CHƯƠNG 1 :TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan về đợt ô nhiễm bụi PM2.1 Khái niệm a, Khái niệm bụi: Bụi (Particulate matter PM) là một hệ phân tán trong đó môi trường phân tán là khí và pha phân tán là các hạt rắn hoặc lỏng hoặc nửa rắn, nửa lỏng có kích thước n m trong khoảng từ kích thước đơn phân tử đến 500 μm [1]. Bụi được phân thành 2 loại chính: - Bụi lắng: bụi có đường kính khí động học lớn hơn 100 μm - Bụi lơ lửng (Suspended Particulate Matter –SPM): Bụi có đường kính khí động học nhỏ hơn 100 μm Bụi lơ lửng lại có thể chia thành các loại: - Bụi PM10: Bụi có đường kính khí động học nhỏ hơn hoặc b ng 10 μm - Bụi PM2.5: Bụi có đường kính khí động học nhỏ hơn hoặc b ng 2,5 μm - Bụi nano (Nanoparticles): Bụi có đường kính khí động học nhỏ hơn hoặc b ng 0,1 μm hay 100 nm. Đường kính khí động học của một hạt bụi khảo sát là đường kính của hạt bụi so sánh, có dạng hình cầu có khối lượng riêng 1 g/cm3 có tính chất khí động học tương đương với hạt đang xét [2].1 : So sánh kích thước bụi với sợi tóc Bụi PM2.5 đã và đang gây ra các ảnh hưởng lớn đến sức khỏe và kinh tế trên phạm vi toàn cầu. Tại Việt Nam, kết quả quan trắc cho thấy, nồng độ PM2.5 trung bình năm tại Hà Nội và nhiều địa phương cao hơn quy chuẩn kỹ thuật quốc gia, QCVN 3 05:2013/BTNMT (25 µg/m3) và mức khuyến nghị của tổ chức y tế thế giới - WHO (10 µg/m3).5 trung bình ngày tại Hà Nội và nhiều địa phương cũng bị vượt quy chuẩn (50 µg/m3) và mức khuyến nghị của WHO (25 µg/m3) vào nhiều ngày trong năm [3].
Ô nhiễm bụi có thể gây ra nhiều ảnh hưởng đến sức khỏe con người và môi trường. Do tồn tại trong khí quyển với vòng đời tương đối ngắn nên thành phần hóa học của chúng thay đổi theo thời gian và không gian tùy thuộc vào nguồn phát thải và các điều kiện khí tượng. b, Khái niệm về đợt ô nhiễm (Air pollution episodes): Đợt ô nhiễm là giai đoạn mà nồng độ chất ô nhiễm cao kéo dài từ vài giờ cho đến vài ngày [4]. c, Tiêu chí xác định đợt ô nhiễm Tại Hà Nội nói riêng và Việt Nam nói chung bụi PM2.5 là tác nhân ô nhiễm không khí nghiêm trọng nhất.
Do đó việc xác định đợt ô nhiễm có thể được thực hiện dựa trên nồng độ bụi PM2. Trong khu vực Đông Nam Á, tiêu chí để lựa chọn các đợt haze thường bao gồm nồng độ bụi (đặc biệt là bụi PM2.5), tầm nhìn và độ ẩm tương đối (Diệu Anh và Cs 2022). Nồng độ bụi PM2.5 > 50 µg/m3 có thể được lựa chọn làm tiêu chí xác định đợt ô nhiễm vì mức 50 µg/m3 tương ứng với ngưỡng quy định nồng độ ngày trong quy chuẩn Việt Nam về chất lượng không khí xung quanh QCVN05:2013 /BTNMT. Các nguồn phát thải bụi PM2.5 có thể phát sinh từ nguồn ngoài trời cũng như trong nhà.
Ngoài trời, các hạt bụi chủ yếu phát sinh từ khí thải của các loại xe cơ giới như xe máy, xe oto…, các hoạt động khác liên quan đến đốt cháy nhiên liệu như củi, dầu, than và các nguồn tự nhiên như cháy rừng, đốt rơm, rạ…. Bụi hay các thành phần của bụi cũng có thể hình thành từ phản ứng quang hóa. * Hoạt động giao thông vận tải Khí thải từ các phương tiện giao thông cơ giới đường bộ là một trong những nguồn đóng góp nhiều nhất trong tổng lượng phát thải bụi gây ô nhiễm môi trường không khí đô thị [5]. Bụi chủ yếu được sinh ra do khí thải từ quá trình đốt nhiên liệu động cơ diesel.
