Quá trình công nghiệp hóa – đô thị hóa phát thải ra môi trường lượng NO2 vượt mức cho phép dẫn đến chất lượng không khí khu vực và toàn cầu bị suy giảm. Nồng độ NO2 tăng cao không khí tác động đến môi trường mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe và nhu cầu sinh hoạt của con người. Vậy nồng độ NO2 tác động đến sức khỏe con người như thế nào?
1. Nitơ dioxit (NO2) là gì?
Nito dioxit (NO2) là một chất khí màu đỏ nâu và có mùi khá cay nồng. Đây là một trong các oxit của nitơ (N) và oxi (O), được hình thành từ quá trình đốt cháy các chất hữu cơ và các quá trình công nghiệp. NO2 thường đi kèm với khí nitơ monoxit (NO) và hợp thành chung chất gọi là oxit nitơ (NOx).
Khí Nito dioxit trong môi trường
NO2 có cấu trúc phân tử gồm một nguyên tử nitơ (N) và hai nguyên tử oxi (O). Cấu trúc phân tử NO2 có dạng “N-O-O”, trong đó nguyên tử nitơ (N) nằm ở trung tâm và hai nguyên tử oxi (O) gắn kết với nitơ thông qua liên kết hóa học. NO2 thường xuất hiện trong các khu vực đô thị, khu vực công nghiệp và giao thông. Đây là một chất khí gây ô nhiễm môi trường và thường được tạo ra từ các hoạt động như đốt nhiên liệu của phương tiện giao thông, nhà máy điện, nhà máy công nghiệp và hệ thống sưởi nhiệt.
Khí NO2 được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, đặc biệt trong ngành y tế và công nghiệp. Trong y tế, khí NO2 được sử dụng trong điều trị các bệnh liên quan đến hệ hô hấp, như viêm phế quản mãn tính và bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính. NO2 có tác dụng giãn mạch và giảm co bóp ở đường hô hấp, từ đó giúp nâng cao lưu lượng không khí và cải thiện sự thông thoáng của phế quản.
Trong công nghiệp, NO2 được sử dụng làm chất oxy hóa trong các quy trình sản xuất hóa chất, dược phẩm và chất tẩy rửa. Đồng thời, chất khí cũng được sử dụng làm chất phụ gia để tăng cường hoạt động oxi hóa trong một số quá trình công nghiệp như trong sản xuất giấy và chế biến thực phẩm.
2. Các nguồn sản sinh ra nồng độ NO2
Nồng độ NO2 trong không khí có thể được sản sinh bởi các nguồn tự nhiên và nhân tạo. Một số nguồn tự nhiên sản sinh nồng độ NO2 trong không khí bao gồm hoạt động địa chất (núi lửa phun trào, động đất) và sự phân hủy các chất hữu cơ trong tự nhiên (phân bón hữu cơ, phân hủy rễ cây hoặc chất thải hữu cơ). Sự gia tăng nồng độ NO2 còn phục thuộc vào vi khuẩn và vi sinh vật trong hoạt động sinh học của chúng. Hơn nữa, sự phát thải NO2 cũng có thể là hệ quả của cháy rừng hoặc các đám cháy tự phát.
Núi lửa phun trào
Sự hình thành của NO2 trong không khí cũng được tác động bởi những yếu tố nhân tạo. Quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch như than, dầu và khí đốt để sản xuất năng lượng cho công nghiệp, giao thông và gia đình là nguyên nhân chính sản sinh NO2. Các nhà máy nhiệt điện, phương tiện giao thông động cơ đốt trong, hệ thống sưởi và làm mát trong các tòa nhà cũng dẫn đến nồng độ NO2 trong không khí tăng mạnh. Ngoài ra, các quá trình công nghiệp như sản xuất xi măng, thép và hóa chất cũng phát thải lượng lớn nồng độ NO2.
3. Nồng độ NO2 và những ảnh hưởng đến sức khỏe con người
3.1. Vấn đề hô hấp
Nồng độ NO2 cao trong không khí có thể gây ra các vấn đề hô hấp ở người. NO2 là một chất khí ô nhiễm môi trường và thường xuất hiện trong môi trường đô thị và khu vực công nghiệp. Khi hít thở không khí chứa nồng độ NO2 cao có thể ảnh hưởng xấu đến sức khỏe hô hấp của con người.
