BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ Y TẾ
ĐẠI HỌC Y DƯỢC TP. HỒ CHÍ MINH
__________
ĐINH TRẦN QUỲNH THƯ
ĐÁNH GIÁ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI
TẠI CÁC CƠ SỞ KHÁM VÀ ĐIỀU TRỊ BỆNH RĂNG HÀM MẶT
Ở THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NĂM 2016
Chuyên ngành: RĂNG-HÀM-MẶT
Mã số: 60720601
LUẬN VĂN THẠC SĨ Y HỌC
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGÔ THỊ QUỲNH LAN
Thành phố Hồ Chí Minh - 2017
LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng
bố trong bất kỳ một cơng trình nào khác.
Ký tên
Đinh Trần Quỳnh Thư
MỤC LỤC
MỤC LỤC
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .............................................................................................i
ĐỐI CHIẾU THUẬT NGỮ VIỆT-ANH.......................................................................... ii
DANH MỤC BẢNG ...................................................................................................... iii
DANH MỤC BIỂU ĐỒ ...................................................................................................iv
DANH MỤC HÌNH .......................................................................................................... v
MỞ ĐẦU
.................................................................................................................. 1
Chương 1.
TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......................................................................... 4
1.1.
1.2.
1.3.
Nước thải y tế ...................................................................................................... 4
1.1.1.
Lượng nước thải y tế phát sinh ................................................................... 4
1.1.2.
Một số thông số đánh giá tính chất nước thải y tế....................................... 5
Nước thải Răng Hàm Mặt .................................................................................. 10
1.2.1.
Nguồn gốc phát sinh nước thải ................................................................. 10
1.2.2.
Thuỷ ngân trong nước thải RHM ............................................................. 11
1.2.3.
Tác động của thủy ngân đối với cộng đồng .............................................. 14
1.2.4.
Vi sinh vật gây bệnh trong RHM: Staphylococcus aureus ........................ 16
Tình hình nước thải y tế và Răng Hàm Mặt trong một số nghiên cứu trên thế
giới ........ ........................................................................................................................ 19
1.4.
Tình hình nước thải y tế của một số bệnh viện và phòng khám ở Việt Nam ....... 23
1.4.1.
Nước thải của một số bệnh viện tại Hà Nội .............................................. 23
1.4.2.
Nước thải của bệnh viện đa khoa Thống Nhất, tỉnh Đồng Nai .................. 23
1.4.3.
Nước thải của bệnh viện Mắt, thành phố Hồ Chí Minh ............................ 24
1.4.4.
Nước thải của bệnh viện quận 1, thành phố Hố Chí Minh ........................ 24
1.5.
1.4.5.
Nước thải của bệnh viện đa khoa tại thành phố Hồ Chí Minh................... 25
1.4.6.
Nước thải y tế của một số phòng khám tư nhân ........................................ 25
Thu thập và bảo quản mẫu nước thải.................................................................. 26
1.5.1.
Nguyên tắc chung .................................................................................... 26
1.5.2.
Phương pháp thu thập .............................................................................. 27
1.5.3.
Thời điểm lấy mẫu ................................................................................... 28
1.5.4.
Thùng chứa mẫu ...................................................................................... 28
1.5.5.
Bảo quản mẫu .......................................................................................... 29
Chương 2.
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................... 31
2.1.
Mẫu nghiên cứu ................................................................................................. 31
2.2.
Vật liệu và phương tiện nghiên cứu ................................................................... 33
2.3.
2.2.1.
Vật liệu và phương tiện cho việc thu thập mẫu nước thải RHM ............... 33
2.2.2.
Vật liệu và phương tiện cho phân tích tính chất mẫu nước thải ................ 33
Phương pháp nghiên cứu ................................................................................... 34
2.3.1.
Giai đoạn 1: Thu thập mẫu nước thải ....................................................... 35
2.3.2.
Giai đoạn 2: Phân tích các mẫu nước thải đã thu thập .............................. 37
2.3.3.
Giai đoạn 3: Thu thập các thông tin liên quan đến hệ thống xử lý nước
thải và hoạt động điều trị ......................................................................................... 39
2.4.
Biến số nghiên cứu ............................................................................................ 40
2.5.
Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................. 41
2.6.
2.5.1.
Thống kê mô tả ........................................................................................ 41
2.5.2.
Thống kê suy lý ....................................................................................... 41
Kiểm sốt sai lệch thơng tin ............................................................................... 41
Chương 3.
KẾT QUẢ ............................................................................................... 43
3.1.
Các thơng số lý hóa và vi sinh của nước thải Răng Hàm Mặt ............................. 43
3.1.1.
Thông số độ pH ....................................................................................... 44
3.1.2.
Thơng số nhu cầu oxy hóa học COD và nhu cầu oxy sinh học BOD5....... 44
3.1.3.
Thông số tổng chất rắn lơ lửng TSS ......................................................... 46
3.1.4.
Thông số sunfua....................................................................................... 46
3.1.5.
Thông số amoni ....................................................................................... 47
3.1.6.
Thông số nitrat, phosphat ......................................................................... 48
3.1.7.
Thông số vi sinh Staphylococcus aureus .................................................. 48
3.1.8.
Thơng số thủy ngân ................................................................................. 49
3.2.
Tính chất nước thải tại bệnh viện Răng Hàm Mặt .............................................. 49
3.3.
Tính chất nước thải tại phòng khám nha khoa .................................................... 51
3.4.
Sự khác biệt tính chất nước thải giữa bệnh viện Răng Hàm Mặt và phòng
khám nha khoa ................................................................................................................ 54
Chương 4.
4.1.
