Nhiều gia đình thói quen bật lại ấm siêu tốc hoặc dùng bình thủy điện đun sôi nước lặp đi lặp lại trong ngày. Thói quen này dấy lên nỗi lo nước đun lại nhiều lần sẽ sinh ra độc tố và làm tăng vọt hàm lượng kim loại nặng gây hại sức khỏe.
Thực tế, đun sôi nước không tự tạo ra kim loại nặng hay chất độc mới nếu nguồn nước ban đầu sạch và đạt chuẩn. Tuy nhiên, quá trình đun sôi liên tục làm hơi nước bốc đi, khiến thể tích nước giảm xuống và làm tăng nhẹ độ cô đặc của chất rắn hòa tan (TDS), khoáng chất, nitrat cùng các kim loại nặng sẵn có trong nước. Nếu nguồn nước đầu vào không đạt chuẩn an toàn, việc đun cạn nhiều lần sẽ làm nồng độ các chất này vượt ngưỡng cho phép trong mỗi cốc nước uống vào.
Cơ chế cô đặc chất hòa tan khi nước bốc hơi
Nước sinh hoạt tự nhiên luôn chứa một lượng nhất định các chất rắn hòa tan, gọi tắt là TDS, bao gồm các khoáng chất, muối vô cơ và đôi khi là vết kim loại [1]. Khi đun sôi ở nhiệt độ cao, chỉ có phân tử nước tinh khiết chuyển thành hơi và thoát ra ngoài không khí. Toàn bộ các nguyên tố vô cơ, kim loại nặng như sắt, mangan, chì, cùng các gốc muối như nitrat, sunfat hay clorua đều không bay hơi mà ở lại trong phần nước còn dư [2].
Khi bật ấm đun lại nhiều lần mà không châm thêm nước mới, hoặc để ấm sôi quá lâu làm cạn bớt nước, tổng lượng chất hòa tan không đổi nhưng nằm trong thể tích nước ít hơn. Hiện tượng vật lý này làm tăng nồng độ phần trăm của mọi chất có sẵn trong ấm. Một nghiên cứu công bố năm 2003 tại quận Amritsar, bang Punjab, Ấn Độ đã phân tích các đặc tính lý hóa của nước uống như độ pH, độ dẫn điện, độ cứng, tổng chất rắn hòa tan (TDS) cùng các chất như canxi, magie, natri, kali, clorua, nitrat và kim loại nặng gồm kẽm, cadimi, chì, đồng [1]. Sử dụng kỹ thuật vết phân hạch để ước tính nồng độ urani, nghiên cứu này ghi nhận nồng độ urani trong nước dao động từ 3,19 đến 45,59 microgam/L [1]. Kết quả cho thấy mối tương quan thuận giữa độ dẫn điện, nitrat, clorua, natri, kali, magie, TDS, canxi và độ cứng với nồng độ urani, dù không thấy tương quan giữa urani và các kim loại nặng được phân tích [1]. Điều này chứng tỏ khi TDS và các muối hòa tan bị cô đặc do bốc hơi, nồng độ các nguyên tố đi kèm trong nước cũng tăng theo tỷ lệ tương ứng.
Thực trạng nitrat và kim loại nặng trong các nguồn nước
Mức độ rủi ro khi đun nước nhiều lần phụ thuộc hoàn toàn vào chất lượng nước đầu vào là nước máy, nước đóng chai hay nước giếng. Một nghiên cứu năm 2011 khảo sát 24 điểm lấy mẫu nước máy tại bán đảo Malaysia bằng phương pháp quang phổ và bộ dụng cụ thử nghiệm để đo các nguyên tố vô cơ [2]. Các khoáng chất và kim loại nặng được xác định gồm natri, magie, kali, canxi, crom, mangan, sắt, niken, đồng, kẽm, asen, cadimi và chì; các phi kim gồm florua, clorua, nitrat và sunfat [2]. Kết quả cho thấy hầu hết nguyên tố vô cơ đều thấp hơn giới hạn tối đa cho phép theo tiêu chuẩn nước uống quốc tế, ngoại trừ sắt và mangan, trong đó có một điểm lấy mẫu ghi nhận nồng độ sắt vượt chuẩn [2]. Với nguồn nước máy đạt chuẩn như vậy, việc đun sôi lại một vài lần hầu như không đẩy nồng độ kim loại lên mức nguy hiểm.
