MÔN HỌC SINH THÁI HỌC BÁO CÁO Chủ đề MUỘI THAN TRONG ĐÔ THỊ VÀ RỦI RO SỨC KHỎE CON NGƯỜI

Lí do chọn đề tài Muội than hoặc muội đèn, là một chất màu đen dạng bột, được tạo ra từ quá trình đốt cháy toàn bộ các vật liệu có chứa lượng dầu nặng.. Muội than là sản phẩm của các quá

TỔNG QUAN VỀ MUỘI THAN

Định nghĩa

Muội than là loại vật liệu màu đen, ở dạng hạt mịn kích thước từ khoảng 10 nm đến

1 mm, nhỏ hơn hạt bụi và nấm mốc, xấp xỉ 1/30 kích thước sợi tóc con người Muội than có thể tồn tại ở trạng thái rắn, lỏng hoặc khí dung (aerosols) Muội than được thải vào không khí dưới dạng các hạt nhỏ hoặc các giọt chất lỏng, một số hạt rắn được phát thải trực tiếp vào không khí và được vận chuyển hàng ngàn dặm kilomet từ các nguồn ô nhiễm Muội than chứa hơn > 50% các loại hữu cơ phụ thuộc vào nguồn và nhiên liệu, chẳng hạn như muội than diesel chứa carbon, hydro, oxy, lưu huỳnh và một lượng nhỏ kim loại Đặc biệt lượng nguyên tố carbon trong muội than nhỏ hơn 60% tổng khối lượng của hạt [1-3] Trong đó, các hydrocarbon thơm đa vòng (polycyclic aromatic hydrocarbon – PAH) là chất gây ung thư chính trong muội than [4-6] Theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường mô tả muội than chủ yếu gây ra những tác hại cho sức khỏe cộng đồng do kích thước các hạt vật chất nhỏ dễ dàng xâm nhập vào phổi và máu gây ra ảnh hưởng nghiêm trọng dẫn đến tử vong sớm, đau tim, đột quỵ, viêm phế quản cấp tính và hen suyễn trầm trọng đặc biệt là ở trẻ em

Muội than là sản phẩm của các quá trình đốt cháy khác nhau, bao gồm khí thải động cơ diesel, khí thải các hạt vật chất (Particulate Matter – PM) của nhà máy điện đốt than và nồi hơi đốt dầu, đốt nhiên liệu hóa thạch đặc biệt là than đá hoặc từ nhiên liệu công nghiệp, sản xuất, lọc dầu và xe cơ giới Muội than từ khí thải xe cộ xuất phát từ đốt cháy dầu diesel, xăng và các vật liệu nhiên liệu gốc dầu mỏ khác có chứa các hạt cacbon và hydrocacbon thơm đa vòng (PAH) gắn vào nó [6] Thông thường, các hạt khí thải diesel (Diesel exhaust particles - DEP) được tạo thành từ lõi carbon với một số thành phần dễ bay hơi và bán bay hơi (như H2SO4 và chất hữu cơ) được hấp phụ [7,8] Khí thải xe cộ góp phần tạo ra khoảng 50% các hạt vật chất trong đô thị [9], đặc biệt chú ý đến các hạt nhỏ hơn của PM (PM 2,5 và PM 0,1) vì những hạt này có thể xâm nhập sâu vào các phần phế quản của phổi và gây ra nhiều mối nguy hiểm cho sức khỏe [10]

Hình 1: Muội than (Nguồn: MDI)

Đặc tính của muội than

Muội than sinh ra ngay sau đỏm chỏy cú cú kớch thước lớn hơn 1 àm, khụng bay trong không khí mà rơi xuống bề mặt gần nhất, khi kích thước hạt giảm (nhỏ hơn 2 mm) khả năng tồn tại trong khí quyển tăng lên, thúc đẩy quá trình vận chuyển đường dài nhờ mưa và dòng chảy cuốn trôi ra sông và đại dương [11] Các hạt muội than lớn hơn và các vật liệu cháy thành than không được vận chuyển sẽ tồn tại trên đất, thời gian và các quá trình tự nhiên như xáo trộn sinh học có thể trộn muội than với đất, thúc đẩy quá trình cô lập carbon và tăng cường khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng Muội than chủ yếu bao gồm các hydrocacbon thơm đa vòng và một số nhóm chức làm cho nó có khả năng chống phân rã Mức độ polymer hóa, cấu trúc cao phân tử và thành phần nhóm chức bề mặt của muội than bị ảnh hưởng bởi loại tiền chất đốt cháy (loại thực vật), thời gian và nhiệt độ đốt cháy khi không có oxy và mức độ cháy sau quá trình đốt cháy lão hóa hoặc phong hóa Cấu trúc thơm của muội than khiến nó bền về mặt hóa học, chức năng bề mặt và khả năng hấp thụ các khoáng chất và hợp chất hữu cơ khác tạo điều kiện thuận lợi cho bề mặt vật lý Những đặc tính này làm tăng tuổi thọ của nó trong môi trường bằng cách làm cho nó ổn định về mặt hóa học và nhiệt động Hơn nữa, muội than có tính kỵ nước và không tan trong dung môi hữu cơ bao gồm cả metan và axeton, và trong các thành phần khác của sol khí trong khí quyển Tuổi thọ trung bình trong khí quyển của các hạt cacbon đen từ 4 - 12 ngày

Muội than được tạo thành từ rất nhiều hạt có kích thước hạt càng nhỏ thì bề mặt riêng càng lớn và bề mặt tối màu nên có tính chất hấp thụ trực tiếp bức xạ mặt trời tới trên tất cả các bước sóng khả kiến và tạo ra lực bức xạ dương trong khí quyển Muội than là vật liệu bền, chịu lửa, ít bị phân hủy trong điều kiện bình thường, có nhiệt độ hóa hơi gần

4000 0 K Các hạt cacbon đen sơ cấp được xếp chồng lên nhau như những tấm than chì, cấu trúc xốp này cung cấp cho muội than những đặc tính vật lý và hóa học về bề mặt cụ thể cũng là khả năng gia cố, độ bền màu và độ dẫn điện tốt Muội than dẫn điện tốt nên được thêm vào cao su tự nhiên hoặc các vật liệu khác để giảm điện trở của chúng, đặc tính này là kết quả của cấu trúc các hạt muội than tiếp xúc với nhau tạo thành các kênh dẫn điện hoặc do "hiệu ứng đường hầm" của các electron nhảy giữa các hạt muội than phân tán Ngoài ra muội than có đặc tính tạo màu, ổn định nhiệt thích hợp cho việc tạo màu cho nhựa và màng, tính chất do kích thước hạt và sự tương tác của cấu trúc với ánh sáng Ngoài ra, muội than có khả năng hấp thụ tia cực tím tốt do khả năng ngăn chặn vết nứt nhờ ứng suất vì vậy muội than được thêm vào các vật liệu khác sẽ ngăn chặn sự suy thoái của tia cực tím

Hình 2: Tổ chức đa quy mô của muội than /A Một tập hợp muội bao gồm các hạt hình cầu /B.Cấu trúc bên trong hạt sơ cấp hình cầu /C Đơn vị cơ bản của muội có trật tự gồm các lớp cacbon nhỏ song song [12]

