Tổng quan nghiên cứu

Thực trạng suy giảm chất lượng không khí tại các đô thị lớn đang trở thành một trong những thách thức môi trường cấp bách nhất tại Việt Nam. Theo thống kê của ngành giao thông vận tải, hoạt động giao thông cơ giới chiếm tới 70% tổng lượng phát thải bụi và khí độc tại các khu vực nội thành Hà Nội. Quận Thanh Xuân với diện tích khoảng 9,11 km2 và quy mô dân số đạt 259.355 người vào cuối năm 2016 là một trong những điểm nóng về áp lực giao thông và xây dựng hạ tầng đô thị. Mạng lưới hạ tầng giao thông dày đặc cùng các dự án xây dựng trọng điểm đã làm gia tăng đáng kể nồng độ bụi lơ lửng, đe dọa trực tiếp đến sức khỏe của cộng đồng dân cư sinh sống và làm việc dọc các trục đường chính.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm của đề tài là xác định nồng độ ô nhiễm bụi PM10 và bụi mịn PM2.5, đánh giá mức độ phơi nhiễm cá nhân trên các nhóm ngành nghề và lượng hóa những rủi ro sức khỏe cộng đồng. Mục tiêu cụ thể bao gồm: quan trắc và phân tích nồng độ bụi PM10 và PM2.5 tại 15 vị trí giao thông huyết mạch; xác định mức độ phơi nhiễm thực tế qua thiết bị đo cá nhân; áp dụng mô hình dịch tễ học để ước tính các tổn thất sức khỏe; từ đó đề xuất các giải pháp kỹ thuật và quản lý khả thi.

Phạm vi nghiên cứu được thực hiện từ tháng 05/2016 đến tháng 06/2017 trên địa bàn 11 phường thuộc quận Thanh Xuân. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của công trình thể hiện ở việc cung cấp bức tranh định lượng rõ nét về nồng độ bụi vượt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia từ 1,5 đến 1,7 lần tại các nút giao cắt chính. Đồng thời, kết quả lượng hóa nguy cơ bệnh tật cung cấp luận cứ khoa học tin cậy giúp các nhà quản lý môi trường đô thị hoạch định chính sách kiểm soát phát thải hiệu quả.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu ứng dụng lý thuyết đánh giá phơi nhiễm cá nhân của Duan (1982) và Ott (1985), trong đó phơi nhiễm được định nghĩa là sự tiếp xúc đồng thời giữa nồng độ chất ô nhiễm trong không khí và cơ thể con người theo không gian, thời gian và cường độ hô hấp. Khung lý thuyết này kết hợp mô hình giám sát trực tiếp bằng thiết bị đo cá nhân và phương pháp hồi cứu thông qua phiếu điều tra xã hội học để xác định lượng hấp thụ hạt bụi đi vào đường hô hấp theo công thức phơi nhiễm tích hợp.

Bên cạnh đó, nghiên cứu sử dụng mô hình Quan hệ Liều lượng - Đáp ứng (Dose-Response Relationships) được Ngân hàng Thế giới (WB) và chuyên gia Bart Ostro (1994) chuẩn hóa. Mô hình toán học lượng hóa rủi ro sức khỏe có dạng tổng quát: dHi = bi * POPi * dA. Trong đó, dHi đại diện cho sự thay đổi về số ca bệnh hoặc tử vong, bi là hệ số hồi quy dịch tễ học xác định từ các nghiên cứu sức khỏe quốc tế, POPi là quy mô dân số phơi nhiễm tại địa bàn khảo sát, và dA là độ chênh lệch nồng độ chất ô nhiễm so với ngưỡng giới hạn quy chuẩn. Ba khái niệm chuyên ngành then chốt được áp dụng xuyên suốt bao gồm: bụi PM10 (bụi có đường kính khí động học nhỏ hơn hoặc bằng 10 µm), bụi mịn PM2.5 (bụi có đường kính khí động học nhỏ hơn hoặc bằng 2,5 µm), và chỉ số tổn hại đường hô hấp (RHA).

