Ô NHIỄM ARSENIC: PHƯƠNG HƯỚNG GIẢI QUYẾT
Mai Thanh Truyết, Ph.D.
Viển ảnh ô nhiễm arsenic trong nguồn nước sinh hoạt ổ Việt Nam đặc biệt là vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) đã là một thực tế phải đối phó. Vấn đề hiện nay là phải cố tìm một phương cách giải quyết để cứu nguy những người dân Việt chất phát trước khi vấn nạn nầy biến thành nguy cơ trầm trọng ảnh hưởng đến hàng triệu người dân như trường hợp của Bangladesh. Do đó chúng ta nên tìm hiểu về Bangladesh.
Nhiều người dân Bangladesh sau một phần tư thế kỷ xử dụng nước giếng khoan do UNICEF viện trợ vẫn còn có khái niệm mơ hồ về các tai họa di hại do sự hiện diện của arsenic trong nguồn nước. Tùy theo mức độ xâm nhập vào cơ thể con người, những hội chứng do sự nhiễm độc arsenic thay đổi theo thời gian. Từ việc da ở lòng bàn tay và móng tay, chân cho đến da trước ngực trở thàng đen xậm do arsenic tích tụ lâu dài trong cơ thể từ năm năm đến mười năm. Sau 15 năm bị nhiễm độc, các bộ phận trong cơ thể như gan, thận, lá lách bị sưng to; hệ thống tim mạch, thần kinh, bộ hô hấp bị suy thoái. Sau hơn 20 năm, các ung thư gan, lá lách, bàng quan, thận... bắùt đầu xuất hiện. Nhưng các hội chứng trên đây vẫn còn được đa số dân Bangladesh quan niệm rằng đó là bị nguyền rủa do “Trời phạt” hay “ý muốn của Chúa” (will of God). Một số khác tin tưởng rằng nước giếng bị nhiễm độc là do rắn xâm nhập vào trong khi đào giếng. Và tuyệt đại đa số vẫn tiếp tục xử dụng nguồn nước đã bị ô nhiễm vì không tìm ra một phương sách nào khác (Mortoza, S., 1999. Arsenic Poisoning: The Effect & Nutrition and Related Factors, NFB, January 18).
Hàng chục năm sau khi xử dụng nước giếng khoan chính quyền Bangladesh mới thực sự khám phá ra những vụ nhiễm độc arsenic và thiết lập Ủy ban Quốc gia Arsenic (National Arsenic Committee – 1988) để giải quyết vấn đề. Và chính Ủy ban nầy vẫn còn thụ động cho đến năm 1993, Liên Hiệp Quốc qua World Bank mới bắt đầu chú ý và cho điều tra cũng như cung cấp tài chánh, kỹ thuật và nhân sự để khảo sát các giếng của hơn 4.000 làng bị ô nhiễm.
Tuy nhiên theo những thông tin mới nhất thì các biện pháp để giải quyết vấn nạn trên vẫn còn gặp quá nhiều trở ngại và tiến hành quá chậm chạp. việc thăm dò và thử nghiệm các giếng vẫn chưa hoàn tất, phương pháp xử ký không đồng nhất, việc thiết lập các cơ sở sản xuất và xử lý nước còn thô sơ cùng với nhiều cản ngại về phương tiện và tài chánh của chánh quyền Bangladesh. Mặc dù có sự tiếp tay trực tiếp của UNICEF, UNDP, UNEP và WB, vấn nạn arsenic ở Bangladesh vẫn là một thảm nạn của thế giới hiện tại.
Trước khi trình bày các biện pháp giải quyết tình trạng nhiễm độc arsenic trong nguồn nước ở các quốc gia trên thế giới, thiết nghĩ việc truy tìm sự hiện diện của nguyên tố nầy là một việc làm ưu tiên và cần thiết. Có rất nhiều cá nhân hay cơ quan trên thế giới đang tập trung trí tuệ để cố gắng phát minh ra hệ thống thử nghiệm (test kit) dựa trên tác dụng hóa học, vật lý hay sự thay đổi màu của arsenic trên các chất hóa học. Tùy theo điều kiện thí nghiệm, các phương pháp nầy cho thấy mức độ chính xác tương đối cho phép chúng ta ước lượng sơ bộ tìng trạng nhiễm độc ở nơi khảo sát. Độ chính xác có thể khám phá được sự hiện diện của arsenic vào khoảng 10ug/L. Người viết đã tìm ra và chứng minh được rằng phương pháp dùng sulfate đồng (II) (CuSO4) có thể áp dụng trong việc truy tìm arsenic trong nguồn nước ở Việt Nam. Phương pháp nầy tương đối giản dị, dễ xử dụng, và nhất là rẽ tiền rất thích hợp với tâm cảnh của nông dân ĐBSCL. Các nguyên tố có thể ảnh hưởng lên kết quả thử nghiệm như sắt (Fe), Selenium (Se), Manganese (Mn), Nickel (Ni), Cobalt (Co) đều được loại trừ, do đó mức độ xác tính cao và phương pháp nầy có thể khám phá được arsenic ở nồng độ 50ug/L.
