Nước thải : Mỏ vàng thông tin ?

Tạp chí khoa học

Nước thải là một nguồn gây ô nhiễm quan trọng do việc xử lý các chất thải thực phẩm và việc trừ khử các loại hóa chất độc hại rất khó. Nhưng nước đã qua sử dụng lại chứa đựng nhiều thông tin « hữu ích », cho phép tìm thấy tất cả những gì tham gia vào đời sống thường nhật của nhân loại, kể cả thói quen sử dụng dược phẩm hay các chất gây nghiện tại nhiều thành phố lớn.

Dưới lòng đất thành phố Paris là một hệ thống ống dẫn thoát nước rộng lớn, có tổng chiều dài là 2.600 km, tức khoảng cách giữa Paris và thành phố Saint-Petersburg của Nga. Ông Olivier Rousselot, giám đốc phòng nghiên cứu và môi trường của Tổ hợp liên tỉnh xử lý nước thải vùng đô thị Paris – Syndicat Interdépartemental pour l’assainissement de l’agglomération parisienne – SSIAP, trước hết cho biết, tổ hợp này mỗi ngày xử lý đến 2,4 tỷ lít nước đã qua sử dụng, tức tương đương với khoảng 1.000 bể bơi Olympic.

« Hàng ngày và 365 ngày mỗi năm, chúng tôi phải thu thập các mẫu nước nguyên ở đầu vào trạm xử lý và nước đã qua xử lý ở đầu ra. Quy trình này được thực hiện suốt cả năm. Riêng các mẫu nước lấy ngày thứ Bảy và Chủ Nhật được để tủ lạnh để có thể xử lý vào ngày thứ Hai. Những mẫu nước này sau đó được mang đến các phòng thí nghiệm để làm phân tích theo như luật định. »

Những mẫu nước được lấy ban ngày còn nhằm một mục đích khác, chúng sẽ được gởi đến Berlin để nghiên cứu. Mục tiêu ban đầu là tiến hành khảo sát đối chiếu liên quan đến hơn 80 loại hóa chất chứa trong nước thải giữa Paris và Berlin.

Frederik Zietzschmann, phụ trách nhà máy xử lý nước thải Wassmanndorf ở Berlin, trong một chương trình của kênh truyền hình ARTE giải thích :

« Chúng tôi hy vọng có được những kết quả tương tự tại hai thủ đô. Sau đó, chúng tôi thải toàn bộ những nước đã qua sử dụng qua bồn xả. Mặt khác, các đầu vào công nghiệp có thể là không giống nhau. Vì vậy, điều thú vị là biết được những gì mọi người tiêu thụ qua phân tích các chất ô nhiễm vi mô ví dụ như dư lượng thuốc, hóa chất công nghiệp hay chất gây nghiện. »

Nghiên cứu này nhận được sự hỗ trợ của một trong những viện phân tích nước thải lớn nhất thế giới : Institute For Analytical Research (IFAR), trường đại học Fresenius, ở Idstein, Đức, dưới sự điều hành của Thomas P Knepper, lãnh đạo phòng thí nghiệm chuyên nghiên cứu về vi vết trong các mẫu vật.

Dịch bệnh Covid-19 và nước thải Paris

Trận đại dịch Covid-19 là một minh chứng gần đây nhất cho sự phong phú thông tin chứa trong nước thải. Mùa xuân năm 2020, gần như toàn châu Âu bị phong tỏa, các cửa hiệu, hàng quán và sở làm đều bị đóng cửa, còn người dân thì bị hạn chế lưu thông, nhưng bệnh viện vẫn bị quá tải. Người ta không chắc về số người thực sự nhiễm virus. Làm thế nào vén màn vùng tối này ?

Nhà virus học người Pháp Sebastien Wurtzer, làm việc cho công ty quản lý nước Paris nằm trong số những chuyên gia được huy động ngay từ đầu cuộc khủng hoảng dịch tễ. Công việc chính của ông là tìm kiếm những tác nhân gây bệnh trong nước sạch, có thể uống và nước bẩn.

