Các hạt siêu mịn là gì?

Thuật ngữ các hạt siêu âm (UFP) đề cập đến các hạt trong không khí nhỏ hơn đường kính 0,1 micron (đôi khi được gọi là PM0.1). Một số UFP có kích thước nhỏ tới 0,003 micron.

UFP được coi là một trong những chất ô nhiễm hạt nguy hiểm nhất do kích thước nhỏ của chúng, cho phép chúng được thở vào phổi và đi vào máu qua phổi.

Nhấn vào đây để xem tại sao kích thước hạt quan trọng.

Kích thước và hành vi nhỏ, nano của chúng khiến UFP khó theo dõi bằng cách sử dụng công nghệ giám sát chất lượng không khí hiện tại. Kích thước này cũng khiến UFP trong không khí di chuyển trong không khí theo những cách khác biệt với các hạt mịn như PM2.5 và PM1, di chuyển theo các mẫu ngẫu nhiên giống với các loại khí hơn các hạt khác.

Không giống như PM2.5 và các hạt khác, không có tiêu chuẩn chính thức nào tồn tại để đo lường hoặc điều chỉnh UFP trong không khí, mặc dù các ước tính cho thấy hơn 90% các hạt trong không khí trong không khí tại bất kỳ thời điểm nào là UFP.¹

Mặc dù thiếu quy định, nghiên cứu đã ngày càng gợi ý rằng UFP thường tồn tại ở nồng độ cao hơn nhiều so với các chất gây ô nhiễm hạt khác và có thể liên quan đến một loạt các tác động sức khỏe bất lợi thậm chí còn rộng hơn các hạt mịn hoặc thô như PM1, PM2.5 hoặc PM10.

Các nguồn của các hạt siêu mịn là gì?

Các hạt siêu cực thường được phát ra thông qua quá trình đốt cháy từ các nguồn tự nhiên hoặc con người. Hoạt động của con người được cho là chịu trách nhiệm cho tỷ lệ UFP lớn nhất do tỷ lệ UFP ở các thành phố, nơi công nghiệp hóa và tăng trưởng toàn cầu hóa có tác động đáng chú ý nhất đối với ô nhiễm không khí.²

Một nghiên cứu năm 2019 trong Môi trường quốc tế phát hiện ra rằng nồng độ UFP có xu hướng cao hơn trong ngày tương quan chặt chẽ với những thay đổi trong giao thông xe và gần đường bận rộn, cho thấy tác động quá mức của hoạt động của con người đối với UFP.³

Nguồn tự nhiên

Nguồn UFP tự nhiên bao gồm:

• dung nham núi lửa và tro
• khói từ cháy rừng
• Aerosols in Ocean Mist

Do tính chất tạm thời của các nguồn này, UFP từ núi lửa Và các nguồn đại dương không được coi là đặc biệt có vấn đề. Dòng gió toàn cầu nhanh chóng phân tán các UFP này vào nồng độ thấp gây ra ít mối đe dọa cho sức khỏe con người, ngoại trừ các vụ phun trào núi lửa lớn mà khói có thể di chuyển hàng ngàn dặm.⁴

UFP trong khói lửa, tuy nhiên, đã thu hút được nhiều hơn cháy rừng thường xuyên và nghiêm trọng trong những năm gần đây. Một nghiên cứu năm 2021 trong Độc chất hạt và chất xơ nhận thấy rằng ngay cả việc tiếp xúc ngắn hạn với UFP trong khói lửa có thể làm tăng đáng kể nguy cơ mắc bệnh hô hấp và tim mạch.⁵

Nguồn con người

Các nguồn UFP phổ biến nhất của con người bao gồm:

• khí thải xe
• khí thải diesel
• Khí tự nhiên và khí thải sinh học⁶
• Phát thải máy bay
• Nhà máy và khí thải công nghiệp
• Phát thải nhà máy điện
• Đốt rác
• thuốc lá, xì gà và vaping⁷
• Nấu ăn trong nhà⁸
• bỏng kiểm soát
• hút bụi trong nhà⁹
• vi khuẩn
• Virus
• Sử dụng các máy văn phòng như máy in và máy photocopy

Các nguồn UFP của con người như phương tiện và ngành công nghiệp có thể gây ra rủi ro sức khỏe tuyệt vời vì chúng phát ra các hạt mới trong thời gian dài, vì giao thông phương tiện và hoạt động công nghiệp xảy ra liên tục trên khắp thế giới.

Hơn nữa, nhiều nguồn UFP của con người phổ biến hơn ở các khu vực đô thị lớn, gây ra những nguy hiểm đáng kể cho 4,4 tỷ người hiện đang sống ở các thành phố (khoảng 55 % trong số 8 tỷ người ước tính).^10,11

Làm thế nào để các hạt siêu mịn ảnh hưởng đến sức khỏe của chúng ta?