Sự phát thải của các phương tiện cơ giới đường bộ phụ thuộc nhiều 4 vào chất lượng phương tiện, nhiên liệu, tốc độ, đường xá,. Xe ô tô, xe máy ở nước ta hiện nay bao gồm nhiều chủng loại, có nhiều xe qua nhiều năm sử dụng và không thường xuyên bảo dưỡng, hiệu quả sử dụng nhiên liệu thấp, nồng độ chất độc hại và bụi trong khí thải cao. Lượng phát thải bụi tăng lên hàng năm cùng với sự phát triển về số lượng của các phương tiện giao thông đường bộ. Với tốc độ tăng trưởng hàng năm các loại xe ô tô đạt 12%, trong đó xe ô tô con có tốc độ tăng cao nhất là 17%/ năm, xe tải khoảng 13%, xe máy tăng khoảng 15% kèm theo việc sử dụng nhiên liệu (chủ yếu là xăng, dầu diezen), cùng với chất lượng phương tiện còn hạn chế (xe cũ, không được bảo dưỡng thường xuyên) làm gia tăng đáng kể nồng độ bụi trong không khí [5].
Bụi cuốn từ mặt đường hoặc đến từ các phương tiện chuyên chở vật liệu xây dựng, rác thải, cũng là một nguồn gây ô nhiễm không khí. * Hoạt động sản xuất công nghiệp Hoạt động sản xuất công nghiệp đang là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm không khí lớn. Hoạt động sản xuất công nghiệp thải ra không khí một lượng lớn bụi và một số chất ô nhiễm dạng khí. Hiện nay, tại các đô thị còn tồn tại nhiều cơ sở sản xuất công nghiệp.
Các doanh nghiệp này thường là doanh nghiệp vừa và nhỏ có công nghệ sản xuất còn tương đối lạc hậu. Nhiều cơ sở sản xuất chưa được trang bị hệ thống xử lý khí thải đạt tiêu chuẩn, các cơ sở này phân bố phân tán rải rác. Do quá trình đô thị hoá, hiện đại hoá, phạm vi thành phố ngày càng mở rộng nên hiện nay, nhiều khu công nghiệp cũ n m trong nội thành của nhiều thành phố. Các nhóm ngành phát sinh nhiều bụi phải kể đến là các ngành có lò hơi, lò sấy, máy phát điện đốt nhiên liệu, nhóm ngành nhiệt điện, nhóm ngành sản xuất xi măng, sản xuất gang thép, nhóm ngành may mặc, nhóm ngành sản xuất cơ khí, luyện kim, nhóm ngành sản xuất các sản phẩm từ kim loại; nhóm ngành khai thai sản xuất than và khoáng sản [5].
* Hoạt động xây dựng và dân sinh Bên cạnh hoạt động giao thông, hoạt động xây dựng trong đô thị cũng là nguồn gây ảnh hưởng đến môi trường không khí. Trong những năm gần đây, hoạt động xây dựng các khu chung cư, cầu đường, sửa chữa nhà, vận chuyển vật liệu và phế thải xây 5 dựng. diễn ra khắp nơi, đặc biệt là các đô thị lớn. Các hoạt động như đào lấp đất, đập phá công trình cũ, vật liệu xây dựng bị rơi vãi trong quá trình vận chuyển thường gây ô nhiễm bụi với môi trường xung quanh.
Mặc dù đã có quy định về che chắn bụi tại các công trường xây dựng và phương tiện chuyên chở nguyên vật liệu và phế thải xây dựng, rửa xe trước khi ra khỏi công trường, phun nước rửa đường nhưng việc thực hiện còn nhiều hạn chế. Do đó, việc phát tán bụi từ các hoạt động này vẫn là nguồn gây ô nhiễm không khí đáng kể. Các hoạt động dân sinh như đốt các nhiên liệu hoá thạch (than đá, dầu hoả và khí đốt), củi và đốt các chất thải không có kiểm soát cũng góp phần làm tăng nồng độ bụi trong không khí. Hiện nay, nguồn gây ô nhiễm bụi từ các hoạt động dân sinh tại các khu đô thị đã giảm mạnh do điều kiện sống được cải thiện và sự thay đổi thói quen sinh hoạt, như dùng bếp khí gas, bếp sử dụng điện thay cho bếp than, củi.