BÀN LUẬN ............................................................................................ 57
Các thơng số lý hóa và vi sinh nước thải Răng Hàm Mặt ................................... 57
4.1.1.
Thông số độ pH và tổng chất rắn lơ lửng TSS .......................................... 57
4.1.2.
Thông số nhu cầu oxy hóa học COD và nhu cầu oxy sinh học BOD5....... 59
4.1.3.
Thông số sunfua, amoni ........................................................................... 61
4.1.4.
Thông số nitrat, phosphat ......................................................................... 62
4.1.5.
Thông số thủy ngân ................................................................................. 63
4.1.6.
Thông số vi sinh Staphylococcus aureus .................................................. 65
4.2.
Tính chất nước thải tại bệnh viện Răng Hàm Mặt .............................................. 66
4.3.
Tính chất nước thải tại phịng khám nha khoa .................................................... 68
4.4.
Sự khác biệt tính chất nước thải giữa bệnh viện Răng Hàm Mặt và phòng
khám nha khoa ................................................................................................................ 70
Ý NGHĨA VÀ ỨNG DỤNG CỦA ĐỀ TÀI .................................................................... 72
HẠN CHẾ CỦA ĐỀ TÀI ............................................................................................... 72
KẾT LUẬN .................................................................................................................... 73
KIẾN NGHỊ ................................................................................................................... 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC 1
PHỤ LỤC 2
i
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
AOX
: Adsorbable Organic Halides
BOD
: Biochemical oxygen Demand - Nhu cầu oxy sinh học
BOD5
: Nhu cầu oxy sinh học trong 5 ngày
BTNMT
: Bộ Tài nguyên Môi trường
bv
: Bệnh viện
CDC
: Centers for Disease Control and Prevention
CFU
: Colony-forming unit
COD
: Chemical oxygen Demand - Nhu cầu oxy hóa học
DW
: Dental Waste
DWW
: Dental wastewater
ĐLC
: Độ lệch chuẩn
EPA
: Environmental Protection Agency
HTXL
: Hệ thống xử lý
KL
: Khuẩn lạc
MPN
: Most probable number
nk
: Nha khoa
NTYT
: Nước thải y tế
PTFE
: Poly tetra fluoro ethylene
POTWs
: Publicy Owned treatment Works
QCVN
: Quy chuẩn Việt Nam
RHM
: Răng Hàm Mặt
STPs
: Sewage Treatment Plants
SW
: Solid waste
TB
: Trung bình
TDS
: Total Disolved Soilid - Tổng chất rắn hịa tan
TP
: Thành phố
TP.HCM
: Thành phố Hồ Chí Minh
TW
: Trung Ương
TS
: Total Soilid - Tổng chất rắn
TSS
: Total Suspended Soilid - Tổng chất rắn lơ lửng
tt
: Tiếp theo
TWF
: Toxic Weight Factor
VK
: Vi khuẩn
VSV
: Vi sinh vật
WHO
: World Health Organization
ii
ĐỐI CHIẾU THUẬT NGỮ VIỆT-ANH
Chất thải nha khoa
: Dental Waste
Chất thải rắn
: Solid waste
Cơng trình xử lý cơng cộng
: Publicy Owned treatment Works
Cơ quan bảo vệ môi trường
: Environmental Protection Agency
Đơn vị khuẩn lạc
: Colony-forming unit
Halogen hữu cơ
: Adsorbable Organic Halides
Hệ số độc hại
: Toxic Weight Factor
Nhu cầu oxy hoá học
: Chemical oxygen Demand
Nhu cầu oxy sinh học
: Biochemical oxygen Demand
Nước thải nha khoa
: Dental wastewater
Tổng chất rắn
: Total Soilid
Tổng chất rắn hoà tan
: Total Disolved Soilid
Tổng chất rắn lơ lửng
: Total Suspended Soilid
Tổ chức Y tế Thế giới
: World Health Organization
Trạm xử lý nước thải
: Sewage Treatment Plants
Trung tâm kiểm sốt và phịng ngừa dịch bệnh : Centers for Disease Control and
Prevention
iii
DANH MỤC BẢNG
Bảng
Tên bảng
Trang
Bảng 1.1
Lưu lượng nước thải bệnh viện đa khoa tại Việt Nam
4
Bảng 1.2
Hệ số độc hại của các thành phần trong amalgam nha khoa
11
Bảng 1.3
Tính chất nước thải y tế trong một số nghiên cứu trên thế giới
20
Bảng 1.4
Một số nghiên cứu liên quan đến nước thải RHM trên thế giới
22
Bảng 1.5
Phân tích nước thải của một số bệnh viện trên địa bàn Hà Nội
23
Bảng 1.6
Phân tích nước thải tại bể tập trung của bệnh viện đa khoa Thống
Nhất tỉnh Đồng Nai từ tháng 3 - 6/2004
23
Bảng 1.7
Phân tích nước thải của bệnh viện Mắt, TP. HCM năm 1997
