Dịch viêm đường hô hấp cấp do virus COVID-19 đang diễn biến phức tạp. Bên cạnh những biện pháp phòng tránh dịch bệnh lây lan qua tiếp xúc với bệnh nhân, với các bề mặt có dịch tiết nhiễm virus, qua giọt bắn hay không khí, cần thiết phải quan tâm cả đến những nguy cơ lây lan mầm bệnh qua các con đường khác.

Tương tự virus SARS-CoV (2003) và nhiều loại virus gây bệnh khác, virus SARS-CoV-2 gây bệnh COVID-19 đã được tìm thấy trong chất bài tiết của người nhiễm bệnh ở Trung Quốc và Mỹ (tháng 2/2020). Sau khi thâm nhập vào môi trường nước, virus có thể tồn tại trong thời gian ngắn hay lâu dài, từ vài ngày đến hàng năm, tùy thuộc vào điều kiện môi trường.

Nguyên tắc kiểm soát dịch bệnh liên quan đến chất thải của người, lây lan qua môi trường nước, là tạo các «rào cản» trên chính con đường lây lan, thông qua việc sử dụng nước sạch, kiểm soát ô nhiễm do nước thải, chất thải rắn, bùn thải và nước mưa chảy tràn, cũng như có hành vi thói quen vệ sinh đúng.

Bài báo đã tổng hợp các nghiên cứu gần đây nhất liên quan đến các bệnh do virus gây ra, khả năng tồn tại của virus trong môi trường nước, hiệu suất xử lý tiêu diệt virus tại các Nhà máy xử lý nước thải, trên cơ sở đó, đề xuất các biện pháp khẩn cấp, tăng cường kiểm soát dịch bệnh COVID-19 do virus SARS-CoV-2.

1. Virus và các bệnh do virus gây ra

Virus là sinh vật rất nhỏ bé, kích thước mỗi "con" khoảng 20 đến 200 nm, nhỏ hơn vi khuẩn hàng ngàn lần. Virus corona SARS-CoV-2 gây bệnh hô hấp cấp COVID-19 có kích thước ~100nm. Virus không có cấu tạo tế bào, không có màng kép lipit bao bọc. Chúng có đời sống ký sinh bắt buộc (vật chủ có thể là động vật, thực vật). Vật chất di truyền của virus là một ADN hoặc ARN mà không có cả hai (của SARS-CoV-2 là ARN).

Virus không tự di chuyển, không có khả năng tự phát triển và phân chia, và bị bất hoạt hoàn toàn khi ở ngoài vật chủ. Tổng cộng hiện nay virus được phân loại theo 7 bộ, 87 họ, 19 phân họ, 349 chi và khoảng trên 2.800 loài (Wikipedia). Virus là vi vinh vật đông đảo nhất trên Trái đất.

Tổng cộng có khoảng 1031 con virus đang tồn tại, có vai trò quan trọng trong các quá trình chuyển hoá vật chất trong môi trường nước, đất, đến sự trao đổi chất, sinh tồn, tiến hóa của muôn loài trên Trái đất, trong đó có con người (Breitbart et al, 2005).

Ngoài vật chủ, số lượng virus chỉ giữ nguyên hoặc giảm chứ không tăng. Số lượng virus N ở thời điểm t được tính bằng công thức: Nt = No x e-kt, với No là số lượng virus ban đầu, t là thời gian lưu, và k là mức độ bất hoạt (Pinon et al, 2018).

Người ta dùng hàm logarit để đánh giá khả năng loại bỏ hay bất hoạt virus. Hiệu suất loại bỏ mầm bệnh bằng số logarit của tỷ lệ giữa lượng virus ban đầu trên lượng virus ở thời điểm t, hay log10(No/Nt) (Bảng 2). Khác với vi khuẩn (có thể sử dụng vi khuẩn chỉ thị, nuôi cấy), chỉ có thể phân tích để tìm ra virus từ mẫu bệnh phẩm.

