Vật chất dạng hạt có thể hít vào (các hạt có thể hít vào, viết tắt: PM10), dùng để chỉ vật chất dạng hạt có đường kính tương đương khí động học ≤10 micron, được gọi là vật chất dạng hạt có thể hít vào, còn được gọi là PM10.
Bụi mịn PM10
Tổng số hạt vật chất lơ lửng là thuật ngữ chung của các hạt rắn và lỏng trôi nổi trong không khí, với phạm vi kích thước hạt trong khoảng 0,1-100 micron. Một số hạt có thể nhìn thấy bằng mắt thường do kích thước hạt lớn hoặc có màu đen, chẳng hạn như khói và bụi. Một số nhỏ đến mức không thể nhìn thấy chúng bằng kính hiển vi điện tử. Vật chất dạng hạt có kích thước hạt dưới 10 micron thường được gọi là vật chất dạng hạt có thể hít vào, còn được gọi là PM10.
Các hạt hô hấp có thể được cơ thể con người hít vào và lắng đọng trong đường hô hấp, phế nang và các bộ phận khác để gây bệnh. Đường kính của hạt càng nhỏ thì càng đi sâu vào đường hô hấp. Các hạt có đường kính 10 micron thường lắng đọng ở đường hô hấp trên, những hạt có đường kính 5 micron có thể xâm nhập vào phần sâu của đường hô hấp và những hạt có đường kính dưới 2 micron có thể xâm nhập 100% vào các tiểu phế quản. và phế nang.
Hạt vật chất có thể hô hấp là hạt lơ lửng trôi nổi trong không khí xung quanh trong một thời gian dài và có tác động lớn đến tầm nhìn của bầu khí quyển. Một số hạt vật chất đến từ khí thải trực tiếp từ các nguồn ô nhiễm, chẳng hạn như ống khói và xe cộ. Một số khác là các hạt mịn được hình thành do sự tương tác của các oxit lưu huỳnh, oxit nitơ, các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi và các hợp chất khác trong không khí xung. Năm quanh Vật chất hạt có thể hít thở thường đến từ các phương tiện cơ giới chạy trên đường không trải nhựa hoặc tráng xi măng, nghiền và nghiền vật liệu, và bụi do gió thổi lên. Các hạt mịn ≤2,5 micron như Pb, Mn , Cd, Sb , Sr, As, Ni , sunfat , hydrocacbon thơm đa vòng ,… có hàm lượng cao, tồn tại lâu trong không khí, dễ mang chất ô nhiễm đi xa mở rộng phạm vi ô nhiễm Các tác động có hại đối với môi trường bao gồm tán xạ ánh sáng mặt trời và giảm tầm nhìn của bầu khí quyển.
Bụi có thể hít vào cũng có thể cung cấp một lớp phản ứng cho các phản ứng hóa học trong khí quyển. Đây là đối tượng chính của nghiên cứu về hóa học sol khí và đã được chỉ định là một chỉ số quan trọng trong giám sát chất lượng không khí.
Cách bụi mịn PM10 hình thành
Không có phương pháp phân loại thống nhất cho các hạt vật chất, theo đặc điểm lắng đọng của bụi dưới tác động của trọng lực, nó có thể được chia thành bụi nổi và bụi rơi. Thường được chia thành:
Hạt bụi: Là những hạt thô có kích thước hạt lớn hơn 75 micron.
Bụi: Các hạt có kích thước hạt từ 1 đến 75 micron, thường được tạo ra bởi các hoạt động nghiền và vận hành trong sản xuất công nghiệp.
Bụi submicron: Bụi có kích thước hạt nhỏ hơn 1 micron.
Bồ hóng: Các hạt rắn hình thành trong quá trình đốt cháy, thăng hoa, ngưng tụ, v.v., kích thước hạt thường nhỏ hơn 1 micron.
Sương mù và bụi: Chất lỏng hình thành do quá trình ngưng tụ và ngưng tụ của hơi nước quá bão hòa, phản ứng hóa học và phun chất lỏng trong sản xuất công nghiệp làm rơi. Kích thước hạt thường nhỏ hơn 10 micron. Sương mù lỏng được hình thành bởi sự ngưng tụ và ngưng tụ của hơi nước quá bão hòa còn được gọi là sương mù.
Khói: Một hệ thống không đồng nhất bao gồm các hạt rắn và giọt chất lỏng, bao gồm sương mù và bồ hóng, với kích thước hạt từ 0,01 đến 1 micron.
Sương mù hóa học: Được chia thành sương mù axit sunfuric và sương mù quang hóa . Sương mù axit sunfuric được tạo ra do tác dụng hóa học của lưu huỳnh điôxít hoặc các sunfua khác, bụi than chưa cháy hết và sương mù và bụi nồng độ cao, còn được gọi là sương mù kiểu London. Sương mù quang hóa được hình thành do phản ứng quang hóa của hydrocacbon và oxit nitơ trong khí thải xe cộ.Sương mù quang hóa còn được gọi là sương mù kiểu Los Angeles .
Bồ hóng: Các hạt cacbon sinh ra do quá trình đốt cháy không hoàn toàn than hoặc tro bay sinh ra trong quá trình đốt cháy, có kích thước hạt từ 0,01 đến 1 micron.
Bụi than: Các hạt than chưa cháy hết được mang theo khí thải.
Do kích thước hạt bụi khác nhau nên đặc điểm lắng đọng dưới tác động của trọng lực cũng khác nhau, ví dụ hạt có kích thước hạt nhỏ hơn 10 micron có thể lơ lửng trong không khí rất lâu, được gọi là bụi nổi. Trong số đó, những loại có kích thước hạt từ 10-0,25 micron còn được gọi là bụi mây và những loại có kích thước hạt dưới 0,1 micron được gọi là bụi. Các hạt có kích thước hạt lớn hơn 10 micron có thể lắng nhanh hơn nên được gọi là bụi.
Hình thành PM10
Vật chất hạt sơ cấp trực tiếp được tạo ra bởi quá trình đốt cháy có thể được chia thành vật chất hạt mịn và vật chất hạt thô. Vật chất hạt thô thường được tạo ra trực tiếp bởi các quá trình phân mảnh khác nhau có đường kính lớn hơn 6 µm, trong khi vật chất dạng hạt chủ yếu được hình thành thông qua quá trình hóa hơi-ngưng tụ cơ chế. Trong quá trình đốt cháy, các nguyên tố không chính trong than sẽ bay hơi khỏi các hạt than cốc, và một loạt các quá trình động hóa học sẽ xảy ra trong các nguyên tố hóa hơi trong lò, và hình dạng sẽ thay đổi tương ứng. các thành phần pha khí sẽ xảy ra .Sự tạo mầm đồng nhất , trong khi một phần khác ngưng tụ thành các hạt hiện có xung quanh, sự va chạm giữa các hạt làm cho sự kết tụ phát triển thành các hạt lớn hơn và chế độ hạt thô chủ yếu là các khoáng chất, có thể được loại bỏ bằng các quá trình cơ học, nhưng các hạt mịn (chẳng hạn như PM10 và PM2.5) có thể dễ dàng đi qua thiết bị loại bỏ bụi và hiệu suất loại bỏ bụi 99,9% có thể đạt được đối với máy lọc bụi tĩnh điện hiệu suất cao (ESP) hoặc bộ lọc túi và hầu hết khí thải được thải ra các hạt có thể đạt tới PM10, mặc dù Hầu hết các hạt đều ở phạm vi kích thước nhỏ hơn, trong khi thiết bị khử lưu huỳnh trong khí thải ướt (FGD) có thể thu được nhiều hạt hơn (90%). phát thải ESP của nhà máy Vật chất hạt mịn của FGD là khoảng PM3.5, trong khi FGD chỉ khoảng PM1, do đó, đường kính trung bình của tro bay trong khí thải của các nhà máy nhiệt điện than và nồi hơi công nghiệp chủ yếu nằm trong khoảng 1-10µm, và điều này cũng đúng đối với việc đốt rác thải. Vì vậy, đối với quá trình đốt cháy, việc sử dụng PM10 và PM2.5 để nghiên cứu sự phân bố của hạt mịn là chính xác và có ý nghĩa hơn so với tổng hạt vật chất lơ lửng (TSP) trước đây.
