Assessment of Contamination Levels and Human Health Risks of PFAS in PM2.5 Collected from Typical Indoor Environments

Đồ án tốt nghiệp: Đánh giá rủi ro sức khỏe của PFAS trong bụi PM2.5 - ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM

• Tác giả: Bùi Thanh Tín
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Duy Đạt
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật môi trường
• Đề tài: Assessment of Contamination Levels and Human Health Risks of PFAS in PM2.5 Collected from Typical Indoor Environments
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2025
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan ô nhiễm và rủi ro sức khỏe của PFAS trong PM2

Hóa chất per- và polyfluoroalkyl (PFAS) thuộc nhóm hợp chất flo hữu cơ bền vững nhân tạo. Liên kết cacbon-flo cực kỳ bền vững trong cấu trúc phân tử tạo nên tính trơ hóa học cao. Đặc tính này giúp PFAS chống dính, kháng nước và chống dầu rất hiệu quả. Ngành công nghiệp sử dụng rộng rãi chất này trong bọt chữa cháy, đồ gia dụng chống dính, bao bì thực phẩm và vải chống thấm. Bụi mịn PM2.5 đại diện cho các hạt lơ lửng có đường kính khí động học nhỏ hơn hoặc bằng 2,5 micromet. Khi phát tán vào không khí, các phân tử PFAS hấp phụ nhanh chóng lên bề mặt hạt bụi PM2.5. Hiện tượng này xảy ra phổ biến trong môi trường không khí trong nhà kín. Nguồn phát thải nội thất bao gồm thảm trải sàn, rèm cửa, thiết bị điện tử và sơn phủ bề mặt. Hạt bụi mịn bay lơ lửng trong thời gian dài. Con người hít thở bầu không khí chứa bụi ô nhiễm hàng ngày. Hạt PM2.5 đóng vai trò chất mang, đưa PFAS đi thẳng vào hệ hô hấp dưới. Khả năng phát tán rộng khắp cùng tính tích lũy sinh học cao biến ô nhiễm PFAS trong PM2.5 thành mối đe dọa sức khỏe cộng đồng cấp bách.

1.1. Bản chất hóa học và đặc tính tồn lưu của PFAS

Hợp chất PFAS sở hữu cấu trúc chuỗi cacbon liên kết trực tiếp với các nguyên tử flo. Liên kết cacbon-flo là một trong những liên kết hóa học cộng hóa trị bền vững nhất. Do đó, hợp chất này hầu như không bị phân hủy trong điều kiện tự nhiên. Các nhà khoa học gọi PFAS là "hóa chất vĩnh cửu". Các chất phổ biến gồm perfluorooctane sulfonate (PFOS), perfluorooctanoic acid (PFOA) và perfluorohexane sulfonate (PFHxS). Chúng tồn tại bền vững trước nhiệt độ cao, bức xạ mặt trời và sự chuyển hóa vi sinh vật. Khi xâm nhập môi trường sống, PFAS tích lũy trong đất, nguồn nước và chuỗi thức ăn. Hóa chất này bám dính chắc chắn vào các hạt sol khí lơ lửng, tạo thành mối đe dọa sinh thái lâu dài.

1.2. Mối liên hệ phát tán giữa bụi PM2.5 và PFAS trong nhà

Hạt bụi PM2.5 sở hữu diện tích bề mặt riêng rất lớn so với khối lượng. Đặc điểm hình thái học xốp cho phép bụi hấp phụ nhiều hóa chất bay hơi và bán bay hơi. Trong môi trường khép kín, vật liệu trang trí nội thất giải phóng liên tục các phân tử PFAS. Hóa chất này nhanh chóng phân bố vào hai pha chính: hạt bụi lơ lửng PM2.5 và bụi lắng trên bề mặt sàn. Không gian kín thiếu thông gió làm tăng nồng độ tích lũy của cả hai thành phần. Tốc độ sa lắng chậm của hạt PM2.5 duy trì thời gian phơi nhiễm kéo dài đối với người sinh hoạt bên trong. Hạt bụi mịn trở thành phương tiện vận chuyển trực tiếp độc chất flo vào đường hô hấp người.

II. Phân tích mức độ ô nhiễm và rủi ro sức khỏe của PFAS trong PM2

Môi trường sinh hoạt trong nhà đối mặt với nguy cơ ô nhiễm PFAS nghiêm trọng. Không gian khép kín tập trung mật độ cao các vật liệu nhân tạo chứa flo. Khảo sát thực địa tại các khu vực đô thị như Thành phố Hồ Chí Minh ghi nhận nồng độ bụi mịn PM2.5 thường xuyên vượt mức quy chuẩn của Tổ chức Y tế Thế giới. Khi tích hợp cùng bụi mịn, các hợp chất PFAS dễ dàng thâm nhập vào cơ thể qua ba con đường phơi nhiễm chính: hít thở trực tiếp, tiếp xúc qua da và nuốt phải bụi vô tình. Hệ hô hấp chịu tác động đầu tiên và rõ rệt nhất. Hạt PM2.5 vượt qua hàng rào biểu mô mũi họng, lắng đọng tại túi phế nang phổi. PFAS khuếch tán từ bề mặt hạt bụi vào dòng máu ngoại vi. Hóa chất này liên kết chặt chẽ với protein huyết thanh, đặc biệt là albumin huyết tương. Sự tích tụ sinh học kéo dài làm tổn thương chức năng gan, thận và làm giảm đáp ứng miễn dịch tự nhiên. Phụ nữ mang thai và trẻ nhỏ là nhóm đối tượng chịu nguy cơ tổn thương sinh học cao nhất. Độc chất vượt qua hàng rào nhau thai, gây cản trở quá trình phát triển phôi thai bình thường.

