trầm trọng nhất: khảo sát 12 tỉnh năm 2004 cho thấy 57% số mẫu giếng khoan tại Hà Nam vượt tiêu chuẩn; tại 3 xã Hòa Hậu, Bồ Đề, Vĩnh Trụ (năm 2003) có 94,4% số giếng vượt mức 0,01 mg/l, 62% vượt mức 0,05 mg/l, nhiều nơi gấp 100 - 500 lần mức cho phép và vượt quá 1,25 mg/l. UNICEF từng khẳng định mức độ ô nhiễm tại Hà Nam nghiêm trọng tương đương Bangladesh.

3. Liều lượng gây chết ($LD_{50}$) và liều lượng gây ngộ độc cấp tính của Asen ở người được ước tính ra sao?
Dựa trên thí nghiệm $LD_{50}$ ở động vật (chuột hoang 763 mg/kg, chuột nhà 145 mg/kg), các nhà khoa học ước tính liều $LD_{50}$ qua đường tiêu hóa đối với một người trưởng thành nặng 70 kg là khoảng 70 - 280 mg. Các y văn ghi nhận ca tử vong thực tế ở người lớn xảy ra sau khi ăn phải từ 2g đến 21g Asen; đối với trẻ em, ngộ độc cấp tính nghiêm trọng có thể xảy ra chỉ với lượng nhỏ 0,7 mg $As_2O_3$.

4. Khóa luận ghi nhận phương pháp sinh học nào đang được thử nghiệm để phát hiện Asen trong nước với chi phí thấp?
Khóa luận nêu rõ phương pháp sử dụng vi khuẩn phát sáng Escherichia coli do các nhà nghiên cứu thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường Thụy Sĩ phát minh. Phương pháp này đang được thử nghiệm tại Việt Nam với ưu điểm chi phí rẻ và không giải phóng các hóa chất độc hại vào môi trường.

5. Đề án cấp quốc gia nào của Chính phủ Việt Nam đã được phê duyệt nhằm xử lý vấn đề Asen trong nước sinh hoạt?
Năm 2006, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã phê duyệt đề án "Giảm thiểu tác hại của Asen trong nguồn nước sinh hoạt ở Việt Nam" với kinh phí hơn 17,6 tỷ đồng, triển khai các hoạt động điều tra, can thiệp và xây dựng thí điểm 100 bể lọc nước hộ gia đình cùng 12 bể lọc nước trường học, trạm y tế tại xã Đông Lỗ, huyện Ứng Hòa, tỉnh Hà Tây.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Thị Lan Hương là một công trình tổng quan tài liệu học thuật hoàn chỉnh, tổng hợp có hệ thống 48 tài liệu chuyên ngành về dịch tễ học và kỹ thuật môi trường liên quan đến Asen. Văn bản đã chỉ rõ thực trạng ô nhiễm nghiêm trọng của nguồn nước ngầm tại Việt Nam (đặc biệt tại Hà Nam, Hà Tây, An Giang, Đồng Tháp), khẳng định mối liên hệ bệnh lý giữa phơi nhiễm Asen với các tổn thương da, bệnh tim mạch và nguy cơ ung thư bàng quang, phổi, da. Đồng thời, công trình cung cấp cơ sở dữ liệu chi tiết về các giải pháp can thiệp kỹ thuật và đề xuất định hướng chính sách nhằm bảo vệ sức khỏe cộng đồng trước nguy cơ nhiễm độc Asen trong nước sinh hoạt.