Arsenic hiện diện trong nước ngầm (trạng thái yếm khí) (anaerobic) dưới dạng As(III) (arsenite) trung tính (neutral). Khi tiếp xúc với không khí (nước mặt) một phần lớn As(III) sẽ hoán chuyển thành As(V) (arsenate) và cho ra ion âm (negative charge). Chính dạng sau cùng nầy là mầm móng của các hội chứng nhiễm độc arsenic. Do đó mọi phương pháp xử lý đều tập trung vào việc khử arsenate.
Từ hơn hai thập niên qua, Cơ quan Lượng định Địa chất Hoa Kỳ (US Geological Survey) dã phân tích và thẩm định arsenic trong 18.850 giếng khoan trên toàn cỏi quốc gia nầy. Nồng độ arsenic của các mạch nước ngầm ở miền Tây Hoa kỳ chiếm tỷ lệ cao nhất; thứ đến là miền Trung Tây và Đông Bắc. Miền Đông Nam là nơi có nồng độ thấp nhất. Trên 13% giếng khoan có nồng độ arsenic trên 5ug/l, khoảng 1% có nồng độ trên 50ug/L. (Focazio, MJ &al, 1999: US Geological Survey Water-Resources Investigation Report 99-4297,21p).
Từ năm 1993, EPA Hoa Kỳ đã khai triển và hợp tác với các đại học để tìm ra các công nghệ mới trong việc khử arsenic trong nước uống kết hợp các nguyên tắc hóa học, cơ học, tính hấp thụ, hấp phụ...Sau đây là một vài phương pháp xử lý tiêu biểu đang được áp dụng rộng rãi.
· Phương pháp kết tụ và gạn lọc (coagulation & filtration): các loại phèn nhôm, sắt, boron đều thích hợp cho việc khử arsenic tùy theo điều kiện pH của nguồn nước.
· Phương pháp dùng vôi sống: Phương pháp nầy có thể khử được arsenic ở độ pH cao vào khoảng 10 đơn vị (pH của nước trung hòa là 7 đơn vị). Một bất tiện của phương pháp nầy là phải hạ thấp độ pH của nước sau khi khử arsenic.
· Phương pháp dùng nhôm hoạt tính (activated alumina): Phương pháp nầy dựa theo tính hấp phụ của nhôm rất thích hợp cho các vùng nước có độ rắn hòa tan cao (total dissolved solids). Tuy nhiên các nguyên tố khác như Fluor, Selenium, Chloride và Sulfate sẽ làm giãm hiện ứng hấp phụ của nhôm. Phương pháp nầy không thích hợp cho điều kiện ở ĐBSCL vì có sự hiện diện của chloride và sulfate.
· Phương pháp trao đổ ion (ion exchange): Phương pháp dựa theo tính ái lực (affinity) đối với arsenic của một số ion. Tuy nhiên phương pháp nầy vẫn không áp dụng được cho ĐBSCL vì đắt tiền và đòi hỏi một trình độ khoa học kỹ thuật cao khi xử dụng.
· Phương pháp dựa theo nguyên lý thẩm thấu nghịch (reverse osmosis): Đây là một phương pháp rất thực dụng cho những vùng ít dân cư và tác dụng khử rất cao đạt trên 95% .
Những phương pháp căn bản trên đang được áp dụng rộng rãi ở Hoa Kỳ tùy theo điều kiệïn dân số, địa lý, mỗi phương pháp được khai triển riêng biệt hay tổng hợp.
Tuy nhiên một nan đề cho tất cả mọi phương pháp xử lý arsenic là làm thế nào để giải quyết việc bảo trì các hệ thống khử arsenic và xử lý bùn (sludge) vì trong quá trình khử chất phế thải sẽ có nồng độ arsenic rất cao. Hoa kỳ đã dùng phương pháp ổn định (stabilization) hay bao bọc (encapsulation) để xử lý phế thải nầy.
Có ba phương hướng giải quyết vấn nạn nhiễm độc tại Bangladesh.
· Tìm nguồn nước sạch không chứa arsenic bằng cách khoan giếng ở các mạch nước ngầm sâu hơn. UNICEF đang thử nghiệm phương pháp nầy (Mortoza. S., 1999, The Road to Hell, NFB, July 27). Phương pháp nầy rất tốn kém và cũng không mang lại an toàn cho người dân vì hầu hết ở nhiều nơi arsenic vẫn còn hiện diện dù ở độ rất sâu.