Các tác động sức khỏe đầy đủ của UFP vẫn đang được nghiên cứu để phân biệt các nguy cơ cụ thể của UFP trái ngược với các loại ô nhiễm không khí khác.

Tuy nhiên, nó không thể chối cãi rằng UFP gây ra căng thẳng oxy hóa đối với các mô trên khắp cơ thể bạn có thể gây ra tác hại toàn thân, xâm nhập sâu vào mô phổi, máu, não và hầu hết các cơ quan khác.¹²

Một bài báo đánh giá năm 2020 trong Thuốc thí nghiệm và phân tử tìm thấy bằng chứng đáng kể cho thấy phơi nhiễm UFP làm tăng nguy cơ:¹³

• viêm phổi
• huyết áp cao
• Bệnh tim thiếu máu cục bộ
• Xơ vữa động mạch (tích tụ mảng bám hoặc "làm cứng" động mạch)
• Đau tim
• suy tim
• ho mãn tính
• tổn thương thần kinh
• Tổn thương não
• Mất chức năng nhận thức
• vấn đề về tiêu hóa
• bệnh tiểu đường
• tăng nguy cơ mắc nhiều bệnh ung thư
• Tổn thương da

Các hạt siêu tế có thể ảnh hưởng đến chất lượng không khí trong nhà?

Giống như các chất ô nhiễm hạt khác, UFP trong Không khí ngoài trời có thể đi vào không gian trong nhà Thông qua các vết nứt và rò rỉ trong các tòa nhà cũng như thông qua các cửa sổ, cửa ra vào và các lỗ mở khác trong một phong bì nhà hoặc tòa nhà.

Điều này có thể đặc biệt có vấn đề đối với các ngôi nhà cũ hoặc được xây dựng kém trong thời gian nồng độ UFP cao, chẳng hạn như cháy rừng hoặc phun trào núi lửa.

Một nghiên cứu năm 2019 được thực hiện ở bang Colorado Hoa Kỳ cho thấy nồng độ vật chất trong nhà có thể cao hơn 4,6 lần so với nồng độ ngoài trời trong trường hợp không có nguồn thông gió tự nhiên như gió.¹⁴

UFP từ các nguồn trong nhà, chẳng hạn như đốt nhà bếp hoặc đốt nhiên liệu sinh khối, cũng có thể tích tụ đến nồng độ cao nguy hiểm, đặc biệt là trong các ngôi nhà tiết kiệm năng lượng không khí và có nguy cơ ảnh hưởng đến sức khỏe bổ sung.

Một bài báo đánh giá năm 2007 trong Không khí trong nhà nhận thấy rằng việc tiếp xúc với mức độ UFP trong nhà cao trong thời thơ ấu có thể gây tổn thương phổi và viêm làm tăng nguy cơ mắc bệnh hen suyễn suốt đời.¹⁵

Mẹo để giảm các hạt siêu âm

Dưới đây là một số hành động mà các cá nhân và tổ chức có thể thực hiện để giúp giảm UFP:

• Chọn các tùy chọn đi lại giúp giảm lưu lượng xe, chẳng hạn như đi bộ, đi xe đạp, giao thông công cộng hoặc trình chiếu.
• Mua một chiếc xe điện hoặc hydro chạy Để thay thế các phương tiện cá nhân có động cơ đốt.
• Lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời trong nhà hoặc nơi làm việc Để giúp giảm căng thẳng trên lưới điện.
• Thay thế các đội tàu chạy bằng động cơ diesel với phương tiện vận chuyển điện hoặc tiết kiệm nhiên liệu.
• Giảm hoặc tránh bất kỳ loại đốt trong nhà, bao gồm nến thơm Và Gỗ trong lò sưởi.
• Sử dụng một Hood trong phạm vi nhà bếp Để giúp giảm các chất ô nhiễm hạt cũng như các chất gây ô nhiễm khói và khí khác sau khi bạn nấu.
• Giới hạn hút bụi trong nhà một lần một tuần hoặc khi cần thiết, hoặc sử dụng chân không với bộ lọc HEPA.
• Giảm hoặc bỏ hút thuốc thuốc lá, xì gà hoặc sản phẩm vaping.

Có nên điều hòa các hạt siêu mịn?

Cho đến khi UFP phải tuân theo các tiêu chuẩn và quy định mới, có thể thực hiện ít để thực thi kiểm soát khí thải UFP bởi những người đóng góp chính như các nhà máy, cơ sở sản xuất và các nhà sản xuất ô tô có phương tiện sản xuất ống xả chứa đầy UFP.