Có hai cách chính để hình thành các hạt vật chất có thể hít phải: thứ nhất, , v.v.)động cơ đốt trongtừ các quá trình công nghiệp khác nhau (đốt than, luyện kim, công nghiệp hóa chất,trực tiếpvật chất hạt siêu mịn v.v. Trong số đó, cách thứ nhất là nguồn hình thành chính của các hạt vật chất có thể hít phải và nó cũng là mục tiêu quan trọng của việc kiểm soát ô nhiễm hạt vật chất có thể hít phải.
Lấy việc sử dụng than làm ví dụ.
Năng lượng chính của Trung Quốc chủ yếu là than đá và việc đốt một lượng lớn than đá đã gây ra tác hại nghiêm trọng cho môi trường sinh thái và ảnh hưởng đến sự phát triển bền vững của tài nguyên và môi trường. Ngoài việc kiểm soát phát thải SO2 và NOx, không thể bỏ qua việc phát thải các hạt bụi lơ lửng. Theo thống kê, lượng phát thải tro bay trong nước đã lên tới 150 triệu tấn, mặc dù hiệu quả loại bỏ bụi của các thiết bị loại bỏ bụi hiện có có thể lên tới 99%, nhưng tỷ lệ thu hồi tro bay siêu mịn của máy lọc bụi tĩnh điện lại thấp, khoảng 1%. Tro bay đi vào khí quyển và tạo thành phần chính của sol khí trong khí quyển. Phần tro bay này chủ yếu bao gồm các hạt siêu mịn có kích thước hạt nhỏ hơn 2,5 micron hoặc thậm chí là submicron, và số lượng của chúng có thể đạt tới hơn 90% tổng lượng tro bay, và bề mặt thường được làm giàu bằng các nguyên tố kim loại nặng. và các chất ô nhiễm hữu cơ trong than, rất có hại . Ngoài ra, sự hình thành của tro bay siêu mịn cũng dẫn đến sự gia tăng mức độ xỉ và ô nhiễm của thành lò bên trong lò hơi, ảnh hưởng đến hoạt động an toàn và kinh tế của lò hơi. Do đó, việc nghiên cứu cơ chế hình thành tro bay siêu mịn trong quá trình đốt than và giảm sự hình thành và phát thải của nó có ý nghĩa rất lớn. Từ những năm 1970, trước sự gia tăng mạnh về sản lượng than trên thế giới, hành vi biến đổi của các thành phần vô cơ trong quá trình đốt than và tác động của nó đối với thiết bị lò hơi và môi trường đã nhận được sự quan tâm rộng rãi. và Cách sử dụng của nó đã được nghiên cứu ở các mức độ khác nhau trong và ngoài nước, nhưng vẫn chưa có kết luận về cơ chế hình thành của tro bay siêu mịn. M. Shibaoka & AR Ramsden đã sử dụng một thiết bị lấy mẫu đặc biệt để quan sát sự thay đổi hình thái của các thành phần vô cơ trong quá trình đốt than nghiền thành bột và tin rằng than có hàm lượng tro cao và hàm lượng nhóm trơ cao có khả năng hình thành một lượng lớn tro bay hạt mịn . Quann RJ và Sarofim AJ đã sử dụng kính hiển vi điện tử để nghiên cứu quá trình hình thành và số lượng các hạt tro trong quá trình đốt cháy than non . Erickson TA vv đã nghiên cứu sự phát triển của tro bay trong ngọn lửa than nghiền thành bột với sự có mặt của Na, S và Si. HM ten Brink tiết lộ sự hình thành khói silic siêu mịn trong quá trình đốt than nghiền thành bột.
Kết quả nghiên cứu của Viện Công nghệ Massachusetts, Hoa Kỳ cho thấy, hàm lượng loại tro bay này chủ yếu liên quan đến đặc điểm phân bố và xuất hiện của khoáng vật trong than mà ít liên quan đến cấp than. Người ta thường tin rằng các hạt có kích thước dưới micron chủ yếu được hình thành do sự ngưng tụ đồng nhất của các nguyên tố dễ bay hơi, chủ yếu là muối của kim loại kiềm hoặc kim loại kiềm thổ ( K2SO4 , Na2SO4 , CaSO4 ). Nghiên cứu của các học giả Nhật Bản sử dụng than bitum và than non biến chất thấp cho thấy các hạt submicron chủ yếu đến từ các ion canxi kết hợp với chất hữu cơ , không thể kết tụ hoàn toàn trong quá trình đốt cháy. Có thể thấy rằng do sự khác biệt về loại than và điều kiện thử nghiệm được sử dụng bởi các học giả khác nhau, kết luận của các học giả khác nhau không nhất quán.
Cũng có một số học giả ở Trung Quốc tham gia nghiên cứu về lĩnh vực này, Wang Bochun (1997) nhận thấy lượng tro bay hạt mịn tăng lên cùng với sự bay hơi của Fe, K, Na và các nguyên tố khác trong than. Trung Quốc có đầy đủ các loại than điện, trong tương lai cần nghiên cứu cơ chế hình thành tro bay siêu mịn theo đặc tính chất lượng than của các loại than khác nhau và các loại nồi hơi khác nhau.
Đặc trưng PM10
Thành phần hóa học của các hạt vật chất trong khí quyển rất khác nhau về loại và số lượng do các nguồn khác nhau. Do các hạt vật chất có thể hít phải chủ yếu đến từ các nguồn nhân tạo (như đốt nhiên liệu hóa thạch , khí thải xe cơ giới, bụi công nghiệp, đốt chất thải, v.v.), hầu hết chúng là sản phẩm đốt cháy và chứa một lượng lớn các thành phần có hại; và kích thước hạt càng nhỏ, thành phần hóa học càng phức tạp thì càng độc, vì diện tích bề mặt rất lớn của các hạt nhỏ giúp nó hấp thụ nhiều chất độc hại hơn, đồng thời giúp các chất độc hại có tốc độ phản ứng và hòa tan cao hơn.
Các thành phần hóa học phổ biến trong hạt vật chất có thể hô hấp bao gồm các ion vô cơ, nguyên tố vi lượng, cacbon nguyên tố dạng hạt (PEC, đôi khi được gọi là muội than ) và các hợp chất hữu cơ, và đôi khi các vi sinh vật gây bệnh (vi rút và vi khuẩn) được hấp phụ trên vật chất dạng hạt có thể hô hấp . Các hạt vật chất hít phải có thể trôi nổi trong không khí trong một thời gian dài, vì vậy nó còn được gọi là bụi nổi. Các hạt vật chất có thể hô hấp bị ảnh hưởng bởi trọng lực, lực nổi và lực cản trong không khí, thời gian lưu trú và di chuyển của nó trong không khí chủ yếu phụ thuộc vào kích thước hạt của vật chất hạt. Các hạt hít phải chủ yếu xâm nhập vào cơ thể con người qua đường hô hấp và một phần nhỏ có thể xâm nhập vào cơ thể con người qua đường tiêu hóa hoặc da. Sau khi các hạt hít vào được lắng đọng trong đường hô hấp của con người, việc loại bỏ, lưu giữ và vận chuyển chúng có liên quan đến kích thước hạt và vị trí lắng đọng của chúng. Nói chung, kích thước hạt càng nhỏ và vị trí lắng đọng càng xa thì thời gian giải phóng mặt bằng càng dài, càng dễ tồn tại trong cơ thể con người và các chất độc hại càng dễ chuyển sang các bộ phận khác của cơ thể. thân hình.
