20/05/2025
Tóm tắt:
Clo tự do có tác dụng làm sạch các yếu tố gây ô nhiễm nước bể bơi như vi sinh vật và một số chất thải của con người. Tuy nhiên, dưới tác động của bức xạ cực tím của ánh sáng mặt trời, clo tự do dễ dàng bị phân hủy, làm suy giảm hiệu quả khử trùng. Để khắc phục hạn chế này, axit tricloroisoxyanuric (TCCA) thường được bổ sung nhằm duy trì nồng độ clo tự do ổn định và kéo dài thời gian tác dụng. Trong quá trình phân hủy, TCCA tạo ra axit xyanuric (CYA) - một chất có khả năng ổn định clo trong nước. Tuy nhiên, sự tích tụ CYA ở nồng độ cao có thể gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe con người. Hiện nay, nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam, chưa ban hành quy chuẩn kỹ thuật quy định giới hạn nồng độ CYA trong nước bể bơi. Theo khuyến cáo của Quỹ quốc gia về bể bơi (National Swimming Pool Foundation - NSPF), Hoa Kỳ và Tổ chức Y tế Thế giới (World Health Organization - WHO), nồng độ CYA nên được kiểm soát dưới 100 mg/lL để đảm bảo hiệu quả khử trùng và an toàn cho người sử dụng. Nghiên cứu được thực hiện tại 5 bể bơi trong mùa bơi tại Hà Nội đã phát hiện nồng độ CYA tại 2 trong số 5 bể. Bằng các phương pháp: Lấy mẫu nước bể bơi, phân tích mẫu, kết quả nghiên cứu cho thấy, bể P4 có nồng độ CYA dao động từ 36,28 đến 43,11 mg/l, nằm trong giới hạn khuyến cáo; trong khi đó, bể P1 có nồng độ CYA từ 267,87 đến 324,35 mg/l, vượt xa mức khuyến cáo, tiềm ẩn nguy cơ gây ảnh hưởng đến mắt, da và hệ hô hấp của người bơi.
Từ khóa: Axit tricloroisoxyanuric, axit xyanuric, nước bể bơi, nguy cơ sức khỏe.
Ngày nhận bài: 6/2/2025; Ngày sửa chữa: 21/2/2025; Ngày duyệt đăng: 14/3/2025.
Evaluation OF cyanuric acid residue in some swimming pools in hanoi and their health risk on swimmers
ABSTRACT:
Free chlorine has an effective disinfectant against contaminants in swimming pool water, including microorganisms and human waste. However, under ultraviolet radiation from sunlight, free chlorine is easily degraded, reducing its disinfection efficacy. To overcome this limitation, trichloroisocyanuric acid (TCCA) is commonly added to maintain a stable concentration of free chlorine and prolong its disinfectant action. During decomposition, TCCA generates cyanuric acid (CYA), a compound that helps stabilize chlorine in water. Nevertheless, the accumulation of CYA at high concentrations can adversely affect human health. CurrentlyAt present, many countries, including Vietnam, have not yet issued technical regulations specifying the permissible concentration of CYA in swimming pool water. According to the recommendations of the National Swimming Pool Foundation (NSPF) USA and the World Health Organization (WHO), CYA concentrations should be maintained below 100 mg/lL to ensure disinfection effectiveness and swimmer safety. The study, conducted at five swimming pools during the swimming season in Hanoi, detected CYA concentrations in two out of the five pools. Using methods such as swimming pool water sampling and laboratory analysis, the study found that Pool P4 had CYA concentrations ranging from 36.28 to 43.11 mg/lSpecifically, pool P4 had CYA concentrations ranging from 36.28 to 43.11 mg/l, which falls within the recommended limits; whereas pool P1 exhibited CYA concentrations ranging from 267.87 to 324.35 mg/l, significantly exceeding the recommended levels and posing potential risks to swimmers' eyes, skin, and respiratory system.
Keywords: Trichloroisocyanuric acid, cyanuric acid, swimming pool water, health risks.
