Luận văn ThS Nguyễn Thị Thúy Mến: Kim loại nặng, bụi không khí trong nhà & rủi ro phơi nhiễm

Tài liệu nghiên cứu Luận văn mến, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu về ., phục vụ nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

• Tác giả: Nguyễn Thị Thúy Mến
• Người hướng dẫn: TS. Trần Đình Trinh
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Hóa môi trường
• Đề tài: Nghiên cứu xác định nồng độ và đánh giá rủi ro phơi nhiễm các kim loại nặng từ các hạt bụi trong không khí trong nhà
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ khoa học
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Ô nhiễm không khí
• 1.2. Ô nhiễm không khí trong nhà
• 1.3. Các chất ô nhiễm không khí trong nhà
• 1.4. Nguồn phát thải các chất gây ô nhiễm không khí trong nhà
• 1.5. Các nghiên cứu trên thế giới và trong nước về ô nhiễm kim loại nặng trong không khí trong nhà
• 1.5.1. Các nghiên cứu trên thế giới về ô nhiễm kim loại nặng trong không khí trong nhà
• 1.5.2. Các nghiên cứu ở Việt Nam về ô nhiễm kim loại nặng trong không khí trong nhà
• 1.6. Ảnh hưởng của kim loại nặng đến sức khỏe của con người
• 1.6.1. Cơ chế gây độc của kim loại nặng
• 1.6.2. Ảnh hưởng của một số kim loại nặng điển hình đối với sức khỏe của con người
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
• 2.1. Mục đích và đối tượng nghiên cứu
• 2.1.1. Mục đích nghiên cứu
• 2.1.2. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Thiết bị và dụng cụ lấy mẫu
• 2.2.1. Thiết bị thu bụi
• 2.2.2. Thiết bị đo nồng độ CO2, CO, nhiệt độ, độ ẩm
• 2.3. Phương pháp và chiến dịch lấy mẫu tại các trường học
• 2.3.1. Phương pháp lấy mẫu
• 2.3.2. Các bước lấy và bảo quản mẫu
• 2.4. Xác định nồng độ các kim loại nặng bằng phương pháp quang phổ huỳnh quang tia X (XRF)
• 2.4.1. Giới thiệu về XRF
• 2.4.2. Cơ chế hoạt động của phương pháp XRF
• 2.4.3. Ứng dụng của phương pháp quang phổ huỳnh quang tia X
• 2.4.4. Đảm bảo và kiểm soát chất lượng của phép phân tích
• 2.5. Nghiên cứu hình thái của các hạt bụi bằng phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM)
• 2.6. Xác định nguồn phát thải các kim loại nặng
• 2.6.1. Hệ số tương quan giữa các chất ô nhiễm
• 2.7. Đánh giá rủi ro phơi nhiễm, ảnh hưởng gây ung thư và ảnh hưởng không gây ung thư của các kim loại nặng trên các hạt bụi trong không khí
• 2.7.1. Đánh giá rủi ro phơi nhiễm
• 2.7.2. Đánh giá ảnh hưởng gây ung thư và ảnh hưởng không gây ung thư
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kết quả sự thay đổi nồng độ CO, CO2, nhiệt độ, độ ẩm tại các trường mầm non
• 3.2. Kết quả nồng độ các hạt bụi trong không khí tại các trường mầm non
• 3.3. Kết quả giải nồng độ các hạt bụi trong không khí trong nhà và xung quanh
• 3.4. So sánh với các kết quả nồng độ các hạt bụi của các nghiên cứu trên Thế giới
• 3.5. Kết quả sự phân bố các hạt bụi trong không khí trong nhà và xung quanh
• 3.6. Kết quả nồng độ các kim loại nặng trên các hạt bụi trong không khí trong nhà và xung quanh tại các trường mầm non
• 3.7. Kết quả sự phân bố của các kim loại trên các hạt bụi
• 3.8. Kết quả xác định nguồn phát thải các kim loại
• 3.9. Tỷ số I/O (indoor/outdoor) của các kim loại nặng
• 3.10. Kết quả mối tương quan giữa các kim loại và các thông số CO, CO2, nhiệt độ, độ ẩm
• 3.11. Kết quả đánh giá rủi ro sức khỏe, rủi ro ung thư
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Hiểu đúng về kim loại nặng trong bụi nhà và rủi ro sức khỏe

Không khí trong nhà, nơi con người dành đến 90% thời gian, tiềm ẩn nhiều nguy cơ hơn so với không khí ngoài trời. Một trong những mối đe dọa thầm lặng nhưng nghiêm trọng nhất chính là ô nhiễm kim loại nặng tồn tại trong các hạt bụi siêu nhỏ. Bụi trong nhà không chỉ là các hạt đất cát thông thường, mà là một hỗn hợp phức tạp chứa các chất ô nhiễm không khí trong nhà, bao gồm cả các kim loại độc hại. Các kim loại này, dù ở nồng độ vết, có khả năng tích tụ sinh học trong cơ thể qua đường hô hấp, tiêu hóa và tiếp xúc da, gây ra các vấn đề sức khỏe lâu dài. Việc đánh giá rủi ro sức khỏe từ kim loại nặng trong bụi không khí nhà là một nhiệm vụ cấp thiết để bảo vệ cộng đồng, đặc biệt là các nhóm đối tượng nhạy cảm như trẻ em. Nghiên cứu của Nguyễn Thị Thúy Mến (2020) tại các trường mầm non Hà Nội đã nhấn mạnh tính nghiêm trọng của vấn đề, khi chỉ ra rằng nồng độ của nhiều kim loại nặng có thể vượt ngưỡng an toàn, đặt ra câu hỏi lớn về chất lượng môi trường sống và học tập. Độc tính kim loại nặng không biểu hiện ngay lập tức mà âm thầm phá hủy các cơ quan, ảnh hưởng đến sức khỏe hô hấp và đặc biệt là ảnh hưởng hệ thần kinh đang phát triển của trẻ. Do đó, việc nhận diện, phân tích nồng độ và hiểu rõ cơ chế gây hại của chúng là bước đầu tiên và quan trọng nhất để xây dựng các biện pháp can thiệp hiệu quả.

1.1. Định nghĩa chất ô nhiễm không khí trong nhà và vai trò của bụi

Chất ô nhiễm không khí trong nhà (Indoor Air Pollutants) là thuật ngữ chỉ các hợp chất vật lý, hóa học, sinh học trong không khí bên trong các tòa nhà, có khả năng gây hại cho sức khỏe. Khác với môi trường ngoài trời, không gian kín trong nhà hạn chế sự lưu thông không khí, khiến các chất ô nhiễm dễ dàng tích tụ với nồng độ cao hơn. Trong đó, bụi trong nhà đóng vai trò như một "phương tiện vận chuyển" và "kho chứa" các chất độc hại này. Bụi là một hỗn hợp không đồng nhất của các hạt hữu cơ (sợi vải, tế bào da chết, phấn hoa, bào tử nấm) và vô cơ, bao gồm cả các kim loại nặng. Các kim loại này bám dính vào bề mặt hạt bụi và lơ lửng trong không khí, dễ dàng bị hít phải hoặc xâm nhập vào cơ thể qua đường ăn uống khi trẻ em đưa tay hoặc đồ vật nhiễm bụi vào miệng.

