Hãy thử hình dung một buổi sáng, bạn pha cốc cà phê từ dòng nước trong vắt chảy ra từ vòi, hay rảo bước trên cánh đồng xanh mướt với những hàng rau tươi tốt. Ẩn sau vẻ ngoài giản dị đó là sự hiện diện của nitrate – một hợp chất hóa học phổ biến, có mặt trong rất nhiều khía cạnh của đời sống hàng ngày. Nitrate không chỉ là nguồn cung cấp dưỡng chất thiết yếu cho cây trồng, giúp rau xanh tốt, lúa chín vàng mà còn đóng vai trò quan trọng trong sản xuất công nghiệp. Nhưng như một con dao hai lưỡi, khi vượt quá mức an toàn, nitrate có thể trở thành mối đe dọa đối với sức khỏe con người và sự cân bằng của hệ sinh thái. Liệu nguồn nước chúng ta sử dụng hằng ngày có chứa nitrate vượt ngưỡng an toàn? Và nếu có, những tác động tiềm ẩn sẽ như thế nào? Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về nitrate, từ nguồn gốc, ảnh hưởng đến các giải pháp xử lý, giúp bạn bảo vệ gia đình và môi trường sống quanh mình.

Nitrate trong nước là gì?

Nitrate (NO₃^–) là một hợp chất vô cơ chứa nitơ và oxy, tan trong nước và có nguồn gốc từ phân hủy hữu cơ, chất thải động vật và phân bón nông nghiệp. Mưa, lũ lụt và xói mòn đất có thể làm tăng hàm lượng nitrat trong nguồn nước ngầm.

NGUỒN GỐC CỦA NITRATE

Nitơ là một chất dinh dưỡng quan trọng cho sự phát triển của cây trồng. Nitơ là thành phần cấu tạo diệp lục, cho phép cây trồng tổng hợp thức ăn qua quá trình quang hợp.

• Tự nhiên: Phân hủy thực vật, chất thải động vật.
• Hoạt động nông nghiệp: Sử dụng phân bón chứa nitơ.
• Các hoạt động khác: Nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt.
• Mưa, lũ lụt và xói mòn đất có thể làm tăng hàm lượng nitrate trong nguồn nước.

Tiêu chuẩn hàm lượng Nitrate an toàn trong nước

• Theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA), nồng độ nitrat trong nước uống không được vượt quá 10 mg/L.
• Tại Việt Nam, theo quy định của Bộ Y tế (QCVN 01:2009/BYT), hàm lượng nitrat tối đa trong nước uống là 50 mg/l. Nếu hàm lượng nitrat trong nước uống vượt quá mức này thì có thể gây hại cho sức khỏe, đặc biệt là đối với trẻ sơ sinh và phụ nữ mang thai.

Kiểm tra nitrate trong nước

Nitrate là một chất gây ô nhiễm nước phổ biến có thể ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Nếu bạn sở hữu giếng nước tư nhân, bạn nên kiểm tra nitrat trong nước của mình thường xuyên. Cách tốt nhất để kiểm tra nitrat trong nguồn nước của bạn là gửi mẫu nước đến phòng thí nghiệm được chứng nhận. Các yêu cầu kiểm tra nước toàn diện sẽ đánh giá mức độ của 75 chất gây ô nhiễm nước khác nhau, bao gồm nitrat.

Để thực hiện xét nghiệm nước, bạn sẽ cần thu thập mẫu nước và bảo quản chúng một cách an toàn trong các lọ được cung cấp sẵn. Sau đó, bạn sẽ gửi mẫu đến phòng thí nghiệm

NƯỚC CẦN ĐƯỢC XÉT NGHIỆM ĐỂ CÓ THỂ XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NITRATE CHÍNH XÁC

Tác hại của Nitrate trong nước với sức khỏe

Đối với sức khỏe con người:

• Methemoglobinemia (hội chứng em bé xanh): Xảy ra ở trẻ sơ sinh do nitrate chuyển hóa thành nitrite, làm giảm khả năng vận chuyển oxy của máu.
• Ung thư: Nitrate có thể phản ứng với các amin trong thực phẩm tạo thành nitrosamine, một chất gây ung thư.

Đối với môi trường:

• Phú dưỡng: Gây bùng nổ tảo trong nước, làm cạn kiệt oxy, ảnh hưởng đến hệ sinh thái.

