Quan trắc ô nhiễm không khí bằng chỉ thị sinh học rêu dùng kỹ thuật hạt nhân

11/01/2022
Ô nhiễm không khí là kẻ thù nguy hiểm vô hình đối với sức khỏe của con người. Để giảm ô nhiễm không khí, việc quan trắc không khí thường xuyên để biết rõ tình trạng ô nhiễm là rất quan trọng.

Hiện nay, việc quan trắc đòi hỏi một lượng lớn các trạm quan trắc chất lượng không khí tự động và số lượng trạm quan trắc chất lượng không khí ở Việt Nam còn rất thiếu so với nhu cầu. Cần phải có các giải pháp khoa học khác để bổ xung cho khó khăn này.

Một trong những phương pháp có rất nhiều ưu điểm, rẻ tiền và dễ thực hiện là sử dụng rêu để quan trắc ô nhiễm không khí. Rêu được nghiên cứu và sử dụng ở các nước Châu Âu cho mục đích này ngay từ cuối những năm 1970. Phương pháp này đã và đang được triển khai ở nhiều nước trên thế giới.

Được sự hỗ trợ của các nhóm nghiên cứu quốc tế, nhóm nghiên cứu của GS. Lê Hồng Khiêm, Viện Vật lý đã bắt đầu nghiên cứu phương pháp sử dụng rêu để quan trắc ô nhiễm các nguyên tố hóa học trong không khí tại Việt Nam. Từ năm từ 2017 đến nay, trong khuôn khổ thực hiện đề tài KH&CN cấp Quốc gia “Nghiên cứu ô nhiễm kim loại nặng trong không khí thông qua chỉ thị rêu Barbula indica”, mã số NĐT.25.RU/17, nhóm nghiên cứu đã thu nhận được rất nhiều số liệu ô nhiễm kim loại nặng trong không khí ở các khu vực đã khảo sát. Việc phân tích các số liệu này bằng các mô hình toán học cho phép chỉ ra được các loại nguồn phát thải ô nhiễm. Kết quả nghiên cứu của nhóm đã được công bố trên các tạp chí khoa học quốc tế uy tín (thuộc danh mục ISI) và các tạp chí khoa học trong nước.

Rêu là thực vật bậc thấp, không có biểu bì và bộ rễ rêu là rễ giả nên chất dinh dưỡng cho sự phát triển chủ yếu được hấp thụ từ không khí; hệ số hấp thụ kim loại nặng của rêu là rất lớn và diện tích bề mặt tính cho một đơn vị khối lượng là rất lớn so với các loại thực vật khác. Khả năng chịu được ô nhiễm của rêu là rất cao, rêu có thể phát triển ngay cả ở những khu vực có môi trường bị ô nhiễm nặng. Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng của các nguyên tố hóa học trong rêu phản ánh hàm lượng của chúng trong không khí.

Hiện nay, có 2 phương pháp dùng rêu để quan trắc ô nhiễm không khí: Phương pháp thụ động thì rêu tươi sẽ được lấy ngay tại vị trí cần khảo sát; ở những nơi không có rêu tự nhiên mọc, nhóm nghiên cứu sẽ dùng phương pháp chủ động, treo các túi rêu (moss bag). Đây là rêu tự nhiên được lấy ở những vùng núi cao (thường là trên 1.000 mét) và đảm bảo không có ô nhiễm kim loại nặng. Rêu này sẽ được may thành các túi và treo ở các vị trí cần khảo sát. Sau khoảng thời gian nhất định (1, 2 hoặc 3 tháng), các mẫu rêu sẽ được mang đi phân tích để xác định hàm lượng các nguyên tố kim loại nặng trong không khí.

Để phân tích xác định hàm lượng của các nguyên tố trong mẫu rêu, nhóm nghiên cứu sử dụng các phương pháp phân tích hạt nhân: kích hoạt nơtron, phát xạ tia -X dùng chùm proton và huỳnh quang tia -X phản xạ toàn phần. Sau đó, áp dụng phương pháp thống kê mô tả để phân tích bộ số liệu về hàm lượng của các nguyên tố có trong các mẫu rêu và áp dụng phương pháp phân tích thống kê đa biến để xác định nguồn phát thải các nguyên tố vào không khí tại khu vực nghiên cứu.

Thành công của những nghiên cứu đầu tiên sẽ cho phép nhóm nghiên cứu hoàn thiện quy trình quan trắc để có thể chuyển giao cho các nhóm quan trắc ở các tỉnh thành. Hy vọng của của nhóm nghiên cứu là rêu sẽ trở thành thiết bị quan trắc rẻ tiền giúp cho việc cập nhật thường xuyên được mức độ ô nhiễm không khí ở Việt Nam, góp phần để các nhà quản lý đưa ra các chính sách thích hợp nhằm làm giảm mức độ ô nhiễm và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

Bản đồ quan trắc ô nhiễm thủy ngân trong không khí tại Hà Nội thực hiện thông qua chỉ thị rêu Barbula indica
 

 

Nguồn tin: GS. Lê Hồng Khiêm, Viện Vật lý
Tác giả: Thanh Hà


Tags:
Tin liên quan