1.2. Tại sao tác động đến trẻ em lại nghiêm trọng hơn người lớn

Trẻ em là nhóm đối tượng dễ bị tổn thương nhất trước độc tính kim loại nặng. Có nhiều lý do cho điều này: Thứ nhất, hệ hô hấp và hệ miễn dịch của trẻ chưa phát triển hoàn thiện. Thứ hai, tỷ lệ hấp thụ kim loại nặng qua đường tiêu hóa ở trẻ cao hơn nhiều so với người lớn. Thứ ba, trẻ em có các hành vi đặc trưng như bò, chơi trên sàn nhà và thường xuyên đưa tay, đồ vật vào miệng, làm tăng nguy cơ phơi nhiễm trực tiếp. Luận văn của Nguyễn Thị Thúy Mến (2020) đặc biệt nhấn mạnh rằng tác động đến trẻ em là đặc biệt nghiêm trọng vì đây là giai đoạn phát triển não bộ tối đa. Phơi nhiễm chì dù ở mức độ thấp cũng có thể gây suy giảm chỉ số IQ và các vấn đề về hành vi. Do trọng lượng cơ thể thấp, cùng một lượng kim loại hít vào hoặc nuốt phải sẽ tạo ra nồng độ trong cơ thể trẻ cao hơn, dẫn đến nguy cơ ngộ độc lớn hơn.

II. Nguồn gốc kim loại nặng trong bụi nhà Nhận diện kẻ thù vô hình

Để thực hiện đánh giá rủi ro sức khỏe một cách hiệu quả, việc xác định nguồn gốc kim loại nặng là vô cùng quan trọng. Các kim loại độc hại không tự nhiên xuất hiện trong nhà mà bắt nguồn từ hai nhóm chính: nguồn ngoại sinh (ngoài trời) và nguồn nội sinh (trong nhà). Nguồn ngoại sinh chủ yếu đến từ ô nhiễm từ giao thông, khí thải từ các khu công nghiệp, và bụi đất bị cuốn vào nhà qua cửa sổ, cửa ra vào hoặc bám trên quần áo, giày dép. Các hoạt động xây dựng xung quanh cũng là một nguồn phát tán bụi chứa kim loại nặng đáng kể. Trong khi đó, nguồn nội sinh thường bị bỏ qua nhưng lại tiềm ẩn nguy cơ không kém. Sơn chứa chì trên các bức tường cũ, vật liệu xây dựng, đồ nội thất, đồ chơi trẻ em, khói thuốc lá, và thậm chí cả các hoạt động nấu nướng cũng có thể giải phóng kim loại vào không khí. Nghiên cứu cho thấy, tỷ lệ I/O (trong nhà/ngoài trời) là một chỉ số quan trọng để xác định nguồn phát thải chính. Khi tỷ lệ này lớn hơn 1, nó cho thấy sự tồn tại của một nguồn phát thải mạnh ngay bên trong ngôi nhà. Việc hiểu rõ các nguồn này giúp chúng ta đưa ra các chiến lược phòng ngừa đúng đắn, từ việc lựa chọn vị trí nhà ở đến việc chọn lựa vật liệu xây dựng và thói quen sinh hoạt hàng ngày.

2.1. Phân loại các nguồn phát thải kim loại nặng chính

Các nguồn gốc kim loại nặng được chia thành hai loại. Nguồn ngoại sinh (Outdoor sources) bao gồm các hạt bụi từ môi trường bên ngoài xâm nhập vào nhà. Đây thường là nguồn chính của nhiều kim loại như chì (Pb) từ khí thải xăng pha chì trước đây, kẽm (Zn) từ lốp xe, cadmi (Cd) và niken (Ni) từ khí thải công nghiệp và đốt nhiên liệu hóa thạch. Nguồn nội sinh (Indoor sources) là các nguồn phát thải ngay bên trong không gian sống. Điển hình là sơn chứa chì trong các ngôi nhà cũ, sự mài mòn của các đồ vật kim loại, vật liệu xây dựng (xi măng, ván ép), khói thuốc lá (chứa Cadmi), và các sản phẩm tiêu dùng như mỹ phẩm, chất tẩy rửa. Việc phân biệt rõ hai nguồn này rất quan trọng trong việc đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm.

2.2. Mối nguy từ ô nhiễm giao thông và các khu công nghiệp

Ô nhiễm từ giao thông là một trong những nguồn ngoại sinh lớn nhất. Khí thải từ động cơ, sự mài mòn của lốp xe, má phanh và mặt đường giải phóng một lượng lớn các kim loại như chì (Pb), kẽm (Zn), đồng (Cu), và antimon (Sb) vào không khí. Các hạt bụi này có thể di chuyển xa và dễ dàng xâm nhập vào nhà ở, đặc biệt là những ngôi nhà nằm gần các trục đường lớn. Tương tự, các khu công nghiệp, nhà máy luyện kim, nhà máy nhiệt điện là nguồn phát thải tập trung của nhiều kim loại độc hại như asen (As), cadmi (Cd), thủy ngân (Hg) và crom (Cr). Nghiên cứu của Nguyễn Thị Thúy Mến cho thấy các địa điểm lấy mẫu gần đường giao thông lớn có nồng độ bụi và một số kim loại nặng ngoài trời cao hơn đáng kể, khẳng định vai trò của các nguồn ngoại sinh này.

III. Top các kim loại nặng trong bụi nhà có độc tính cao nhất

Không phải tất cả kim loại nặng đều có độc tính kim loại nặng như nhau. Một số loại đặc biệt nguy hiểm đối với sức khỏe con người, ngay cả khi phơi nhiễm ở nồng độ rất thấp. Chì (Pb) là một trong những kim loại được nghiên cứu nhiều nhất do ảnh hưởng hệ thần kinh nghiêm trọng, đặc biệt là với trẻ em. Phơi nhiễm chì có thể gây suy giảm nhận thức vĩnh viễn. Cadmi (Cd), thường có trong pin, nhựa và khói thuốc lá, là tác nhân gây tổn thương thận và xương. Ngộ độc cadmi mãn tính có thể dẫn đến bệnh Itai-itai, một căn bệnh gây đau đớn dữ dội. Asen (As), một á kim, được biết đến là một chất gây ung thư mạnh, có liên quan đến ung thư da, phổi và bàng quang. Tác hại của asen còn bao gồm các vấn đề về tim mạch và da liễu. Thủy ngân (Hg), đặc biệt là dạng hữu cơ như methylmercury, là một chất độc thần kinh cực mạnh. Mặc dù thủy ngân trong không khí trong nhà ít phổ biến hơn, nó có thể phát sinh từ các bóng đèn huỳnh quang bị vỡ hoặc nhiệt kế cũ. Ngoài ra, các kim loại khác như Niken (Ni), Crom (Cr) cũng là những chất có nguy cơ gây ung thư và các vấn đề về hô hấp. Việc nhận diện và phân tích nồng độ của từng kim loại cụ thể là rất cần thiết để đánh giá rủi ro sức khỏe một cách chính xác.

