1. Giới thiệu
Khử trùng bằng clo (Cl₂, NaOCl hoặc HOCl) là một trong những phương pháp phổ biến và hiệu quả nhất để tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh trong xử lý nước và nước thải. Tuy nhiên, khi clo phản ứng với các hợp chất hữu cơ tự nhiên có trong nước (NOM – Natural Organic Matter), nó có thể tạo ra các phụ phẩm khử trùng (DBPs). Nhiều DBPs đã được chứng minh là gây hại cho sức khỏe con người nếu tồn tại trong nước uống hoặc nước thải chưa xử lý kỹ.
2. Các nhóm phụ phẩm clo hóa chính
A. THMs – Trihalomethanes (Haloform)
Là nhóm hợp chất trong đó ba nguyên tử hydro trong CH₄ được thay bằng halogen.
Hình thành phổ biến khi HOCl phản ứng với humic, fulvic acid.
4 THMs chính (gọi là THM4):
| Tên hóa học | Công thức | Ghi chú |
|---|---|---|
| Chloroform | CHCl₃ | Rất phổ biến, gây độc gan |
| Bromoform | CHBr₃ | Gây ung thư tiềm năng |
| Dibromochloromethane | CHBr₂Cl | Gây đột biến tế bào |
| Bromodichloromethane | CHBrCl₂ | Độc tính cao |
B. HAAs – Haloacetic Acids
Gồm các axit acetic có một hoặc nhiều nguyên tử halogen.
5 loại chính (HAA5):
| Tên gọi | Công thức | Ảnh hưởng |
|---|---|---|
| Monochloroacetic acid | ClCH₂COOH | Độc tế bào |
| Dichloroacetic acid | Cl₂CHCOOH | Gây tổn thương gan |
| Trichloroacetic acid | CCl₃COOH | Gây ung thư |
| Monobromoacetic acid | BrCH₂COOH | Gây ảnh hưởng sinh sản |
| Dibromoacetic acid | Br₂CHCOOH | Độc thần kinh |
3. Tác hại đến sức khỏe
Các nghiên cứu dài hạn cho thấy:
THMs và HAAs có nguy cơ gây ung thư, đặc biệt là ung thư bàng quang, gan, đại tràng.
Gây ảnh hưởng đến phát triển thai nhi, hệ thần kinh và hệ nội tiết.
Có khả năng gây vị và mùi khó chịu trong nước nếu ở nồng độ cao.
4. Khi nào hình thành THMs, HAAs?
Khi clo (Cl₂, HOCl) phản ứng với:
✅Chất hữu cơ tự nhiên (humic, fulvic acid)
✅Bromide, iodide (tạo THMs có Br hoặc I)
Thường xảy ra trong:
✅Khử trùng nước thô, nước mặt
✅Nước thải chưa xử lý triệt để hữu cơ
5. Cách kiểm soát THMs và HAAs
| Biện pháp | Giải thích |
|---|---|
| Tiền xử lý hữu cơ (coagulation, filtration) | Giảm tiền chất tạo DBPs |
| Điều chỉnh pH | Giảm phản ứng HOCl với NOM |
| Giảm liều clo đầu vào | Tránh dư HOCl phản ứng tạo phụ phẩm |
| Sử dụng ozone, UV, chloramine | Ít tạo THMs hơn clo |
| Lắp đặt GAC (than hoạt tính) | Hấp phụ THMs, HAAs sau khi hình thành |