Bụi mịn: Chất lượng Không khí Xung quanh

1. Bụi mịn là gì?

Bụi mịn (fine particulate matter) thường được viết tắt là PM2.5 là tập hợp các hạt rắn, rắn-lỏng có kích thước đường kính động học nhỏ hơn hoặc bằng 2,5 micro-mét (µm). Để dễ so sánh, đường kính một lông mũi trung bình là 50-70µm, lớn ít nhất 20 lần hạt bụi PM2.5. Do kích thước nhỏ và thời gian lưu trong không khí từ vài giờ đến vài chục ngày, hạt bụi PM2.5 có ảnh hưởng đến vùng rộng hơi rất nhiều so với địa điểm của nguồn phát thải. Hại bụi có thể xâm nhập sâu vào phổi, ảnh hưởng đến nang phổi gây tổn thương, nhiễm trùng, giảm chức năng phổi, dẫn tới ung thư phổi, đột quỵ, bệnh tim.

bui_min
Nguồn: vnexpress.net

Thành phần cấu thành hạt bụi mịn bao gồm muối amoni sulfate, amoni nitrate, vật chất các-bon hữu cơ, các-bon dạng nguyên tố, vật liệu có nguồn gốc từ đất và nước, có thể viết tắt thành SANDWICH (Sulfate, Adjusted Nitrate, Derived Water, Inferred Carbon Hybrid). Trong đó, vật chất có nguồn gốc các-bon chiếm tỷ trọng lớn (~50%), tiếp theo là muối nitrate và sufate.

2. Từ nồng độ đến cảnh báo ô nhiễm

Chỉ số Chất lượng Không khí xung quanh, AQI (Air Quality Index) được sử dụng để thống nhất, cảnh báo giữa nồng độ các chất ô nhiễm không khí, bao gồm, bụi mịn (PM2.5), bụi thô (PM10), ozone sát mặt đất, cac-bon monixit, sulfate dioxit, ni-tơ dioxit, đến sức khỏe con người, cụ thể hơn là sức chịu đựng của nhóm người có sức đề kháng khác nhau. Chỉ số AQI được tính từ phản ứng liều lượng đến tác động sức khỏe và từ đó cho ra các mức AQI cùng màu sắc tượng trưng. Mỗi nước có số quy đổi AQI và nồng độ PM2.5 cho mức "chấp nhận được" khác nhau. Điểm chung là màu xanh là cây cho mức không khí tốt (ít hoặc không có hại cho sức khỏe) và màu đỏ-nâu-tím (cho mức có hại, nguy hiểm cho sức khỏe), màu vàng, cam đại diện cho mức ở giữa.

3. Tiếp cận thông tin

Khi có ô nhiễm, mong muốn có biện pháp xử lý hiệu quả, đơn giản, ít tốt kém là dễ hiểu và xác đáng. Với ô nhiễm không khí do bụi mịn, quá trình đốt nhiên liệu là nguồn phát thải chính như hoạt động giao thông, nhiệt điện, lò hơi công nghiệp, lò đốt rác, lò thiêu và phát thải từ phân bón nông nghiệp. Bụi cát và bụi từ xây dựng chiếm chỉ tỷ trọng nhỏ trong thành phần bụi mịn, do thành phần của bụi xây dựng có tỷ trọng và kích thước lớn, gây ảnh hưởng cục bộ và dễ lắng hơn.

Đơn giản hơn, ô nhiễm bụi mịn là do hoạt động của dân cư và công nghiệp với công nghệ xử lý bụi/khói chưa triệt để. Giao thông có thể đóng góp 40-50% cho bụi đô thị. Việc hạn chế nguồn phát thải như yêu cầu sử dụng công nghệ giao thông khác (sử dụng nhiên liệu khác, công nghệ đốt có kiểm soát và xử lý, sử dụng phương tiện công cộng để tăng số km di chuyển trên một đơn vị nhiên liệu) có hạn chế nhất định về chi phí chuyển đổi, thói quen và mức chấp nhận của người sử dụng. Vì thế biện pháp đầu tiên là đối tượng có sức khỏe dễ ảnh hưởng (trẻ con, phụ nữa mang thai, người già, người có bệnh hô hấp) tự trang bị công nghệ bảo vệ (khẩu trang, máy lọc khí) và lên kế hoạch hoạt động cho ngày có ô nhiễm bụi cao.

