Nước nhiễm mangan – Nguyên nhân, dấu hiệu nhận biết và cách xử lý

Ngày nay, tình trang nước nhiễm mangan đang dần khá phổ biến tại nhiều nơi ở Việt Nam. Mặc dù không gây ra các tác động trực tiếp đến sức khỏe con người, nhưng nếu tiếp xúc, ăn uống, sử dụng nguồn nước có nhiễm Mangan trong thời gian dài cũng để lại những hậu quả xấu, đặc biệt là đối với hệ thần kinh. Nồng mangan cao có thể mang tới nhiều tác hại rất lớn tới sức khỏe và cần tìm hướng xử lý nhanh chóng nếu phát hiện ra. Trong bài viết sau đây chúng ta sẽ cùng Đà Thành Lợi tìm hiểu các nguyên nhân gây ô nhiễm mangan, dấu hiệu nhận biết cũng như tác hại khi sử dụng nước nhiễm mangan. Đặc biệt là cách xử lý sạch và hiệu quả nguồn nước nhiễm mangan cho sinh hoạt và ăn uống.

Mangan là gì? Vai trò của mangan với sự sống?

Mangan là gì?

Mangan là nguyên tố hóa học có màu xám hồng. Đây là kim loại  cứng nhưng rất giòn, khó tan chảy, không phân hủy nhưng rất dễ bị oxy hóa. Mangan được sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp như công nghiệp sản xuất thép, sản xuất pin ác quy, vật tư làm sạch, thủy tinh, thuốc diệt nấm, mỹ phẩm, phân bón…

Vai trò của mangan đối với sự sống

Mangan (Mn) là một nguyên tố vi lượng quan trọng đối với sự sống. Nó có nhiều vai trò quan trọng trong các quá trình sinh học và chức năng cơ bản của cơ thể con người và các hệ sinh thái.

Dưới đây là một số vai trò quan trọng của mangan đối với sự sống:

Chức năng enzym: Mangan là một thành phần chất xúc tác quan trọng cho nhiều loại enzym sinh học. Các enzym chứa mangan tham gia vào nhiều quá trình quan trọng, bao gồm quá trình trao đổi chất, quá trình oxy hóa khử, và quá trình chuyển hóa năng lượng. Ví dụ, enzym manganesase tham gia vào quá trình chuyển đổi mangan trong nước thành mangan oxy hóa, giúp duy trì chất lượng nước trong môi trường tự nhiên.

Quang hợp: Mangan tham gia vào quá trình quang hợp trong cây trồng và thực vật. Nó là một phần của enzym ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (RuBisCO), một enzym quan trọng trong quá trình chuyển đổi khí carbon dioxide (CO2) thành đường và các hợp chất hữu cơ thông qua quá trình quang hợp.

Chuyển đổi amino acid: Mangan có vai trò trong quá trình chuyển đổi amino acid, loại hợp chất cấu thành protein. Trong cơ thể, nó tham gia vào các phản ứng chuyển đổi và làm cho các amino acid có thể được sử dụng để xây dựng protein và duy trì sức khỏe cơ thể.

Chống oxi hóa: Mangan tham gia vào quá trình chống oxi hóa trong cơ thể. Nó là một thành phần của nhiều enzym chống oxi hóa, giúp bảo vệ tế bào khỏi sự tổn thương do các gốc tự do và các phản ứng oxi hóa.

Hỗ trợ hệ thần kinh: Một lượng nhỏ mangan cần thiết cho hoạt động của hệ thần kinh và chức năng tế bào thần kinh. Thiếu hụt mangan có thể gây ra các vấn đề về sức khỏe như rối loạn thần kinh và vấn đề về hệ thần kinh.

Tóm lại, mangan đóng vai trò quan trọng trong nhiều khía cạnh của sự sống, từ quá trình sinh học cơ bản đến duy trì sức khỏe con người và hệ sinh thái tự nhiên. Việc duy trì cân bằng mangan trong cơ thể và môi trường là rất quan trọng để đảm bảo sự hoạt động chức năng và sức khỏe tốt.

Nước nhiễm mangan là gì?