2.1. Nguồn phát thải PFAS trong các vi môi trường trong nhà

Nguồn thải PFAS trong nhà bắt nguồn từ sự phong hóa và mài mòn vật liệu gia dụng. Các sản phẩm dệt may chống thấm, rèm cửa và thảm lót sàn giải phóng lượng lớn fluorotelomer alcohol vào không khí. Thiết bị điện tử tạo nhiệt kích thích quá trình bay hơi của hóa chất chống cháy chứa flo. Sơn tường và chất phủ chống bám bẩn làm gia tăng nồng độ PFAS trong lớp bụi bề mặt. Bụi lắng tích tụ trên sàn nhà trở thành kho chứa độc chất tiềm tàng. Hoạt động quét dọn và di chuyển cơ học khuấy đảo bụi lắng, tái phát tán hạt mịn vào không gian sống. Chu kỳ này duy trì mức độ phơi nhiễm liên tục trong nhà.

2.2. Độc tính sinh học và nguy cơ gây bệnh mãn tính

Nghiên cứu y sinh chứng minh PFAS can thiệp trực tiếp vào thụ thể kích hoạt tăng sinh peroxisome (PPAR). Cơ chế này phá vỡ cân bằng lipid và gây rối loạn chuyển hóa chất béo trong gan. Sự tích tụ PFOA và PFOS trong máu làm suy giảm đáp ứng sinh kháng thể sau tiêm vắc xin. Hóa chất này còn liên quan mật thiết đến suy giáp, tiền sản giật và tăng huyết áp thai kỳ. Nhiều báo cáo dịch tễ học khẳng định PFAS có khả năng truyền qua nhau thai vào các cơ quan của thai nhi. Trẻ sơ sinh phơi nhiễm đối mặt với nguy cơ nhẹ cân và chậm phát triển nhận thức. Cơ quan Nghiên cứu Ung thư Quốc tế (IARC) đã phân loại PFOA vào nhóm chất gây ung thư cho người.

III. Phương pháp đánh giá mức độ phơi nhiễm độc chất PFAS trong PM2

Quy trình nghiên cứu khoa học đòi hỏi phương pháp đo đạc nghiêm ngặt. Việc thu thập mẫu bụi PM2.5 sử dụng thiết bị lấy mẫu không khí lưu lượng chuẩn như Mini Partisol Model 2100. Màng lọc sợi thủy tinh hoặc màng lọc thạch anh thu giữ hạt bụi mịn trong khoảng thời gian xác định. Song song đó, mẫu bụi lắng được thu thập qua đĩa Petri tự nhiên hoặc quét cơ học trên bề mặt. Quá trình xử lý mẫu trong phòng thí nghiệm áp dụng kỹ thuật chiết siêu âm bằng dung môi hữu cơ tinh khiết. Mẫu chiết trải qua quá trình làm sạch cột sắc ký trao đổi ion yếu để loại bỏ tạp chất nền. Hệ thống sắc ký lỏng ghép khối phổ hai lần (LC-MS/MS) thực hiện định lượng các đồng phân PFAS với độ nhạy cực cao. Phương pháp đánh giá rủi ro sức khỏe áp dụng mô hình chuẩn của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (US EPA). Mô hình tính toán liều phơi nhiễm trung bình hàng ngày (ADD) qua đường hô hấp, tiếp xúc da và tiêu hóa. Chỉ số nguy hại (HQ) và rủi ro ung thư trọn đời (CR) được xác định chính xác cho từng nhóm tuổi.

3.1. Kỹ thuật lấy mẫu và định lượng sắc ký LC MS MS

Kỹ thuật phân tích đòi hỏi kiểm soát nghiêm ngặt hiện tượng nhiễm bẩn nền. Thiết bị lấy mẫu sử dụng vật liệu không chứa teflon trong toàn bộ đường ống dẫn khí. Dung môi metanol cấp độ sắc ký hỗ trợ chiết xuất các hợp chất PFAS ra khỏi hạt bụi PM2.5. Đầu dò khối phổ ba tứ phương đảm bảo giới hạn phát hiện ở nồng độ vết picogram trên mét khối không khí. Kỹ thuật pha loãng đồng vị với chất chuẩn nội đồng vị cacbon-13 hiệu chỉnh độ thu hồi chính xác. Quy trình phân tích định lượng đồng thời nhiều chất chỉ thị như PFOS, PFOA, PFNA và PFDA. Dữ liệu cung cấp cơ sở tin cậy để đánh giá mức độ phát tán độc chất.

3.2. Mô hình hóa đánh giá rủi ro sức khỏe theo US EPA

Mô hình đánh giá rủi ro của US EPA định lượng nguy cơ dựa trên liều phơi nhiễm hóa chất hàng ngày. Công thức tính toán tích hợp nồng độ PFAS trong hạt bụi, lưu lượng hít thở, trọng lượng cơ thể và tần suất tiếp xúc. Đánh giá rủi ro phi ung thư dựa trên việc so sánh liều phơi nhiễm với liều tham chiếu (RfD). Tỷ số nguy hại HQ vượt quá ngưỡng 1 cảnh báo nguy cơ xuất hiện bệnh lý mãn tính. Đánh giá rủi ro ung thư nhân liều hấp thụ với hệ số góc độ dốc ung thư (CSF). Trẻ em thường có chỉ số HQ cao hơn người lớn do tỷ lệ trao đổi khí trên khối lượng cơ thể lớn hơn. Kết quả tính toán chỉ rõ mức độ đe dọa thực tế đối với sức khỏe cư dân.

