1. Định nghĩa chất lượng không khí trong nhà (Indoor Air Quality – IAQ)
Chất lượng không khí trong nhà (IAQ) là thước đo mức độ trong lành và an toàn của không khí trong các không gian kín, bao gồm nhà ở, văn phòng, trường học, bệnh viện, nhà máy. IAQ chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố: nồng độ bụi mịn, các hợp chất hữu cơ bay hơi, khí độc, độ ẩm, nhiệt độ và sự lưu thông không khí.
Chất lượng không khí trong nhà tốt góp phần giảm thiểu nguy cơ bệnh tật, cải thiện hiệu quả học tập, lao động và nâng cao chất lượng cuộc sống. Trong bối cảnh đô thị hóa nhanh và khép kín hóa không gian sống, IAQ ngày càng trở thành mối quan tâm toàn cầu.
2. Các khái niệm cơ bản liên quan
- PM10 & PM2.5: Là các hạt bụi mịn có kích thước nhỏ hơn 10 micromet (PM10) và 2.5 micromet (PM2.5). PM2.5 đặc biệt nguy hiểm vì có thể xâm nhập sâu vào phế nang và máu.
- VOC (Volatile Organic Compounds): Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi gây ô nhiễm trong nhà, phát sinh từ vật liệu xây dựng, sơn, chất tẩy rửa.
- CO2, CO, NOx, O3: Các khí gây ô nhiễm hoặc độc hại, ảnh hưởng đến sức khỏe thần kinh, tim mạch và hô hấp.
- Vi sinh vật: Bao gồm vi khuẩn, virus, bào tử nấm mốc có thể phát triển mạnh trong môi trường kín, ẩm và thiếu lưu thông khí.
3. Tác động của ô nhiễm không khí trong nhà
- Suy giảm chức năng hô hấp, tăng nguy cơ hen suyễn, viêm xoang, viêm phổi.
- Tác động lâu dài lên hệ thần kinh, tim mạch, nguy cơ ung thư.
- Trẻ em và người già đặc biệt nhạy cảm với IAQ kém.
- Gây ra các hội chứng như “sick building syndrome” – mệt mỏi, đau đầu, dị ứng khi ở trong tòa nhà kém thông khí.
PHẦN II: HỆ HÔ HẤP VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ
1. Cấu tạo và chức năng của hệ hô hấp
Hệ hô hấp là hệ cơ quan đảm nhận vai trò trao đổi khí giữa cơ thể và môi trường bên ngoài, đảm bảo cung cấp oxy cho tế bào và thải loại CO2. Hệ hô hấp gồm 2 phần chính:
- Đường dẫn khí trên: Khoang mũi, hầu, thanh quản – lọc, làm ẩm, sưởi ấm không khí trước khi vào phổi.
- Đường dẫn khí dưới và cơ quan trao đổi khí: Khí quản, phế quản, tiểu phế quản và phế nang – nơi trao đổi khí trực tiếp với mao mạch.
Phế nang là nơi mỏng manh và quan trọng nhất, có diện tích tiếp xúc lên tới 70–100 m² ở người trưởng thành. Bất kỳ tác nhân gây viêm, nhiễm hoặc cản trở chức năng của phế nang đều ảnh hưởng đến quá trình hô hấp.
