Ô Nhiễm Không Khí: Hiểu Biết, Nguyên Nhân và Tác Động

Ô nhiễm không khí là một mối nguy hại sức khỏe môi trường quen thuộc. Chúng ta nhận ra khi khói mù màu nâu bao phủ thành phố, khói xe xả ra trên đường cao tốc bận rộn, hoặc một cột khói từ ống khói. Một số ô nhiễm không khí không nhìn thấy được, nhưng mùi khó chịu của nó sẽ báo hiệu cho bạn.

Nó là một mối đe dọa lớn đối với sức khỏe và sự thịnh vượng toàn cầu. Ô nhiễm không khí, dưới mọi hình thức, chịu trách nhiệm cho hơn 6,5 triệu ca tử vong mỗi năm trên toàn thế giới, một con số đã tăng lên trong hai thập kỷ qua.

🌍 Ô Nhiễm Không Khí Là Gì?

Ô nhiễm không khí là sự pha trộn của các chất độc hại từ cả nguồn nhân tạo và tự nhiên.

Khí thải xe cộ, dầu nhiên liệu và khí tự nhiên để sưởi ấm nhà cửa, các sản phẩm phụ của sản xuất và phát điện, đặc biệt là các nhà máy điện chạy bằng than, và khí thải từ sản xuất hóa chất là những nguồn chính của ô nhiễm không khí nhân tạo.

Tự nhiên thải ra các chất độc hại vào không khí, chẳng hạn như khói từ các vụ cháy rừng (thường do con người gây ra); tro và khí từ núi lửa phun trào; và khí như methane, phát ra từ sự phân hủy của chất hữu cơ trong đất.

Ô nhiễm không khí liên quan đến giao thông (TRAP), là sự pha trộn của các khí và hạt, có hầu hết các thành phần của ô nhiễm không khí nhân tạo: ozone tầng mặt đất, các dạng carbon, oxit nitrogen, oxit sulfur, hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, hydrocarbon đa vòng thơm, và hạt bụi mịn.

Ozone, một loại khí trong khí quyển, thường được gọi là khói mù khi ở tầng mặt đất. Nó được tạo ra khi các chất ô nhiễm thải ra từ xe cộ, nhà máy điện, nồi hơi công nghiệp, nhà máy lọc dầu và các nguồn khác phản ứng hóa học dưới ánh sáng mặt trời.

Các khí độc hại, bao gồm carbon dioxide, carbon monoxide, oxit nitrogen (NOx), và oxit sulfur (SOx), là các thành phần của khí thải xe cộ và các sản phẩm phụ của quy trình công nghiệp.

🏭 EPA Pollution

Hình ảnh được cung cấp bởi EPA

Hạt bụi (PM) bao gồm các hóa chất như sulfates, nitrates, carbon, hoặc bụi khoáng. Khí thải từ xe cộ và công nghiệp từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch, khói thuốc lá, và đốt cháy chất hữu cơ, chẳng hạn như cháy rừng, đều chứa PM.

Một tập hợp con của PM, hạt bụi mịn (PM 2.5) mỏng hơn tóc người 30 lần. Nó có thể được hít sâu vào mô phổi và góp phần gây ra các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng. PM 2.5 chiếm phần lớn các tác động sức khỏe do ô nhiễm không khí ở Mỹ.

Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) bốc hơi ở hoặc gần nhiệt độ phòng – do đó có tên gọi dễ bay hơi. Chúng được gọi là hữu cơ vì chúng chứa carbon. VOC được phát ra từ sơn, vật dụng làm sạch, thuốc trừ sâu, một số đồ nội thất, và thậm chí cả các vật liệu thủ công như keo. Xăng và khí tự nhiên là các nguồn chính của VOC, được phát ra trong quá trình đốt cháy.

Hydrocarbon đa vòng thơm (PAH) là các hợp chất hữu cơ chứa carbon và hydrogen. Trong số hơn 100 PAH được biết là phổ biến trong môi trường, 15 chất được liệt kê trong Báo cáo về chất gây ung thư. Ngoài việc đốt cháy, nhiều quy trình công nghiệp, chẳng hạn như sản xuất sắt, thép và sản phẩm cao su, cũng như sản xuất điện, cũng tạo ra PAH như một sản phẩm phụ. PAH cũng được tìm thấy trong hạt bụi.