· Cách tiếp cận thứ hai là phương pháp lọc. Các hệ thống lọc gồm hạt sắt (Fe) pha trộn lẫn với cát nhuyễn và để trong các ống hình trụ. Nước giếng đã được khử bằng sulfate barium (BaSO4) và chảy xuyên qua hệ thống lọc trên. Arsenic có trong nước sẽ kết hợp với sulfate sắt vừa được cấu tạo và cho ra chất kết tủa arseno-pyrite bị giử lại trong các ống lọc.. Phương pháp nầy có thể làm giảm nồng độ arsenic xuống thấp hơn 1ug/L (Lepkowski, W., 1998. Arsenic Crisis in Bangladesh. CEN 76 (46): 27- 29).
· Cách tiếp cận thứ ba hiện đang được áp đụng rộng rãi cho trường hợp Bangladesh là trở về phương pháp dùng nước mặt (surface water) cho sinh hoạt. Nước mặt trước khi dùng cần phải nấu sôi hay khử bằng sulfate nhôm hoặc các muối sắt. Tuy nhiên, đa số người dân Bangladesh không thể áp dụng phương pháp đun sôi vì điều kiện về nhiên vật liệu không cho phép. Việc áp dụng một số hóa chất trên đòi hỏi kiến thức khoa học do đó cũng gây trở ngại nhiều cho dân chúng. Sau cùng việc xử dụng hệ thống khử trùng bằng tia cực tím đang được cổ súy và người dân có thêm tài trợ trong việc áp dụng phương pháp nầy (Mortoza, S., 1998. Arsenic Poisoning: No Time to Lose. NFB December 14). Tác giả trên đã ước tính chi phí cho việc khử 1m3 nước là 4 xu Hoa kỳ.
· Mùa mưa ở Bangladesh bắt đầu từ tháng sáu đền tháng chín và có vũ lượng vào khoảng 2000 mm/năm. Việc khuyến khích cũng như việc cung cấp thùng chứa nước cho người dân để trử nước mưa cũng là một phương cách tiếp cận “sạch” và rẽ tiền trong điều kiện của Bangladesh.
Ngày 4/8/2000, Bộ Kế hoạch và Đầu tư tổ chức Hội thảo về hiện trạng môi trường tại Hà Nội. Trong cuộc hội thảo nầy, lần đầu tiên Tiến sĩ Ngô Ngọc Các, thuộc Viện Địa lý Trung tâm Khoa học tự nhiên và Công nghệ quốc gia đã công bố kết quả điều tra của các trung tâm nghiên cứu môi trường trong nước và kết luận rằng nước giếng khoan ở Hà Nội đang bị nhiễm độc rất nặng. Trong 517 mẫu nước lấy từ 925 giếng khoan ở phường Quỳnh Lôi thuộc quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, nồng độ arsenic trong 68% mẫu đã vượt quá tiêu chuẩn của UNICEF cho phép ở mức độ cao (tiêu chuẩn của UNICEF là 10 ug/L). Đặc biệt một số mẫu tại khu vực nầy có độ nhiễm arsenic vượt 50 – 60 lần giới hạn cho phép (tiêu chuển cho phép của Việt Nam là 50 ug/L) (Báo Lao Động ngày 9/8/2000).
Viện Địa lý và Viện Nghiên cứu địa chất và khoáng sản đã thí nghiệm và sản xuất vật liệu hấp phụ có khả năng làm sạch và giảm lượng arsenic. Quy trình xử dụng loại vật liệu nầu không phức tạp, chỉ cần cho vật liêu vào khuấy đánh phèn, sau 20 phút nước lắng trong là được; nếu cho lọc nhanh qua cat hiệu quả lọc càng cao. Sơ bộ giá thành khoảng 1.800 – 2.000 đồng VN/m3 nước. Giải pháp nầy có thể làm giảm hàm lượng arsenic còn 30 – 50 ug/L , thấp hơn hoặc xấp xỉ tiêu chuẩn cho phép của Việt Nam (Báo Lao Động ngày 9/8/2000).
Một phương pháp khác do Viện Hóa học Công nghiệp sản xuất gồm một bộ lọc dùng một số khoáng chất có khả năng phân tích để loại thạch tín (arsenic) ra khỏi nguồm nước. Thiết bị được làm bằng nhựa tổng hợp PVC, nạp vật liệu là khoáng vật có sẳn trong tự nhiên, không gây phản ứng phụ. Thiết bị nầy làm sạch vật liêu bằng rửa ngược (back wash) một lần/năm, sau mười năm mới bổ sung vật liệu. Hiệu quả lọc đạt tiêu chuẩn Việt Nam và Tổ chức Y tế thế giới (WHO). Giá thành từ 450.000 – 500.000 đồng VN/bộ lọc (Báo Lao Động ngày 4/9/2000).
