Nhiều nghiên cứu và số liệu thống kê đã cho thấy, ô nhiễm không khí đang là vấn nạn, đe dọa nghiêm trọng đến sức khỏe của 99% dân số thế giới, trong đó có Việt Nam. Đặc biệt, ô nhiễm không khí đang tiếp tục có chiều hướng gia tăng cả về quy mô, mức độ, nhất là tại các đô thị lớn như Hà Nội và TP.HCM. Tuy nhiên, vấn nạn này không dễ giải quyết triệt để.

Ô nhiễm ngày càng nghiêm trọng

Báo cáo hiện trạng môi trường Việt Nam giai đoạn 2016-2020 của Bộ Tài nguyên và Môi trường cho thấy, ô nhiễm không khí (ONKK) ở Việt Nam tiếp tục là một trong các vấn đề nóng về môi trường. Không khí bị ô nhiễm chủ yếu là do bụi (tổng bụi lơ lửng - TSP, bụi thô - PM₁₀, bụi mịn - PM_2.5), nhất là ô nhiễm bụi ở các đô thị lớn, một số khu công nghiệp, khu vực khai thác khoáng sản và tại một số làng nghề. Nguyên nhân chính là do bụi, khí thải từ các phương tiện giao thông, hoạt động xây dựng, hoạt động công nghiệp với lượng thải lớn và chưa được kiểm soát hiệu quả; việc tổ chức thực hiện các quy định pháp luật, chương trình, nhiệm vụ về kiểm soát ONKK chưa đồng bộ, hiệu quả,... ONKK đã và đang ảnh hưởng lớn đến sức khỏe của người dân, nhất là những người sống tại các đô thị lớn trên cả nước. Tại Việt Nam, trong 10 bệnh có tỷ lệ tử vong cao nhất, thì đến sáu bệnh liên quan đến đường hô hấp, có nguyên nhân từ ONKK.

Theo TS. Nguyễn Thị Trang Nhung (Trường đại học Y tế công cộng), cơ chế ảnh hưởng đến sức khỏe do ONKK vẫn đang được nghiên cứu. Trong đó, có hai cơ chế được tán thành, gồm phản ứng viêm và kích ứng ôxy hóa với các độc tố trong thành phần các chất ô nhiễm. ONKK có thể tác động ngắn hạn hoặc dài hạn lên sức khỏe. Đối với ngắn hạn, những tác động này có thể xảy ra sau khi phơi nhiễm với ONKK trong thời gian ngắn (khoảng vài ngày hoặc vài giờ). Ngược lại, phơi nhiễm trong khoảng thời gian dài sẽ tác động lên sức khỏe sau một hoặc nhiều năm.

Hình 1. Chỉ số AQI và mức độ tác động đến sức khỏe con người (Nguồn vietcleanair.vn)

Thống kê của Tổ chức Thông tin về chất lượng không khí toàn cầu (IQAir AirVisual) dựa trên mức đo về lượng bụi siêu mịn PM_2.5/m³, Việt Nam đang đứng ở vị trí thứ 17, trong đó Hà Nội và TP.HCM nằm trong tốp những thành phố ONKK cao trên thế giới. Hạt bụi siêu mịn PM_2.5, là chất ONKK có hại nhất cho sức khỏe, gây ra vấn nạn tử vong sớm do có thể thâm nhập rất sâu vào đường phổi. Chỉ số PM_2.5 tại Hà Nội giai đoạn 2000-2019 luôn cao hơn mức trung bình toàn quốc và cao hơn nhiều so với TP.HCM (Hình 2).

Hình 2. Tương quan chỉ số PM_2.5 tại TP.HCM so với Hà Nội và cả nước, giai đoạn 2000-2019 (Nguồn: stateofglobalair.org)

Báo cáo Hiện trạng bụi PM_2.5 tại Việt Nam giai đoạn 2019-2020 sử dụng dữ liệu đa nguồn thuộc Dự án Chung tay hành động vì không khí sạch đã cho thấy, hiện trạng bụi PM_2.5 tại các đô thị ở Việt Nam có tỉ lệ vượt ngưỡng quy chuẩn QCVN05:2013/BTNMT rất cao (Hình 3).