Theo nhà khoa học này, « việc theo dõi sự hiện diện của những mầm bệnh không phải là điều gì mới mẻ cả. Nhưng điểm mới ở đây là có thể định lượng chúng trong nước đã qua sử dụng và liên kết được với tình trạng dịch tễ của dân cư. »

Các công trình nghiên cứu công bố năm 2015 cho phép ông thiết lập được mối tương quan, theo đó, lượng virus đường ruột – được tìm thấy trong phân người bệnh dưới dạng các phân tử thải ra trong đường ống thoát nước, rồi trong các trạm xử lý nước thải – càng nhiều, thì số người bị nhiễm bệnh càng cao.

Phát hiện này đã được ông áp dụng trong việc khảo sát các mẫu nước được lấy tại 6 trạm xử lý nước thải ở vùng thành phố Paris và 11 trạm khác ở vùng Ile-de-France (Paris và các vùng phụ cận). Những dữ liệu có được không những cho thấy tình trạng lây nhiễm, mà còn giúp các nhà khoa học có thể suy ra tiến triển của số ca nhiễm trước khi các bệnh viện chuyển giao số liệu chính thức cho các nhà chức trách y tế. Nước thải đã cho thấy trong một chừng mực nào đó, là một chỉ báo sớm cho việc tầm soát coronavirus.

Trên đài ARTE, Sebastien Wurtzer giải thích : « Cuối tháng 6/2020, chúng tôi đã có thể nhận thấy rất sớm, thậm chí trước cả khi có các chỉ số của bệnh viện, lượng virus tăng trở lại trong nước thải, đặc biệt là tại vùng Ile-de-France, khu vực chẳng may phải thông báo đợt dịch thứ hai như chúng ta đã biết. »

Nước thải : Chỉ báo thói quen ăn uống, tiêu thụ dược phẩm

Trở lại với nghiên cứu đối chiếu mẫu nước giữa Paris và Berlin, kết quả phân tích các mẫu nước đầu tiên cho thấy có sự hiện diện của nhiều hóa chất thông thường được biết đến như carbon, phosphore và azote, được thải ra theo đường nước tiểu và ruột, giữa Paris và Berlin là giống nhau. Nhưng điều thú vị và gây bất ngờ là hàm lượng những chất này được tìm thấy ở Berlin cao gấp hai lần so với Paris.

Vì sao nước thải ở Paris lại chứa ít các loại chất dinh dưỡng hơn so với Berlin ? Liệu người ta có thể giải thích bằng thói quen tiêu thụ nước làm hòa tan nồng độ dưỡng chất trong nước thải ? Các khảo sát cho thấy, một cư dân thành Berlin tiêu thụ khoảng 100dl nước/ngày (10 lít) cho sinh hoạt thường nhật từ nấu ăn, tắm rửa, vệ sinh so với mức 120 đến 150 dl cho một người thành Paris.

Về điểm này, Frederik Zietzschmann cho rằng, « tại Đức, người ta đã được giáo dục từ sớm phải tiết kiệm nước. Có nhiều khả năng là họ không tắm lâu, hay như họ có máy giặt hiệu quả hơn và ít hao nước hơn. Còn người Pháp rất có thể là họ ít nghiêm túc hơn trong việc tiêu thụ nước. »

Nghiên cứu đối chiếu này còn cho thấy thói quen sử dụng dược phẩm của cư dân giữa Paris và Berlin. Chẳng hạn, các nhà khoa học phát hiện nồng độ chất paracetamol trong nước thải ở Paris cao gấp 3 lần so với Berlin. Sự khác biệt này là ấn tượng này được Thomas P Knepper đưa ra nhận định : « Đây là một giả thuyết nhưng điều đó có thể được giải thích do việc loại thuốc này chỉ được cấp theo đơn tại Đức. Trong khi đó, ở Pháp chúng dược bán tự do. Chúng tôi cần phải đào sâu hơn khía cạnh thói quen sử dụng thuốc giảm đau. »

… Và là một công cụ điều tra tội phạm ?

