Mở đầu
Ngày nay, con người dành phần lớn thời gian ở trong các môi trường trong nhà (khoảng hơn 90%) như: Văn phòng, cơ quan, xí nghiệp hoặc các trường học. Theo Bộ Y tế Canada và Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ, mức độ ô nhiễm trong nhà có thể cao hơn so với mức độ ngoài trời do các hoạt động thông gió tự nhiên hoặc do các hệ thống điều hòa không khí hiệu suất thấp [1]. Đối với trẻ em ở độ tuổi đi học dành ít nhất 30% thời gian bên trong lớp học và nguy cơ tiếp nhận nhiều hơn các chất ô nhiễm trong không khí do lượng không khí hít vào trong một chu kỳ hô hấp lớn hơn (so với trọng lượng cơ thể của chúng) [2]. Ở độ tuổi này, các mô và cơ quan của trẻ em đang trong giai đoạn phát triển nên việc liên tục tiếp nhận các chất ô nhiễm không khí sẽ ảnh hưởng lớn đối với sức khỏe [3]. Do đó, việc quan trắc chất lượng không khí (CLKK) và duy trì các điều kiện CLKK ở các trường học ở mức độ hợp lý để không gây ảnh hưởng đến sức khỏe của con người (đặc biệt là trẻ em) là vô cùng quan trọng [1].
Nghiên cứu liên quan đến mối quan hệ giữa sức khỏe con người và bụi PM2.5 trong nhà đã được tiến hành trước đây. Li Bai và cộng sự đã tiến hành điều tra các mức PM2.5 trong nhà/ngoài trời hàng năm ở Trường Xuân, Đông Bắc của Trung Quốc. Kết quả cho thấy, nồng độ PM2.5 cao nhất vào mùa đông 41,59μg/m3 trong nhà và 105,85μg/m3 ngoài trời, nồng độ thấp nhất là 11,15μg/m3 và 18,71μg/m3 vào mùa hè. Trong số 145200 học sinh ở khu vực này, có đến 109-134 em tử vong sớm do ô nhiễm PM2.5, 71-75 trong số đó được cho là do sự ô nhiễm PM2.5 trong nhà [4].
Mặc dù các nghiên cứu về quan trắc CLKK trong nhà đã được tiến hành rộng rãi; tuy nhiên, nghiên cứu liên quan việc điều tra CLKK tại phòng học cho học sinh tiểu học vẫn còn hạn chế ở nước ta. Do đó, nghiên cứu này đã dùng phương pháp quan trắc tự động bằng thiết bị sử dụng cảm biến giá thành thấp để thu thập số liệu, phân tích các chỉ tiêu CLKK và đánh giá được chất lượng môi trường dựa trên các chỉ tiêu quan trắc được. Mục tiêu chính của nghiên cứu bao gồm: Quan trắc tự động các thông số chất lượng không khí trong nhà, phòng học (nhiệt độ, độ ẩm, CO2 và bụi mịn PM2.5); Đánh giá chất lượng môi trường vi khí hậu trong phòng học học sinh tiểu học bằngquan trắc tự động; Xác định các nguồn phát thải tại trường để đưa ra giải pháp thích hợp. Từ đó, trường có phương án ứng phó khi chất lượng không khí tại trường xuống dưới mức kém.
Phương pháp nghiên cứu
Chọn địa điểm và vị trí lắp đặt thiết bị: Địa điểm tiến hành quan trắc được lựa chọn tại Trường tiểu học An Phú Tây thuộc khu vực ngoại thành TP. Hồ Chí Minh, gần mặt tiền đường An Phú Tây - Hưng Long. Xung quanh khu vực quan trắc có nhiều cây xanh, vì gần cửa hàng vật liệu xây dựng và công ty vận tải nên lượng xe lớn lưu thông gây ra phát thải rất lớn, sau trường là nhà dân thường xuyên đốt rác sinh hoạt, ngoài ra còn các hoạt động đốt rơm rạ của người dân. Phòng học số 21, lớp bốn 3 ở dãy giữa tầng 2 của Trường Tiểu học An Phú Tây
Phương pháp quan trắc: Chất lượng không khí trong lớp và ngoài lớp sẽ được theo dõi liên tục trong 9 tiếng cho một ngày học (từ 7-15 giờ), với cửa sổ và cửa ra vào luôn ở trạng thái mở để thông gió. Máy đo các thông số sẽ được bật trong suốt giờ học để đo sự thay đổi, dao động của các thông số nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ CO2 và bụi mịn PM2.5. Nghiên cứu được tiến hành đo đạc liên tục trong vòng 1 tuần từ ngày 19 - 28/04/2021.
