Loại bụi nguy hiểm nhất đối với sức khỏe?

Các nhà nghiên cứu phải tìm ra, ở mỗi vùng, đâu là loại bụi nguy hiểm nhất đối với sức khỏe người dân, để từ đó có thể đề xuất chính sách phù hợp nhằm ưu tiên giảm thiểu mức độ của các chất gây ô nhiễm. Đây là bài toán mà Xiangdong Li (Đại học Bách khoa Hongkong) và các đồng sự đang kêu gọi cả thế giới cùng hợp sức giải quyết.

Hai người đang ngồi trên một tòa nhà cao tầng để quan sát màn sương mù dày đặc bao trùm Trịnh Châu, Trung Quốc, vào tháng 1 năm 2017. Ảnh: VCG / Getty.

Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), mỗi năm có đến hơn 4 triệu người chết vì ô nhiễm không khí ngoài trời. Thủ phạm chính là các hạt bụi mịn có kích thước đường kính nhỏ hơn hoặc bằng 2.5 micromet (PM_2.5). Chúng có thể xâm nhập sâu vào phổi, tim và máu, từ đó gây ra các căn bệnh khác nhau và thậm chí là ung thư.

Nhưng các ước tính trung bình kiểu này đã mặc nhận rằng các hạt bụi mịn trên toàn thế giới đều giống nhau. Thật ra không phải thế. PM_2.5 là một hỗn hợp các chất hóa học (gồm hydrocarbon, muối và các hợp chất từ hoạt động giao thông, bếp nấu và hoạt động sản xuất công nghiệp) và các thành phần tự nhiên khác như bụi và vi sinh vật. Hỗn hợp này – cùng độc tính của nó – thay đổi tùy theo địa điểm và thời gian, theo những những cách mà chúng ta không thể theo dõi, hiểu hay kiểm soát được.  Ví dụ, ở châu Á, bồ hóng từ máy sưởi và bếp dân dụng là nguồn phát thải PM_2.5 lớn nhất. Ở các nước châu Âu, Nga, Thổ Nhĩ Kỳ, Hàn Quốc, Nhật Bản và miền Đông Hoa Kỳ, khí thải nông nghiệp như amoniac là nguồn phát thải chính. Hiện chúng ta vẫn chưa rõ trong số trên, đâu là nguồn phát thải nguy hiểm nhất.

Độc tính không đồng đều

Ở mỗi khu vực trên thế giới, ô nhiễm không khí tác động đến sức khỏe người dân theo những cách khác nhau. Ví dụ, mặc dù Trung Quốc và Ấn Độ có nhiều người chết vì ô nhiễm không khí – các thành phố công nghiệp của hai quốc gia này đều có đặc điểm là bị ô nhiễm nặng, có mật độ dân cư cao; nhưng các thị dân ở châu Âu và Hoa Kỳ lại có độ rủi ro về bệnh tật cao hơn. Cụ thể, khi tiếp xúc với một mức PM_2.5 tương đương nhau, khả năng tử vong vì bệnh tim và các cơn hô hấp cấp tính của người châu Âu và Bắc Mỹ cao hơn so với người dân ở Trung Quốc.

Khả năng tử vong vì ô nhiễm không khí giữa các thành phố cũng khác nhau. Khi nồng độ khói bụi tăng cao, cư dân London và New York sẽ có nguy cơ tử vong cao hơn cư dân Bắc Kinh. Mỗi miligram PM_2.5 trong không khí bẩn ở Milan có nhiều khả năng tạo ra các các phản ứng oxy hóa (gốc tự do) gây hại cho cơ thể con người hơn so với ở Lahore hoặc Los Angeles4. Cư dân của các thành phố ở miền Đông Trung Quốc, như Thượng Hải, Hàng Châu và Nam Kinh, có nguy cơ tử vong cao hơn trên mỗi đơn vị nồng độ PM_2.5 tăng lên so với cư dân ở các thành phố khác trong nước. Nói cách khác, mỗi miligram PM_2.5 ở các thành phố phía Đông này độc hại hơn so với phần còn lại của Trung Quốc. Và màn sương mù mùa đông dày đặc bao trùm thủ đô Bắc Kinh còn nguy hiểm hơn sương mù ở Quảng Châu – một thành phố có kích thước tương tự nằm ở miền Nam Trung Quốc.

Các nghiên cứu được thực hiện trên những dòng tế bào và động vật đã góp phần củng cố những phát hiện này (chưa thực hiện được việc kiểm tra độc tính của các chất ô nhiễm không khí trực tiếp trên cơ thể người vì điều này vi phạm đạo đức nghiên cứu). Ví dụ, phổi của những con chuột đã tiếp xúc với bụi PM_2.5 từ California trong 24 giờ bị viêm nhiều hơn so với những con chuột tiếp xúc với nồng độ PM_2.5 tương tự trong không khí từ Trung Quốc. Dẫu biết rằng rất khó để đánh đồng động vật với cơ thể người, nhưng sự khác biệt này vẫn phần nào cho thấy mức độ carbon hữu cơ và đồng hữu cơ cao hơn trong khói giao thông ở California.

