Ảnh hưởng của vật chất hạt đến sức khỏe con người

Ở hầu hết các quốc gia trong khu vực thuộc Ủy ban Kinh tế Liên Hiệp Quốc về Châu Âu (UNECE), chất lượng không khí đã được cải thiện đáng kể trong vài thập kỷ qua. Điều này đã đạt được bằng một loạt các biện pháp nhằm giảm khí thải độc hại, bao gồm cả các biện pháp được quy định bởi các giao thức khác nhau theo “Công ước về Ô nhiễm không khí xuyên biên giới”. Tuy nhiên, có bằng chứng thuyết phục rằng, mức độ ô nhiễm không khí hiện nay vẫn gây ra rủi ro đáng kể cho môi trường và sức khỏe con người.

Gần đây, cơ quan điều hành của công ước đã thông qua các sửa đổi đối với Nghị định 1999 về Công ước hóa Abate về axit hóa, phú dưỡng (phản ứng của hệ sinh thái khi có quá nhiều chất dinh dưỡng) và mức ozone chuẩn. Sau nhiều năm đàm phán, văn bản sửa đổi đã được phê duyệt. Các cam kết giảm phát thải quốc gia đối với các chất gây ô nhiễm không khí chính sẽ được UNECE hoàn thành vào năm 2020. Lần đầu tiên, Nghị định sửa đổi cam kết giảm phát thải vật chất hạt mịn (PM2,5). Hơn nữa, carbon đen hoặc bồ hóng hiện được đưa vào bản sửa đổi như là một thành phần quan trọng của PM2.5. Carbon đen là một chất gây ô nhiễm không khí, vừa ảnh hưởng đến sức khỏe vừa góp phần thay đổi khí hậu.

Vật chất hạt (PM) là gì?

Vật chất hạt là một chất gây ô nhiễm không khí lan rộng, bao gồm hỗn hợp các hạt rắn và lỏng lơ lửng trong không khí (ví dụ như bụi mịn,…).

Các chỉ số thường được sử dụng để minh chứng vật chất hạt có liên quan đến sức khỏe là nồng độ khối lượng của các hạt có đường kính nhỏ hơn 10 µm (PM10) và các hạt có đường kính nhỏ hơn 2,5 µm (PM2,5). PM2,5 - thường được gọi là bụi mịn, cũng bao gồm các hạt siêu mịn có đường kính nhỏ  hơn 0,1 µm. Ở hầu hết các khu vực thuộc Châu Âu, PM2,5 chiếm đến 50 - 70% trong PM10.

Bụi mịn từ 0,1 µm đến 1 µm đường kính có thể tồn tại trong khí quyển nhiều ngày hoặc nhiều tuần và do đó nó có thể di chuyển xuyên biên giới trong không khí.

PM là một hỗn hợp với các đặc tính vật lý và hóa học khác nhau tùy theo vị trí. Thành phần hóa học phổ biến của PM bao gồm sunfat, nitrat, amoni, các ion vô cơ khác như ion natri, kali, canxi, magiê và clorua, cacbon hữu cơ và nguyên tố, vật liệu vỏ, nước liên kết hạt, kim loại (bao gồm cadmium, đồng, niken , vanadi và kẽm) và hydrocarbon thơm đa vòng (PAH). Ngoài ra, các thành phần sinh học như chất gây dị ứng và các hợp chất vi sinh vật cũng được tìm thấy trong vật chất hạt.

Vật chất hạt bắt nguồn từ đâu?

Các hạt có thể được phát ra trực tiếp vào không khí (PM nguyên sinh) hoặc được hình thành trong khí quyển từ các tiền chất khí như sulfur dioxide, oxit của nitơ, amoniac và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi không chứa metan (các hạt thứ cấp).