Hình 3. Tỉ lệ đô thị có nồng độ bụi PM_2.5 trung bình năm 2020 vượt ngưỡng QCVN05:2013/BTNMT (Nguồn: Dự án Chung tay hành động vì không khí sạch)

Theo chia sẻ của PGS.TS. Nguyễn Việt Dũng (Phó Hiệu trưởng Trường cơ khí, Đại học Bách khoa Hà Nội) tại Hội thảo “Giải pháp thiết kế, lắp đặt, sử dụng trang thiết bị công trình để đảm bảo điều kiện chất lượng không khí trong nhà” do Bộ Xây dựng tổ chức vào tháng 11/2022, tại các đô thị lớn của Việt Nam hiện nay, tình trạng ONKK đang diễn biến rất "xấu", nguyên nhân chủ yếu đến từ các hoạt động giao thông, xây dựng,... Đặc biệt, ONKK do bụi mịn PM_2.5 ở trong nhà thường cao gấp 2-3 lần so với không khí ngoài trời.

Bên cạnh bụi mịn PM_2.5, nitrogen dioxide (NO₂) cũng là một thành phần gây hại cho sức khỏe, có hàm lượng vượt ngưỡng cảnh báo và cũng đang gia tăng liên tục trong không khí tại Hà Nội và TP.HCM thời gian qua (Hình 4).

Hình 4. Tương quan chỉ số NO2 tại TP.HCM so với Hà Nội, giai đoạn 2000-2019 (Nguồn: stateofglobalair.org)

Chung tay giảm thiểu tác hại của ô nhiễm không khí

Nhằm giảm thiểu các tác hại của ONKK, cùng với chính quyền, giới khoa học đã “vào cuộc” khá sớm, với nhiều công trình nghiên cứu có quy mô từ cấp tỉnh đến cấp quốc gia, theo nhiều khía cạnh.

Tại TP.HCM, đề tài “Xác định cấp độ ổn định khí quyển tại TP.HCM phục vụ cho mô hình tính toán phát tán ONKK”, được bảo vệ vào năm 2001 của TS. Nguyễn Đinh Tuấn (Trung tâm Công nghệ môi trường CEFINEA-Viện Tài nguyên và Môi trường – Đại học quốc gia TP.HCM), có thể nói là đề tài nghiên cứu cấp tỉnh đầu tiên liên quan đến vấn đề ONKK. Các tác giả đã nghiên cứu các phương pháp xác định độ ổn định khí quyển (liên quan mật thiết đến quá trình lan truyền và phát tán ô nhiễm trong không khí) tại một thời điểm nhất định và xây dựng thành công phần mềm tính toán xác định cấp độ ổn định khí quyển tại một thời điểm nhất định.

Với nỗ lực đưa trí tuệ nhân tạo vào hoạt động dự báo ONKK, năm 2006, TSKH. Bùi Tá Long (Viện Cơ học ứng dụng) đã “Nghiên cứu xây dựng mô hình dự báo chất lượng không khí tại TP.HCM bằng phương pháp mạng Nơron”, xây dựng được mô hình ứng dung kỹ thuật mạng nơ-ron giúp tính toán dự báo ô nhiễm và mô hình ứng dụng GIS giúp cán bộ quản lý dễ xây dựng các báo cáo.

Hình 5. Giao diện người máy trong SAGOCAP2 với bản đồ số TP.HCM. (Nguồn: Báo cáo kết quả đề tài)

Năm 2010, PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn tiếp tục tiến hành “Nghiên cứu quy luật diễn biến chất lượng không khí từ số liệu quan trắc tại 9 trạm quan trắc không khí tự động và xây dựng bản đồ phân bố ô nhiễm không khí cho TP.HCM”, xác định quy luật diễn biến chất lượng không khí ở TP.HCM theo thời gian và xây dựng mô hình dự báo chất lượng không khí cho Thành phố. Bản đồ lan truyền ONKK đối với hoạt động giao thông, sản xuất công nghiệp tại Thành phố cũng được PGS.TS Hồ Quốc Bằng (Viện Tài nguyên và Môi trường – Đại học quốc gia TP.HCM) xây dựng vào năm 2018, qua đề tài “Thiết lập bản đồ lan truyền ONKK đối với hoạt động giao thông, sản xuất công nghiệp tại TP.HCM”.