IV. Kết luận kiểm soát ô nhiễm và ngăn chặn rủi ro PFAS trong PM2

Ô nhiễm PFAS gắn liền hạt bụi mịn PM2.5 là thách thức lớn đối với chất lượng không khí trong nhà. Dữ liệu thực nghiệm chứng minh bụi mịn đóng vai trò giá mang đưa độc chất florua vào sâu cơ thể sống. Rủi ro sức khỏe tích lũy đòi hỏi các biện pháp can thiệp kỹ thuật ngay lập tức. Giải pháp trước mắt tập trung vào việc thanh lọc không khí và giảm thiểu nguồn thải phát sinh. Hệ thống máy lọc không khí trang bị màng lọc HEPA kết hợp than hoạt tính biến tính giúp giữ lại các hạt PM2.5 và hấp phụ hơi PFAS. Tăng cường thông gió tự nhiên làm loãng nồng độ chất ô nhiễm trong phòng kín. Vệ sinh sàn nhà bằng phương pháp lau ướt và máy hút bụi trang bị bộ lọc HEPA ngăn chặn hiện tượng tái phát tán bụi lắng. Về mặt quản lý, cơ quan chức năng cần thiết lập quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về giới hạn PFAS trong không khí xung quanh. Việc cấm dần việc sử dụng hóa chất flo trong sản phẩm tiêu dùng là giải pháp căn cơ nhằm bảo vệ sức khỏe cộng đồng dài hạn.

4.1. Giải pháp kỹ thuật cải thiện chất lượng không khí

Kiểm soát chất lượng không khí trong nhà đòi hỏi kết hợp đồng bộ nhiều giải pháp công nghệ. Máy lọc không khí hiệu năng cao trang bị màng True HEPA lọc sạch các hạt bụi mịn PM2.5 mang theo hóa chất bám dính. Lớp lọc than hoạt tính tăng cường khả năng bẫy giữ các phân tử PFAS dạng khí bay lơ lửng. Việc duy trì chế độ thông gió đối lưu liên tục hỗ trợ đẩy khí tù đọng ra ngoài. Vệ sinh nhà cửa thường xuyên bằng khăn ẩm và máy hút bụi chuyên dụng loại bỏ triệt để bụi lắng trên sàn. Người tiêu dùng nên chủ động thay thế các vật dụng gia đình phủ chất chống dính perflo hóa bằng vật liệu gốm hoặc thép không gỉ.

4.2. Khuyến nghị chính sách và định hướng nghiên cứu tiếp theo

Công tác quản lý môi trường cần hoàn thiện khung pháp lý về kiểm soát phát thải chất hữu cơ bền vững. Cơ quan chuyên trách cần ban hành tiêu chuẩn giới hạn nồng độ PFAS trong không khí xung quanh và không khí vi môi trường kín. Các viện nghiên cứu cần mở rộng mạng lưới quan trắc tại trường học, văn phòng và khu công nghiệp. Nghiên cứu sâu về động học hấp phụ giữa bụi mịn và hóa chất flo là hướng đi cần thiết. Ngành công nghiệp sản xuất phải tìm kiếm vật liệu thân thiện thay thế dần hợp chất perfluoroalkyl. Tuyên truyền giáo dục nâng cao nhận thức cộng đồng sẽ tạo động lực giảm tiêu dùng sản phẩm chứa flo.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ô nhiễm không khí, đặc biệt là ô nhiễm không khí trong nhà, đang trở thành vấn đề môi trường và sức khỏe cộng đồng cấp bách tại các đô thị lớn ở Việt Nam. Con người dành trung bình 80–90% thời gian sinh hoạt và làm việc trong các không gian kín (Papachristos et al.), nơi nồng độ các chất ô nhiễm có thể cao gần gấp đôi so với môi trường ngoài trời. Ước tính vào năm 2020, ô nhiễm không khí trong nhà đã gây ra hơn 3 triệu ca tử vong sớm trên toàn cầu, trong đó có hơn 237.000 trẻ em dưới 5 tuổi (Vardoulakis, 2020). Tại Thành phố Hồ Chí Minh, quá trình đô thị hóa nhanh chóng cùng sự gia tăng mật độ phương tiện giao thông, hoạt động sản xuất công nghiệp và xây dựng đã khiến nồng độ bụi mịn PM2.5 thường xuyên vượt mức khuyến cáo của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO). Bụi PM2.5 không chỉ gây tổn thương hệ hô hấp mà còn là vật mang các hợp chất độc hại thâm nhập sâu vào phế nang phổi và tuần hoàn máu. Theo Luong et al. (2020), khi nồng độ PM2.5 tại Thành phố Hồ Chí Minh tăng thêm 10 µg/m³, nguy cơ nhập viện do nhiễm trùng đường hô hấp ở trẻ dưới 5 tuổi tăng gấp 3,51 lần chỉ trong vòng ba ngày.

Trong thành phần phức tạp của bụi PM2.5 và bụi lắng trong nhà, các chất per- và polyfluoroalkyl (PFAs) là nhóm chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy (POPs) nguy hại. Với liên kết carbon–flo (C–F) có năng lượng phân ly liên kết trung bình lên tới 104 kcal/mol, PFAs có độ bền nhiệt và độ bền hóa học cao, kháng lại các quá trình phân hủy sinh học và quang hóa tự nhiên. Các chất này được ứng dụng rộng rãi hơn bảy thập kỷ qua trong bọt chữa cháy (AFFF), chất phủ chống thấm nước và dầu mỡ, đồ gia dụng, thiết bị điện tử, thảm và bao bì thực phẩm. Phơi nhiễm PFAs qua đường hô hấp, tiêu hóa và tiếp xúc da có liên quan mật thiết đến suy giảm miễn dịch, rối loạn tuyến giáp, tổn thương gan, hội chứng chuyển hóa và các bệnh lý ung thư. Tại Thành phố Hồ Chí Minh nói chung và thành phố Thủ Đức nói riêng, các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào nồng độ PFAs trong nước thải và nước mặt; dữ liệu thực nghiệm về PFAs trong pha khí cũng như trong bụi mịn PM2.5 và bụi lắng vi mô trong nhà hoàn toàn chưa được ghi nhận. Khóa luận tốt nghiệp "Assessment of Contamination Levels and Human Health Risks of PFAs in PM2.5 Collected from typical indoor environments" do hai sinh viên Bùi Thanh Tín và Nguyễn Quốc Thịnh thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Duy Đạt tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM được triển khai nhằm lấp đầy khoảng trống dữ liệu này.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài gồm 4 nội dung:

1. Điều tra nồng độ bụi PM2.5, nồng độ các hợp chất PFAs trong bụi PM2.5 và bụi lắng thu thập từ các môi trường trong nhà đặc trưng.
2. Khảo sát và đánh giá đặc trưng phân bố của các hợp chất PFAs tại các môi trường trong nhà đặc trưng.
3. Đánh giá tốc độ lắng (settling velocity) của PM2.5 và các hợp chất PFAs.
4. Đánh giá rủi ro sức khỏe con người khi phơi nhiễm với PFAs trong PM2.5 tại các môi trường trong nhà được nghiên cứu.