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của đề tài kết hợp giữa số liệu thứ cấp về điều kiện khí tượng, thủy văn, kinh tế - xã hội quận Thanh Xuân và số liệu sơ cấp thu thập qua các đợt quan trắc thực địa. Cỡ mẫu quan trắc môi trường không khí xung quanh được thiết lập tại 15 vị trí trọng điểm đại diện cho các nút giao thông, cổng trường học và khu dân cư, thực hiện liên tục trong 2 đợt: đợt 1 vào tháng 8/2016 (đặc trưng mùa mưa) và đợt 2 vào tháng 12/2016 (đặc trưng mùa khô), mỗi đợt lấy mẫu liên tục 24 giờ trong 3 ngày liên tiếp.

Phương pháp lấy mẫu khối lượng sử dụng thiết bị MiniVol TAS 5.0 với lưu lượng hút 5 lít/phút, tuân thủ tiêu chuẩn US EPA 40 CFR Part 50 (Appendix J và Appendix L), màng lọc được sấy và cân phân tích chính xác tại phòng thí nghiệm chuyên sâu. Để đánh giá phơi nhiễm cá nhân, nghiên cứu chọn mẫu 25 tình nguyện viên thuộc 5 nhóm nghề nghiệp đặc trưng (lái xe ôm, người bán hàng rong, bảo vệ trông xe, nhân viên văn phòng, học sinh - sinh viên), mỗi nhóm 5 người mang thiết bị đo tán xạ quang học hiện đại pDR-1500 và pDR-1000AN trong suốt ca làm việc. Ngoài ra, phương pháp phỏng vấn dịch tễ học được triển khai trên 200 người dân (40 người cho mỗi nhóm đối tượng) nhằm thu thập thông tin về thời gian tiếp xúc ngoài trời, tiền sử bệnh hô hấp và thói quen sinh hoạt. Lý do lựa chọn mô hình Dose-Response là khả năng chuyển đổi chính xác nồng độ bụi thực đo thành các chỉ số y tế cộng đồng mà không đòi hỏi hệ thống dữ liệu bệnh viện kéo dài nhiều thập kỷ.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Kết quả quan trắc nồng độ bụi không khí xung quanh tại 15 điểm trên địa bàn quận Thanh Xuân ghi nhận tình trạng ô nhiễm bụi hạt diễn ra nghiêm trọng và có sự biến động rõ nét theo mùa. Vào đợt 1 (tháng 8/2016), nồng độ trung bình 24 giờ của bụi PM10 đạt mức 181 µg/m3, vượt 1,21 lần so với giới hạn 150 µg/m3 quy định tại QCVN 05:2013/BTNMT. Sang đợt 2 (tháng 12/2016), nồng độ trung bình PM10 tăng vọt lên 208 µg/m3, vượt quy chuẩn 1,39 lần. Tại các nút giao thông trọng điểm như Ngã Tư Sở (VT05) và ngã tư Trường Chinh - Giải Phóng (VT07), nồng độ PM10 đợt mùa khô ghi nhận lần lượt là 290 µg/m3 và 243 µg/m3, vượt quy chuẩn từ 1,62 đến 1,93 lần. Nồng độ PM2.5 trung bình toàn quận cũng duy trì ở mức cao, dao động từ 75,50 µg/m3 đến 80,80 µg/m3, cao gấp 1,51 đến 1,62 lần ngưỡng cho phép 50 µg/m3.

