Bụi mịn là gì? Phân biệt PM10, PM2.5, PM1.0 và bụi nano

Bụi mịn là gì? Phân biệt PM10, PM2.5, PM1.0 và bụi nano

Bụi không chỉ là những hạt có thể nhìn thấy trên sàn nhà, bàn ghế hay trong ánh nắng. Trong không khí còn tồn tại nhiều hạt cực nhỏ, mắt thường gần như không thể nhận biết, được gọi chung là bụi mịn hoặc vật chất dạng hạt. Tùy theo kích thước, chúng thường được nhắc đến bằng những ký hiệu như PM10, PM2.5, PM1.0 và PM0.1.

Vậy bụi mịn là gì, các chỉ số PM có ý nghĩa như thế nào và loại bụi nào nguy hiểm hơn? Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn phân biệt rõ từng nhóm, hiểu nguồn phát sinh và lựa chọn giải pháp kiểm soát không khí phù hợp cho nhà ở, căn hộ hoặc văn phòng.

Bụi mịn là gì?

Bụi mịn là cách gọi phổ biến của các hạt vật chất có kích thước rất nhỏ tồn tại lơ lửng trong không khí. Trong tài liệu chuyên môn, chúng thường được gọi là particulate matter, viết tắt là PM.

PM không phải là một chất duy nhất. Đây có thể là hỗn hợp của các hạt rắn và giọt chất lỏng siêu nhỏ, bao gồm:

• Muội than và tro;
• Bụi đất, bụi đường hoặc bụi xây dựng;
• Muối biển;
• Sulfate, nitrate và ammonium;
• Kim loại;
• Hợp chất hữu cơ;
• Phấn hoa, bào tử và một số thành phần sinh học.

Thành phần của bụi thay đổi theo vị trí, mùa, thời tiết và nguồn phát thải. Bụi ở khu vực giao thông đông đúc có thể khác với bụi gần công trường, khu công nghiệp hoặc trong căn bếp thường xuyên chiên nướng.

Ký hiệu PM10, PM2.5 và PM1.0 có ý nghĩa gì?

Con số đứng sau chữ PM thể hiện đường kính khí động học của hạt, được tính bằng micromet, ký hiệu là µm. Một micromet bằng một phần triệu mét.

Ví dụ, PM2.5 là nhóm hạt có đường kính khí động học không lớn hơn 2,5 µm. Cách phân loại này liên quan đến chuyển động của hạt trong không khí và khả năng đi vào hệ hô hấp, chứ không chỉ mô tả kích thước hình học đo được dưới kính hiển vi.

Cần lưu ý rằng PM10, PM2.5 và PM1.0 là những nhóm lồng vào nhau:

• PM1.0 nằm trong PM2.5;
• PM2.5 nằm trong PM10;
• PM10 bao gồm cả các hạt nhỏ hơn 10 µm, không chỉ những hạt có kích thước đúng bằng 10 µm.

Vì vậy, không nên hiểu PM10, PM2.5 và PM1.0 là ba loại bụi hoàn toàn tách biệt.

Bảng phân biệt PM10, PM2.5, PM1.0 và bụi nano

Nhóm hạt	Kích thước thường dùng	Cách gọi phổ biến	Khả năng xâm nhập hệ hô hấp	Nguồn thường gặp
PM10	Không lớn hơn 10 µm	Bụi có thể hít vào	Có thể đi vào mũi, họng và đường hô hấp; phần nhỏ hơn có thể đi sâu hơn	Bụi đường, xây dựng, đất, phấn hoa, hoạt động nghiền cắt
PM2.5	Không lớn hơn 2,5 µm	Bụi mịn	Có thể đi sâu vào phổi; một số thành phần hoặc hạt rất nhỏ có thể liên quan đến tác động toàn thân	Khí thải giao thông, đốt nhiên liệu, khói, phản ứng hóa học trong khí quyển
PM1.0	Không lớn hơn 1 µm	Bụi rất mịn	Có khả năng đi sâu vào vùng trao đổi khí của phổi	Quá trình đốt cháy, khí thải động cơ, khói thuốc, nấu nướng
PM0.1/UFP	Nhỏ hơn hoặc xấp xỉ 0,1 µm, tức 100 nm	Hạt siêu mịn	Có khả năng lắng đọng sâu trong phổi; vẫn là lĩnh vực đang được nghiên cứu tích cực	Động cơ đốt trong, quá trình cháy, hàn, phản ứng tạo hạt trong không khí
Hạt nano	Thường nằm trong thang 1–100 nm theo ngữ cảnh vật liệu	Bụi/hạt kích thước nano	Phụ thuộc kích thước, hình dạng, thành phần và tính chất bề mặt	Có thể sinh ra tự nhiên, do quá trình đốt hoặc được chế tạo có chủ đích

Lưu ý: PM0.1, hạt siêu mịn và hạt nano thường được dùng gần nghĩa trong nội dung phổ thông nhưng không phải lúc nào cũng hoàn toàn đồng nhất về định nghĩa và cách đo.

