Nồng độ bụi PM10 và PM2,5 tại Hà Nội cao vào mùa đông, trung bình lên tới hơn 100 µg/m3

Không khí bên ngoài thường không bao gồm một chất ô nhiễm không khí duy nhất mà bao gồm nhiều chất ô nhiễm khí ô nhiễm. Các chất ô nhiễm không khí ở đô thị thường bao gồm: bụi, ozon, CO, VOCs, NO2. Các nghiên cứu về ảnh hưởng của ô nhiễm không khí với sức khỏe con người có thể được tiến hành để xác định ảnh hưởng của từng khí ô nhiễm hoặc hỗn hợp các khí ô nhiễm trong thực tế. Trong đó, các khí ô nhiễm có ảnh hưởng đến sức khỏe con người như sau:

Vấn đề ô nhiễm bụi được coi là vấn đề lớn nhất của ô nhiễm không khí chủ yếu do sự ảnh hưởng đến sức khỏe của bụi. Mức nồng độ của bụi hiện nay tại hầu hết các khu vực trên thế giới kể cả các quốc gia phát triển có ảnh hưởng xấu đến sức khỏe. Đã có nhiều bằng chứng cho thấy sự phơi nhiễm bụi có ảnh hưởng rõ rệt đến sức khỏe của con người. Những tác động của bụi lên sức khỏe thì khá rộng nhưng những tác động chủ yếu tập trung ở hệ hô hấp và tim mạch. Tất cả mọi người đều chịu ảnh hưởng của bụi nhưng mức độ ảnh hưởng thì phụ thuộc vào sức khỏe và tuổi tác.

Ảnh hưởng của bụi lên sức khỏe về cơ bản phụ thuộc vào kích thước của bụi và thành phần, hàm lượng các chất thành phần trong bụi. Bụi có đường kính tương đương nhỏ hơn 10 mm (PM10) có khả năng xâm nhập vào hệ hô hấp của con người và bắt đầu gây ảnh hưởng đến sức khỏe. Bụi có đường kính nhỏ hơn 2,5 mm (PM2,5) có có khả năng di chuyển vào phổi và ảnh lớn đến sức khỏe. Ngày nay người ta cũng quan tâm nhiều hơn đến bụi nano là những hạt bụi có đường kính tương đương nhỏ hơn 100 nm do những bụi này có khả năng xuyên qua lớp vỏ tế bào và gây ra những tác động lớn lên sức khỏe. Bên cạnh kích thước hạt, thành phần của bụi là một yếu tố quan trọng quyết định ảnh hưởng của bụi lên sức khỏe. Ví dụ như khi bụi có chứa chì thì sẽ có khả năng ảnh hưởng lên hệ thần kinh do tác động của chì.

Các nghiên cứu cho thấy tác động lên sức khỏe do sự phơi nhiễm bụi gia tăng khi nồng độ bụi tăng. Tuy nhiên cho đến nay ngưỡng tác động của nồng độ bụi lại chưa được xác định rõ. Trong thực tế thì khoảng nồng độ của bụi PM2,5 có hại cho sức khỏe của con người không lớn hơn nhiều so với nồng độ nền tại Hoa Kỳ và các nước châu Âu là 3-5 mg/m³.

Tại Hà Nội, các nghiên cứu cho thấy nồng độ bụi PM10 và PM2,5 cao vào mùa đông (mùa khô) với nồng độ trung bình lên tới hơn 100 µg/m³ và thấp hơn, vào khoảng vài chục µg/m3 vào mùa hè.

Nghiên cứu cho thấy, khi nồng độ O₃ tại không khí bên ngoài > 240 µg/m³ , những tác động lớn đến sức khỏe có thể xảy ra. Nồng độ này có thể khiến cho cả người lớn khỏe mạnh và người bị hen có thể bị suy giảm chức năng của phổi và viêm đường hô hấp trên. Nghiên cứu thực tế đã chứng minh khi nồng độ O₃ cao sẽ dẫn đến sự gia tăng tỷ lệ tử vong của trẻ em. Các chứng cứ của số liệu chuỗi thời gian cho thấy tỷ lệ tử vong ngày sẽ tăng từ 0,3%-0,5% cho mỗi lần tăng 10 µg/m³ của nồng độ O₃ trong không khí bên ngoài từ ngưỡng nồng độ nền là 70 µg/m³ (đây là nồng độ nền của O₃ mà WHO coi là nồng độ nền tại bán cầu bắc. Tuy nhiên, có lẽ đây chính xác hơn là nồng độ nền tại Hoa Kỳ). Nồng độ O₃ cực đại trong không khí bên ngoài đã được ghi nhận tại Mexico City, Hoa Kỳ = 400 ppb.

Nồng độ O₃ trung bình theo tháng tại trạm Láng Hà Nội từ năm 2002-2010 là < 30 ppb2 .

NOx bao gồm NO và NO₂, trong đó, NO₂ là khí được quan tâm quản lý do khí NO trong khí quyển sẽ nhanh chóng chuyển hóa thành NO₂. Các nghiên cứu về phơi nhiễm ngắn hạn cho thấy nồng độ NO₂ > 200 µg/m³ sẽ gây ra những ảnh hưởng xấu lên hệ hô hấp. Một số nghiên cứu cho sự phơi nhiễm trong vòng 1 h với nồng độ NO₂ >500 µg/m³ gây ảnh hưởng cấp tính đến sức khỏe. Mặc dù ngưỡng phơi nhiễm NO₂ thấp nhất có tác động trực tiếp lên chức năng phổi của những người bị hen là 560 µg/m³ , phơi nhiễm NO₂ với nồng độ >200 µg/m³ đã cho thấy những phản ứng của phổi trong nhóm những người bị hen.