* Các nguồn ô nhiễm từ làng nghề Ô nhiễm không khí nói chung, ô nhiễm bụi nói riêng, tại các làng nghề có nguồn gốc chủ yếu từ việc sử dụng than làm nhiên liệu (phổ biến là than chất lượng thấp), sử dụng nguyên vật liệu và hóa chất trong dây chuyền công nghệ sản xuất. Tùy theo tính chất của từng loại làng nghề mà mức độ ô nhiễm bụi cũng khác nhau. Các làng nghề gây ô nhiễm môi trường điển hình bao gồm: làng nghề chế tác đá, điêu khắc, đốt phế liệu để tái chế nhôm, sản xuất gốm, nghề mộc. * Các nguồn ô nhiễm từ xa Tuỳ từng chất ô nhiễm trong môi trường không khí, chúng có thể di chuyển từ hàng chục đến hàng trăm kilomet.
Vì vậy ngoài các nguồn ô nhiễm tại chỗ, chất lượng không khí còn bị tác động bới các nguồn ô nhiễm từ nơi khác chuyển đến, đặc biệt là các nguồn ô nhiễm lớn n m ngoài khu vực đô thị như: nhà máy nhiệt điện, sản xuất thép, sản xuất vật liệu xây dựng. Khí thải của nhà máy nhiệt điện chủ yếu từ khu vực lò hơi có chứa nhiều chất ô nhiễm, đặc biệt là khí SO2, NO2, CO và bụi. Lượng khí phát thải này là rất lớn, lên đến hàng ngàn m3/phút và có khả năng phát tán đi xa hàng trăm km đến các khu vực xung quanh. Ngoài ra việc đốt rơm rạ ở ngoại thành có thể ảnh hưởng đến chất lượng không khí trong thành phố lớn.
Tác động của ô nhiễm bụi lên sức khỏe con người Bụi PM2.5 có thể đi sâu vào đường hô hấp, đến phổi. Tiếp xúc với các hạt bụi có thể gây ra các ảnh hưởng sức khỏe ngắn hạn cho mắt, mũi, họng và phổi hay có thể gây ra ho, hắt hơi, sổ mũi và khó thở. Tiếp xúc với các hạt bụi PM2.5 cũng có thể ảnh hưởng đến chức năng phổi và làm xấu đi các tình trạng bệnh lý như hen suyễn và bệnh tim [6]. Các nghiên cứu khoa học đã chỉ ra mối liên kết giữa sự gia tăng phơi nhiễm PM2.5 hàng ngày với tăng số lượng các ca nhập viện về bệnh hô hấp và tim mạch, số lượng các ca thăm khám tại khoa cấp cứu và các trường hợp tử vong.
Các nghiên cứu cũng cho thấy r ng việc tiếp xúc lâu dài với các hạt bụi PM2.5 có thể liên quan đến việc tăng tỷ lệ mắc phải bệnh viêm phế quản mãn tính, giảm chức năng phổi và tăng tỷ lệ tử vong do ung thư phổi và bệnh tim [6]. Theo cơ quan quốc tế chuyên nghiên cứu về bệnh ung thư (IARC) thuộc Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), ô nhiễm không khí là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây các căn bệnh ung thư ở người. Một nghiên cứu của Tổ chức Y tế thế giới WHO và Cơ quan nghiên cứu ung thư quốc tế IARC đã cho thấy mối tương quan tỷ lệ thuận giữa mức độ ô nhiễm bụi không khí với tỷ lệ người mắc ung thư. Cụ thể là mật độ PM2.5 tăng thêm 10 µg/m3 thì tỷ lệ ung thư phổi tăng đến 36%.
Cùng với nhiều tác nhân nguy hiểm như bụi amiăng, thuốc lá, phóng xạ tia cực tím, ô nhiễm không khí là tác nhân gây ung thư trong môi trường nguy hiểm nhất.