2. Nguyên nhân gây ô nhiễm không khí trong nhà
a. Nguồn nội sinh (phát sinh bên trong nhà)
- Khói bếp, dầu ăn, khí gas rò rỉ
- Các thiết bị đốt (lò sưởi, máy phát điện)
- Sơn, dung môi, chất tẩy rửa – phát VOC
- Nội thất mới (ván ép, nhựa tổng hợp) phát thải formaldehyde
- Lông thú cưng, bụi vải, tế bào chết người
- Nấm mốc do độ ẩm cao và thông gió kém
b. Nguồn ngoại sinh (từ bên ngoài xâm nhập vào)
- Bụi đường, khí thải xe cộ, công trình xây dựng
- Phấn hoa, vi khuẩn từ bên ngoài theo luồng gió
- Ô nhiễm không khí từ khu công nghiệp, bãi rác gần nhà
3. Tác động của bụi mịn và khí độc lên hệ hô hấp
a. Cơ chế xâm nhập của PM2.5
- PM2.5 đủ nhỏ để vượt qua lớp nhầy và lông chuyển của mũi
- Xâm nhập sâu tới phế nang – gây viêm, phù nề, giảm trao đổi khí
- Kích hoạt phản ứng miễn dịch, tạo cytokine gây viêm toàn thân
- Một phần đi vào máu – ảnh hưởng tim mạch, não bộ
b. Tác động cấp tính
- Khó thở, ho khan, đau họng
- Cơn hen cấp, dị ứng, tăng nguy cơ viêm phế quản
- Nhức đầu, chóng mặt do thiếu oxy
c. Tác động mãn tính
- Bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính (COPD)
- Giảm chức năng hô hấp kéo dài, tăng nguy cơ ung thư phổi
- Tăng nguy cơ nhiễm trùng hô hấp tái phát
- Trẻ nhỏ: chậm phát triển phổi, suy giảm miễn dịch
d. Tác động đối với nhóm nguy cơ cao
- Trẻ em: Phổi chưa phát triển hoàn chỉnh, hít thở nhanh hơn người lớn
- Người cao tuổi: Suy giảm miễn dịch và chức năng phổi theo tuổi
- Người có bệnh nền hô hấp, tim mạch: Dễ bị kích ứng, nguy cơ biến chứng cao
PHẦN III: CÁC CÔNG NGHỆ LỌC KHÔNG KHÍ HIỆN NAY
1. Lọc cơ học (Mechanical Filtration)
Đây là công nghệ cơ bản và phổ biến nhất, sử dụng các lớp màng lọc vật lý để giữ lại hạt bụi và vi sinh vật.
- Màng HEPA (High-Efficiency Particulate Air): Bắt giữ được ≥99.97% hạt bụi có kích thước ≥0.3 micromet. Hiệu quả với PM2.5, phấn hoa, bào tử nấm mốc.
- Màng lọc thô (pre-filter): Lọc các hạt lớn như tóc, lông thú cưng, bụi vải.
2. Lọc bằng than hoạt tính (Activated Carbon)
Than hoạt tính có cấu trúc rỗng, khả năng hấp phụ cao đối với:
- VOCs, mùi hôi, formaldehyde
- Khí độc nhẹ như SO2, NO2, ozone
=> Thường dùng kết hợp với màng HEPA trong thiết bị dân dụng.
3. Ion hóa và phát tia âm (Ionizer)
Thiết bị tạo ion âm (-) làm kết dính bụi mịn và vi khuẩn trong không khí, khiến chúng rơi xuống hoặc bị hút vào bề mặt điện tích.
- Ưu điểm: Không cần thay màng lọc
- Nhược điểm: Một số loại tạo ozone phụ, cần kiểm soát an toàn
4. Công nghệ UV-C (Ultraviolet Germicidal Irradiation)
Tia UV bước sóng 254 nm phá hủy DNA/RNA của vi khuẩn, virus.
- Thường tích hợp trong hệ thống lọc để khử trùng khí trước khi tuần hoàn lại
- Cần đảm bảo thiết kế cách ly tia UV an toàn cho người dùng
5. Công nghệ lọc tĩnh điện (Electrostatic Precipitator)
Dòng khí đi qua vùng điện tích cao làm ion hóa hạt bụi, sau đó hút vào tấm điện tích đối diện.
- Hiệu quả cao, bảo trì dễ
- Nhưng nếu thiết kế kém có thể tạo ozone thứ cấp
6. Các công nghệ mới nổi
- Photocatalyst (quang xúc tác): Sử dụng TiO2 kết hợp ánh sáng để phân hủy VOC
- Plasma lạnh: Tạo vùng điện plasma phân hủy mùi và vi khuẩn
- Nanoe™, Streamer, Bipolar ions: Các thương hiệu công nghệ độc quyền hướng đến diệt khuẩn và khử mùi triệt để
7. Tổng hợp – so sánh
| Công nghệ | Khả năng lọc bụi | Lọc khí độc | Diệt khuẩn | Nhược điểm |
| HEPA | Rất cao | Không | Trung bình | Cần thay định kỳ |
| Than hoạt tính | Thấp | Cao | Không | Bão hòa nhanh |
| Ion âm | Trung bình | Trung bình | Có thể | Tạo ozone nếu không kiểm soát |
| UV-C | Không | Không | Rất cao | An toàn thiết kế |
| Tĩnh điện | Cao | Thấp | Trung bình | Có thể tạo ozone |