Nồng độ NO2 cao có thể gây kích ứng và viêm phổi. Viêm phổi do NO2 có thể phát triển bệnh hen suyễn, tăng nguy cơ nhiễm trùng đường hô hấp và bệnh phổi mãn tính (ho, thở khò khè, khó thở, giảm khứu giác). NO2 có khả năng kích ứng niêm mạc trong xoang mũi và gây viêm xoang. Điều này có thể dẫn đến các triệu chứng như nghẹt mũi, đau và áp lực trong vùng khuỷu và mũi.
Bệnh hen suyễn do ô nhiễm nồng độ NO2
Nghiên cứu được thực hiện trên dữ liệu của 232 công nhân về “Tác động cấp tính của NO2 và hạt đối với hệ hô hấp” cho thấy nồng độ NO2 cao có liên quan đến các triệu chứng ho liên quan đến công việc như ngứa, rát hoặc chảy nước mắt, khó thở, tức ngực và khò khè.
Một nghiên cứu khác về “Ảnh hưởng của các chất ô nhiễm không khí oxy hóa đối với hệ hô hấp” được đăng tải trên Tạp chí Hô hấp Châu Âu, phơi nhiễm NO2 gây ra những thay đổi về chức năng hô hấp như hạn chế luồng không khí và phản ứng quá mức đối với các kích thích co thắt phế quản.
3.2. Vấn đề tim mạch
Việc tiếp xúc với nồng độ NO2 vượt mức tiêu chuẩn có thể dẫn đến các vấn đề về tim mạch nguy hiểm. Việc tiếp xúc lâu dài với nồng độ NO2 cao có thể hình thành các chất gây viêm và kích thích sự co bóp mạnh của mạch máu. Điều này có thể dẫn đến tăng nguy cơ mắc các vấn đề tim mạch nguy hiểm như nhồi máu cơ tim, đau thắt ngực, tăng huyết áp và các biến chứng khác.
Theo một nghiên cứu gần đây được công bố trên BMJ, việc tiếp xúc ngắn hạn với nitơ dioxide (NO2) đã được chứng minh là có mối liên hệ tuyến tính với việc tăng nguy cơ tử vong, cả về tim mạch và hô hấp.
Nồng độ oxy trong không khí giảm gây ra vấn đề tim mạch
Khi nồng độ NO2 tăng lên trong không khí có thể làm giảm nồng độ oxy và tạo ra hiện tượng thiếu oxy (hypoxia). Hiện tượng này có thể gây ra sự co thắt của các mạch máu và tăng cường khả năng đông máu, đặc biệt nguy hiểm đối với những người có tiền sử về các vấn đề tim mạch như bệnh nhân đau thắt ngực và bệnh nhân suy tim.
Theo nghiên cứu “Sự khác biệt về sự thay đổi nhịp tim liên quan đến việc tiếp xúc lâu dài với NO2”, đối với phụ nữ, nồng độ NO2 trong không khí tăng 10μg/m3 trong một năm có liên quan đến mức giảm 3% độ lệch chuẩn của nhịp tim so với bình thường. Nghiên cứu còn cung cấp bằng chứng cho thấy việc tiếp xúc lâu dài với NO2 có thể gây rối loạn chức năng tự chủ của tim ở phụ nữ lớn tuổi và ở những đối tượng mắc bệnh tim mạch.
3.3. Vấn đề về da
Nồng độ NO2 trong không khí cao có thể dẫn đến các vấn đề về da liễu ở người. Việc tiếp xúc với NO2 trong thời gian dài có thể gây kích ứng da, tăng nguy cơ viêm da và kích thích những mẩn mụn trên da.