3.1. Phơi nhiễm Chì Pb Mối nguy thầm lặng cho hệ thần kinh

Phơi nhiễm chì (Pb) là một vấn đề sức khỏe cộng đồng toàn cầu. Chì không có vai trò sinh học nào trong cơ thể con người và độc hại ở mọi nồng độ. Khi vào cơ thể, chì tích tụ trong xương và máu, gây cản trở hoạt động của nhiều enzyme quan trọng. Đối với trẻ em, chì gây tổn thương không thể phục hồi cho não bộ và hệ thần kinh trung ương, dẫn đến giảm chỉ số IQ, rối loạn tăng động giảm chú ý (ADHD), và các vấn đề học tập khác. Ở người lớn, nhiễm độc chì mãn tính có thể gây cao huyết áp, bệnh thận và các vấn đề sinh sản. Nguồn chì trong nhà chủ yếu đến từ sơn chứa chì cũ bị bong tróc, bụi đất ô nhiễm từ bên ngoài và một số đồ dùng gia đình.

3.2. Ngộ độc Cadmi Cd và tác hại của Asen As tiềm ẩn

Ngộ độc Cadmi (Cd) thường xảy ra do phơi nhiễm kéo dài. Cd tích tụ chủ yếu ở thận, gây rối loạn chức năng thận và có thể dẫn đến suy thận. Nó cũng ảnh hưởng đến chuyển hóa canxi, làm xương trở nên giòn và dễ gãy. Trong khi đó, tác hại của Asen (As) được biết đến nhiều nhất là khả năng gây ung thư. Cơ quan Nghiên cứu Ung thư Quốc tế (IARC) xếp Asen vào nhóm 1 - chất gây ung thư cho người. Phơi nhiễm Asen mãn tính qua đường hô hấp hoặc tiêu hóa làm tăng đáng kể rủi ro ung thư da, phổi, bàng quang và thận. Các triệu chứng khác bao gồm các tổn thương da đặc trưng (chứng dày sừng, thay đổi sắc tố), bệnh tim mạch và tiểu đường.

IV. Phương pháp đánh giá rủi ro sức khỏe từ kim loại nặng trong nhà

Để lượng hóa mức độ nguy hiểm, các nhà khoa học sử dụng mô hình đánh giá rủi ro sức khỏe của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (US-EPA). Quy trình này bao gồm bốn bước chính: nhận diện mối nguy, đánh giá phơi nhiễm, đánh giá liều lượng-đáp ứng, và mô tả đặc tính rủi ro. Bước đầu tiên là lấy mẫu bụi và phân tích nồng độ của các kim loại nặng bằng các phương pháp hiện đại như Quang phổ huỳnh quang tia X (XRF) hoặc Quang phổ khối plasma cảm ứng (ICP-MS), như đã thực hiện trong nghiên cứu của Nguyễn Thị Thúy Mến (2020). Sau khi có dữ liệu về nồng độ, liều lượng hàng ngày mà một người (đặc biệt là trẻ em) tiếp xúc qua các con đường khác nhau (hô hấp, tiêu hóa, da) được tính toán. Dựa trên liều lượng này, hai chỉ số quan trọng được xác định. Chỉ số nguy cơ sức khỏe (HI) được dùng để đánh giá các ảnh hưởng không gây ung thư. Nếu HI > 1, có khả năng xảy ra các tác động tiêu cực đến sức khỏe. Nguy cơ gây ung thư (CR) được tính toán cho các kim loại đã được xác định là tác nhân gây ung thư (như Asen, Cadmi, Niken), cho biết xác suất mắc ung thư trong suốt cuộc đời do phơi nhiễm. Phương pháp này cung cấp một cơ sở khoa học vững chắc để các nhà quản lý đưa ra các tiêu chuẩn và chính sách bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

4.1. Quy trình lấy mẫu bụi và phân tích nồng độ kim loại

Quá trình đánh giá rủi ro sức khỏe bắt đầu bằng việc thu thập mẫu một cách khoa học. Trong nghiên cứu tham khảo, việc lấy mẫu bụi được thực hiện bằng thiết bị Nanosampler II Model 3182, cho phép phân loại bụi theo các kích thước khác nhau (ví dụ PM10, PM2.5). Các mẫu bụi được thu trên giấy lọc sợi thủy tinh. Sau đó, các giấy lọc này được mang đi phân tích nồng độ các nguyên tố kim loại. Phương pháp Quang phổ huỳnh quang tia X (XRF) được sử dụng vì ưu điểm nhanh chóng, không phá hủy mẫu và có khả năng phân tích đồng thời nhiều nguyên tố. Việc đảm bảo chất lượng phân tích (QA/QC) là cực kỳ quan trọng, bao gồm việc sử dụng mẫu chuẩn (ví dụ NIST 1648) để kiểm tra độ chính xác và độ thu hồi của phép đo.

4.2. Tính toán Chỉ số nguy cơ sức khỏe HI và Nguy cơ ung thư CR

Sau khi có nồng độ kim loại, liều lượng phơi nhiễm hàng ngày (CDI) được tính toán cho từng con đường (hô hấp, tiêu hóa, qua da). Chỉ số nguy cơ sức khỏe (HI), đại diện cho nguy cơ không gây ung thư, được xác định bằng tổng các Thương số Nguy hiểm (HQ) của từng kim loại. HQ là tỷ lệ giữa liều lượng phơi nhiễm và liều tham chiếu (RfD - liều lượng an toàn). Một giá trị HI > 1 cho thấy có nguy cơ ảnh hưởng sức khỏe. Đối với các kim loại có khả năng gây ung thư, Nguy cơ gây ung thư (CR) được tính bằng cách nhân liều lượng phơi nhiễm với Hệ số độ dốc ung thư (CSF). Theo US-EPA, một giá trị CR trong khoảng 10⁻⁶ đến 10⁻⁴ (tương ứng 1 đến 100 ca ung thư trên một triệu người) được coi là mức chấp nhận được.

V. Kết quả nghiên cứu Nồng độ kim loại nặng trong bụi nhà Hà Nội

Nghiên cứu của Nguyễn Thị Thúy Mến (2020) cung cấp những dữ liệu thực tiễn quý giá về tình trạng ô nhiễm kim loại nặng trong bụi trong nhà tại hai trường mầm non ở Hà Nội. Kết quả cho thấy nồng độ các hạt bụi, đặc biệt là PM10 và PM2.5, tăng lên đáng kể trong thời gian có mặt học sinh, cho thấy hoạt động của trẻ em làm khuấy động và tái phát tán bụi từ các bề mặt. Đáng chú ý, nồng độ bụi PM10 và PM2.5 ngoài trời tại các địa điểm nghiên cứu đều vượt mức tiêu chuẩn của WHO, phản ánh tình trạng ô nhiễm không khí chung của thành phố. Phân tích thành phần cho thấy sự hiện diện của nhiều kim loại nặng độc hại. Việc phân tích nồng độ đã xác định được các kim loại có nguồn gốc từ cả hoạt động giao thông (Pb, Zn, Cu) và nguồn đất. Kết quả đánh giá rủi ro sức khỏe cho thấy chỉ số nguy cơ sức khỏe (HI) đối với nguy cơ không gây ung thư qua đường hô hấp đối với trẻ em ở cả hai trường đều nhỏ hơn 1, cho thấy nguy cơ ở mức thấp. Tuy nhiên, việc tính toán nguy cơ gây ung thư (CR) từ Asen và Niken cho thấy các giá trị nằm trong ngưỡng cần xem xét, nhấn mạnh sự cần thiết của các biện pháp giảm thiểu phơi nhiễm lâu dài, đặc biệt là đối với tác động đến trẻ em.