Bước chung trong tìm giải pháp và tự đề phòng là có hệ thống đo bụi tin cậy và thông tin cập nhật nhanh, có mô hình dự báo chính xác cho người dân kế hoạch hoạt động và nhà nghiên cứu xác định cơ chế, nguồn gây ô nhiễm và nhà quản lý ưu tiên biện pháp hành động. Tính đến năm 2019, Chi cục Bảo vệ Môi trường Hà Nội đã lắp 10 trạm đo Nồng độ chất lượng Không khí Xung quanh tự động liên tục, trong đó có 2 trạm sử dụng công nghệ Tương đương là công nghệ có độ chính các cao nhất so với phương pháp Chuẩn. Tổng cục Môi trường còn một trạm tại Nguyễn Văn Cừ, Gia Lâm còn hoạt động. Thành phố Hồ Chí Minh đang lên kế hoạch lắp đặt hệ thống trạm tự động.

Dữ liệu cập nhật nhất cho bụi mịn ở Hà Nội sử dụng công nghệ Tương đương hoặc gần tương đương (UNIS)

Một điểm dễ nhận thấy là dù công nghệ các trạm giống nhau và sử dụng máy từ các hãng uy tín, nồng độ PM2.5 giữa các trạm khác nhau nhiều. Vị trí khác nhau có thể dẫn đến khác biết nhất định. Hình dạng đường dữ liệu không đồng dạng gây khó khăn để liên kết nguồn phát thải bụi mịn, cũng như phân biệt nguồn dữ liệu tin cậy.

4. AQI: cách tính khác nhau

Trước hết, sự khác nhau bắt đầu từ tiêu chuẩn quốc gia cho nồng độ bụi mịn và các chỉ tiêu môi trường khác.

Tiêu chuẩn nồng độ bụi mịn (PM2.5) Môi trường Không khí Xung quanh

nồng độ µg/m3

WHO U.S. EPA Trung Quốc/Mức 2 Úc Việt Nam
trung bình ngày 25 35 75 25 50
trung bình năm 10 12 35 8 25
Nguồn: WHO, EPA, Tổng cục Môi trường

Thứ hai là công thức tính, có hai cách tính là công thức tuyến tính (1), như trường hợp của Việt Nam, Úc, và cách tính dựa trên các khoảng dựa trên ảnh hướng tới nhóm sức khỏe khác nhau như Hòa Kỳ (2),

$$\displaystyle AQI_p = \frac{C_p}{C_{sd}}.100 \text{ (1)}$$

Trong đó, Cp là nồng độ chất ô nhiễm p theo ngày (hoặc theo năm) và Csd là nồng độ tiêu chuẩn cho phép tương ứng.

$$\displaystyle AQI_p = \frac{(I_{Hi}-I_{Lo})}{(BP_{Hi}-BP_{Lo})}.(C_p-I_{Lo})+I_{Lo}\text{ (2)}$$

Cách tính "tuyến tính" theo từng đoạn nhỏ dựa vào điểm phân chia "break points, BP" và chỉ số theo từng đoạn "Index, I" tương ứng.

tinh AQI

So sánh nồng độ bụi mịn tương ứng với cùng chỉ số AQI, nồng độ bụi mịn tại Việt Nam được nội suy từ AQI qua phương trình (1)

tinh AQI
Hình dạng đồ thị từ PM2.5 sang chỉ số AQI theo hai cách tính.

Hiện ở Hà Nội, trạm đo có thông tin cập nhất là của ĐSQ Mỹ (đã ngừng hoạt động từ cuối tháng 4 do lý do kỹ thuật), thì trạm đo của trường UNIS (Hồ Tây) cho thông tin liên tục.

Một cách dễ hiểu hơn khi nồng độ PM2.5 nhỏ hơn tiêu chuẩn, chỉ số AQI nằm ở mức Tốt hoặc Trung bình, cao hơn Tiêu chuẩn, chỉ số AQI chuyển sang mức Không tốt, Xấu, hoặc Nguy hại.

Hai cách tính AQI dựa trên dữ liệu của trạm UNIS

Mục tiêu đưa ra chỉ số AQI và màu sắc là tạo thuận tiện cho giao tiếp về chất lượng môi trường, hay đơn giản hóa các phương pháp tính để tạo ra một con số đại diện tính rủi ro cao nhất. Từ phía tiếp nhận thông tin AQI, hiểu rõ được quan hệ giữa chỉ số đại diện (AQI) và tương ứng là ảnh hướng có hại cho sức khỏe (nồng độ bụi và thể trạng sức khỏe) giúp cho mỗi người ra kế hoạch hoạt động và có biện pháp phòng tránh.

