Thử nghiệm đường ống nước tại Hàn Quốc phát hiện dung môi độc hại chưa có giới hạn an toàn cho vật liệu

Ống thép phủ epoxy có tỷ lệ phát hiện cao nhất

Các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm đối với hàng trăm sản phẩm cấp nước tại Hàn Quốc giai đoạn 2022–2025 đã phát hiện dung môi độc hại, cho thấy lỗ hổng trong các quy định về vật liệu tiếp xúc với nước uống. Trong số 45 ống thép phủ nhựa epoxy, xylene được phát hiện ở 44 ống, ethylbenzene ở 41 ống và toluene ở 33 ống. Các tiêu chuẩn vệ sinh và an toàn hiện hành đối với vật liệu cấp nước không quy định giới hạn thôi nhiễm cho ba hóa chất này.

Những phát hiện trên được nêu trong báo cáo cuối cùng về giám sát và quản lý các chất nguy hại chưa được kiểm soát, do văn phòng nghị sĩ Lee Yong-woo thuộc Đảng Dân chủ cung cấp. Viện Phòng thí nghiệm Phù hợp Hàn Quốc cùng các nhà nghiên cứu khác thực hiện nghiên cứu và nộp báo cáo lên Viện Chứng nhận Công nghệ Nước Hàn Quốc vào tháng 12/2025.

Trong tổng số 587 sản phẩm, toluene được phát hiện ở 174 sản phẩm, tương đương 29,6%; ethylbenzene ở 102 sản phẩm, tương đương 17,4%; và xylene ở 120 sản phẩm, tương đương 20,4%. Các sản phẩm gồm ống, van, máy bơm, lớp phủ và vòi nước được gửi đến các cơ quan kiểm nghiệm để chứng nhận, kiểm định hoặc kiểm tra chất lượng.

Các nhà nghiên cứu đề xuất giới hạn lượng mỗi dung môi có thể thôi nhiễm từ vật liệu nhựa epoxy vào nước thử nghiệm. Họ cũng khuyến nghị ưu tiên kiểm soát các ống nước phủ epoxy có mức thôi nhiễm cao, đồng thời hỗ trợ nhà sản xuất chuyển sang loại sơn sử dụng ít dung môi hơn hoặc không dùng dung môi.

Đối với các hộ gia đình, vấn đề trước mắt liên quan đến những sản phẩm dẫn nước. Các phép đo tại Hàn Quốc được thực hiện trong phòng thí nghiệm, bằng cách cho vật liệu tiếp xúc với nước theo những điều kiện quy định. Mức phơi nhiễm tại hộ gia đình phụ thuộc vào điều kiện của hệ thống đã lắp đặt, trong đó có lưu lượng nước và thời gian nước tiếp xúc với bề mặt. Muốn đo các điều kiện này cần kiểm nghiệm nước trong quá trình sử dụng thực tế.

Kết quả kiểm nghiệm 587 sản phẩm

Toluene được phát hiện ở nhiều nhóm sản phẩm, chứ không chỉ ở một loại thiết bị đường ống. Tỷ lệ phát hiện đạt 46% ở ống kim loại, 36% ở van, 34% ở máy bơm và 30% ở sơn, lớp phủ. Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện chất này ở 29% ống phi kim loại và 26% vòi nước.

Nghiên cứu chọn các sản phẩm có vật liệu phù hợp để phân tích hợp chất hữu cơ dễ bay hơi. Đây là những hóa chất dễ phát tán vào không khí; một số chất cũng có thể hòa tan trong nước. Toluene, ethylbenzene và xylene là các dung môi hữu cơ được sử dụng trong quy trình công nghiệp, bao gồm sản xuất và thi công lớp phủ.

587 sản phẩm được lấy từ các cơ quan kiểm nghiệm, vì vậy các tỷ lệ trên chỉ mô tả nhóm sản phẩm này. Muốn có một khảo sát đại diện cho toàn bộ sản phẩm được bán hoặc lắp đặt trên khắp Hàn Quốc cần áp dụng phương pháp lấy mẫu khác.

