Lấy mẫu và xác định nồng độ bụi PM₁₀ bằng phương pháp EPA CFR part 50 Appendix J và PM_2.5 bằng phương pháp EPA CFR part 50 Appendix L trong không khí khu vực Hà Nội được thực hiện tại cổng bảo vệ và sân thượng của tòa nhà 7 tầng ở 99 phố Trần Quốc Toản. Kết quả cho thấy giá trị bụi PM₁₀ trung bình ngày (24h) tại sân thượng dao động từ 63,6µg/m³ đến 171,5µg/m³, tại cổng bảo vệ dao động từ 85,0µg/m³ đến 190µg/m³. Hàm lượng bụi PM_2.5 tại cổng bảo vệ dao động từ 33,5µg/m³ đến 132,8µg/m³ và sân thượng dao động từ 30,2µg/m³ đến 120,7µg/m³. Kết quả bụi PM₁₀ và PM_2.5 hầu hết vượt giá trị giới hạn phơi nhiễm cho phép theo quy chuẩn QCVN 05:2013/BTNMT. Rủi ro sức khỏe do phơi nhiễm với bụi PM₁₀ và PM_2.5 trong không khí xung quanh vào mùa khô (từ tháng 12/2017 đến tháng 2/2018) tại Hà nội được đánh giá thông qua hệ số nguy hại (HQ). Hệ số nguy hại (HQ) đối với người lao động làm việc ngoài trời do phơi nhiễm với bụi PM₁₀ và PM_2.5 đều lớn hơn 1. Điều này cho thấy họ có nguy cơ cao mắc các bệnh về đường hô hấp.

1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Tại Việt Nam, hoạt động giao thông vận tải đóng góp nhiều nhất trong tổng lượng phát thải bụi PM10 và PM2.5 gây ô nhiễm môi trường không khí đô thị. Đặc biệt tập chung ở các thành phố lớn như Hà Nội và TP. HCM, theo thống kê của sở TN và MT thì Thành phố Hà Nội năm 2016 có đến 70% lượng khói bụi gây ô nhiễm không khí tại Hà Nội là do hoạt động giao thông [1].

Bụi PM2.5 là hạt bụi có đường kính khí động học nhỏ hơn 2,5μm, PM10 là các hạt bụi có đường kính khí động học nhỏ hơn 10μm. Có nhiều bằng chứng khoa học từ các nghiên cứu dịch tễ học ở châu Á và Thái Bình Dương rằng việc tiếp xúc với bụi PM10 và PM2.5 gây tổn hại lớn nhất đối với sức khỏe và tạo ra các gánh nặng sức khỏe lớn. Các hạt bụi PM2.5 có mối quan hệ biến đổi với PM10 phụ thuộc vào nguồn cũng như tính chất vật lý và hóa học của khí quyển. Mối quan hệ có thể khác nhau tùy theo điều kiện địa điểm, mùa và thời tiết.

Để đánh giá sự ô nhiễm không khí do bụi, ta thường đánh giá thông qua 2 chỉ số là bụi PM10 và bụi PM2.5. Bụi PM10 và PM2.5 đi vào đường hô hấp khi con người hít thở, nhưng mức độ xâm nhập khác nhau tùy theo kích thước hạt bụi. Trong khi PM10 đi vào cơ thể qua đường dẫn khí và tích tụ trên phổi, thì PM2.5 đặc biệt nguy hiểm hơn vì chúng dễ dàng được vận chuyển qua đường hô hấp trên vào tiểu phế quản túi phổi, tĩnh mạch phổi và xâm nhập vào hệ tuần hoàn máu và gây ra các bệnh về đường hô hấp, tim mạch, hen suyễn, bệnh dị ứng và ung thư phổi. Do đó mục đích của nghiên cứu này bước đầu đánh giá hiện trạng ô nhiễm bụi PM10 và PM2.5 vào mùa khô tại Hà Nội và rủi ro sức khỏe đối với người lao động làm việc ngoài trời. [1,6]