PM10 nguy hiểm với con người
Chất độc chính
Hợp chất hữu cơ. Có hàng trăm hợp chất hữu cơ trong PM10, bao gồm hydrocacbon thơm đa vòng (PAH) và các dẫn xuất của chúng, và các hợp chất dị vòng chứa oxy. Các nguyên tố kim loại và hợp chất của chúng và chất phóng xạ. Chúng có thể gây ngộ độc kim loại và nhiễm phóng xạ khác nhau.
Sunfat và SO2. Chúng có thể làm suy giảm chức năng phổi, gây ho và cay mắt, ở nồng độ cao gây viêm phế quản cấp, phù phổi và khó thở.
Nitrat và NOx. Chúng có thể gây kích ứng đường thở dẫn đến phù nề niêm mạc, tiết nhiều dịch và làm suy giảm chức năng thực bào. Chúng xâm nhập vào hệ tuần hoàn máu và gây tổn thương các cơ quan khác như tim, gan và dạ dày dưới dạng axit nitric hoặc nitrat.
Silicat và SiO2. Chúng có thể làm xơ hóa phổi và gây ra bệnh bụi phổi silic. Bình xịt sinh học. Các vi sinh vật gây bệnh khác nhau (vi khuẩn, vi rút và nấm) là những yếu tố nguy cơ chính gây nghẹt mũi, phì đại cuốn mũi, sung huyết họng, viêm mũi dị ứng và rối loạn chức năng phổi. Phấn hoa và bào tử thực vật có thể gây ra phản ứng dị ứng ở một số người. Các triệu chứng bao gồm hắt hơi và chảy nước mắt, nghẹt mũi, ngứa mắt và mũi, hen suyễn và viêm da, thậm chí khí thũng và bệnh phổi.
Nghiên cứu dịch tễ học
Nghiên cứu dịch tễ học về PM10 nhằm phát hiện mối quan hệ giữa bệnh tật hay sự khó chịu và sự thay đổi chức năng sinh lý của con người với PM10 thông qua phân tích tổng hợp và phân tích thống kê, để bước đầu hiểu được tác hại của PM10 đối với sức khỏe con người ở tầm vĩ mô. cơ thể tiến hành PM10 Bước đầu tiên trong công việc nghiên cứu về đánh giá ảnh hưởng sức khỏe. Nhiều nghiên cứu dịch tễ học về PM10 đã được thực hiện ở nước ngoài như nghiên cứu mối quan hệ giữa sự gia tăng nồng độ PM10 với tỷ lệ tử vong, số ca nhập viện, số lần cấp cứu, các triệu chứng của bệnh đường hô hấp và suy giảm chức năng phổi. Dữ liệu cho thấy sự gia tăng nồng độ PM10 có liên quan chặt chẽ đến một loạt tác động tiêu cực đến sức khỏe con người, nhưng không liên quan gì đến nguồn gốc và cấu trúc hóa học của PM10, và có thể không có giới hạn về nồng độ an toàn của PM10.
Một nghiên cứu dịch tễ học chi tiết về PM10 đã được tiến hành tại Thung lũng Utah ở Hoa Kỳ. Cứ tăng 50g/m3 nồng độ khối lượng PM10 trung bình hàng ngày, tỷ lệ tử vong tăng trung bình từ 4% đến 5%. Khi nồng độ khối lượng PM10 vượt quá 100g/m3, tỷ lệ tử vong trung bình cao hơn 11% so với khi nồng độ khối lượng PM10 nhỏ hơn 50g/m3. Vì PM10 có thể hiển thị các giá trị cao trong vài ngày liên tiếp trong điều kiện ô nhiễm khói bụi và có tác động tích lũy nên đường trung bình động 5d của nó được xem xét . Cứ mỗi 50 g/m3 nồng độ khối lượng PM10 trung bình di động tăng lên sau 5 ngày, tỷ lệ tử vong tăng trung bình 6%-8%. Trong thời kỳ ô nhiễm khói bụi, khi nồng độ khối lượng PM10 trung bình trượt vượt quá 100g/m3 sau 5 ngày, tỷ lệ tử vong cao hơn 19% so với khi nồng độ khối lượng PM10 nhỏ hơn 50g/m3. Các mối quan hệ này không phụ thuộc vào các chất ô nhiễm khác và được quan sát thấy ở những khu vực có PM10 cao vào mùa đông và mùa hè.
Nghiên cứu độc học
Để kiểm soát một số điều kiện trong phòng thí nghiệm (chẳng hạn như mức độ phơi nhiễm PM10), nghiên cứu độc tính của PM10 có thể được thực hiện bằng cách nghiên cứu tác hại của PM10 do động vật thí nghiệm hít phải. Thông qua khám nghiệm tử thi động vật thí nghiệm, có thể quan sát một cách có hệ thống những thay đổi sinh lý và bệnh lý do các mức độ phơi nhiễm PM10 khác nhau, để hiểu được mối quan hệ nhân quả giữa PM10 và các tác động tiêu cực đối với sức khỏe con người. Kết quả của các nghiên cứu độc tính trên động vật hiện nay về PM10 nói chung ủng hộ kết luận của các nghiên cứu dịch tễ học và cung cấp cơ sở cho các quan sát dịch tễ học. DreherK và cộng sự đã nghiên cứu độc tính của các hạt khí quyển có kích thước hạt khác nhau (<1,7m, 1,7~3,7m và 3,7~20m) đối với phổi của chuột. bị thương và bị ốm, nặng nhất là chuột bị tổn thương phổi. Các kích thước hạt nhỏ nhất này cũng chứa SO4 cao nhất, các kim loại chuyển tiếp và các thành phần axit. Khi những hạt nhỏ nhất này được rửa sạch bằng nước, động vật ít bị thương hơn, điều này cho thấy thành phần hóa học của bề mặt hạt rất quan trọng đối với độc tính của nó. Dữ liệu của họ cũng hỗ trợ kết quả của các nghiên cứu dịch tễ học rằng bệnh nhân mắc các bệnh về đường hô hấp từ trước đặc biệt nhạy cảm với ảnh hưởng sức khỏe của PM10.
Các yếu tố ảnh hưởng đến tác động độc hại của PM10
Mức độ gây hại của PM10 đối với cơ thể con người phụ thuộc vào tính chất vật lý và hóa học của hạt vật chất và nguồn gốc của nó. Các tính chất vật lý và hóa học của hạt vật chất bao gồm thành phần, nồng độ, trạng thái, kích thước hạt, độ hút ẩm, độ hòa tan, v.v. Thành phần của hạt vật chất là yếu tố gây bệnh chính; nồng độ và thời gian tiếp xúc của hạt vật chất quyết định lượng hạt vật chất hít phải và mức độ gây hại cho cơ thể; kích thước hạt và trạng thái của vật chất hạt có liên quan đến sự lắng đọng, lưu giữ của nó và đào thải qua đường hô hấp. Các hạt thô trong PM10 chủ yếu là các hạt sơ cấp do nguồn nhân tạo và các hạt bụi tự nhiên sinh ra, dễ lắng đọng và bị mắc kẹt trong khoang mũi , khoang miệng, còn các hạt mịn chủ yếu là khí ô nhiễm chuyển hóa qua các phản ứng hóa học phức tạp nhiều giai đoạn. , hoặc do nhiệt độ cao gây ra Các chất khí quá bão hòa thải ra từ đáy được ngưng tụ, sau đó được hình thành do va chạm, ngưng tụ và hấp phụ.
