Untitled 26 SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, VOL 20, NO M1 2017 Tóm tắt–Con người tiếp xúc với bụi gây ra bệnh tật và tử vong, đặc biệt đối với bụi mịn có đường kính khí động nhỏ hơn 2,5 µm Phơi nhiễ[.]
26 SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, VOL 20, NO.M1-2017 Đánh giá phơi nhiễm bụi cá nhân PM2,5 nguồn phát sinh người dân sống gần trạm quan trắc môi trường TPHCM Vũ Xuân Đán, Trương Thanh Cảnh Tóm tắt–Con người tiếp xúc với bụi gây bệnh tật tử vong, đặc biệt bụi mịn có đường kính khí động nhỏ 2,5 µm Phơi nhiễm bụi PM2,5 cá nhân lấy thiết bị lấy mẫu bụi cá nhân SCK (PEM 2,5) lưu lượng lít/ phút giấy lọc teflon (Pall) Mẫu lấy 64 hộ gia đình thuộc quận Bình Thạnh quận (TPHCM), hộ lấy mẫu lặp lại đợt từ tháng 7/2007 đến tháng 3/2008 Các nguyên tố bụi phân tích phương pháp INAA Sử dụng phần mềm PMF 5,0 (EPA) để xác định nguồn gốc phát sinh bụi PM2,5 Bụi PM2,5 đồng thời lấy trạm quan trắc UBND quận Thảo Cầm Viên với phương pháp tương tự lấy mẫu bụi cá nhân Nồng độ bụi PM2,5 trạm quan trắc thấp tiêu chuẩn cho phép 48,99 ± 21,68 µg/m3 (median: 46,46 µg/m3) Nồng độ phơi nhiễm bụi PM2,5 cá nhân 64,28 ± 33,18 µg/m3 (median: 58,17 µg/m3) cao tiêu chuẩn nồng độ bụi xung quanh Nguồn gốc phát sinh phơi nhiễm bụi cá nhân PM2,5 bụi đất, bụi giao thông, bụi công nghiệp, bụi hoạt động bên nhà bụi từ đại dương Từ khóa–PM2,5, phơi nhiễm cá nhân, PMF, INAA, nguyên tố vết Bài nhận ngày 19 tháng 05 năm 2016, nhận đăng ngày 18 tháng 09 năm 2017 Vũ Xuân Đán, Trung tâm Bảo vệ Sức khỏe Lao động Môi trường – Sở Y tế TPHCM, 49bis Điện Biên Phủ, Quận 1, TPHCM, Việt Nam (e-mail: vuxdan77@gmail.com) Trương Thanh Cảnh, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM, 227 Nguyễn Văn Cừ, phường 4, Quận 5, Hồ Chí Minh, Việt Nam (e-mail: ttcanh@hcmus.edu.vn) Đ ĐẶT VẤN ĐỀ ã có nhiều nghiên cứu thực giới cho thấy tác động bụi gây bệnh tật, tử vong Các bệnh tiếp xúc với bụi gồm suyễn, tắc nghẽn động mạch mãn tính (COPD), viêm phổi, chứng bệnh hơ hấp, tim mạch tiểu đường [1] Việc tiếp xúc với bụi mịn (bụi có đường kính khí động nhỏ 2,5 µm) có tác hại lớn so với bụi thơng thường Bụi PM2,5 bụi mịn (đường kính khí động nhỏ 100nm) làm trầm trọng thêm bệnh viêm phổi [2] bệnh suyễn hay bệnh hô hấp khác [3,4] Phơi nhiễm bụi định nồng độ chất nhiễm khơng khí môi trường sinh hoạt người thời lượng tiếp xúc Hầu hết nghiên cứu đánh giá tác động khơng khí nhiễm sức khỏe sử dụng chất lượng khơng khí xung quanh đơn giản tiện lợi việc đo đạc Nghiên cứu mối liên hệ nồng độ không khí bên trong, bên ngồi nhà phơi nhiễm cá nhân Barbara cộng [5] cho thấy phơi nhiễm bụi PM2,5 cá nhân lớn nhiều lần so với nồng độ bụi bên bên nhà Đồng thời, nghiên cứu cho thấy 25% phơi nhiễm bụi cá nhân