Nhiệm vụ nghiên cứu được xác định cụ thể như sau:

1. Thu thập mẫu PM2.5 và mẫu bụi lắng tại 6 vị trí đặc trưng có nguồn phát thải PFAs khác nhau.
2. Đánh giá nồng độ PM2.5 và bụi lắng tại 6 vị trí đặc trưng.
3. Đánh giá nồng độ PFAs có trong PM2.5 và bụi lắng tại 6 vị trí đặc trưng.
4. So sánh đặc trưng của từng hợp chất PFAs tại 6 vị trí khảo sát.
5. Đánh giá rủi ro sức khỏe đối với con người của PFAs thông qua công thức của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (USEPA).

Đối tượng nghiên cứu là 21 hợp chất PFAs thuộc 3 nhóm chức năng chính (PFCAs, PFSAs và Precursors) hiện diện trong các mẫu bụi PM2.5 và bụi lắng. Phạm vi nghiên cứu về không gian bao gồm 6 môi trường trong nhà đại diện tại thành phố Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh (gồm 2 khu dân cư, 2 tòa nhà chung cư, 1 xưởng cơ khí chế tạo và 1 văn phòng làm việc). Về thời gian, đề tài được tiến hành từ ngày 30/07/2024 đến ngày 30/06/2025; tại mỗi vị trí khảo sát, mẫu được thu thập định kỳ 5 đợt trong vòng một năm để đảm bảo tính đại diện thống kê.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết của nghiên cứu dựa trên các nguyên lý hóa học môi trường của các hợp chất hoạt động bề mặt chứa flo. Phân tử PFAs có cấu trúc đặc thù gồm chuỗi carbon kỵ nước được fluor hóa hoàn toàn hoặc một phần kết hợp với đầu nhóm chức ưa nước (nhóm carboxylate, sulfonate hoặc phosphate). Dựa trên cấu trúc và đặc tính hóa học, 21 hợp chất PFAs mục tiêu trong nghiên cứu được phân chia thành 3 nhóm chức năng:

• Nhóm Perfluorocarboxylic acids (PFCAs, 7 chất): Perfluorotridecanoic acid (PFTrDA), Perfluorooctanoic acid (PFOA), Perfluorononanoic acid (PFNA), Perfluorohexanoic acid (PFHxA), Perfluoroheptanoic acid (PFHpA), Perfluorododecanoic acid (PFDoA), Perfluorodecanoic acid (PFDA).
• Nhóm Perfluorosulfonic acids (PFSAs, 3 chất): Perfluorooctanesulfonic acid (PFOS), Perfluorobutanesulfonic acid (PFBS), Octanesulfonic acid (OBS).
• Nhóm tiền chất (Precursors, 11 chất): Lithiumbis(trifluoromethanesulfonyl)imide (LiTFSI), Hexafluoropropylene Oxide Trimer Acid (HFPO-TeA), Dodecafluoro-3H-4,8 dioxanoate (ADONA), 8:2 Fluorotelomer Unsaturated Carboxylic Acid (8:2 FTUCA), 8:2 Fluorotelomer carboxylic acid (8:2 FTCA), 6:2 Fluorotelomer unsaturated carboxylic acid (6:2 FTUCA), 6:2 Fluorotelomer sulfonate (6:2 FTS), 6:2 Fluorotelomer carboxylic acid (6:2 FTCA), 6:2 Polyfluoroalkyl phosphate diester (6:2 diPAP), 10:2 Fluorotelomer carboxylic acid (10:2 FTCA).

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và thu thập số liệu bao gồm:

• Thu mẫu bụi mịn PM2.5: Sử dụng thiết bị lấy mẫu lưu lượng thấp Mini Partisol (Model 2100 Air Sampler) với màng lọc sợi thủy tinh (đường kính 47 mm). Màng lọc được xử lý nhiệt và ổn định khối lượng trước và sau khi lấy mẫu để xác định nồng độ khối lượng PM2.5.
• Thu mẫu bụi lắng: Bụi lắng tự nhiên được thu thập bằng các đĩa Petri thủy tinh đặt ở độ cao quy chuẩn 1,5 m so với mặt sàn nhằm mô phỏng vùng thở của con người; đồng thời kết hợp phương pháp quét bề mặt sàn để thu mẫu bụi tích tụ nhằm đánh giá toàn diện tốc độ lắng.
• Xử lý và phân tích mẫu: Mẫu sau khi thu thập được bảo quản nghiêm ngặt ở nhiệt độ thấp tại Phòng thí nghiệm CNC2 thuộc Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM. Sau đó, quy trình chiết xuất và phân tích định lượng vết PFAs được thực hiện trên hệ thống Sắc ký lỏng ghép khối phổ hai lần (LC–MS/MS) tại phòng thí nghiệm chuyên sâu của Đại học Cơ đốc Trung Nguyên (Chung Yuan Christian University, Đài Loan) theo chương trình rửa giải gradient, đảm bảo giới hạn phát hiện phương pháp (MDL) và độ thu hồi đạt chuẩn quốc tế.