Ngoài ra, môi trường và điều kiện cơ thể cũng là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tác dụng gây độc của nó, chẳng hạn như bức xạ mặt trời ảnh hưởng đến khả năng gây độc tế bào của PM10. Quá trình axit hóa cũng ảnh hưởng nghiêm trọng đến độc tính của PM10, khi SO2 và NOx trong không khí được xúc tác và oxy hóa và phản ứng với nước tạo thành khói axit sunfuric và khói axit nitric, độc tính tăng gấp nhiều lần so với trước đây. Ngoài ra, các yếu tố khí tượng, địa lý cũng sẽ ảnh hưởng đến sự khuếch tán, pha loãng của PM10 và gián tiếp ảnh hưởng đến độc tính của nó.
Quan sát lâm sàng về độc tính
Trong môi trường phòng thí nghiệm, có rất ít nghiên cứu về độc tính đối với việc hít phải PM10 của các đối tượng hoặc bệnh nhân. Các quan sát lâm sàng hiện tại về độc tính PM10 chỉ giới hạn trong các nghiên cứu đánh giá tác động của hạt vật chất có thể hít phải có tính axit đối với mức độ chức năng phổi của con người và còn thiếu các nghiên cứu thực nghiệm về việc tiếp xúc với hạt vật chất có thể hít phải không có tính axit. Độ chính xác của dữ liệu thí nghiệm của con người sẽ tăng lên cùng với sự cải thiện trình độ kỹ thuật sản xuất các hạt vật chất phức tạp trong khí quyển trong môi trường phòng thí nghiệm.
Tác dụng độc đối với cơ thể con người
Không khí là một trong những yếu tố môi trường quan trọng nhất đối với sự sống còn của con người, trung bình mỗi ngày người lớn hít thở khoảng 136kg (10m3) không khí, trẻ em hít thở không khí nhiều hơn trọng lượng cơ thể, người làm việc và vận động nhiều hít thở nhiều không khí hơn. Tuy nhiên, những gì mọi người hít vào không còn là không khí trong lành và trong lành khi họ hít thở, mà là không khí ô uế với một số thành phần không xác định được thêm vào hoặc tăng lên, bao gồm cả vật chất dạng hạt trong khí quyển. Theo thống kê, sản lượng PM10 hàng năm trên trái đất vào khoảng vài tỷ tấn, do đó, con người mỗi ngày khi thở sẽ hít vào một lượng lớn PM10, một người trưởng thành sẽ hít vào khoảng hàng chục nghìn hạt vật chất trong khí quyển trong suốt cả ngày. và tối. Không còn nghi ngờ gì nữa, PM10 sẽ có tác động quan trọng đến sức khỏe con người.
Các điều tra dịch tễ học , xét nghiệm độc tính trên động vật và quan sát lâm sàng trên người đối với PM10 trong và ngoài nước cho thấy: PM10 có tác dụng độc hại trực tiếp rõ ràng đối với sức khỏe con người và có thể gây tổn hại nghiêm trọng đến hệ hô hấp, tim và hệ thống máu, hệ thống miễn dịch và hệ thống nội tiết của cơ thể . .thiệt hại. Một số giả thuyết thiệt hại đã được đề xuất để giải thích cơ chế độc tính của PM10 từ các góc độ khác nhau, bao gồm giả thuyết thiệt hại ion kim loại chuyển tiếp; giả thuyết tế bào viêm và cytokine; giả thuyết thiệt hại dựa trên các đặc tính vật lý của hạt vật chất; khí axit Giả thuyết thiệt hại sol và giả thuyết thiệt hại dựa trên tác động độc hại của các chất hữu cơ có hại đối với vật chất dạng hạt, v.v. Tác động độc hại của PM10 đối với cơ thể con người phụ thuộc vào nồng độ, kích thước hạt, thành phần hóa học, độ hút ẩm, độ hòa tan và nhiệt độ môi trường, độ ẩm, giá trị pH của hạt vật chất, cũng như tuổi tác, dinh dưỡng, tình trạng sức khỏe, trạng thái hoạt động, và nhận thức về cơ thể và các yếu tố khác.
Cơ chế gây độc cho hệ hô hấp
Các phương thức di chuyển của PM10 trong đường hô hấp như sau:
Bài tiết qua chuyển động của lông mao-chất nhầy đường hô hấp hoặc xâm nhập vào hệ thống tiêu hóa.
Sau khi bị đại thực bào phế nang thực bào, nó xâm nhập vào hệ thống bạch huyết, được dịch bạch huyết mang đến các hạch bạch huyết, cuối cùng bị đào thải hoặc lưu lại lâu dài trong kẽ phổi tạo thành tổn thương.
Một số hạt hoặc thành phần xâm nhập vào máu thông qua quá trình hít thở của phổi để đến các cơ quan khác. Sau khi PM10 đi vào đường hô hấp, hầu hết chúng có thể được bám dính hoặc loại bỏ bởi lớp chất nhầy cilium trên bề mặt đường hô hấp, nhưng sự lắng đọng quá mức của các hạt có thể kích thích đường thở và gây co thắt cơ trơn, viêm phế quản mãn tính và các bệnh có hại. kích thích đường thở ở bệnh nhân khí phế thũng, khả năng phản ứng của các hạt giảm, khả năng thanh thải yếu đi nên nhiều hạt xâm nhập vào đường thở nhỏ và phế nang, làm tổn thương chức năng phổi nặng hơn.
Đồng thời, sau khi PM10 tiếp xúc với tế bào mô phổi, nó có thể gây tổn thương tế bào mô phổi thông qua kích thích ăn mòn hoặc tác dụng độc hại của các thành phần, dẫn đến thay đổi tế bào và các thành phần sinh hóa của chúng.
Prahalad và cộng sự đã chỉ ra rằng các hạt vật chất có thể kích thích sự tích tụ bạch cầu trung tính trong phổi.
Longphre và cộng sự phát hiện ra rằng các hạt không khí kích thích giải phóng chất nhầy và protein kháng khuẩn từ biểu mô phổi.
Zhao Yumei phát hiện ra rằng các hạt mịn có thể làm thay đổi các thành phần sinh hóa trong dịch rửa phổi, cụ thể: bạch cầu trung tính tăng, lactate dehydrogenase (LDH), acid phosphatase (ACP), phosphatase kiềm (AKP) và axit sialic (SA) đã thay đổi . Những thay đổi của chúng phản ánh sự tổn thương của các tế bào mô phổi và sự suy giảm chức năng phòng vệ. Ngoài việc có hoạt động của các gốc tự do , một số hạt vật chất trong khí quyển cũng có thể tác động lên các tế bào biểu mô và đại thực bào , khiến chúng giải phóng các loại oxy phản ứng hoặc các loại nitơ phản ứng. Sau khi các phần tử này đi vào mô phổi, chúng có thể kích thích phản ứng peroxy hóa lipid trong cơ thể và làm mất cân bằng hệ thống oxy hóa và chống oxy hóa trong cơ thể. Một mặt, nó làm tăng lipid peroxidase (LPO), mặt khác, nó làm cạn kiệt hệ thống chống oxy hóa trong cơ thể, biểu hiện là giảm glutathione peroxidase (GSH-Px) và tăng LPO/GSH-Px, dẫn đến glutathione Glutathione bị chuyển hóa thành dạng oxy hóa, tế bào biểu mô bị tổn thương, tính thấm của tế bào tăng lên, gây tổn thương phổi và các bệnh về phổi như suy giảm chức năng phổi, xơ hóa phổi, viêm phế quản mãn tính, khí thũng, v.v.