Chỉ tính riêng cuối thế kỷ 20, đầu thế kỷ 21, đã có hàng chục bệnh truyền nhiễm trước đây chưa từng biết hoặc những bệnh được kiểm soát tốt đã tái xuất hiện, với những hậu quả nghiêm trọng, có liên quan đến virus, như HIV/AIDS, sốt xuất huyết virus (Ebola, Marburg, Crimean-Congo, sốt vàng da, West Nile, Dengue), poliomyelitis (virus gây bại liệt), conronavirus SARS, cúm A, virus gây bệnh bò điên… (Bonita et al, 2006).

Hầu hết các virus gây bệnh cho người đều có thể sống và lây lan qua đường nước. Noroviruses, rotavirus, các virus gây bệnh đường tiêu hóa khác (hepatitis A và E, coxsackievirus, echovirus, reovirus, astrovirus, vv…) gây nên số ca tử vong nhiều nhất trong só các bệnh của trẻ em.
Hình 1. Tổng quan các bệnh do virus gây ra (Nguồn: Fisher et al, 2007; Wikipedia, 2020).

Ghi chú: IP: Thời gian ủ bệnh, ID: Thời gian ốm, DE: số ngày có biểu hiện. (Nguồn: Rusinol et al, 2017).

2. Khả năng tồn tại của virus trong môi trường nước và bằng chứng của COVID-19

Phân và nước tiểu có thể là nguồn lây lan rất nhiều mầm bệnh. 1g phân người bị tiêu chảy do rotavirus có thể chứa 1010 con virus, trong khi liều phơi nhiễm của 1 số loại virus chỉ cần vài con đến hàng chục con (Yezli, 2011). Các yếu tố ảnh hưởng đến sự tồn tại của virus ở ngoài vật chủ, trong môi trường là nước: thời gian, nhiệt độ, pH, oxy hòa tan, ánh sáng mặt trời (UV), sự có mặt các chất khử trùng, các ion hòa tan trong nước, các tạp chất keo, cặn lơ lửng…

Người ta đã chú ý đến phương thức lây lan này của SARS-CoV khi các nhà khoa học ở Hồng Công và ở Bắc Kinh phát hiện thấy ARN của virus SARS-CoV trong phân của bệnh nhân SARS. Một nghiên cứu khác ở Bắc Kinh cũng đã tìm thấy ARN của virus SARS-CoV trong nước thải 2 bệnh viện ở thành phố này (Wang et al, 2005).

Virus SARS-CoV GVU6109 có thể tồn tại 4 ngày ở mẫu phân người mắc bệnh với pH kiềm, và nhiều ngày trong nhiệt độ phòng, trong khi dễ dàng bị bất hoạt bởi các chất sát trùng thông thường (Lai et al, 2005). Các nhà khoa học Trung Quốc đã chỉ ra khả năng tồn tại của virus SARS-CoV là 14 ngày ở 4oC, và 2 ngày ở 20oC trong nước thải bệnh viện.

Không tìm thấy virus sống trong nước thải sau khử trùng, nhưng ARN của chúng thì có (Wang et al, 2005). Nghiên cứu cũng cho thấy tầm quan trọng của thu gom, xử lý chất bài tiết của người bệnh, cũng như thu gom, xử lý và khử trùng nước thải bệnh viện.

Nhiều nhà khoa học đã cảnh báo về phương thức nguy cơ lây nhiễm của COVID-19 qua chất bài tiết của người mắc bệnh phát tán vào môi trường nước, sau khi các nghiên cứu ở Bắc Kinh, Trung Quốc và ở Washington, Mỹ phát hiện thấy có virus SARS-CoV-2 trong phân của người bệnh (Bloomberg, 2020).

Khoảng 10% người mắc viêm phổi cấp COVID-19 ở các bệnh viện tại Vũ Hán có triệu chứng tiêu chảy, nôn. Ngoài ra, các hoạt động vệ sinh sàn nhà, tắm giặt, rửa dụng cụ, phương tiện, hay nước mưa chảy tràn trên bề mặt cuốn trôi theo rác thải lẫn mầm bệnh, … đều có thể đưa mầm bệnh vào nước thải.