Nước nhiễm mangan là nước có các chỉ số manganese vượt quá giới hạn cho phép của Bộ Y Tế. Đối với nước sạch dùng cho sinh hoạ thàm lượng mangan không được vượt quá 0,1 mg/L (QCVN 01-1:2018/BYT). Thế nhưng ngay cả độ mangan < 0,02mg/lít thì có thể tạo ra lớp cặn màu đen đóng bám trên các thiết bị dùng nước gây hư hỏng.

Khi nước nhiễm mangan với hàm lượng cao quá mức trong nước uống hoặc nước dùng cho mục đích công nghiệp, nó có thể gây ra vấn đề về sức khỏe con người. Việc tiêu thụ nước chứa mangan ở mức độ cao trong thời gian dài có thể dẫn đến hiện tượng nhiễm độc mangan, gây ra các vấn đề sức khỏe như rối loạn thần kinh và vấn đề về hệ thần kinh. Do đó, kiểm soát chất lượng nước uống và quản lý nguồn nước là rất quan trọng để đảm bảo an toàn cho sức khỏe của của chúng ta.

Những nguyên nhân khiến nguồn nước nhiễm mangan

Theo nhiều báo cáo và những phân tích của các chuyên gia, nước nhiễm mangan thường đi kèm với nước bị nhiễm sắt ( nhiễm phèn ). Vì thế, nguyên nhân khiến nguồn nước nhiễm mangan cũng tương tự như nước bị nhiễm phèn.

Mangan trong tự nhiên

Mangan có thể tồn tại dưới dạng khoáng chất trong đất và đá, và khi nước chảy qua các lớp đất này, nó có thể hòa tan mangan và mang theo nó vào nguồn nước. Ngoài ra, một số quá trình tự nhiên như oxi hóa hoặc phân giải khoáng chất mangan tự nhiên trong môi trường đất và nước cũng có thể làm ra tăng lượng mangan dạng hòa tan trong nước.

Nước nhiễm mangan từ hoạt động của con người

Khai thác khoáng sản : Hoạt động khai thác mangan từ các mỏ quặng có thể tạo ra ô nhiễm. Khi gặp mưa sẽ rửa trôi mangan trên mặt đất và chảy xuống sông, suối, ao, đầm,hồ… dần dần ngấm xuống mạch nước ngầm mà con người sử dụng.

Xử lý nước : Quá trình xử lý nước để làm sạch nước uống hoặc nước thải công nghiệp có thể góp phần vào tăng lượng mangan trong nước. Do một số quá trình xử lý nước không loại bỏ hoàn toàn mangan khỏi nước.Vì thế nên giám sát chất lượng nước thải sau khi xử lý cần đạt chuẩn trước khi thải ra môi trường .

Sản xuất công nghiệp: Các hoạt động công nghiệp như sản xuất thép, luyện kim, sản xuất hóa chất, chất xúc tác, và pin lithium-ion có thể tạo ra mangan thải ra môi trường nước.

Nước nhiễm mangan từ sự cố đường ống dẫn

Nếu đường ống dẫn nước bị hỏng, nứt, hoặc gỉ sét, mangan từ tầng đất hoặc môi trường xung quanh có thể xâm nhập vào hệ thống cung cấp nước. Trong một số đường ống dẫn nước cũ sử dụng ống bằng kẽm hoặc các thiết bị sử dụng nước mã kẽm, khi nước đầu vào có tính axit cao sẽ gây ra hiện tượng ăn mòn đường ống dẫn đến nước bị nhiễm mangan. Do đó, quản lý hệ thống cung cấp nước và kiểm tra định kỳ là quan trọng để đảm bảo nguồn nước uống  và sinh hoạt luôn đảm bảo chất lượng và an toàn.

Cách nhận biết nước nhiễm mangan

Nước nhiễm mangan là nước có chứa một lượng cao của khoáng chất mangan (Manganese), thường gặp dưới dạng mangan II (Mn2+) hoặc mangan IV (Mn4+). Việc nhận biết nước nhiễm mangan có thể được thực hiện thông qua một số dấu hiệu và phương pháp sau đây:

Màu nước: Nước nhiễm mangan thường có màu nâu hoặc đen. Mangan tạo ra màu này khi nó tương tác với oxy trong không khí và hình thành các hợp chất oxi hóa.