Sự phân hóa về lượng phơi nhiễm bụi giữa các nhóm đối tượng nghiên cứu đạt mức rất cao. Nhóm người hành nghề lái xe ôm có mức hấp thụ bụi qua đường hô hấp lớn nhất trong ngày, đạt 714 µg/ngày đối với PM2.5 và 1.954 µg/ngày đối với PM10. Tiếp theo là nhóm người bán hàng vỉa hè với lượng hấp thụ lần lượt là 486 µg/ngày (PM2.5) và 1.348 µg/ngày (PM10). Nhóm nhân viên văn phòng và sinh viên ghi nhận mức hấp thụ thấp nhất. Cụ thể, lượng bụi PM2.5 đi vào cơ thể người lái xe ôm cao gấp 3,29 lần và lượng PM10 cao gấp 2,41 lần so với nhân viên văn phòng làm việc trong môi trường khép kín.

Áp dụng phương trình Liều lượng - Đáp ứng trên quy mô dân số 259.355 người, nghiên cứu lượng hóa được các tổn thất sức khỏe do ô nhiễm PM10 tại quận Thanh Xuân trong giai đoạn khảo sát: số ca tử vong sớm ước tính gia tăng từ 35 đến 72 trường hợp; số lượt nhập viện do suy hô hấp cấp (RHA) gia tăng từ 103 đến 244 ca; số ca mắc mới và tái phát hen suyễn dao động từ 13 đến 214 người; số trường hợp viêm phế quản mãn tính tăng thêm từ 48 đến 144 người; và hàng trăm nghìn lượt xuất hiện triệu chứng kích ứng hô hấp nhẹ mỗi năm.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi dẫn đến sự vượt chuẩn nghiêm trọng của nồng độ bụi bắt nguồn từ mật độ phương tiện giao thông cá nhân quá tải trên các trục đường Nguyễn Trãi, Khuất Duy Tiến và Lê Văn Lương, nơi lưu lượng xe máy giờ cao điểm lên tới 12.000 - 13.000 xe/giờ. Quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, hiện tượng ma sát lốp xe với mặt đường và sự cuốn theo của cát bụi tồn đọng là nguồn phát thải thứ cấp liên tục. Thêm vào đó, điều kiện khí tượng mùa đông với hiện tượng nghịch nhiệt, độ ẩm 75 - 80% cùng tốc độ gió thấp đã ngăn cản sự phát tán chất ô nhiễm, khiến nồng độ bụi mùa khô cao hơn mùa mưa khoảng 14,9%.

Dữ liệu phơi nhiễm và bệnh tật có thể được mô hình hóa trực quan thông qua bản đồ đường đồng mức ô nhiễm không khí GIS kết hợp cùng biểu đồ cột so sánh lượng hấp thụ bụi của 5 nhóm ngành nghề. Khi đối chiếu với các nghiên cứu tại TP. Hồ Chí Minh của nhóm Sumi Mehta và cộng sự, nguy cơ gia tăng nhập viện do bệnh hô hấp dưới (ALRI) ở trẻ em cũng tăng hơn 8,50% trong mùa khô, hoàn toàn tương đồng với quy luật diễn tiến ô nhiễm tại quận Thanh Xuân. So sánh với các nghiên cứu tại Bangkok và Manila của Sumeet Saksena (2014), nhóm lao động ngoài trời tại các đô thị đang phát triển ở châu Á luôn là đối tượng chịu gánh nặng bệnh tật cao gấp 2 đến 4 lần so với nhóm làm việc trong nhà.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm kiểm soát nồng độ bụi và giảm thiểu các rủi ro sức khỏe cộng đồng, nghiên cứu đề xuất hệ thống 4 nhóm giải pháp đồng bộ:

  • Tái cấu trúc và điều tiết giao thông đô thị: Sở Giao thông vận tải Hà Nội phối hợp với Công an quận Thanh Xuân triển khai phân luồng giao thông thông minh tại các nút giao trọng điểm như Ngã Tư Sở và nút giao Khuất Duy Tiến - Lê Văn Lương. Đẩy nhanh tiến độ hoàn thiện tuyến đường sắt đô thị trên cao Cát Linh - Hà Đông và tăng cường mạng lưới xe buýt xanh, đặt mục tiêu giảm 15% đến 20% mật độ xe máy cá nhân lưu thông trong giờ cao điểm giai đoạn 2018 - 2023.
  • Tăng cường kiểm soát bụi phát tán từ công trình và mặt đường: Ủy ban nhân dân quận Thanh Xuân chỉ đạo Đội Quản lý trật tự xây dựng xử phạt nghiêm các công trình không che chắn bạt kín hoặc xe chở vật liệu không rửa sạch bánh xe trước khi xuất bến. Công ty TNHH MTV Môi trường Đô thị Hà Nội (URENCO) cần tăng tần suất quét hút bụi cơ giới và phun nước rửa đường lên 2 đến 3 lần/ngày trên các tuyến đường Vành Đai 3, Trường Chinh và Nguyễn Trãi, hướng tới mục tiêu giảm 25% nồng độ bụi lắng bề mặt vào năm 2020.
  • Nâng cao năng lực quan trắc và cảnh báo chất lượng không khí: Sở Tài nguyên và Môi trường Hà Nội cần lắp đặt bổ sung 3 đến 5 trạm quan trắc tự động liên tục trên địa bàn quận Thanh Xuân trong vòng 12 đến 18 tháng, kết nối dữ liệu thời gian thực để cảnh báo chỉ số chất lượng không khí (AQI) cho người dân qua ứng dụng di động.
  • Thực hiện các biện pháp phòng ngừa y tế cá nhân: Trung tâm Y tế quận Thanh Xuân cần tổ chức các chương trình truyền thông y tế công cộng, hướng dẫn người dân, đặc biệt là nhóm lái xe ôm và người bán hàng rong, bắt buộc sử dụng khẩu trang đạt chuẩn lọc bụi mịn (N95 hoặc tương đương), hạn chế lưu thông ngoài trời vào các khung giờ cao điểm từ 7:00 - 8:00 và 16:30 - 18:30.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang lại giá trị thực tiễn và học thuật sâu sắc cho 4 nhóm đối tượng chính:

  • Cơ quan quản lý nhà nước và nhà hoạch định chính sách đô thị: Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Giao thông vận tải, cùng Ủy ban nhân dân quận Thanh Xuân có thể sử dụng bộ số liệu quan trắc 15 điểm và kết quả mô hình hóa rủi ro sức khỏe làm căn cứ xây dựng kế hoạch quản lý chất lượng không khí cấp quận và quy hoạch luồng tuyến giao thông bền vững.
  • Nhà nghiên cứu, giảng viên và sinh viên chuyên ngành môi trường: Các cơ sở đào tạo đại học và viện nghiên cứu trong lĩnh vực Khoa học Môi trường, Quản lý Môi trường và Y tế Công cộng có thể tham khảo phương pháp luận kết hợp thiết bị đo quang học cá nhân với mô hình Dose-Response của Ngân hàng Thế giới để mở rộng quy mô nghiên cứu cho các đô thị khác.
  • Doanh nghiệp vận tải, nhà thầu xây dựng và tư vấn môi trường: Các đơn vị thi công hạ tầng giao thông và các công ty quản lý tòa nhà thương mại tại khu vực nội thành có thể ứng dụng các thông số phát thải thực tế để thiết kế biện pháp giảm thiểu bụi, thiết lập hệ thống màng lọc không khí cho các công trình văn phòng ven trục giao thông lớn.
  • Cộng đồng cư dân và các tổ chức xã hội: Người dân đô thị, đặc biệt là nhóm lao động ngoài trời và các bậc phụ huynh, có thể nắm bắt rõ các khung giờ ô nhiễm cao điểm và mức độ nguy hại của hạt bụi siêu nhỏ để chủ động áp dụng các giải pháp bảo vệ đường hô hấp cho gia đình.

Câu hỏi thường gặp

Nguồn phát sinh bụi PM10 và PM2.5 chính tại quận Thanh Xuân là gì?