Như vậy, mặc dù chưa có các nghiên cứu sâu về loại virus mới này, có thể nói rằng, nước thải có nguy cơ là đường lây nhiễm thứ cấp của virus SARS-CoV-2, tương tự nhiều loại virus gây bệnh khác, đặc biệt là virus SARS-CoV.

Trong khi tỷ lệ nhà tiêu không hợp vệ sinh, hay tình trạng phóng uế bừa bãi, thải bỏ phân bùn không có kiểm soát, và tỷ lệ nước thải chưa được thu gom và xử lý ở Việt Nam còn cao, nguy cơ xâm nhập của mầm bệnh từ các chất bài tiết của người bệnh ra môi trường, vào chuỗi thức ăn, rất cao.

Các quá trình xử lý nước thải có khả năng loại bỏ virus ở các mức độ khác nhau. Nguyên tắc loại bỏ các vi sinh vật gây bệnh một cách an toàn, là sử dụng nhiều bậc xử lý, tạo nhiều rào cản trên con đường lây lan của mầm bệnh vào môi trường. Bảng 3 và 4 giới thiệu các kết quả nghiên cứu mới nhất về hiệu suất loại bỏ các virus gây bệnh tại các Nhà máy xử lý nước thải ở các nước khác nhau trên Thế giới.

Ghi chú: CAS: Bùn hoạt tính; MBR: Xử lý sinh học với lọc màng; DHS: Xử lý sinh học với giá thể vi sinh DHS; KPH: Không phát hiện (Nguồn: Rusinol et al, 2017).

Ghi chú: UV: Ultraviolet, UF: Ultrafiltration, Cl2: Chlorination, KPH: Không phát hiện (Nguồn: Rusinol et al, 2017).

4. Đề xuất các biện pháp kiểm soát sự lây lan của COVID-19 qua môi trường nước

Hình 3 cho thấy các con đường khác nhau lây lan mầm bệnh liên quan đến nước và phân, từ chất thải của người mang mầm bệnh tới người khác: qua tiếp xúc, qua thức ăn, nước uống, qua môi trường nước, đất, qua côn trùng.

Hình 3. Các con đường lan truyền mầm bệnh và các giải pháp kiểm soát.

Nguyên tắc kiểm soát dịch bệnh liên quan đến chất thải của người lây lan qua môi trường nước, là tạo các «rào cản» trên chính con đường lây lan, thông qua việc cung cấp nước sạch, kiểm soát chất thải, và có hành vi thói quen vệ sinh đúng (Hình 3).

Bên cạnh các biện pháp mà ngành y tế đang khuyến cáo, cần áp dụng bổ sung ngay các biện pháp kiểm soát sự lây lan mầm bệnh sau đây:

a, Tại các bệnh viện, bệnh viện dã chiến, khu vực cách ly, trường học, các công trình công cộng, các tòa nhà chung cư, trụ sở làm việc, các cơ sở sản xuất, nơi tập trung đông người, cần đặc biệt quan tâm đến các khu vệ sinh, đảm bảo có đủ nước rửa sạch, xà phòng rửa tay, quét dọn vệ sinh và tẩy trùng thường xuyên. Các khu vệ sinh, các bể tự hoại, hệ thống cống rãnh thoát nước, các điểm tập kết rác thải, hay các trạm xử lý nước thải có thể là các ổ chứa mầm bệnh, cần đặc biệt lưu ý quan tâm.

b, Các cơ sở y tế đặc biệt quan tâm đến việc kiểm soát chất thải y tế, nhất là chất thải phát sinh từ các hoạt động khám và chữa bệnh liên quan đến COVID-19. Bên cạnh đó, chính quyền thành phố có biện pháp kiểm soát chặt chẽ các xe hút phân bùn bể tự hoại, nhất là bùn bể tự hoại từ các bệnh viện, bệnh viện dã chiến, khu vực cách lý, nhà ga, bến tàu xe, …, phải chở phân bùn đến nơi xử lý đúng quy định, tránh tình trạng thải trộm bừa bãi phân bùn; Trong giai đoạn này, nếu chưa cần thiết thì không tiến hành hút phân bùn bể tự hoại. Sau đợt dịch, nhất thiết phải có biện pháp xử lý an toàn đối với loại chất thải này.