Phương pháp xử lý dữ liệu và thống kê:

• Dữ liệu thô được tính toán trên Microsoft Excel; biểu đồ phân bố và động thái nồng độ được xây dựng bằng phần mềm Origin.
• Sử dụng phần mềm SPSS để thực hiện phân tích thống kê đa biến: ma trận hệ số tương quan Spearman (Spearman Correlation Matrix) nhằm đánh giá mối quan hệ tương hỗ giữa các hợp chất, và phân tích thành phần chính (Principal Component Analysis - PCA) nhằm xác định và bóc tách các nguồn phát thải PFAs tiềm tàng.
• Mô hình đánh giá rủi ro sức khỏe con người: Thực hiện theo quy chuẩn và hướng dẫn của USEPA. Nghiên cứu tính toán lượng phơi nhiễm ước tính hàng ngày (Estimated Daily Intakes - EDIs) qua 3 con đường: hít thở bụi PM2.5, nuốt bụi lắng vô tình qua đường miệng, và hấp thụ qua tiếp xúc da. Mức độ rủi ro phi ung thư được định lượng thông qua chỉ số nguy hại (Hazard Quotient - HQ) cho hai nhóm tuổi riêng biệt gồm người lớn (adults) và trẻ nhỏ (toddlers/children) dựa trên liều tham chiếu (Reference Dose - RfD).

Nội dung chính theo từng chương

Chapter 1: Literature Review (Tổng quan tài liệu)

Chương 1 hệ thống hóa cơ sở dữ liệu lý thuyết và thực tiễn về PFAs, bụi PM2.5 và bụi lắng trong môi trường kín. Tác giả tổng thuật cấu trúc phân tử, tính chất hóa lý đặc thù (áp suất hơi, độ tan trong nước, hệ số phân bố Log Kow, Log Koa và hằng số luật Henry trích xuất từ CompTox Dashboard của USEPA) của hơn 9.000 hợp chất PFAs. Nội dung phân tích rõ các chuỗi carbon ngắn và dài: các chất chuỗi ngắn (như PFBS, PFBA, PFHxA) có độ linh động và khả năng hòa tan cao hơn, thường được đưa vào thay thế các chất chuỗi dài bị cấm (như PFOA, PFOS theo Công ước Stockholm). Chương này cũng làm rõ các nguồn phát thải PFAs trong nhà từ sản phẩm tiêu dùng (thảm, vải bọc nội thất chống bám bẩn, sơn, chất tẩy rửa, bao bì thực phẩm) và bụi lắng đường phố, bọt chữa cháy AFFF. Tác giả tổng hợp các bằng chứng dịch tễ học và độc chất học về tác hại của PFAs và PM2.5 đối với sức khỏe con người (gây độc gan, rối loạn hormone, giảm khả năng miễn dịch, ung thư và nguy cơ chuyển hóa qua nhau thai ở phụ nữ mang thai). Đồng thời, chương 1 đối chiếu kết quả của các công trình nghiên cứu về PFAs trong nhà tại Việt Nam và trên thế giới trong giai đoạn 2000–2023.

Chapter 2: Materials and Methods (Vật liệu và Phương pháp nghiên cứu)

Chương 2 mô tả chi tiết quy trình thực nghiệm từ hiện trường đến phòng thí nghiệm. Tác giả trình bày vị trí địa lý, đặc điểm thông gió và nguồn phát thải tiềm tàng của 6 điểm lấy mẫu tại thành phố Thủ Đức. Quy trình vận hành thiết bị lấy mẫu Mini Partisol Model 2100 với màng lọc sợi thủy tinh D47 mm và kỹ thuật đặt đĩa Petri ở độ cao 1,5 m được chuẩn hóa chi tiết. Phần thực nghiệm phân tích mô tả toàn bộ quy trình tiền xử lý mẫu (chiết siêu âm, làm sạch qua cột chiết pha rắn SPE), các thông số vận hành thiết bị LC–MS/MS (chương trình dung môi rửa giải gradient, thông số ion hóa phun sương điện tử ESI ở chế độ ion âm, các cặp ion chuyển tiếp phân đoạn MS/MS). Chương này thiết lập toàn bộ công thức toán học tính toán nồng độ bụi PM2.5, tốc độ lắng của bụi, nồng độ từng cấu tử PFAs, cùng hệ thống phương trình tính EDI cho từng con đường phơi nhiễm (inhalation, ingestion, dermal contact) và phương pháp xác định chỉ số HQ kết hợp với liều tham chiếu RfD theo tài liệu của Tan et al.

Chapter 3: Results and Discussion (Kết quả và Thảo luận)

Chương 3 trình bày các phát hiện thực nghiệm và phân tích dữ liệu chuyên sâu:

• Nồng độ bụi PM2.5 và tốc độ lắng bụi: Nồng độ PM2.5 tại phần lớn các điểm khảo sát đều vượt ngưỡng khuyến nghị chất lượng không khí của WHO. Xưởng cơ khí chế tạo (ký hiệu CK) ghi nhận nồng độ bụi PM2.5 cao nhất, đạt 72,6 µg/m³, do hoạt động gia công cắt gọt, mài kim loại và thông gió cơ học hạn chế; các khu vực gần trục giao thông lớn cũng có mật độ bụi tích tụ cao.
• Nồng độ và phân bố PFAs: Nồng độ tổng PFAs trong PM2.5 dao động mạnh giữa các môi trường, trong đó vị trí văn phòng (BCON) đạt mức cao nhất với 105,0 pg/m³, phản ánh sự hiện diện dày đặc của thảm trải sàn, vật liệu nội thất phủ chất chống bám bẩn và thiết bị điện tử văn phòng. Ngược lại, xưởng cơ khí CK dù có nồng độ bụi cao nhất nhưng nồng độ PFAs trong bụi lại tương đối thấp.
• Đặc trưng nhóm chức năng: Nhóm tiền chất (Precursors) chiếm tỷ trọng áp đảo trong tổng nồng độ PFAs ở tất cả các mẫu bụi PM2.5 và bụi lắng. Các hợp chất mới nổi thuộc nhóm chuỗi ngắn như PFHxA, PFBA và 6:2 FTS được phát hiện thường xuyên với tần suất cao tại khu dân cư và văn phòng.
• Nhận diện nguồn phát thải qua PCA: Phân tích thành phần chính bóc tách được 3 nguồn phát thải độc lập giải thích 78,7% tổng phương sai dữ liệu:
  • PC1 (giải thích 36,6% phương sai): Nguồn phát thải từ hàng tiêu dùng hiện đại, thảm, rèm, vật liệu nội thất chống ố và thiết bị văn phòng.
  • PC2 (giải thích 26,2% phương sai): Nguồn phát sinh từ hoạt động công nghiệp, gia công kim loại và dầu mỡ bôi trơn trong hệ thống thủy lực.
  • PC3 (giải thích 15,9% phương sai): Nguồn tích tụ từ các chất chống cháy truyền thống và tàn dư của bọt chữa cháy AFFF.
• Đánh giá rủi ro sức khỏe: Kết quả tính toán cho thấy chỉ số nguy hại phi ung thư (HQ) của toàn bộ 21 hợp chất PFAs ở cả 3 con đường phơi nhiễm đều nhỏ hơn 1 (HQ < 1), nằm trong ngưỡng an toàn theo hướng dẫn của USEPA. Tuy nhiên, giá trị EDI và HQ ở nhóm trẻ nhỏ (toddlers) cao hơn rõ rệt so với người lớn do đặc thù tỷ lệ trao đổi khí trên trọng lượng cơ thể lớn và hành vi bò, chơi trên sàn nhà làm tăng tiếp xúc da và nuốt bụi lắng.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu đã đưa ra các kết quả định lượng cụ thể về nồng độ bụi, mức độ tích lũy PFAs và rủi ro sức khỏe:

Thông số / Chỉ tiêu khảo sát	Giá trị định lượng	Ghi chú và nguồn gốc số liệu
Nồng độ PM2.5 cao nhất	72,6 µg/m³	Ghi nhận tại xưởng cơ khí chế tạo (CK); vượt khuyến nghị WHO
Nồng độ tổng PFAs trong PM2.5 cao nhất	105,0 pg/m³	Ghi nhận tại môi trường văn phòng (BCON)
Nhóm chức năng chiếm ưu thế	Precursors (Tiền chất)	Chiếm ưu thế trong cả PM2.5, bụi đĩa Petri (SD-P) và bụi sàn (SD)
Các hợp chất phát hiện thường xuyên	PFHxA, PFBA, 6:2 FTS	Phổ biến tại môi trường nhà ở dân cư và văn phòng làm việc
Phân tích nguồn phát thải (PCA) - PC1	36,6% phương sai	Hàng tiêu dùng hiện đại, thảm trải, nội thất chống bám bẩn, điện tử
Phân tích nguồn phát thải (PCA) - PC2	26,2% phương sai	Hoạt động công nghiệp cơ khí, gia công kim loại, hệ thống thủy lực
Phân tích nguồn phát thải (PCA) - PC3	15,9% phương sai	Bọt chữa cháy AFFF cũ và vật liệu xử lý bằng chất chống cháy
Đánh giá rủi ro sức khỏe (USEPA)	HQ < 1 cho tất cả hợp chất	Nguy cơ phi ung thư tức thời thấp; trẻ nhỏ chịu mức phơi nhiễm cao nhất

Các giải pháp và kiến nghị tác giả đề xuất:

• Cần có quy định và chính sách kiểm soát nghiêm ngặt việc sản xuất, nhập khẩu và sử dụng các sản phẩm tiêu dùng, vật liệu nội thất có chứa fluorotelomer và PFAs tại Việt Nam.
• Thiết lập tiêu chuẩn giới hạn nồng độ các hợp chất PFAs trong không khí xung quanh và không khí vi môi trường trong nhà.
• Khuyến nghị các hộ gia đình và cơ quan văn phòng tăng cường tần suất vệ sinh, lau ẩm sàn nhà, sử dụng máy lọc không khí tích hợp màng lọc HEPA và than hoạt tính để loại bỏ bụi mịn và hóa chất bay hơi.
• Cách ly hoặc bố trí hệ thống thu gom, xử lý bụi cục bộ tại các xưởng cơ khí xen lẫn khu dân cư nhằm giảm thiểu phát tán bụi PM2.5 ra môi trường sống xung quanh.

Đóng góp mới của khóa luận:

• Đây là công trình thực nghiệm đầu tiên tại Thành phố Hồ Chí Minh công bố dữ liệu toàn diện về sự hiện diện, nồng độ và đặc tính phân bố của 21 hợp chất PFAs trên nền bụi mịn PM2.5 và bụi lắng trong nhà.
• Ứng dụng thành công kỹ thuật thống kê đa biến (PCA và ma trận tương quan Spearman) để định danh và phân loại định lượng 3 nguồn phát thải PFAs đặc trưng trong các không gian sinh hoạt và làm việc tại đô thị Việt Nam.
• Thiết lập mô hình đánh giá rủi ro sức khỏe đa kênh (inhalation, ingestion, dermal) theo chuẩn USEPA, cung cấp dẫn chứng định lượng về sự chênh lệch mức độ tổn thương giữa trẻ em và người lớn.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận ghi nhận một số hạn chế gắn liền với phạm vi và điều kiện thực hiện:

• Nghiên cứu chỉ tập trung thu thập mẫu tại 6 vị trí vi mô thuộc địa bàn thành phố Thủ Đức, chưa bao quát được toàn bộ các dạng hình thái không gian sinh hoạt và công nghiệp đa dạng của Thành phố Hồ Chí Minh.
• Tần suất lấy mẫu gồm 5 đợt/vị trí trong một năm, chưa phản ánh liên tục những biến thiên đột ngột về nồng độ PFAs theo mùa mưa - nắng hoặc theo các khung giờ hoạt động cao điểm trong ngày.
• Nghiên cứu chỉ phân tích các hợp chất PFAs gắn kết trên pha hạt (bụi PM2.5) và bụi lắng, chưa lấy mẫu và định lượng pha khí (gas phase) chứa các hợp chất PFAs dễ bay hơi tự do (như các fluorotelomer alcohol - FTOH bay hơi).
• Việc phân tích mẫu phụ thuộc vào phòng thí nghiệm đối tác tại nước ngoài (Đại học Cơ đốc Trung Nguyên, Đài Loan) do đòi hỏi thiết bị LC–MS/MS chuyên dụng và hóa chất chuẩn phức tạp.

