Bụi (particulate matter: PM) trong không khí được phát thải từ nhiều nguồn khác nhau, kích thước và thành phần của bụi cũng tùy thuộc vào đặc trưng của nguồn thải. Kích thước hạt bụi liên quan trực tiếp đến những tác động sức khỏe và môi trường. Bụi PM2.5 là bụi có đường kính khí động học nhỏ hơn hoặc bằng 2,5 μm và bụi PM10 là bụi có đường kính khí động học nhỏ hơn hoặc bằng 10 μm. Bụi càng nhỏ thì khả năng xâm nhập vào cơ thể càng dễ, thậm chí bụi PM2.5 có thể đi thẳng vào máu. Ngoài tác động sức khỏe, bụi còn có những tác động đến biến đổi khí hậu.
Độc tính của bụi không chỉ phụ thuộc vào kích thước của chúng mà còn phụ thuộc vào thành phần hóa học có trong bụi, đặc biệt là các hợp chất hữu cơ gây rối loạn nội tiết EDCs (Endocrine Disrupter Compounds), những hợp chất này có ảnh hưởng rất lớn đến sự bền vững của hệ sinh thái và sức khỏe con người. Trong đó, hợp chất hydrocarbon thơm đa vòng (PAHs) là một trong những hợp chất thuộc EDCs tồn tại khắp nơi trong môi trường đặc biệt trong bụi và có những ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người.
Đề tài nêu trên nhằm xác định được hiện trạng ô nhiễm bụi PM2.5, PM10, và thành phần hợp chất hữu cơ PAHs trong pha khí và pha hạt trên địa bàn TP.HCM, tạo cơ sở dữ liệu về bụi mịn phục vụ cho công tác quản lý dự báo chất lượng môi trường không khí trong tương lai.
Nhóm nghiên cứu đã tiến hành khảo sát, thiết kế và triển khai việc lấy mẫu bụi PM2.5, PM10 trên địa bàn TP.HCM, phân thành các khu vực giao thông, khu dân cư, vị trí nền đô thị và vị trí nền ở TP.HCM giai đoạn từ 03/2017 đến 03/2018. Đồng thời, thực hiện lấy mẫu PAHs trong pha khí/hạt để biết được sự phân bố pha khí/hạt của chúng tại các vị trí ở TP.HCM. Hàm lượng bụi được xác định bằng phương pháp phân tích khối lượng. Thành phần các PAHs trong pha hạt và trong pha khí được xác định bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao đầu dò phát huỳnh quang HPLC-FLD. Kết quả nghiên cứu thu được gồm bộ số liệu khoa học về hiện trạng nồng độ bụi PM2.5, PM10 và nồng độ PAHs trong bụi PM2.5, PM10, pha khí và pha hạt.
Theo đó, hiện trạng ô nhiễm bụi PM2.5, nồng độ bụi PM2.5 trung bình năm lấy mẫu ở khu vực trung tâm TP.HCM là 36,3 ± 13,7 μg/m3. So sánh với quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng không khí xung quanh QCVN 05:2013/BTNMT Việt Nam, nồng độ trung bình PM2.5 năm ở cả 5 vị trí đều vượt chuẩn và gấp 1,4-1,6 lần giá trị quy định.
Kết quả trên cho thấy đặc trưng ô nhiễm bụi PM2.5 mang tính chất ô nhiễm vùng ở TP.HCM và việc phơi nhiễm bụi PM2.5 trong thời gian dài ở TP.HCM gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe của con người.
Về diễn biến nồng độ bụi PM2.5, nồng độ PM2.5 thay đổi theo thời gian trong ngày và đạt đỉnh cực đại vào khoảng 9:00-10:00 giờ sáng. Đây cũng chính là đặc trưng ô nhiễm bụi PM2.5 ở TP.HCM. Quá trình hình thành bụi thứ cấp có vai trò quan trọng ảnh hưởng đến nồng độ bụi PM2.5 ở TP.HCM. Về xu hướng theo thời gian, nồng độ PM2.5 tăng cao vào các tháng 10,11, 12, 1; tháng 2, tháng 8 là tháng có nồng độ bụi thấp nhất; nồng độ bụi mùa khô cao hơn mùa mưa. Ảnh hưởng của các yếu tố khí tượng đến nồng độ bụi PM2.5 bao gồm tốc độ gió WS (-0,6 < r < -0,8), bức xạ mặt trời SR (r = -0,53) và nhiệt độ T (r = - 0,48).
Nhóm tác giả cũng bổ sung thêm dữ liệu PM10 vào cơ sở dữ liệu hiện tại của TP.HCM. Kết quả đo bụi PM10 tại 1 vị trí giao thông tại trường Khoa học Tự nhiên cho thấy bụi PM10 có nồng độ từ 15,7-101,3 μg/m3 với giá trị trung bình giai đoạn lấy mẫu là 53,8 ± 17,7 μg/m3 và nồng độ bụi trung bình ngày đạt QCVN 05:2013. Tỷ lệ PM2.5/PM10 dao động từ 0,5 đến 0,98 với giá trị trung bình là 0,73 ± 0,13 cho thấy hàm lượng bụi mịn chiếm tỷ lệ cao trong không khí ở TP.HCM.
