NANO BẠC XỬ LÝ NƯỚC ĐÔ THỊ
Hiệu quả của ion bạc (ion bạc) (được tạo ra từ muối bạc [bạc nitrat, bạc clorua (AgCl)] hoặc được sản xuất bằng phương pháp điện phân) đã được thử nghiệm đối với nhiều loại vi khuẩn; sự bất hoạt chủ yếu được đánh giá bằng việc giảm log10 số lượng vi khuẩn. Nồng độ vi khuẩn ban đầu dao động từ 3,5 tế bào/mL đến 1,5 x 107 tế bào/mL. Các nghiên cứu đơn lẻ đã xem xét tác động của bạc nitrat đối với thể thực khuẩn (De Gusseme và cộng sự, 2010) và nang trứng Cryptosporidium (Abebe và cộng sự, 2015).
Hwang và cộng sự. (2007) đã xem xét hiệu quả của các ion bạc (lên đến 100 µg/L), có nguồn gốc từ bạc nitrat, chống lại Legionella pneumophila, Pseudomonas aeruginosa và Escherichia coli (tất cả đều ở mức 1,5 x 107 tế bào/mL) trong nước uống tổng hợp (pH). 7, nhiệt độ 25 ᵒC – thành phần hóa học được xác định nêu trong Hwang et al., 2006). Sau thời gian tiếp xúc ba giờ với nồng độ bạc cao nhất, các mức giảm log10 sau đã được báo cáo:
- Giảm 2,4 log10 – L. pneumophila;
- Giảm 4 log10 – P. aeruginosa;
- Giảm 7 log10 – E. coli
Công việc tương tự được thực hiện bởi Huang et al. (2008), trong đó hiệu quả của các ion bạc, có nguồn gốc từ bạc clorua, chống lại 3 x 106 đơn vị hình thành khuẩn lạc (cfu)/mL của P. aeruginosa, Stenotrophomonas maltophilia và Acinetobacter baumannii đã được nghiên cứu. Người ta thấy P. aeruginosa giảm 5 log10 với 80 µg/L Ag (nồng độ cao nhất được sử dụng) sau 12 giờ. S. maltophilia nhạy cảm hơn với Ag, với mức giảm 5 log10 sau 6 giờ khi tiếp xúc với 80 µg/L. Tuy nhiên, đối với A. baumannii, mức giảm 5 log10 chỉ được thấy sau 72 giờ tiếp xúc với 80 µg/L Ag.
Silvestry-Rodriguez et al. (2007) đã nghiên cứu khả năng khử hoạt tính của P. aeruginosa và Aeromonas hydrophila bằng bạc trong nước máy, nhằm đánh giá khả năng sử dụng bạc làm chất khử trùng thứ cấp để thay thế hoặc giảm mức độ clo. Nước đô thị đã khử clo (lấy từ nguồn nước ngầm) được cấy vi khuẩn 106 cfu/mL và bạc nitrat được thêm vào với nồng độ 100 µg/L (0.1 ppm). Các thí nghiệm được thực hiện ở pH 7 và pH 9 ở 24 ᵒC đối với cả hai loài vi khuẩn và ở 4 ᵒC đối với P. aeruginosa. Ngoài ra, 3 mg/L axit humic đã được thêm vào nước máy đã khử clo (để mô phỏng nguồn nước mặt). Vô hiệu hóa vi khuẩn phụ thuộc vào thời gian và nhiệt độ; sau 8 đến 9 giờ tiếp xúc với 100 µg/L bạc ở 24 ᵒC, cả hai loại vi khuẩn đã giảm hơn 6 log10 (ở 4 ᵒC, P. aeruginosa giảm 4,5 log10 chỉ sau 24 giờ). Bạc được phát hiện gần như có hiệu quả trong việc giảm vi khuẩn khi có axit humic (giảm 5,5 log10 đối với P. aeruginosa ở pH 7, 24 ᵒC sau 8 giờ với sự có mặt của 3 mg/L axit humic). Nhóm này cũng xem xét khả năng tiếp xúc với bạc (100 µg/L) để giảm sự hình thành màng sinh học trong các hệ thống phân phối nước uống (Silvestry-Rodriguez et al., 2008). Trong vai trò này, bạc được cho là không hiệu quả và không có sự khác biệt nào giữa cách xử lý bạc và đối chứng
NANO BẠC XỬ LÝ NƯỚC BỆNH VIỆN