c, Các Công ty Cấp nước chủ động rà soát Kế hoạch cấp nước an toàn, tập trung vào nguồn nước, các công đoạn khai thác, sản xuất, truyền dẫn và phân phối nước có nguy cơ xâm nhập và lây lan, phát tán mầm bệnh, triển khai các biện pháp kiểm soát phù hợp, ví dụ như: tăng tần suất giám sát chất lượng ở nguồn nước và công trình thu nước, các hồ chứa, bể chứa, sớm phát hiện và ứng phó với các diễn biến bất thường của chất lượng nước; Đảm bảo tối ưu hóa liều lượng hóa chất xử lý;

Tăng tần suất rửa lọc; Tăng liều lượng Clo khử trùng trước khi cấp nước vào mạng lưới và giám sát, đảm bảo duy trì hàm lượng Clo dư trên mạng lưới cấp nước; Đảm bảo duy trì 24/24 áp lực trên đường ống cấp nước; Tăng cường kiểm soát mạng lưới đường ống truyền dẫn và phân phối, nhanh chóng phát hiện, khắc phục các điểm rò rỉ, vỡ ống để hạn chế tối đa sự thâm nhập của nước thải vào đường ống cấp nước; vv

d, Các Công ty Thoát nước tăng cường các biện pháp quản lý vận hành, bảo dưỡng đúng quy trình, đảm bảo hiệu quả hoạt động của các công trình và thiết bị xử lý nước thải một cách an toàn, ổn định; Tăng liều lượng Clo hay các biện pháp khử trùng khác tại các Trạm xử lý nước thải; Kiểm tra, tiến hành nạo vét, duy tu mạng lưới thoát nước, các trạm bơm thoát nước, tránh nguy cơ nước thải tù đọng, tắc nghẽn, ngập úng; Có biện pháp dự trữ đầy đủ hóa chất, trang thiết bị vật tư phục vụ cho vận hành và bảo dưỡng hệ thống thoát nước và xử lý nước thải.

e, Các Công ty Thoát nước có các biện pháp bảo hộ lao động, tuyên truyền thực hành vệ sinh cá nhân tốt cho cán bộ, công nhân vận hành, những người có nguy cơ phơi nhiễm khi tiếp xúc với nước thải và với aerosol khi làm việc trên mạng lưới thoát nước, các trạm bơm, các nhà máy xử lý nước thải, …; Có biện pháp dự trữ đầy đủ trang thiết bị bảo hộ lao động, vệ sinh cá nhân.

f, Các Công ty Môi trường đô thị tăng cường các biện pháp bảo hộ lao động tốt cho cán bộ, công nhân vận hành khi thu gom, vận chuyển và xử lý rác, bùn, phân bùn,...

g, Các Công ty Cấp nước, Thoát nước, Công ty Môi trường đô thị, phối hợp với chính quyền và cộng đồng dân cư, tiến hành vệ sinh đường phố, ngõ xóm, khơi thông cống rãnh, nạo vét bùn cặn, tiêu thoát nước thải tốt, tránh để nước thải tù đọng, ngập úng, … Ở các đô thị có xảy ra mưa lớn, ngập úng, cần tăng cường tuyên truyền cho người dân các biện pháp vệ sinh cá nhân, tránh tiếp xúc với nước thải, vệ sinh và tẩy trùng kỹ nhà cửa sau khi nước rút.

h, Các Công ty Cấp nước, Thoát nước, Môi trường đô thị tuyên truyền cho các bộ, công nhân viên, bên cạnh các biện pháp đeo khẩu trang, thưc hành vệ sinh cá nhân tốt, tăng cường sức đề kháng của cơ thể, cần triệt để thực hiện việc ăn chín, uống sôi, nhất là ở các vùng dịch, những nơi có tập quán tái sử dụng nước thải trong tưới rau, nuôi cá.

i, Các Công ty Cấp nước, Thoát nước, Môi trường đô thị đảm bảo bộ máy thường trực, nếu cần thiết thì phải thành lập Nhóm chuyên trách để triển khai các biện pháp phòng ngừa và kịp thời ứng phó với sự cố lây lan dịch bệnh qua đường nước theo quy trình ứng phó sự cố đã được chuẩn bị; Duy trì Đường dây nóng để đảm bảo thông tin nội bộ cũng như tiếp nhận thông tin từ cộng đồng, kịp thời ứng phó với các tình huống, sự cố liên quan đến dịch bệnh.