Máy đo sẽ được đặt tại vị trí được chọn và ghi nhận các thông số đo đạc được vào thẻ nhớ. Do thời gian khảo sát ngắn hạn nghiên cứu chỉ lựa chọn vị trí máy đo được đặt ở 2 vị trí: Trong phòng học và ngoài hành lang để tiến hành theo dõi liên tục (vị trí lắp máy cao 1.5m so với mặt đất).
Mô tả cách thức hoạt động: Thiết bị sẽ được lắp ở vị trí trong phòng và ngoài trời (1.5m so với mặt đất) để thu thập số liệu trên nhằm phục vụ cho việc đánh giá hoặc máy cũng có thể lắp ngoài sân trường để cảnh báo cho mọi người biết CLKK đang ở mức cho phép nào để phòng ngừa các bệnh liên quan hệ hô hấp. Thông số sẽ được hiển thị về thông qua màn hình LCD và hiển thị thông số theo từng phút, dữ liệu sẽ được lưu lại vào thẻ SD theo từng phút.
Dạng thiết bị: Tích hợp đo các thông số gồm: Bụi mịn PM2.5, CO2, nhiệt độ và độ ẩm.
Kết quả và thảo luận
Sự biến thiên nhiệt độ trong phòng và ngoài trời trong khoảng thời gian theo dõi từ ngày 22-23/4/2021.
Nhiệt độ sau khi quan trắc và so sánh tiêu chuẩn được quy định trong TCVN5687:2010 tiêu chuẩn quốc gia về thông gió - điều hòa không khí tiêu chuẩn thiết kế quy định mức nhiệt độ trong phòng ở trạng thái lao động nhẹ, nhiệt độ trung bình trong khoảng 230C- 260 cho thấy vượt quá mức; đặc biệt là khoảng thời gian từ 13 giờ, khi mà nhiệt độ tối đa ghi nhận được trong thời gian quan trắc cao hơn khoảng 33.50C và có xu hướng tăng vào buổi chiều. Nhìn chung, kết quả cho thấy nhiệt độ bên ngoài phòng học được ghi nhận cao hơn so với bên trong phòng học, ngoại trừ ngày 22- 23/4/2021. Nhiệt độ thấp nhất ghi nhận được trong khoảng thời gian quan trắc dao động trong khoảng từ 270C-300C vào những tiết buổi sáng; trong khi đó, nhiệt độ tối đa đo được rơi vào khoảng 31.90C-34.90C.
Sự biến thiên độ ẩm trong phòng và ngoài trời trong khoảng thời gian theo dõi từ ngày 22 - 23/4/2021
Tương tự như nhiệt độ thể hiện độ ẩm đo được trong tuần so sánh với TCVN 5687:2010/BXD là chưa đáp ứng được so với quy định trong tiêu chuẩn là từ 70% đến 60%. Đánh giá độ ẩm cao hơn so với quy chuẩn và độ ẩm ở trong phòng cao hơn so với bên ngoài phòng, độ ẩm trong phòng dao động đều và thấp nhất khoảng 55%-66%, cao nhất 94%. Nhìn chung độ ẩm trong phòng đo được trong phòng 7 ngày đều cao hơn vào buổi sáng và đến giữa trưa thì có xu hướng giảm xuống. Đối với ngày 22-23/4/2021 nhiệt độ giảm xuống nguyên nhân do trời mưa dẫn đến độ ẩm trong không khí tăng lên và xu hướng giảm vào buổi chiều.
Dữ liệu nồng độ CO2 dao động không quá nhiều. So với nồng độ CO2 được khuyến nghị trong Tiêu chuẩn ASHRAE 62.1 (1000 ppm) thì hầu hết các giá trị trong các ngày đo đều đạt. Nồng độ CO2 từ ngày 19- 28/4/2021 trong phòng dao động cao nhất ở mức 900 ppm và thấp nhất ở mức 650 ppm, đối với nồng độ CO2 ngoài trời dao động từ mức 650 ppm - 750 ppm. Quá trình diễn biến chung của nồng độ CO2 cho thấy, sự thay đổi rõ rệt của nồng độ CO2 khi số lượng người trong phòng thay đổi. Cụ thể, khi số lượng học sinh trong phòng giảm đi do các hoạt động như nghỉ giải lao, di chuyển đến phòng học bộ môn hoặc là kết thúc giờ học, nồng độ CO2 trong phòng giảm nhanh chóng.
