Hấp thụ không khí thụ động
TS Trần Thị Ngọc Lan, Trung tâm Ươm tạo Doanh nghiệp Khoa học Công nghệ (Trường Đại học Bách khoa – ĐHQG TPHCM) cho biết, theo Báo cáo thường niên về chỉ số môi trường (The Environmental Performance Index - EPI) do tổ chức Môi trường Mỹ thực hiện, Việt Nam là một trong 10 nước ô nhiễm môi trường không khí hàng đầu châu Á.
Tiêu biểu là ô nhiễm bụi (PM 10, PM 2.5 gây bệnh hô hấp và tim mạch), và các hợp chất hữu cơ bay hơi, đặc biệt là benzene - chất gây ung thư.
Thực tế đó yêu cầu các địa phương thiết lập mạng lưới quan trắc để giám sát, cảnh báo sớm về hiện trạng, diễn biến mức độ, nguồn ô nhiễm. Dữ liệu thu được là cơ sở để các cơ quan quản lý Nhà nước ban hành các chính sách phù hợp nhằm giảm ô nhiễm, cải thiện môi trường sống.
Lấy mẫu trên diện rộng, phân tích, đánh giá chất lượng và xác định nguồn gây ô nhiễm là bước đầu tiên trong quản lý chất lượng môi trường không khí.
Hiện Việt Nam vẫn áp dụng chủ yếu phương pháp lấy mẫu bằng bơm hút không khí. Do hàm lượng ô nhiễm không khí là đại lượng thay đổi theo thời gian, không gian và phụ thuộc rất nhiều vào thời tiết, nên lấy mẫu rời rạc không phản ánh đúng hiện trạng chất lượng môi trường.
Ví dụ benzene và NO2 cao vào các giờ giao thông cao điểm, SO2 cao vào lúc bắt đầu sản xuất, ozone lại cao nhất vào giữa trưa. Do đó, để đơn thuần theo dõi xu hướng tăng giảm ô nhiễm theo năm, nồng độ trung bình năm thường được tính từ trung bình 12 tháng, trung bình tháng tính từ trung bình ngày (ít nhất 10 ngày/tháng), trung bình ngày từ trung bình giờ (ít nhất 3 lần trong ngày). Như vậy để có trung bình tháng phải lấy mẫu và phân tích 30 lần.
Mẫu hấp thu thụ động Lanwatsu do TS Trần Thị Ngọc Lan phối hợp cùng các nhà khoa học Nhật Bản (Trường Đại học KHTN – ĐHQG TPHCM, Đại học Tổng hợp Osaka, Viện Sức khỏe cộng đồng Osaka) nghiên cứu chế tạo.
Mẫu đã được áp dụng trong nhiều dự án như “Lắng đọng acid ở Đông Á” và “Bảo vệ di sản văn hóa ở Đông Á trong điều kiện khí quyển bị acid hóa” (Cơ quan Hỗ trợ Phát triển Khoa học Nhật Bản chủ trì), “Ô nhiễm benzene do khí thải xe máy” (Bộ Khoa học và Công nghệ), “Phát triển đô thị thân thiện với môi trường và khí hậu tại Đà Nẵng” (Cơ quan Hợp tác Quốc tế Đức chủ trì), cùng mạng lưới quan trắc không khí 54 điểm ở Đà Nẵng từ năm 2011 đến nay.
Mẫu hấp thu Lanwatsu dùng để quan trắc nhiều thông số như SO2, NO2, NO, O3, NH3; các acid formic, acetic, propanionic; và các hợp chất hữu cơ bay hơi (Benzene, Toluene, Ethylbenzene, Xylene, Acetone, MEK…) trong không khí trong nhà, ngoài trời, và phơi nhiễm.
Người quan trắc dễ dàng theo dõi nồng độ trung bình theo ca, ngày, tuần, tháng của các thông số quan trắc mà không tốn nhiều chi phí. Dù đo trung bình tháng hay phơi nhiễm theo ca thì chỉ cần duy nhất một mẫu. Kích thước mẫu hấp thu thụ động Lanwatsu rất nhỏ, chỉ bằng đồng xu.
Hấp thụ ô nhiễm từ từ
Mẫu hấp thu thụ động Lanwatsu áp dụng nguyên lý khuếch tán từ nơi có nồng độ cao sang nơi có nồng độ thấp trong môi trường tĩnh. Hộp lấy mẫu có đáy kín và miệng hở, ngăn cách với môi trường bằng tấm cách ly bằng Teflon hoặc lưới thép có lỗ cực nhỏ, tạo môi trường tĩnh do gió không thể vào trong hộp.
Khí ô nhiễm vào hộp qua tấm cách ly và khuếch tán từ nắp hộp đến đáy hộp, bị bắt giữ ngay lập tức trên pha hấp thu ở đáy hộp. Nói cách khác, ô nhiễm tự đi đến pha hấp thu và được làm giàu tại đó mà không cần bơm hút. Lượng ô nhiễm bị bắt giữ tỉ lệ thuận với thời gian lấy mẫu và độ ô nhiễm không khí.
Bộ quan trắc không khí thụ động hoạt động theo cơ chế đơn giản. Các khí ô nhiễm tự động đi vào bộ lấy mẫu (passive sampler – mẫu hấp thu thụ động), bị bắt giữ ở phần hấp thu (giấy tẩm, than, polymer…), sau đó được phân tích trong phòng thí nghiệm.
Bộ lấy mẫu được tái sử dụng sau khi thay phần hấp thu. Đây là phương pháp duy nhất đáp ứng yêu cầu đo nồng độ trung bình dài ngày. Không cần hiệu chỉnh, cho kết quả chính xác, ít dao động do thời gian hay thời tiết, có thể lấy lượng khí lớn mà không cần lo lắng về thoát khí như lấy mẫu bằng bơm.
Không cần điện, không gây ồn, nên áp dụng mọi nơi, kể cả nơi rừng sâu, biển đảo. Cho phép quan trắc nhiều nơi, nhiều chất cùng lúc. Tuy nhiên, mẫu hấp thu thụ động có nhược điểm là không đo được nồng độ tức thời.
Cách sử dụng cũng khá đơn giản. Mẫu được phân tích trong phòng thí nghiệm. Định lượng nồng độ ô nhiễm của từng chất dựa trên các công thức tính khác nhau.