PM10 là gì?

PM10 là nhóm hạt có đường kính khí động học không lớn hơn 10 µm. Đây thường được gọi là nhóm bụi có thể hít vào. Một phần PM10 gồm các hạt tương đối thô có kích thước từ trên 2,5 µm đến 10 µm; phần còn lại chính là các hạt nhỏ hơn thuộc PM2.5.

Nguồn PM10 thường gặp gồm bụi đường bị phương tiện cuốn lên, hoạt động đào đất, xây dựng, nghiền vật liệu, khai thác khoáng sản, phấn hoa và muối biển. Trong nhà, PM10 có thể phát sinh hoặc tái phát tán khi quét khô, phủi chăn, hút bụi bằng thiết bị lọc kém hoặc di chuyển trên bề mặt nhiều bụi.

Do kích thước lớn hơn PM2.5, một phần PM10 có thể bị giữ lại tại mũi và đường hô hấp trên. Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa PM10 vô hại. Các hạt dưới 10 µm vẫn có thể được hít vào và gây kích ứng hoặc ảnh hưởng đến hệ hô hấp, đặc biệt khi nồng độ cao.

PM2.5 là gì?

PM2.5 là các hạt có đường kính khí động học không lớn hơn 2,5 µm, thường được gọi là bụi mịn. Đây là nhóm được theo dõi phổ biến trong các hệ thống quan trắc chất lượng không khí vì có liên quan đáng kể đến sức khỏe cộng đồng.

PM2.5 có thể được thải trực tiếp từ khí thải động cơ, khói đốt, sản xuất công nghiệp và hoạt động nấu nướng. Một phần khác được hình thành trong khí quyển khi các khí tiền chất phản ứng và tạo thành hạt thứ cấp.

Vì có kích thước nhỏ, PM2.5 có thể tồn tại lơ lửng lâu hơn và di chuyển xa theo luồng không khí. Chúng có khả năng lọt qua nhiều khe hở của công trình, đi vào trong nhà theo hoạt động mở cửa hoặc qua hệ thống thông gió không có bộ lọc phù hợp.

Khi hít phải, PM2.5 có thể đi sâu vào phổi. Mức độ ảnh hưởng không chỉ phụ thuộc kích thước mà còn liên quan đến nồng độ, thời gian tiếp xúc, thành phần hóa học và tình trạng sức khỏe của mỗi người.

PM1.0 là gì?

PM1.0, hay PM1, là nhóm hạt có đường kính khí động học không lớn hơn 1 µm. PM1 nằm hoàn toàn bên trong nhóm PM2.5 và thường xuất hiện nhiều trong các quá trình đốt cháy.

So với PM10, PM1 có kích thước nhỏ hơn nhiều và khó lắng nhanh trên bề mặt. Các hạt này có thể đi sâu vào vùng phế nang, nơi diễn ra quá trình trao đổi khí của phổi.

PM1 hiện xuất hiện trên nhiều cảm biến và thiết bị lọc không khí dân dụng. Tuy nhiên, trong quản lý chất lượng không khí ngoài trời, PM2.5 và PM10 vẫn là hai chỉ số được sử dụng rộng rãi hơn trong hướng dẫn và quy chuẩn. Vì vậy, số đo PM1 từ thiết bị gia đình nên được dùng để theo dõi xu hướng trong không gian, thay vì tự suy diễn thành kết luận y khoa.

Bụi nano là gì? Có phải là PM0.1 không?

Nano là thang kích thước rất nhỏ. Một nanomet, ký hiệu nm, bằng một phần tỷ mét; 1.000 nm tương đương 1 µm.

Trong khoa học vật liệu, hạt nano thường được hiểu là hạt có ít nhất một kích thước nằm trong khoảng 1–100 nm. Trong nghiên cứu ô nhiễm không khí, thuật ngữ hạt siêu mịn, hay ultrafine particles – UFP, thường dùng cho các hạt nhỏ hơn hoặc xấp xỉ 100 nm, tương đương 0,1 µm. Vì thế UFP còn được gọi phổ biến là PM0.1.