Cơ chế hoạt động độc hại trên hệ thống miễn dịch
Nhiều nghiên cứu đã chứng minh PM10 gây tổn hại chức năng miễn dịch không đặc hiệu. Các nghiên cứu nước ngoài đã gợi ý rằng sau khi các hạt mịn trong PM10 đi vào phổi, các đại thực bào phế nang sẽ thực bào toàn bộ các hạt và giải phóng một loạt các cytokine và các yếu tố gây viêm. Các yếu tố hoặc hạt tiền viêm lắng đọng trong phổi tiếp tục tác động lên các tế bào biểu mô phổi, nguyên bào sợi, tế bào nội mô, v.v. để tiết ra các phân tử kết dính và cytokine, các phân tử kết dính và cytokine này làm cho các tế bào viêm khác nhau tập hợp lại, dẫn đến tình trạng viêm xảy ra. Kết quả thí nghiệm của Huang Lihong và những người khác cho thấy với sự gia tăng nồng độ của các hạt mịn trong PM10, tỷ lệ sống sót và khả năng thực bào của đại thực bào giảm, đại thực bào bị chết theo chương trình và khả năng trình diện kháng nguyên bị giảm, do đó chức năng miễn dịch tế bào hoạt động và mô dịch.
Ngoài ra, PM10 còn gây tổn hại chức năng miễn dịch đặc hiệu. Cốt lõi của phản ứng miễn dịch là sự tăng sinh tế bào và các hạt vật chất ảnh hưởng đến khả năng miễn dịch bằng cách ảnh hưởng đến sự tăng sinh tế bào. Biến đổi tế bào lympho ở lách và máu ngoại vi là một công cụ mạnh mẽ để phản ánh chức năng miễn dịch. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng chiết xuất hữu cơ của các hạt khí thải ô tô có thể ức chế chức năng biến đổi của tế bào lympho T và có mối quan hệ liều lượng đáp ứng. Cơ chế ức chế của nó có thể liên quan đến sự mất cân bằng cân bằng nội mô canxi và rối loạn truyền tín hiệu canxi. Interleukin (IL-2) và tế bào NK lần lượt đóng vai trò điều tiết và giám sát trong cơ thể và khả năng miễn dịch khối u. Chiết xuất hữu cơ của các hạt khí thải ô tô ức chế sản xuất tế bào lympho T của IL-2 bằng cách can thiệp vào tín hiệu trung gian IL-2 (hoặc thụ thể của nó). Yang Jianjun và cộng sự đã nghiên cứu hàm lượng các nguyên tố kim loại trong các hạt có kích thước hạt khác nhau và độc tính miễn dịch của chúng, và kết luận rằng Pb, Ni, As, Zn, v.v. có thể ức chế chức năng miễn dịch của tế bào chuột, biểu hiện là chức năng biến đổi tế bào lympho, IL -2 hoạt động, NK Thay đổi các chỉ số như hoạt động của tế bào và tập hợp tế bào lympho T.
Tác động “ba nhân” (gây ung thư, gây đột biến, quái thai)
PM10 chứa nhiều chất gây đột biến trực tiếp và gián tiếp , có thể làm hỏng vật liệu di truyền và cản trở quá trình phân chia tế bào bình thường, đồng thời phá hủy khả năng giám sát miễn dịch của cơ thể , gây ung thư và dị tật. Các thành phần hóa học của PM10 hoặc các loại oxy phản ứng trực tiếp làm hỏng vật liệu di truyền, dẫn đến kích hoạt gen gây ung thư, làm bất hoạt gen ức chế khối u và thay đổi vật liệu di truyền, điều này có thể dẫn đến ung thư phổi. Nhiều nghiên cứu đã sử dụng một số thí nghiệm độc tính di truyền ngắn hạn (thí nghiệm Ames, thí nghiệm UDS, thí nghiệm vi nhân, v.v.) để minh họa khả năng gây đột biến và khả năng gây ung thư của hạt vật chất từ các cấp độ khác nhau của gen, DNA và nhiễm sắc thể. Các nghiên cứu đã phát hiện ra rằng nhiều thành phần hữu cơ trong PM10 có thể làm hỏng DNA, đặc biệt là các hydrocacbon thơm đa vòng, và tác động gây ung thư và độc tính miễn dịch thường nhất quán. Các nghiên cứu nước ngoài cho rằng việc tiếp xúc với các hạt vật chất có thể dẫn đến sự gia tăng các cytokine trong tế bào biểu mô và đại thực bào. phân chia tế bào và tiếp tục hình thành khối u. Các hạt vật chất có thể dẫn đến sự suy giảm hơn nữa của các tế bào bằng cách ảnh hưởng đến chức năng giao tiếp giữa các tế bào. Song Jian và các nghiên cứu khác tin rằng các hạt vật chất do động cơ diesel thải ra có thể ức chế chức năng liên lạc của không gian giữa các tế bào và có tác dụng gây ung thư.
Cơ chế tác động của chất độc lên hệ tuần hoàn
Các hợp chất benzen và các chất chuyển hóa của chúng, phenol, có thể tạo ra độc tính nguyên sinh chất trong cơ thể, có thể trực tiếp ức chế sự phân hạch nhân tế bào và gây tổn thương tế bào tạo máu tủy xương, đồng thời thường kết hợp với huyết sắc tố , dẫn đến thay đổi hệ thống tạo máu và hình thành các thành phần trong máu . Sau khi tiếp xúc với PM10, các cytokine được giải phóng khiến gan giải phóng các yếu tố gây đông máu, làm thay đổi chuyển động của bạch cầu trong mạch máu, dẫn đến giảm tính lưu động của máu, có thể liên quan đến sự gia tăng bệnh tim mạch và tử vong do các hạt vật chất. Ngoài ra, do PM10 có thể gây đứt sợi phổi, gây khí phế thũng mãn tính và xảy ra hiện tượng tăng sản sợi cục bộ, các phế nang bị tổn thương, oxy mất chức năng khuếch tán và trao đổi trong phế nang gây thiếu oxy máu. Sự tăng sản xơ và thoái hóa thành phế nang làm tổn thương các mạch máu nhỏ trên thành phế nang, dẫn đến hẹp và tắc các động mạch nhỏ và tĩnh mạch nhỏ, dẫn đến tăng sức cản mạch máu phổi, tăng áp lực động mạch phổi và phì đại tâm thất phải. cuối cùng dẫn đến tăng huyết áp phổi và bệnh tim phổi.
gây bệnh
Sau khi được hít vào, các hạt vật chất có thể hít phải sẽ tích tụ trong hệ hô hấp và gây ra nhiều bệnh. Tiếp xúc với các hạt thô có thể làm hỏng hệ hô hấp và gây ra bệnh hen suyễn. Các hạt càng mịn thì càng có hại cho cơ thể con người, các hạt có kích thước hạt lớn hơn 10 micron có thể được lông mũi hấp thụ, cũng có thể thải ra khỏi cơ thể con người thông qua ho, có thể đi vào phế nang và máu. Tốc độ lắng đọng cao nhất trong phổi là các hạt có kích thước hạt khoảng 1 micron. Các hạt này lắng đọng trên phế nang, làm tổn thương phế nang và màng nhầy, gây xơ hóa nhu mô phổi mãn tính, gây bệnh tim phổi, làm nặng thêm bệnh hen suyễn, gây viêm mũi họng mãn tính, viêm phế quản mãn tính và hàng loạt bệnh tật, nặng có thể nguy hiểm đến tính mạng . . Vật chất hạt đặc biệt có hại cho trẻ em và người già.
