Nghiên cứu thành phần và nguồn phát Sol khí PM1 ở Hà Nội sử dụng kỹ thuật phân tích PIXE kết hợp với kỹ thuật IC

Sol khí PM1 trực tiếp được tạo ra từ các ô nhiễm dưới dạng khí như SO2, NOx, các khí hữu cơ độc hại qua các phản ứng quang hóa trong khí quyển và các nguyên tố hóa học bắt nguồn từ các hoạt động kinh tế xã hội. PM1 và những thành phần của chúng được coi là những thành phần ô nhiễm không khí quan trọng nhất ở Hà Nội mà hầu như chưa được nghiên cứu.

Hàng năm khi thời tiết khô nóng, do mặt trời đi qua thiên đỉnh tại Hà Nội kết hợp với khí nóng từ phía Tây, thường xảy ra hiện tượng trời mù do phản ứng quang hóa tăng mạnh, hàm lượng sol khí tăng lên rất cao, đặc biệt các sol khí mịn. Hiện tượng này ở Hà Nội vẫn chưa được lý giải. Những nghiên cứu sơ bộ trên thế giới cho thấy phản ứng quang hóa đã tạo ra sol khí có kích thước nhỏ hơn 1µm (PM1).

Để lý giải các hiện tượng trên cần phải biết rõ mối quan hệ giữa các ion chủ yếu trong sol khí như sulphate, nitrate, K+, Na+, Cl-, NH4+, cacbon đen… với các nguyên tố liên quan tạo ra chúng như S, K, Na, Cl… cũng như sự khác nhau giữa PM1 và PM2.5. Với các thiết bị hiện có như máy gia tốc Pelletron của trường Đại học Khoa học tự nhiên (ĐH KHTH), máy sắc ký ion của Viện KHKTHN Hà Nội, đầu tư thêm máy thu góp mẫu PM1 tiêu chuẫn nữa và có đủ kinh phí cũng như thời gian, chúng ta sẽ có trong tay các kỹ thuật tiên tiến để nghiên cứu khá toàn diện những vấn đề nêu trên.

Mặt khác chúng ta cũng rất cần đào tạo cán bộ thực hành khai thác kỹ thuật PIXE trên máy gia tốc Pelletron - một kỹ thuật rất hiện đại và hiệu quả trong nghiên cứu khoa học.

Xuất phát từ những lý do trên, TS. Vương Thu Bắc, Trung tâm QTPX&ĐGTĐ Môi trường, Viện KH&KTHN và đồng nghiệp đã thực hiện dự án: “Nghiên cứu thành phần và nguồn phát Sol khí PM1 ở Hà Nội sử dụng kỹ thuật phân tích PIXE kết hợp với kỹ thuật IC” với các mục tiêu như sau:

- Xác định các thành phần và nguồn phát chủ yếu của sol khí PM1 ở Hà Nội.

- Góp phần đào tạo cán bộ thực hành kỹ thuật PIXE trên máy gia tốc.

- Góp phần giúp cho các cơ quan quản lý nhà nước có cơ sở khoa học để xây dựng chiến lược giảm thiểu phát thải nâng cao chất lượng cuộc sống của dân chúng thủ đô.

Sau một thời gian nghiêm túc thực hiện, các nội dung chuyên môn chủ yếu cũng như sản phẩm chính của đề tài đã được hoàn tất và được thể hiện qua các kết quả chính sau đây:

  Đã nghiên cứu và xây dựng được qui trình phân tích hàm lượng các nguyên tố hóa học chủ yếu trong mẫu sol khí PM1 dùng kỹ thuật PIXE trên máy gia tốc Pelletron của Trường ĐHKHTN, Đại học quốc gia HN.

  Đã nghiên cứu và xây dựng được qui trình phân tích hàm lượng các ion hòa tan trong mẫu sol khí PM1 dùng kỹ thuật IC trên máy sắc ký ion DX-600 của Viện KH&KTHN.

Đã nghiên cứu và xây dựng được qui trình QA/QC cho phân tích PIXE.

  Đã nghiên cứu và xây dựng được qui trình QA/QC cho phân tích IC.

  Đã xây dựng được qui trình chuẩn bị mẫu PM1 cho phân tích IC bằng phương pháp rung siêu âm.

  Các qui trình trên đã được triển khai áp dụng cho 170 mẫu bụi khí. Từ đó đã có được số liệu phân tích thành phần và nguồn phát sol khí PM1 ở Hà Nội trong giai đoạn từ 11/2015 đến 6/2016 và cho giai đoạn mùa khô (mùa thường bị ô nhiễm trầm trọng hơn) từ 11/2015 đến 2/2016, mùa mưa từ 3/2016 đến 6/2016.

  Đề tài đã đào tạo được 02 cán bộ thực hành kỹ thuật PIXE trên máy gia tốc Pelletron của HUS (trực tiếp tiến hành thu góp và phân tích mẫu bụi khí).

  Các kết quả của đề tài và các kết quả liên quan đến ô nhiễm bụi khí PM đã được công bố trong:

- 1 Bài báo đăng tải trên tạp chí quốc tế “Air Quality and Climate Change“: The APAD and ASFID: Long-term fine and coarse ambient particulate matter and source fingerprint databases for the Asia-Pacific Region”. Vol. 50, No. 3 (2016) p41-49.

- 1 Báo cáo Hội nghị quốc tế International Symposium on environmental and health risk assessment in support of environmental management: „Compositions and Sources of PM2.5-10, PM2.5 and PM1 in Hanoi - Potential health effect”. Qui Nhon 19-21 December, 2017.

Có thể kết luận rằng các qui trình kỹ thuật đã được xây dựng đảm bảo chất lượng, tin cậy và hoàn toàn có thể triển khai áp dụng trong thực tiễn. Các kết quả thu được về thành phần và nguồn phát sol khí PM1 là tin cậy, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.

Có thể tìm đọc toàn văn báo cáo kết quả nghiên cứu (Mã số 15035) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.                                                                                                 P.K.L (NASATI)