JEL Classifications: N50, N54, O13.
1. GIỚI THIỆU
Vệ sinh bể bơi là yêu cầu cần thiết nhằm đảm bảo an toàn cho sức khỏe người bơi. Hai phương pháp chính thường được áp dụng trong xử lý nước bể bơi là pha loãng và khử trùng. WHO và nhiều quốc gia trên thế giới đã ban hành các hướng dẫn nhằm giảm thiểu rủi ro do các yếu tố vi sinh và hóa học (WHO, 2006). Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh Hoa Kỳ (CDC) đã công bố các thông tin liên quan đến vệ sinh và xử lý nước bể bơi (CDC, 2009). Tại Việt Nam, Thông tư số 02/2011/TT-BVHTTDL của Bộ Văn hóa, Thể thao và Du lịch quy định chất lượng nước bể bơi phải tuân thủ theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt (QCVN 02:2009/BYT do Bộ Y tế ban hành).
Clo là chất khử trùng phổ biến và được sử dụng rộng rãi. Clo tồn tại dưới nhiều dạng, bao gồm: Clo lỏng (natri hypoclorit - NaOCl); dạng bột hoặc viên nén (canxi hypoclorit - Ca(ClO)₂; natri dicloroisocyanurat - C₃Cl₂N₃NaO₃; axit tricloroisoxyanuric - C₃Cl₃N₃O₃); khí clo được tạo tại chỗ (Cl₂). Khi hòa tan vào nước, clo chuyển thành dạng hypoclorit có khả năng vô hiệu hóa nhiều loại vi khuẩn và virút nhưng lại dễ bị phân hủy nhanh chóng dưới tác động của tia cực tím với bước sóng λ = 290 - 350 nm. Vào những ngày nắng, từ 90 đến 100% HClO có thể bị phân hủy nhanh chóng trong vài phút bởi các phản ứng quang phân mà chưa kịp phát huy hiệu quả diệt khuẩn (Baxter, 1994; Anping et al., 2020).
Mỗi hợp chất clo đều có những ưu điểm và hạn chế riêng. NaOCl là chất khử trùng rẻ tiền, dễ sử dụng, tuy nhiên axit hypoclorơ (HClO) được tạo ra lại không bền vững, dễ bị phân hủy dưới ánh sáng mặt trời. Ca(OCl)₂ có khả năng khử trùng cao hơn NaOCL, nhưng cũng dễ bị phân hủy khi tiếp xúc ánh sáng mặt trời, đồng thời làm tăng độ cứng của nước (WHO, 2000).
Trong số các hợp chất clo, TCCA ở dạng bột hoặc viên nén phổ biến trên thị trường và dễ dàng sử dụng để khử trừng nước bể bơi. TCCA có tính chất khác biệt so với các dạng còn lại. Đây là hợp chất hữu cơ, không bị phân hủy bởi ánh sáng mặt trời, nhờ đó làm tăng hiệu quả khử trùng trong nước bể bơi. Tuy nhiên, các sản phẩm phụ tạo ra trong nước hồ khi sử dụng TCCA là axit xyanuricCYA (H₃C₃N₃O₃) và axit hypoclorơ (HOCl). Hàm lượng clo khả dụng có thể đạt tới 90% (nhưng 55% trong số đó là axit xyanuricCYA), pH rất axit dao động trong khoảng 2,8 - 3,0.