Về dự báo chất lượng không khí, năm 2017, trên cơ sở kết hợp mô hình dự báo khí tượng hiện đại (WRF) với các mô hình tính toán ô nhiễm không khí như SMOKE, CMAQ, GS.TS. Nguyễn Kỳ Phùng (Viện Khoa học và Công nghệ tính toán) đã triển khai đề tài “Xây dựng hệ thống dự báo chất lượng không khí vùng TP.HCM”, tạo bản tin dự báo chất lượng không khí thử nghiệm tại TP.HCM và các vùng lân cận trong vòng 36 giờ, khắc phục các hạn chế của các nghiên cứu dự báo chất lượng không khí đến giai đoạn này như chưa được tối ưu hóa do những khó khăn về kỹ thuật như kết nối mô hình, tải dữ liệu lên WebGIS,....

Ngoài ra, để cung cấp công cụ phục vụ công tác quan trắc không khí tại Thành phố, nhiều đề tài đã được triển khai, ví dụ như “Xây dựng hệ thống sensor quan trắc một số chỉ số môi trường không khí phục vụ dự báo chất lượng không khí theo thời gian thực cho TP.HCM” do GS.TS. Nguyễn Kỳ Phùng làm chủ nhiệm, Viện Khoa học và Công nghệ tính toán chủ trì (báo cáo năm 2020). Các nhà nghiên cứu đã tiến hành phát triển thiết bị IoT tích hợp các sensor đo đạc chất lượng không khí (PM_2.5, PM₁₀, NO_x, CO₂, O₃) có độ chính xác cao, phù hợp với điều kiện TP.HCM và phát triển hệ thống phần mềm dùng để thu nhận tín hiệu đo đạc, lưu trữ quản lý trong CSDL và cung cấp thành thông tin thông qua ứng dụng mobile GIS; “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thiết bị IoT gateway tích hợp giải pháp bảo mật trên nền tảng IoT ứng dụng thí điểm quan trắc chất lượng không khí tại khu công nghệ cao TP.HCM” là một ví dụ khác. Đây là đề tài do TS. Trịnh Xuân Thắng làm chủ nhiệm, Trung tâm Nghiên cứu Triển khai Khu Công nghệ cao chủ trì (bảo vệ tại Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM năm 2021). Các nhà nghiên cứu đã làm chủ công nghệ phát triển hệ thống nền tảng IoT cho các ứng dụng quan trắc môi trường định hướng kết nối công nghệ đô thị thông minh tại TP.HCM; thiết kế, chế tạo thiết bị phần cứng (IoT Gateway, phần cứng mã hóa) và nền tảng phần mềm (Software Platform) có trình độ kỹ thuật tương đương với các sản phẩm nhập ngoại; có thể mở rộng hệ thống để phù hợp cho các ứng dụng khác nhau của Thành phố khi sử dụng giải pháp IoT,...

Để đánh giá về ô nhiễm do PM2.5 (tác nhân nguy hại, gây ONKK hàng đầu) tại Thành phố, có “Nghiên cứu đánh giá hiện trạng ô nhiễm bụi mịn PM_2.5, PM₁₀, PAHs trên địa bàn TP.HCM” do Trường Đại học Khoa học Tự nhiên (Đại học Quốc gia TP.HCM) chủ trì thực hiện, PGS.TS. Tô Thị Hiền làm chủ nhiệm, Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM nghiệm thu năm 2019. Nhóm nghiên cứu đã lấy mẫu bụi PM_2.5, PM₁₀ trên địa bàn TP.HCM theo các khu vực giao thông, khu dân cư,... ở TP.HCM trong thời gian từ 03/2017 đến 03/2018. Đồng thời, lấy mẫu PAHs trong pha khí/hạt để biết được sự phân bố pha khí/hạt của chúng tại các địa điểm. Nghiên cứu đã cho biết hiện trạng ô nhiễm, bản chất biến đổi theo không gian, thời gian về thành phần khối lượng của bụi PM_2.5 và các hợp chất PAHs trong pha khí và pha hạt tại một số địa điểm ở TP.HCM, tạo cơ sở khoa học của vấn đề ô nhiễm bụi, đặc biệt là bụi PM_2.5, tạo tiền đề cho các nghiên cứu tiếp theo đối với các hợp phần hữu cơ khác trong bụi cũng như các nghiên cứu về ảnh hưởng sức khỏe công động do ô nhiễm bụi PM_2.5. Kết quả nghiên cứu cũng bổ sung thêm cơ sở dữ liệu về bụi PM₁₀ và quan trọng là những dữ liệu đầu tiên về bụi PM_2.5, thành phần PAHs trong pha khí và pha hạt giúp cơ quan quản lý môi trường trong việc đề xuất các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm cũng như đưa ra các quy định về nồng độ giới hạn của các chất ô nhiễm này.

