Xử lý nước thải sinh hoạt và các nguồn gây bệnh liên quan

Như đã viết ở bài Nước thải sinh hoạt là gì và xử lý như thế nào  mục tiêu của xử lý nước thải là giảm thiểu các nguồn gây bênh cho con người ở các nước đang phát triển và ảnh hưởng đến môi trường. Quy trình xử lý nước thải của các nước đang phát triển cho những đặc điểm riêng biệt nhằm loại bỏ vi khuẩn gây bệnh như ao sinh học. Vì vậy cần phải nắm rõ các nguồn bệnh có trong nước thải sinh hoạt để khi thiết kế các hệ thống xử lý nước thải có thể loại bỏ chúng.

I. Phân loại các môi trường nhiễm bệnh

Một dách sách phân loại hơn 50 bệnh liên quan đến nước thải sinh hoạt được xây dựng bởi giáo sư Richard  Feachem và các đồng nghiệp tại Anh. Đây là 1 danh sách rất hữu ích cho các kỹ sư khi thiết kế.

Bảng 2.1 phân loại các bệnh liên quan

Bảng trên thể hiện có 7 loai trong đó 5 loại đầu tiên là bệnh đường ruột lây giữa người và người, hai loại sau là những bệnh truyền theo vật chủ lây giữa những động vật và con người.

II.Nhiễm trùng đường ruột

Việc nhiễm trùng phụ thuộc vào 5 yếu tố sau.

–              Lượng đào thải

–              Thời gian gây bệnh

–              Sự thích nghi

–              Sự sinh sản

–              Lây nhiễm

–              Khả năng nhiễm bệnh

1. Tải trọng bài tiết

Là số lượng các tác nhân gây bệnh được tiết ra bởi  một người bị nhiễm bệnh và nó khác nhau.

EX : ví dụ 1 người bị bệnh tả có thể bài tiết ra  ~1013  cholera  vibrios/day. Một người bị nhiễm  Ascaris lumbricoides ( Giun đũa) có thể thải ra vài trăm ngàn trứng mỗi ngày 1 con giun có thể đẻ ra ~200.000 trứng/day

Lượng đào thải cũng phụ thuộc vào tình trạng bị bệnh ví dụ như bệnh sán khi thấy được 1 vài biểu hiện của bệnh thì 1 ngày tiết ra vài trăm ngàn con sán nhưng khi về giai đoạn cuối thì có rất ít hoặc hầu như không có.

Số lượng các tác nhân gây bênh có trong nước còn phụ thuộc vào số lượng người bị nhiễm bệnh trong 1 khu vực nước thải được xả ra.

2.Thời gian gây bệnh

Đây là khoảng thời gian giữa sự bài tiết của 1 người bị nhiễm bệnh và lây sang 1 người bình thường.Có nhiều loại gây bệnh lây lan 1 cách nhanh chóng chỉ cần được bài tiết ra là sẽ lây sang người khác vì vậy thời gian lây bệnh rất quan trọng trong việc thiết kế hệ thống xử lý. Nhưng bên cạnh đó cũng có những loại phải mất 1 vài tuần hay 1 vài tháng mới lây nhiễm qua con người.Và 1 số vi khuẩn khi ra khỏi con người vẫn phát triển như bệnh giún sán, chúng có thể sinh sống trong các cá thể khác và nếu thích hợp chúng sẽ lây bệnh cho con người.

Sư thích nghi

Có 1 số loại vi khuẩn khi gặp môi trường bất lợi sẽ đóng kén và đến khi điều kiện thuận lợi chúng sẽ phát triển và đây cũng là loại khó xử lý ví dụ như trứng giun đũa khi bị bài tiết ra ngoài chúng có thể tồn tại đến vài tháng thậm chí là vài năm đây là 1 vấn đề khi xử lý nước thải sinh hoạt thành nước cấp sử dụng.

3.Sự sinh sản

Có 1 số loại vi khuẩn có tốc độ phát triển đến chóng mặt chúng có thể phát triển đến vài ngàn lần hoặc vài triệu lần khi được đào thải ra khỏi cơ thể ví dụ như vi khuẩn trong sữa hay sán nước trong ốc .Tốc độ phát triển quá nhanh của chúng dẫn đến nguy cơ nhiễm bệnh lên tới vài trăm lần và khả năng bị lây nhiễm là rất cao

4.Sự lây nhiễm từ động vật

Kiến thức về lây nhiễm – khả năng lây nhiểm từ động vật

Thường thì là những thí nghiệm các tác nhân gây bệnh được trao cho các tình nguyện viên và khi họ được theo dõi hàng ngày và khi họ bị nhiễm bệnh sẽ được xử lý nhanh chóng,Nhưng tình nguyện viên là những người khỏa mạnh không phải là những trẻ em hay những người ốm yếu.Tuy nhiên chúng ta cũng không bỏ qua điều này.