TCCA là hợp chất clo tan chậm và đồng thời cung cấp chất ổn định CYA vào nước, giúp clo duy trì hiệu lực dưới ánh nắng mặt trời lâu hơn. Tuy nhiên, TCCA cũng có tính chất dễ bay hơi, dễ nổ và có tính axit, điều này có thể gây ăn mòn các linh kiện kim loại trong hệ thống bể bơi. Khi đó, các ion kim loại có thể hòa tan trong nước và sau đó kết tủa, gây ra hiện tượng ố màu trên bề mặt hồ bể (Falk et al., 2019). Ngoài ra, TCCA có hiệu lực cao trong việc tiêu diệt vi khuẩn, tảo và thường được sử dụng trong xử lý nước bể bơi, nước cấp, ngành thuốc nhuộm. Hợp chất này cũng được sử dụng như một chất tẩy trắng trong công nghiệp dệt may, phổ biến trong phòng và trị bệnh trong chăn nuôi thủy sản, bảo quản rau quả, xử lý hạt giống và trong tổng hợp hóa học hữu cơ... Tuy nhiên, nhược điểm đáng kể của TCCA là sản sinh ra CYA – một hợp chất có thể gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người khi tích tụ trong nước. Theo Bách khoa toàn thư về Hóa học Công nghiệp (Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005), CYA được phân loại là “gần như không độc” (Huthmacher & Most, 2005), có hệ số tích lũy sinh học (BCF) thấp, dưới 0,5. Liều gây chết trung bình theo đường uống (LD₅₀) ở chuột là 7700 mg/kg (U.S. Food and Drug Administration, 2007). Nhưng, ở nồng độ cao, CYA có thể gây ra một số rủi ro cho sức khỏe như gây rối loạn tiêu hóa cấp tính (Pickens, 2023; Yuan et al., 2021; Zhu & Kannan, 2020).
Một số nghiên cứu độc tính qua đường uống đã chỉ ra rằng CYA có thể gây tổn thương thận (giãn ống thận, hoại tử hoặc tăng sản biểu mô thận, thâm nhiễm bạch cầu, lắng đọng khoáng chất và xơ hóa) (OECD, 1999). Mặt khác, melamine và CYA có thể tạo thành hỗn hợp gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến chức năng thận (Dobson et al., 2008).
Sở Y tế bang Florida, Hoa Kỳ, quy định nồng độ CYA trong nước bể bơi không được vượt quá 100 mg/l (ppm) nhằm ngăn ngừa các bệnh lý về tiêu hóa, viêm da và các vấn đề sức khỏe khác. Ở một số quốc gia, mức giới hạn tối đa được cho phép cũng là 100 mg/l, theo khuyến nghị từ CDC và NSPFE - Hoa Kỳ. (NSPE là gì hay là NSPF?)
Mặc dù vấn đề dư lượng CYA đã được quan tâm tại nhiều quốc gia phát triển, tại Việt Nam, đây vẫn là một chủ đề còn rất mới và chưa được nghiên cứu một cách hệ thống. Nghiên cứu không chỉ là một trong những khảo sát đầu tiên về CYA tại các bể bơi trên địa bàn Hà Nội, mà còn mở ra góc nhìn mới về mối liên hệ giữa việc sử dụng hóa chất xử lý nước bể bơi và các rủi ro sức khỏe tiềm ẩn. Nghiên cứu được thực hiện để khảo sát, phân tích và đánh giá về dư lượng CYA trong nước bể bơi tại Hà Nội, từ đó cung cấp dữ liệu ban đầu để đề xuất các tiêu chí kiểm soát phù hợp trong công tác quản lý bể bơi.
Nghiên cứu này được thực hiện để khảo sát, phân tích và đánh giá về dư lượng CYA trong nước bể bơi tại Hà Nội, từ đó cung cấp dữ liệu ban đầu để đề xuất các tiêu chí kiểm soát phù hợp trong công tác quản lý bể bơi.
Phần này cần thể hiện: (i) Lý do thực hiện nghiên cứu này và tầm quan trọng của chủ đề nghiên cứu (có ý nghĩa như thế nào về mặt lý luận và thực tiễn); (ii) Xác định vấn đề nghiên cứu, đặc biệt làm rõ tính mới của nghiên cứu; (iii) Nội dung chính mà bài viết sẽ tập trung giải quyết; (iv) Mục tiêu nghiên cứu.