Cấu trúc

Cấu trúc của muội than tương tự như cấu trúc của than chì, khi quan sát bằng kính hiển vi điện tử có thể thấy muội than tồn tại ở dạng tập hợp giống như “quả nho” đóng vai trò là cấu trúc chính Các tập hợp cấu trúc này thu hút lẫn nhau do lực Van der Waals và tạo thành các khối kết tụ, các tấm graphene xếp chồng lên nhau, ngoại trừ trường hợp muội than có cấu trúc ba chiều và ít trật tự hơn thể hiện sự kết hợp của các cấu trúc cacbon vô định hình và tinh thể Cụ thể, các tấm graphene màu đen cacbon song song với nhau nhưng không sắp xếp theo thứ tự, thường tạo thành các lớp bên trong đồng tâm Vì vật liệu chứa một phần đáng kể liên kết cacbon liên hợp có trong vùng tinh thể của hạt cacbon nên nói chung nó là vật liệu dẫn điện Muội than thông thường được tạo ra từ hydrocacbon nên các liên kết lơ lửng ở rìa của các lớp cacbon được bão hòa chủ yếu bằng hydro Ngoài ra, bề mặt hóa học của muội than chứa các dạng cacbon bị oxy hóa khác nhau như carboxylic, phenolic, quinonic và các nhóm chức hữu cơ tương tự với thành phần bề mặt cụ thể tùy thuộc vào điều kiện sản xuất hoặc bảo quản vật liệu Các nhóm oxy bề mặt trong muội than đôi khi được coi là hàm lượng dễ bay hơi Khi vật liệu được sử dụng làm mực xúc tác, chẳng hạn như để sản xuất pin nhiên liệu, thì hàm lượng chất dễ bay hơi thấp được yêu cầu để đảm bảo độ dẫn điện cao Ngược lại, ngành công nghiệp mực in và sơn phủ yêu cầu muội than có bề mặt bị oxy hóa để nâng cao đặc tính hiệu suất bám dính Trong môi trường phân tán trong nước, muội than có thể hiển thị các giá trị pH cơ bản hoặc axit và tồn tại mối tương quan tốt giữa hàm lượng oxy của muội than và pH, với hàm lượng oxy càng cao thì độ pH đo được càng có tính axit Độ pH cơ bản của muội than có hàm lượng oxy thấp có thể được cho là do sự có mặt của các oxit bazơ bề mặt , mặc dù hệ thống điện tử π của các mặt phẳng cơ bản của cacbon cũng được chứng minh là đủ bazơ để liên kết các proton từ dung dịch axit

Muội than có thể được biến tính bằng nitơ bằng cách xử lý muội than bằng amoniac ở nhiệt độ cao (600°C–900°C) Vật liệu thu được có chứa nitơ loại amino-, pyridin- hoặc acridine trong cấu trúc của chúng và vật liệu thu được cho thấy hoạt tính xúc tác tăng mạnh trong các phản ứng oxy hóa do sự kết hợp nitơ này Các halogen phản ứng với muội than bằng cách thay thế hydro, kèm theo sự hình thành hydro halogenua Bằng cách xử lý muội than bằng clorua, tất cả hydro có thể được loại bỏ khỏi muội than và thay thế bằng clorua đã được hấp phụ hóa học Sự thay thế ngược của clorua bằng hydro có thể được thực hiện bằng cách đun nóng vật liệu trong khí hydro, các nhóm chức hoặc polyme khác nhau có thể được ghép vào muội than thông qua phản ứng với các gốc tự do như 2- isobutyronitrile có thể được liên kết với bề mặt carbon bằng cách tạo ra chúng thông qua việc đun nóng dung dịch azo-diisobutyronitrile với sự có mặt của muội than Các gốc tự do được biết là có khả năng xâm nhập là các nhóm chức năng bề mặt loại quinone Polystyrene có thể được ghép vào muội than thông qua phản ứng trùng hợp triệt để các dung dịch styren với sự có mặt của muội than Nhìn chung, các điều kiện tổng hợp muội than cho phép điều chỉnh kích thước hạt, độ kết tinh và các khuyết tật trong cấu trúc bên trong của hạt, cũng như tính chất hóa học bề mặt ban đầu của chúng Loại thứ hai có thể được sửa đổi sau quá trình tổng hợp để điều chỉnh các đặc tính của vật liệu cho ứng dụng mục tiêu

Hình 3: Sơ đồ tóm tắt hình thành PAH và muội than trong quá trình đốt cháy [13]

THỰC TRẠNG CỦA MUỘI THAN

Đánh giá quy mô của muội than trong đô thị

Muội than có mặt khắp nơi ở cả thành thị và nông thôn, do đó chúng ta đều thường xuyên tiếp xúc với muội than từ nhiều nguồn khác nhau.

Hình 4: Ước tính lượng khí thải muội than sơ đồ (a) hiển thị lượng phát thải muội than toàn cầu ( tổng cộng 7600 Gg; ước tính năm 2000), (b) hiển thị lượng phát thải muội than của Hoa Kỳ (tổng cộng 581 Gg; ước tính năm 2005) (Nguồn:US EPA)

Theo Hình 4 , nhận xét được trên toàn cầu, tỉ lệ muội than được hình thành nhiều nhất từ quá trình đốt không hoàn toàn các nguyên liệu hóa thạch, gỗ và các nguyên liệu khác Tuy nhiên tùy thuộc vào nơi ở sẽ có sự thay đổi về tỉ lệ này, giả sử ở sơ đồ (b), do phương tiện giao thông được sử dụng nhiều ở Hoa Kỳ nên tỉ lệ muội than hình thành từ các phương tiện giao thông là rất lớn (chiếm hơn 52%) Hiện nay, phần lớn lượng muội than ngày nay được tạo ra ở các nước đang phát triển, người ta cho rằng Châu Phi, Châu Á và Châu Mỹ Latinh chịu trách nhiệm tổng cộng cho tới 88% lượng muội than thải vào bầu trời của chúng ta ngày nay Chỉ riêng Trung Quốc và Ấn Độ đã chiếm tới 1/3 lượng ô nhiễm đó

Hình 5: Nguyên nhân, hỗn hợp và tác hại của muội than (Nguồn: MDPI)

Nguyên nhân hình thành muội than

2.2.1 Tại Việt Nam a) Giao thông

Các phương tiện giao thông đô thị như ô tô, xe máy, các loại xe sử dụng cơ giới đã thải ra khí thải gây ô nhiễm không khí, trong đó có khí CO2 và các hạt bụi carbon từ động cơ đốt nhiên liệu

Hình 6: Ô nhiễm không khí do đốt cháy nhiên liệu hóa thạch từ các phương tiện giao thông (Nguồn: Aerosol Magee Scientific) b) Khí thải công nghiệp:

Các nhà máy và cơ sở sản xuất trong các khu vực đô thị thải ra khí thải và chất thải gây ô nhiễm môi trường, trong đó có muội than Hiện nay, theo Báo cáo của tạp chí Hòa Bình Xanh, Việt Nam đang có 20 nhà máy nhiệt điện than đang vận hành với tổng công suất đặt máy 13.110 MW, tiêu thụ khoảng 45 triệu tấn than/năm, với lượng tro, thạch cao thải ra hơn 15.700 triệu tấn/năm Trong quá trình đốt than sinh điện, các nhà máy nhiệt điện phát sinh nhiều loại chất thải: bụi thải, khí thải, chất thải rắn có tro xỉ, rác bẩn, chất thải lỏng với dầu cặn, nước ẩm có lẫn dầu sau khi làm mát thiết bị, nước thải có lẫn hóa chất, nước thải sinh hoạt… Đặc trưng của khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than chủ yếu phụ thuộc vào thành phần và tính chất của nhiên liệu Nguồn nguyên liệu chính được sử dụng cho quá trình sản xuất là than antraxit- loại than có hàm lượng tro cao, khi đốt tạo ra lượng khói lớn nên khí thải nhà máy nhiệt điện đốt than có những đặc trưng như lò hơi đốt than có khí thải chủ yếu mang theo tro bụi, CO2, CO, SO2 , SO3 và NOx do thành phần hoá chất có trong than kết hợp với oxy trong quá trình cháy tạo nên Ngoài ra còn có các khí thải của phương tiện giao thông đi lại trong nhà máy, các chất hữu cơ bay hơi bị rò rỉ từ ống dẫn, bụi than trước quá trình đốt thường xuất hiện ở các cảng than, cảng lật toa, kho chứa than, quá trình chuyển than và vận chuyển sản xuất…