24
Bảng 1.8
24
Bảng 1.9
Phân tích nước thải của bệnh viện quận 1 năm 2010
Phân tích nước thải của hai bệnh viện đa khoa tại TP. HCM
25
Bảng 1.10
Phân tích nước thải y tế của các phòng khám tư nhân
25
Bảng 2.11
Số lượng mẫu và ngày lấy mẫu nước thải tại các đơn vị RHM
32
Bảng 2.12
Phương pháp phân tích các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước thải y tế
37
Bảng 2.13
Phân loại, thang đo lường các biến số trong nghiên cứu
40
Bảng 3.14
Tính chất nước thải trước xử lý tại bệnh viện RHM và phịng khám
nha khoa
43
Giá trị trung bình và độ lệch chuẩn của pH, BOD5, COD, TSS,
Bảng 3.15
sunfua, amoni, nitrat, phosphat (trước xử lý) tại bệnh viện RHM 1
50
(bv1) và RHM 2 (bv2)
Bảng 3.16
Bảng 3.17
Bảng 3.18
Số lượng nhân viên, bệnh nhân, số ghế điều trị và lưu lượng nước
trung bình tại các phịng khám nha khoa
Tính chất nước thải trước xử lý tại các phịng khám nha khoa
Sự khác biệt tính chất nước thải (trước xử lý) giữa bệnh viện RHM và
phòng khám nha khoa
51
52
55
iv
DANH MỤC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ
Tên biểu đồ
Trang
Biều đồ 3.1
Phân phối giá trị pH của các mẫu nước thải RHM (trước xử lý)
44
Biều đồ 3.2
Mức COD trong nước thải (trước xử lý) tại mỗi đơn vị RHM
45
Biều đồ 3.3
Mức BOD5 trong nước thải (trước xử lý) tại mỗi đơn vị RHM
45
Biều đồ 3.4
Biều đồ 3.5
Sự phân tán hàm lượng chất rắn lơ lửng của 25 mẫu nước thải
(trước xử lý)
Tỉ lệ phần trăm các mẫu nước thải (trước xử lý) theo hàm lượng
sunfua
46
47
Biều đồ 3.6
Tỉ lệ các mẫu nước thải (trước xử lý) theo giá trị amoni tiêu chuẩn
47
Biều đồ 3.7
Hàm lượng phosphat tại mỗi đơn vị RHM (trước xử lý)
48
Biều đồ 3.8
Hàm lượng thủy ngân trong nước thải (trước xử lý) tại bv1, nk2, nk3
49
Biều đồ 3.9
Hàm lượng COD (trước xử lý) tại 4 phòng khám nha khoa
53
Biều đồ 3.10 Hàm lượng phosphat (trước xử lý) tại 4 phòng khám nha khoa
53
Biều đồ 3.11 Hàm lượng BOD5 (trước xử lý) tại 4 phòng khám nha khoa
54
Biều đồ 3.12
Sự khác biệt độ pH nước thải giữa bệnh viện Răng Hàm Mặt và
phòng khám nha khoa
56
v
DANH MỤC HÌNH
Hình
Tên hình
Trang
Hình 1.1
Kim loại thủy ngân
12
Hình 1.2
Biểu đồ của dịng chảy nha khoa
13
Hình 1.3
Tích tụ sinh học của thủy ngân và Methyl thủy ngân
16
Hình 2.4
Bể thu gom đã làm sạch
35
Hình 2.5
Lấy mẫu từ bể thu gom
35
Hình 2.6
Chai nhựa 3l chứa nước thải cho phân tích lý hóa
35
Hình 2.7
Bình thủy tinh 300 ml chứa nước thải cho phân tích vi sinh
36
Hình 2.8
Tủ lưu trữ mẫu
36
Hình 2.9
Dung dịch chuẩn hố đầu đo pH
38
Hình 2.10
Máy đo pH
38
Hình 2.11
Chai BOD 300 ml và các chất bổ sung trước đo
38
Hình 2.12
Máy đo BOD
38
Hình 2.13
Máy đo COD
38
Hình 2.14
Ống nghiệm có nút vặn chứa mẫu đo COD
38
Hình 2.15
Bình chứa mẫu đo amoni
39
Hình 2.16
Máy đo amoni
39
1
MỞ ĐẦU
Nước thải y tế (NTYT) là một trong những mối quan tâm, lo ngại của nhà
chức trách cũng như cả cộng đồng, vì chúng có thể gây ơ nhiễm môi trường nghiêm
trọng và nguy hại đến đời sống con người. Đặc điểm của NTYT là chứa rất nhiều vi
sinh vật, nhất là vi sinh vật gây bệnh truyền nhiễm như tụ cầu vàng (82,5%), trực
khuẩn mủ xanh (14,62%) E.coli (51,61%), Enterobacter (19,36%),... [7], đây đều là
những vi khuẩn không được phép thải ra ngồi mơi trường. Ngồi ra, nước thải này
cịn chứa nhiều hóa chất độc hại, kháng sinh, các ngun tố phóng xạ dùng trong
điều trị và phịng chụp X – Quang... Tất cả lượng nước thải nguy hiểm này đều xả
thải chung vào hệ thống nước thải của bệnh viện.
Những thiệt hại mà NTYT không được xử lý đúng mức đem lại không chỉ là
vấn đề kinh tế, mà còn là vấn đề mỹ quan, sức khỏe cộng đồng và con người. Điều
này dẫn đến sự ra đời của một số nghiên cứu về các đặc tính nước thải y tế, đặc biệt
là ở những nước đang phát triển. Năm 2013, tại Indonesia, nghiên cứu của nhóm tác
giả Prayitno và cs [64] cho thấy các chỉ tiêu BOD5, COD đều vượt quá tiêu chuẩn
cho phép, nồng độ ô nhiễm của một số thông số trong nước thải y tế thường cao hơn
nước thải sinh hoạt [15], [42], các giá trị BOD5, COD, TSS của nước thải y tế gấp 2
– 3 lần so với nước thải đô thị [72], và gần nhất là công bố về mức độ ô nhiễm của
nước thải y tế trong một nghiên cứu vào cuối năm 2015 tại Sri Lanka [56].
Trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh có 185 bệnh viện, hơn 400 trung tâm y
tế, phòng khám đa khoa và gần 12.000 phòng khám tư nhân hoạt động [4]. Theo
thống kê của Sở Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM),
bình qn mỗi ngày các bệnh viện ở TP.HCM thải khoảng 17.000 – 20.000 m3 nước
thải, chưa kể lượng nước thải của các cơ sở y tế dự phòng, các cơ sở đào tạo y dược
và sản xuất thuốc. Một số cơ sở không được xử lý [2], [12], nước thải trực tiếp đi từ
bệnh viện ra hệ thống cống chung của thành phố. NTYT thành phố bị ô nhiễm nặng
về mặt hữu cơ và vi sinh với hàm lượng BOD5 vượt tiêu chuẩn 7 - 8 lần; hàm lượng
2
chất rắn lơ lửng TSS vượt 2,5 – 3 lần, hàm lượng vi sinh cao gấp 100 – 1.000 lần
tiêu chuẩn cho phép [22].
Dựa trên kết quả phân tích nước thải tại các phòng khám, bao gồm phòng
khám nha khoa, cho thấy, hầu hết các thông số ô nhiễm đều vượt tiêu chuẩn [11].
Chất thải phát sinh trong quá trình điều trị nha khoa xâm nhập vào hệ thống thoát
nước và đóng góp một phần đáng kể đến tình trạng ô nhiễm nước thải.
Hiện nay, việc điều trị bệnh lý Răng Hàm Mặt (RHM) ở Thành phố Hồ Chí
Minh đa phần tập trung ở bệnh viện RHM Trung Ương, bệnh viện RHM thành phố
và các cơ sở RHM tư nhân. Số lượng các phòng khám tư nhân chiếm tỉ lệ ngày càng
cao, nước thải RHM trở thành gánh nặng của các phòng nha khi vấn đề đặt ra là
phải xây dựng một hệ thống xử lý đạt tiêu chuẩn trên một diện tích nhỏ mỗi đơn vị
phịng khám nha khoa. Hơn 6 công nghệ xử lý nước thải y tế được chấp nhận áp
dụng tại Việt Nam, với diện tích và quy mơ xây dựng lớn, mỗi cơng nghệ có những
ưu điểm riêng [3]. Việc chọn lựa tùy thuộc vào điều kiện kinh tế, diện tích xây
dựng, và đặc biệt là tính chất nguồn nước thải.
Một số tính chất nước thải RHM được nhắc đến trong báo cáo tại Chicago
của Asha R và cs năm 2015, nghiên cứu Cailas MD và cs năm 2002, hay tác giả Hồ
Kỳ Quang Minh, đề tài “Nghiên cứu, thiết kế mơ hình xử lý nước thải y tế cho các
phòng khám tư nhân” với 03 mẫu nước thải RHM trong tổng số 08 mẫu thu thập
năm 2014 tại TP.HCM [11]; 344 ± 75,11 mg/l; 220 ± 77,45 mg/l lần lượt là giá trị
trung bình của COD, TSS trong nước thải RHM tại Tehran, Iran [32]. Theo WHO,
trong số 10.000 tấn thuỷ ngân được sản xuất năm 1973 trên thế giới, khoảng 300 tấn
đã được sử dụng trong nha khoa [74], ước tính, các đơn vị nha khoa đóng góp 50%
thuỷ ngân vào nguồn nước thải cơng cộng [44]. Vì lý do này, hàm lượng thuỷ ngân
cao được quan tâm và tìm thấy trong một số nghiên cứu trước đây về nước thải
RHM [52], [65], [66]. Điều này khác biệt với kết quả phân tích kim loại trong nước
thải tại bệnh viện đa khoa thường cho thấy hàm lượng các kim loại nặng như: đồng,
thuỷ ngân, crôm... đều nhỏ hơn tiêu chuẩn cho phép [10].
3
Ngồi vấn đề thuỷ ngân, các thơng số ơ nhiễm khác của nước thải RHM
không được đề cập nhiều trên thế giới. Tại Việt Nam, chưa có nghiên cứu nào về
tính chất nước thải RHM nói riêng được ghi nhận. Do đó, để hiểu rõ hơn về vấn đề
này cũng như cung cấp thêm thông tin để các đơn vị RHM có cơ sở lựa chọn
phương pháp xử lý phù hợp, chúng tơi thực hiện nghiên cứu “Đánh giá tính chất
nước thải tại các cơ sở khám và điều trị bệnh Răng Hàm Mặt ở thành phố Hồ
Chí Minh năm 2016 ”.
Câu hỏi nghiên cứu:
Các chỉ tiêu chất lượng của nguồn nước thải từ các cơ sở khám và điều trị
bệnh Răng Hàm Mặt ở thành phố Hồ Chí Minh ô nhiễm ở mức độ nào?
Mục tiêu tổng quát:
Đánh giá tính chất nguồn nước thải Răng Hàm Mặt đối với các thông số pH,
BOD5, COD, TSS, Sunfua, Amoni, Nitrat, Phosphat, Thuỷ ngân và Staphylococcus
aureus.
Mục tiêu cụ thể:
1. Xác định các thơng số lý hóa (pH, BOD5, COD, TSS, Sunfua, Amoni, Nitrat,
Phosphat, Thuỷ ngân) và vi sinh Staphylococcus aureus của các mẫu nước thải thu
thập.
2. Đánh giá tính chất nước thải tại bệnh viện Răng Hàm Mặt.
3. Đánh giá tính chất nước thải tại phòng khám nha khoa.
4. So sánh sự khác biệt tính chất nước thải giữa bệnh viện Răng Hàm Mặt và phòng
khám nha khoa.