Hình 6. Nồng độ PM_2.5 trung bình 24 giờ tại các vị trí khảo sát giai đoạn 3/2017-3/2018 (Nguồn: Báo cáo kết quả đề tài)

Bên cạnh các báo cáo (chủ yếu là kết quả quan trắc) về PM_2.5, để dự báo về nồng độ của tác nhân nguy hại này, nhóm các nhà nghiên cứu thuộc Khoa Môi trường của Trường Đại học Khoa học tự nhiên và Khoa Khoa học ứng dụng của Trường Đại học Bách khoa đã đào tạo 6 mô hình học máy để dự đoán nồng độ PM_2.5 ở TP.HCM. Các nhà nghiên cứu đã chọn được mô hình tốt nhất là mô hình hồi quy cây phụ (extra trees regression), cho kết quả dự báo trong 2 ngày, có độ chính xác trên 80%.

Hình 7. Sáu thuật toán học máy (hồi quy tuyến tính, hồi quy cây phụ, thuật toán Xgboost, hồi quy rừng ra quyết định, mạng thần kinh hồi quy và hồi quy Lasso) được nghiên cứu để dự báo nồng độ PM_2.5 (Ảnh: nhóm nghiên cứu)

Phương pháp học máy rất hiệu quả, nhanh chóng và dễ tiếp cận, có thể áp dụng để cảnh báo sớm ô nhiễm và cung cấp thông tin cho hệ thống quản lý chất lượng không khí tại các thành phố lớn.

Có thể nói, hoạt động của các nhà nghiên cứu khá sôi động trong thời gian qua. Để tạo điều kiện thuận lợi cho khu vực nghiên cứu đóng góp hiệu quả vào nỗ lực giảm thiểu ONKK, Nhà nước đã ban hành nhiều cơ chế, chính sách hướng đến việc chủ động kiểm soát ONKK, giảm thiểu đến mức thấp nhất các tác động đến sức khỏe người dân và triển khai quyết liệt vào thực tế. Gần đây, Kế hoạch quốc gia về quản lý chất lượng môi trường không khí giai đoạn 2021-2025 được Thủ tướng Chính phủ ban hành (Quyết định số 1973/QĐ-TTg) nhằm tăng cường công tác quản lý chất lượng môi trường không khí, cũng đã xác định 4 chương trình ưu tiên, gồm: hoàn thiện chính sách pháp luật, đổi mới cộng nghệ sản xuất và thiết bị xử lý khí thải công nghiệp, đầu tư thiết bị quan trắc, kiểm kê nguồn khí thải và phổ biến thông tin về chất lượng không khí.

Để thực hiện các mục tiêu này, nhất là giảm thiểu tác hại đến sức khỏe do ONKK gây ra, theo các chuyên gia môi trường và y tế, cần tăng cường hơn nữa công tác quản lý, tổ chức thực hiện các chương trình quan trắc chất lượng không khí bảo đảm hiệu quả; công bố kết quả quan trắc và kịp thời cảnh báo về ONKK cho cộng đồng.

Cũng theo các chuyên gia, cần nhanh chóng xây dựng và triển khai đầu tư, tăng cường năng lực quan trắc chất lượng môi trường không khí phù hợp với quy hoạch tổng thể quan trắc môi trường quốc gia, bảo đảm đến năm 2025 phải kiểm soát, cảnh báo, dự báo được diễn biến chất lượng không khí tại các đô thị, vùng, miền trên phạm vi cả nước,... Mặt khác, cần phải rà soát, hoàn thiện các quy định pháp luật về bảo vệ môi trường không khí, về kiểm soát ONKK,...