Nồng độ bụi mịn PM2.5 trong phòng và ngoài trời theo thời gian trong khoảng thời gian theo dõi từ ngày 22- 23/4/2021
Nồng độ bụi mịn PM2.5 trong phòng từ ngày 19 - 8/4/2021 đạt tiêu chuẩn ASHRAE 26.1 - 2010 đều dưới 15mg/m3 với nồng độ cao nhất là 11mg/m3và thấp nhất là 6 mg/m3. Trong thời gian đo, nồng độ mịn PM2.5 ngoài trời dao động từ 7.4mg/m3 đến 8.3mg/m3, trong phòng dao động từ 6.1mg/m3 đến 7.6µg/m3. Tỷ lệ Indoor/Outdoor (I/O) trong lớp học là dưới 1, có nghĩa là không có nguồn khí thải gây bụi mịn PM2.5 trong phòng và bụi mịn PM2.5 trong phòng chủ yếu là từ không khí bên ngoài. Khi đóng cửa sổ và cửa ra vào, tỷ lệ bụi mịn PM2.5 I/O của các lớp học sẽ nằm trong khoảng 0.5. Khi cửa sổ và cửa ra vào mở, tỷ lệ I/O bụi mịn PM2.5 sẽ nằm trong khoảng 0.7 đến 0.8. Vì không có nguồn phát thải bụi PM2.5 trong nhà, việc đóng cửa sổ và cửa ra vào chỉ có thể ngăn được 30% đến 40% lượng bụi PM2.5 xâm nhập vào lớp học. Từ nhiều nghiên cứu cho thấy, nếu nồng độ bụi mịn PM2.5 cao vượt mức và việc tiếp xúc lâu dài với vật chất dạng hạt (PM) có thể gây ra các bệnh nguy hiểm như hen suyễn, bệnh tim, ung thư thanh quản, ung thư phổi [5].
Kết luận
Nghiên cứu cho thấy, thiết bị sử dụng cảm biến giá thành thấp AFC đã đưa ra các thông số quan trắc cho phòng học ở trường tiểu học (CO2 , bụi mịn PM2.5, nhiệt độ và độ ẩm) tương đối chính xác với thiết bị đã được kiểm chứng và ghi nhận được nhiệt độ và độ ẩm ở mức khá cao so với TCVN 5687:2010/BXD, đối với bụi PM2.5 và CO2 trong phòng và ngoài phòng vẫn ở mức cho phép của Tiêu chuẩn ASHRAE. Bên cạnh đó, đánh giá cũng đưa ra các giải pháp nhằm cải thiện chất lượng không khí phòng học. Cụ thể, tùy thuộc vào kinh phí của trường có thể xây gạch ngói giảm nhiệt, thay đổi màu sắc phòng học và lắp đặt quạt, máy điều hòa hợp lý, trồng thêm cây xanh ở trường và luôn đóng rèm cửa để trường để giảm các tác động của CO2 , bụi mịn PM2.5, nhiệt độ và độ ẩm đối với sức khỏe của trẻ em khi hoạt động học tập và vui chơi tại trường.
Tài liệu tham khảo
| |
Indoor Air Quality Assessment of Elementary Schools in Curitiba, Brazil R. H. M. Godoi & D. Avigo Jr & V. P. Campos & T. M. Tavares & M. R. R. de Marchi & R. Van Grieken & A. F. L. Godoi(2009); |
| |
Joan M. Daisey, William J. Angell2 and Michael G. Apte1, Indoor Air Quality, Ventilation And Health Symptoms In Schools: An Analysis Of Existing Information, 2003; |
| |
Sổ tay hướng dẫn về chất lượng môi trường trong nhà của REHVA; |
| |
“Investigation of Yearly Indoor/Outdoor PM2.5 Levels in the Perspectives of Health impacts and Air Pollution Control: case study in Changchun，in the Northeast of China” của tác giả Li Bai, Zijian He, Chunhui Li, Zhao Chen.(2019); |
| |
Wendt, J. K., Symanski, E., Stock, T. H., Chan, W., & Du, X. L. (2014). Association of short-term increases in ambient air pollution and timing of initial asthma diagnosis among medicaid-enrolled children in a metropolitan area. Environmental Research, 131, 50- 58. https://doi.org/10.1016/j.envres.2014.02.013; |
Trung tâm Quan trắc môi trường miền Nam