Trong nhóm được kiểm nghiệm, ống thép phủ epoxy nổi bật với tỷ lệ phát hiện toluene là 73,3%, ethylbenzene là 91,1% và xylene là 97,8%. So với tỷ lệ tương ứng ở toàn bộ 587 sản phẩm, các mức này cao gấp khoảng 2,5 lần, 5,2 lần và 4,8 lần.

Tần suất phát hiện cho biết một hóa chất có xuất hiện trong phép thử hay không. Lượng hóa chất thôi nhiễm là một phép đo riêng, cần thiết để so sánh sản phẩm với giới hạn an toàn định lượng. Các nhà nghiên cứu viện dẫn cả việc phát hiện lặp lại lẫn mức thôi nhiễm cao ở một số sản phẩm để đề xuất kiểm soát ngay từ khâu vật liệu.

Dung môi có thể lưu lại bên trong lớp phủ bảo vệ như thế nào

Lớp phủ epoxy bảo vệ ống thép khỏi ăn mòn bằng cách tạo một lớp ngăn cách giữa kim loại và nước. Các nhà nghiên cứu Hàn Quốc xác định dung môi còn sót lại bên trong lớp ngăn này có thể là nguồn phát sinh những hóa chất được phát hiện trong các phép thử.

Dung môi dùng để sản xuất hoặc thi công sơn có thể còn lưu lại trong lớp phủ khi lớp này đông cứng. Nếu bề mặt đông cứng trước phần bên trong, một phần dung môi có thể bị giữ lại. Lớp phủ quá dày hoặc không được để đủ thời gian đóng rắn cũng có thể giữ dung môi, rồi chất này thôi nhiễm vào nước về sau.

Đóng rắn là quá trình giúp lớp phủ hình thành cấu trúc cứng và ổn định. Thời gian đóng rắn rất quan trọng vì bề mặt có vẻ đã cứng vẫn có thể còn vật liệu bên trong chưa hoàn tất quá trình này.

Tài liệu Thấm qua và thôi nhiễm của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ (EPA) mô tả các nghiên cứu trước đây liên hệ hiệu quả của epoxy với thời gian đóng rắn. Thời gian đóng rắn dài hơn giúp lớp lót ổn định hơn; tài liệu khuyến nghị kéo dài thời gian này và ngâm các đường ống mới được lót trước khi đưa vào sử dụng.

Bằng chứng này cho thấy nhà sản xuất có thể can thiệp cụ thể vào công thức, độ dày và quá trình đóng rắn của lớp phủ, vốn có thể ảnh hưởng đến những chất sau đó đi vào nước. Đề xuất của Hàn Quốc kết hợp kiểm soát thành phẩm với hỗ trợ chuyển đổi loại sơn được sử dụng.

Lỗ hổng quy định được nêu từ năm 2022

Ủy ban Kiểm toán và Thanh tra Hàn Quốc nêu yêu cầu xây dựng tiêu chuẩn đối với ba dung môi này vào năm 2022. Bộ Môi trường, nay là Bộ Khí hậu, Năng lượng và Môi trường, thừa nhận các giới hạn này còn thiếu trong kế hoạch triển khai quản lý hiệu quả năm 2025.

Bộ cho biết đã xúc tiến sửa đổi Nghị định thi hành Luật Cấp nước từ tháng 2/2024 để đáp lại kết quả kiểm toán. Trình tự này cho thấy nghiên cứu mới nhất nằm trong một quy trình quản lý đã được triển khai từ vài năm trước.

• 2022: Ủy ban Kiểm toán và Thanh tra nêu yêu cầu xây dựng tiêu chuẩn cho ba dung môi.
• 2022–2025: Các nhà nghiên cứu kiểm tra 587 sản phẩm cấp nước được gửi đến các cơ quan kiểm nghiệm.
• Tháng 2/2024: Bộ bắt đầu xúc tiến sửa đổi Nghị định thi hành Luật Cấp nước.
• 2025: Kế hoạch quản lý hiệu quả của Bộ thừa nhận tiêu chuẩn an toàn vật liệu chưa có giới hạn đối với các hóa chất này.
• Tháng 12/2025: Báo cáo giám sát cuối cùng được nộp lên Viện Chứng nhận Công nghệ Nước Hàn Quốc.