Đối với ngành y tế, cần tiếp tục nghiên cứu, đánh giá tác động, cảnh báo nguy cơ ONKK đến bệnh tật, sức khỏe cộng đồng và đề xuất các biện pháp bảo vệ sức khỏe cộng đồng, trước hết tại các khu đô thị lớn, địa bàn tập trung nhiều nguồn thải có nguy cơ ô nhiễm cao làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng môi trường không khí; tăng cường quan trắc tác động từ các hoạt động y tế đối với môi trường không khí; kiểm soát ONKK từ các lò đốt chất thải y tế; thông tin, cảnh báo các nguy cơ và tác hại của ONKK tới sức khỏe con người để người dân chủ động thực hiện các biện pháp phòng, chống như: luôn đeo khẩu trang khi đi ra đường; thường xuyên nâng cao sức đề kháng cho cơ thể thông qua chế độ ăn uống, tập thể dục,...

Tại TP.HCM, để giảm thiểu ONKK, Chính quyền Thành phố đang triển khai nhiều giải pháp tổng hợp:

• Tập trung nguồn lực để thực hiện các dự án giao thông theo quy hoạch, góp phần giảm ùn tắc giao thông, giảm ONKK do hoạt động giao thông vận tải: chuyển đổi xe buýt chạy bằng diesel sang chạy điện hoặc CNG; triển khai các dịch vụ xe đạp điện nơi công cộng, hạn chế hoạt động của mô tô và xe gắn máy 2-3 bánh,...
• Trong hoạt động công nghiệp, Thành phố sẽ xây dựng Quy chuẩn phát thải theo hướng thắt chặt hơn đối với một số ngành phát thải lớn. Đồng thời, xây dựng quy định kiểm soát các thiết bị gây ô nhiễm khí thải; nâng cao năng lực xử lý dữ liệu quan trắc trực tiếp từ các cơ sở sản xuất, công khai số liệu quan trắc tự động.

Dự án TA9608-REG về nâng cao năng lực và hành động cải thiện chất lượng không khí do ADB tài trợ đã được Thành phố triển khai thực hiện, với sự hỗ trợ của Công ty tư vấn Ricardo Emvironment cùng Tổ chức Không khí sạch châu Á. Kế hoạch làm sạch không khí cho TP.HCM được xây dựng với các hoạt động chính gồm: thực hiện nghiên cứu chất lượng không khí Thành phố, tập trung vào hiện trạng chất lượng không khí, các tác động và quản lý; xác định các giải pháp giảm thiểu ONKK, trong đó có các giải pháp công nghệ mới; khuyến nghị các chính sách và hỗ trợ nâng cao năng lực; xây dựng kế hoạch làm sạch không khí cho Thành phố với các ước lượng chi phí đầu tư để kiểm soát các nguồn ONKK.

Là một vấn nạn lớn trên toàn cầu, ảnh hưởng lớn đến sức khỏe của người dân và tác động tiêu cực đến nền kinh tế, theo các chuyên gia, thông qua việc giảm thiểu mức độ ONKK, các quốc gia có thể giảm thiểu gánh nặng liên quan đến bệnh tật phát sinh do ONKK cho người dân, qua đó, xã hội có thêm nguồn lực để đầu tư cho các hoạt động phát triển kinh tế, vốn đang chịu tác động nặng nề của đại dịch ngày nay. Chung tay giảm thiểu ONKK càng trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết.

Tuấn Kiệt

--------------------------------------------------------------------------------

Tài liệu tham khảo chính

[1] TP.HCM xây dựng nhiều giải pháp giảm ô nhiễm không khí. https://plo.vn/tphcm-xay-dung-nhieu-giai-phap-giam-o-nhiem-khong-khi-post704871.html
[2] CESTI. CSDL Kết quả thực hiện nhiệm vụ KH&CN. http://www.cesti.gov.vn/thu-vien/15/ket-qua-thuc-hien-nhiem-vu-khcn
[3] Báo cáo Hiện trạng bụi PM2.5 tại Việt Nam giai đoạn 2019 - 2020 sử dụng dữ liệu đa nguồn. Dự án Chung tay hành động vì không khí sạch
[4] Huy Sơn. Ô nhiễm không khí và vấn đề sức khỏe. https://nhandan.vn/o-nhiem-khong-khi-va-van-de-suc-khoe-post723433.html
[5] Ngô Hà. Mô hình dự báo ô nhiễm không khí trước hai ngày. https://khoahocphattrien.vn/khoa-hoc/mo-hinh-du-bao-o-nhiem-khong-khi-truoc-hai-ngay/20220301033849916p1c160.htm
[6] Mạng lưới không khí sạch Việt Nam. http://vietcleanair.vn