2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Địa điểm lấy mẫu

Hà Nội là một trong những thành phố đông dân nhất Việt Nam. Năm 2017, diện tích Hà Nội 3329 km², dân số xấp xỉ 7,7 triệu người, thành phố nằm trên vùng đồng bằng sông Hồng. Sự phức tạp của khí hậu vào mùa đông là một trong những yếu tố chi phối không khí ô nhiễm tại Hà Nội. Các đợt không khí lạnh thường xẩy ra vào mùa đông có thể vận chuyển các chất ô nhiễm không khí từ các địa điểm khác đến Hà Nội. Quá trình hoạt động giao thông là nguồn điển hình phát thải bụi PM₁₀ và bụi PM_2.5 vào không khí. Để đánh giá hiện trạng ô nhiễm bụi PM₁₀ và PM_2.5 chúng tôi tiến hành lấy mẫu tại 2 vị trí: cổng bảo vệ toà nhà 7 tầng tại 99 phố Trần Quốc Toản và sân thượng của tòa nhà. Mẫu khí được lấy bằng bơm lấy mẫu chuyên dụng Mini Vol Tas của hãng Air Metrics.

2.2. Tiến hành lấy mẫu

Đối với bụi PM₁₀: Không khí được hút bằng bơm lấy mẫu Mini Vol Tas của hãng Air Metrics không khí được đi qua bộ chọn lọc kích hạt PM₁₀ (PM₁₀ cut-point) chỉ cho phép các hạt có đường kính động học ≤ 10µm đi qua, điểm PM₁₀ cut–point được duy trì liên tục với tốc độ dòng 5lít/phút ở điều kiện môi trường, sử dụng màng Quazt có đường kính 47mm, kích thước lỗ 2µm.

Đối với bụi PM_2.5 sử dụng bơm lấy mẫu Mini Vol Tas của hãng Air Metrics không khí được đi qua 2 công đoạn, đầu tiên là qua bộ cắt bụi PM₁₀ sau đó các hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 10µm được qua tiết bị phân tách là bộ va chạm ảo phân tách theo quán tính để loại bỏ các hạt bụi có đường kính lớn hơn 2.5µm, điểm PM₁₀ và PM_2.5 cut - point được duy trì liên tục với với tốc độ dòng 5lít/phút ở điều kiện môi trường, sử dụng màng PTFE có đường kính 47mm, kích thước lỗ 2µm. Mẫu không khí được lấy ở độ cao 1,5-1,7m cách mặt đất. Tốc độ bơm lấy mẫu được đo bằng Manometer, ghi lại thời gian, đo giá trị nhiệt độ, áp suất khí quyển [4,5].

Đối với mẫu Blank hiện trường: Đĩa petri được đặt trong túi zip, mở nắp đĩa petri và đậy ¾ bề mặt giấy, và hơi mở túi zip-khóa để bộ lọc có thể tiếp xúc với không khí thông thường 01 màng lọc/mẻ hoặc theo tỷ lệ 1/20 màng lọc.

Đối với blank vận chuyển, được vận chuyển cùng với các bộ lọc khác thông thường 1 màng lọc/mẻ mẫu.

Đối với mẫu blank phòng thí nghiệm 01 màng lọc/mẻ hoặc theo tỷ lệ 1/10 màng lọc.

2.3. Chuẩn bị mẫu

Chuẩn bị màng lọc trước khi lấy mẫu [3]

Chuẩn bị màng lọc sau khi lấy mẫu [3]

2.4. Bảo quản mẫu

Màng lọc chuẩn bị trước khi lấy mẫu được cho vào casettes, đánh mã số, bọc giấy nhôm sau đó giữ trong túi zip có mã hóa, đặt trong hộp kín có thể sử dụng trong vòng 30 ngày.