4
Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1.
NƯỚC THẢI Y TẾ
Nước thải y tế là nước thải phát sinh từ các cơ sở y tế, bao gồm: cơ sở khám
bệnh, chữa bệnh; cơ sở y tế dự phòng; cơ sở nghiên cứu, đào tạo y, dược; cơ sở sản
xuất thuốc. Trong nước thải y tế, ngồi những yếu tố ơ nhiễm thơng thường như
chất hữu cơ, dầu mỡ động, thực vật, cịn có những chất bẩn khoáng và chất hữu cơ
đặc thù, các vi khuẩn gây bệnh, chế phẩm thuốc, chất khử trùng, các dung mơi hóa
học, dư lượng thuốc kháng sinh và có thể có các đồng vị phóng xạ được sử dụng
trong q trình chẩn đốn và điều trị bệnh. Do đó nước thải y tế cần được thu gom
và xử lý đảm bảo theo các qui định hiện hành.
1.1.1. Lượng nước thải y tế phát sinh
Là cơ sở để tính toán hệ thống thu gom nước thải và lựa chọn công suất của
hệ thống xử lý nước thải một cách chính xác nhất. Tuy nhiên, lượng nước thải phát
sinh cần được xử lý tại các bệnh viện thường được tính toán dựa trên số lượng bệnh
nhân hoặc số giường bệnh (lượng nước thải tính trên bệnh nhân trong ngày).
Bảng 1.1: Lưu lượng nước thải bệnh viện đa khoa tại Việt Nam [15]
STT
Quy mô bệnh viện
Lượng nước thải
( số giường bệnh)
(m3/ngày)
1
< 100
70
2
100 – 300
100 – 200
3
300 – 500
200 – 300
4
500 – 700
300 – 400
5
> 700
> 400
6
Bệnh viện kết hợp với nghiên cứu và đào tạo > 700
> 500
5
Lượng nước thải thực tế thu gom phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng của hệ
thống thu gom trong các cơ sở y tế. Trên thực tế với hệ thống thu gom không hiệu
quả, lượng nước thải thực tế thu được thường thấp hơn đáng kể.
1.1.2. Một số thông số đánh giá tính chất nước thải y tế
1.1.2.1.Thơng số độ pH
Là đại lượng đặc trưng cho tính axit và tính bazơ của nước, được biểu thị:
pH = –lg[H+]
pH = 7 trung hịa, pH < 7 có tính axit và pH > 7 có tính bazơ.
Giá trị pH là một trong những yếu tố quan trọng nhất để xác định chất lượng
nước về mặt hóa học, đánh giá tính chất nguồn nước, cũng như ảnh hưởng đến quy
trình xử lý nước thải. Tăng hoặc giảm giá trị này có thể gây ăn mịn, xói mịn, làm
hỏng các ống dẫn nước thải và các nhà máy xử lý, cũng như gây nhiễu trong các
quá trình xử lý nước thải sinh học.
pH chi phối hầu hết các phản ứng, các diễn biến về sinh học, hóa học trong
nước thải, pH cịn ảnh hưởng đến tiến trình xử lý; quá trình lắng, phản ứng oxy hóa
khử, trao đổi ion, khử trùng. Ngược lại, các diễn biến về hóa học, sinh học trong
nước thải cũng tác động làm thay đổi pH.
Tiêu chuẩn pH cho phép của nước thải y tế: 6,5 – 8,5 [1]
1.1.2.2.Các chất rắn trong nước thải y tế (TS, TSS và TDS)
Tổng chất rắn (TS - Total Soilid): là trọng lượng khô của phần còn lại sau
khi cho bay hơi mẫu nước thải, sấy khô ở 103°C đến khối lượng không đổi.
Tổng chất rắn lơ lửng (TSS - Total Suspended Soilid) : là lượng chất rắn thu
được sau khi lọc mẫu, sấy khô trên phần giấy lọc đến khối lượng không đổi ở
103°C, kích thước hạt từ 10-3 – 1 mm. Gồm chất hữu cơ, khoáng chất, oxit kim
loại, sulfide, tảo, vi khuẩn… Ở một nồng độ nhất định, chất rắn lơ lửng không gây
ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật, tuy nhiên ở nồng độ cao hơn chúng sẽ
6
gây ảnh hưởng xấu đến quá trình xử lý sinh học. Các chất rắn lơ lửng gây ra độ đục
của nước, đồng thời trong quá trình vận chuyển, sự lắng đọng của chúng sẽ tạo ra
cặn làm tắc nghẽn đường ống cống dẫn.
Tổng chất rắn hòa tan (TDS -Total Disolved Soilid): TDS = TS – TSS. Đây
là loại chất rắn khơng thể lọc, có thể loại bỏ bằng phương pháp trao đổi ion, kết tủa,
lọc ngược.
Đơn vị tính cho các thông số TS, TSS và TDS là mg/l.
Tiêu chuẩn chất rắn lơ lửng cho phép đối với nước thải y tế: 100 mg/l [1]
1.1.2.3.Các thông số hữu cơ của nước thải y tế (BOD5, COD)
BOD (Biochemical oxygen Demand) là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật
(VSV) oxy hóa các chất hữu cơ bằng phương pháp sinh học (với sự tham gia của
các vi sinh vật hiếu khí) trong một khoảng thời gian xác định. BOD là một trong
những chỉ tiêu cơ bản dùng để đánh giá mức độ ô nhiễm của nước thải. BOD
thường được xác định bằng phương pháp phân hủy sinh học trong thời gian 5 ngày
nuôi cấy ở nhiệt độ 20°C nên được gọi là chỉ số BOD5.