Một số tổ chức đã tiến hành các nghiên cứu độc lập về phát thải UFP khu vực để hiểu rõ hơn về các nguồn, mô hình và ảnh hưởng sức khỏe của UFP và góp phần vào công nghệ và quy định giám sát trong tương lai.

Vào năm 2014, Khu quản lý chất lượng không khí Bay Area (BAAQMD) đã hoàn thành một nghiên cứu về UFP tại Khu vực Vịnh San Francisco của Hoa Kỳ, nơi có gần 8 triệu người.¹⁶

Báo cáo chỉ ra rằng ngay cả một UFP tăng có thể tăng nhập viện từ tình trạng tim và phổi lên gần 20% và tăng nguy cơ tử vong từ các tình trạng này lên hơn 2%. Báo cáo này cho thấy các cổ phần cao liên quan đến việc điều chỉnh và giảm UFP.

Một báo cáo năm 2016 được công bố bởi Học viện Dị ứng, Hen suyễn và Miễn dịch học Hoa Kỳ cũng kết luận rằng tác hại đáng chú ý mà UFP gây ra cho cơ thể, bao gồm tổn thương DNA và tăng nguy cơ nhạy cảm dị ứng, đảm bảo sự chú ý đặc biệt.¹⁷

Một hội thảo của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ năm 2016 (EPA) cũng kết luận rằng đầu tư của các nhà sản xuất ô tô Hoa Kỳ trong giám sát UFP có thể giúp cô lập tốt hơn các cơ chế động cơ đốt dẫn đến phát thải UFP, mở đường cho các công nghệ hiệu quả hơn làm giảm khí thải UFP hoàn toàn.¹⁸

Một số tiến bộ đã được thực hiện về khả năng giám sát UFP.

Một nghiên cứu năm 2021 trong Khoa học về toàn bộ môi trường gợi ý việc sử dụng Lấy mẫu lốc xoáy Để đo UFP.¹⁹Sử dụng các lực ly tâm để tách UFP khỏi các vật chất trong không khí khác, việc lấy mẫu lốc xoáy đã thành công trong việc đo các bioaerosol có chứa các hạt virus như hội chứng hô hấp cấp tính nghiêm trọng Coronavirus 2 (SARS-CoV-2).

Nhưng với những cải thiện về hiệu quả, việc lấy mẫu lốc xoáy có thể đo lường các UFP khác một cách nhanh chóng và chính xác trong khi phát hiện ra các sắc thái phơi nhiễm.

Một nghiên cứu năm 2020 liên quan đến học sinh trung học ở thành thị Trung Quốc đã sử dụng kỹ thuật lấy mẫu lốc xoáy này để đề xuất hai mẫu chính trong phơi nhiễm UFP cá nhân:²⁰

• Phơi nhiễm với UFP có thể thay đổi rộng rãi trong suốt cả ngày từ 0,13 microgam trên mỗi mét khối (μg/m3) đến 240,8 g/m3. Nồng độ UFP cao nhất hầu hết được tìm thấy trong nhà, đặc biệt là ở bệnh viện, nhà bếp gia đình hoặc phòng ngủ dưới 10 mét (32,8 feet) từ một con đường.
• Phơi nhiễm UFP là cao nhất trong quá trình đi lại. Những người tham gia sinh viên phải đối mặt với nồng độ UFP cao hơn nhiều đi du lịch giữa nhà đến trường hoặc khi rời khỏi các cơ sở học cho bữa ăn hơn bất kỳ thời điểm nào khác trong ngày.

Nhiều nghiên cứu như thế này có thể giúp điều chỉnh nhắm mục tiêu đối với các nguồn UFP quan trọng nhất trong nhà và ngoài khu vực nấu ăn hoặc đường bận rộn, và giúp bảo vệ những người thường xuyên di chuyển giữa không gian trong nhà và ngoài trời bị ảnh hưởng bởi UFP.

Mua mang về

UFP là một trong những chất gây ô nhiễm trong không khí nguy hiểm và phổ biến nhất, với nhiều tác động sức khỏe đáng chú ý. Tuy nhiên, không có tiêu chuẩn quy định nào tồn tại để kiểm soát khí thải UFP.

Nhiều tổ chức khoa học và y tế đang ngày càng kêu gọi đầu tư vào nghiên cứu sẽ cải thiện sự hiểu biết về cách đo lường, điều chỉnh và giảm UFP để ngăn chặn ảnh hưởng sức khỏe nham hiểm của họ.²¹

Các cá nhân và tổ chức đều có thể thực hiện các biện pháp giúp giảm và ngăn chặn khí thải UFP hoàn toàn bằng cách thay đổi các hành vi liên quan đến vận chuyển, sử dụng năng lượng và thói quen lối sống hàng ngày.