Hình 7: Khói đen từ ống khói của nhà máy than (Nguồn: Nicholas Kusnetz) c) Xử lý rác thải:

Quá trình xử lý rác thải trong các khu vực đô thị như thu gom và tái chế rác thải sinh hoạt, ủ phân, chôn lấp hoặc đốt rác ở các bãi rác lộ thiên hoặc được đốt trong không gian mở tạo ra CO2 và khói có chứa các hạt gây hại cho sức khỏe như hạt muội than nhỏ màu đen có tác động khí hậu rất lớn dù chỉ trong thời gian ngắn Theo báo cáo của “Tài Nguyên và Môi Trường”, các nhà nghiên cứu ước tính muội than từ đốt chất thải trong không gian mở có tác động nóng lên toàn cầu tương đương với từ 2 - 10% lượng khí thải

Hình 8: Rác thải được đốt ở ven sông Nhuệ xã Tiền Phong (Nguồn: Hữu Hải) d) Sinh hoạt cá nhân:

Các hoạt động sinh hoạt hàng ngày của cư dân đô thị như nấu nướng, sưởi ấm, sử dụng hóa chất,… cũng góp phần ra muội than và các chất gây ô nhiễm khác Gỗ có truyền thống lâu đời là nguồn nhiên liệu địa phương để sưởi ấm trong nhà, nhưng việc đốt gỗ không may cũng góp phần tạo ra lượng khí thải Muội than được hình thành khi gỗ bị đốt cháy ở nhiệt độ cao không có oxy, tạo ra sự cháy không hoàn toàn, sản phẩm của quá trình đốt cháy không hoàn toàn là các nguyên tố carbon không cháy hết Nồng độ đo được của muội than được trình bày trong Hình 9 đối với tất cả các loại nhiên liệu sử dụng củi, tại địa điểm cố định cho thấy muội than trung bình tổng thể trong 1 giờ để nấu và không nấu lần lượt là 6,95àgm-3 và 62,48àgm -3 [14]

Hình 9: Nồng độ muội than trong các căn bếp được lấy mẫu [14]

Hình 10: Đồ thị thể hiện số liệu nguyên nhân gây nên ô nhiễm không khí và bụi

PM2.5 năm 2023 (Nguồn: CCAC) 2.2.2 Trên thế giới Ô nhiễm bụi mịn không khí, đang trở thành một vấn đề nghiêm trọng trên toàn thế giới với nhiều nguyên nhân đến từ động cơ diesel, đốt sinh khối như gỗ, cỏ khô, hoặc rơm và khí thải ra từ nhà máy điện đốt than, các nguồn đốt nhiên liệu hóa thạch khác bao gồm một phần đáng kể các hạt vật chất hoặc PM trở thành chất gây ô nhiễm không khí Trong số các nguồn phát thải muội than quan trọng là cháy rừng đặc biệt ở Nga, trung bình khoảng 70 nghìn tấn muội than mỗi năm trong giai đoạn từ 2000 đến 2013 [15] Vùng rừng phương bắc ở Nga, nơi tạo điều kiện cho các vụ cháy rừng quy mô lớn, kéo dài gần như toàn bộ phần phía đông của đất nước và biên giới phía bắc của chúng tiếp giáp với biên giới phía nam của Bắc Cực Điều này tạo điều kiện cho việc vận chuyển các sản phẩm đốt rừng, bao gồm cả muội than đến Bắc Cực và lắng đọng chúng trên bề mặt băng tuyết

Hình 11: Cháy rừng ở Siberia – Nga (Nguồn: ABC News)

Tại Mexico, lượng phát thải muội than và carbon hữu cơ từ các vụ cháy rừng từ năm

2000 đến năm 2012, kết quả cho thấy lượng phát thải trung bình là 5955 Mg/năm đối với muội than và 62085 Mg/năm đối với carbon hữu cơ Với việc quản lý cháy rừng hợp lý thì lượng khí thải có thể được giảm thiểu và các loại đất tránh bị ảnh hưởng bởi cháy rừng như vùng cây bụi và đồng cỏ Lượng khí thải trung bình hàng năm từ các vụ cháy rừng ước tính lần lượt là 5955 và 62.085 tấn muội than và carbon hữu cơ, chiếm từ 2 đến 9% tổng lượng khí thải quốc gia, trong đó muội than là chất gây ô nhiễm nhà kính tồn tại trong thời gian ngắn, đồng thời cũng thúc đẩy quá trình tan băng tuyết và giảm lượng mưa, có tiềm năng nóng lên toàn cầu ước tính gần gấp 5000 lần CO2 [16]

Hình 12: Ước tính lượng khí thải muội than và carbon hữu cơ 2000-2012 [16]

Cháy rừng ở Bắc Cực có nhiều dạng, nhưng đáng lo ngại nhất là “cháy rừng zombie [17] còn gọi là đám cháy của “thây ma” có thể làm tan lớp băng vĩnh cửu trong khi vẫn âm ỉ dưới tuyết hoặc băng [18] phát ra CO2 và các hạt muội than sau khi băng tuyết tan chảy và ngọn lửa phun trào trên bề mặt

Ngoài thiên tai cháy rừng, núi lửa cũng là một trong số nguyên nhân tạo ra muội than, đây là lò phản ứng hóa học tự nhiên với nhiều phản ứng hóa học xảy ra trong điều kiện nhiệt độ cao, áp suất cao và nhiều loại hợp chất hóa học, đặc biệt là trong các vụ phun trào Plinian tạo ra các cột tro kéo dài hàng chục km vào tầng bình lưu và lan rộng thành hình chiếc ô, tạo ra các lớp tro bụi phóng xạ lan rộng Theo sơ đồ chung của vụ phun trào Plinian [19] khi magma di chuyển từ buồng magma vào ống dẫn núi lửa, các khí hòa tan trong đó thoát ra và tạo thành bong bóng (Hình 13)

Hình 13: Sự hình thành muội than trong ống dẫn núi lửa ở phun trào Plinian [20]

Sự giải phóng khí trong khi magma đang dâng lên gây ra sự kết tinh của magma nóng chảy và hình thành các vật liệu pyroclastic Ở khu vực này, khí núi lửa được bao quanh bởi vật liệu pyroclastic nóng (magma kết tinh) ở nhiệt độ ∼1000°C trong môi trường không có oxy (hoặc oxy yếu) Ở đây, cacbon đen có thể được tạo ra từ quá trình phân hủy nhiệt metan CH4 trên bề mặt nóng của pyrolast:

Ngoài ra, muội than rò rỉ vào môi trường nước thông qua quá trình lũy tiến từ các bãi luyện than, các hệ thống chứa than, hoặc các vùng đất đã bị ô nhiễm bởi muội than Khi muội than tiếp xúc với nước có xu hướng tạo thành huyền phù hoặc kết tụ trong nước, gây ô nhiễm và ảnh hưởng đến đời sống sinh vật trong hệ sinh thái nước Việc khai thác than đá thường đòi hỏi lượng nước lớn để làm mát các thiết bị, hệ thống và xử lý chất thải Sử dụng lượng nước đáng kể này không chỉ làm cạn kiệt nguồn nước mặt mà còn ảnh hưởng đến nguồn nước ngầm tại các khu vực khai thác than Muội than có thể gây ra biến đổi đáng kể trong môi trường nước, bao gồm sự thay đổi pH, nồng độ oxy hóa, và sự phát triển của các sinh vật thuỷ sản và thực vật nước, từ đó gây ra sự suy thoái của hệ sinh thái nước và ảnh hưởng đến chuỗi thức ăn và quá trình sinh sản của các loài sống trong môi trường nước