Hỗn hợp các chất gây ô nhiễm không khí cũng có thể độc hơn các thành phần của chúng khi tồn tại ở dạng đơn lẻ. Ví dụ, các tác động kết hợp của ô nhiễm không khí ngoài trời, trong nhà và khói thuốc lá có thể gây ra nhiều hơn gấp 2-3 lần số trường hợp chết yểu trên toàn cầu mà WHO ước tính hiện nay.

Các loại bếp lò đốt củi cũng tạo ra bồ hóng, một trong những nguồn phát thải làm ô nhiễm không khí ngoài trời. Nguồn: Dmitry Feoktistov/TASS/Getty.

Rất ít những nghiên cứu về tác động của ô nhiễm không khí lên sức khỏe con người liên quan đến các thành phần của PM_2.5. Hầu hết chỉ đơn giản là nhìn vào khối lượng của các hạt PM_2.5 và đề ra một công thức duy nhất. Ví dụ, dự án “Gánh nặng bệnh tật toàn cầu” (Global Burden of Disease) quy các rủi ro về sức khỏe trong một công thức duy nhất là ‘phản hồi – phơi nhiễm’, đây cũng là hướng tiếp cận của WHO. Công thức này cho rằng khi một người hít phải một lượng bụi mịn PM_2.5 nhất định, khả năng cao là anh ta sẽ tử vong sau đó vì một căn bệnh liên quan. Kết luận này được đưa ra dựa trên hàng trăm nghiên cứu dịch tễ học, chủ yếu được thực hiện ở châu Âu và Hoa Kỳ.

Trên thực tế, chúng ta biết rất ít về việc khói bụi thực sự ảnh hưởng đến sức khỏe như thế nào. Một số chất được cho là gây hại nếu hít phải. Ví dụ, các kim loại chuyển tiếp, bao gồm sắt và đồng, tạo ra các gốc tự do (chất oxy hóa). Mối liên hệ giữa phơi nhiễm các gốc tự do trong PM_2.5 trước khi sinh với tình trạng trẻ sinh nhẹ cân đã được báo cáo trên 31 thành phố ở Ontario, Canada. Ngược lại, sunfat, nitrat và amoni xuất hiện phổ biến hơn trong khói bụi nhưng ít gây hại hơn so với kim loại.

Các nhà khoa học vẫn tiếp tục phát hiện thêm một số chất nguy hiểm có trong không khí. Ví dụ, kim loại độc hại và hydrocarbon thơm đa vòng (PAH) chiếm gần 40% tổng khả năng tạo ra các gốc tự do trong bụi mịn PM_2.5 ở Bắc Kinh và Quảng Châu vào tháng 1 năm 2014. Số còn lại là những chất gì?

Khả năng là phần còn lại gồm các sol khí hữu cơ thứ cấp. Chúng có nguồn gốc từ các phản ứng quang hóa của các hợp chất hữu cơ như isoprene (do thực vật và động vật tạo ra, có thể tìm thấy trong cao su tự nhiên). Bên cạnh đó, đất và than giải phóng các chất hữu cơ ‘humic’ khác. Chất hóa dẻo như bisphenol và phthalate ảnh hưởng đến hệ nội tiết. Nhưng độc tính của tất cả các chất này trong không khí vẫn còn đang trong quá trình nghiên cứu thêm.

Trong các nghiên cứu về sức khỏe, những thành phần sinh học như vi khuẩn và nấm vẫn chưa được quan tâm đúng mức. Những yếu tố này tự thân nó có thể mang độc tính, hoặc có thể tương tác với các hóa chất khác gây ảnh hưởng đến sức khỏe. Bên cạnh đó, cần thêm nhiều những nghiên cứu chuyên sâu về mầm bệnh và chất gây dị ứng. Chẳng hạn, lơ lửng trong màn sương mùa đông ở Bắc Kinh là một loại vi khuẩn phổ biến có thể gây viêm phổi (Streptococcus pneumoniae) và một chất gây dị ứng nấm (Aspergillus fumigatus) có thể xâm nhập vào đường thở của những người bị suy giảm hệ miễn dịch. Các hợp chất trong thành tế bào của vi khuẩn (nội độc tố) có thể gây viêm, còn chất độc chuyển hóa thứ cấp do các sinh vật thuộc giới nấm tạo ra (độc tố nấm mốc) có thể dẫn đến các bệnh về đường hô hấp và bệnh nhiễm trùng.