Đánh giá và định lượng sự lây nhiễm nay  để tính toán các nguy cơ gây bệnh có thể có trong nước thải như các ao hồ sinh học. Những rủi rỏ xay ra rất thấp

5.Khả năng nhiễm bệnh ( Sức đề kháng)

Khi chất bài tiết được thải ra có chứa vi khuẩn gây bệnh thì không phải ai cũng nhiễm bệnh. Có những người sức đề kháng sẽ nhiểm bệnh ngay bên cạnh đó cũng có những người không bị nhiễm bệnh do sức đề kháng cao hoặc là do được tiêm phòng ngừa trước đó.

III. Các đường truyền nhiễm gây bệnh

a.Bênh lây từ phân – miệng không do vi khuẩn

Đây là hình thức lây bệnh từ chất bài tiết của con người bị nhiễm bệnh qua đường hô hấp( đường miệng) Nhóm nay bao gồm tất cả vi rút và động vật đơn bào. Nhóm nay không có khả năng thích nghi, không phát triển nhanh, thời gian lây nhiễm lâu và khả năng nhiễm bệnh cao. Các bênh nhiễm trùng này thường lây lan từ 1 người nay sang người khác không đại trà. Tuy nhiên loại này tồn tại trong môi trường cũng vài ngày.

Loại vi rút quan trọng của loại này là virut rota và virut noro.2 loại này cũng là tác nhân gây bệnh đường tiêu hóa ở các nước phát triển. mỗi năm có 350,000–600,000 trẻ em chết do vi rút rota 82% trong đó là các nước đang phát triển.Bên cánh đó còn có các loại như adenoviruses, astroviruses ,caliciviruses,…

Có 4 loại chính gây tiêu chảy : Entamoeba histolytica, Giardia  intestinalis  (also called G  lamblia),  Cryptosporidium parvum  and Cyclospora  cayentanensis. 3 loại đầu tiên không có khả năng tiềm ẩn còn loại thứ 3 có khả năng tiềm ẩn và đòi hỏi khoảng thời gian 7-10 ngày để sinh bào tử.

b.Bênh lây từ phân – miệng không vi khuẩn

Các tính năng gây bênh và truyền nhiễm không tiềm ẩn.các vi khuẩn sẽ gây bệnh ngay. Có thể phát triển nhanh với số lượng lớn và không có lấy qua các vật chủ trung gian.

Các bệnh truyền nhiễm trực tiếp từ người này sang người khác và khả năng lây lan rất cao vì vậy xử lý các vi khuẩn nay trong nước thải là rất cần thiết.

Các vi khuẩn gây bệnh chủ yếu là Campylobacter spp, diarrheagenic E coli, Salmonella spp, Shigella spp and Vibrio cholerae, Hầu hết tỉ lệ nhiễm bệnh tiêu chảy trên toàn cầu là do vi khuẩn kết hợp với Campylobacter and diarrheagenic E coli. Hai loại gây bệnh cho con người Campylobacter jejuni and Campylobacter coli thường có mặt trong nước và nước thải sinh hoạt.

Hầu hết các chủng loại E.coli thuộc nhóm commensal không gây bệnh đường tiêu hóa cho con người và động vật nhưng chủng ecoli diarrheagenic cực kỳ nguy hiểm chúng gây bệnh cho con người. chúng chủ yếu là các dạng sau E coli (or ETEC), enteropathogenic E coli (EPEC), enterohemorrhagic E coli (EHEC), enteroaggregative E coli (EAEC), enteroinvasive E coli (EIEC) and diffusively adhesive E coli (DAEC)

Loại ETCE là tác nhân gây bệnh rất phổ biến chúng là nguyên nhân gây bệnh quan trọng thứ 2 của bệnh tiêu chảy.

EHEC bao gồm ecoli O157 là nhóm ecoli gây khả năng tử vong cao khi bị nhiễm bệnh

c.Nhiễm giun sán

Loại này có chứa giun sán – giun đất, rất quan trọng trong việc xử lý nước thải và tái sử dụng

–              Giun đũa

–              Giun tóc

–              Giun móc

 

Tính năng lây nhiểm của nó rất tiền ẩn, khả năng thích nghi cao không phát triển nhanh khả năng gây bệnh cao và không thông qua vật chủ trung gian

Đây là những tác nhân gây bênh phổ biến đặc biệt là giun đũa và giun móc .tại các nước có thu nhập thấp thì hơn 50% dân số bị nhiểm bệnh và có những nơi 90%.

Khi rời khỏi cơ thể con người thì 1 con giun đũa cái có thể sản sinh ~200.000 trứng/day và giun móc  5000-20.000 trứng/day. Số trứng có trong nước thải khá cao nếu trong vùng lưu bệnh ~3000 trứng/l. nhưng cũng thật may mắn là để loại bỏ những loại này trong nước thải rất dễ dàng chỉ qua 1 số phương pháp xử lý.sẽ được trình bày rõ ơ phần sau.

d.Bệnh sán dây.

Loại này có các chính là Taenia saginata, the beef tapeworm, and Taenia solium, the pork tapeworm tính năng của các loại này rất tiềm ẩn,k iên trì có thể nhân rộng và khả năng lây nhiễm cao và có thể qua vật chủ trung gian như trâu bò, lơn,…

Khoảng 105-106 trứng được sản sinh mỗi ngày khi ra khỏi cơ thể và phóng thích xuống nước thải. Trứng bệnh sán cũng dễ dàng được xử lý trong nước thải.