5.1. So sánh nồng độ bụi giữa thời điểm có và không có hoạt động

Một phát hiện quan trọng từ nghiên cứu là sự chênh lệch rõ rệt về nồng độ bụi. Cụ thể, nồng độ PM10 trong nhà khi có trẻ em hoạt động (ví dụ 58,1 µg/m³) cao hơn đáng kể so với khi không có trẻ em (ví dụ 16,3 µg/m³). Điều này chứng tỏ rằng các hoạt động như chạy nhảy, vui chơi của trẻ em làm các hạt bụi đã lắng đọng trên sàn nhà, bàn ghế, đồ chơi bị khuấy động và lơ lửng trở lại trong không khí. Hiện tượng tái phát tán này làm tăng đáng kể mức độ phơi nhiễm qua đường hô hấp đối với cả trẻ em và giáo viên trong lớp học.

5.2. Đánh giá rủi ro thực tế tại các trường mầm non Hà Nội

Kết quả đánh giá rủi ro sức khỏe tại các địa điểm nghiên cứu đã chỉ ra rằng, đối với các ảnh hưởng không gây ung thư, nguy cơ từ việc hít phải kim loại nặng trong bụi trong nhà vẫn nằm trong ngưỡng an toàn (HI < 1). Tuy nhiên, đối với rủi ro ung thư, các giá trị CR đối với Asen và Niken dù không ở mức báo động cao nhưng vẫn nằm trong phạm vi mà US-EPA khuyến nghị cần có sự quan tâm và theo dõi. Điều này có nghĩa là phơi nhiễm lâu dài với mức độ hiện tại có thể góp phần làm tăng nguy cơ mắc bệnh ung thư trong suốt cuộc đời. Kết quả này là một lời cảnh báo sớm, cho thấy cần có những biện pháp can thiệp để giảm thiểu phơi nhiễm chì, asen và các kim loại độc khác.

VI. Bí quyết giảm thiểu phơi nhiễm kim loại nặng trong bụi không khí nhà

Việc đánh giá rủi ro sức khỏe từ kim loại nặng trong bụi không khí nhà không chỉ dừng lại ở việc xác định mối nguy, mà cần phải đi đến các hành động cụ thể. Giảm thiểu phơi nhiễm là một mục tiêu hoàn toàn khả thi thông qua các biện pháp chủ động và thói quen sinh hoạt hàng ngày. Nền tảng của mọi giải pháp là vệ sinh nhà cửa một cách thường xuyên và đúng phương pháp. Việc sử dụng máy hút bụi có bộ lọc HEPA thay vì quét nhà bằng chổi sẽ giúp thu giữ các hạt bụi mịn hiệu quả, tránh làm chúng phát tán trở lại không khí. Lau dọn các bề mặt bằng khăn ẩm cũng là một cách hiệu quả để loại bỏ bụi. Bên cạnh đó, việc kiểm soát nguồn ô nhiễm là rất quan trọng. Cần hạn chế mang giày dép từ ngoài vào nhà, thường xuyên giặt thảm, rèm cửa. Đối với những ngôi nhà cũ, cần kiểm tra và xử lý sơn chứa chì một cách an toàn. Cải thiện hệ thống thông gió, mở cửa sổ thường xuyên để không khí trong lành lưu thông cũng giúp làm giảm nồng độ các chất ô nhiễm không khí trong nhà. Đầu tư vào một chiếc máy lọc không khí HEPA chất lượng có thể loại bỏ hiệu quả các hạt bụi siêu mịn mang kim loại nặng, bảo vệ sức khỏe hô hấp cho cả gia đình, đặc biệt là giảm tác động đến trẻ em.

6.1. Tầm quan trọng của việc vệ sinh nhà cửa đúng cách

Biện pháp hiệu quả và ít tốn kém nhất là vệ sinh nhà cửa thường xuyên. Tuy nhiên, cần thực hiện đúng cách. Quét khô có thể làm bụi bay lên và lơ lửng trong không khí hàng giờ. Thay vào đó, nên sử dụng máy hút bụi có bộ lọc HEPA, có khả năng giữ lại hơn 99.9% các hạt có kích thước 0.3 micromet, bao gồm cả các hạt bụi mang kim loại nặng. Sau khi hút bụi, việc lau các bề mặt sàn, bàn ghế, đồ chơi bằng khăn ẩm sẽ giúp loại bỏ triệt để lượng bụi còn sót lại. Chú ý đến các khu vực thường bị bỏ qua như gầm giường, nóc tủ và các khe kẽ.

6.2. Lựa chọn máy lọc không khí HEPA và kiểm soát nguồn ô nhiễm

Máy lọc không khí HEPA là một công cụ hỗ trợ đắc lực. Bộ lọc HEPA (High-Efficiency Particulate Air) được thiết kế để bẫy các hạt cực nhỏ, giúp làm sạch không khí trong một không gian nhất định. Khi chọn mua, cần chú ý đến chỉ số CADR (Tỷ lệ phân phối không khí sạch) để đảm bảo máy phù hợp với diện tích phòng. Song song đó, việc kiểm soát nguồn là giải pháp gốc rễ. Hãy sử dụng thảm chùi chân ở cửa ra vào, cởi bỏ giày dép trước khi vào nhà, và cân nhắc loại bỏ các vật liệu xây dựng hoặc đồ nội thất cũ có nguy cơ phát thải kim loại nặng. Không hút thuốc trong nhà là một quy tắc bắt buộc để giảm phơi nhiễm Cadmi và nhiều chất độc khác.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Môi trường không khí trong nhà đóng vai trò quyết định đối với sức khỏe con người, bởi thực tế các nghiên cứu dịch tễ học chỉ ra rằng con người dành khoảng 85% đến 90% thời gian mỗi ngày cho các hoạt động sinh hoạt, học tập và làm việc trong không gian kín. Theo thống kê của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), mỗi năm toàn cầu ghi nhận khoảng 4,3 triệu ca tử vong sớm do ô nhiễm không khí trong nhà, trong đó có gần 1 triệu trường hợp là trẻ em dưới 5 tuổi. Tại các đô thị có tốc độ phát triển nhanh như Hà Nội, áp lực từ quá trình đô thị hóa, mật độ giao thông dày đặc và các công trình xây dựng đã khiến chất lượng không khí trong nhà suy giảm nghiêm trọng. Trẻ em lứa tuổi mầm non là đối tượng dễ bị tổn thương nhất do hệ hô hấp và miễn dịch chưa hoàn thiện, với tốc độ hít thở tính theo khối lượng cơ thể cao gấp 2 lần so với người trưởng thành.

Mục tiêu cốt lõi của luận văn là xác định chính xác nồng độ, quy luật phân bố kích thước hạt của 24 nguyên tố kim loại nặng trong bụi không khí, đồng thời nhận diện nguồn phát thải và định lượng rủi ro sức khỏe đối với trẻ em mầm non. Nghiên cứu được triển khai thực nghiệm tại 2 trường mầm non đại diện trên địa bàn thành phố Hà Nội gồm quận Đống Đa và quận Hoàng Mai trong giai đoạn từ tháng 11/2019 đến tháng 01/2020. Với việc thu thập và phân tích 154 mẫu bụi đa tầng cùng hàng nghìn dữ liệu vi khí hậu liên tục, công trình cung cấp bộ dữ liệu thực chứng chuyên sâu, góp phần thiết lập cơ sở khoa học cho các tiêu chuẩn quản lý chất lượng không khí học đường tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng mô hình đánh giá rủi ro sức khỏe con người 4 bước tiêu chuẩn do Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (US-EPA) ban hành, bao gồm: Nhận diện mối nguy hại, Đánh giá mức độ phơi nhiễm, Đánh giá độc tính liều - đáp ứng, và Mô tả đặc tính rủi ro. Khung lý thuyết này cho phép định lượng mức hấp thụ hàng ngày mãn tính (CDI), chỉ số rủi ro ung thư trọn đời (LCR) thông qua hệ số độ dốc ung thư (CSF), cũng như chỉ số nguy hại phi ung thư (HQ) dựa trên nồng độ tham chiếu an toàn (RfC).