Màng lọc lấy mẫu trong vòng 24 giờ được chuyển vào casettes, bọc kín bằng giấy nhôm sau đó giữ trong túi zip, đặt trong hộp kín, mang về phòng thí nghiệm và để lại phòng cân trong vòng 8 giờ, nhiệt độ bảo quản 25^oC. Mẫu có thể bảo quản trong khoảng 96 giờ (4 ngày) ở nhiệt độ bảo quản 4^oC.

Màng lọc đã sử dụng sau khi để ổn định trong điều kiện phòng thí nghiệm được cân xác định lại khối lượng trong vòng 6-10 ngày. Mẫu sau khi được cân xác định lại khối lượng có thể lưu giữ được tối đa 20 ngày ở nhiệt độ bảo quản 4^oC.[3]

2.5. Phương pháp phân tích

Khối lượng của các màng lọc trước và sau khi lấy mẫu được cân trên cân phân tích AX 26DR Mettler Toledo (Thụy Sỹ) có độ chính xác 10^-6g sử dụng phầm mềm LabX direct balance để chuyển trực tiếp dữ liệu từ cân sang máy tính.

2.6. Đánh giá rủi ro sức khỏe

Đánh giá rủi ro sức khỏe (HRA): là quá trình ước tính tính chất và khả năng ảnh hưởng xấu tới sức khỏe con người đối với những người có thể phơi nhiễm với các hóa chất trong môi trường bị ô nhiễm hiện tại hoặc tương lai (U.S.EPA, 2015) [2,6]. Trong báo cáo này chúng tôi tập trung vào ước tính rủi ro sức khỏe qua đường hô hấp của người lao động ngoài trời khi phơi nhiễm với bụi PM₁₀ và PM_2.5 trong không khí xung quanh khu vực Hà Nội vào mùa khô từ tháng 12/2017 đến tháng 2/20118.

Việc đánh giá rủi ro ảnh hưởng đến sức khỏe và xác định giá trị liều lượng tiếp xúc trung bình ngày (CDI) của Bụi PM_2.5 và PM₁₀ được tính toán theo công thức:

Hệ số nguy hại (Hazard Quotient) xác định mức ảnh hưởng tới sức khỏe, được tính theo công thức (áp dụng đối với các chất không gây ung thư):

Trong đó:

CDI là lượng chất ô nhiễm vào cơ thể qua hô hấp (mg/kg.ngày);

C là nồng độ chất ô nhiễm trung bình trong quá trình tiếp xúc (mg/m³);

I_ra là lượng thể tích tiếp xúc trung bình trên đơn vị thời gian 0,83m³/giờ;

ET là thời gian tiếp xúc 8giờ/ngày;

EF là tần số tiếp xúc 260ngày/năm;

ED là thời gian tiếp xúc 35năm;

B_wa là trọng lượng cơ thể trung bình của người Việt Nam trưởng thành 58kg;

AT là thời gian tiếp xúc trung bình 35năm (260ngày/năm);

AT = ED x 260ngày/năm, đối với những chất không gây ung thư

RfD là liều tham chiếu (mg/kg.ngày)

RfD =RfC(mg/m³)x I_ra(m³/h)xET(giờ/ngày)/ B_wa(kg) [6]

RfC là nồng độ tham chiếu, theo IRIS PM₁₀là 50mg/m³, PM₅ là 5mg/m³(?);

C_i: Nồng độ chất phơi nhiễm trong không khí (mg/m³);

HQ là hệ số nguy hại (nếu HQ ≤ 1 có nghĩa là không có tác động bất lợi đáng kể nào ảnh hưởng đến sức khỏe khi tiếp xúc lâu dài với hóa chất, tức là sức khỏe được bảo vệ. Nếu HQ càng > 1 có nghĩa là cần có mức độ quan tâm hơn đến vấn đề ảnh hưởng đến sức khỏe bởi RfD và RfC không có độ chính xác tuyệt đối và như nhau và không dựa trên cùng mức độ nghiêm trọng của tác động, mức độ quan tâm đến vấn đề sức khỏe này không tỉ lệ thuận khi HQ > 1) [6].