Các hạt vật chất có thể hít vào cũng có khả năng hấp phụ mạnh, là “chất mang” và “chất xúc tác” của các loại chất ô nhiễm, đôi khi có thể trở thành tập hợp của nhiều loại chất ô nhiễm và là thủ phạm gây ra các loại bệnh. Theo dữ liệu liên quan, các hạt hít phải trong không khí rất nhỏ, có thể trực tiếp tiếp cận và lắng đọng trong phổi, trực tiếp tham gia tuần hoàn máu và khá có hại cho cơ thể con người. Nếu cơ thể con người hít phải một lượng lớn các hạt có thể hô hấp, nó có thể gây ra các triệu chứng hô hấp như khó thở, ho, v.v., làm trầm trọng thêm các bệnh về đường hô hấp hiện có và làm hỏng mô phổi. Người già và trẻ em, kể cả những bệnh nhân bị viêm phổi mãn tính, bệnh tim, cảm lạnh hoặc hen suyễn, là những nhóm dễ bị ảnh hưởng nhất bởi các hạt vật chất có thể hít phải.
PM10 độc hại
Môi trường và điều kiện cơ thể cũng là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tác dụng độc hại của nó, ví dụ như bức xạ mặt trời ảnh hưởng đến độc tính tế bào của PM10, các thành phần hữu cơ trong hạt vật chất có thể tạo thành peroxit trong điều kiện hiếu khí và bức xạ, có tác dụng gây độc quang học mạnh. Quá trình axit hóa cũng ảnh hưởng nghiêm trọng đến độc tính của PM10, khi SO2 và NOx trong không khí được xúc tác và oxy hóa và phản ứng với nước tạo thành khói axit sunfuric và khói axit nitric, độc tính tăng gấp nhiều lần so với trước đây. Ngoài ra, các yếu tố khí tượng, địa lý cũng sẽ ảnh hưởng đến sự khuếch tán, pha loãng của PM10 và gián tiếp ảnh hưởng đến độc tính của nó. Hiệu ứng tích lũy không gian và ảnh hưởng kết hợp của hạt vật chất có thể hít phải
Các thành phần có hại trong PM10 được tích lũy trong cơ thể và trong khí quyển. Khi chì tích tụ trong cơ thể con người ở một mức độ nhất định sẽ ảnh hưởng đến chức năng sinh lý và chức năng tạo máu của cơ thể con người, đặc biệt là hệ thần kinh trung ương và hệ tạo máu của thanh thiếu niên và trẻ nhỏ. Khi một số chất ô nhiễm trong khí quyển không được loại bỏ kịp thời, chúng cũng sẽ tích tụ và kết hợp hóa học. Ví dụ, chất hữu cơ và NOx trong vật chất dạng hạt tạo thành sương mù quang hóa trong những điều kiện nhất định. Ngoài ra, độc tính của các chất có hại trong PM10 thường tạo ra tác dụng hiệp đồng, cộng thêm và đối kháng. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng tác dụng hiệp đồng của các hạt vật chất trong khí quyển và O3 đã làm tăng tỷ lệ tử vong của bệnh nhân mắc các bệnh về đường hô hấp và bệnh tim phổi. Một số chất độc trong PM10 gây tổn thương mô phổi, do đó thúc đẩy nhiễm trùng vi khuẩn. Zhao Yumei và các thí nghiệm khác đã phát hiện ra rằng Zn và Se có thể tạo ra tác dụng đối kháng với các thành phần độc hại khác trong vật chất dạng hạt.
Cơ chế PM10 gây bệnh
Thành phần của PM10 rất phức tạp và cơ chế gây độc không thể giải thích bằng một cơ chế duy nhất. Các chuyên gia cho rằng cơ chế gây độc của PM10 chủ yếu là:
Sau khi PM10 đi vào phổi, đầu tiên nó tương tác với các đại thực bào phế nang và tế bào biểu mô phổi để kích thích giải phóng nhiều loại cytokine, dẫn đến viêm phổi và xơ hóa phổi.
Sau khi PM10 tương tác với các tế bào, nó sẽ giải phóng các loại oxy phản ứng (ROS) và các gốc tự do, gây tổn thương oxy hóa tế bào mô và vật liệu di truyền, gây rối loạn phân chia và tăng sinh tế bào, và cuối cùng có thể dẫn đến biến đổi ác tính.
Nói tóm lại, PM10 có thể gây hại cho các bộ phận khác nhau của cơ thể thông qua các cơ chế khác nhau như kích thích oxy hóa, phản ứng viêm và thay đổi vật chất di truyền. Và những chấn thương này có liên quan với nhau. Ví dụ, PM10 có nhiều khả năng gây hại cho các hệ thống khác do làm hỏng hệ thống miễn dịch.
Gây độc tế bào
PM10 chủ yếu tạo ra hiệu ứng gây độc tế bào cấp tính thông qua các gốc tự do. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng các hạt vật chất chứa nhiều loại chất vô cơ và hữu cơ, khi chúng bị tia cực tím trong không khí chiếu xạ sẽ hình thành các gốc tự do và kích hoạt chuỗi phản ứng gốc tự do để tạo thành nhiều gốc tự do hơn, từ đó tạo thành nhiều peroxit hơn. Trong một số điều kiện nhất định, peroxide bị oxy hóa và phân hủy in vivo, đồng thời phá hủy màng tế bào và làm hỏng DNA thông qua quá trình peroxy hóa lipid, dẫn đến độc tính tế bào cao. Peroxide và các gốc tự do phải được phân hủy bởi superoxide dismutase, catalase , glutathione peroxidase , v.v. , nếu không sẽ gây ngộ độc cấp tính hoặc thậm chí tử vong. Mặc dù hydrocacbon thơm đa vòng có độc tính cao có thể bị phân hủy dưới bức xạ cực tím, nhưng bức xạ ánh sáng có thể tạo ra các gốc tự do của hydrocacbon thơm đa vòng có độc tính tế bào cao hơn. Độc tính tế bào cấp tính thường biểu hiện bằng sự bùng phát của các loại oxy phản ứng và các nguyên tố kim loại chuyển tiếp hòa tan trong nước có thể tạo ra peroxit để tạo ra các gốc tự do và các loại oxy phản ứng. Do đó, khả năng gây độc tế bào có liên quan đến hàm lượng các nguyên tố kim loại chuyển tiếp tan trong nước. Tong Yongpeng và cộng sự đã phát hiện ra rằng các hợp chất Fe, Cr và Mn trong hạt vật chất khí quyển đô thị có tính axit mạnh dễ hòa tan trong nước hơn so với các hợp chất ở khu vực ngoại thành và hạt vật chất được chiếu xạ chứa nhiều peroxit và gốc tự do hơn hạt không được chiếu xạ. và cho thấy khả năng gây độc tế bào cao hơn. Có thể thấy, muối kim loại chuyển tiếp hòa tan và peroxit trong các hạt khí quyển là hai yếu tố gây độc cho tế bào gốc tự do.
độc học khác
Nhiều nghiên cứu đã chứng minh PM10 còn có thể gây hại cho hệ thống sinh sản , làm giảm khả năng thụ thai và gây dị tật thai nhi. Các nguyên tố kim loại độc hại trong khói thuốc có thể cản trở sự trưởng thành và phân chia của tế bào trứng và làm giảm khả năng sinh sản. Ngoài ra, PM10 còn có thể làm giảm lượng bức xạ tia cực tím mà trẻ tiếp nhận, cản trở quá trình tổng hợp vitamin D trong cơ thể, khiến quá trình chuyển hóa canxi và phốt pho ở trạng thái cân bằng âm, gây ra tình trạng thiểu năng canxi hóa xương.
Chất lượng không khí trong nhà (IAQ)
IAQ là “chất lượng không khí trong nhà”, là từ viết tắt của Chất lượng không khí trong nhà. Chất lượng không khí trong nhà đề cập đến sự phù hợp của một số yếu tố trong không khí đối với cuộc sống và làm việc của con người trong một môi trường cụ thể. Nó phản ánh các yêu cầu cụ thể của con người và cách thức đánh giá chất lượng môi trường trong nhà là một trong những vấn đề chính được người dân quan tâm hiện nay. Nó bao gồm các điều kiện như nhiệt độ không khí trong nhà, độ ẩm, không khí trong lành nhiều ion oxy âm và sạch sẽ.