6. Né, phòng, xử lý ô nhiễm

Phần trình bày ở trên là cách hiểu và né lúc có ô nhiễm bụi cao, ví dụ không hoạt động cường độ cao hoặc tham gia điểm nóng bụi mịn những ngày ô nhiễm. Phòng tránh ô nhiễm bụi mịn có thể thực hiện qua trang bị máy hút bụi trong nhà và mang khẩu trang lọc bụi lúc đi ngoài đường. Chú ý, khẩu trang vải và khẩu trang y tế không có hiệu quả Nhà ở hiện này, trừ nhà có hệ thống lọc trung tâm, không đủ điều kiện bảo vệ và cách ly ô nhiễm ngoài trời và nguồn không khí trong nhà.

PM2.5
Hiệu quả lọc bụi mịn bằng khẩu trang vải (F), khẩu trang y tế (S), khẩu trang được quảng cáo để lọc bụi mịn (A), khẩu trang chuyên dụng cho lọc bụi mịn (3M, AQBlue).

Đóng kín cửa, ở nhà cao hơn và cách xa nguồn giao thông có thể hạn chế bụi thô từ ảnh hưởng của gió và di chuyển của phương tiện. Dù bụi thô (PM10) và bụi lơ lửng (TSP, bụi lơ lửng có kích thước nhỏ hơn 100µm) không đi sâu vào túi phổi như bụi mịn. Tiếp xúc với môi trường có hàm lượng bụi thô cao gây khó chịu và hắt xì hơi, có thể dẫn tới quá trình hít hở không bình thường và bụi thô không được lọc tốt ở phần mũi và phần trên của hệ hô hấp, dẫn tới phơi nhiễm và dẫn bụi thô đi vào túi phổi.

Xử lý ô nhiễm bụi mịn như WHO khuyến cáo bao gồm chính sách và quản lý nhà nước từ giao thông, quy hoạch đô thị, sản xuất điện và hoạt động công nghiệp có quá trình đốt hoặc sử dụng dung môi dễ bay hơi. Điểm chung của những chính sách này là phải đầu tư nguồn vốn để chuyển đổi công nghệ/nhiên liệu ít ô nhiễm hơn. Trong giai đoạn chuyển đổi như kiểm soát khói thải từ xe máy và xe cơ giới, chỉ xây dựng khu chung cư với mật độ tương ứng với khả năng chấp nhận của vùng xung quanh. Bước ít tốt kém nhất là quy hoạch đô thị từ ban đầu và có lộ trình rõ ràng về giao thông, sản xuất điện để người dân và nhà nước cùng làm.

7. Ô nhiễm không khí trong nhà

Ô nhiễm bụi mịn không phải là vấn đề mới. Ô nhiễm bụi mịn từ quá trình đốt trong bếp, hút thuốc đã có từ lâu nhưng ít đề cập vì đặc thù cho mỗi gia đình. Sử dụng sinh khối để đun nấu tồn tại từ lâu, không gây hậu quả tức thì gây ra tâm lý chủ quan. Kinh tế của người dân sử dụng sinh khối thấp hơn dẫn đến có nhiều ưu tiên khác và ít tiếp cận thông tin cho đến khi có biểu hiện bệnh lý rõ ràng về phổi, tim mạch. Với môi trường đô thị, sử dụng than tổ ong, khí gas với đầu đốt không triệt tạo muội than nhỏ và khí độc trong vùng không gian nhỏ. Phơi nhiễm bụi mịn trong nhà không chỉ ở đô thị mà còn ở vùng nông thôn có chất lượng không khí xung quanh tốt hơn.

Biện pháp hạn chế ô nhiễm trong nhà sử dụng nhiên nhiệu ít ô nhiễm hơn như điện, khí ga lỏng với lò đốt hiệu quả (ngọn lửa xanh, ít muội), có quạt để hút không khí ra ngoài, có bộ lọc khử mùi và hoạt hóa nhất là với chung cư tập trung đông người. Hạn chế món rán có làm cháy thức ăn cũng là một cách giảm bụi mịn và giảm các tác nhân gây ung thư trong thịt khi hấp thụ bằng đường tiêu hóa.

▣ ▣ ▣