Hình 14: Quy trình khai thác dầu mỏ (Nguồn: Thanhanoi)

Bên cạnh đó, muội than xuất phát từ khí thải động cơ tạo ra từ các tàu thương mại chạy trong địa phương cũng như các tàu và các nguồn khác cách đó hàng nghìn km Lượng khí thải muội than từ tàu thuyền ở Bắc Cực đã tăng nhanh gấp 10 lần so với phần còn lại của thế giới, với lượng muội than do tàu biển thải ra ở Bắc Cực tăng 85% trong giai đoạn 2015-2019 so với mức tăng 8% trên toàn cầu [21] Khí thải của tàu thương mại chiếm tỷ lệ ngày càng tăng ở Bắc Cực [22] do tàu là phương tiện vận chuyển hàng hóa hợp lý và hiệu quả nhất mặc dù nhiên liệu thải ra các hạt muội than

Theo một nghiên cứu dịch tễ học gần đây ở Nepal do các nhà nghiên cứu tại Trường

Y tế Công cộng của UC Berkeley dẫn đầu, những phụ nữ sử dụng đèn dầu hỏa trong nhà có tỷ lệ mắc bệnh lao cao gấp 9,4 lần so với những gia đình không sử dụng Khi đốt đèn, dầu hỏa cháy trên đầu bấc tạo ra ánh sáng, khói và muội than Dầu hỏa là một chất lỏng hydrocarbon dễ cháy có nguồn gốc từ dầu mỏ, đây là nhiên liệu đèn phổ biến nhất ở Ấn Độ và nhiều quốc gia khác ở Châu Phi, Đông Nam Á và Châu Mỹ Latinh Trên toàn thế giới, ước tính có khoảng 300 triệu hộ gia đình không có điện tiêu thụ 77 tỷ lít nhiên liệu chủ yếu là dầu hỏa mỗi năm

Hình 15: Khói chứa muội than thoát ra từ đèn bấc (Nguồn: Berkeley News)

Đánh giá ảnh hưởng của muội than

2.3.1 Quy mô Việt Nam a) Ảnh hưởng đến chất lượng không khí và sức khỏe ở Việt Nam

Theo Báo cáo Hiện trạng bụi PM2.5 tại Việt Nam giai đoạn 2019 - 2020 sử dụng dữ liệu đa nguồn, nồng độ bụi PM2.5 trung bình năm 2020 của Việt Nam cao thứ 21 trong danh sách 106 quốc gia Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), đã có 7 triệu ca tử vong sớm do phơi nhiễm với ô nhiễm không khí trên toàn cầu mỗi năm, tình trạng ô nhiễm không khí do bụi PM2.5 tại nhiều tỉnh, thành phố ở Việt Nam đều vượt giới hạn cho phép của quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng không khí xung quanh (QCVN 05:2013/BTNMT) và có xu hướng tăng Một số báo cáo quốc tế cũng chỉ ra tình trạng ô nhiễm không khí nghiêm trọng ở Việt Nam Theo chỉ số hiệu quả môi trường (EPI) năm

2020 của Đại học Yale, phơi nhiễm với ô nhiễm không khí ở Việt Nam xếp hạng 115 trên tổng số 180 quốc gia [23]

Hình 16: Hiện trạng bụi PM2.5 tại Việt Nam năm 2020 [23]

Phân bố mức độ ô nhiễm muội than qua các tháng ở khu vực Châu Á nói chung và Việt Nam nói riêng Không khí bị ô nhiễm nặng nề ảnh hưởng đến sinh hoạt và sức khỏe của những hộ gia đình gần những khu công nghiệp, xưởng sản xuất,… Một số nguyên nhân muội than đến từ các bãi than trong quá trình nghiền, sàng than, xe tải lớn vận chuyển gây ra, đặc biệt vào những ngày mưa, nước than đen chảy ra đường giao thông ngấm xuống đất và chảy vào nhà dân, điều đó ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân như bị bệnh về đường hô hấp, ung thư phổi,…

Hình 17: Nền nhà của người dân ở tổ dân phố Nhiêu Hà dính đầy bụi than [24]

Muội than một phần cũng ảnh hưởng đến mỹ quan đô thị khi đường sá bụi bẩn, không khí ngột ngạt, ô nhiễm, mặt đường dính bụi than đen và lề đường ứ đọng đầy bùn đất Trong môi trường ô nhiễm vì bụi than, bên trong các căn nhà, từ vật dụng, cầu thang đến mọi ngóc ngách đều bám bụi than, vì lý do đó một số hộ gia đình phơi quần trong nhà để đảm bảo sạch sẽ.

Hình 18: Con đường liên huyện Phú Lương - Đại Từ chạy qua xã Phục Linh [25]

Theo kết quả công bố tại hội thảo do Trung tâm Phát triển sáng tạo xanh (GreenID - thuộc Liên hiệp các Hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam), khói thải từ nhiệt điện than có thể bay hàng trăm kilômet, tạo bụi mịn siêu nhỏ và là nguyên nhân gây ra hàng ngàn cái chết ở Việt Nam, chưa kể những ảnh hưởng đến chất lượng đất, mùa màng nhiều nơi, ô nhiễm nguồn nước và ảnh hưởng đến sinh hoạt của người dân

Hình 19: Người dân thôn Vĩnh Phúc phản ánh khói bụi thải ra từ Nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân 2.[26]

Theo nhóm nghiên cứu của Đại học Harvard công bố kết quả nghiên cứu về “các tác động liên quan tới sức khỏe do gia tăng phát thải từ than” ở khu vực Đông Nam Á và tại Việt Nam, đại diện là ông Lauri Myllyvirta cho biết qua thống kê các loại bệnh liên quan đến ô nhiễm, nhóm nghiên cứu đã tách ra số người chết liên quan đến nhiệt điện than ở Việt Nam là 4.300 người mỗi năm và sẽ tăng lên 15.700 ca vào năm 2030

Hình 20: Bảng thống kê số lượng than và khí CO 2 [27]

Hình 21: Mô phỏng số về tác động của khí dung muội than đến khí hậu khu vực ở Đông Nam Á và Việt Nam, đơn vị 𝑚𝑔

𝑚 2 [27] b) Tác động đến hệ sinh thái ở Việt Nam

Muội than có thể lắng đọng lên lá cây, tạo ra lớp màu đen làm tăng nhiệt độ của lá cây, gây ra sự thay đổi trong quá trình sinh học của cây từ việc hấp thụ nước và chất dinh dưỡng đến quá trình quang hợp Lớp muội than cũng có thể làm mờ ánh sáng mặt trời chiếu xuống trái đất, gây ra hiện tượng giảm ánh sáng cần thiết cho sự phát triển của cây cối và sinh vật khác Ngoài ra, muội than cũng có thể ảnh hưởng đến lượng mưa bằng cách thay đổi cấu trúc của các đám mây và quá trình hình thành mưa Các hợp chất từ muội than phản ứng trong không khí tạo thành khói mù gồm lưu huỳnh dioxit và oxit nitơ hòa trộn với độ ẩm trong khí quyển để axit hóa lượng mưa, tình trạng ô nhiễm axit hóa này làm suy giảm chất lượng nước sông và hồ mang tính axit hơn, làm cạn kiệt chất dinh dưỡng trong đất và làm hư hại các loại cây nông nghiệp, đồng thời làm thay đổi cân bằng dinh dưỡng trong lưu vực sông, dọc theo bờ biển và trong rừng, làm xói mòn đá,… Từ đó dẫn đến thay đổi trong môi trường sống và hệ sinh thái của khu vực bị ảnh hưởng.