Tuy nhiên, “hạt nano” và “PM0.1” không nên được xem là hai thuật ngữ luôn thay thế cho nhau:

• Hạt nano có thể được chế tạo có chủ đích để sử dụng trong vật liệu, mỹ phẩm, y tế hoặc công nghiệp;
• Hạt siêu mịn trong không khí thường được nói đến theo nguồn phát sinh từ quá trình đốt, khí thải hoặc sự hình thành hạt mới trong khí quyển;
• Cách đo hạt siêu mịn thường chú trọng số lượng hạt, trong khi PM10 và PM2.5 thường được biểu thị theo khối lượng trên một đơn vị thể tích không khí.

Do khối lượng của từng hạt nano rất nhỏ, một lượng lớn hạt có thể không tạo ra mức tăng khối lượng rõ rệt trên cảm biến PM2.5. Đây là lý do thiết bị đo PM2.5 thông thường không nhất thiết phản ánh chính xác nồng độ số lượng của hạt siêu mịn.

Loại bụi nào nguy hiểm nhất?

Nếu chỉ xét khả năng đi sâu vào hệ hô hấp, hạt càng nhỏ thường có khả năng xâm nhập sâu hơn. Tuy nhiên, không thể kết luận mức nguy hiểm chỉ dựa trên kích thước.

Tác động của bụi còn phụ thuộc vào:

• Nồng độ hạt trong không khí;
• Thời gian và tần suất tiếp xúc;
• Thành phần hóa học;
• Hình dạng và đặc tính bề mặt;
• Khả năng phản ứng sinh học;
• Độ tuổi và tình trạng sức khỏe của người tiếp xúc.

Ví dụ, một hạt lớn mang thành phần độc hại vẫn có thể gây ảnh hưởng đáng kể. Ngược lại, hạt rất nhỏ với số lượng cao có diện tích bề mặt tổng lớn và có thể tương tác mạnh với mô sinh học. Do đó, PM10, PM2.5, PM1 và hạt siêu mịn đều cần được kiểm soát thay vì chỉ tập trung vào một kích thước duy nhất.

Bụi mịn ảnh hưởng đến sức khỏe như thế nào?

Các hạt nhỏ hơn 10 µm có thể đi vào đường hô hấp. Trong đó, PM2.5 là nhóm được nghiên cứu rộng rãi và có liên quan đến nhiều ảnh hưởng đối với phổi và tim mạch.

Tiếp xúc ngắn hạn trong thời điểm ô nhiễm cao có thể đi kèm với các biểu hiện như kích ứng mắt, mũi, họng, ho, khó chịu ở đường thở hoặc làm nặng triệu chứng ở người mắc hen và bệnh phổi. Tiếp xúc kéo dài với ô nhiễm hạt có liên quan đến nguy cơ suy giảm chức năng phổi và các vấn đề tim mạch – hô hấp.

Những nhóm nhạy cảm hơn gồm:

• Trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ;
• Người cao tuổi;
• Phụ nữ mang thai;
• Người mắc hen, bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính hoặc bệnh hô hấp khác;
• Người mắc bệnh tim mạch;
• Người thường xuyên làm việc hoặc sinh sống gần nguồn phát thải.

Nếu xuất hiện khó thở rõ rệt, đau ngực, ho kéo dài hoặc triệu chứng bất thường, người bệnh nên liên hệ cơ sở y tế. Thông tin về bụi mịn không thay thế cho việc chẩn đoán và điều trị của nhân viên y tế.

Bụi mịn trong nhà đến từ đâu?

Nồng độ PM trong nhà chịu ảnh hưởng của cả nguồn ngoài trời và hoạt động sinh hoạt. Bụi có thể đi vào qua cửa sổ, cửa ra vào, khe hở, giày dép, quần áo hoặc hệ thống thông gió.

Các nguồn phát sinh trong nhà thường gặp gồm:

• Hút thuốc;
• Chiên, xào, nướng thực phẩm;
• Đốt nhang, nến hoặc vật liệu khác;
• Sử dụng bếp, lò sưởi và thiết bị đốt nhiên liệu;
• Quét khô, phủi bụi hoặc hút bụi không đúng cách;
• Máy in, hoạt động sửa chữa, mài cắt hoặc thi công nội thất.