2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Mẫu nước thu thập từ 5 bể bơi nằm trên địa bàn 4 quận trung tâm của Hà Nội. Việc lấy mẫu được thực hiện vào 3 đợt trong năm 2023, cụ thể vào các ngày 30/3, 4/4 và 17/4 là nơi và thời điểm có nhu cầu bơi rất cao. Các địa điểm được chọn đều là những cơ sở có quy mô vừa với lượng khách phục vụ nhiều mỗi ngày. 5 bể bơi ở 4 quận trung tâm Hà Nội vào 3 đợt trong năm 2023 (30/3, 4/4 và 17/4), là nơi và thời điểm có nhu cầu bơi rất cao [14].
Bảng 1. Một số thông tin về vVị trí lấy mẫu nước 5 bể bơi tại 4 quận nội thành Hà Nội
Bể bơi |
Vị trí |
Tọa độ |
Diện tích bể (m2) |
Khách/ngày (TB tại thời điểm khảo sát) |
|
N |
E |
||||
P1 |
Quận Đống Đa |
21.01366 |
105.82309 |
300 |
200-300 |
P2 |
Quận Ba Đình |
21.03236 |
105.81714 |
300 |
200-300 |
P3 |
Quận Cầu Giấy |
21.04158 |
105.79403 |
300 |
200-300 |
P4 |
Quận Cầu Giấy |
21.02721 |
105.78452 |
400 |
200-300 |
P5 |
Quận Hoàng Mai |
20.99193 |
105.85127 |
300 |
200-300 |
2.2. Phương pháp nghiên cứu
- Lấy mẫu nước bể bơi: Quy trình lấy, bảo quản và vận chuyển mẫu tuân thủ theo hướng dẫn lấy mẫu nước TCVN 6663-11:2011 và TCVN 6663-3:2008 tại 5 bể bơi thể hiện ở Bảnghình 1. 5 bể bơi được thu mẫu tương ứng với các mã: P1 (quận Đống Đa), P2 (quận Ba Đình), P3 và P4 (quận Cầu Giấy), P5 (quận Hoàng Mai). Cụ thể: Mẫu nước được thu thập tại bốn góc và vị trí trung tâm của bể bơi, ở độ sâu từ 0–30 cm.
- Phương pháp phân tích mẫu: Các mẫu nước bể bơi được phân tích tại phòng thí nghiệm Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên theo các tiêu chuẩn hiện hành như TCVN 9048:2012 (ISO/TS 15495:2010) và TCVN 13804:2023 (ISO 23970:2021). CYA được phân tích bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC). Thiết bị HPLC sử dụng là Chromaster L-5000 của hãng Hitachi (Nhật Bản), với đầu dò DAD, bước sóng hấp thụ cực đại (𝜆max) là 213 nm. Cột sắc ký sử dụng có kích thước 220 x 4.6 mm, pha tĩnh ODS-C18, kích thước hạt 5 μm. Pha động là dung dịch K₂HPO₄ 0,01M, được điều chỉnh pH ở mức 6,7. Tốc độ dòng của pha động là 1 ml/phút. Thể tích mẫu tiêm là 25 µl.
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Trong 5 bể bơi, có P1 và P4 có sự hiện diện của CYA
Hình 1. Sắc ký đồ của CYA trong các mẫu nước bể bơi
Nguồn: Nhóm nghiên cứu thực hiện
Hình 1 bao gồm 6 sắc ký đồ, bao gồm một mẫu chuẩn CYA và 5 mẫu nước bể bơi. Hình 12.a thể hiện sắc ký đồ của dung dịch chuẩn CYA nồng độ 50 ppm với đỉnh xuất hiện tại thời gian lưu là 4,7 phút. Dựa trên đó, mẫu nước tại hồ P1 và P4 xuất hiện đỉnh tại thời gian lưu 4,7 phút, chứng tỏ mẫu nước có chứa CYA, trong khi các mẫu nước tại hồ P2, P3 và P5 không xuất hiện đỉnh tại thời gian này – có nghĩa là không phát hiện CYA trong các mẫu đó. Sự xuất hiện của CYA trong nước hồ P1 và P4 được xác định thông qua diện tích đỉnh, tương ứng với nồng độ CYA trong mẫu nước.