Lee, thành viên Ủy ban Khí hậu, Năng lượng, Môi trường và Lao động của Quốc hội, kêu gọi điều tra nguyên nhân phát hiện các hóa chất. Ông cũng thúc giục Bộ sớm bổ sung các chất này vào tiêu chuẩn vệ sinh và an toàn, đồng thời ban hành phương pháp kiểm nghiệm chính thức liên quan.

Chưa có thời hạn thông qua các giới hạn được đề xuất hoặc hoàn tất những phương pháp kiểm nghiệm này. Cả hai đều cần thiết cho việc thực thi: ngưỡng định lượng cho nhà sản xuất biết mức được phép, còn phương pháp thống nhất giúp các phòng thí nghiệm biết cách đo lường.

Ý nghĩa của các giới hạn được đề xuất

Các nhà nghiên cứu Hàn Quốc đề xuất ba giới hạn thôi nhiễm đối với vật liệu cấp nước làm từ nhựa epoxy: 0,07 miligam/lít đối với toluene, 0,03 miligam/lít đối với ethylbenzene và 0,05 miligam/lít đối với xylene.

Mỗi ngưỡng đề xuất bằng một phần mười tiêu chuẩn chất lượng nước uống tương ứng. Quy đổi sang đơn vị nhỏ hơn, giới hạn đề xuất là 70 microgam/lít đối với toluene, 30 microgam/lít đối với ethylbenzene và 50 microgam/lít đối với xylene. Một microgam bằng một phần nghìn miligam.

Giới hạn thôi nhiễm đối với sản phẩm kiểm soát lượng hóa chất từ vật liệu trong các điều kiện thử nghiệm xác định. Tiêu chuẩn nước uống áp dụng cho chính nước đó. Đặt giới hạn đối với sản phẩm thấp hơn sẽ dành dư địa cho những đóng góp từ các bộ phận và nguồn khác trên đường cấp nước.

Tài liệu của EPA mô tả cách tiếp cận tương tự theo phiên bản ANSI/NSF Standard 61 mà tài liệu đề cập. Mức cho phép duy nhất đối với sản phẩm thường bằng một phần mười giới hạn quy định hoặc mức hướng dẫn áp dụng. Tiêu chuẩn này đặt ra các yêu cầu sức khỏe tối thiểu đối với chất gây ô nhiễm đi vào nước uống từ linh kiện, vật liệu và sản phẩm.

Việc chứng nhận không chỉ đơn giản là thả một chiếc ống vào nước rồi lấy một mẫu. Tài liệu EPA mô tả việc xem xét công thức hóa học, dung tích sản phẩm và nhiệt độ vận hành tối đa dự kiến. Điều kiện thử nghiệm có thể thay đổi tùy diện tích bề mặt tiếp xúc với nước, thời gian tiếp xúc, quy trình làm sạch, ngâm và lịch lấy mẫu.

Những chi tiết này đặc biệt liên quan đến lớp phủ epoxy vì việc tiếp xúc với nước và quá trình đóng rắn ảnh hưởng đến mức thôi nhiễm hóa chất. Một quy định khả thi tại Hàn Quốc cần kết hợp các nồng độ đề xuất với điều kiện thử nghiệm có thể lặp lại.

Các nghiên cứu trước đây về epoxy cho thấy tầm quan trọng của khâu thi công

Tài liệu EPA tổng hợp các thí nghiệm trên tấm thép phủ epoxy, trong đó dung môi chiếm 51% lượng vật chất thôi nhiễm từ lớp phủ. Các dung môi được xác định gồm methyl isobutyl ketone và một số dạng xylene.