Bên cạnh đó, luận văn áp dụng lý thuyết khí động học hạt bụi và độc học môi trường. Các hạt bụi được phân loại theo đường kính khí động học từ bụi thô (PM10), bụi mịn (PM2.5) đến bụi siêu mịn (PM0.1). Cơ chế gây độc của kim loại nặng được giải thích thông qua sự tương tác và kìm hãm hoạt tính của enzym nội bào, sự cạnh tranh gắn kết với nhóm chức thiol (-SH) của protein, và khả năng tích lũy sinh học kéo dài trong các mô cơ quan đích như phổi, thận, gan và hệ thần kinh trung ương. Khái niệm tỷ số nồng độ trong nhà trên ngoài trời (I/O) và hệ số tương quan Pearson cũng được tích hợp để truy nguyên nguồn phát thải.

Phương pháp nghiên cứu

Chiến dịch thực nghiệm thu thập tổng cộng 154 mẫu bụi tại 2 trường mầm non ký hiệu S1 (quận Đống Đa, nằm trong khu dân cư đông đúc) và S2 (quận Hoàng Mai, nằm sát trục giao thông chính). Phương pháp chọn mẫu chia làm 2 giai đoạn: tại trường S1 từ ngày 15/11/2019 đến 08/12/2019 và trường S2 từ ngày 09/01/2020 đến 20/01/2020. Quá trình lấy mẫu được đồng bộ ở 2 trạng thái: ban ngày có học sinh hoạt động (khung giờ 8:00 - 16:00, kéo dài 8 tiếng) và ban đêm hoặc cuối tuần không có học sinh (khung giờ 18:00 - 7:00 ngày kế tiếp, kéo dài 13 tiếng), lấy đồng thời cả trong phòng học và ngoài sân trường.

Thiết bị thu mẫu là máy Nanosampler II Model 3182 của Nhật Bản, vận hành ở lưu lượng hút cao 40 lít/phút, tách bụi thành 5 cấp phân đoạn kích thước hạt trên màng lọc sợi thủy tinh TX40HI20-WW đường kính 55 mm. Khối lượng bụi được cân bằng cân siêu vi lượng Mettler Toledo 6 số lẻ với độ phân giải 0,0002 mg. Thông số vi khí hậu gồm CO2, CO, nhiệt độ và độ ẩm được theo dõi liên tục mỗi 30 giây bằng máy Q-Trak Model 7575.

Phương pháp quang phổ huỳnh quang tia X (XRF) trên máy JSX-1000S (Jeol, Nhật Bản) được lựa chọn làm công cụ phân tích nồng độ 24 nguyên tố kim loại (Al, K, Mg, Ca, Ba, Bi, As, Pb, Cd, Co, Cu, Fe, Zn, Ti, Sb, Sr, Se, La, Mo, Mn, Ni, Zr, Sn, Bi). Lý do lựa chọn XRF là khả năng phân tích đa nguyên tố đồng thời, độ chính xác cao, thời gian xử lý nhanh (15 phút/mẫu) và đặc biệt không phá hủy mẫu màng lọc. Quy trình phân tích được kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt bằng mẫu chuẩn NIST 1648 và NIST 2584, cho độ thu hồi đạt từ 80% đến 120%, độ trôi máy dưới 8% và mức nhiễm bẩn màng lọc dưới 10%. Kính hiển vi điện tử quét (SEM) được sử dụng bổ trợ để quan sát trực tiếp hình thái vi mô của hạt bụi.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Kết quả thực nghiệm đã chỉ ra những quy luật phân bố và tương quan rõ rệt về chất lượng không khí học đường:

• Nồng độ bụi trong nhà gia tăng đột biến khi có học sinh: Nồng độ trung bình của bụi PM10 trong phòng học khi có trẻ tại trường S1 đạt 59,3 µg/m3 (dao động từ 10,8 đến 124,5 µg/m3), cao gấp 3,6 lần so với thời điểm không có trẻ (16,4 µg/m3) và vượt giới hạn khuyến cáo 50 µg/m3 của WHO. Tại trường S2, nồng độ PM10 khi có trẻ đạt 21,8 µg/m3, cao gấp 4,3 lần lúc vắng trẻ (5,1 µg/m3).
• Bụi mịn PM2.5 chiếm tỷ trọng vượt trội trong điều kiện phòng tĩnh: Khi có mặt học sinh, tỷ lệ PM2.5 trong PM10 tại trường S1 và S2 lần lượt là 84% và 75%. Tuy nhiên, khi không có mặt học sinh, tỷ lệ này tăng lên tương ứng là 93% và 81%, chứng minh các hạt bụi thô lắng đọng rất nhanh trong trạng thái tĩnh, để lại các hạt mịn lơ lửng lâu dài.
• Nồng độ CO2 và CO chịu ảnh hưởng trực tiếp từ mật độ người và vị trí phòng: Nồng độ CO2 trung bình trong phòng học tại trường S1 đạt 742 ± 276 ppm (cực đại lên đến 1755 ppm), vượt ngưỡng khuyến nghị 700 ppm của ASHRAE do thể tích phòng nhỏ (60 m3) nhưng có tới 30 học sinh và cửa phòng đóng kín vào mùa đông. Nồng độ CO trung bình trong nhà dao động từ 1,8 đến 2,5 ppm, cao hơn tiêu chuẩn của WHO do ảnh hưởng phát thải từ khu vực bếp ăn liền kề.
• Sự tích tụ kim loại nặng trên các phân đoạn bụi siêu mịn: Nồng độ các kim loại độc hại như Chì (Pb), Asen (As), Cadmium (Cd) và Niken (Ni) có xu hướng làm giàu cao trên các hạt bụi kích thước nhỏ hơn 2,5 µm và dưới 0,1 µm. Mức rủi ro ung thư trọn đời (LCR) qua đường hô hấp đối với Asen và Cadmium ở trẻ nhỏ chạm ngưỡng cảnh báo từ 10^-6 đến 10^-4 theo thang đánh giá của US-EPA.

Thảo luận kết quả

Các số liệu nghiên cứu được biểu diễn trực quan thông qua hệ thống bảng tổng hợp nồng độ và đồ thị chuỗi thời gian 24 giờ. Đồ thị diễn biến nồng độ CO2 và bụi trong phòng học thể hiện rõ đỉnh tăng vọt vào khung giờ đón trẻ (8:00 - 9:00) và các khung giờ học tập thể, sau đó giảm dần vào giờ nghỉ trưa và ban đêm. Hình ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM) khẳng định các hạt bụi trong nhà có cấu trúc bề mặt gồ ghề, dạng tập hợp xốp, tạo điều kiện thuận lợi cho các ion kim loại nặng bám dính và hấp phụ.