Các phôi thai cảu Tsolum có thể xâm nhập vào não gây ra triệu chứng neurocysticercosis và nguyên nhân của bệnh động kinh, trừ 1 số nơi không ăn thịt lợn

e.Giun sán nước

Loại này bao gồm tất cả các loại giun sán có trong nước nhưng chủ yếu là 3 loại có tầm quan trọng là

• S chistosoma mansoni,  S japonicum and S haematobium
• Clonorchis sinensis
• Fasciolopsis buski chủ yếu là các nước Đông Nam Á

Tính năng gây bệnh tiền ẩn,thời gian gây bệnh kéo dài, khả năng nhân rộng cao và có thể lây qua vật chủ trung gian. Loại chistosoma có thể sản xuất ~1000 trứng/day, loại Clonorchis ~4000 trứng/day, loại Fasciolopsis ~25000 trứng/day. Trứng được đóng kén trong phân hoặc trong nước tiểu và được nở trong nước thải và sinh sống trong các loại thủy sinh trong nước như ốc để tiếp tục vòng đời của chúng

Các bệnh nhiễm trùng sán nước rất nguy hiểm trong việc tái sử dụng nước để nuôi trồng thủy sản nhưng nó rất dể xử lý trong nước thải.

f.Các bệnh liên quan đến vector truyền

Các bệnh trong nước thải chủ yếu là giun chỉ do muỗi Culex quinquefasciatus truyền và nó chỉ sin sản trong các nhà máy nước thải không hoạt động.Đó là nguyên nhân gây ra bệnh nguy hiểm bởi giun Wuchereria  bancrofti. Giun trưởng thành sống trong các bạch huyết của con người và tăng mạnh với số lượng ban đêm. Sau một thời gian nhiễm bệnh hạch bách huyết và mạch bách huyết trở nên bị chặn và sức lên bạch huyết không thê ra ngoài dẫn đến biến dạng

Giun chỉ bancrofti ngày càng nhiều ơ các khu vực có nguồn nước sạch như vệ sinh kém. Các ao hồ tù đọng và những nơi có môi trường tốt cho mỗi culex sinh sống và nãy nỡ.và giải pháp giảm thiểu tốt nhất là xây dựng nhà máy xử lý nước thải đúng quy chuẩn và vận hành tốt luôn được duy trì hoạt động

g.Bệnh do động vật gặm nhắm truyền nhiễm

Gây ra bệnh là do trùng xoắn sống trong các con chuột người bị bệnh tiếp xúc với nước tiểu chuột nhiễm bệnh.thông qua các vết thương,Khi bị nhiễm bệnh có thể không có triệu chứng hoặc triệu chứng vàng da – da và xuất huyết mắt, gan và suy thận và bệnh nặng nhất là bệnh weil có thể tử vong nếu không điều trị kịp thời.Bệnh này thường gặp ơ các công nhân vận hành hoặc các công nhân bảo trì hệ thống xử lý nước thải.

IV. Các bệnh truyền nhiễm

Còn có rất nhiều bệnh truyền nhiễm liên quan đến nước thải mà không liệt kê ơ đây.Và hiện có nhiều biến thể truyền nhiễm với tốc độ nhanh chóng và khả năng tử vong cao vì vậy các hệ thống xử lý nước thải cần được chú trọng nhiều hơn và phải thực hiện đúng chức năng xử lý nước thải. nếu xây dựng mà không hoạt động hay hoạt động không tốt con nguy hiểm hơn là không xây dựng hệ thống xử lý nước thải

V. Phân loại các bệnh ung thu liên quan đến nước thải

Một số tác nhân gây bệnh có thể dẫn tới ung thư.Giun sán gây ra ung thư bàng quang, ung  thư đại trực tràng do S mansoni  và S japonicum, ung thư ống mật gây ra bởi Clonorchis  sinensis. Helicobacter pylori mầm bệnh vi khuẩn gây viêm loét dạ dày, có thể gây ra ung thư dạ dày. Tỉ lệ nhiễm bệnh ở các nước đang phát triển là 60-80%.

Year                                       Pathogen

1973                                      Hepatitis A virus

1973                                      Rotavirus

1976                                      Cryptosporidium parvum

1977                                      Campylobacter spp

1979                                      Cyclospora cayetanensis

1982                                      Escherichia coli O157

1983                                      Helicobacter pylori

1990                                      Hepatitis E virus

1992                                      Vibrio cholerae O139

 

Trên là giới thiệu 1 cách sơ lược để cho các kỹ sư thiết kế hệ thống xử lý nước nắm rõ khi xây dựng thiết kế 1 hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cần chú ý đến những khả năng gây bệnh cho con người. Không phải là cứ xây dựng hệ thống xử lý là được mà cần phải xây dựng một cách đúng và xử lý hoàn toàn

Nguyễn Đình Đức