Đánh giá rủi ro sức khỏe trong nghiên cứu sử dụng công thức đánh giá phơi nhiễm qua đường hô hấp. Có thể sử dụng kết quả liều lượng phơi nhiễm trung bình ngày (CDI) để đánh giá rủi ro sức khỏe của Bụi PM₁₀ và PM_2.5 khu vực xung quanh đối với sức khỏe người lao động khu vực ngoài trời.

3. kẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Kết quả bụi PM₁₀ PM_2.5

Theo số liệu quan trắc từ ngày 04/12/2017 đến ngày 08/2/2018 cho thấy Kết quả bụi PM₁₀ và PM­_2.5 tại sân thượng thấp hơn so với cổng bảo vệ có thể do nguyên nhân gió Đông bắc mạnh đã bị chặn bởi các tòa nhà cao tầng và cổng bảo vệ gần với các trục đường giao thông hoạt động cũng là nguồn chính phát thải bụi PM₁₀ bụi PM_2.5. Sự chênh lệch nồng độ bụi giữa các ngày cho thấy các kết quả bụi cao tập trung chủ yếu vào các ngày trong tuần và có xu hướng giảm vào các ngày nghỉ cuối tuần, đặc biệt trong thời gian lấy mẫu từ 04/12/2017 đến ngày 08/2/2018, điều kiện thời tiết tại Hà Nội khá hanh khô, độ ẩm không khí trung bình khoảng 60%, có thời điểm chỉ còn 32%, là một trong những nguyên nhân góp phần dẫn đến nồng độ bụi PM_2.5 tăng cao. Giá trị bụi PM₁₀ trung bình ngày (24h) tại cổng bảo vệ dao động từ 85µg/m³- 190µg/m³ cao nhất vào ngày 17-18/1/2018, vượt quy chuẩn QCVN 05:2013/BTNMT (150µg/m³). Giá trị bụi PM₁₀ trung bình ngày (24h) tại sân thượng dao động từ 63,6µg/m³- 171,5µg/m³ cao nhất vào ngày 12-13/1/2018, vượt quy chuẩn QCVN 05:2013/BTNMT (150µg/m³). Hàm lượng Bụi PM_2.5 tại cổng bảo vệ và sân thượng hầu hết đều vượt giá trị giới hạn cho phép của quy chuẩn QCVN 05:2013/BTNMT (50µg/m³). Trong đó tại cổng bảo vệ ngày 25-26/12/2017 có giá trị cao nhất 132,8µg/m³ vượt tiêu chuẩn 2,66 lần.

Kết quả tương tự báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia năm 2016, nhìn chung nồng độ PM_2.5 trung bình hàng năm tại các trạm quan trắc tự động và liên tục đặt trên các tuyến đường giao thông ở các đô thị vẫn ở mức cao. Giá trị đo được ở nhiều trạm giao cao hơn ngưỡng trung bình hằng năm trong QCVN 05:2013/BTNMT, đặc biệt ở các trạm Nguyễn Văn Cừ- Hà Nội và Trạm Hùng Vương - Việt Trì cao vượt mức cho phép từ 2012 đến 2016 cao nhất ở Hà Nội vào năm 2013 gấp 1.5 lần so với quy chuẩn. Và số ngày vượt chuẩn trong năm đã chiếm hơn nửa năm trong năm 2013 và những năm còn lại cũng gần 100 ngày vượt chuẩn và chưa có dấu hiệu giảm đi rõ rệt và ở mức khá cao và không ổn định.