Hình 22: Hình ảnh muội đen bám trên lá [27]

Muội than ảnh hưởng nghiêm trọng đến khí hậu, đỉnh nhiệt độ tăng cao và giảm mạnh lượng mưa qua các năm Thay đổi mô hình mưa có thể gây ra những hậu quả lâu dài đối với cả hệ sinh thái và sinh kế của con người, chẳng hạn như làm gián đoạn các đợt gió mùa tác động đến ngành nông nghiệp ở nước ta.

Hình 18: So sánh đỉnh nhiệt độ - lượng mưa 1951-1980 và 1981-1998 [27]

Nồng độ muội than đang tăng lên trên bầu khí quyển và đang tích tụ xuống ở hai đầu cực và trên các đỉnh núi cao gây thiệt hại đối với miền cát trắng Quảng Bình vào mùa đông xuân đã nhuốm đầy muội than như Hình 19

Hình 19: Đồi cát trắng Quảng Bình nhiễm muội than (Nguồn:VnExpress)

2.3.2 Quy mô trên thế giới a) Ảnh hưởng đến chất lượng không khí và sức khỏe trên thế giới

Muội than tác động đến không khí, góp phần tăng cường hiệu ứng nhà kính, khi được phát tán vào không khí nó hấp thụ ánh sáng mặt trời và làm tăng nhiệt độ bề mặt của Trái Đất

Hình 19: Lượng phát thải muội than do con người trên thế giới (Nguồn:Statista)

Theo tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã báo cáo năm 2010, khí thải muội than gây tử vong hơn 1,5 triệu người trên toàn thế giới mỗi năm Ngoài ra, chủ yếu ở các nước đang phát triển, hàng triệu người có nguy cơ dễ mắc các bệnh về đường hô hấp và hen suyễn Vào năm 2012 đã có 3,7 triệu ca tử vong do ô nhiễm không khí ngoài trời và 4,3 triệu ca do ô nhiễm không khí ở trong nhà, việc hít phải các hạt vật chất (bao gồm muội than, sunfat, nitrat, amoniac, natri clorua, bụi khoáng và nước) có đường kính từ 10 micron trở xuống (PM10), đặc biệt hạt muội than có kích thước nhỏ, dễ thể xâm nhập sâu vào phế quản và phổi khi hít thở, gây ra các vấn đề như viêm phổi, bệnh phổi mức độ nghiêm trọng và các vấn đề về hô hấp khác Đối tượng đa phần là phụ nữ và trẻ em dễ tiếp xúc gần và sử dụng bếp lò thô sơ gây ra những rủi ro to lớn cho sức khỏe Khoảng hai tỷ người trên thế giới thực hiện phần lớn hoặc toàn bộ công việc nấu nướng và sưởi ấm bằng sinh khối Với việc dân số ngày càng tăng ở Châu Phi, Ấn Độ và Trung Quốc và việc sử dụng sinh khối (gỗ, tàn dư cây trồng và phân) ngày càng gia tăng trầm trọng hơn Được hình thành do quá trình đốt cháy không hoàn toàn nhiên liệu hóa thạch, nhiên liệu sinh học và sinh khối, muội than cú đường kớnh dưới 2ẵ micron ( PM2.5 ) Năm 2013 ước tính tác động của muội than là 1,1watt trên mét vuông mỗi năm, chỉ đứng sau carbon dioxide, loại khí gây ra 1,56watt trên mét vuông Vì vậy muội than là tác nhân lớn thứ hai gây ra biến đổi khí hậu sau CO2, nhưng không giống như CO2, có thể tồn tại trong khí quyển hàng trăm đến hàng nghìn năm, muội than chỉ tồn tại trong khí quyển chỉ từ vài ngày đến vài tuần trước khi quay trở lại trái đất kèm theo mưa hoặc tuyết [28] Liên quan đến hệ thống giao thông, trong các thành phố lớn trên thế giới muội than có thể tạo ra lớp bẩn và mờ trên các bề mặt, bao gồm cả đường phố và các cấu trúc xây dựng, làm giảm tầm nhìn mà còn có thể ảnh hưởng đến hệ thống giao thông và an toàn giao thông

Các hạt bồ hóng bị lão hóa bởi ozone tạo thành các hạt nhân ngưng tụ ở các tầng thấp hơn của khí quyển, giúp hình thành các đám mây Ở các tầng cao hơn của khí quyển, các hạt bồ hóng bị axit sunfuric già đi đóng vai trò là hạt nhân băng và giúp hình thành các đám mây Cirrus gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu, khiến nhiều tinh thể băng hình thành hơn và làm cho các đám mây Cirrus dày hơn về mặt quang học, ít thấm bức xạ hơn, nó kéo dài đến tận tầng đối lưu, nằm ở độ cao từ 10 đến 18 km, và cũng tồn tại lâu hơn ở những vùng cao hơn của khí quyển Kết quả cho thấy các đám mây Cirrus hấp thụ nhiều bức xạ nhiệt sóng dài do Trái đất phát ra và cho phép ít bức xạ nhiệt thoát ra ngoài không gian hơn Khi hàm lượng carbon dioxide trong khí quyển tăng gấp đôi so với thời kỳ tiền công nghiệp, cả hai loại muội than lão hóa cùng nhau dẫn đến sự nóng lên toàn cầu từ 0,4 đến 0,5 độ C

Hình 23: Tác động của muội than già đóng vai trò là hạt nhân ngưng tụ đám mây

(Nguồn: Phys.org) b) Tác động đến hệ sinh thái trên thế giới

Muội than tương tự như tất cả các hạt trong khí quyển ảnh hưởng đến độ phản xạ, độ ổn định và thời gian tồn tại của các đám mây và làm thay đổi lượng mưa Tùy thuộc vào lượng muội than trong không khí và vị trí tồn tại trong khí quyển mà có những tác động khác nhau, muội than có tác dụng làm ấm vì chúng hấp thụ ánh sáng mặt trời và giữ lại năng lượng trong khí quyển Ở mức độ thấp hơn, các sol khí phân tán và hấp thụ năng lượng nhiệt tỏa ra từ Trái đất, do đó trong trường hợp này, chúng hoạt động như khí nhà kính và góp phần làm nóng bầu khí quyển Hiệu ứng nóng lên này chủ yếu thể hiện rõ trên các bề mặt có độ phản xạ cao như những bề mặt có băng và tuyết cụ thể ở Bắc Cực khi rơi xuống trái đất kèm theo lượng mưa làm tối bề mặt băng tuyết làm giảm khả năng phản xạ của băng, ngoài ra làm ấm băng tuyết và đẩy nhanh quá trình tan chảy Ở California, các đám mây bụi và muội than từ các nguồn phát thải đang đọng lại trên lớp băng tuyết Sierra Nevada góp phần đẩy nhanh tốc độ tan tuyết với những tác động quan trọng đến dung tích hồ chứa và nông nghiệp