Về lâu dài, bên cạnh các biện pháp tăng cường chăm sóc sức khỏe, phát triển mạnh hơn mạng lưới y tế dự phòng, kiểm sát dịch bệnh và nâng cao nhận thức cộng đồng về vệ sinh cá nhân, kiểm soát dịch bệnh, thì việc cải thiện điều kiện cấp nước, vệ sinh môi trường là vô cùng cần thiết.

Cần huy động các nguồn lực để mở rộng phạm vi, nâng cao chất lượng dịch vụ cung cấp nước sạch, đủ số lượng và đảm bảo chất lượng tới người dân thành thị và nông thôn, xóa bỏ nhà tiêu không hợp vệ sinh hay tình trạng phóng uế bừa bãi (nhất là ở các vùng nông thôn, miền núi), đầu tư cho việc xây dựng hệ thống thống gom và xử lý nước thải, chống úng ngập, thu gom và xử lý chất thải rắn, thu gom và xử lý bùn, phân bùn…

Cải thiện điều kiện cấp nước, vệ sinh môi trường không chỉ góp phần kiểm soát tốt hơn dịch bệnh, bảo vệ sức khỏe cộng đồng, nâng cao chất lượng cuộc sống, mà còn góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế một cách bền vững.

Tài liệu tham khảo:

- Abad FX, Pintó RM, Villena C, Gajardo R, Bosch A (1997). Astrovirus survival in drinking water. Appl Environ Microbiol.63(8), 3119-22.
- Anthony I. Okoh, Thulani Sibanda, and Siyabulela S. Gusha (2010). Inadequately Treated Wastewater as a Source of Human Enteric Viruses in the Environment. J. Environ. Res. Public Health. 7(6): 2620–2637. DOI: 10.3390/ijerph7062620.
- Bonita, Ruth (2006). Basic epidemiology, WHO.
- Dany Shoham, Alam Jahangir,Sakchai Ruenphet, Kazuaki Takehara (2012). Persistence of Avian Influenza Viruses in Various Artificially Frozen Environmental Water Types. Influenza Res. Treat. 2012. DOI: 10.1155/2012/912326.
- Dublineau A, Batéjat C, Pinon A, Burguière AM, Leclercq I, Manuguerra JC (2009). Persistence of the 2009 pandemic influenza A (H1N1) virus in water and on non-porous surface. PLoS One.2011; 6 (11). DOI: 10.1371/journal.pone.0028043. Epub 2011 Nov 23.
- Fisher, Bruce, Harvey, Richard P., Champe, Pamela C. (2007). Disease summaries. Lippincott's Illustrated Reviews: Microbiology. Hagerstwon, MD: Lippincott Williams & Wilkins. pp 367–392.
- Holshue ML, et al. (2020). "First Case of 2019 Novel Coronavirus in the United States". New England Journal of Medicine. doi:10.1056/NEJMoa2001191.
- https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2761044
- https://news.cgtn.com/news/2020-02-05/Coronavirus-found-in-patients-stool-what-does-this-suggest--NPzBbN4kDK/index.html, truy cập 05/02/2020.
- https://www.niaid.nih.gov/news-events/novel-coronavirus-sarscov2-images.
- https://vi.wikipedia.org/wiki/Virus.
- https://vnexpress.net/khoa-hoc/ncov-co-the-lay-truyen-qua-chat-thai-4049430.html
- https://www.bloomberg.com/news/articles/2020-02-01/coronavirus-lurking-in-feces-may-reveal-hidden-risk-of-spread, truy cập February 1, 2020, 1:55 PM GMT+7.
- https://www.sciencealert.com/latest-coronavirus-study-suggests-it-can-also-be-spread-through-poop?
- https://www.washingtonpost.com/archive/politics/2003/04/18/in-hong-kong-apartment-tower-sars-virus-spread-through-plumbing/99bcd25f-de85-472a-b084-4f847e0dac9a/
- Jordan FT, Nassar TJ (2014). The survival of infectious bronchitis (IB) virus in water. Avian Pathol.2(2): 91-101.
- Mary Y Y Lai, Peter K C Cheng, Wilina W L Lim (2005). Survival of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus. Clinical Infectious Diseases41(7): e67-71. DOI: 1086/433186
- Mihai ME, Tecu C, Ivanciuc AE, Necula G, Lupulescu E, Onu A (2011). Survival of H5N1 influenza virus in water and its inactivation by chemical methods. Roum Arch Microbiol Immunol. 70(2): 78-84.
- Mor SK, Verma H, Sharafeldin TA, Porter RE, Ziegler AF, Noll SL, Goyal SM (2015). Survival of turkey arthritis reovirus in poultry litter and drinking water. Poult Sci.94(4): 639-42. DOI: 10.3382/ps/pev025. Epub 2015 Mar 5.
- Nguyễn Việt Anh, Nguyễn Hồng Sâm, Lê Thu Hoa, Nguyễn Diễm Hằng, Guy Hutton và nnk (2012). Nghiên cứu đánh giá lợi ích kinh tế của các can thiệp vệ sinh ở Việt Nam. Ngân hàng Thế giới.
- Pinghui, Zhuang (2020-02-02). Coronavirus: scientists identify possible new mode of transmission in human faeces. South China Morning Post. Retrieved 2020-02-04.
- Pinon A, Vialette M (2018). Survival of Viruses in Water: Review. Institut Pasteur de Lille, Lille, France. J. Intervirology; 61: 214–222. DOI: 10.1159/000484899.
- Rusinol, M, Girones, R (2017). Summary of Excreted and Waterborne Viruses. In: J.B. Rose and B. Jiménez-Cisneros, (eds) Global Water Pathogen Project. J.S Meschke, and R. Girones (eds) Part 3 Viruses). Michigan State University, E. Lansing, MI, UNESCO.
- https://doi.org/10.14321/waterpathogens.
- Rzezutka A, Cook N (2004). Survival of human enteric viruses in the environment and food. FEMS Microbiol Rev.28(4): 441-53.
- Saber Yezli, Jonathan A. Otter (2011). Minimum Infective Dose of the Major Human Respiratory and Enteric Viruses Transmitted Through Food and the Environment. Food and Environmental Virology. Volume 3, Issue 1, pp 1–30.
- Nguyễn Việt Anh, Ứng Thị Linh Chi, Vũ Thị Minh Thanh, Nguyễn Trà My (2019). Sách: Xử lý, tái sử dụng nước thải. Nhà xuất bản Xây dựng.
- Shahid MA, Abubakar M, Hameed S, Hassan S (2009). Avian influenza virus (H5N1); effects of physico-chemical factors on its survival. Virol J. 6, 38. DOI: 10.1186/1743-422X-6-38.
- Shigematsu S, Dublineau A, Sawoo O, Batéjat C, Matsuyama T, Leclercq I, Manuguerra JC (2014). Influenza A virus survival in water is influenced by the origin species of the host cell. Influenza Other Respir Viruses. 8(1): 123-30. DOI: 10.1111/irv.12179. Epub 2013 Sep 23.
- Todd M. Lickfett, Erica Clark, Thomas M. Gehring& Elizabeth W. Alm (2018). Detection of Influenza A viruses at migratory bird stopover sites in Michigan, USA. Infection Ecology & Epidemiology, Volume 8 (1).
- Wang XW, Li J, Guo T, Zhen B, Kong Q, Yi B, Li Z, Song N, Jin M, Xiao W, Zhu X, Gu C, Yin J, Wei W, Yao W, Liu C, Li J, Ou G, Wang M, Fang T, Wang G, Qiu Y, Wu H, Chao F, Li J (2005). Concentration and detection of SARS coronavirus in sewage from Xiao Tang Shan Hospital and the 309th Hospital of the Chinese People's Liberation Army. Water Sci. Technol.52(8): 213-21.