NO₂ là chất khí có biến thiên nồng độ cao cả về không gian và thời gian.

Kết khảo sát nồng độ NO₂ trung bình các tháng từ năm 2002 đến năm 2008 tại trạm Láng, Hà Nội cho thấy nồng độ NO₂ trung bình tháng cực đại là vào tháng 9 năm 2007 > 30 ppb³.

Tác động lên sức khỏe của khí SO₂ đã được nghiên cứu nhiều và có nhiều bằng chứng thuyết phục. SO₂ là tác nhân gây ra hơn 4.000 cái chết trong thảm họa ô nhiễm không khí “sương mù gây chết người” ở Luân Đôn, 1952. SO₂ có thể ảnh hưởng đến hệ hô hấp và các chức năng của phổi, gây kích ứng mắt. Các nghiên cứu cho thấy tỷ lệ nhập viện do bệnh tim và tỷ lệ tử vong do bệnh tim gia tăng vào những ngày có nồng độ SO₂ cao.

Các nghiên cứu gần đây cho thấy không khí có nồng độ SO₂ rất thấp (trung bình là 5 µg/m3 và cực đại <10>< 20 ppb³.

CO có ái lực mạnh với hồng cầu (hemoglobin) trong máu tạo ra cacboxyl hemoglobin (COHb). Ái lực này của CO lớn hơn 200 lần ái lực của O₂ với hồng cầu làm giảm khả năng vận chuyển O₂ của máu. Khi nồng độ CO trong không khí bên ngoài và thời gian tiếp xúc với hàm lượng CO tăng dần sẽ dẫn đến hàm lượng COHb tăng dần. Ban đầu khi COHb tăng đến 2-5 % thì hệ thống thần kinh trung ương bắt đầu bị ảnh hưởng. Khi COHb tăng đến 10-20% thì chức năng hoạt động của các cơ quan khác nhau trong cơ thể bị tổn thương. Nếu hàm lượng COHb tăng đến ³ 60 % tương ứng với hàm lượng CO trong không khí bên ngoài là là 1000 ppm thì tính mạng bị nguy hiểm và có thể dẫn đến tử vong.

Nồng độ CO trung bình năm tại trạm Láng, Hà Nội trong năm 2003 là 1 ppm³.

Bên cạnh các tác động lên sức khỏe, một tác hại lớn của ô nhiễm không khí là tác hại lên động vật, thực vật, các vật liệu công trình công cộng và cả tính thẩm mỹ. Tất cả những tác hại này đều ảnh hưởng đến khía cạnh kinh tế.

Cơ chế tác động của ô nhiễm không khí lên động vật cũng tương tự như ở người mặc dù liều lượng và mức độ ảnh hưởng khác nhau tùy theo từng trường hợp.

Sự tác động của ô nhiễm không khí lên thực vật thì có sự khác biệt nhau từ loài này sang loài khác. Cùng một chất ô nhiễm với nồng độ như nhau nhưng có loài thì bị ảnh hưởng nặng nhưng có loại thì lại chịu đựng và phát triển tốt.

Các chất ô nhiễm không khí ảnh hưởng đến thực vật thông qua sự tác động lên 3 quá trình sinh hóa chủ yếu của cây là: Quang hợp, hô hấp và thoát hơi nước.

SO₂ là chất ô nhiễm không khí gây nhiều tác hại lên thực vật tại nhiều nơi trên giới và vì thế được nghiên cứu nhiều nhất. Khí SO₂ thâm nhập vào các mô của cây, kết hợp với nước để tạo thành axit sufuro gây tổn thương màng tế bào và làm suy giảm khả năng quang hợp. Cây sẽ có biểu hiện chậm lớn, vàng úa là rồi chết.

Các chất ô nhiễm khác như ozon, hợp chất flo, oxit nitơ, hydro sunfua cũng gây tác hại tương tự như SO₂ nhưng ở mức độ khác nhau và với cơ chế gây hại khác biệt nhau, phần lớn là làm suy sụp các mô của lá từng vùng (đốm lá, xạm lá) hoặc toàn bộ, làm suy giảm khả năng quang hợp, phá vỡ các phản ứng xảy ra bên trong tế bào.

Tác hại của lớp bụi trong khí quyển lên thực vật là làm suy giảm lượng bức xạ mặt trời xuống tới thảm thực vật làm suy giảm khả năng quang hợp của thực vật. Bên cạnh đó bụi sa lắng lên bề mặt lá làm suy giảm khả năng quang hợp, trao đổi khí và thoát hơi nước của lá.

Như vậy, bụi có ảnh hưởng đến cả ba quá trình sinh hóa chủ yếu của thực vật, làm giảm khả năng sinh trưởng và phát triển của thực vật. Bên cạnh tác động lên động thực vật, khí ô nhiễm cũng gây ảnh hưởng đến các vật liệu, công trình công cộng như là gây ăn mòn trong trường hợp mưa axit. Ô nhiễm không khí cũng có thể gây suy giảm tầm nhìn hoặc gây khói mù quang hóa có mầu nâu. Đây không phải là nhóm tác hại được quan tâm nhiều ở các nước đang phát triển mà chủ yếu được quan tâm tại các nước phát triển.

Bên cạnh những tác động đã được liệt kê ở trên, ô nhiễm không khí còn gây ra những vấn đề toàn cầu. Những vấn đề này bao gồm: Sự suy giảm tầng ozon, sự ấm lên của khí quyển, lắng đọng axit, các chất khí có độc tính cao như PAHs, PCBs, dioxin và furan v.v…