Căn cứ vào đại lượng BOD có thể đánh giá được mức độ nhiễm bẩn của
nước thải bởi các hợp chất hữu cơ. BOD càng lớn thì nước thải bị nhiễm bẩn hữu cơ
càng cao và ngược lại [21]. Phân loại mức độ ô nhiễm của nước thải thông qua chỉ
số BOD5 như sau [3]:
BOD5 < 350 mg/l: mức độ ô nhiễm thấp.
350 mg/l < BOD5 < 500 mg/l: mức độ ơ nhiễm trung bình
500 mg/l < BOD5 < 750 mg/l: mức độ ô nhiễm cao
BOD5 > 750 mg/l: mức độ ô nhiễm rất cao
Thời gian cần thiết để thực hiện q trình oxy hóa sinh học phụ thuộc vào
nồng độ bẩn của nước thải. Thời gian đó có thể là 1, 2, 3, 5…10 ngày đêm hoặc lâu
hơn nữa. Tuy nhiên, mức độ oxy hóa các chất hữu cơ diễn ra chậm, khơng đều theo
7
thời gian. Thời gian đầu, q trình oxy hóa xảy ra với cường độ mạnh hơn và sau đó
giảm dần.
COD (Chemical oxygen Demand) là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất
hữu cơ bằng phương pháp hóa học. COD là một trong những chỉ tiêu cơ bản dùng
để xác định hàm lượng chất hữu cơ trong nước thải. Phân loại mức độ ô nhiễm của
nước thải thông qua chỉ số COD như sau [3]:
COD < 400 mg/l: mức độ ô nhiễm thấp.
400 mg/l < COD < 700 mg/l: mức độ ơ nhiễm trung bình
700 mg/l < COD < 1.500 mg/l: mức độ ô nhiễm cao
COD > 1.500 mg/l: mức độ ô nhiễm rất cao
Sự khác nhau giữa thông số BOD và COD:
Cả hai thông số đều xác định lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa các
chất hữu cơ trong nước thải, nhưng chúng khác nhau về mặt ý nghĩa. BOD chỉ thể
hiện lượng oxy cần thiết cho sự phân huỷ các chất hữu cơ nhờ vai trị của VSV,
COD thể hiện tồn bộ lượng oxy cần thiết cho sự phân huỷ các chất hữu cơ bằng tác
nhân hóa học. COD của nước thải thường cao hơn BOD vì nhiều hợp chất có thể
oxy hóa bằng con đường hóa học nhưng lại khơng bị oxy hóa bằng con đường sinh
học [21]. Tỷ số COD/BOD ln thay đổi tuỳ thuộc vào tính chất của nước thải. Tỷ
số COD/BOD càng nhỏ thì xử lý sinh học càng dễ (COD/BOD < 2).
Đơn vị tính cho thơng số BOD, COD là mg/l hoặc g/m3
Tiêu chuẩn BOD5 và COD cho phép đối với nước thải y tế lần lượt là : 50
mg/l và 100 mg/l [1]
1.1.2.4.Các chất dinh dưỡng, chỉ tiêu amoni, nitrat, phosphat
Trong nước thải y tế cũng chứa các nguyên tố dinh dưỡng gồm nitơ và
phospho. Các nguyên tố dinh dưỡng này cần thiết cho sự phát triển của vi sinh vật
và thực vật. Nước thải y tế thường có hàm lượng amoni, nitrat, phosphat phụ thuộc
8
vào loại hình cơ sở y tế. Khi thiết kế hệ thống xử lý cần phải khảo sát và đánh giá
chính xác nồng độ các chất ơ nhiễm trong nước thải ở các thời điểm khác nhau.
Trong nước, nitơ tồn tại dưới dạng nitơ hữu cơ, nitơ amoni, nitơ nitrit và nitơ
nitrat. Nitơ gây ra hiện tượng phú dưỡng và độc hại đối với nguồn nước sử dụng ăn
uống. Nitrat là giai đoạn oxy hóa cao nhất trong chu trình nitơ, nó thúc đẩy sự phát
triển của tảo và vi khuẩn trong nguồn nước.
Phospho trong nước thường tồn tại dưới dạng orthophosphat (PO43-, HPO42-,
H2PO4¯, H3PO4) hay polyphosphat [Na3(PO3)6] và phosphat hữu cơ [8]. Phospho là
nguyên nhân chính gây ra sự bùng nổ tảo ở một số nguồn nước mặt, gây ra hiện
tượng tái nhiễm bẩn và nước có màu, mùi khó chịu.
Các chất thải bệnh viện (nước thải và rác thải) khi xả ra mơi trường khơng
qua xử lý có nguy cơ làm hàm lượng nitơ và phospho trong các sơng, hồ tăng.
Trong hệ thống thốt nước và sơng, hồ, các chất hữu cơ chứa nitơ bị amoni hóa. Sự
tồn tại của NH4+, hoặc NH3 chứng tỏ sông, hồ bị nhiễm bẩn bởi các chất thải. Trong
điều kiện có oxy, nitơ amoni trong nước sẽ bị các loại vi khuẩn Nitrosomonas và
Nitrobacter chuyển hóa thành nitrit và nitrat. Hàm lượng nitrat cao sẽ cản trở khả
năng sử dụng nước cho mục đích sinh hoạt, ăn uống.
Đơn vị tính cho các thông số amoni, nitrat, phosphat là mg/l.