Phân tích tỷ số I/O cho thấy các nguyên tố có nguồn gốc tự nhiên từ vỏ trái đất như Fe, Ca, Mg, Ti có tỷ số I/O < 1, phản ánh nguồn thâm nhập chủ yếu từ đất cát và bụi đường ngoại vi cuốn vào phòng qua các khe cửa. Ngược lại, các nguyên tố kim loại nhân tạo như Zn, Cu và Pb ghi nhận tỷ số I/O tăng cao cục bộ vào ban ngày. Nguyên nhân chính bắt nguồn từ sự cọ xát của đồ chơi, thiết bị học tập, bột màu vẽ, lớp sơn tường cũ (chứa hợp chất màu vô cơ của Pb và Cd), cùng với hiện tượng tái lơ lửng bụi sàn nhà do các hoạt động chạy nhảy, vận động của trẻ nhỏ. So sánh với các nghiên cứu tại Tây An (Trung Quốc) hay Hồng Kông, nồng độ kim loại trong bụi lớp học tại Hà Nội ở mức tương đồng, nhưng mức độ phơi nhiễm thực tế của trẻ em lại cao hơn do thói quen đóng kín cửa và thiếu hệ thống lọc khí cưỡng bức.

Đề xuất và khuyến nghị

• Lắp đặt hệ thống lọc khí tuần hoàn tích hợp màng lọc chuyên dụng: Trang bị máy lọc không khí có màng HEPA H13 và than hoạt tính tại 100% các phòng học mầm non, hướng tới mục tiêu cắt giảm ít nhất 50% nồng độ bụi PM2.5 và 60% hàm lượng kim loại nặng lơ lửng; do Ban giám hiệu nhà trường cùng Hội đồng phụ huynh thực hiện trong vòng 6 tháng.
• Chuẩn hóa quy trình vệ sinh lớp học bằng phương pháp ướt: Chuyển đổi hoàn toàn từ quét chổi khô sang lau sàn và lau bề mặt bằng khăn ẩm định kỳ 2 lần mỗi ngày (trước 7:30 và sau 16:30), sử dụng máy hút bụi có bộ lọc tiêu chuẩn nhằm giảm 70% bụi tái lơ lửng trong không khí; do đội ngũ nhân viên vệ sinh và giáo viên chủ nhiệm áp dụng ngay lập tức.
• Kiểm soát nghiêm ngặt vật liệu học tập và đồ nội thất: Loại bỏ triệt để các sản phẩm đồ chơi nhựa tái chế, màu vẽ và vật liệu trang trí không rõ nguồn gốc chứa hàm lượng chì và cadmium vượt chuẩn, ưu tiên sử dụng sơn tường gốc nước không chứa kim loại nặng trong các đợt cải tạo; do Phòng Giáo dục và Đào tạo phối hợp với các cơ quan kiểm định chất lượng giám sát định kỳ hàng năm.
• Tối ưu hóa chế độ thông gió và kiểm soát nồng độ khí: Thiết lập quy chế mở cửa thông gió tự nhiên từ 10 đến 15 phút sau mỗi buổi học hoặc trong giờ ra chơi ngoài trời, kết hợp quạt cấp khí tươi nhằm duy trì nồng độ CO2 luôn dưới 700 ppm và giảm thiểu sự tích tụ khí độc từ khu vực bếp ăn; do giáo viên phụ trách lớp thực hiện thường xuyên.
• Xây dựng quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng không khí trường học: Ban hành khung tiêu chuẩn cụ thể về giới hạn nồng độ bụi và kim loại nặng trong nhà cho cơ sở giáo dục mầm non, thiết lập hệ thống quan trắc tự động kết nối dữ liệu cảnh báo; do Bộ Tài nguyên và Môi trường phối hợp với Bộ Y tế triển khai trong giai đoạn 2026 - 2028.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

• Cán bộ quản lý giáo dục và hiệu trưởng các trường mầm non, tiểu học: Nắm bắt bức tranh thực trạng vi khí hậu phòng học để đưa ra quyết định đầu tư cơ sở vật chất, bố trí khu vực lớp học cách ly nguồn phát thải và xây dựng nội quy sinh hoạt an toàn cho trẻ.
• Học viên, nhà nghiên cứu chuyên ngành Khoa học Môi trường và Độc học: Tham khảo quy trình lấy mẫu bụi phân đoạn bằng Nanosampler II, phương pháp phân tích quang phổ huỳnh quang tia X (XRF) không phá hủy mẫu và kỹ thuật đánh giá rủi ro sức khỏe chuẩn US-EPA.
• Bác sĩ nhi khoa và chuyên gia y tế công cộng: Sử dụng các số liệu thực chứng về liều lượng phơi nhiễm mãn tính để chẩn đoán, cảnh báo sớm các bệnh lý đường hô hấp, rối loạn thần kinh và dị ứng ở trẻ em sống tại các đô thị lớn.
• Kiến trúc sư và kỹ sư thiết kế công trình dân dụng: Ứng dụng các thông số về thể tích phòng, tốc độ trao đổi khí và nồng độ chất ô nhiễm để tối ưu hóa giải pháp thiết kế thông gió tự nhiên kết hợp cơ học (HVAC) cho các tòa nhà công cộng khép kín.

Câu hỏi thường gặp

• Tại sao trẻ em mầm non lại chịu rủi ro phơi nhiễm kim loại nặng cao hơn người lớn? Trẻ em có tỷ lệ trao đổi chất và tốc độ hít thở trên mỗi đơn vị thể trọng cao gấp đôi người lớn (khoảng 1,26 m3/giờ cho trẻ 13,6 kg). Đồng thời, các cơ quan nội tạng đang phát triển cùng hành vi hiếu động, thường xuyên tiếp xúc tay - miệng và sàn nhà khiến lượng bụi kim loại hấp thụ qua cả đường hô hấp lẫn tiêu hóa tăng cao vượt trội.

• Nguồn gốc phát sinh kim loại nặng trong không khí lớp học chủ yếu từ đâu? Kim loại nặng đến từ hai nguồn chính: nguồn ngoại vi chiếm khoảng 85% từ khí thải giao thông, bụi đường và công trình xây dựng xâm nhập qua cửa sổ; nguồn nội vi phát sinh từ bột màu, đồ chơi sơn phủ kém chất lượng (chứa Pb, Cd), thiết bị điện tử và quá trình đun nấu từ bếp ăn liền kề phát thải CO và kim loại vết.

• Ưu điểm vượt trội của phương pháp quang phổ huỳnh quang tia X (XRF) trong nghiên cứu này là gì? Phương pháp XRF cho phép phân tích định tính và định lượng đồng thời 24 nguyên tố kim loại trong mẫu bụi chỉ trong 15 phút mà không làm phá hủy mẫu màng lọc. Phương pháp này có độ chính xác rất cao với tỷ lệ thu hồi chuẩn NIST đạt 80% đến 120%, loại bỏ hoàn toàn các sai số trong quá trình phân hủy hóa chất phức tạp.

• Ý nghĩa của tỷ số I/O trong việc nhận diện nguồn ô nhiễm không khí là gì? Tỷ số I/O là tỷ lệ giữa nồng độ chất ô nhiễm trong nhà và ngoài trời. Khi I/O lớn hơn 1, phòng học có nguồn phát thải nội tại cần xử lý ngay như vật liệu nội thất hay đồ dùng học tập; khi I/O nhỏ hơn 1, ô nhiễm chủ yếu xâm nhập từ bên ngoài, đòi hỏi phải đóng kín cửa và vận hành hệ thống lọc khí.