Hương vị và mùi: Nước nhiễm mangan thường có mùi và hương vị khá đặc trưng, như một vị kim loại hoặc hơi chua.

Cặn lắng: Mangan có thể tạo ra cặn trong đường ống nước hoặc trên các bề mặt tiếp xúc với nước. Cặn mangan thường có màu đen và có thể dễ dàng nhận biết trên vòi sen hoặc các thiết bị nước khác.

Kiểm tra hóa học: Phương pháp phân tích hóa học là cách xác định chính xác nồng độ mangan trong nước. Bạn có thể sử dụng các bộ kit kiểm tra nước hoặc chuyển mẫu nước đến phòng thí nghiệm uy tín để xác định nồng độ mangan.

Kiểm tra thử nghiệm nhanh: Có các thiết bị kiểm tra nhanh có thể sử dụng để xác định có sự hiện diện của mangan trong nước hay không. Tuy nhiên, chúng thường không cung cấp thông tin về nồng độ mangan chính xác bằng cách sử dụng phương pháp hóa học.

Hiện tượng tạo váng trên bề mặt: Nếu nước của bạn có nhiễm mangan, bạn có thể thấy hiện tượng tạo màng trên bề mặt nước trong bồn chứa.

Nếu bạn nghi ngờ nước của mình bị nhiễm mangan, quá trình kiểm tra và xác định chính xác nồng độ mangan sẽ cần sự hỗ trợ từ các chuyên gia hoặc các trung tâm xét nghiệm chuyên nghiệp. Đừng tiêu thụ nước có nồng độ mangan cao mà không được xử lý đúng cách, vì mangan có thể gây hại cho sức khỏe nếu tiêu thụ quá nhiều.

Tác hại của nước nhiễm mangan

Mangan (Manganese) là một khoáng chất cần thiết cho sức khỏe con người và động vật trong lượng nhỏ. Tuy nhiên, tiêu thụ quá nhiều mangan có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe. Dưới đây là một số tác hại của mangan khi nồng độ quá cao.

Tác hại của mangan với sức khỏe con người

• Tác động đến hệ thần kinh: Quá trình tiếp xúc dài hạn với nồng độ mangan cao có thể gây ra tác động có hại đến hệ thần kinh. Các triệu chứng có thể bao gồm lo âu, trầm cảm, thiếu ngủ, mất trí nhớ, và rối loạn thần kinh khác.
• Tác động đến hệ hô hấp: Tiếp xúc với bụi mangan hoặc hơi mangan có thể gây kích thích hệ hô hấp, gây ra các vấn đề như ho, khò khè, và viêm phổi.
• Tác động đến tim mạch: Nồng độ mangan quá cao có thể gây ra tình trạng gọi là “Manganism,” tương tự như bệnh Parkinson, với triệu chứng như run chân, nói chậm và khó chịu cơ bắp.
• Tác động đến hệ tiêu hóa: Mangan thể hiện tác động đến hệ tiêu hóa bằng cách gây ra buồn nôn, nôn mửa, đau bao tử và tiêu chảy.
• Tác động đến gan và thận: Mangan quá mức có thể gây tổn thương cho gan và thận, gây ra các vấn đề về chức năng của hai cơ quan này.
• Tác động đến hệ xương: Tiếp xúc dài hạn với nồng độ mangan cao có thể gây loãng xương và tăng nguy cơ gãy xương.
• Đối với người trưởng thành, việc tiêu thụ một lượng nhỏ mangan qua thực phẩm là cần thiết cho sức khỏe. Tuy nhiên, nồng độ mangan cần được kiểm soát để tránh những tác hại nghiêm trọng khi tiếp xúc với nó trong môi trường làm việc hoặc qua nguồn nước nhiễm mangan. Các tiêu chuẩn an toàn nước uống thường quy định một giới hạn nồng độ mangan an toàn để đảm bảo sức khỏe của người tiêu dùng.