Giới thiệu chất lượng không khí trong nhà
Chất lượng không khí trong nhà là một trong những chủ đề được quan tâm nhất trong giới bảo vệ môi trường quốc tế trong 10 năm qua. Các nghiên cứu trước đây về chất lượng không khí tập trung vào nhiệt độ và độ ẩm.
Ngay từ cuối những năm 1970, thuật ngữ “chất lượng không khí trong nhà (IAQ)” đã xuất hiện ở một số nước phương Tây. Vào thời điểm đó, do xem xét tiết kiệm năng lượng, độ kín của các tòa nhà đã được cải thiện rất nhiều, dẫn đến tỷ lệ thông gió trong nhà không đủ, dẫn đến các sự cố ô nhiễm không khí trong nhà thường xuyên xảy ra. Một số người gặp các triệu chứng như đau đầu, ho khan , da khô ngứa, chóng mặt, buồn nôn, khó tập trung và nhạy cảm với mùi. Tình trạng này được gọi là “hội chứng bệnh cao ốc” xảy ra ở nhiều quốc gia. Có những bài học đau đớn về vấn đề này. Điều này đã dẫn đến nghiên cứu và thảo luận chuyên sâu về tác động của chất lượng không khí trong nhà đối với sức khỏe con người, các chất gây ô nhiễm và nguồn gốc của chúng cũng như các giải pháp khả thi.
Trong những năm gần đây, do sự ra đời của hệ thống điều hòa không khí trong các tòa nhà hiện đại, sự phổ biến của các thiết bị văn phòng hiện đại và cải thiện độ kín của tòa nhà, các khí độc hại trong nhà không thể thải ra ngoài và lượng carbon dioxide tăng lên, dẫn đến “không khí – bệnh điều hòa” và “hội chứng phòng ngủ”. Sự xuất hiện của nhiều trạng thái sức khỏe phụ khác nhau. Giờ đây, nghiên cứu thanh lọc không khí trong nhà đã trở thành một trong những vấn đề được quan tâm nhất của bảo vệ môi trường quốc tế.
Chỉ số chất lượng không khí trong nhà (IAQ)
Chỉ số ô nhiễm không khí (Air Pollution Index, viết tắt là API) là phương pháp phản ánh, đánh giá chất lượng không khí theo mức độ ô nhiễm không khí, cho kết quả ngắn gọn và trực quan, dễ sử dụng, phù hợp để thể hiện ngắn hạn trạng thái chất lượng không khí và xu hướng thay đổi của thành phố. Chỉ số ô nhiễm không khí căn cứ vào tiêu chuẩn chất lượng không khí xung quanh và tác động của các chất ô nhiễm khác nhau đến sức khỏe con người và môi trường sinh thái để xác định phân loại chỉ số ô nhiễm và giới hạn nồng độ chất ô nhiễm tương ứng. Chỉ số ô nhiễm không khí (API) được Châu Âu thông qua được chia thành 6 cấp và giá trị API nhỏ hơn hoặc bằng 50, cho thấy chất lượng không khí rất tốt, tương đương với việc đạt tiêu chuẩn chất lượng không khí quốc gia cấp một và đáp ứng yêu cầu của khu bảo tồn thiên nhiên, danh lam thắng cảnh và các khu vực cần bảo vệ đặc biệt khác, yêu cầu về chất lượng không khí.
Giá trị API lớn hơn 50 và nhỏ hơn hoặc bằng 100 cho thấy chất lượng không khí tốt, tương đương với việc đạt tiêu chuẩn chất lượng không khí cấp quốc gia cấp độ hai. Giá trị API lớn hơn 50 và nhỏ hơn hoặc bằng 100 cho thấy chất lượng không khí bị ô nhiễm nhẹ, tương đương với đạt tiêu chuẩn quốc gia về chất lượng không khí cấp độ ba ; tiếp xúc lâu dài, những người dễ mắc bệnh sẽ có triệu chứng nhẹ. trầm trọng hơn, và những người khỏe mạnh sẽ có các triệu chứng kích thích. Giá trị API lớn hơn 150, cho thấy chất lượng không khí kém, vượt quá tiêu chuẩn chất lượng không khí quốc gia ba và sau một thời gian tiếp xúc nhất định, nó sẽ có hại hơn cho cơ thể con người.
Tiêu chuẩn bụi mịn PM10 trong nhà
Phạm vi
Tiêu chuẩn này quy định nồng độ tối đa trung bình hàng ngày cho phép của chất dạng hạt có thể hít phải trong không khí trong nhà và các yêu cầu đối với dụng cụ lấy mẫu .
Tiêu chuẩn này áp dụng cho giám sát và đánh giá không khí trong nhà, không áp dụng cho môi trường trong nhà của những nơi sản xuất.
Sự định nghĩa
Tiêu chuẩn này sử dụng định nghĩa sau.
Hạt có thể hít phải hạt có thể hít phải
Đề cập đến các hạt có đường kính khối lượng trung bình là 10 μm có thể xâm nhập vào đường hô hấp (D50=10 μm).
Đơn vị kích thước hạt; đường kính khí động học tương đương đường kính khí động học
Đề cập đến đường kính của hạt có cùng tốc độ lắng cuối cùng như quả bóng mật độ đơn vị trong luồng không khí có số Reynolds thấp.
Y tế công cộng
Nồng độ hạt có thể hít phải trong nhà trung bình tối đa hàng ngày cho phép là 0,15mg/m3. Đường kính trung bình khối lượng là 10 μm.
Giám sát và kiểm tra
Bộ lấy mẫu yêu cầu D50≤10+1μm, độ lệch chuẩn hình học δg=1,5+0,1.
Phương pháp xác định hạt vật chất có thể hít vào trong không khí trong nhà.
Biện pháp giảm thiểu
Các hạt vật chất có thể hít phải trong nhà chủ yếu đến từ nhà bếp, chẳng hạn như quá trình đốt cháy không hoàn toàn nhiên liệu dùng để nấu ăn và khói nấu ăn. Ngoài ra, amiăng , thường được sử dụng làm vật liệu cách nhiệt trong vật liệu xây dựng , có thể giải phóng một lượng hạt hít phải nhất định do lão hóa và mài mòn lâu ngày, có thể gây ra các bệnh về đường hô hấp. Những gia đình nuôi thú cưng cũng cần chú ý, sự khuếch tán của các hạt như lông gia súc, gia cầm vào phòng cũng sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe con người.
Hệ thống hô hấp của con người giống như một bộ lấy mẫu phân đoạn hiệu quả cao. Thông qua hơi thở của con người, các hạt có thể được lắng đọng ở các bộ phận khác nhau của đường hô hấp tùy theo kích thước hạt.Các hạt có kích thước hạt lớn hơn 10 micron hầu hết bị chặn ở đường hô hấp trên (khoang mũi và cổ họng), trong khi các hạt nhỏ hơn 10 micron có thể xuyên qua Họng đi vào đường hô hấp dưới. Đặc biệt, các hạt có kích thước hạt nhỏ hơn 5 micron có thể lắng đọng trong phế nang sâu của đường hô hấp, gây hại hơn cho cơ thể con người. Có ba cách chính để lắng đọng các hạt vật chất trong đường hô hấp, đó là kết quả kết hợp của va chạm quán tính, lắng đọng trọng lực và khuếch tán.
Các hạt tác động lên cơ thể con người theo hai cách, một là tác động vật lý, các hạt mịn xâm nhập vào thành phổi của con người thông qua đường hô hấp gây kích ứng, xuất hiện dịch nhầy, có thể gây ra các bệnh về phổi, đặc biệt là đối với bệnh nhân mắc bệnh tim. đau khổ và đôi khi là cái chết. Thứ hai là vai trò của hóa học, một lượng lớn chất độc hại được gắn vào các hạt, trực tiếp hít vào phổi qua đường hô hấp và gây hại cho cơ thể con người.