Ngược lại, nước đóng chai hoặc nước giếng tự khai thác có sự biến thiên lớn hơn về thành phần hóa học. Một nghiên cứu công bố năm 2024 tại Tehran, Iran đã kiểm tra 30 nhãn hiệu nước uống đóng chai và nước khoáng đóng chai qua cả mùa đông lẫn mùa hè [3]. Nhóm nghiên cứu dùng phương pháp quang phổ phát xạ quang học plasma cảm ứng cao tần (ICP-OES) để đo các kim loại Ba, Be, Ca, Fe, K, Li, Mg, Mn, Mo, Na và dùng sắc ký ion (IC) để đo nitrat, nitrit [3]. Kết quả cho thấy nồng độ nitrat dao động từ 0,28 đến 38,87 mg/L, còn nitrit từ 0,001 đến 0,13 mg/L [3]. Nồng độ trung bình của Ba, Ca, K, Li, Mg, Mn và Na trong nhóm nước uống đóng chai lần lượt là 11,30; 7874,40; 121,27; 2,52; 4960,49; 0,22 và 12321,70 microgam/L [3]. Ở nhóm nước khoáng đóng chai, các con số này lần lượt là 15,71; 12262,05; 166,38; 4,13; 3747,07; dưới ngưỡng phát hiện và 3156,81 microgam/L, trong khi Be và Mo ở mọi nhãn hiệu đều dưới ngưỡng phát hiện [3]. Đáng chú ý, 50% số mẫu có nồng độ nitrat và nitrit vượt mức ghi trên nhãn, 4 nhãn hiệu có hàm lượng Mg cao hơn nhãn và 10 nhãn hiệu có hàm lượng Na cao hơn nhãn [3]. Dù vậy, đánh giá rủi ro sức khỏe không gây ung thư bằng mô phỏng Monte-Carlo cho người lớn và trẻ em Iran cho thấy chỉ số thương số nguy hại (HQ) của nitrat, nitrit, Ba, Fe, Li và Mn đều nhỏ hơn 1, tức ở mức chấp nhận được và không gây rủi ro đáng kể [3].
Đối với nguồn nước giếng đào thủ công, nguy cơ nhiễm kim loại và tạp chất tự nhiên thường rõ rệt hơn. Một nghiên cứu năm 2021 đánh giá các mẫu nước giếng đào tại khu vực Kafta Humera Woreda, vùng Tigray, Ethiopia cho thấy nồng độ ion sunfat dao động từ 17,24 mg/L đến 118,67 mg/L, nằm trong giới hạn cho phép của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) và tiêu chuẩn ESA là 250 mg/L [4]. Lượng sunfat cao ở một số giếng có thể bắt nguồn từ các khoáng chất chứa sunfat như thạch cao và anhydrit tại địa phương [4]. Nồng độ photphat rất thấp, từ 0,018 đến 0,073 mg/L, thấp hơn nhiều so với giới hạn 2 mg/L của WHO và ESA do đặc điểm địa chất [4]. Nồng độ nitrat trong nước giếng đạt từ 1,86 đến 5,43 mg/L, nằm trong giới hạn cho phép của WHO (45 mg/L) và ESA (50 mg/L), được cho là có liên quan đến chất thải sinh hoạt của người và vật nuôi quanh khu dân cư gần giếng [4]. Nghiên cứu này phát hiện sunfat có tương quan thuận rất mạnh với nitrat (hệ số r = 0,966 ở mức p < 0,01) [4]. Tuy nhiên, sắt là kim loại nặng duy nhất được phát hiện ở tất cả các mẫu giếng với nồng độ từ 0,33 mg/L đến 1,86 mg/L, toàn bộ đều vượt giới hạn cho phép của WHO và ESA là 0,3 mg/L do quá trình phong hóa khoáng vật và trầm tích giàu sắt [4]. Nếu dùng nước giếng có sẵn hàm lượng sắt vượt ngưỡng này để đun sôi cạn nhiều lần, nồng độ sắt trong nước uống sẽ càng đặc hơn.