Vật chất hạt chính và các khí tiền chất có thể xuất phát từ nguồn nhân tạo và nguồn tự nhiên. Các nguồn nhân tạo bao gồm động cơ đốt (cả diesel và xăng), đốt nhiên liệu rắn (than, than non, dầu nặng và sinh khối) để sản xuất năng lượng trong các hộ gia đình và công nghiệp, các hoạt động công nghiệp khác (xây dựng, khai thác, sản xuất xi măng, gốm và gạch, và nấu chảy) và xói mòn mặt đường bằng giao thông đường bộ và mài mòn từ phanh, lốp xe. Nông nghiệp cũng là nguồn chính của amoni.

Các hạt thứ cấp được hình thành trong không khí thông qua các phản ứng hóa học của các chất ô nhiễm dạng khí. Chúng là sản phẩm của sự biến đổi khí quyển của các oxit nitơ (chủ yếu được phát ra từ giao thông và một số quy trình công nghiệp) và lưu huỳnh điôxit do đốt cháy nhiên liệu có chứa lưu huỳnh. Các hạt thứ cấp chủ yếu được tìm thấy trong vật chất hạt thông thường.

Đất và bụi cũng là một nguồn phổ biến trong vật chất hạt, đặc biệt là ở các khu vực khô cằn hoặc trong các giai đoạn di chuyển bụi tầm xa, ví dụ từ Sahara đến miền nam châu Âu.

Vật chất hạt ảnh hưởng tới sức khỏe con người như thế nào?

PM10 và PM2.5 đủ nhỏ để con người có thể hít vào vùng ngực của hệ hô hấp. Những ảnh hưởng sức khỏe này là do tiếp xúc với bụi mịn hàng ngày, hàng giờ và bao gồm:

• Tỷ lệ mắc bệnh về hô hấp và tim mạch, chẳng hạn như làm bệnh hen suyễn trầm trọng hơn, các triệu chứng hô hấp dẫn đến phải nhập viện;

• Tử vong do các bệnh về tim mạch, hô hấp và ung thư phổi.

Nghiên cứu cho thấy, PM10 tác động đến sức khỏe đường hô hấp ít hơn do quá trình phơi nhiễm ngắn hạn, nhưng đối với tỷ lệ tử vong và đặc biệt là do hậu quả của phơi nhiễm lâu dài, PM2.5 là mối nguy cao hơn hẳn so với PM10. Tỷ lệ tử vong hàng ngày do các nguyên nhân trên được ước tính tăng từ 0,2 - 0,6% trên mỗi 10µg/m³ PM10. Phơi nhiễm lâu dài với PM2,5 sẽ dẫn đến việc tăng nguy cơ tử vong vì tim phổi lên từ 6 - 13% mỗi 10µg/m³ PM2.5.

Nhóm người dễ mắc bệnh tim phổi, cũng như người già và trẻ em, đặc biệt dễ bị tổn thương hơn. Ví dụ, tiếp xúc với PM sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển phổi ở trẻ em, bao gồm thiếu hụt về chức năng phổi cũng như tốc độ tăng trưởng phổi giảm dần. Hiện tại, không có bằng chứng về mức độ phơi nhiễm an toàn hoặc ngưỡng dưới mà không có ảnh hưởng xấu đến sức khỏe. Việc tiếp xúc với bụi mịn nhiều hay không sẽ làm tăng tầm quan trọng của yếu tố quyết định về sức khỏe này.