Để giảm thiểu tác hại của các hạt vật chất đối với cơ thể con người, bắt đầu từ chính chúng ta, chúng ta phải có ý thức thực hiện những việc sau:
Nâng cao ý thức cá nhân về bảo vệ môi trường, tham gia nhiều hơn vào các hoạt động trồng rừng, tăng diện tích cây xanh, giảm thiểu đất trống.
Trong quá trình xây dựng đô thị, cần chú ý ngăn chặn một lượng lớn bụi phát sinh.
Những người bạn lái xe ủng hộ việc sử dụng nhiên liệu xanh và chất bôi trơn hiệu quả cao để giảm lượng khí thải của phương tiện. Theo các khảo sát, lượng khí thải PM2.5 chủ yếu đến từ các phương tiện sử dụng động cơ diesel.
Trong cuộc sống hàng ngày, cố gắng sử dụng ít than đá làm chất đốt. Điện tương đối rẻ hơn so với các loại nhiên liệu như khí thiên nhiên, khí hóa lỏng , khí than.. Sử dụng lò vi sóng, nồi cơm điện,… để đun nấu có thể giảm thiểu ô nhiễm không khí trong nhà bếp.
Trong nhà cần giữ vệ sinh sạch sẽ, người hút thuốc không nên hút thuốc trong nhà, trồng một số loại hoa và cây xanh hợp lý để không khí trong nhà luôn trong lành.
Khi giũ chăn hàng ngày, có nhiều dị vật nổi lên, soi nắng có thể nhìn thấy nhiều hạt mịn, lúc này tốt nhất nên cho trẻ đi chơi xa.
Người trung niên và người cao tuổi thích tập thể dục buổi sáng nên tránh thời gian ô nhiễm không khí cao điểm từ 6 đến 8 giờ sáng, tốt hơn là nên tập thể dục sau 9 giờ sáng; và không tập thể dục bên lề đường. đường thì nên chọn những công viên có nhiều cây xanh, chất lượng không khí tốt và môi trường bên trong tương đối yên tĩnh. Vào mùa đông, do nhiệt độ ngoài trời thấp, để phòng ngừa các bệnh về tim mạch, mạch máu não ở người trung niên và người cao tuổi, nên chọn tập thể dục sau 10 giờ sáng.
Các trung tâm mua sắm quy mô lớn hoặc những nơi vui chơi giải trí công cộng, do lượng người đông vào cuối tuần và ngày lễ, chất lượng không khí cực kỳ kém, dễ gây ra các bệnh về đường hô hấp (đặc biệt là vào mùa đông) nên không thích hợp để ở lại. thời gian dài.
Trong điều kiện thời tiết nhiều sương mù, khi nồng độ PM2.5 tương đối cao, tốt nhất bạn nên hạn chế ra ngoài và đóng kín cửa ra vào, cửa sổ.
Vật chất hạt có thể hô hấp và chiều cao nhà ở của con người
Chúng ta đều biết rằng lực hấp dẫn tỷ lệ thuận với đường kính của các hạt hít vào. Cũng có thể nói, ảnh hưởng của lực hấp dẫn của trái đất đối với các hạt vật chất có thể hít vào như sau: do ảnh hưởng của trọng lực của vật chất, khoảng cách đến mặt đất càng gần, đường kính của hạt có thể hít phải càng lớn. vật chất, do đó làm giảm xác suất và thiệt hại cho cơ thể con người.
Ngoài ra, địa từ còn đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự sống của con người, lực từ trường của trái đất tác dụng lên con người càng lớn thì sức sống con người càng bền bỉ.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng một lượng lớn khí độc hại và các hạt hít phải chủ yếu tập trung ở không gian cách mặt đất trên 20 mét. Nhà cao tầng, siêu cao tầng không còn phù hợp là nơi ở của con người. Không gian sống tốt nhất cho con người nên cách mặt đất trong vòng 20m (tốt nhất là 10m). Đối với các hạt có thể hít phải, càng gần mặt đất, đường kính của các hạt có thể hít phải càng lớn và xác suất cơ thể con người hít phải càng nhỏ. Chúng tôi biết rằng chất lượng của khí độc rất nhỏ, về cơ bản nó được trộn lẫn với không khí và cơ thể con người rất dễ hít phải.
Vì vậy, đối với con người chúng ta, không gian sống càng cao so với mặt đất thì tác hại của các hạt vật chất có thể hít phải đối với cơ thể con người càng lớn. Ngoài ra, đối với con người, việc lọc nước sinh hoạt dễ dàng hơn không khí, nhưng việc tách các khí độc hại và các hạt mịn có thể hít vào trong không khí luôn là một bài toán khó trong giới khoa học.
Theo khảo sát của những người sống trong các tòa nhà cao tầng, nó chủ yếu phản ánh các bệnh và tác động xấu đến tâm lý do khí độc và một số lượng lớn các hạt hít phải gây ra cho cơ thể con người:
♥ Những người sống trong các tòa nhà dân cư cao tầng thường bị hoảng loạn, cáu kỉnh, trầm cảm, lười biếng và tính khí thất thường.
♥ Tuổi thọ bị rút ngắn, bệnh tật. Trên thực tế, tuổi thọ của người cao tuổi sống trong nhà ở thấp tầng nhìn chung cao hơn.
♥ Lượng bài tập liên quan đến đời sống tương đối giảm.
♥ Tình trạng sức khỏe của người cao tuổi trong các tòa nhà chung cư cao tầng không được tốt.
Có lẽ trong tương lai, với sự cải tiến không ngừng của khoa học công nghệ, con người có thể lọc sạch các thành phần khí độc hại trong không khí, và những tòa nhà chung cư cao tầng sẽ không còn là vấn đề mà con người phải lo lắng nữa. Tuy nhiên, khoa học và công nghệ vẫn còn xa mới đạt được. Làm cái đó mất bao lâu? Có lẽ vào cuối thế kỷ này hoặc lâu hơn, nó cũng có thể là một vấn đề khoa học mà con người chúng ta sẽ không bao giờ có thể giải quyết được. Vì vậy chiều cao tầng nhà ở của con người ngày nay vẫn được lựa chọn dưới 20m và đây là môi trường sống tốt nhất cho con người.
Như đã đề cập ở trên, đường kính, mật độ và khối lượng của các hạt hít vào có liên quan mật thiết đến lực hấp dẫn của tâm trái đất. Các hạt gây ô nhiễm không gian với đường kính và kích thước khác nhau tồn tại ở mọi phạm vi độ cao của lớp bề mặt, tòa nhà dân cư càng cao thì các hạt hít phải càng nhỏ và cơ thể con người càng dễ hít phải. Theo câu hỏi này, lựa chọn tốt nhất cho chiều cao nhà ở của con người nên là các tòa nhà dân cư dưới sáu tầng.
Theo dõi vật chất dạng hạt có thể hô hấp
Cảm biến chất lượng không khí trong nhà (IAQ) này phù hợp để xác định nhanh nồng độ hạt vật chất có thể hít vào (PM10), đồng thời giám sát nồng độ của chất có thể hít vào. Nó cũng có thể được sử dụng cho máy lọc không khí Đánh giá hiệu quả thanh lọc.
Xem thêm:
Lắp đặt máy lạnh giấu trần nối ống gió
Lắp đặt quạt cấp gió tươi lọc không khí ô nhiễm
Lắp đặt máy taoj ion oxy âm hiệu suất cao
Lắp đặt cảm biến phát hiện các chất ô nhiễm trong nhà