Quá trình ion hóa bạc thường được sử dụng để kiểm soát Legionella trong các hệ thống phân phối nước nóng, đặc biệt là trong môi trường bệnh viện. Các nghiên cứu được nêu trong phần phụ này thường liên quan đến các hệ thống đang được sử dụng và do đó có xu hướng đánh giá các mẫu về sự có mặt/không có mặt của sinh vật quan tâm, thay vì sử dụng các xét nghiệm định lượng để xác định mức giảm log10. Người ta thường cho rằng mức độ ion nên được theo dõi thường xuyên và duy trì ở nồng độ quy định (USEPA, 2015; WHO, 2007); các nghiên cứu đã công bố cho thấy mức độ từ 0,01 đến 0,08 mg/L bạc là cần thiết để tối đa hóa hiệu quả (Cachafeiro et al., 2007; Lin et al., 2011). Lưu và cộng sự. (1998) đã xem xét việc sử dụng không liên tục một hệ thống ion hóa bạc duy nhất trong hệ thống nước nóng của hai tòa nhà. Hai mươi vị trí xa trong mỗi tòa nhà đã được kiểm tra Legionella trước khi bắt đầu ion hóa và sau đó hàng tháng sau khi lắp đặt. Việc loại bỏ Legionella mất từ 4 đến 12 tuần. Sau khi ngừng khử trùng (16 tuần), quá trình tái tạo khuẩn lạc không xảy ra trong khoảng từ 6 đến 12 tuần (tùy thuộc vào địa điểm lấy mẫu) ở tòa nhà đầu tiên và 8 đến 12 tuần ở tòa nhà thứ hai. Tòa nhà đối chứng (không ion hóa) vẫn dương tính với Legionella trong suốt thời gian nghiên cứu.
Năm 2003, Stout & Yu (2003) báo cáo khảo sát 16 bệnh viện đầu tiên ở Mỹ lắp đặt hệ thống ion hóa bạc để kiểm soát Legionella. Trước khi lắp đặt, tất cả các bệnh viện đã báo cáo các trường hợp mắc bệnh Legionnaires mắc phải tại bệnh viện và 75% đã thử các phương pháp khử trùng khác. Hai cuộc khảo sát qua bưu điện (1995 và 2000) đã thu thập thông tin về giám sát môi trường của
Legionella, xác định bệnh legionellosis mắc phải ở bệnh viện, giám sát và bảo trì hệ thống ion hóa bạc. Giám sát Legionella được tiến hành tại 15 trong số 16 bệnh viện ở cả hai thời điểm, mặc dù tần suất giám sát thấp hơn rõ rệt ở cuộc khảo sát thứ hai (9/16 bệnh viện báo cáo giám sát hàng tháng hoặc hàng quý vào năm 1995, so với chỉ 4/16 bệnh viện báo cáo hàng quý giám sát năm 2000). Giám sát thường xuyên (không xác định) nồng độ bạc đã được báo cáo bởi 15/16 bệnh viện vào năm 1995; không có thông tin được trình bày cho cuộc khảo sát năm 2000. Sự xâm nhập của các vị trí nước xa với Legionella ít xảy ra hơn sau khi lắp đặt thiết bị ion hóa bạc (có từ 7 đến 8 bệnh viện báo cáo mức độ dương tính của các vị trí giám sát là 0 và các bệnh viện còn lại báo cáo mức độ dương tính 30% hoặc thấp hơn). Một trường hợp duy nhất (ngay sau khi lắp đặt) bệnh Legionnaires mắc phải tại bệnh viện đã được báo cáo từ các bệnh viện được khảo sát sau khi thực hiện ion hóa bạc.
TIỀM NĂNG CỦA NANO BẠC ĐỐI VỚI XỬ LÝ NƯỚC UỐNG GIA ĐÌNH
Tiềm năng của các hạt nano bạc để khử trùng nước uống POU hộ gia đình hiện đang được khám phá rộng rãi, chủ yếu là kết hợp với quá trình lọc. Môi trường hoặc chất nền được sử dụng cho các hạt nano rất khác nhau và bao gồm lớp phủ trên bọt polyurethane (Jain & Pradeep, 2005), sợi thủy tinh (Nangmenyi và cộng sự, 2009), hạt copolyme (Gangadharan và cộng sự, 2010), giấy (Dankovich & Gray , 2011), hạt nhựa polystyrene (Mthombeni và cộng sự, 2012), hạt composite alginate (Lin và cộng sự, 2013), gốm sứ (Lv và cộng sự, 2009), titiania (Liu và cộng sự, 2012), than hoạt tính tổng hợp kết hợp magnetite (Valušová et al., 2012) và chất mang vi khuẩn (De Gusseme et al., 2010; 2011). Vì trọng tâm ở đây là về hiệu quả của bạc trong việc khử trùng nước, nên chỉ những nghiên cứu có thể phân biệt điều này với hiệu quả lọc, chẳng hạn, mới được xem xét dưới đây. Ngoài việc xem xét LRV của vi sinh vật tiếp xúc với vật liệu thử nghiệm, một số nghiên cứu còn tiến hành xác định vùng ức chế.