Dựa trên kết quả thí nghiệm trong phòng thí nghiệm kéo dài 30 ngày, các nhà nghiên cứu dự đoán tốc độ thôi nhiễm dung môi ban đầu ở bể chứa là 40–187 microgam/lít/ngày. Sau 30 ngày, tốc độ dự đoán giảm xuống còn 8–37 microgam/lít/ngày. Các con số này thể hiện tốc độ thôi nhiễm theo thời gian.

Các quan sát thực địa cũng củng cố lo ngại về dung môi tồn dư: methyl isobutyl ketone và xylenes được phát hiện trong nước chảy ra từ hai trong số ba bể chứa được theo dõi một tháng sau khi thi công epoxy.

Thí nghiệm của thành phố Calgary cũng cho thấy sự khác biệt lớn giữa các sản phẩm epoxy. Nước được giữ 72 giờ tiếp xúc với năm loại nhựa epoxy có nồng độ BTEX tổng hợp trong khoảng 0,2–48,0 miligam/lít. BTEX là tên gọi chung của benzene, toluene, ethylbenzene và xylenes.

Các nghiên cứu cũ này sử dụng những loại lớp phủ, phương pháp chuẩn bị và điều kiện tiếp xúc với nước riêng. Khi đặt cạnh nhau, chúng cho thấy vì sao cơ quan quản lý xem xét cả thành phần vật liệu lẫn cách thi công lớp lót. Đánh giá của EPA cho thấy mức thôi nhiễm phụ gia hữu cơ nhìn chung giảm dần theo thời gian, nên khâu chuẩn bị trước khi đưa vào sử dụng đóng vai trò quan trọng trong kiểm soát lượng thôi nhiễm ban đầu.

Đầu nối nhựa cho thấy một con đường khác để hóa chất đi vào nước

Một nghiên cứu riêng được công bố ngày 1/8/2024 khảo sát bảy loại đầu nối cấp nước bằng nhựa, trong đó có sản phẩm dùng cho vòi nước, thiết bị gia dụng và máy giặt. Các tác giả Kristofer P. Isaacson, Halley Le, Akshat Verma, Jeffrey P. Youngblood, Amisha D. Shah và Andrew J. Whelton nghiên cứu cả việc sản phẩm mới thôi nhiễm hóa chất lẫn những gì xảy ra sau khi chúng tiếp xúc với nước bị ô nhiễm.

Nghiên cứu về đầu nối nước phát hiện ống PVC mới thôi nhiễm phenol ở nồng độ 1,3–6,4 miligam/lít. Trong lần tiếp xúc đầu tiên, PVC trong suốt vượt mức khuyến cáo sức khỏe 6 miligam/lít của EPA Mỹ đối với phơi nhiễm kéo dài một ngày.

Các đầu nối được mô tả là đã được chứng nhận theo tiêu chuẩn NSF/ANSI Standard 61. Các nhà nghiên cứu cũng lưu ý những nghiên cứu trước đây từng xác định toluene, ethylbenzene và xylenes trong số các hóa chất thôi nhiễm từ ống nhựa.

Đầu nối mềm thường nằm gần nơi mọi người lấy nước, chẳng hạn bên dưới vòi bếp hoặc cạnh tủ lạnh. Thành phần vật liệu của chúng khác với ống cứng, vì vậy chỉ kiểm tra đường ống chính sẽ bỏ sót một phần đường dẫn nước đến vòi.

Vì sao xả rửa sau khi nhiễm bẩn có thể đòi hỏi nhiều công sức hơn

Nghiên cứu đầu nối năm 2024 cũng xem xét một tình huống khác: chất ô nhiễm từ nước nhiễm hydrocarbon xâm nhập vào hệ thống đường ống. Các nhà nghiên cứu cho đầu nối tiếp xúc trong 24 giờ với nước nhiễm bẩn, có chứa toluene ở mức 6.620 microgam/lít, ethylbenzene ở mức 292 microgam/lít và tổng xylenes ở mức 2.513 microgam/lít.