• Làm thế nào để kiểm soát nồng độ CO2 không vượt quá giới hạn 700 ppm trong mùa đông? Nhà trường cần thực hiện chế độ thông gió gián đoạn bằng cách mở toàn bộ cửa sổ trong 10 đến 15 phút vào giờ ra chơi hoặc khi học sinh ra ngoài hoạt động thể chất. Đồng thời, cần kết hợp lắp đặt hệ thống quạt hút và cấp khí tươi có màng lọc để cân bằng dưỡng khí mà không làm tăng lượng bụi xâm nhập.

Kết luận

• Công trình đã xác định chính xác nồng độ và đặc trưng phân bố của 24 kim loại nặng trên 5 cấp kích thước hạt bụi (từ PM0.1 đến PM10) thông qua 154 mẫu thực nghiệm tại Hà Nội.
• Nồng độ bụi PM10 trong phòng học khi có học sinh đạt đỉnh 59,3 µg/m3, tăng gấp 3,6 đến 4,3 lần so với lúc vắng học sinh và vượt ngưỡng an toàn của WHO.
• Bụi mịn PM2.5 chiếm tỷ trọng áp đảo từ 75% đến 93% tổng lượng bụi và là vật mang chính tích tụ các kim loại độc hại nguy hiểm như Pb, As, Cd và Ni.
• Nồng độ CO2 đạt mức 742 ppm và nồng độ CO vượt chuẩn WHO do mật độ phòng cao, chế độ đóng kín cửa và ảnh hưởng của bếp nấu lân cận.
• Đánh giá rủi ro sức khỏe theo mô hình US-EPA khẳng định sự cần thiết phải kiểm soát nghiêm ngặt các nguồn phát thải nội vi và ngoại vi để bảo vệ học sinh.

Luận văn đã đóng góp một hệ thống dữ liệu thực nghiệm toàn diện và phương pháp luận chuẩn mực trong việc ứng dụng kỹ thuật phân tích XRF kết hợp mô hình độc học môi trường tại Việt Nam. Hướng nghiên cứu tiếp theo cần mở rộng quan trắc theo mùa và phát triển mạng lưới cảm biến IoT theo dõi chất lượng không khí học đường thời gian thực. Các cơ quan quản lý giáo dục, nhà trường và gia đình cần phối hợp triển khai ngay các giải pháp kỹ thuật thông gió và vệ sinh phòng học để xây dựng môi trường học tập an toàn cho thế hệ tương lai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Ô nhiễm không khí Trong bầu khí quyển của trái đất thì tầng đối lưu là gần mặt đất nhất - tầng của gió bão. Tại tầng này, các chất ô nhiễm thường xuyên được rửa sạch bởi mưa và tuyết rơi. Ô nhiễm không khí được hiểu chủ yếu như là sự thay đổi bất thường thành phần và nồng độ của các chất trong tầng không khí gần mặt đất - tầng đối lưu [44].

Do đó, ta có thể chấp nhận một định nghĩa về ô nhiễm không khí như sau: “Ô nhiễm không khí là sự có mặt một hoặc nhiều chất gây ô nhiễm hoặc sự phối hợp của chúng trong bầu không khí ngoài trời như khói, bụi, hơi, khí hay mùi… với khối lượng, tính chất và thời gian đủ để gây hại hoặc có chiều hướng gây hại đối với sự sống của người, động, thực vật hoặc của cải, vật chất” [1]. Có rất nhiều nguyên nhân gây ô nhiễm không khí. Có thể chia thành hai nguồn gây ô nhiễm không khí đó là nguồn ô nhiễm tự nhiên (núi lửa, cháy rừng, các hiện tượng sấm chớp, mây mưa, bức xạ trong hệ mặt trời và vũ trụ, bão bụi, các quá trình phân hủy, thối rữa xác động, thực vật tự nhiên…) và nguồn ô nhiễm nhân tạo nhân tạo rất đa dạng nhưng chủ yếu là do hoạt động công nghiệp, đốt cháy nhiên liệu hóa thạch và hoạt động của các phương tiện giao thông. Ô nhiễm không khí là “mối đe dọa khẩn cấp cho sức khỏe cộng đồng”, theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), với trên 90% dân số toàn cầu đang hít thở không khí ô nhiễm.

Ô nhiễm không khí có thể gây hại đến mọi cơ quan, tế bào trong cơ thể. Cuộc khảo sát cho thấy ô nhiễm không khí gây tác hại từ đầu đến chân, từ bệnh tim, bệnh phổi cho đến tiểu đường và chứng mất trí nhớ, từ bệnh về gan, ung thư bàng quang cho đến giòn xương và tổn thương da. Ô nhiễm không khí cũng gây hại cho việc sinh đẻ, thai nhi và trẻ sơ sinh.000 người chết do bệnh tim, phổi và các chứng bệnh khác liên quan tới ô nhiễm không khí, theo thống kê năm 2018 của WHO. Như vậy, trung bình 164 người mỗi ngày tử vong chỉ vì hít thở không khí [44].

Ô nhiễm không khí trong nhà Vài thập kỷ qua đã thấy những thay đổi lớn trong môi trường làm việc tại nhà. Mối quan tâm của công chúng đối với chất lượng không khí trong nhà (Indoor Air 3 Quality - IAQ) đã tăng lên đáng kể trong những năm gần đây, vì hàng trăm chất gây ô nhiễm từ các nguồn trong nhà và ngoài trời đã được xác định trong môi trường trong nhà. Hầu hết mọi người dành 70-90% thời gian của họ trong nhà [37], vì vậy, sự hiểu biết về cách các chất gây ô nhiễm không khí trong nhà ảnh hưởng đến sức khỏe con người là rất quan trọng. Do đó, chất lượng không khí trong nhà ngày càng được quan tâm nghiên cứu.

Các chất ô nhiễm ngoài trời đã được công nhận là nguồn gây ô nhiễm chính trong nhà thông qua sự xâm nhập của nước, đất hoặc không khí. Người ta ước tính khoảng 85% bụi trong nhà đến từ bên ngoài, chẳng hạn như bụi đường, hoạt động xây dựng, đốt nhiên liệu hóa thạch, khí thải công nghiệp và giao thông xe cộ [24]. Ngoài ra, các hoạt động được thực hiện trong nhà, chẳng hạn như nấu nướng, cải tạo, sưởi ấm, đi lại, có thể đóng vai trò quan trọng trong việc xâm nhập chất gây ô nhiễm vào trong nhà [26]. Một số nghiên cứu cho rằng việc tiếp xúc với các chất gây ô nhiễm không khí trong nhà có thể liên quan đến các tác dụng phụ như dị ứng, hô hấp và bệnh tim mạch, kích thích da và ung thư [22].

Báo cáo mới đây của Tổ Chức Y Tế Thế Giới (WHO) cho thấy chất lượng không khí trong nhà và cao ốc văn phòng trên toàn thế giới đang giảm sút nghiêm trọng. Theo thống kê năm 2012 của WHO, mỗi năm có 4,3 triệu người tử vong sớm do ô nhiễm không khí trong nhà, gây ra bởi việc sử dụng không hiệu quả các nhiên liệu rắn trong nấu ăn. Trong những người chết, 12% số người tử vong do viêm phổi, 34% do đột quỵ, 26% do thiếu máu cục bộ cơ tim, 22% do bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính và 6% chết vì ung thư phổi, trong đó có khoảng 1 triệu trẻ em dưới 5 tuổi [45]. Mặc dù tình trạng ô nhiễm trong nhà nguy hại hơn nhiều lần so với tưởng tượng nhưng trên thực tế ở Việt Nam chưa có nghiên cứu về mức độ ô nhiễm cũng như các chất gây ô nhiễm không khí trong nhà một cách cụ thể.