🌡️ Ô Nhiễm Không Khí và Biến Đổi Khí Hậu

Ô nhiễm không khí và biến đổi khí hậu ảnh hưởng lẫn nhau thông qua các tương tác phức tạp trong khí quyển. Ô nhiễm không khí liên quan mật thiết đến biến đổi khí hậu vì cả hai vấn đề đều chủ yếu đến từ cùng các nguồn, chẳng hạn như khí thải từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch. Cả hai đều là mối đe dọa đối với sức khỏe con người và môi trường trên toàn thế giới. Đọc thêm: Tác Động Sức Khỏe của Chất Lượng Không Khí.

🧬 NIEHS Đang Làm Gì?

Trong suốt hơn 50 năm lịch sử của mình, NIEHS đã là một nhà lãnh đạo trong nghiên cứu về ô nhiễm không khí. Viện tiếp tục tài trợ và tiến hành nghiên cứu về cách ô nhiễm không khí ảnh hưởng đến sức khỏe và các nhóm dân số bị ảnh hưởng nhiều nhất.

🌬️ Ô Nhiễm Không Khí Ảnh Hưởng Đến Sức Khỏe Như Thế Nào?

Khi các Tiêu Chuẩn Chất Lượng Không Khí Quốc Gia được thành lập vào năm 1970, ô nhiễm không khí chủ yếu được coi là một mối đe dọa đối với sức khỏe hô hấp. Vào năm 1993, các nhà nghiên cứu của NIEHS đã công bố nghiên cứu Six Cities, thiết lập mối liên hệ giữa hạt bụi mịn và tỷ lệ tử vong.

Phơi nhiễm với ô nhiễm không khí liên quan đến stress oxy hóa và viêm nhiễm trong tế bào người, có thể đặt nền tảng cho các bệnh mãn tính và ung thư. Năm 2013, Cơ Quan Nghiên Cứu Ung Thư Quốc Tế của Tổ Chức Y Tế Thế Giới (WHO) đã phân loại ô nhiễm không khí là chất gây ung thư cho con người.

Tỷ lệ tử vong liên quan đến ô nhiễm không khí là một mối quan tâm. Phơi nhiễm với ô nhiễm không khí PM2.5 liên quan đến nguy cơ tử vong tăng lên.

Một nhóm nghiên cứu, được tài trợ một phần bởi NIEHS, đã phát hiện rằng tỷ lệ tử vong giảm sau khi các quy định về ô nhiễm không khí được thực hiện và các nhà máy điện chạy bằng than được nghỉ hưu. Dữ liệu nghiên cứu kéo dài 21 năm. Cụ thể hơn, họ đã phát hiện rằng phơi nhiễm với PM2.5 từ than liên quan đến nguy cơ tử vong gấp đôi so với phơi nhiễm với PM2.5 từ tất cả các nguồn khác. PM2.5 từ than có hàm lượng cao sulfur dioxide, carbon đen và kim loại.

Các mối quan tâm về sức khỏe cộng đồng bao gồm ung thư, bệnh tim mạch, bệnh hô hấp, tiểu đường, béo phì, và các rối loạn sinh sản, thần kinh và hệ miễn dịch.

Nghiên cứu về ô nhiễm không khí và các tác động sức khỏe liên tục tiến bộ.

🦠 Ung Thư

• Một nghiên cứu lớn trên hơn 57,000 phụ nữ phát hiện sống gần các đường giao thông lớn có thể tăng nguy cơ ung thư vú ở phụ nữ.
• Nghiên cứu Sister của NIEHS phát hiện các chất độc trong không khí khác, đặc biệt là methylene chloride, được sử dụng trong các sản phẩm xịt và chất tẩy sơn, cũng liên quan đến nguy cơ ung thư vú tăng lên.
• Phơi nhiễm nghề nghiệp với benzene, một hóa chất công nghiệp và thành phần của xăng, có thể gây bệnh bạch cầu và liên quan đến lymphoma không Hodgkin.
• Một nghiên cứu dài hạn từ năm 2000 đến 2016 phát hiện mối liên hệ giữa tỷ lệ mắc ung thư phổi và sự phụ thuộc tăng vào than cho sản xuất năng lượng.