Hình 24: Các hạt muội than làm tối bề mặt sông băng Helheim ở phía đông nam

Các sông băng đang tan chảy ở dãy Andes, dãy núi Rocky, dãy núi Rockies ở Canada, dãy Alps, dãy Himalaya và trên khắp thế giới, các sông băng tan chảy và rút đi lượng băng tan trong mùa khô cung cấp cho các con sông hệ thống tưới tiêu sẽ giảm dần Các sông băng của dãy Himalaya và cao nguyên Tây Tạng duy trì các dòng sông của Trung Quốc và Ấn Độ đối với nguồn cung cấp nước ngọt và thực phẩm của hai quốc gia này Trong quá trình băng ở Bắc Cực tiếp tục tan chảy, xuất hiện các hoạt động vận chuyển khiến lượng khí thải muội than từ các tàu đốt nhiên liệu nặng khả năng sẽ tăng lên trong tương lai Theo Ủy ban Hệ thống Vận tải Hàng hải, việc vận chuyển trong vùng biển Bắc Cực của Hoa Kỳ có thể tăng gấp 5 lần vào năm 2025 Viện Địa cực Na Uy đưa ra một báo cáo vào tháng 5 năm 2010 trong đó tuyên bố: "Na Uy nên hạn chế muội than từ các ngành công nghiệp mới nổi ở Bắc Cực như dầu mỏ và vận tải biển vì có nguy cơ đẩy nhanh quá trình tan băng quanh Bắc Cực do hiện tượng nóng lên toàn cầu gây ra".[29] Nghiên cứu của các nhà khoa học NASA, sử dụng mô phỏng máy tính, cho thấy muội than có thể là nguyên nhân gây ra 25% hiện tượng nóng lên toàn cầu được quan sát thấy trong thế kỷ qua Nó được cho là tác nhân lớn thứ hai gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu sau carbon dioxide

Hình 25: Khí thải tàu ở Đức (Nguồn: Jens Rusch)

Thay đổi lượng mưa có thể có tác động đến nông dân ở các khu vực phụ thuộc vào mưa gió mùa, theo nghiên cứu năm 2011 được công bố trên Tạp chí Khí hậu cho thấy muội than làm giảm mưa ở Tây Nam Ấn Độ, Trung Quốc, Malaysia, Myanmar, nước Thái Lan, và tăng lượng mưa ở miền bắc Ấn Độ và cao nguyên Tây Tạng từ tháng 3 đến tháng 5 Năm 2017, Hội đồng Bắc Cực tám quốc gia đã cam kết kiểm soát khí thải từ muội than và giảm sự nóng lên ở Bắc Cực, các quốc gia đã đồng ý hạn chế lượng khí thải từ 25 đến 33 % dưới mức 2013 vào năm 2025 [30]

Hình 26:: Khói mù ở miền bắc Ấn Độ, chủ yếu là do đốt sinh khối và ô nhiễm không khí đô thị (Nguồn: NASA)[28]

TÁC HẠI ĐẾN SỨC KHỎE VÀ GIẢI PHÁP

Các báo cáo nghiên cứu ảnh hưởng của muội than đến sức khỏe

Các nghiên cứu về tác hại của muội than đã xuất hiện từ năm 1775, bác sĩ phẫu thuật ở London là ông Sir Percival Pott nhận ra rằng việc quét ống khói dễ bị ung thư bìu, do công nhân tiếp xúc với muội than, sau này ông mô tả muội than là yếu tố môi trường đầu tiên gây ung thư thông qua các mối liên kết từ chuỗi các sự kiện dẫn đến sự phát triển của mô hình thử nghiệm đầu tiên về bệnh ung thư và sự tổng hợp chất gây ung thư.[31,33] Năm 1936, nhà khoa học đưa ra bằng chứng cho thấy muội than là chất gây ung thư,[32,33] đến năm năm 1983, Riboli và các cộng sự đã báo cáo tỷ lệ tử vong do ung thư phổi ở những người làm việc trong nhà máy sản xuất axetylen và anhydrit phthalic do tiếp xúc với muội than.[34] Sau đó, Snow phát hiện ra rằng việc hít phải muội than sẽ dẫn đến sự tích tụ vào thanh quản và khí quản dẫn đến nhiều bệnh tật.[35] Kandt và Biendara quan sát thấy sự xuất hiện của bệnh viêm mũi mãn tính thường xuyên khi so sánh những công nhân tiếp xúc với muội than và những người không tiếp xúc.[36] Năm 1987, Bourguet đưa ra những báo cáo rằng muội than là tác nhân chính gây ung thư da ở những người làm việc trong ngành lốp xe và cao su [37] Đến năm 1994, Szozda mô tả sự xuất hiện thường xuyên của bệnh viêm phế quản mãn tính và rối loạn thông khí ở những người tiếp xúc với muội than,[38] và vào năm 1996, một nghiên cứu khác của Parent cùng cộng sự tìm ra mối quan hệ giữa phơi nhiễm muội than và đánh giá rủi ro ung thư phổi trong một nghiên cứu dựa trên dân số ở Montreal, Canada.[39] Hiện nay, Parent và cộng sự [40] đã chứng minh mối liên hệ giữa ung thư thực quản và phơi nhiễm nghề nghiệp với axit sulfuric và muội than Những bằng chứng trong lịch sử chỉ ra rõ ràng mối liên hệ của muội than và các thành phần của nó ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người [41]

Rủi ro đến sức khỏe con người hiện nay

Trong môi trường ở các khu công nghiệp, các thành phố lớn và các khu vực có sự phát triển kinh tế, công nghiệp và giao thông vận tải phát triển cao thì con người ở đây sẽ bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi muội than Một số nơi ở Việt Nam chịu ảnh hưởng như thành Phố Hồ Chí Minh (TP.HCM) là thành phố lớn và kinh tế phát triển, TP.HCM có nhiều nguồn gốc khí thải, đặc biệt là từ giao thông và các ngành công nghiệp Ngoài ra còn có

Hà Nội là thủ đô của Việt Nam cũng phải đối mặt với vấn đề ô nhiễm không khí, đặc biệt là từ các phương tiện giao thông và các khu công nghiệp Tại các khu công nghiệp tập trung ở nhiều địa phương như Bắc Ninh, Bắc Giang, Đồng Nai, Vũng Tàu,… là những nơi có thể gặp nhiều vấn đề muội than do các hoạt động sản xuất Các khu vực gần các nhà máy nhiệt điện và nhà máy chế biến than và các nhà máy nhiệt điện thường có mức độ muội than cao, đặc biệt, hiện tượng muội than xuất hiện nhiều ở những nơi khai thác than (khai thác hầm lò, khai thác mỏ lộ thiên hay nơi sàng, tuyển, chế biến than)

Hít phải bụi than trong thời gian dài có những biểu hiện triệu chứng về hô hấp như ho, tức ngực, khạc đờm nhiều, thường là sau khi làm việc hoặc lúc nửa đêm, thậm chí khi đã nghỉ việc 3-4 ngày Đờm thường có màu đen và lỏng kèm triệu chứng khó thở, bắt đầu là khó thở khi gắng sức tiếp theo đến giai đoạn muộn của bệnh thì có khó thở thường xuyên và liên tục Rối loạn thông khí phổi với hội chứng tắc nghẽn và hội chứng hỗn hợp xuất hiện nhiều, người bị bệnh bụi phổi – than còn có nguy cơ bị tràn khí màng phổi, xơ hoá phổi và viêm phế quản mạn tính Hình ảnh trên phim X quang phổi của bệnh bụi phổi – than là những nốt mờ tròn đều có kích thước lớn hơn 1mm thường tập trung ở phần trên và giữa phổi, có thể gặp hình ảnh các đám mờ lớn và hình ảnh khí phế thũng thường ở đáy phổi hay xung quanh đám mờ lớn.