Hướng mở rộng được đề xuất:

• Mở rộng mạng lưới quan trắc nồng độ PFAs trong nhà trên nhiều quận huyện tại Thành phố Hồ Chí Minh và các đô thị lân cận.
• Đồng thời thu thập cả hai pha khí và pha hạt để xác định hệ số phân bố khí - hạt (gas-particle partitioning) của từng hợp chất PFAs.
• Tiến hành đánh giá rủi ro tích lũy ung thư dài hạn và nghiên cứu phơi nhiễm sinh học thông qua phân tích mẫu máu hoặc nước tiểu của người dân sinh sống tại các khu vực khảo sát.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là nguồn tài liệu hữu ích cho:

• Sinh viên, học viên cao học và cán bộ nghiên cứu thuộc các chuyên ngành Kỹ thuật Môi trường, Quản lý Môi trường, Hóa phân tích môi trường và Sức khỏe nghề nghiệp.
• Người làm đề tài nghiên cứu liên quan đến chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy (POPs), bụi mịn đô thị và mô hình hóa lan truyền chất ô nhiễm.

Các nội dung có giá trị tham khảo chuyên môn cao bao gồm:

• Quy trình lấy mẫu bụi mịn PM2.5 bằng thiết bị Mini Partisol Model 2100 và kỹ thuật thu bụi lắng tự nhiên bằng đĩa Petri ở độ cao quy chuẩn.
• Phương pháp xây dựng điều kiện sắc ký LC–MS/MS và quy trình phân tích đồng thời 21 hợp chất PFAs ở nồng độ vết (pg/m³ và ng/g).
• Phương pháp áp dụng các công thức tính lượng phơi nhiễm hàng ngày (EDI) và chỉ số nguy hại (HQ) theo tài liệu của USEPA cho các nhóm lứa tuổi khác nhau.

Câu hỏi thường gặp

Khóa luận khảo sát tổng cộng bao nhiêu hợp chất PFAs và được phân nhóm như thế nào?

Đề tài phân tích 21 hợp chất PFAs mục tiêu, chia thành 3 nhóm chức năng:

• Nhóm Perfluorocarboxylic acids (PFCAs, 7 chất): PFTrDA, PFOA, PFNA, PFHxA, PFHpA, PFDoA, PFDA.
• Nhóm Perfluorosulfonic acids (PFSAs, 3 chất): PFOS, PFBS, OBS.
• Nhóm Precursors (11 chất): LiTFSI, HFPO-TeA, ADONA, 8:2 FTUCA, 8:2 FTCA, 6:2 FTUCA, 6:2 FTS, 6:2 FTCA, 6:2 diPAP, 10:2 FTCA.

Mẫu bụi PM2.5 và bụi lắng được lấy tại những địa điểm nào và bằng thiết bị gì?

Mẫu được thu thập tại 6 vị trí trong nhà đặc trưng ở thành phố Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh, gồm: 2 khu nhà dân cư, 2 căn hộ chung cư, 1 xưởng cơ khí chế tạo và 1 văn phòng làm việc. Bụi PM2.5 được thu bằng máy lấy mẫu Mini Partisol (Model 2100 Air Sampler) qua màng lọc sợi thủy tinh đường kính 47 mm. Bụi lắng được thu bằng đĩa Petri đặt ở độ cao 1,5 m và quét trực tiếp trên bề mặt sàn.

Vị trí nào có nồng độ bụi cao nhất và vị trí nào có nồng độ PFAs trong PM2.5 cao nhất?

• Nồng độ bụi PM2.5 cao nhất được ghi nhận tại xưởng cơ khí chế tạo (CK) với giá trị 72,6 µg/m³.
• Nồng độ tổng PFAs trong PM2.5 cao nhất lại xuất hiện tại môi trường văn phòng làm việc (BCON) với giá trị 105,0 pg/m³, xuất phát từ mật độ sử dụng cao các vật liệu nội thất chống bám bẩn, thảm trải và thiết bị văn phòng.

Phân tích thành phần chính (PCA) đã chỉ ra những nguồn phát thải PFAs nào?

Mô hình PCA trích xuất được 3 thành phần chính giải thích 78,7% tổng phương sai:

• PC1 (36,6%): Nguồn phát thải từ hàng tiêu dùng hiện đại (vải bọc nội thất chống bám bẩn, thảm sàn, thiết bị điện tử).
• PC2 (26,2%): Nguồn từ hoạt động công nghiệp, gia công kim loại và chất lỏng thủy lực trong xưởng cơ khí.
• PC3 (15,9%): Nguồn từ tàn dư bọt chữa cháy AFFF và các vật liệu phủ chất chống cháy thế hệ cũ.

Mức độ rủi ro sức khỏe đối với con người được kết luận như thế nào?