Tác hại của mangan với đời sống con người

• Nhiễm mangan trong nước cũng có thể ảnh hưởng đến nông nghiệp và thực phẩm. Các cây trồng có thể hấp thụ mangan từ nước trong quá trình phát triển. Nếu nồng độ mangan cao, nó có thể làm giảm sự phát triển của cây trồng và ảnh hưởng đến chất lượng thực phẩm.
• Mangan có thể tắc nghẽn đường ống, bộ lọc, và thiết bị trong ngành công nghiệp, dẫn đến sự gián đoạn trong quá trình sản xuất và tăng chi phí bảo trì.
• Các tắc nghẽn và tạo cặn mangan có thể gây ra sự cố trong hệ thống cấp nước và đường ống nước, cần đến việc bảo trì và làm sạch định kỳ để duy trì hoạt động hiệu quả.

Tiêu chuẩn của mangan trong nước

Tiêu chuẩn cho nồng độ mangan trong nước uống và nước cấp được đặt ra để đảm bảo an toàn cho sức khỏe con người. Các tiêu chuẩn này thường được quy định bởi các cơ quan quản lý môi trường và y tế ở mỗi quốc gia hoặc khu vực và có thể khác nhau tùy theo tiêu chuẩn cụ thể của từng nơi. Dưới đây là một số ví dụ về tiêu chuẩn nồng độ mangan trong nước:

• Tiêu chuẩn của WHO (Tổ chức Y tế Thế giới): WHO đề xuất một giới hạn tối đa cho nồng độ mangan trong nước uống là 0.4 mg/L (miligam trên mỗi lít).
• Tiêu chuẩn của EPA (Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ): EPA đề xuất một giới hạn tối đa cho nồng độ mangan trong nước uống là 0.05 mg/L (miligam trên mỗi lít).
• Tiêu chuẩn của EU (Liên minh châu Âu): EU có các tiêu chuẩn riêng cho nước uống và nước dùng cho công nghiệp và sản xuất thực phẩm. Ví dụ, tiêu chuẩn cho nước uống là 0.05 mg/L, trong khi tiêu chuẩn cho nước công nghiệp và sản xuất thực phẩm có thể cao hơn.
• Ở Việt Nam theo qu

Lưu ý rằng tiêu chuẩn có thể thay đổi theo thời gian và có thể khác nhau tại các địa phương cụ thể. Việc tuân thủ các tiêu chuẩn này rất quan trọng để đảm bảo nước uống và nước sử dụng là an toàn cho sức khỏe con người và môi trường. Nếu nồng độ mangan trong nước vượt quá tiêu chuẩn, cần thực hiện các biện pháp xử lý nước để giảm nồng độ mangan xuống mức an toàn.

Cách xử lý nước nhiễm mangan

Có nhiều cách để xử lý nước nhiễm mangan như phương pháp trao đổi ion, sử dụng hóa chất, sử dụng bể lọc, bể lắng, hay hệ thống lọc nước, … hoặc kết hợp giữa các phương pháp với nhau. Việc lựa chọn phương pháp xử lý nào phụ thuộc lớn vào mức độ ô nhiễm, nồng độ mangan trong nước và điều kiện lắp đặt cụ thể. Hãy luôn tìm sự hỗ trợ từ một chuyên gia hoặc một công ty chuyên cung cấp dịch vụ xử lý nước chuyên nghiệp để đảm bảo có cách xử lý hiệu quả và tối ưu nhất.

Xử lý nước ngầm nhiễm mangan bằng bể lọc nước giếng khoan

Xây dựng bể lọc nước cho giếng khoan nhiễm mangan là một phương pháp hiệu quả để loại bỏ mangan từ nguồn nước. Đay là phương pháp phù hợp với nững vùng nông thôn có điều kiện về diện tích, về không gian xây dựng. Dưới đây là hướng dẫn cơ bản để xây dựng một bể lọc nước cho mục đích này:

Xây bể lọc mangan :

Tùy thuộc vào mục đích sử dụng và công suất lọc mong muốn mà thiết kế bể với kích thước phù hợp. Dưới đây, hướng dẫn bạn làm bể lọc với quy mô cho hộ gia đình sử dụng.