Nồng độ NO2 cao còn làm tăng nguy cơ mắc các bệnh viêm da như viêm da cơ địa, viêm da tiếp xúc (contact dermatitis) và viêm da dị ứng. Các vùng da có thể trở nên viêm, sưng, đỏ và khó chịu. Đồng thời, NO2 có thể làm da trở nên khô và thiếu độ ẩm. Da có thể bị nứt nẻ và xuất hiện các vết nứt nhỏ hoặc vết nứt sâu, gây ra sự khó chịu và đau rát. Các triệu chứng trên có thể biến đổi tùy thuộc vào độ nhạy cảm của da và mức độ tiếp xúc với nồng độ NO2.
Viêm da dị ứng do tiếp xúc với nồng độ NO2 cao
Theo nghiên cứu mới nhất về “Tác động của ô nhiễm không khí đối với bệnh viêm da dị ứng” được phát hành vào năm 2023, NO2, SO2, CO và PM trong ô nhiễm không khí có liên quan đến các bệnh viêm da dị ứng. Các chất ô nhiễm này làm suy giảm hàng rào bảo vệ da do stress oxy hóa, tăng mất nước và ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật trên da. Hơn nữa, stress oxy hóa kích hoạt rối loạn điều hòa miễn dịch, dẫn đến tăng độ nhạy cảm với các chất gây dị ứng khiến làn da chịu nhiều tổn thương.
Đặc biệt, việc tiếp xúc với NO2 có thể là nguyên nhân dẫn đến bệnh chàm (eczema) ở da. Bệnh chàm là một bệnh da mãn tính, không lây lan, gây ra sự viêm nhiễm và kích ứng của da. Nghiên cứu “Phơi nhiễm NO2 làm tăng số lần khám ngoại trú bệnh chàm ở Quảng Châu, Trung Quốc” vào năm 2021 cho biết nồng độ trung bình của NO2 trong 7 ngày tăng 10μg/m3 có liên quan đến 2.22% tăng số lượt khám ngoại trú vì bệnh chàm ở Thượng Hải từ năm 2007 đến 2011.
Bệnh chàm do nồng độ NO2 trong không khí cao
4. 4 phương pháp giảm nồng độ khí thải NO2 trong không khí
4.1. Kiểm soát và giảm thiểu khí thải từ nguồn
Kiểm soát và giảm thiểu khí thải từ các nguồn là một trong những phương pháp hữu ích để hạn chế sự gia tăng của nồng độ NO2. Kiểm soát và giảm thiểu khí thải từ các nguồn góp phần vào sự phát triển bền vững, thúc đẩy sự sáng tạo trong công nghệ và nguồn năng lượng sạch. Bằng cách chuyển đổi sang các nguồn năng lượng thân thiện với môi trường và sử dụng công nghệ tiết kiệm năng lượng, chúng ta có thể đảm bảo một hệ thống năng lượng và môi trường bền vững cho tương lai.
Hiện nay, nhằm kiểm soát nồng độ phát thải NO2 trong không khí, Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ EPA thiết lập Tiêu chuẩn nồng độ NO2 dựa trên Tiêu chuẩn chất lượng không khí xung quanh (National Ambient Air Quality Standards NAAQS). NAAQS đã đặt giới hạn tối đa cho nồng độ NO2 trong không khí bao gồm trong nhà và ngoài trời.
Kiểm soát và giảm thiểu khí thải từ nguồn
4.2. Kiểm soát vấn đề về giao thông vận tải
Một phương pháp quan trọng nhằm giảm nồng độ khí thải NO2 trong không khí là kiểm soát vấn đề về giao thông vận tải. Giao thông vận tải, đặc biệt là xe cộ, là một nguồn chính gây ra khí thải NO2. Việc kiểm soát giao thông và giảm lượng xe cộ trên đường giúp giảm khí thải NO2 từ các phương tiện vận chuyển.
Ngoài ra, việc tối ưu hóa kế hoạch đèn giao thông và lưu lượng giao thông giúp giảm tắc nghẽn và thời gian di chuyển. Điều này giúp giảm lượng phương tiện cá nhân chạy trên đường, hạn chế quá trình đốt nhiên liệu từ các động cơ và từ đó giảm thiểu lượng NO2.