Theo hướng dẫn của USEPA, tất cả các chỉ số nguy hại phi ung thư (Hazard Quotient - HQ) đối với 21 hợp chất PFAs qua 3 con đường (hít thở, nuốt bụi, tiếp xúc da) đều nhỏ hơn 1 (HQ < 1), chỉ ra mức rủi ro cấp tính chưa vượt ngưỡng nguy hại. Tuy nhiên, trẻ nhỏ (toddlers) là nhóm đối tượng chịu mức phơi nhiễm và giá trị HQ cao hơn đáng kể so với người lớn do trọng lượng cơ thể nhỏ, nhịp thở nhanh và tần suất tiếp xúc sàn nhà cao.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Bùi Thanh Tín và Nguyễn Quốc Thịnh là công trình nghiên cứu thực nghiệm đầu tiên đánh giá toàn diện mức độ ô nhiễm và rủi ro sức khỏe của 21 hợp chất PFAs trong bụi PM2.5 và bụi lắng tại 6 môi trường trong nhà ở Thành phố Hồ Chí Minh. Bằng việc kết hợp kỹ thuật lấy mẫu chuẩn hóa, phân tích hiện đại trên hệ thống LC–MS/MS và các công cụ thống kê đa biến PCA, nghiên cứu đã chứng minh nhóm tiền chất fluorotelomer chiếm ưu thế vượt trội và bóc tách thành công 3 nguồn phát thải chính từ hàng tiêu dùng, công nghiệp cơ khí và vật liệu chống cháy. Mặc dù các chỉ số nguy hại sức khỏe hiện vẫn nằm dưới ngưỡng an toàn (HQ < 1), kết quả cảnh báo mức độ nhạy cảm cao ở trẻ nhỏ và đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc ban hành quy chuẩn kiểm soát các hóa chất chứa flo trong không gian sống đô thị.

Trích đoạn nội dung tài liệu

đặt vấn đề (Làm rõ tính cấp thiết của đề tài; Mục tiêu, nội dung nghiên cứu phù hợp) Nhận xét: Luận văn có trình bày rõ tính cấp thiết của đề tài, mục tiêu và nội dung nghiên cứu phù hợp Đề nghị chỉnh sửa: 3) Tổng quan (Tổng quan đầy đủ các vấn đề liên quan trực tiếp đến đề tài (chú ý tổng quan các nghiên cứu trong và ngoài nước); Trình bày trích dẫn và liệt kê tài liệu tham khảo đúng quy định) Nhận xét: Phần tổng quan có nêu được các vấn đề có liên quan, có tổng quan các nghiên cứu trước đây và trích dẫn các tài liệu tham khảo ❖ Tổng quan các nghiên cứu trong nước và ngoài nước còn khiêm tốn ❖ Trình bày tài liệu tham khảo theo thứ tự năm. ❖ Trình bày lại cách viết trích dẫn tài liệu tham khảo. Đề nghị chỉnh sửa: theo góp ý 4) Phương pháp nghiên cứu (Phương pháp nghiên cứu phù hợp với mục tiêu, nội dung của đề tài, Viết rõ ràng, dễ hiểu) Nhận xét: Phương pháp nghiên cứu phù hợp với mục tiêu nội dung đề tài. Đề nghị chỉnh sửa: Thống nhất cách ghi tọa độ vị trí lấy mẫu Thống nhất cách ghi đơn vị (trang 40) Hình 2.

Định dạng lại bảng biểu 5) Kết quả thảo luận (Kết quả thu được đáp ứng mục tiêu, nội dung của đề tài, Xử lý số liệu và thảo luận, đánh giá số liệu, có nhận xét đối chiếu các nghiên cứu liên quan) Nhận xét: Tác giả đã trình bày số liệu, kết quả nghiên cứu khá phong phú, trình bày kết quả thí nghiệm, thảo luận, phân tích dữ liệu, so sánh với các nghiên cứu trước hoặc các nghiên cứu tương tự. Đề nghị chỉnh sửa: Hình 3.2 vẽ lại Định dạng lại bảng Đồ thị nên được trình bày bởi giá trị trung bình và độ lệch chuẩn Giữa số và đơn vị có khoảng trắng Trình bày lại cách viết trích dẫn tài liệu tham khảo. 6) Kết luận – Kiến nghị và Tính khả thi của đề tài (Kết luận ngắn gọn, súc tích, đáp ứng được mục tiêu, nội dung đề ra, phù hợp với kết quả thu được) Nhận xét: Kết luận đáp ứng được mục tiêu, nội dung đề ra, phù hợp với kết quả thu được. Đề nghị chỉnh sửa: 7) Poster (Kết luận ngắn gọn, súc tích, đáp ứng được mục tiêu, nội dung đề ra, phù hợp với kết quả thu được) Nhận xét: Poster phù hợp, nêu đầy đủ các nội dung của nghiên cứu Đề nghị chỉnh sửa: Phần tóm tắt bổ sung câu kết luận Bổ sung tài liệu tham khảo Tài liệu tham khảo Định dạng lại tài liệu tham khảo Ngày 30 tháng 7 năm 2025 Người nhận xét (Ký & ghi rõ họ tên) Nguyễn Văn Trực TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & THỰC PHẨM Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc BỘ MÔN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG BÁO CÁO NỘI DUNG ĐƯỢC ĐIỀU CHỈNH Sinh viên thực hiện: Bùi Thanh Tín MSSV: 21150101 Nguyễn Quốc Thịnh MSSV: 21150099 Tên đề tài: Assessment of Contamination Levels and Human Health Risks of PFAs in PM2.5 Collected from typical indoor environment.

NỘI DUNG CHI TIẾT Báo cáo điều chỉnh STT Nội dung được yêu cầu Trang Nội dung – trang Có Không (dựa trên báo cáo chính thức) Lỗi đánh máy, định dạng lại bảng 1. biểu, cách trích dẫn tài liệu tham 14,28 ☒ ☐ Đã chỉnh sửa khảo - Trình bày tài liệu tham khảo theo thứ tự năm. Đã chỉnh sửa cách viết trích dẫn ☒ 23, 2. ☐ - Trình bày lại cách viết trích dẫn 30, 31 tài liệu tham khảo tài liệu tham khảo.

- Thống nhất cách ghi tọa độ vị trí lấy mẫu - Thống nhất cách ghi đơn vị 3. 53, 54 ☒ ☐ Đã chỉnh sửa (trang 40) - Hình 2.