Tiêu chuẩn nitrat, amoni, phosphat cho phép đối với nước thải y tế lần lượt
là: 50 mg/l; 10 mg/l ; 10 mg/l [1]
1.1.2.5.Thông số sunfua ( tính theo H2S)
Sunfua thường có trong nước ngầm và nước thải. Nguyên nhân sinh ra
sunfua trong nước thải là do sự phân huỷ các chất hữu cơ có chứa lưu huỳnh. Nước
bị nhiễm sunfua có mùi hơi khó chịu, Hydro sunfua (H2S) dễ bay hơi nên khơng khí
ở vùng đó cũng có mùi hơi theo.
Đơn vị tính cho thông số sunfua là mg/l.
Tiêu chuẩn sunfua cho phép đối với nước thải y tế là: 4 mg/l [1]
9
1.1.2.6.Chất khử trùng và một số chất độc hại khác
Do đặc thù hoạt động của các cơ sở y tế, các hóa chất khử trùng đã được sử
dụng khá nhiều, các chất này chủ yếu là các hợp chất của Clo (cloramin B, clorua
vôi,...) sẽ đi vào nguồn nước thải và làm giảm hiệu quả xử lý của các công trình xử
lý nước thải sử dụng phương pháp sinh học. Ngồi ra, một số kim loại nặng như Pb
(chì), Hg (thủy ngân), Cd (cadimi) hay các hợp chất AOX phát sinh trong việc chụp
X- quang trong quá trình thu gom, phân loại không triệt để sẽ đi vào hệ thống nước
thải có nguy cơ gây ra ơ nhiễm nguồn nước tiếp nhận.
Đơn vị tính cho các thơng số clorua, chì, thủy ngân, cadimi là mg/l.
Tiêu chuẩn thuỷ ngân đối với nguồn nước thải cơng cộng là: 50µg/l [66]
Tiêu chuẩn thuỷ ngân cho nước thải cơng nghiệp là: 10 µg/l, theo QCVN 40:
2011/BTNMT.
Tiêu chuẩn thuỷ ngân trong nước dùng cho tưới tiêu là: 1 µg/l, theo QCVN
39: 2011/BTNMT).
1.1.2.7.Các vi trùng, vi khuẩn gây bệnh
Vi sinh vật gây bệnh trong nước thải y tế gồm rất nhiều loại: như Salmonella,
tụ cầu, liên cầu, virus đường tiêu hóa, bại liệt, các kí sinh trùng, amip, nấm,… và
các mầm bệnh sinh học khác trong máu, mủ, dịch, đờm, phân của người bệnh. Một
số thông số vi sinh thường sử dụng để đánh giá tính chất nước thải y tế là:
Coliforms và Fecal coliforms: Coliform là các vi khuẩn hình que gram âm có
khả năng lên men lactose để sinh ga ở nhiệt độ 35 ± 0,5°C. Nhóm vi khuẩn coliform
chủ yếu bao gồm các loài như Citrobacter, Enterobacter, Escherichia, Klebsiella và
cả Fecal coliforms (trong đó E. coli là lồi thường dùng để chỉ định nguồn nước bị
ô nhiễm bởi phân).
E.coli là vi khuẩn G-, dài 2 – 4μm, chúng có khả năng di động. Khi vào cơ
thể, chúng gây ra các bệnh đường ruột, tiêu chảy. Chúng tạo ra độc tố Enterogenic
E.coli ( độc tố ETEC), và độc tố Enteroinvasive E.coli (độc tố EIEC).
10
Fecal streptococci: nhóm này bao gồm các vi khuẩn chủ yếu sống trong
đường ruột của động vật như Streptococcus bovis và Streptococcus equinus. Một số
lồi có phân bố rộng hơn, hiện diện cả trong đường ruột của người và động vật như
S.faecalis và S.faecium. Việc đánh giá số lượng Fecal streptococci trong nước thải
được tiến hành thường xuyên. Fecal streptococci rất dễ chết đối với sự thay đổi
nhiệt độ. Các thử nghiệm về sau vẫn khuyến khích việc sử dụng chỉ tiêu này, nhất là
trong việc so sánh với khả năng sống sót của Salmonella.
Clostridium perfringens: đây là loại vi khuẩn chỉ thị duy nhất tạo bào tử
trong môi trường yếm khí. Do đó, nó được sử dụng để chỉ thị các ô nhiễm theo chu
kỳ hoặc các ô nhiễm đã xảy ra trước thời điểm khảo sát do khả năng sống sót lâu
của các bào tử. Đối với các cơ sở tái sử dụng nước thải, chỉ tiêu này là chỉ tiêu quan
trọng để đánh giá, do các bào tử của nó có khả năng sống sót tương đương với một
số loại virus và trứng ký sinh trùng.
Về tính chất thì nước thải y tế (NTYT) gần giống với nước thải sinh hoạt
nhưng xét về độc tính thì loại nước này độc hại hơn nước thải sinh hoạt gấp nhiều
lần. Trong NTYT có chứa một lượng lớn các vi sinh vật gây bệnh. Các vi sinh vật
gây bệnh có trong nước thải được ra ngoài, khi gặp điều kiện mơi trường thuận lợi
sẽ khơng bị tiêu diệt mà cịn sinh trưởng và phát triển mạnh mẽ hơn và càng trở nên
khó tiêu diệt hơn.
Đơn vị tính cho các thơng số sinh học là VK/100ml hoặc MPN/100ml.
1.2.