Không chỉ cho thấy thói quen sinh hoạt, dùng dược phẩm, nghiên cứu nước thải còn cho thấy mức độ sử dụng các chất gây nghiện và phát hiện các tổ chức tội phạm. Qua các phân tích mẫu nước, các nhà khoa học Đức đã lập được một danh sách dài sự hiện diện các loại ma túy tổng hợp.

Nhà nghiên cứu Niklas Koke, đồng nghiên cứu với Thomas P Knepper, cho biết thêm : « Đối với loại thuốc phiện, không có sự khác biệt nào giữa Paris và Berlin. Ngược lại, nồng độ chất amphetamine tại Berlin lại cao hơn rất nhiều so với Paris. Những gì liên quan đến methamphetamine và MDMA, Berlin có nồng độ thấp hơn ».

Điều đó có nghĩa là chất gây nghiện lưu hành ở Paris và Berlin là giống nhau. Tuy nhiên, thuốc lắc (ecstasy) và hồng phiến (speed, amphetamin) lại hiện diện rộng rãi ở Berlin. Ghi nhận này được củng cố bởi một nghiên cứu đối chiếu về dư lượng chất thải lắng đọng trong nước qua sử dụng tại nhiều thành phố khác nhau và làng xã châu Âu. Theo đó, Berlin vượt xa Paris trong việc tiêu thụ thuốc lắc, xếp hạng tư chỉ sau Zurich, Utrecht và Amsterdam theo một nghiên cứu rộng lớn của Liên Hiệp Châu Âu.

Những khảo sát mẫu nước còn cho phép các nhà nghiên cứu phát hiện một loại thuốc phiện mới : Lidocain, thường được sử dụng như là một dạng thuốc tê ở nha sĩ, ngày càng được dùng phổ biến trong ngành giải trí, nhất là trong giới nhạc rap ở Đức. Điều này giải thích vì sao nồng độ chất lidocain thải ra ở Berlin cao gấp 50 lần so với với Paris.

Nhưng theo ARTE, việc phân tích các mẫu nước thải phần nào còn cho phép cảnh sát hình sự liên bang Đức xác định những xưởng bào chế thuốc phiện và chất nổ, theo như giải thích từMichael Puetz, Viện Khoa học Pháp lý, cảnh sát :« Điểm lợi lớn của nước thải là chúng có hướng, nghĩa là khi một loại hóa chất nào đó đi vào hệ thống cống rãnh, chúng tôi biết chính xác nơi chốn và lúc nào loại hóa chất này lại xuất hiện. »

Hàng tấn chất lỏng gặm mòn, nhiều loại trong số này là những chất cực kỳ độc hại, hệ quả của quá trình chế tạo ma túy tổng hợp. Những kẻ sản xuất thường đổ những chất thải này không xa các xưởng chế biến và thay đổi thường xuyên địa điểm. Nhờ vào các thông tin có được, các nhà điều tra có thể thâm nhập hệ thống cống rãnh, lấy mẫu nước tại bất kỳ điểm nào và truy lần dấu vết đến tận xưởng bào chế bí mật.

Nhưng các nhà nghiên cứu về tội phạm học ở Đức cũng nhìn nhận rằng ý tưởng thiết lập một hệ thống giám sát phòng ngừa tại các đường ống thoát nước để tìm kiếm các loại chất bất hợp pháp vẫn còn là chuyện « khoa học viễn tưởng » và về mặt xã hội, có thể sẽ là một đề tài gây nhiều tranh cãi.

Dẫu sao thì, nếu như đối với nhiều nhà khoa học, nước đã qua sử dụng là một mỏ vàng thông tin quý giá, thì với nhiều người khác, chúng còn là một bài toán hóc búa : Bất chấp những hệ thống xử lý nước thải hiện có, việc loại trừ hoàn toàn các loại hóa chất, chất cặn thuốc gây ô nhiễm môi trường là điều dường như khó thể. Khi tích lũy nhiều trong tự nhiên, những chất này có thể gây hại cho động vật, thậm chí cả cho nhân loại.

(Theo ARTE)