Hình 27: Hình chụp X quang của bệnh nhân mắc bệnh bụi phổi (Nguồn: Vinmec) Ở Việt Nam, ngành khai thác than đang là một trong những ngành đóng góp nhiều cho ngân sách nhà nước với khoảng 90.000 lao động, trong đó có hơn 40.000 lao động trực tiếp Tính đến năm 2007 có 554 công nhân được chẩn đoán và giám định mắc bệnh bụi phổi – silic [42]

Hình 28: Phổi của công nhân ngành than mắc bệnh bụi phổi [42]

Tại nước ta, việc chẩn đoán bệnh bụi phổi cho công nhân khai thác than hoàn toàn là chẩn đoán bệnh bụi phổi – silic với tiêu chuẩn chẩn đoán là phải làm việc trong môi trường lao động có hàm lượng bụi silic trong bụi toàn phần là trên 5% Như vậy là một số lượng lớn công nhân tiếp xúc trực tiếp với bụi than có nguy cơ mắc bệnh bụi phổi – than (hàm lượng bụi silic dưới 5%) sẽ không được chẩn đoán bệnh và sẽ không được đền bù do tác hại của bụi than.

Giải pháp phòng ngừa muội than

Túi lọc bụi chịu nhiệt cao cấp (Polyphenylenesulfide – PPS) chuyên xử lý muội than, với khả năng chịu nhiệt lên đến 200 độ C và tuổi thọ trung bình cao, túi lọc bụi PPS chịu thủy phân rất tốt, chống mài mòn và chịu acid Với chất liệu cao cấp cùng công nghệ sản xuất tiên tiến, túi PPS có thể lọc muội than hiệu quả lên đến 99%

Hình 29: Túi lọc bụi PPS chuyên xử lý muội than (Nguồn: TATAFILER)

Hệ thống rung giũ khí nén xử lý muội than là hệ thống thu hồi bụi rung giũ khí nén gồm nhiều túi vải dệt và được lồng vào khung lưới thép Hiệu quả lọc của hệ thống này có thể lên đến 99.8% và lọc được cả những hạt muội than rất nhỏ nhờ có lớp trợ lọc Vải lọc thường được may thành túi hình trụ tròn có đường kính khoảng D600 mm, chiều dài khoảng 1.2m Túi vải được may kín một đầu, đầu kia để trống, được nối vào ống dẫn khí vào Khi cho không khí lọc đi vào trong túi, dòng khí đi xuyên qua túi vải qua khoang khí sạch và thoát ra ngoài Khoảng cách giữa các túi khoảng 20- 100mm Tải trọng không khí thông thường là 20 - 45 m/s Lọc sạch không khí với lưu lượng từ 2500 đến khoảng 12000m³/h, chu kì giũ bụi từ 2- 3h.

Hình 30: Cấu tạo hệ thống thu hồi bụi rung giũ khí nén (Nguồn: TATAFILER)

Một thiết bị khác đó là máy lọc không khí sử dụng nhiều bộ lọc để "bẫy" các hạt trong không khí như bụi, phấn hoa, lông và da chết của thú cưng Bộ lọc của máy sẽ giữ lại các hạt này khi hút không khí vào thiết bị, sau đó thổi không khí mới trở lại phòng Trong một căn phòng nhỏ, thiết bị này mất khoảng 30 phút để làm sạch bụi Còn với các không gian lớn hơn, thời gian có thể lên đến 2-3 giờ Tuy nhiên, máy lọc không khí chỉ có thể loại bỏ bụi đang lưu thông trong không khí, chứ không thể lọc bụi bám trên các bề mặt Vì vậy cần vệ sinh bộ lọc thường xuyên để đảm bảo thiết bị hoạt động hiệu quả.

Hình 31: Máy lọc không khí (Nguồn: Dienmayxanh) 3.3.2 Các giải pháp khác Để giảm thiểu tiếp xúc với muội than và bảo vệ sức khỏe của mỗi chúng ta và gia đình, có thể thực hiện các biện pháp phòng tránh như đeo mặt nạ bảo vệ hô hấp khi tiếp xúc với môi trường nhiễm muội than, đeo mặt nạ chuyên dụng có thể giúp giảm tiếp xúc với hạt bụi và chất gây ô nhiễm; Ngoài ra cần hạn chế tiếp xúc với những nơi có nhiều bụi, những nơi có ô nhiễm không khí cao, đặc biệt là nơi gần các nguồn nhiên liệu cháy và khu vực công nghiệp; Lựa chọn nguồn nhiên liệu sạch như và hiệu quả hơn để giảm khí thải và muội than từ đốt cháy nhiên liệu; Thường xuyên bảo dưỡng xe và sử dụng xe đúng cách để giảm việc phát thải muội than ra ngoài môi trường; Duy trì môi trường xung quanh luôn được sạch sẽ kể cả ở nhà và nơi làm việc để giảm việc tiếp xúc với bụi và muội than; Cuối cùng hạn chế việc đốt rác để tránh được việc hít phải muội than.

CHÍNH SÁCH VÀ QUY ĐỊNH MÔI TRƯỜNG

Cơ sở pháp lý

Các chính sách đóng một vai trò quan trọng trong việc quản lý muội than, bao gồm các quy tắc phòng ngừa và ngăn chặn lượng phát thải gây ô nhiễm không khí và ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người Các chính sách môi trường định quy mức độ phát thải than đen, khí nhà kính và các rủi ro về sức khỏe Các quy định này nhằm mục đích tìm kiếm một sự cân bằng giữa nhu cầu công nghiệp và ý thức sinh thái Theo Bộ Luật Bảo vệ môi trường được Quốc hội khóa XIV kỳ họp thứ 10 thông qua ngày 17/11/2020, có hiệu lực thi hành từ ngày 01/01/2022:

- Theo đó, tại Điều 61 Luật Bảo vệ Môi trường năm 2020 quy định về bảo vệ môi trường trong sản xuất nông nghiệp: “Phụ phẩm nông nghiệp phải được thu gom để sản xuất ra sản phẩm hàng hóa, sử dụng làm nguyên liệu, nhiên liệu, sản xuất phân bón, sản xuất năng lượng hoặc phải được xử lý theo quy định; không đốt ngoài trời phụ phẩm từ cây trồng gây ô nhiễm môi trường”, ví dụ như rơm, rạ sau khi gặt lúa.

- Điều 64 Luật Bảo vệ Môi trường năm 2020 quy định về bảo vệ môi trường trong hoạt động xây dựng về: Việc quy hoạch khu đô thị, khu dân cư tập trung phải hướng tới phát triển khu đô thị sinh thái, tiết kiệm năng lượng, sử dụng năng lượng tái tạo, bảo đảm tỷ lệ diện tích cây xanh, mặt nước, cảnh quan theo quy định của pháp luật

- Cần giảm giá trị Hydrofluorocarbons (HFCs) là khí nhà kính được sử dụng trong các ứng dụng như điều hòa không khí, tủ lạnh và chống cháy Theo Đạo luật Đổi mới và Sản xuất Mỹ (AIM) năm 2020 yêu cầu EPA định đoạt HFC bằng cách giảm sản xuất và tiêu thụ của chúng Vào tháng 9 năm 2021, EPA ban hành quy định cuối cùng để giảm sản xuất và tiêu thụ HFC ở Mỹ đi 85% trong vòng 15 năm Dự kiến giảm giá trị toàn cầu của HFC có thể tránh được đến 0.5°C sự ấm lên toàn cầu vào năm 2100.

- Đưa ra tiêu chuẩn khí thải của xe hơi: Vào tháng 12 năm 2021, EPA hoàn thiện các tiêu chuẩn tiêu thụ khí thải nhà kính liên bang cho xe hạng nhẹ và xe tải nhẹ cho các Năm mô hình từ 2023 đến 2026 Các tiêu chuẩn này sử dụng công nghệ xe sạch, mang lại lợi ích như giảm ô nhiễm khí hậu và tiết kiệm tiền cho tài xế khi đổ xăng Đây là tiêu chuẩn khí thải của phương tiện mạnh nhất từng được thiết lập cho ngành xe hạng nhẹ.