Theo Bảng 21, nồng độ CYA trong mẫu nước bể bơi P1 tại 3 thời điểm lấy mẫu lần lượt là 267 mg/l, 312 mg/l và 324 mg/l. Theo khuyến nghị của NSPF và WHO, nồng độ CYA trong các bể bơi công cộng sử dụng clo không nên vượt quá 100 mg/l. Tại Hoa Kỳ, trong số 49 bang có quy định cụ thể, có tới 12 mức giới hạn khác nhau được xem là giới hạn tối đa cho CYA, dao động từ 0 đến 150 mg/l. Khoảng 50% các bang ở Hoa Kỳ áp dụng giới hạn 100 mg/l, trong khi NSPF khuyến nghị khoảng giá trị an toàn là từ 10 đến 100 mg/l (Cantu, 2005). Bang New York là nơi duy nhất cấm hoàn toàn việc sử dụng hóa chất này. Ngoài ra, có 8 bang không đề cập đến nồng độ CYA trong các tiêu chuẩn chất lượng nước bể bơi. Nồng độ CYA tại bể bơi P1 trong nghiên cứu này cao hơn giới hạn cho phép từ 2 đến 3 lần theo tiêu chuẩn của NSPFE và CDC, Hoa Kỳ. Điều này cho thấy bể bơi P1 đã sử dụng TCCA làm chất khử trùng, với nồng độ CYA là khá cao và có thể gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe của người bơi.
Bảng 2. Nồng độ CYA trong nước bể bơi P1
Mẫu nước |
Nồng độ CYA (mg/l) |
||
Đợt 1 |
Đợt 2 |
Đợt 3 |
|
P1.1 |
267,99 |
312,81 |
325,41 |
P1.2 |
267,52 |
312,51 |
323,86 |
P1.3 |
268,23 |
312,74 |
323,45 |
P1.4 |
267,44 |
312,13 |
324,37 |
P1.5 |
268,17 |
312,85 |
324,66 |
Trung bình |
267,87 |
312,61 |
324,35 |
Bảng 3 cho thấy bể bơi P4 có chứa CYA với nồng độ dao động từ 36 đến 43 mg/l, thấp hơn mức giới hạn do NSPF và CDC, Hoa Kỳ, khuyến nghị. Theo các Askins (2011)nghiên cứu (nghiên cứu nào?), nồng độ CYA hiệu quả trong bể bơi là khoảng 20 mg/l; khi nồng độ CYA vượt quá 70 mg/l, hiệu lực diệt khuẩn của clo không tăng thêm, bất kể lượng clo bổ sung (Askins, 2013). Khoảng giá trị lý tưởng của CYA được xác định là 20–70 mg/l. Theo Terry Chappell, nồng độ CYA lý tưởng cho bể bơi thương mại là 30 - 50 mg/l, phù hợp với khuyến nghị của NSPF và WHO (Chappell, 2013).
Theo nghiên cứu của Ümmihan T. Yilmaz và Zehra Yazar (2010), nồng độ CYA trong nước bể bơi tại Ankara (Thổ Nhĩ Kỳ) chỉ dao động từ 2,54 đến 19,7 mg/l và nghiên cứu của Liang et al. (2018) đã kiểm tra hàm lượng CYA trong nước của 21 bể bơi tại Côn Sơn (Trung Quốc) và cho thấy nồng độ CYA là 2 - 79 mg/l, với giá trị trung vị là 20,0 mg/l thấp hơn nhiều so với mức tại bể P4.
Như vậy, có thể thấy rằng bể bơi P4 đã được sử dụng TCCA làm chất khử trùng và nồng độ CYA dao động trong khoảng 30 - 50 mg/l, là mức có hiệu quả diệt khuẩn, đồng thời ít gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người.