Tác động sức khỏe khi tích lũy kim loại nặng từ nước uống
Khi nguồn nước ban đầu bị ô nhiễm kim loại nặng, dù ở nồng độ thấp nhưng việc tiêu thụ liên tục hoặc làm cô đặc thêm qua đun nấu sẽ dẫn đến tích lũy sinh học trong cơ thể. Một nghiên cứu công bố năm 2021 tại các vùng nông nghiệp ở Thái Lan đã tập trung vào các điểm ô nhiễm thấp nhưng canh tác thâm canh và dùng hóa chất nông nghiệp lâu dài [5]. Kết quả phân tích dấu ấn sinh học ở người cho thấy dù một số giếng nước ngầm chỉ nhiễm asen (As) và chì (Pb) ở mức thấp, kim loại nặng vẫn tích lũy trong cơ thể cư dân địa phương do phơi nhiễm thời gian dài qua lượng nước uống vào lớn [5]. Tài liệu nghiên cứu cũng dẫn lại nhiều khảo sát tại Ấn Độ chỉ ra nguồn phát tán kim loại nặng chính vào nước là phân bón và thuốc trừ sâu chứa kim loại nặng trên đồng ruộng [5]. Khảo sát trên sông Yamuna, Ấn Độ cho thấy dòng chảy nông nghiệp mang theo phân bón đã gây ô nhiễm kim loại nặng theo thứ tự mức độ phổ biến giảm dần: sắt (Fe) nhiều hơn đồng (Cu), tiếp đến là kẽm (Zn), niken (Ni), crom (Cr), chì (Pb) và thấp nhất là cadimi (Cd) [5].
Mối liên hệ giữa nước uống nhiễm kim loại và sự tích tụ trong cơ thể người đã được chứng minh rõ qua các chỉ số xét nghiệm mẫu bệnh phẩm. Một nghiên cứu tại Bangladesh được trích dẫn cho thấy nồng độ asen trong nước tiểu tương quan chặt chẽ theo tuyến tính với nồng độ asen trong nước uống (dao động từ dưới 0,5 đến 332 microgam/L), bên cạnh nguồn phơi nhiễm từ hải sản [5]. Đặc biệt, tại các ngôi làng thuộc đồng bằng sông Hồng ở Việt Nam, dữ liệu nghiên cứu ghi nhận mối liên hệ giữa kim loại nặng trong nước uống với dấu ấn sinh học trong nước tiểu và tóc của người dân địa phương [5]. Tại khu vực có mức asen trong nước cao (từ 50 microgam/L trở lên), có tới 64% mẫu tóc của người dân chứa nồng độ asen lớn hơn 1 microgam/g [5].
Sự hiện diện của kim loại nặng trong nước uống còn liên quan đến các rối loạn chuyển hóa mạn tính và bệnh lý nghiêm trọng. Một nghiên cứu bệnh chứng công bố năm 2022 tại Iran đã khảo sát mối liên hệ giữa kim loại nặng trong nước uống và đất mặt với tỷ lệ mắc hội chứng chuyển hóa (MetS) [6]. Từ vị trí cư trú của 150 người tham gia, các nhà khoa học chọn ngẫu nhiên 16 điểm để phân tích mẫu nước uống và đất mặt [6]. Kết quả chỉ ra nồng độ trung bình của vanadi (V), mangan (Mn), niken (Ni), asen (As), cadimi (Cd) và stronti (Sr) trong nước uống của nhóm mắc hội chứng chuyển hóa cao hơn so với nhóm đối chứng khỏe mạnh [6]. Dù sự khác biệt ở từng kim loại riêng lẻ (trừ Mn và Sr) không đạt ý nghĩa thống kê giữa hai nhóm, tổng thể nồng độ kim loại nặng trong nước uống và đất mặt vẫn có mối liên hệ thuận với tỷ lệ mắc hội chứng chuyển hóa [6].