• Ta có thể xây bể và chia thành 2 ngăn, một ngăn đổ vật liệu lọc và một ngăn chứa nước thành phẩm. Bể có kích thước 2mx1mx1.5m ( Dài x rộng x cao ) như hình inh họa phía dưới.
• Vật liệu : Cát thạch anh, sỏi thạch anh, than hoạt tính và cát mangan
• Phía đáy bể bố trí ống lược để thu nước và ngăn không cho vật liệu lọc đi qua , thường được làm bằng ống PVC phi 60 trở lên.
• Phía trên cùng sử dụng dàn phun mưa hoặc Ejector để trọn không khí vào nước, mục đích làm tăng lượng ôxi xúc tác quá trình ôxy hóa mangan diễn ra nhanh hơn.

Cách sắp xếp các lớp vật liệu trong bể lọc nước như sau :

Từ dưới lên trên theo thứ tự :

• Dưới cùng là 2 lớp sỏi thạch anh dày khoảng 20cm ở giữa đặt ống lược thu nước. Sử dụng sỏi có kích thước lớn 10-20mm.
• Tiếp theo là lớp cát thạch anh chuyên dùng cho bể lọc có kích cỡ hạt 8-12mm
• Lớp than hoạt tính : dày 15-20cm có tác dụng hấp thụ các kim loại nặng, khử màu và khử mùi hôi trong nước bằng cơ chế hút bám các chất bẩn lên bề mặt và các lỗ rống trong các hạt than. Để đạt hiệu quả cao nên sử dụng than hoạt tính từ gaod dừa là tốt nhất, không nên sử dụng than củi vì khả năng lọc kém hơn rất nhiều.
• Lớp cát mangan : đây là lớp vật liệu xúc tác khử sắt và xử lý mangan trong nước, nên có độ dày tối thiểu 20cm.
• Lướp trên cùng : chúng ta sử dụng lớp cát lọc nước có kích thược hạt nhỏ 0.8-1,2mm để giữa lại các cặn bẩn có kích thước lớn, đồng thời một phần phèn sắt sẽ được bám dính vào các hạt cát trong lớp này.

Xử lý nước nhiễm phèn và mangan bằng bồn nhựa tự chế

Đây là một phương pháp xử lý hữu hiệu mangan trong nước. Giống như xây bể lọc nước, phương pháp này áp dụng cơ chế lọc chậm qua các lớp vật liệu để nước để xử lý các chất bẩn trong nước. Bồn tự chế lọc nước là giải pháp kinh tế và dễ thực hiện để cải thiện chất lượng nước sinh hoạt tại nhà, đặc biệt là cho những khu vực không có sẵn hệ thống lọc nước chuyên nghiệp.

Bạn có thể dễ dàng tự làm cho gia đình mình một bồn lọc nước giếng khoan. Hãy xem hướng dẫn chi tiết tại bài viết : Cách tự chế bồn nhựa lọc nước

Xử lý nước nhiễm mangan bằng bộ lọc tổng đầu nguồn

Xử lý nước nhiễm mangan bằng hệ thống lọc nước tổng là giải pháp tốt nhất. Phương pháp này mang nhiều ưu điểm như không tốn nhiều diện tích lắp đặt dễ dàng, hiệu quả xử lý cao.

Hệ thống lọc tổng đầu nguồn được thiết kế phù hợp với từng nguồn nước cụ thể. Vận hành hoàn toàn tự động. Cơ chế sục xả lọc và hoàn nguyên vật liệu lọc định kỳ thông qua van lọc thông minh. Hệ thống có đọ bền cao. Và đặc biệt nước sau khi qua hệ thống lọc loại bỏ hoàn toàn được các cặn bẩn, tạp chất hữu cơ và clo dư. Xử lý sắt và Mn triệt để nên nước rất trong, không mùi, không vị, bảo vệ sức khỏe cho bạn và cả gia đình, bảo vệ đường ống dẫn nước và các thiết bị sử dụng nước.

Xử lý nước nhiễm mangan bằng máy lọc nước RO

Đây là giải pháp lọc nước hiệu quả nhất. Cho ra nguồn nước có độ tinh khiết cao, không chỉ loại bỏ mangan khỏi nước mà còn xử lý sạch các kim loại nặng, các hợp chất hữu cơ và vô cơ, tồn dư hóa chất và cả vi khuẩn, vi rút. Nước sau khi qua máy lọc nước RO của Đà Thành Lợi đạt tiêu chuẩn nước uống trực tiếp theo quy chuẩn của Bộ Y Tế.