NƯỚC THẢI RĂNG HÀM MẶT
1.2.1. Nguồn gốc phát sinh nước thải
Nước thải phát sinh từ hoạt động khám và điều trị bệnh, bao gồm: các bệnh
phẩm từ hoạt động cạo vôi răng, nhổ răng, máu, dịch từ hoạt động điều trị
nhu chu, chữa các bệnh về răng miệng, nước thải nhiễm phóng xạ từ buồng
chụp X – quang và khu tráng rửa phim. Việc sử dụng tia X trong chuẩn đốn
hình ảnh bằng thiết bị chụp X – quang không trực tiếp tạo ra nước thải nhiễm
phóng xạ, q trình rửa tráng phim sau khi chụp là nguồn chính nước thải
11
nhiễm phóng xạ. Nước thải này khơng được quản lý sẽ là nguồn gây tác động
trực tiếp đến các khu vực xung quanh.
Nước thải từ hoạt động vệ sinh phòng làm việc và các trang thiết bị.
Nước từ hoạt động giặt giũ.
Nhìn chung, nước thải Răng Hàm Mặt có thành phần và tính chất tương tự
như nước thải y tế từ bệnh viện đa khoa vì những lý do sau:
Bệnh lý Răng Hàm Mặt rất đa dạng bao gồm: viêm, abces, ung thư…
Bệnh nhân mang trong mình những bệnh lý tồn thân khác.
Đó cũng chính là lý do Bộ Tài nguyên và Môi trường (BTNMT) sử dụng quy
chuẩn chung cho các nguồn nước thải y tế.
Tuy nhiên, đa số các bệnh lý RHM tương đối đơn giản, ít khi mang tính chất
kết hợp, Do đó, nguồn nước thải ra từ hoạt động điều trị RHM ít hơn về lượng, cũng
như nồng độ các chất gây hại mơi trường, nhất là đối các phịng khám nha khoa tư
nhân, nơi thực hiện hầu hết các điều trị nha khoa thông thường.
1.2.2.Thủy ngân trong nước thải RHM
Một mối quan tâm về nước thải ra từ các phòng khám nha khoa là khả năng
nhiễm bẩn thủy ngân, được tìm thấy trong amalgam nha khoa. Amalgam được làm
từ hai phần: thủy ngân lỏng và bột có chứa bạc, thiếc, đồng, kẽm và các kim loại
khác.
Bảng 1.2 : Hệ số độc hại của các thành phần trong amalgam nha khoa [44]
Thành phần
Hệ số độc hại (TWF)
Thủy ngân
117,12
Bạc
16,47
Thiếc
0,30
Đồng
0,63
Kẽm
0,05
12
Thủy ngân từ amalgam nha khoa trong nước thải có cả dạng hạt và dạng hòa
tan, phần lớn (hơn 99,6%) là hạt. Thủy ngân được quan tâm đặc biệt bởi vì nó là
một yếu tố tích tụ sinh học liên tục.
Hình 1.1: Kim loại thủy ngân
“Nguồn: Wikipedia” [79]
Khoảng 14% thuỷ ngân tại địa phương có nguồn gốc từ các phịng khám nha
khoa [73], và một lượng lớn thuỷ ngân hoà tan (kích thước <0,45 µm) hiện diện
trong hệ thống xử lý nước thải RHM [67].
Trong năm 2008, EPA (Environmental Protection Agency) ước tính, tại Hoa
Kỳ có khoảng 122.000 phịng khám nha khoa (với khoảng 160.000 nha sĩ) đã trám
hoặc loại bỏ miếng trám amalgam, và các đơn vị này đã thải ra khoảng 3,7 tấn thủy
ngân mỗi năm. Chất thải amalgam có chứa thủy ngân đi vào mơi trường khi tiến
hành trám mới hoặc loại các chất trám cũ và các chất thải amalgam này được đổ vào
các ống dẫn phía ghế. Một số hạt amalgam thải ra đi đến hệ thống thoát nước trong
cống rãnh, và một số được vận chuyển đến các bãi rác thải. Thủy ngân trong nước
thải được loại bỏ qua hệ thống xử lý (HTXL) nước thải, sau đó nằm trong chất thải
rắn sinh học hoặc bùn thải. Bùn thải tạo ra bởi quá trình xử lý nước thỉnh thoảng
được thiêu, đôi khi được xử lý trong bãi chơn lấp chất thải rắn, và có thể dùng làm
phân bón cho đất nơng nghiệp. Ngồi ra, một phần thủy ngân trong amalgam hòa
tan được thải ra các vùng nước bề mặt nơi nó có thể tích tụ sinh học trong cá và tôm
cua.
13
Amalgam
Thủ thuật
Amalgam dư
Dòng thải
nha khoa
rắn
Chất thải nha khoa (Dental Waste - DW)
DW = SW + DWW
Bộ lọc chân không
Chất thải rắn (Solid waste - SW)
của ghế nha
Nước thải (Dental wastewater - DWW)
Hệ thống
cống rãnh
HTXL
Mơi trường
nước thải
Hình 1.2: Biểu đồ của dòng chảy nha khoa
“ Nguồn: Cailas MD và cs , 2002” [36]
EPA ước tính, các đơn vị nha khoa đóng góp 50% thủy ngân vào các cơng
trình xử lý nước thải công cộng [44]. Tại Hoa Kỳ, khoảng 6% các cơng trình xử lý
cơng cộng (POTWs – Publicy Owned treatment Works) tuân thủ giới hạn cho phép
của thủy ngân trong nước thải là dưới 3,1 ng/l đối với sức khỏe con người và dưới
1,3 ng/l đối với động vật hoang dã, dựa trên tiêu chí hướng dẫn chất lượng nước
Great Lakes [67]. Hướng đến việc đạt được giới hạn thủy ngân thấp trong nước thải
sẽ đẩy nhanh việc thực hiện chiến lược phịng ngừa và giảm thiểu ơ nhiễm thủy
ngân ở dòng chảy.