Các nhà nghiện cứu vẫn chưa có đủ bằng chứng để xác định sự khác biệt về tác động của các hạt có thành phần hóa học khác nhau hoặc phát ra từ nhiều nguồn khác nhau. Tuy nhiên, cần lưu ý, bằng chứng về tính chất nguy hiểm của PM liên quan đến quá trình đốt cháy (từ cả hai nguồn di động và tĩnh) phù hợp hơn so với PM từ các nguồn khác. Phần carbon đen của PM2.5 - kết quả từ quá trình đốt cháy không hoàn toàn đã thu hút sự chú ý của cộng đồng nhờ vào bằng chứng cho thấy sự nguy hiểm của nó đối với sức khỏe con người cũng như khí hậu. Nhiều thành phần của PM gắn với carbon đen hiện được coi là nguyên nhân gây ảnh hưởng đến sức khỏe, ví dụ như các chất hữu cơ như PAH được biết là chất gây ung thư và gây độc trực tiếp cho tế bào, cũng như kim loại và muối vô cơ. Gần đây, khí thải từ động cơ diesel (bao gồm chủ yếu là các hạt) đã được Cơ quan Nghiên cứu Ung thư Quốc tế phân loại là chất gây ung thư Nhóm 1 cho con người. Danh sách này cũng bao gồm một số PAH và phơi nhiễm liên quan, cũng như việc sử dụng nhiên liệu rắn trong gia đình.

Những gánh nặng về bệnh tật liên quan đến phơi nhiễm PM là gì?

Người ta ước tính, khoảng 3% các ca tử vong do tim phổi và 5% các ca tử vong do ung thư phổi là do vật chất hạt trên toàn cầu. Ở khu vực châu Âu, tỷ lệ này lần lượt là 1 - 3% và 2 - 5% ở các tiểu vùng khác nhau. Kết quả nổi lên từ một nghiên cứu gần đây cho thấy, gánh nặng bệnh tật liên quan đến ô nhiễm không khí xung quanh có thể còn cao hơn.

Phơi nhiễm với PM2,5 làm giảm tuổi thọ trung bình của dân số khoảng 8 tháng. Kết quả từ dự án khoa học “Cải thiện kiến ​​thức và truyền thông để ra quyết định về ô nhiễm không khí và sức khỏe ở châu Âu “ (aphekom), là sử dụng các phương pháp đánh giá sức khỏe truyền thống cho thấy, tuổi thọ trung bình ở các thành phố ô nhiễm nhất có thể tăng thêm khoảng 20 tháng nếu nồng độ PM2.5 dài hạn giảm xuống mức sàn quy định bởi WHO.

Kết

Vật chất hạt là một chất gây ô nhiễm không khí lan rộng, có mặt ở mọi nơi quanh chúng ta. Ảnh hưởng sức khỏe của PM10 và PM2.5 đã được ghi lại rõ ràng. Không có bằng chứng về mức độ phơi nhiễm an toàn hoặc ngưỡng dưới mà không có ảnh hưởng xấu đến sức khỏe. Vì ngay cả ở nồng độ tương đối thấp, gánh nặng ô nhiễm không khí đối với sức khỏe vẫn rất đáng kể, việc quản lý hiệu quả chất lượng không khí nhằm đạt được mức sàn của WHO là cần thiết để giảm thiểu rủi ro sức khỏe đến mức tối thiểu.

Việc giám sát PM10 và PM2.5 cần được cải thiện ở nhiều quốc gia để đánh giá mức độ phơi nhiễm dân số và hỗ trợ chính quyền địa phương thiết lập kế hoạch cải thiện chất lượng không khí.

Ô nhiễm không khí hạt có thể được giảm bằng cách sử dụng các công nghệ hiện tại. Các biện pháp để giảm tác động tới sức khỏe của ô nhiễm không khí bắt nguồn từ: biện pháp điều tiết (tiêu chuẩn chất lượng không khí nghiêm ngặt hơn, giới hạn phát thải từ nhiều nguồn khác nhau), thay đổi cấu trúc (như giảm tiêu thụ năng lượng, đặc biệt là dựa trên các nguồn đốt, thay đổi phương thức vận chuyển, quy hoạch sử dụng đất) cũng như thay đổi hành vi của các cá nhân, ví dụ bằng cách sử dụng các phương thức vận chuyển sạch hơn hoặc các nguồn năng lượng trong hộ gia đình.

Hoàng Nam

(Theo WHO)