'Thủ phạm' thực sự gây ra bụi mịn sinh khối ở TP.HCM

Quá trình đốt sinh khối - tức đốt các vật liệu có nguồn gốc thực vật như củi, than củi, rơm rạ, cỏ hoặc phụ phẩm nông nghiệp - phát thải nhiều chất ô nhiễm, trong đó có PM2.5. Do kích thước rất nhỏ (đường kính nhỏ hơn 2,5 micromet), PM2.5 có thể đi sâu vào phổi và liên quan đến nhiều nguy cơ sức khỏe.

Để xác định bụi mịn có đến từ việc đốt sinh khối hay không, các nhà khoa học thường tìm một hợp chất có tên levoglucosan (Lev), được tạo ra khi cellulose trong thực vật bị đốt ở nhiệt độ trên 300°C. Có thể hình dung levoglucosan giống như một "dấu vân tay hóa học" (chất chỉ thị) đặc trưng của khói đốt sinh khối.

Song để biết đó là loại sinh khối nào, các nhà khoa học cần kết hợp đo đạc thêm mannosan, galactosan, kali, carbon hữu cơ và nhiều thành phần hóa học khác. Tỷ lệ giữa các chất này sẽ giúp phân biệt khói sinh ra từ đốt gỗ cứng, gỗ mềm, rơm rạ hay cỏ.

"Dấu vân tay" hóa học bị thời tiết xóa nhòa

Khí hậu của TP.HCM với nhiệt độ và độ ẩm cao cùng bức xạ mặt trời mạnh khiến việc đo đạc khó khăn hơn. Một nhóm nhà nghiên cứu đến từ Đại học Khoa học Tự nhiên (Đại học Quốc gia TP.HCM) và Đại học Osaka Metropolitan (Nhật Bản) đã nhận ra các yếu tố khí hậu đặc thù nơi đây khiến chất levoglucosan phân hủy nhanh trong khí quyển.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí khoa học quốc tế ACS Omega của Hiệp hội Hóa học Mỹ.

Phân tích các mẫu bụi mịn PM2.5 thu thập từ tháng 10 - 12/2021 (giai đoạn thu hoạch vụ lúa thu - đông nên có hoạt động đốt rơm rạ), nhóm nghiên cứu tính toán được rằng có tới khoảng 88% lượng levoglucosan ban đầu đã bị phân hủy trong không khí trước khi trạm quan trắc kịp thu giữ.

Nếu chỉ nhìn vào lượng levoglucosan đo được thực tế mà không tính đến độ hao hụt, kết quả phân tích sẽ bị sai lệch, dẫn đến chúng ta có thể kết luận sai loại nhiên liệu tạo ra bụi mịn.

Khói bụi không đến từ phía Tây

Để giải bài toán nguồn gốc bụi mịn cuối năm ở TP.HCM, nhóm nghiên cứu đã hiệu chỉnh nồng độ levoglucosan ban đầu trước khi bị phân hủy. Dùng dữ liệu đã được "giải mã" này kết hợp với các tỷ số về kali, mannosan và carbon hữu cơ, họ nhận ra các nguồn phát thải chi phối thực sự là quá trình đốt gỗ cứng và than củi (chủ yếu được sản xuất từ gỗ rừng trồng như tràm, bạch đàn, đước...).

Trước đó, nhiều người vẫn đinh ninh rằng bụi mịn có nguồn gốc từ quá trình đốt rơm rạ nông nghiệp.

Nhóm nghiên cứu không bất ngờ về phát hiện của mình bởi theo họ, khắp TP.HCM có rất nhiều quán ăn đường phố, nhà hàng, hộ kinh doanh vẫn sử dụng than củi để nấu nướng. Các dữ liệu trước đây cũng từng ghi nhận lượng lớn khí thải hydrocarbon thơm đa vòng và bụi mịn phát sinh từ các hoạt động nấu nướng lộ thiên tại TP.HCM.

Nhiều nghiên cứu trong giai đoạn này cũng chỉ ra rằng hoạt động đốt rơm rạ ngoài đồng tại các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long đã giảm mạnh nhờ ý thức người dân và các quy định pháp luật. Từ những bằng chứng thực tế, nhóm nghiên cứu đúc kết: "Ảnh hưởng của việc đốt phụ phẩm nông nghiệp đến chất lượng không khí ở TP.HCM trong thời gian nghiên cứu là không đáng kể."

Khu vực đồng bằng sông Cửu Long nằm ở phía Tây của TP.HCM. Trước đây, nhiều người nghĩ gió sẽ mang khói đốt rơm rạ từ các tỉnh miền Tây thổi thẳng về thành phố. Tuy nhiên, kết quả phân tích các luồng gió trong ba ngày trước khi thổi đến TP.HCM, nhóm nghiên cứu lại chỉ ra rằng phần lớn khói bụi bắt nguồn ngay trong lòng thành phố hoặc từ hướng Bắc và Đông Bắc dạt về.

Điều này không có nghĩa đốt rơm rạ không ảnh hưởng đến không khí TP.HCM. Các nghiên cứu trước từng ghi nhận khói, từ hoạt động nông nghiệp có thể được vận chuyển tới thành phố vào một số thời điểm trong năm. Tuy nhiên, xét riêng trong ba tháng cuối năm - từ tháng 10 - 12/2021, dữ liệu của nghiên cứu mới nghiêng về nguồn phát thải đô thị tại chỗ, nhất là hoạt động nấu ăn bằng than củi.

Với các phát hiện mới, nghiên cứu đã lấp khoảng trống bấy lâu nay trong việc đánh giá các chất chỉ thị ô nhiễm. Tại môi trường nhiệt đới ẩm, các chất như levoglucosan phân hủy cực kỳ nhanh chóng; nếu bỏ qua quá trình biến đổi hóa học này, các nhà quản lý môi trường rất dễ đánh giá sai lệch về nguồn gây ô nhiễm.

Ở góc độ quản lý đô thị, kết quả này cũng gợi ý không nên xem nhẹ những nguồn phát thải nhỏ và mang tính phân tán như bếp than của hàng quán đường phố hay các nhà hàng nướng. Mỗi bếp ăn có thể chỉ thải ra một lượng khói không lớn, nhưng khi hàng nghìn điểm cùng hoạt động mỗi ngày trong một đô thị đông đúc, tổng mức tác động đến bầu không khí chung sẽ trở thành vấn đề đáng kể.

Dù đã thu về những kết quả quan trọng, nhóm tác giả vẫn tự nhận thấy nghiên cứu còn hạn chế khi thời gian khảo sát chỉ kéo dài ba tháng và mẫu nghiên cứu chỉ được lấy tại một điểm duy nhất ở trung tâm thành phố. Do đó, nhóm tác giả nhấn mạnh cần có thêm những nghiên cứu toàn diện quanh năm tại nhiều địa điểm khác nhau để bức tranh về chất lượng không khí được phản ánh đầy đủ hơn.