3.2. Kết quả đánh giá rủi ro sức khỏe qua đường hô hấp

Kết quả tính toán mức độ rủi ro gây ảnh hưởng đến sức khỏe HQ cho thấy đối với bụi PM₁₀ chỉ số HQ dao động từ 1,7 đến 3,8. Đối với bụi PM_2.5 chỉ số HQ dao động từ 6,1 đến 26,7. Các giá trị HQ trong không khí khu vực xung quanh Hà nội đầu năm 2018 có xu hướng tăng hơn cuối năm 2017 điều này có thể do số lượng phương tiện giao thông lớn hơn dẫn đến sự gia tăng lượng bụi PM₁₀ và PM_2.5 trong không khí. Giá trị HQ của bụi PM₁₀ và PM_2.5 trong không khí ngoài trời hầu hết cao hơn 1 cho thấy nguy cơ tiếp xúc lâu dài sẽ ảnh hưởng bất lợi đến người lao động. Các kết quả này cũng tương tự không khí xung quanh vùng Amazon của Braxin với giá trị HQ trung bình cho bụi PM_2.5 là 2,07, và khu vực xung quanh thủ đô Tehran (Iran) năm 2016-2017 giá trị HQ trung bình bụi PM₁₀ là 1,6, của PM_2.5 là 6,1.

Các số liệu tính toán trên chỉ là cảnh báo giúp việc hoạch định chính sách phát triển giao thông Hà Nội tốt hơn, đồng thời chủ động các bước bảo vệ môi trường và nâng cao sức khỏe của người lao động cũng như đặt ra tiêu chuẩn bụi PM₁₀ và PM_2.5 nghiêm ngặt hơn nữa để giảm các phát thải do các hoạt động giao thông.

4. KẾT LUẬN

Trong nghiên cứu này, các tác giả đã xác định được nồng độ bụi PM₁₀ và PM_2.5 vào mùa khô ở khu vực Hà Nội (cụ thể, tại 99 phố Trần Quốc Toản). Kết quả cho thấy nồng độ bụi PM₁₀ và PM_2.5 đều cao hơn tiêu chuẩn cho phép; trong đó, nồng độ bụi PM₁₀ và PM_2.5 tại cổng bảo vệ cao hơn so với tại sân thượng của tòa nhà. Hệ số nguy hại HQ đối với bụi PM₁₀ và PM_2.5 đều cao hơn 1. Điều này cho thấy việc phơi nhiễm lâu dài sẽ ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ người lao động.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Bộ tài nguyên và môi trường (2016), "Báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia 2016", Hà Nội.

[2]. Thái Hà Vinh, Vũ Thị Xuân, Đỗ Trần Hải, Đỗ Quang Huy, Nguyễn Xuân Huấn (2017), "Đánh giá rủi ro sức khỏe liên quan đến phơi nhiễm qua hô hấp các BTEX trong không khí khu vực nút giao thông thuộc thành phố Hà Nội", Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, các khoa học trái đất và Môi trường, tập 33 số 1S, 229-234.

[3]. EPA 1998: Quality Assurance Guidance Document. "Method Compendium PM_2.5 Mass Weighing Laboratory Standard Operating Procedures for the Performance Evaluation Program"

[4]. EPA 1998: Quality Assurance Guidance Document. "Method Compendium PM_2.5 Mass Weighing Laboratory Standard Operating Procedures for the Performance Evaluation Program".

[5]. EPA. 1997, "Reference method for the determination of fine particulate matter as PM₁₀ in the atmosphere", U.S. Environmental Protection Agency. 40 CFR Part 50, Appendix J.

[6]. Masud Yunesian, Roohollah Rostami, Ahmad Zarei, Mehdi Fazlzadeh, Hosna Janjani (2019), “Exposure to high levels of PM2.5 and PM10 in the metropolis of Tehran and the associated health risks during 2016–2017’’. Microchemical Journal 150,104174

ThS. Vũ Thị Thanh Phương

Trạm Quan trắc và Phân tích Môi trường lao động - Viện Khoa học An toàn và Vệ sinh Lao động