- Về quy trình sản xuất than đen là một hạt độc, có kích thước nhỏ có thể hít qua đường hô hấp, vào ngày 1 tháng 11 năm 2021, EPA hoàn thiện các sửa đổi cho Tiêu chuẩn Quốc gia về Khí thải độc hại gây ô nhiễm không khí (NESHAP) cho sản xuất than đen Các sửa đổi này nhằm mục đích quy định các chất gây ô nhiễm không khí độc hại liên quan đến sản xuất than đen Trong đó than đen ở California đã được thêm vào “Đề xuất 65” của California như một chất được biết đến gây ung thư, việc liệt kê này dựa trên sự tái phân loại của IARC từ năm 1995/96.

Tiêu chuẩn EPA

4.2.1 Tiêu chuẩn EPA là gì?

PA là Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ, tiếng Anh là United States Environmental Protection Agency Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ (EPA) được thành lập vào tháng 12/1970 theo lệnh hành pháp của Tổng thống Richard Nixon, Mỹ Đây là một cơ quan của chính phủ liên bang Mỹ có nhiệm vụ bảo vệ sức khỏe con người và môi trường EPA có trụ sở tại Washington, D.C và chịu trách nhiệm tạo ra các tiêu chuẩn cũng như ban hành các điều luật thúc đẩy và phát triển sức khỏe của các cá nhân và môi trường EPA hoàn thiện các tiêu chuẩn về ô nhiễm muội than có hại, tăng cường đáng kể các biện pháp bảo vệ sức khỏe và không khí trong lành cho gia đình, người lao động và cộng đồng

EPA đã tăng cường tiêu chuẩn chất lượng không khí xung quanh quốc gia dựa trên sức khỏe hàng năm đối với vật chất hạt mịn (PM 2,5) từ mức 12 microgam trên mét khối lên 9 microgam trên mét khối, ngăn chặn tối đa 4.500 ca tử vong sớm và 290.000 ngày làm việc bị mất, mang lại lợi ích sức khỏe ròng lên tới 46 tỷ USD vào năm 2032 Cứ 1 USD chi tiêu từ hành động này, có thể có tới 77 USD lợi ích sức khỏe con người vào năm

2032 EPA thực hiện theo yêu cầu của Đạo luật Không khí Sạch và đặt ra mức chất lượng không khí giúp các tiểu bang và các Quốc gia Bộ lạc thông qua các tiêu chuẩn EPA bổ sung để giảm ô nhiễm từ các nhà máy điện, phương tiện và cơ sở công nghiệp, kết hợp với các khoản đầu tư mang tính lịch sử theo Đạo luật Giảm lạm phát của Tổng thống Biden và Luật Cơ sở hạ tầng lưỡng đảng

Chiến lược này sẽ giúp người Mỹ khỏe mạnh hơn và làm việc hiệu quả hơn, đồng thời củng cố sự hồi sinh của ngành sản xuất ở Mỹ Kể từ năm 2000, nồng độ PM 2.5 trong không khí ngoài trời đã giảm 42% trong khi Tổng sản phẩm quốc nội của Mỹ tăng 52% trong thời gian đó Cùng với việc củng cố tiêu chuẩn cơ bản hàng năm về PM 2.5 , EPA đang sửa đổi các tiêu chí thiết kế mạng lưới giám sát để phân tích các nhóm dân cư có nguy cơ cao bị ảnh hưởng sức khỏe liên quan đến PM 2.5 tới các nguồn ô nhiễm không khí Ô nhiễm hạt là mối quan tâm lớn đối với những người mắc bệnh tim hoặc phổi và các cộng đồng dễ bị tổn thương khác, bao gồm trẻ em, người lớn tuổi và những người mắc các bệnh lý như hen suyễn, cũng như các cộng đồng đã quá tải

Vào tháng 6 năm 2021, EPA thông báo sẽ xem xét lại quyết định tháng 12 năm 2020 về việc giữ nguyên các tiêu chuẩn năm 2012 vì bằng chứng khoa học và thông tin kỹ thuật hiện có cho thấy các tiêu chuẩn không đủ để bảo vệ sức khỏe và phúc lợi cộng đồng Dựa trên bằng chứng khoa học, thông tin kỹ thuật, khuyến nghị từ CASAC và nhận xét của công chúng về các tiêu chuẩn được đề xuất năm 2023, EPA đã đặt ra hai tiêu chuẩn chính cho PM 2.5 , phối hợp với nhau để bảo vệ sức khỏe cộng đồng: tiêu chuẩn hàng năm mà EPA đã sửa đổi và một tiêu chuẩn 24 giờ mà cơ quan này đã giữ lại EPA cũng giữ lại tiêu chuẩn cơ bản 24 giờ hiện tại đối với PM 10 , giúp bảo vệ khỏi các hạt thô EPA cũng không thay đổi các tiêu chuẩn thứ cấp (dựa trên phúc lợi) đối với các hạt mịn và hạt thô vào thời điểm này (Nguồn: Dữ liệu giám sát không khí năm 2020-2022)

Hình 32: Dựa trên dữ liệu giám sát không khí giai đoạn 2020-2022, các vùng màu xanh đậm trên bản đồ biểu thị các quận không đáp ứng tiêu chuẩn PM2.5 hàng năm là 9 ug/m3 (Nguồn: US EPA)

Bản đồ trên phản ánh các quận được giám sát với dữ liệu giám sát đầy đủ Các chỉ định cuối cùng trong tương lai về việc đạt/không đạt sẽ không dựa trên những dữ liệu này mà có thể dựa trên dữ liệu giám sát được thu thập từ năm 2022 đến năm 2024 Trong số

119 quận có giá trị thiết kế giai đoạn 2020-2022 trên 9 ug/m3, 59 quận hoàn toàn hoặc một phần nằm trong các khu vực không đạt tiêu chuẩn PM2.5 hiện hành Trong năm 2021 và 2022, EPA biết rằng một số tiểu bang đã xác định được các sự kiện đặc biệt có thể xảy ra có thể ảnh hưởng đến chất lượng không khí ở Hoa Kỳ và có thể liên quan đến các quyết định chỉ định (Nguồn US EPA)

4.2.3 Dự kiến của EPA về muội than đến năm 2032

EPA cũng đang sửa đổi Chỉ số Chất lượng Không khí để cải thiện thông tin đại chúng về các rủi ro sức khỏe do phơi nhiễm PM 2.5 Một số PM được phát thải trực tiếp từ các nguồn đốt, công trường xây dựng, quy trình công nghiệp và động cơ diesel cũ, trong khi các hạt khác được hình thành trong khí quyển trong các phản ứng hóa học phức tạp với các chất ô nhiễm khác như sulfur dioxide và nitơ oxit phát ra từ các nhà máy điện, xăng dầu và động cơ diesel, và một số quy trình công nghiệp nhất định Ô nhiễm hạt từ các quy trình công nghiệp và các nguồn khác có thể kiểm soát được bằng các công nghệ sẵn có và tiết kiệm chi phí để quản lý khí thải và EPA sẽ xây dựng dựa trên kinh nghiệm hàng thập kỷ trong việc cung cấp các lựa chọn linh hoạt cho các tiểu bang và Bộ lạc trong suốt quá trình thực hiện EPA đã cân nhắc cẩn thận ý kiến đóng góp rộng rãi của công chúng khi xác định các tiêu chuẩn cuối cùng Cơ quan này đã tổ chức một buổi điều trần công khai ảo và nhận được khoảng 700.000 ý kiến bằng văn bản trước khi hoàn thiện các tiêu chuẩn chất lượng không khí cập nhật hiện nay.