Bên cạnh đó, một báo cáo tổng hợp năm 2023 về mô hình hóa tác động của kim loại nặng đối với tài nguyên nước dẫn lại nghiên cứu tại một vùng ở Nigeria cho thấy chỉ số nguy hại sức khỏe từ nước uống nhiễm kim loại nặng (với chì là chất gây ô nhiễm chính) tạo ra 25% nguy cơ người lớn và trẻ em mắc các bệnh nghiêm trọng hoặc phát triển các dạng ung thư khác nhau [7]. Báo cáo này cũng xác nhận nước từ giếng đào và giếng khoan sâu ít bị ô nhiễm hơn và phù hợp để uống hơn so với nước từ suối, khe và giếng nông [7]. Một phân tích gộp quy mô lớn khác tại Iran dựa trên hơn 1.100 bài báo từ các cơ sở dữ liệu PubMed, Web of Science, EMBASE, Scopus và Google Scholar cũng chỉ ra nồng độ trung bình nhóm kim loại nặng trong nguồn nước uống theo thứ tự chì (37,22) cao hơn thủy ngân (4,49) và cadimi (4,19), đều vượt tiêu chuẩn của WHO [7].
Bằng chứng khoa học: Lợi ích và giới hạn
Các nghiên cứu hiện hành cung cấp bức tranh toàn diện về thành phần hóa học trong nước uống từ nhiều nguồn khác nhau trên thế giới, từ nước máy, nước đóng chai đến nước ngầm nông thôn [3]. Việc sử dụng các thiết bị phân tích hiện đại như quang phổ ICP-OES, sắc ký ion hay kỹ thuật vết phân hạch giúp đo đếm chính xác nồng độ chất rắn hòa tan, nitrat và kim loại nặng đến từng microgam trên mỗi lít nước [1]. Các dữ liệu dịch tễ học và dấu ấn sinh học trên tóc, nước tiểu cũng làm sáng tỏ cơ chế tích lũy kim loại nặng âm thầm qua đường uống trong thời gian dài [5].
Tuy nhiên, giới hạn của các bằng chứng hiện tại là phần lớn khảo sát tập trung đo lường chất lượng nước tại nguồn cấp hoặc trong chai thương mại, chứ không đo trực tiếp tốc độ tăng nồng độ chất hòa tan qua từng lần đun sôi cụ thể trong dụng cụ gia đình [3]. Ngoài ra, một số nghiên cứu bệnh chứng như khảo sát về hội chứng chuyển hóa tại Iran có cỡ mẫu điểm lấy nước còn nhỏ (16 điểm đại diện cho 150 người) và chưa tách biệt hoàn toàn tác động của nước uống với đất mặt hay chế độ ăn [6]. Do đó, các số liệu này dùng để cảnh báo tầm quan trọng của chất lượng nước đầu vào hơn là khẳng định hành động đun nước sẽ gây bệnh tức thì.
Những hiểu lầm thường gặp về việc đun nước
Hiểu lầm phổ biến nhất là cho rằng nhiệt độ sôi 100 độ C có khả năng biến đổi các chất vô hại trong nước thành kim loại nặng hoặc tự sinh ra nitrat độc hại. Về mặt hóa học, các nguyên tố kim loại như chì, asen, sắt hay cadimi là các nguyên tố cơ bản, không thể tự sinh ra từ phân tử nước do nhiệt độ. Chúng chỉ có mặt khi nguồn nước ban đầu đã bị nhiễm từ địa chất tự nhiên, chất thải sinh hoạt hoặc phân bón nông nghiệp [4].
