Hệ thống giám sát và kiểm soát tảo độc hại cho hồ chứa nước uống

Biến đổi khí hậu và các hoạt động nông nghiệp rộng rãi đang gây nguy hiểm cho các hồ chứa nước uống ở nhiều quốc gia. Sự thừa dưỡng chất (eutrophication) đã biến các đập chứa nước thành môi trường thuận lợi cho sự bùng phát của tảo độc hại. Việc kiểm soát sự bùng phát của tảo phù du, bao gồm cả vi khuẩn lam (cyanobacteria), đang trở thành ưu tiên hàng đầu cho các nhà quản lý hệ thống thủy sinh, đặc biệt là trong bối cảnh bảo vệ nguồn nước uống, hoạt động giải trí và sản xuất nuôi trồng thủy sản.

Một vấn đề nghiêm trọng là một số loài vi khuẩn lam sản sinh ra các hợp chất gây mùi và vị, như geosmin và 2-Methylisoborneol (MIB). Những hợp chất này làm cho nước uống có mùi khó chịu, ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng nước và đòi hỏi sự đầu tư lớn vào các biện pháp xử lý nước. Hơn nữa, vi khuẩn lam cũng có thể tổng hợp các độc tố sinh học gây hại cho sức khỏe con người và là nguyên nhân dẫn đến tỷ lệ tử vong cao ở cá.

Việc quản lý các hồ, đập và sông để giám sát sự bùng phát của vi khuẩn lam là rất quan trọng để bảo vệ sức khỏe con người. Một ví dụ điển hình là dự án tại nhà máy nước Solingen ở Đức, nơi đã áp dụng một loạt các biện pháp để kiểm soát sự bùng phát của vi khuẩn lam độc hại Planktothrix rubescens.

Dự án: Nhà máy nước Solingen

Loài vi khuẩn lam độc hại Planktothrix rubescens là một trong những nguyên nhân chính gây ra các hiện tượng tảo nở hoa, đồng thời là nguồn sản sinh thường xuyên của độc tố microcystin, một chất gây tổn thương gan và ung thư. Vào mùa xuân năm 2013, sau khi có báo cáo về cái chết của chó sau khi uống nước từ đập Sengbach, các nghiên cứu đã xác định sự gia tăng của Planktothrix rubescens và sau đó là sự bùng phát lớn của tảo trong nước của đập Sengbach.

Nhà máy nước đã phải tạm ngưng sản xuất nước trong ba tháng để tiến hành các xét nghiệm trong phòng thí nghiệm hàng ngày và bổ sung bằng việc giám sát liên tục bằng thiết bị AlgaeOnlineAnalyser từ đầu tháng 5 năm 2013. Việc sử dụng thiết bị này đã giúp giảm đáng kể thời gian phân tích vi sinh truyền thống, đồng thời thiết lập ngưỡng báo động để giám sát liên tục 24/7 tảo độc hại.

1. Giám sát Liên tục bằng AlgaeOnlineAnalyser

Để đối phó với tình hình, nhà máy nước Sengbach đã triển khai thiết bị AlgaeOnlineAnalyser từ đầu tháng 5 năm 2013. Thiết bị này giúp giảm đáng kể thời gian phân tích kính hiển vi truyền thống, đồng thời cung cấp khả năng giám sát liên tục 24/7 đối với sự phát triển của tảo độc hại. AlgaeOnlineAnalyser không chỉ xác định nồng độ tảo mà còn đo lường hoạt động của tảo, giúp cung cấp thông tin quan trọng về động thái phát triển của tảo nở hoa. Điều này giúp tối ưu hóa quá trình xử lý nước uống.

2. Phân tích Nhanh trong Phòng Thí Nghiệm với AlgaeLabAnalyser

Ngoài việc giám sát liên tục, nhà máy còn sử dụng thiết bị AlgaeLabAnalyser để kiểm tra nhanh chóng và chính xác nồng độ tảo trong các mẫu nước thu thập từ các hồ và sông xung quanh. Phương pháp này giúp đảm bảo phản ứng kịp thời trước các sự cố tảo độc hại, góp phần nâng cao chất lượng nước đầu vào cho nhà máy.

Đo huỳnh quang là phương pháp đáng tin cậy, trong đó nồng độ tảo có thể được xác định theo thời gian thực và tại chỗ . So sánh giữa phân tích trong phòng thí nghiệm (đếm tế bào) và phép đo AlgaeOnlineAnalyser là phù hợp – hình ảnh bên dưới.

AlgaeOnlineAnalyser cũng đo hoạt động của Tảo để có thông tin về động lực nở hoa. Thông tin này giúp tối ưu hóa quá trình xử lý nước uống.

3. Đo Lường Phân Tầng Tảo với FluoroProbe

Planktothrix rubescens thường tập trung tại vùng nhiệt phân trong hồ chứa. Để xác định độ sâu lấy nước tối ưu, thiết bị FluoroProbe đã được sử dụng để đo lường phân tầng của tảo. Kết quả cho thấy độ sâu 12m là điểm lấy nước tốt nhất với hàm lượng tảo thấp nhất, đảm bảo chất lượng nước cao nhất cho việc sản xuất nước uống.

Kết quả Đạt được và Ứng dụng Thực tiễn

Sau khi triển khai các giải pháp giám sát và kiểm soát toàn diện, nồng độ tảo tại đập Sengbach đã giảm đáng kể và duy trì ở mức an toàn, dưới ngưỡng báo động của WHO. Điều này không chỉ giúp bảo vệ sức khỏe cộng đồng mà còn giảm thiểu chi phí và nỗ lực trong việc xử lý nước.

WHO khuyến nghị rằng nồng độ vi khuẩn lam trong nước uống nên dưới 1 µg/l. Trong thời kỳ cao điểm, mức độ vi khuẩn lam tại nhà máy nước Solingen đã vượt quá 20 µg/l. Tuy nhiên, nhờ vào việc sử dụng AlgaeOnlineAnalyser, các nhà quản lý đã có thể kiểm soát và duy trì nồng độ tảo ở mức an toàn.

Kết luận

Giải pháp toàn diện cho giám sát và kiểm soát tảo độc hại là yếu tố then chốt để đảm bảo chất lượng và an toàn của nguồn nước uống. Các công nghệ như AlgaeOnlineAnalyser, AlgaeLabAnalyser và FluoroProbe đã chứng minh được hiệu quả trong việc bảo vệ sức khỏe cộng đồng và tối ưu hóa quá trình xử lý nước. Đây là mô hình mà các nhà máy nước khác có thể học hỏi và áp dụng để bảo vệ nguồn nước uống của mình.