Tại Hà Nội, với quá trình đô thị hóa nhanh với các công trình xây dựng ngày càng nhiều, mật độ dân số và phương tiện giao thông dày đặc dẫn đến tình trạng ô nhiễm không khí nói chung và ô nhiễm không khí trong nhà nói riêng ngày càng trầm trọng. Ở Việt Nam, hầu hết các ngôi nhà hiện đại có cấu trúc khép kín, tạo điều kiện cho các nhân tố gây ô nhiễm tích tụ, khiến cho nồng độ ô nhiễm tăng cao hơn. Các chất ô nhiễm không khí trong nhà 1. Các khí CO, NOx, SO2 Cacbon monoxit (CO): Là một chất khí không màu, không mùi, bắt cháy và có độc tính cao.

Nó là sản phẩm chính trong sự cháy không hoàn toàn của cacbon và các hợp chất chứa cacbon. Cacbon monoxit là cực kỳ nguy hiểm, do việc hít thở phải một lượng quá lớn CO sẽ dẫn tới thương tổn do giảm oxy trong máu hay tổn thương hệ thần kinh cũng như có thể gây tử vong. Nồng độ chỉ khoảng 0,1% cacbon monoxit trong không khí cũng có thể là nguy hiểm đến tính mạng [13]. CO có tính liên kết với Hemoglobin (Hb) trong hồng cầu mạnh gấp 230-270 lần so với oxy nên khi được hít vào phổi CO sẽ gắn chặt với Hb thành HbCO do đó máu không thể chuyên chở oxy đến tế bào.

CO còn gây tổn thương tim do gắn kết với myoglobin của cơ tim. Triệu chứng ngộ độc CO thường bắt đầu bằng cảm giác bần thần, nhức đầu, buồn nôn, khó thở rồi từ từ đi vào hôn mê. Nếu ngộ độc CO xảy ra khi đang ngủ say hoặc uống rượu say thì người bị ngộ độc sẽ hôn mê từ từ, ngưng thở và tử vong [1]. SO2 có thể kết hợp với các hạt nước nhỏ hoặc bụi ẩm để tạo thành các hạt axít H 2SO4 nhỏ li ti, xâm nhập qua phổi vào hệ thống bạch huyết.

Trong máu, SO2 tham gia nhiều phản ứng hoá học để làm giảm dự trữ kiềm trong máu gây rối loạn chuyển hoá đường và protêin, gây thiếu vitamin B và C, tạo ra methemoglobine để chuyển Fe 2+ (hoà tan) thành Fe3+ (kết tủa) gây tắc nghẽn mạch máu cũng như làm giảm khả năng vận chuyển ôxy của hồng cầu, gây co hẹp dây thanh quản, khó thở. Nito Oxit (NOx): Oxit Nitơ hiện nay có nhiều loại nhưng thường gặp nhất là NO và NO2. Con người nếu tiếp xúc lâu với NO2 ở 0.06 ppm có thể gia tăng các bệnh về đường hô hấp [4]. Con người có thể nhận biết được mùi của NO 2 khi trong không khí có chứa NO2 với một nồng độ lớn hơn hoặc bằng 0.

Với nồng độ ở 5 ppm, NO2 gây tác hại cho bộ máy hô hấp sau vài phút và ở nồng độ từ 1. NO2 sẽ gây nguy hại cho tim phổi trong vài giờ. Hợp chất hữu cơ bay hơi (VOCs) 5 Môi trường trong nhà có khoảng 100 hợp chất hữu cơ bay hơi từ nhiều nguồn khác nhau như vật liệu xây dựng, đồ đạc, mỹ phẩm, chất tẩy rửa, thuốc trừ sâu. Quần áo giặt khô có thể còn chứa dư lượng dung môi.

Nhiều hợp chất hữu cơ bay hơi có thể gây nghiện và dẫn đến làm suy nhược hệ thần kinh, gây kích ứng cho mắt, mũi và họng, gây nhức đầu, choáng váng, rối loạn thị giác và nhiều tổn hại khác. Nhiều hợp chất hữu cơ bay hơi đo được trong nhà có khả năng gây ung thư cho người và động vật [38]. Các hợp chất hữu cơ họ BTEX (benzen, toluen, etylbenzen, xylen) được biết đến là nhóm chất hữu cơ dễ bay hơi, độc hại ảnh hưởng đến hệ hô hấp, ADN, kích thích ở da [4]. Đặc biệt BTEX được biết đến với nguy cơ gây ung thư rất cao.

Việc nghiên cứu nhóm chất BTEX là một điều hết sức cần thiết. Bụi Bụi là tập hợp nhiều hạt, có kích thước nhỏ bé, tồn tại lâu và lơ lửng trong không khí. Các loại bụi khác nói chung thường có kích thước từ 0. Particulate Matter (PM) là một thuật ngữ được sử dụng cho các hạt được tìm thấy trong không khí; bao gồm bụi, bồ hóng, bụi bẩn, khói và các giọt chất lỏng li ti.

Thông thường các hạt rất nhỏ, chỉ có thể được nhìn thấy bằng kính hiển vi điện tử [28]. Một trong những thước đo mức ô nhiễm không khí là nồng độ các hạt bụi mịn, bao gồm PM10 và PM2.5 – tức các chất dạng hạt có đường kính lần lượt nhỏ hơn 10μm và 2.5 được cho là có thể đi sâu vào phổi và hệ tuần hoàn. Bụi trong nhà là hỗn hợp không đồng nhất của các hạt hữu cơ và vô cơ. Các hạt khác nhau về hình dạng và kích thước nhưng đủ nhỏ để hấp thu qua đường hô hấp hoặc ăn uống.

Bụi nhà có vai trò kép trong phơi nhiễm môi trường với chất gây ô nhiễm: môi trường vận chuyển chất gây ô nhiễm ngoài trời trong các hạt trong không khí và môi trường tiếp xúc thông qua việc ăn uống. Bụi mịn có thể xuyên qua phổi và đi khắp cơ thể, chúng tiếp xúc trực tiếp với các bộ phận. Các hạt nhỏ có thể có vận tốc lắng đọng thấp và có thể tồn tại trong không khí trong một thời gian dài hơn, do đó có khả năng gây rối loạn sự hô hấp của con người [17]. Theo nghiên cứu của các nhà khoa học, những hạt có đường kính bé hơn 10 micromet là những hạt có thể bị con người hít vào khi thở, chúng sẽ tích tụ trên phổi, gây ra nguy hại cho sức khỏe con người.

Những hạt có đường kính bé hơn 2.5 6 micromet là những hạt đặc biệt nguy hiểm bởi vì chúng xâm nhập trực tiếp vào các túi phổi. Vì vậy, các nhà khoa học dùng chỉ số PM2.5 để biểu thị hàm lượng tiêu chuẩn của các hạt trôi nổi trong một mét khối không khí. Chỉ số này càng cao cũng có nghĩa là sự ô nhiễm không khí ở nơi đó càng nghiêm trọng.