❤️ Bệnh Tim Mạch

• Hạt bụi mịn có thể làm suy giảm chức năng mạch máu và đẩy nhanh quá trình vôi hóa trong động mạch.
• Các nhà nghiên cứu của NIEHS đã thiết lập mối liên hệ giữa phơi nhiễm ngắn hạn hàng ngày với oxit nitrogen và nguy cơ đột quỵ xuất huyết tăng lên ở phụ nữ sau mãn kinh.
• Đối với một số người Mỹ lớn tuổi, phơi nhiễm với TRAP có thể dẫn đến giảm mức lipoprotein mật độ cao, đôi khi gọi là cholesterol tốt, làm tăng nguy cơ mắc bệnh tim mạch.
• Theo một báo cáo của Chương Trình Độc Chất Quốc Gia (NTP), phơi nhiễm với TRAP cũng làm tăng nguy cơ mắc các rối loạn huyết áp nguy hiểm, được gọi là các rối loạn tăng huyết áp, là nguyên nhân hàng đầu của sinh non, cân nặng sơ sinh thấp, và bệnh tật và tử vong của mẹ và thai nhi.

🫁 Bệnh Hô Hấp

• Ô nhiễm không khí có thể ảnh hưởng đến sự phát triển phổi và có liên quan đến sự phát triển của bệnh khí phế thũng, hen suyễn và các bệnh hô hấp khác, chẳng hạn như bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính (COPD).
• Sự gia tăng về tỷ lệ mắc và mức độ nghiêm trọng của bệnh hen suyễn liên quan đến đô thị hóa và ô nhiễm không khí ngoài trời. Trẻ em sống ở các khu vực đô thị có thu nhập thấp có xu hướng mắc bệnh hen suyễn nhiều hơn so với những đứa trẻ khác. Nghiên cứu được công bố vào năm 2023 đã liên kết hai chất ô nhiễm không khí, ozone và PM2.5, với các thay đổi liên quan đến hen suyễn trong đường hô hấp của trẻ em.
• PM và oxit nitrogen liên quan đến bệnh viêm phế quản mãn tính.
• Năm 2020, một thách thức sức khỏe cộng đồng lớn là sự kết hợp của đại dịch COVID-19 và các vụ cháy rừng trên khắp miền tây nước Mỹ. Dựa trên mối liên hệ đã được thiết lập giữa ô nhiễm không khí và các nhiễm trùng đường hô hấp, một nghiên cứu đã liên kết khói từ cháy rừng với các trường hợp và tử vong thêm do COVID-19.

🧑‍⚕️ Ai Bị Ảnh Hưởng Nhiều Nhất Bởi Ô Nhiễm Không Khí?

Ô nhiễm không khí ảnh hưởng đến sức khỏe của mọi người, nhưng một số nhóm có thể bị tổn thương nhiều hơn. Gần 9 trong 10 người sống ở khu vực đô thị trên toàn thế giới bị ảnh hưởng bởi ô nhiễm không khí.

Nghiên cứu do NIEHS tài trợ chỉ ra rằng có sự chênh lệch về sắc tộc hoặc dân tộc và kinh tế xã hội trong phát thải ô nhiễm không khí. Phát thải ô nhiễm không khí đã giảm trong các thập kỷ qua nhưng sự thay đổi này khác nhau theo nhân khẩu học. Nghiên cứu này phát hiện rằng những người có thu nhập hàng năm trên 70,000 đô la thường trải qua sự giảm lớn hơn trong phát thải liên quan đến công nghiệp, năng lượng, giao thông, sinh hoạt và thương mại so với những người có thu nhập thấp hơn.

👶 Trẻ Em

Nghiên cứu Sức Khỏe Trẻ Em do NIEHS tài trợ tại Đại Học Nam California là một trong những nghiên cứu lớn nhất về tác động lâu dài của ô nhiễm không khí đối với sức khỏe hô hấp của trẻ em. Trong số những phát hiện của nó:

• Mức độ ô nhiễm không khí cao hơn làm tăng nhiễm trùng đường hô hấp ngắn hạn, dẫn đến nhiều ngày nghỉ học hơn.
• Trẻ em chơi nhiều môn thể thao ngoài trời và sống trong các cộng đồng có mức độ ozone cao có nhiều khả năng phát triển bệnh hen suyễn.
• Trẻ em sống gần các con đường bận rộn có nguy cơ cao hơn mắc bệnh hen suyễn.
• Trẻ em bị hen suyễn và tiếp xúc với mức độ cao của các chất ô nhiễm không khí có nhiều khả năng phát triển triệu chứng viêm phế quản.
• Sống trong các cộng đồng có mức độ ô nhiễm cao hơn có thể gây tổn thương phổi.