Kiểm soát vấn đề giao thông tại các thành phố lớn
4.3. Tăng cường mật độ cây xanh
Một trong những phương pháp cần thiết để giảm nồng độ NO2 cao là tăng cường mật độ cây xanh trong khu vực. Cây xanh có khả năng hấp thụ khí NO2 qua quá trình quang hợp thông qua các lá cây và các cơ quan khác như vỏ cây, mầm non. Quá trình quang hợp giúp chuyển đổi khí NO2 thành chất khí dễ hấp thụ hơn và giảm nồng độ NO2 trong không khí.
Trồng cây phủ xanh đồi trọc
4.4. Khuyến khích sử dụng các phương tiện công cộng
Việc khuyến khích sử dụng các phương tiện công cộng là biện pháp cần thiết để giảm nồng độ NO2 trong không khí. Đây là một phần trong việc xây dựng một hệ thống giao thông bền vững. Việc ưu tiên sử dụng các phương tiện công cộng như xe bus, tàu điện ngầm và xe điện giúp giảm thiểu lượng xe cá nhân tham gia trên đường. Khi các phương tiện giao thông cá nhân giảm khiến lượng khí thải NO2 giảm và gia tăng chất lượng không khí.
Hơn nữa, các phương tiện công cộng thường chia sẻ chung một phương tiện để vận chuyển nhiều người cùng một lúc. Điều này giúp tiết kiệm năng lượng và tài nguyên so với việc mỗi người đi riêng trong một phương tiện cá nhân. Việc tiết kiệm năng lượng cũng đồng nghĩa với việc giảm lượng khí thải NO2 từ nguồn năng lượng tiêu thụ.
Khuyến khích sử dụng các phương tiện công cộng
Nồng độ NO2 cao trong không khí có thể gây những rủi ro đến sức khỏe con người. Việc tiếp xúc với NO2 có thể kích thích và viêm nhiễm đường hô hấp, tăng nguy cơ mắc các bệnh phổi như viêm phổi, cũng như tác động tiêu cực đến hệ tim mạch. Bởi vậy, việc thúc đẩy sử dụng nhiên liệu sạch, hạn chế các nguồn phát thải NO2 và khuyến khích sử dụng các phương tiện công cộng là biện pháp thiết thực nhằm cải thiện và nâng cao chất lượng không khí toàn cầu.
Tìm hiểu và cập nhật những thông tin mới nhất về không khí tại đây.
THAM KHẢO
[1] Gamble, John, et al. “Epidemiological-Environmental Study of Diesel Bus Garage Workers: Acute Effects of NO2 and Respirable Particulate on the Respiratory System.” Environmental Research, vol. 42, no. 1, Feb. 1987, pp. 201–214, https://doi.org/10.1016/s0013-9351(87)80022-1. Accessed 11 Oct. 2019.
[2] Chitano, P., et al. “Effect of Oxidant Air Pollutants on the Respiratory System: Insights from Experimental Animal Research.” The European Respiratory Journal, vol. 8, no. 8, 1 Aug. 1995, pp. 1357–1371, www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7489804, https://doi.org/10.1183/09031936.95.08081357. Accessed 9 Mar. 2020.
[3] Denise Felber Dietrich, et al. Differences in Heart Rate Variability Associated with Long-Term Exposure to NO 2. Vol. 116, no. 10, 1 Oct. 2008, pp. 1357–1361, https://doi.org/10.1289/ehp.11377. Accessed 17 July 2023.
[4] Pan, Zhouxian, et al. Impact of Air Pollution on Atopic Dermatitis: A Comprehensive Review. 28 Feb. 2023, https://doi.org/10.1007/s12016-022-08957-7. Accessed 17 July 2023.
[5] Zhang, Luwen, et al. “NO2 Exposure Increases Eczema Outpatient Visits in Guangzhou, China: An Indication for Hospital Management.” BMC Public Health, vol. 21, no. 1, 15 Mar. 2021, https://doi.org/10.1186/s12889-021-10549-7. Accessed 1 Apr. 2021.
[6] Meng, Xia, et al. “Short Term Associations of Ambient Nitrogen Dioxide with Daily Total, Cardiovascular, and Respiratory Mortality: Multilocation Analysis in 398 Cities.” BMJ, vol. 372, 24 Mar. 2021, p. n534, www.bmj.com/content/372/bmj.n534, https://doi.org/10.1136/bmj.n534.