Về nồng độ PAHs trong bụi PM2.5, tổng nồng độ PAHs dao động từ 1,0-16,0 ng/m3, với giá trị trung bình năm lấy mẫu là là 6,1 ± 3,3 ng/m3. Về diễn biến của tổng nồng độ PAHs tại 5 vị trí khảo sát trong giai đoạn lấy mẫu từ 3/2017 đến tháng 03/2018 có xu hướng gần như giống nhau: tháng 11 là tháng có tổng nồng độ PAHs cao nhất và tháng 2 là tháng có nồng độ tổng PAHs thấp nhất so với các tháng còn lại.
Tổng nồng độ PAHs trong pha khí cao hơn gấp 7,8 lần PAHs trong pha hạt. Tuy nhiên, trong pha khí các PAHs có phân tử lượng thấp là chủ yếu, các PAHs có phân tử lượng lớn chủ yếu nằm trong pha hạt. Kết quả cũng đã tính toán được hệ số phân bố PAHs pha khí/hạt Ф và phương trình tương quan tuyến tính giữa Ф và áp suất hơi siêu lạnh của PAHs, từ kết quả này có thể dự đoán nồng độ PAHs trong pha khí khi chỉ quan trắc PAHs trong pha hạt.
Kết quả mô hình PMF thu được 4 nhân tố (factor) chính đóng góp vào phát thải PAHs ở TP.HCM bao gồm nguồn phát thải từ đốt than, đốt sinh khối, đốt khí thiên nhiên hóa lỏng và nguồn giao thông (lần lượt chiếm 27,78%, 10,71%, 20,04% và 41.46%). Trong đó nguồn phát thải PAHs từ giao thông chiếm tỷ lệ cao nhất.
Như vậy nghiên cứu đã cho biết được hiện trạng ô nhiễm, biết được bản chất biến đổi theo không gian, thời gian về thành phần khối lượng của bụi PM2.5 và các hợp chất PAHs trong pha khí và pha hạt tại một số vị trí ở TP.HCM, đây chính là những kết quả hoàn toàn mới và là cơ sở khoa học của vấn đề ô nhiễm bụi đặc biệt là bụi PM2.5, tạo tiền đề cho các nghiên cứu tiếp theo đối với các hợp phần hữu cơ khác trong bụi cũng như các nghiên cứu về ảnh hưởng sức khỏe công động do ô nhiễm bụi PM2.5. Đồng thời kết quả nghiên cứu đã bổ sung thêm cơ sở dữ liệu về bụi PM10 và quan trọng là những dữ liệu đầu tiên về bụi PM2.5, thành phần PAHs trong pha khí và pha hạt giúp cơ quan quản lý môi trường trong việc đề xuất các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm cũng như đưa ra các quy định về nồng độ giới hạn của các chất ô nhiễm này.
Nhóm tác giả cũng đưa ra một số kiến nghị như sau:
+ Từ kết quả nghiên cứu cho thấy nồng độ bụi PM2.5 trung bình năm đều vượt QCVN 05:2013, 15,7% dữ liệu PM2.5 trung bình ngày vượt QCVN 05:2013 và 76% vượt quy định của WHO; đồng thời nồng độ PM2.5 không có sự khác nhau nhiều ở các vị trí đo và mang tính chất vùng. Do đó TP.HCM cần khẩn trương đưa ra các giải pháp giảm thiểu PM2.5, cụ thể cần thiết lập và triển khai quan trắc PM2.5 ở TP.HCM.
+ Cần phải thực hiện các nghiên cứu khoa học để hiểu rõ về các cơ chế hình thành bụi thứ cấp trong không khí TP.HCM nhằm hiểu được bản chất hóa học cũng như sự đóng góp của nguồn thứ cấp từ các chất ô nhiễm tiền thân vào nồng độ bụi PM2.5, nghiên cứu về thành phần vô cơ và thành phần hữu cơ của bụi cũng cần được thực hiện.
+ PAHs được phát hiện ở tất cả các mẫu bụi và mẫu không khí ở TP.HCM, do đó tiềm năng rủi ro gây ung thư đối với người dân TP.HCM sẽ cao trong việc phơi nhiễm PAHs, mà nguồn đóng góp chính vào PAHs là từ hoạt động giao thông. Vì vậy, TP.HCM cần khẩn trương trong việc triển khai các phương tiện giao thông công cộng hiện đại, có chính sách giảm thiểu sử dụng các phương tiện giao thông cá nhân, phân luồng các phương tiện giao thông ở TP.HCM. Đồng thời thực hiện việc kiểm kê khí thải đối với xe gắn máy nhằm giảm thiểu ô nhiễm; thực hiện các nghiên cứu về ảnh hưởng của ô nhiễm không khí đến sức khỏe cộng đồng; nhanh chóng đưa ra quy định tiêu chuẩn môi trường của PAHs. Ngoài ra, cần có những nghiên cứu sâu hơn PAHs từ các phát thải tại nguồn trong không khí từ đó có chính sách quản lý thích hợp nhẳm giảm thiểu ô nhiễm PAHs.
Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu đề tài tại Trung tâm Thông tin và Thống kê Khoa học và Công nghệ (CESTI).
Lam Vân (CESTI)