PM2,5 nguồn ô nhiễm bên ngồi gây Trong mơi trường thị, phơi nhiễm bụi cá nhân kết luận phụ thuộc nhiều vào hoạt động giao thông [6] Phơi nhiễm bụi cá nhân phụ thuộc vào loại nguyên liệu chất đốt sử dụng gia đình [7] khu vực nơi có nhiều khói thuốc [8] Bên cạnh việc đánh giá nồng độ bụi việc phân tích thành phần bụi để xác định nguồn phát sinh bụi có ý nghĩa quan trọng nghiên cứu đánh giá chất lượng khơng khí Tại TPHCM, Hien cộng [9] lấy mẫu bụi TSP, PM2-10 PM2 thiết bị lấy mẫu bụi có lưu lượng cao (18 lít/ phút) tịa nhà TPHCM Các mẫu bụi sau phân tích thành phần 23 nguyên tố phương pháp kích hoạt neutron (INAA) Bằng phương TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, TẬP 20, SỐ M1-2017 pháp phân tích nhân tố PCA tác giả xác định số nguồn gây bụi TPHCM Hien cộng [10,11] đánh giá số chất hữu thành phần bụi TPHCM năm 2005, 2006 Từ trước đến chưa có nghiên cứu phơi nhiễm bụi cá nhân Việt Nam nói chung TPHCM nói riêng Vì vậy, nghiên cứu đánh giá phơi nhiễm bụi PM2,5 cá nhân xác định nguồn gốc phát sinh bụi PM2,5 cần thiết 2.1 27 Bên cạnh lấy mẫu phơi nhiễm bụi cá nhân, để đánh giá nồng độ bụi môi trường xung quanh, nồng độ bụi PM2,5 hàng ngày trạm quan trắc Thảo Cầm Viên UBND quận lấy tương tự phương pháp lấy mẫu bụi cá nhân PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Lấy mẫu phơi nhiễm bụi cá nhân PM2,5 Trong trình đánh giá phơi nhiễm bụi cá nhân để phản ánh xác khác biệt mơi trường bên nhà hộ, thiết bị lấy mẫu phơi nhiễm bụi người chăm sóc trẻ đeo người lớn khác khơng bị ảnh hưởng mơi trường xung quanh mà cịn thói quen hút thuốc, mơi trường lao động kể Các cá nhân chọn từ hộ gia đình đeo ba lơ nhỏ chứa thiết bị đo đạc phơi nhiễm bụi PM2,5 cá nhân 24 Bộ thiết bị đo đạc phơi nhiễm cá nhân bao gồm bơm SKC sản xuất Mỹ, nối với thiết bị thu mẫu bụi PM2,5 hình trụ gọi PEM (Personal Exposure Monitor) Dịng khí bơm qua PEM có chứa giấy lọc Teflon, bụi PM2,5 giữ lại giấy lọc Teflon Bơm hoạt động với lưu lượng trung bình lít/phút Trước dùng để lắp cho cá nhân, máy kiểm tra, chuẩn lại dòng sạc pin đủ cho máy hoạt động 24 Máy mang theo người 24 giờ, ngủ tháo để hoạt động bên cạnh giường ngủ Buổi sáng nhân viên trường lắp máy sau 24 tháo máy Sau tháo máy, thiết bị lấy mẫu bụi tháo đưa phịng thí nghiệm để xác định khối lượng bụi Hàng ngày đeo máy, cá nhân phát bảng câu hỏi ngắn liệt kê hoạt động cá nhân ngày theo khoảng thời gian 15 phút Mỗi cá nhân đo lần tháng năm 2007 đến tháng năm 2008 để kết phản ánh mùa mưa khơ Hình Ba lơ lấy mẫu Hình Cân phân tích bụi PM2.5 Trước lấy mẫu, giấy lọc để điều kiện nhiệt độ phòng (nhiệt độ 20-23 ± 2oC, độ ẩm 35 ± 5%) Các giấy lọc cân cân Satorius SE2 với khả phát ± 0,1 µg Để giảm thiểu ảnh hưởng yếu tố mơi trường, q trình cân giấy lọc