Trong lần tiếp xúc ban đầu, vật liệu hấp thụ hơn 90% chất ô nhiễm hydrocarbon. Sau đó, các nhà nghiên cứu xả hết nước, tráng đầu nối rồi đổ đầy nước thử nghiệm mới trong ba đợt liên tiếp, mỗi đợt kéo dài 72 giờ. Hóa chất từ nhựa tiếp tục thoát trở lại vào nước, đôi khi ở nồng độ vượt ngưỡng sức khỏe.

Isaacson và các cộng sự mô tả kết quả trong phần tóm tắt nghiên cứu:

Phần lớn lượng chất đã hấp phụ vẫn còn trong nhựa khi kết thúc quá trình khử nhiễm, cho thấy các sản phẩm tiếp tục tiềm ẩn nguy cơ thôi nhiễm.

Ở đây, hấp phụ nghĩa là vật liệu giữ lại hóa chất từ nước tiếp xúc với nó. Sau đó, nước sạch có thể kéo một phần hóa chất ấy thoát ra. Phát hiện này có ý nghĩa đối với việc khắc phục sau các sự cố như tràn hóa chất hoặc cháy rừng, khi thay nước bị ô nhiễm vẫn có thể để lại hóa chất lưu trong vật liệu đường ống.

Những thay đổi có thể giải quyết các phát hiện tại Hàn Quốc

Các nhà nghiên cứu Hàn Quốc khuyến nghị triển khai kiểm soát theo từng giai đoạn, bắt đầu với ống nước phủ epoxy có mức thôi nhiễm cao. Họ cũng kêu gọi hỗ trợ nhà sản xuất chuyển sang lớp phủ sử dụng ít dung môi hơn hoặc không sử dụng dung môi.

Các nhà nghiên cứu dẫn các đánh giá độc tính ở nước ngoài, trong đó mô tả những ảnh hưởng tiềm tàng đến gan, thận và hệ thần kinh, tùy thuộc vào đường và mức độ phơi nhiễm. Với nhà cung cấp nước và cơ quan quản lý, nhiệm vụ thực tế là đo lường nhất quán mức hóa chất thôi nhiễm và kiểm soát sản phẩm trước khi chúng đi vào hệ thống cấp nước.

Nghiên cứu giám sát tại Hàn Quốc, đánh giá của EPA và các thí nghiệm với đầu nối chỉ ra những điểm khác nhau trong quá trình này: hóa chất tồn dư từ sản xuất, việc thi công và đóng rắn lớp phủ, cũng như hóa chất bị hấp thụ trong sự cố ô nhiễm. Mỗi khâu đều đòi hỏi quan tâm đến vật liệu tiếp xúc với nước, song song với việc kiểm nghiệm nguồn nước cung cấp cho người tiêu dùng.

Điểm chính

• Kiểm nghiệm 587 sản phẩm cấp nước tại Hàn Quốc phát hiện toluene ở 174 sản phẩm, ethylbenzene ở 102 sản phẩm và xylene ở 120 sản phẩm.
• Trong 45 ống thép phủ epoxy, xylene được phát hiện ở 44 ống và ethylbenzene ở 41 ống.
• Các tiêu chuẩn vệ sinh và an toàn vật liệu hiện hành chưa có giới hạn thôi nhiễm đối với ba dung môi này.
• Các nhà nghiên cứu đề xuất giới hạn bằng một phần mười tiêu chuẩn nước uống tương ứng và khuyến nghị ưu tiên kiểm soát các ống phủ epoxy có mức thôi nhiễm cao.
• Kết quả tại Hàn Quốc đến từ các phép thử sản phẩm trong phòng thí nghiệm. Muốn đánh giá mức phơi nhiễm tại hộ gia đình cần có số liệu phản ánh việc sử dụng nước thực tế.
• Các nghiên cứu riêng biệt nhấn mạnh tầm quan trọng của việc đóng rắn lớp phủ đúng cách và đánh giá đầu nối nhựa sau khi bị nhiễm hóa chất.