Nguồn phát tán chủ yếu đến từ khí thải động cơ của hơn 12.000 xe máy và hàng nghìn ô tô lưu thông mỗi giờ cao điểm, kết hợp với bụi tái bay hơi do ma sát bánh xe và hoạt động thi công đào lấp của các công trình hạ tầng giao thông lớn chưa được che chắn kín.

Tại sao người hành nghề lái xe ôm lại có lượng hấp thụ bụi cao nhất?

Do đặc thù công việc di chuyển liên tục từ 8 đến 10 tiếng mỗi ngày ngay trên lòng đường vào các khung giờ cao điểm, nhóm lái xe ôm hít thở trực tiếp khí thải chưa pha loãng, dẫn đến lượng hấp thụ PM2.5 đạt tới 714 µg/ngày, cao gấp 3,29 lần so với nhân viên văn phòng.

Nồng độ bụi tại quận Thanh Xuân vượt chuẩn cho phép bao nhiêu lần?

Kết quả quan trắc 24 giờ tại 15 vị trí cho thấy nồng độ PM10 vượt từ 1,21 đến 1,39 lần, cá biệt tại các nút giao như Ngã Tư Sở vượt 1,93 lần (đạt 290 µg/m3), trong khi nồng độ PM2.5 vượt từ 1,51 đến 1,62 lần so với giới hạn của QCVN 05:2013/BTNMT.

Phương pháp Dose-Response của Ngân hàng Thế giới ước tính những chỉ tiêu sức khỏe nào?

Mô hình ước tính 5 chỉ tiêu dịch tễ then chốt bao gồm: tỷ lệ tử vong sớm trong dân số, số lượt nhập viện do suy hô hấp cấp (RHA), tỷ lệ mắc mới và tái phát bệnh hen suyễn (chiếm khoảng 5% dân số), số ca viêm phế quản mãn tính và tần suất xuất hiện các triệu chứng hô hấp cấp.

Điều kiện thời tiết ảnh hưởng như thế nào đến mức độ ô nhiễm bụi tại khu vực?

Nồng độ bụi mùa khô (tháng 12) cao hơn mùa mưa (tháng 8) khoảng 14,9%, trung bình đạt 208 µg/m3 so với 181 µg/m3, do hiện tượng nghịch nhiệt mùa đông làm giảm khả năng khuếch tán khí quyển, giữ các hạt bụi mịn lơ lửng sát tầng mặt đất.

Kết luận

  • Luận văn đã thiết lập bức tranh toàn diện về hiện trạng ô nhiễm bụi hạt tại 15 nút giao thông trọng điểm thuộc quận Thanh Xuân, khẳng định nồng độ PM10 và PM2.5 đều vượt chuẩn QCVN 05:2013/BTNMT từ 1,5 đến gần 2 lần.
  • Nghiên cứu đã tiên phong kết hợp kỹ thuật đo nồng độ bụi tán xạ quang học cá nhân trên 25 tình nguyện viên, chứng minh nhóm lao động ngoài trời chịu mức phơi nhiễm cao gấp 2,41 đến 3,29 lần so với nhóm làm việc trong nhà.
  • Ứng dụng thành công mô hình Liều lượng - Đáp ứng của Ngân hàng Thế giới để định lượng cụ thể số ca tử vong sớm và hàng trăm ca nhập viện hô hấp trên tổng quy mô 259.355 dân số toàn quận.
  • Đề xuất 4 nhóm giải pháp kỹ thuật, điều tiết giao thông và y tế dự phòng có tính ứng dụng cao, định hướng triển khai cụ thể theo lộ trình 2018 - 2023.
  • Các nhà nghiên cứu và cơ quan quản lý môi trường đô thị hãy khai thác nguồn dữ liệu và phương pháp luận của công trình này để nhân rộng mô hình đánh giá phơi nhiễm, góp phần cải thiện chất lượng không khí cho các đô thị Việt Nam.