Bảng 3. Nồng độ CYA trong nước bể bơi P4
Mẫu nước |
Nồng độ CYA (mg/l) |
||
Đợt 1 |
Đợt 2 |
Đợt 3 |
|
P4.1 |
37,98 |
40,22 |
42,65 |
P4.2 |
34,73 |
41,31 |
43,04 |
P4.3 |
37,05 |
40,79 |
42,33 |
P4.4 |
35,98 |
41,56 |
43,71 |
P4.5 |
35,67 |
40.87 |
43,80 |
Trung bình |
36,28 |
40,95 |
43,11 |
Hình 2. Biểu đồ nồng độ CYA trong nước 5 bể bơi
Nguồn: Nhóm nghiên cứu thực hiện
3.2. Ảnh hưởng của CYA đến sức khỏe con người
Kết quả từ Hình 2 cho thấy:
Tác hại của CYA:
4. Kết luận
Khảo sát nồng độ CYA trong nước tại 5 bể bơi ở Hà Nội cho thấy có ba bể bơi (P2, P3, P5) không phát hiện CYA, có thể do sử dụng chất khử trùng khác ngoài TCCA; một bể bơi (P4) sử dụng TCCA với nồng độ CYA dưới 100 mg/l, đáp ứng giới hạn an toàn theo khuyến cáo của NSPF và WHO; trong khi đó, một bể bơi (P1) có nồng độ CYA cao gấp hai đến ba lần giới hạn cho phép, vượt ngưỡng an toàn đối với sức khoẻ người bơi.Kết quả nghiên cứu này có thể được tham khảo, làm cơ sở để xuất quy định về nồng độ CYA trong nước bể bơi ở Việt Nam.
Khảo sát nồng CYA trong nước tại 5 bể bơi ở Hà Nội cho thấy: 3 bể (P2, P3, P5) không phát hiện CYA, có thể do không sử dụng TCCA mà thay vào đó là các chất khử trùng khác; một bể (P4) có nồng độ CYA dao động trong khoảng 36,28–43,11 mg/l, nằm trong giới hạn an toàn theo khuyến cáo của NSPF và WHO (<100 mg/l); trong khi đó, một bể (P1) có nồng độ CYA cao bất thường, dao động từ 267,87–324,35 mg/l, vượt gấp 2–3 lần ngưỡng khuyến cáo, tiềm ẩn nguy cơ gây hại cho mắt, da và hệ hô hấp của người sử dụng. Tuy nhiên, nghiên cứu còn tồn tại một số hạn chế như: Số lượng mẫu nước và bể khảo sát còn ít, chưa đại diện đầy đủ cho toàn bộ hệ thống bể bơi tại Hà Nội; đồng thời, chưa phân tích cụ thể mối liên hệ giữa tần suất sử dụng TCCA và mức độ tích lũy CYA theo thời gian. Từ kết quả này, nghiên cứu mở ra hướng tiếp cận mới trong việc theo dõi và kiểm soát các hợp chất phụ sau khử trùng trong bể bơi – đặc biệt là CYA – nhằm nâng cao hiệu quả khử trùng đồng thời đảm bảo an toàn cho người sử dụng. Các nghiên cứu tiếp theo có thể mở rộng phạm vi khảo sát, kết hợp với phân tích định kỳ và dài hạn để xác định xu hướng tích tụ CYA và ảnh hưởng sức khỏe theo thời gian. Trên cơ sở kết quả nghiên cứu, nhóm tác giả kiến nghị các cơ quan quản lý nhà nước xem xét ban hành quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về giới hạn CYA trong nước bể bơi, đồng thời hướng dẫn các cơ sở quản lý bể bơi lựa chọn và sử dụng hóa chất xử lý nước phù hợp nhằm đảm bảo an toàn sức khỏe cộng đồng.
Cái Anh Tú1,*, Trần Thị Huyền Nga1
1Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
(Nguồn: Bài đăng trên Tạp chí Môi trường, số Chuyên đề Tiếng việt I/2025)
Tài liệu tham khảo