Đóng kín cửa có thể hạn chế một phần bụi ngoài trời trong thời điểm ô nhiễm cao, nhưng không loại bỏ nguồn bụi trong nhà. Phòng đóng kín lâu còn có thể tích tụ CO2, hơi ẩm, mùi và các chất ô nhiễm khác.

Cảm biến dân dụng đo PM có chính xác không?

Nhiều cảm biến dân dụng sử dụng phương pháp quang học để ước tính nồng độ PM dựa trên ánh sáng tán xạ từ hạt. Thiết bị có thể hữu ích để theo dõi xu hướng: nồng độ tăng khi nấu ăn, giảm sau khi bật lọc hoặc thay đổi khi mở cửa.

Tuy nhiên, kết quả có thể bị ảnh hưởng bởi độ ẩm, đặc tính hạt, vị trí đặt và thuật toán của nhà sản xuất. Hai thiết bị khác nhau có thể cho kết quả không hoàn toàn giống nhau.

Để số đo có ý nghĩa hơn, không nên đặt cảm biến ngay cạnh máy lọc, cửa gió, bếp, máy tạo ẩm hoặc cửa sổ. Thiết bị dân dụng không thay thế hệ thống quan trắc đạt chuẩn và không nên được sử dụng như một công cụ chẩn đoán sức khỏe.

Cách hạn chế PM10, PM2.5, PM1 và bụi siêu mịn trong nhà

Kiểm soát nguồn phát sinh

Không hút thuốc trong nhà, hạn chế đốt nhang hoặc nến trong phòng kín và kiểm soát khói khi nấu ăn. Máy hút mùi có ống đưa khí ra ngoài thường giúp xử lý nguồn tại bếp tốt hơn loại chỉ tuần hoàn qua bộ lọc.

Vệ sinh đúng cách

Ưu tiên lau bằng khăn ẩm và hút bụi bằng máy có hệ thống lọc kín. Tránh quét khô hoặc phủi bụi mạnh vì có thể đưa hạt đã lắng trở lại không khí.

Lọc không khí tuần hoàn

Máy lọc sử dụng bộ lọc hạt hiệu suất cao, chẳng hạn HEPA phù hợp, có thể giúp giảm các hạt lơ lửng. Hiệu quả thực tế phụ thuộc vào lưu lượng khí sạch, thể tích phòng, độ kín, thời gian vận hành và tình trạng lõi lọc.

Không nên hiểu con số “lọc 99,97%” của vật liệu HEPA là thiết bị sẽ làm sạch 99,97% toàn bộ không khí trong phòng ngay lập tức. Khả năng làm sạch cả không gian còn phụ thuộc vào lượng không khí đi qua bộ lọc và lượng bụi mới liên tục phát sinh hoặc xâm nhập.

Cấp khí tươi có lọc

Với căn hộ, phòng ngủ hoặc văn phòng thường xuyên đóng kín, hệ thống cấp khí tươi có bộ lọc giúp đưa không khí ngoài trời qua lớp lọc trước khi cấp vào phòng. Thiết bị có thể kết hợp thải khí tù đọng để hỗ trợ kiểm soát CO2, mùi và độ ẩm theo thiết kế.

Nếu sử dụng hệ thống thông gió thu hồi nhiệt, một phần năng lượng giữa luồng khí thải và khí cấp có thể được trao đổi, giúp hạn chế tổn thất nhiệt khi sử dụng điều hòa. Hệ thống cần được tính đúng lưu lượng, tổn thất áp suất và cấp lọc; không nên chọn chỉ dựa trên diện tích quảng cáo.

Theo dõi chất lượng không khí ngoài trời

Khi chất lượng không khí ngoài trời tốt, thông gió tự nhiên có thể giúp giảm khí tù đọng. Khi nồng độ bụi cao, nên hạn chế mở cửa lâu và ưu tiên lọc không khí hoặc cấp khí qua bộ lọc phù hợp.

Không có một khung giờ “ít bụi” đúng cho mọi ngày. Nồng độ PM thay đổi theo thời tiết, hướng gió, giao thông và nguồn phát thải tại địa phương.

Bảo vệ khi phải ra ngoài

Trong thời điểm ô nhiễm hạt tăng cao, nên giảm thời gian hoạt động ngoài trời và tránh khu vực có nhiều khói bụi. Nếu phải di chuyển, khẩu trang lọc hạt đạt chuẩn và vừa khít khuôn mặt sẽ có hiệu quả thực tế tốt hơn khẩu trang bị hở ở mũi hoặc hai bên má.