Jain & Pradeep (2005) phủ bọt polyurethane với các hạt nano bạc ổn định bằng trisodium citrate. Hiệu quả kháng khuẩn được đánh giá bằng cách thêm các miếng bọt nhỏ đã xử lý nano bạc hoặc chưa xử lý vào huyền phù E. coli (105–106 cfu/mL) và đánh giá sự phát triển của vi khuẩn sau thời gian tiếp xúc 5 hoặc 10 phút. Không thấy sự phát triển của vi khuẩn trong các mẫu tiếp xúc với polyurethane được xử lý bằng nano bạc, trong khi các mẫu polyurethane không được xử lý cho thấy “sự phát triển đáng kể”. Ngoài ra, không phát hiện thấy sự phát triển của vi khuẩn E. coli trên các đĩa thạch bên dưới các miếng bọt được xử lý bằng hạt nano bạc trong vùng thử nghiệm ức chế. Một bộ lọc nguyên mẫu đã được tạo ra bằng cách sử dụng bọt đã xử lý, được phát hiện là có hiệu quả trong việc loại bỏ sự phát triển của vi khuẩn E. coli, nhưng không có dữ liệu tương đương đối với bọt chưa qua xử lý, khiến cho việc xác định đóng góp của quá trình xử lý bạc trở nên khó khăn.
Các tác giả chính của ấn phẩm này là:
- Lorna Fewtrell, Đại học Aberystwyth, Vương quốc Anh (UK)
- Ruth Bevan, IEH Consulting, UK
Một số cá nhân đã đóng góp vào sự phát triển của tài liệu này thông qua việc tham gia các cuộc họp, đánh giá ngang hàng và/hoặc cung cấp thông tin chi tiết và văn bản. Bao gồm các:
———-
- Mari Asami, Viện Y tế Công cộng Quốc gia, Nhật Bản
- Sophie Boisson, WHO, Thụy Sĩ
- Julie Bourdon-Lacombe, Y tế Canada, Canada
- Joe Brown, Chuyên gia tư vấn, Viện Công nghệ Georgia, Hợp chủng quốc Hoa Kỳ (Mỹ)
- Enrique Calderon, Agua y Saneamientos Argentinos, Argentina
- Philip Callan, Tư vấn, Úc
- Joesph Cotruvo, Joseph Cotruvo and Associates LLC, USA
- David Cunliffe, Bộ Y tế Nam Úc, Úc
- Lesley D’Anglada, Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (USEPA), Hoa Kỳ
- Ana Maria de Roda Husman, Viện Y tế Công cộng và Môi trường Quốc gia (RIVM), Hà Lan
- Alexander Eckhardt, Umweltbundesamt (Cơ quan Môi trường Liên bang), Đức
- John Fawell, Giáo sư thỉnh giảng, Đại học Cranfield, Vương quốc Anh
- Charles Gerba, Đại học Arizona, Mỹ
- Michèle Giddings, Y tế Canada, Canada
- Akihiko Hirose, Viện Khoa học Y tế Quốc gia, Nhật Bản
- Paul Hunter, Đại học East Anglia, Vương quốc Anh
- Daniel Lantagne, Đại học Tufts, Mỹ
- France Lemieux, Health Canada, Canada
- Batsirai Majuru, WHO, Thụy Sĩ
- Yoshihiko Matsui, Đại học Hokkaido, Nhật Bản
- Peter Marsden, Thanh tra Nước uống, Vương quốc Anh
- Rory Moses McKeown, WHO, Thụy Sĩ
- Gertjan Medema, Viện nghiên cứu chu trình nước KWR và Đại học Công nghệ Delft, Hà Lan
- Bette Meek, Đại học Ottawa, Canada
- Maggie Montgomery, WHO, Thụy Sĩ
- Choon Nam Ong, Đại học Quốc gia Singapore, Singapore
- Santhini Ramasamy, USEPA, Mỹ
- William Robertson, Công ty tư vấn Watermicrobe, Canada
- Steve Schira, Liquitech, Mỹ
- Shane Snyder, Đại học Arizona, Mỹ
- Mark Sobsey, Đại học North Carolina ở Chapel Hill, Mỹ
- David Swiderski, Aquor/Hội đồng Nước Toàn cầu, Hoa Kỳ
- Anca-Maria Tugulea, Bộ Y tế Canada, Canada
- Gordon Yasvinski, Y tế Canada, Canada
Nguồn tham khảo: Silver as a drinking-water disinfectant