👩 Phụ Nữ Mang Thai

Các nhà nghiên cứu được tài trợ bởi NIEHS từ Trung Tâm Khoa Học Sức Khỏe Môi Trường tại Đại Học California, Davis đang tiến hành Nghiên Cứu Tác Động Sinh Học và Lửa (B-SAFE). Dự án đang diễn ra này tìm hiểu xem liệu và làm thế nào các vụ cháy rừng gần đây và khói của chúng ảnh hưởng đến phụ nữ mang thai và con của họ. Bắt đầu từ năm 2017, những người tham gia nghiên cứu là những phụ nữ mang thai sống ở Bắc California khi các vụ cháy rừng xảy ra vào các năm 2018, 2019, hoặc 2020.

• Hít thở PM 2.5, ngay cả ở mức độ tương đối thấp, có thể thay đổi kích thước của não trẻ đang phát triển, điều này có thể cuối cùng làm tăng nguy cơ gặp vấn đề về nhận thức và cảm xúc khi đến tuổi vị thành niên.
• Phơi nhiễm trước khi sinh với PAHs liên quan đến các tác động về phát triển não, tốc độ xử lý chậm hơn, các triệu chứng rối loạn tăng động và thiếu chú ý (ADHD), và các vấn đề về hành vi thần kinh khác ở trẻ em đô thị.
• Tại Thành Phố New York, phơi nhiễm trước khi sinh với ô nhiễm không khí có thể đóng vai trò trong các vấn đề hành vi liên quan đến ADHD ở trẻ em.
• Phơi nhiễm trước khi sinh với hạt bụi liên quan đến cân nặng sơ sinh thấp.
• Phụ nữ tiếp xúc với mức độ cao của hạt bụi mịn trong thai kỳ, đặc biệt là trong tam cá nguyệt thứ ba, có thể có nguy cơ sinh con mắc chứng tự kỷ cao gấp đôi.
• Phơi nhiễm trong tam cá nguyệt thứ hai và thứ ba với PM 2.5 có thể làm tăng nguy cơ trẻ em mắc chứng cao huyết áp trong thời kỳ đầu đời.

👵 Người Cao Tuổi

Bệnh Alzheimer và các chứng mất trí liên quan là một thách thức sức khỏe cộng đồng đối với dân số già hóa. Các nhà nghiên cứu được tài trợ bởi NIEHS tại Đại Học Washington đã xác định một mối liên hệ giữa ô nhiễm không khí và các chứng mất trí. Nghiên cứu này được tiến hành kỹ lưỡng bổ sung bằng chứng đáng kể rằng các hạt bụi mịn trong không khí làm tăng nguy cơ mắc các chứng mất trí. Ngược lại, một nghiên cứu nhiều năm được công bố vào năm 2022 cho thấy chất lượng không khí được cải thiện liên quan đến nguy cơ mất trí thấp hơn ở phụ nữ lớn tuổi. Các nhà nghiên cứu cũng cho biết sự giảm nguy cơ mất trí này tương đương với việc giảm gần 2 1/2 năm tuổi của những phụ nữ được nghiên cứu.

• Ô nhiễm không khí liên quan đến nguy cơ phát triển một số rối loạn thần kinh, bao gồm bệnh Parkinson, bệnh Alzheimer, và các chứng mất trí khác. Dữ liệu về nhập viện từ 63 triệu người cao tuổi ở Mỹ, thu thập trong 17 năm (2000-2016), đã được phân tích cùng với các ước tính về nồng độ PM 2.5 theo mã bưu điện để thực hiện nghiên cứu này.
• Ở người cao tuổi, phơi nhiễm lâu dài với TRAP có thể đáng kể làm tăng tốc độ khuyết tật thể chất. Nguy cơ này rõ rệt hơn ở các dân tộc thiểu số và người có thu nhập thấp.
• Bệnh loãng xương ảnh hưởng đến phụ nữ nhiều hơn nam giới. Một nghiên cứu lớn liên kết mức độ ô nhiễm không khí cao với tổn thương xương, đặc biệt là ở cột sống thắt lưng, ở phụ nữ sau mãn kinh. Nghiên cứu này mở rộng các phát hiện trước đó liên quan đến ô nhiễm không khí và tổn thương xương.
• Các chất dinh dưỡng có thể chống lại một số tác hại từ ô nhiễm không khí. Một nghiên cứu năm 2020 cho thấy các axit béo omega-3, thu được từ việc ăn một số loại cá, có thể bảo vệ chống lại sự co lại của não liên quan đến PM 2.5 ở phụ nữ lớn tuổi.