thực tủ mica kín có lỗ thao tác tay Các yếu tố nhiệt độ, độ ẩm hướng di chuyển dòng khí kiểm sốt Giấy lọc trước cân đưa qua thiết bị khử từ Polonium 210 phút Tương tự trình cân giấy lọc trước lấy mẫu, giấy lọc sau lấy mẫu để nhiệt độ phòng ổn định 24h cận 28 SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, VOL 20, NO.M1-2017 Hình Mẫu phiếu câu hỏi liệt kê hoạt động ngày 2.2 Phương pháp phân tích nguyên tố thành phần bụi PM2,5 Bụi phân tích phương pháp kích hoạt neutron (INAA: Instrumental neutron activation analysis) [12] Trong phương pháp này, mẫu bụi chiếu neutron từ lò phản ứng nghiên cứu Viện Hạt nhân Đà Lạt thời gian từ vài phút vài tùy vào số lượng nguyên tố cần xác định Neutron làm biến đổi cấu trúc hóa học nguyên tố thành hạt nhân phóng xạ Năng lượng tia ɤ đặc trưng thoát giúp xác định nguyên tố có mẫu bụi Mức độ lượng ɤ thoát tỉ lệ thuận với nồng độ nguyên tố có mẫu Trong 458 mẫu bụi PM2,5 cá nhân, 78 mẫu chọn để phân tích thành phần nguyên tố phương pháp INAA 2.3 Phương pháp thống kê So sánh khác biệt phơi nhiễm PM2,5 cá nhân nồng độ bụi PM2,5 lấy trạm quan trắc thực phép so sánh “paired sample t-test” theo cặp mẫu lấy ngày Phương pháp phân tích PMF Để xác định nguồn gốc phát sinh bụi PM2,5, phương pháp phân tích đa biến ngẫu nhiên PMF (Positive Matrix Factorisation) áp dụng PMF quan môi trường Hoa Kỳ (EPA) phát triển từ kết nghiên cứu Paatero cộng [13] cách tiếp cận theo hướng phần dư tối thiểu Với số nguồn phát sinh bụi dự đốn cỡ mẫu phân tích nhân tố cần thiết 40 mẫu Tác giả chọn ngẫu nhiên 78 mẫu bụi PM2,5 cá nhân để xác định nguồn gốc phát sinh 3.1 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Kết lấy mẫu bụi Sau đợt lấy mẫu phơi nhiễm bụi PM2,5 cá nhân 24h số lượng mẫu lấy 512 mẫu Tuy nhiên, 458 mẫu đủ tiêu chuẩn phân tích Các mẫu bị loại (54 mẫu) lưu lượng bơm khí dao động nhiều 5% (dao động > ±5% 4lít/phút), số liệu cân giấy trước hay sau cân sai sót, khối lượng mẫu trắng lớn mẫu lấy trường Số lượng mẫu bụi PM2,5 lấy trạm quan trắc Thảo Cầm Viên 103 mẫu trạm UBND quận 86 mẫu Vì sai sót có lý tương tự trên, tổng số lượng mẫu bụi PM2,5 lấy từ trạm quan trắc cịn 162 mẫu PM2,5 TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, TẬP 20, SỐ M1-2017 29 Hình Bản đồ khu vực lấy mẫu Kết nồng độ bụi PM2,5 trạm quan trắc quận Thảo Cầm Viên 38,49 ± 18,45 µg/m3 (median: 35,6 µg/m3) 48,99 ± 21,68 µg/m3 (median: 46,46 µg/m3) Kết nồng độ bụi PM2,5 trạm quan trắc cho thấy nồng độ bụi PM2,5 khu vực dân cư khảo sát nằm tiêu chuẩn cho phép quy chuẩn QCVN 05:2013/BTNMT (giới hạn 50 µg/m3 24 giờ) Kết phơi nhiễm bụi PM2,5 cá nhân trung bình 64,28 ± 33,18 µg/m3 (median: 58,17 µg/m3) Phơi nhiễm bụi PM2,5 cá nhân cao nồng độ bụi PM2,5 quan trắc trạm quan trắc (p