4 phương pháp xử lý Nitrate trong nước hiệu quả

1. Thẩm thấu ngược RO để xử lý nitrate.

Thẩm thấu ngược (RO) là một phương pháp lọc nước sử dụng áp lực để đẩy nước qua màng lọc nước RO. Màng này có các lỗ siêu nhỏ, chỉ cho phép nước đi qua, đồng thời loại bỏ các chất gây ô nhiễm, bao gồm:

• Vi khuẩn, vi rút, ký sinh trùng
• Chất rắn hòa tan, như nitrat
• Kim loại nặng, như chì, thủy ngân
• Các chất hữu cơ, như thuốc trừ sâu, hóa chất

MÀNG LỌC RO CÓ KHẢ NĂNG LOẠI BỎ HẦU HẾT CÁC HỢP CHẤT GÂY HẠI

Thẩm thấu ngược là một trong những phương pháp lọc nước hiệu quả nhất, có thể loại bỏ hơn 98% các chất gây ô nhiễm.

Đối với nitrat, Hiệu quả cao (83 – 92%), loại bỏ nhiều chất ô nhiễm khác, nhưng chi phí cao và tạo ra nước thải.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng RO không thể loại bỏ tất cả các dấu vết của nitrat. Nếu nguồn nước của bạn có 30 mg/L nitrat, một hệ thống RO sẽ có thể giảm mức đó xuống còn khoảng 3,5 – 2,5 mg/L. Điều này vẫn nằm trong phạm vi nitrat an toàn của EPA.

2. Trao đổi ion khử nitrate trong nước.

Sử dụng hạt nhựa trao đổi ion clorua lấy nitrate. Cần lưu ý hàm lượng sunfat trong nước và xử lý nước thải tái sinh.

Tuổi thọ của bộ lọc trao đổi ion được tính theo số lít nước mà nó có thể xử lý trước khi cần tái sinh. Nồng độ nitrat trong nước càng cao thì hạt nhựa càng nhanh cạn kiệt. Để quá trình trao đổi ion có hiệu quả, nước giếng không được có hàm lượng sunfat cao. Nhựa trao đổi ion sẽ thu hút cả nitrat và sunfat. Nếu hàm lượng sunfat cao hơn nitrat, khả năng khử nitrat sẽ giảm. Điều quan trọng là phải xem xét vị trí của đường thoát nước khi sử dụng hệ thống trao đổi ion. Dung dịch nước muối được sử dụng để tái sinh hạt nhựa sẽ chứa nitrat. Do đó, cần đảm bảo rằng dung dịch này được xả thải đến vị trí xa giếng và không tiếp xúc với động vật.

PHƯƠNG PHÁP TRAO ĐỔI ION GIÚP LOẠI BỎ CÁC ION KHÔNG MONG MUỐN

3. Chưng cất nước

Chưng cất nước là một phương pháp lọc nước hiệu quả để loại bỏ nitrat và các chất gây ô nhiễm khác. Phương pháp này hoạt động bằng cách đun sôi nước, sau đó làm lạnh hơi nước để tạo ra nước tinh khiết.

Trong quá trình chưng cất, nước được đưa vào một buồng có bộ phận gia nhiệt. Nước được đun sôi cho đến khi chuyển hoàn toàn thành hơi nước. Hơi nước này sau đó đi vào một cuộn dây làm mát. Tại đây, nước sẽ được làm lạnh cho đến khi trở lại trạng thái lỏng. Nước sau đó được thu thập trong một bình thủy tinh hoặc nhựa.

MÔ HÌNH CHƯNG CẤT ĐỂ LOẠI BỎI NITRATE

4. Điện phân

Điện phân là phương pháp sử dụng dòng điện một chiều để phân tách và dịch chuyển các hạt mang điện tích. Với kim loại, nó bị khử thành kim loại. Với các anion, chúng thường bị khử thành khí để loại bỏ khỏi nước.

CÁCH THỨC MÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN PHÂN HOẠT ĐỘNG

Quá trình xử lý nitrat trong nước bằng phương pháp điện phân diễn ra như sau:

• Nước được đưa vào bể điện phân, trong đó có hai cực điện:
  • Cực âm (catot)
  • Cực dương (anot)
• Khi có dòng điện chạy qua, các chất mang điện tích trong nước sẽ bắt đầu dịch chuyển. Các chất mang điện tích âm sẽ dịch chuyển về cực dương (anot). Các chất mang điện tích dương sẽ dịch chuyển về cực âm (catot).
• Nitrat là phân tử mang điện tích âm, sẽ dịch chuyển về cực dương (anot). Tại đây, nitrat sẽ bị khử bởi hydro mang điện tích dương (H⁺). Quá trình khử sẽ chuyển hóa nitrat thành khí nitơ đioxit (NO₂). Khí này sẽ bay hơi và thoát khỏi mặt nước, chỉ còn lại nước sạch.

Các ưu, nhược của các phương pháp xử lý.