Danh sách các loại bệnh do ảnh hưởng của ô nhiễm không khí lên sức khỏe con người vẫn còn dài. Nhưng rốt cục, câu hỏi quan trọng nhất được đặt ra ở đây là: ở một địa điểm nhất định, đâu là chất gây ô nhiễm nguy hiểm nhất, cần phải ưu tiên giảm thiểu ngay lập tức?

Bước tiếp theo

Trước tiên, trọng tâm của các nghiên cứu về ô nhiễm không khí nên chuyển sang đo lường các tác động sức khỏe, chứ không chỉ tập trung vào khí thải và hóa học khí quyển. Để làm được điều này, cần thiết phải có sự tham gia của những chuyên gia từ các lĩnh vực khác nhau như sinh học phân tử, độc học, khoa học sức khỏe và kinh tế. Nhà nghiên cứu nên xếp hạng các nguồn PM_2.5 theo mức độ độc hại của chúng và kiểm tra độc tính của các mẫu không khí thực.

Tiếp theo, những nghiên cứu đó phải được chuyển hóa thành biện pháp cụ thể, nhằm kiểm soát các nguồn ô nhiễm nguy hiểm nhất. Ví dụ, giảm thiểu khí thải từ đời sống thường nhật của người dân có thể là phương án tốt nhất để giảm số ca tử vong do ô nhiễm không khí ở Trung Quốc và Ấn Độ; tương tự, ở phía Bắc Trung Quốc, việc chuyển từ sử dụng than để sưởi ấm vào mùa đông sang sử dụng khí đốt tự nhiên là một phương án đang được cân nhắc kỹ lưỡng. Còn tại Hoa Kỳ, chính quyền đang thúc đẩy các biện pháp tiết kiệm nhiên liệu sạch, chất thải vô cơ từ nông nghiệp định hướng giải quyết ngay tại nông thôn.

Để làm được điều này, WHO nên sử dụng dữ liệu của mình để xác định các điểm nóng – những quốc gia ô nhiễm bụi mịn PM_2.5 ở mức báo động. Danh sách này nên bao gồm cả Nigeria, Ấn Độ, Ai Cập và Nepal vì đây là những nơi có nồng độ bụi mịn và tỷ lệ tử vong cao. Có thể xem tình trạng bụi mịn PM_2.5 ở Nigeria, Chad, Yemen, Sierra Leone và Cote D’lvoire đang ở mức đặc biệt nguy hiểm vì các quốc gia này có nồng độ bụi mịn PM_2.5 ở mức trung bình đến thấp, dẫn đến tỷ lệ tử vong vì các bệnh liên quan tương đối cao.

Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc và Ngân hàng Thế giới nên tài trợ phát triển một mạng lưới các trạm chuyên theo dõi những hợp chất có trong không khí tại những địa điểm quan trọng, bắt đầu với các điểm nóng kể trên, từ đó mở rộng sang các điểm khác. Các nhà khoa học nên tiến hành nghiên cứu  trên tế bào và động vật tại môi trường sống cụ thể của chúng, từ đó chuẩn hóa phương pháp nghiên cứu trên tế bào, động vật và con người. Ví dụ, đối với các xét nghiệm trên tế bào, có thể định lượng độc tính của hỗn hợp PM_2.5 bằng cách so sánh với tác động của các hóa chất khác, tương tự như đánh giá chất lượng nước.

Cần chia sẻ công khai cơ sở dữ liệu độc tính toàn cầu, bao gồm dữ liệu từ các địa điểm vào những mùa khác nhau – giống như cách mà WHO đã chia sẻ về tỷ lệ tử vong toàn cầu do mắc các bệnh liên quan đến ô nhiễm không khí. Chúng ta cũng có thể thu thập dữ liệu chất lượng không khí đã được cá nhân hóa, ví dụ từ máy cảm biến đeo trên cơ thể, hoặc xác định mối liên hệ giữa  việc phơi nhiễm các chất ô nhiễm và tình trạng sức khỏe của một cá nhân.

Cần thu thập thêm dữ liệu về hành vi và nhận thức của mọi người, để tìm hiểu cơ chế phơi nhiễm với các chất độc có trong không khí xuyên suốt hoạt động sống thường nhật. Dựa trên những dữ liệu đó, các chuyên gia sẽ đưa ra cảnh báo, khuyến nghị về chất lượng không khí và phương pháp quản lý sức khỏe – đều đã được cá nhân hóa. Xa hơn, chúng ta có thể tạo ra một hình thức cảnh báo di chuyển dành cho người nhạy cảm, giúp họ tránh phơi nhiễm với các chất độc, chẳng hạn như khi lưu lượng giao thông dày đặc hoặc điều kiện thời tiết có khả năng hình thành bụi mù. □

Anh Thư dịch

Nguồn: https://www.nature.com/articles/d41586-019-01960-7