🚜 Người Sống Ở Nông Thôn

NIEHS hỗ trợ một dự án nghiên cứu chuyển đổi, Giải Quyết Ô Nhiễm Không Khí và Hen Suyễn, có thể dẫn đến cải thiện sức khỏe cho trẻ em mắc bệnh hen suyễn. Họ phát hiện rằng một số thực hành nông nghiệp góp phần làm giảm chất lượng không khí và hen suyễn ở trẻ em. Nhóm nghiên cứu đã kết hợp các máy lọc không khí hiệu quả cao và một chương trình giáo dục tại nhà để giảm phơi nhiễm của trẻ em với các chất ô nhiễm trong nhà.

• Phơi nhiễm với khói từ đốt nông nghiệp chỉ trong hai tuần mỗi năm có thể làm xấu đi các kết quả sức khỏe hô hấp của trẻ em, theo nghiên cứu được hỗ trợ bởi NIEHS. Nghiên cứu được tiến hành để đáp ứng với các mối quan tâm của cộng đồng về sức khỏe của trẻ em ở Thung Lũng Imperial, một khu vực nông nghiệp ở miền nam California. Việc đốt nông nghiệp này được thực hiện để dọn dẹp các tàn dư cây trồng sau thu hoạch. Hình thức dọn dẹp này không tốn kém, và nông dân trong khu vực không có các phương pháp kinh tế khác để loại bỏ chất thải.
• Ở các khu vực nông thôn của Mỹ, các hoạt động nuôi gia súc quy mô lớn có thể làm giảm chất lượng không khí trong khu vực thông qua phát thải các chất ô nhiễm như khí amoniac. Một nghiên cứu đã phát hiện các vấn đề chức năng phổi cấp tính ở trẻ em mắc bệnh hen suyễn ở những khu vực này.

🌍 Sự Tham Gia Của NIEHS Và Cộng Đồng

NIEHS hỗ trợ sự tham gia của cộng đồng vào quá trình nghiên cứu và khuyến khích các phương pháp hợp tác nhằm xây dựng năng lực trong cộng đồng để giải quyết các vấn đề sức khỏe môi trường. Nghiên cứu có sự tham gia của cộng đồng và khoa học công dân là hai loại phương pháp nghiên cứu hợp tác.

Ví dụ, NIEHS giúp cư dân của Hạt Imperial, California theo dõi ô nhiễm không khí thông qua mạng lưới gồm 40 máy đo do cộng đồng quản lý. Trong hạt này, sự cải thiện lâu dài về chất lượng không khí liên quan đến sự cải thiện đáng kể về chức năng phổi ở trẻ em.

Trong một ví dụ khác, những người nhận tài trợ từ NIEHS đã phát triển các chiến thuật cấp cộng đồng và các chính sách công để giảm phơi nhiễm với TRAP:

• Sử dụng các bộ lọc không khí hiệu quả cao (HEPA).
• Xây dựng các vùng đệm sử dụng đất và các rào cản cây xanh.
• Cải thiện thiết kế đô thị với các khu vườn, công viên và cây cối bên đường.
• Tạo ra các lựa chọn di chuyển chủ động, chẳng hạn như đường dành cho xe đạp và đi bộ.

Dự Án Tác Động Thương Mại, Sức Khỏe, Môi Trường (THE Impact Project) kết hợp các nhà nghiên cứu và các nhóm cộng đồng để tìm ra giải pháp cho các cộng đồng bị ảnh hưởng bởi ô nhiễm liên quan đến thương mại, chẳng hạn như các cảng và các con đường với lưu lượng xe tải lớn.