Trong hai phương pháp kễ trên, tuy viện Nghiên cứu Địa chất và Viện Hóa học không ghi minh bạch vật liệu lọc là “khoáng chất” có đặc tính hóa học và công thưcù như thế nào, nhưng qua tư liệu và các nghiên cứu về việc xử lý arsenic trên thế giới, “khoáng chất” nói trên chỉ có thể là các loại phèn sulfate hay borax... Thêm nữa, ngoài các hệ thống sàng lọc để khử arsenic, vấn đề giải quyết chất phế thải trong đó hàm lượng arsenic rất cao không được quan tâm đến. Và nếu nước rửa hệ thống lọc và bùn phế thải được trả về lòng đất trở lại, cuối cùng arsenic dù đã được lọc sạch trong nước nhưng vẫn còn hiện diện trong bùn phế thải sẽ trở về chu kỳ ô nhiễm ban đầu!
Những khám phá của các trung tâm nghiên cứu môi trường về nồng độ ô nhiễm arsenic ở phường Quỳnh Lôi đã nói lên mức độ nghiêm trọng của vấn đề. Tính cách xác tín của các kết quả trên không cần thiết phải luận bàn. Và nếu kết quả có được là một hiện thực thì mức độ ô nhiễm ở đây đã tương đương với tình trạng nhiễm độc tại Bangladeh sau hơn một phần tư thế kỷ xử dụng nước giếng khoan. Cũng theo nghiên cứu của UNICEF, nếu mức độ nhiễm độc của arsenic vào cơ thể trong khoảng thời gian trên năm năm, và điều nầy đã xảy ra tại Quỳnh Lôi thì người dân sống tại nơi nầy phải có những chỉ dấu của hội chứng của các bịnh arsenicosis, nghĩa là da lòng bàn tay, móng tay, móng chân, da phía trước ngực...biến đổi thành đen xậm và các biến chứng ban đầu của bịnh ung thư đã phải xuất hiện tại nơi đây.
Những phương cách tiếp cận để giải quyết vấn nạn ô nhiễm arsenic trong nguồn nước ở Hoa Kỳ, Bangladesh và Việt Nam cho chúng ta hình dung được mức độ nghiêm trọng của vấn đề. Việt Nam dù muốn dù không cũng phải trực diện với những nguy cơ tương tự như đã xảy ra cho Bangladesh. Do đó cần phải chuẩn bị những bước có kế hoạch “thuần túy khoa học” và vì lợi ích của người dân để kịp thời đối phó với việc nhiễm độc arsenic.
Kinh nghiệm Bangladesh là một bài học quý giá cho Việt Nam. Chúng ta bằng mọi cách không thể để hiện trạng trên tái diển ở Việt Nam được nhất là ở ĐBSCL dưới bất cứ áp lực nào kể cả UNICEF. Cách tiếp cận mới bằng cách truy tìm những mạch nước ngầm sâu hơn mà UNICEF đang áp dụng ở Bangladesh cũng đã thất bại.
Trong điều kiện Việt Nam, biện pháp phòng bị vẫn là một giải pháp tối ưu trước khi phải trực diện với vấn đề và tìm phương cách giải quyết. Nhiễm độc arsenic qua kết quả phân tích ở ĐBSCL là một thực tế đã bắt đầu manh nha sau gần mười năm UNICEF tài trợ và cho xử dụng rộng rãi hệ thống giếng khoan. Do đó, muốn tránh đaị họa trên cần phải:
· Chấm dứt chương trình phát triển giếng khoan của UNICEF;
· Cân bằng việc phát triển nông nghiệp và việc xử dụng nguồn nước để tránh hậu quả có thể làm giao động môi trường do việc khai thác tối đa nguồn nước hiện có;
· Giáo dục người dân để có một hiểu biết khá tường tận về nguy cơ nhiễm độc arsenic trong nguồn nước là một việc làm cấp bách trong giai đoạn nầy;
· Một phương pháp thử nghiệm nguồn nước (test kit) thích hợp, rẽ tiền, và dễ xử dụng để khám phá kịp thời sự hiện diện của arsenic;
· ĐBSCL với vũ lượng hơn 2.000 mm/năm sẽ giúp dân chúng có đủ nguồn nước phục vụ cho nhu cầu ăn uống của người dân nếu được giúp đở và tài trợ các hệ thống chứa nước mưa;
· Sau hết, nước mặt hiện có ở ĐBSCL đã là một ưu đãi do thiên nhiên cung cấp, do đó phải tận dụng và trân quý sự ưu đãi trên. Việc áp dụng phương pháp đánh phèn và tiệt trùng bằng tia cực tím, thiết nghĩ là một biện pháp an toàn và thích hợp nhất cho Việt Nam trong hoàn cảnh đất nước đang còn có quá nhiều vấn nạn khác cần phải giải quyết.
Mai Thanh Truyết
West Covina, 9/2000