Hiểu lầm thứ hai là đun sôi nước có thể loại bỏ hoàn toàn mọi chất độc hại. Đun sôi là biện pháp diệt khuẩn hiệu quả, nhưng hoàn toàn không làm bay hơi được kim loại nặng hay nitrat. Trái lại, để loại bỏ nitrat nồng độ cao và kim loại nặng trong môi trường nước ô nhiễm, ngành công nghiệp phải dùng đến các công nghệ phức tạp như khử điện hóa bằng điện cực Ti/Co3O4 kết hợp kết tủa struvite, hoặc kỹ thuật hấp phụ sinh học ở nhiệt độ từ 20 đến 35 độ C, chứ không thể dùng nhiệt đun nấu thông thường [7]. Vì vậy, nếu lấy nước từ nguồn ô nhiễm đem đun sôi kỹ, vi khuẩn sẽ chết nhưng kim loại nặng và nitrat lại bị cô đặc hơn.
Ai nên thận trọng với nước đun lại nhiều lần?
Nhóm đầu tiên cần đặc biệt thận trọng là các hộ gia đình đang sử dụng nguồn nước giếng tự đào, nước giếng nông hoặc sống gần khu vực canh tác nông nghiệp dùng nhiều phân bón, thuốc trừ sâu mà chưa có hệ thống lọc chuyên dụng [7]. Như dữ liệu tại Việt Nam, Thái Lan và Ethiopia đã chỉ ra, các nguồn nước này dễ tồn dư asen, chì, sắt hoặc nitrat từ chất thải và hóa chất ngấm xuống mạch nước ngầm [4]. Việc đun sôi cạn nhiều lần nguồn nước này sẽ làm tăng lượng kim loại nạp vào cơ thể mỗi ngày.
Trẻ nhỏ, phụ nữ mang thai và những người có sẵn các yếu tố nguy cơ béo phì, rối loạn chuyển hóa hoặc bệnh lý nền mạn tính cũng cần lưu ý chất lượng nước uống hàng ngày [6]. Ở trẻ em, trọng lượng cơ thể nhỏ khiến ngưỡng chịu đựng đối với nitrat, nitrit và kim loại nặng thấp hơn người lớn [3]. Những người đang có bệnh nền hoặc đang sử dụng thuốc điều trị dài ngày nên tham khảo ý kiến bác sĩ về chế độ dinh dưỡng và tiêu chuẩn nguồn nước phù hợp với tình trạng sức khỏe của mình.
Cách đun và sử dụng nước an toàn trong đời sống
Để đảm bảo an toàn, nguyên tắc quan trọng nhất là kiểm soát chất lượng nước đầu vào. Người dân nên ưu tiên sử dụng nước máy đã qua xử lý đạt quy chuẩn hoặc nước từ các nguồn giếng sâu đã được kiểm định độ an toàn [2]. Nếu dùng nước đóng chai để đun pha trà, pha sữa, nên chọn các thương hiệu uy tín và lưu ý thông số khoáng chất ghi trên nhãn, tránh đun sôi liên tục các loại nước khoáng vốn đã có hàm lượng muối natri, canxi và magie tự nhiên cao [3].
Trong sinh hoạt hàng ngày, mỗi lần đun nước chỉ nên lấy lượng nước vừa đủ dùng trong ngày, khi nước sôi thì tắt bếp hoặc để chế độ tự ngắt của ấm siêu tốc, tránh mở nắp đun sôi sùng sục quá lâu làm nước bốc hơi mạnh. Khi nước trong ấm hoặc bình thủy điện gần cạn, nên đổ bỏ phần nước cặn cuối đáy, tráng sạch ấm rồi mới châm mẻ nước mới hoàn toàn để đun. Thói quen không đun chồng nước mới lên phần nước cũ đã cô đặc giúp giữ nồng độ chất rắn hòa tan (TDS) luôn ở mức ổn định như ban đầu.
Tóm lại, uống nước đun sôi lại vài lần không gây hại nếu gia đình bạn đang dùng nguồn nước sạch đạt chuẩn an toàn. Mối nguy chỉ thực sự xuất hiện khi nguồn nước đầu vào đã nhiễm sẵn kim loại nặng hoặc nitrat vượt mức và bị đun cạn liên tục gây cô đặc. Giữ thói quen đun lượng nước vừa đủ trong ngày và vệ sinh dụng cụ đun nấu định kỳ là giải pháp đơn giản nhất để bảo vệ sức khỏe cả gia đình.
