Công nghệ cảnh báo sớm kim loại trong bụi mịn PM2.5

Trong phiên thảo luận chuyên đề "Kỹ thuật môi trường" tại hội thảo quản lý môi trường khu vực đô thị và công nghiệp, tổ chức hồi tháng 10, công nghệ do ThS Nguyễn Văn Dẫn giới thiệu nhận được sự quan tâm bởi khả năng xác định nồng độ thông số một số chất độc hại trong bụi PM 2.5. Thiết bị phân tích được các nguyên tố như kali, kẽm, canxi, vanađi, cađimi, mangan, lưu huỳnh, titan, crôm, đồng, niken, sắt, asen, thủy ngân, chì... trong bụi PM 2.5 có thể tích hợp với các hệ thống giám sát chất lượng không khí xung quanh. "Mỗi nguồn ô nhiễm có đặc điểm thành phần nguyên tố riêng, vì thế có thể được dự đoán bằng cách phân tích thành phần nguyên tố này", ông nói.

Ông Dẫn cho biết, thiết bị quan trắc tự động có tên PX-375 được thiết kế để bụi đi vào hệ thống sẽ lắng đọng ở phin lọc (phin lọc sử dụng nền nồng độ cực thấp). Bộ lọc vải PTFE không dệt có độ nhạy và hiệu suất chính xác. Máy đồng thời có camera CMOC được lắp đặt cho phép quan sát mẫu hạt được thu thập trên bộ lọc.

Khi bụi được chuyển qua bộ đo, bộ xử lý phân tích dữ liệu sẽ tính được kết quả và hiện kết quả lên màn hình. Thiết bị áp dụng công nghệ đã được kiểm chứng trên thế giới (theo khuyến cáo của Cục bảo vệ môi trường Mỹ US EPA Method IO 3.3). Các số liệu được đo và phân tích trực tiếp nên thời gian đưa ra kết quả nhanh, (có thể cài đặt ngắn tới 30 phút), giúp quan trắc liên tục xu hướng gần thời gian thực.

Hoạt động của công nghệ quan trắc bằng bộ thiết bị PX-375. Video: HORIBA

Ông Dẫn cho biết công nghệ quan trắc liên tục bằng PX-375 có nhiều lợi ích so với phương pháp phân tích truyền thống (ICP/AAS). Phương pháp truyền thống cần qua các bước lấy mẫu, xử lý, phân tích mẫu. Các mẫu cần phân tích mẫu chuyên sâu chi phí cao và cần thời gian dài để thu được kết quả nên không nắm bắt được xu hướng kịp thời do cần tuần suất cao. Với PX-375, quá trình này có thể rút ngắn thời gian, đưa ra nhiều dữ liệu, đo đạc luôn kết quả chính xác mà không cần qua giai đoạn xử lý mẫu. "Phương pháp thông thường có thể mất tới 2 tuần để cho ra kết quả, PX-375 giúp đo đạc và cảnh báo ngay lập tức", ông Dẫn nói.

Để minh chứng, ông so sánh dữ liệu trắc quan tự động (PX-375) và phân tích thủ công (ICP-MS) qua thông số Titan (Ti) trong không khí, do Bộ Môi trường Nhật Bản công bố. Máy PX-375 thực hiện phép đo liên tục với tần suất 4h/1 kết quả, còn phương pháp thủ công ICP-MS sẽ đo 1 kết quả trong 24h. Công nghệ của PX-375 này đã phát hiện được hàm lượng Ti tăng đột biến trong ngày mà phương pháp thủ công ICP-MS không ghi nhận được.

Theo ông Dẫn, công nghệ này có thể ứng dụng phân tích thành phần kim loại giúp phát hiện ô nhiễm vùng liên khu vực. Nhóm nghiên cứu thử nghiệm phân tích từ hai nguồn ô nhiễm tiềm năng là nhà máy đốt dầu (A) và nhà máy luyện đồng (B). Khi đặt bộ PX-375 lấy mẫu, đo đạc, nhóm phát hiện nguồn ô nhiễm đến từ nguyên tố Vanađi và Niken - thành phần từ nhà máy đốt dầu (A). Qua phân tích các hệ số nguyên tố trong bụi mịn PM2.5, công nghệ có thể phát hiện có nhiều nguồn ô nhiễm cùng loại trong nhà máy hay có nguồn ô nhiễm cùng loại xung quanh khu vực nghiên cứu.

Công nghệ quan trắc thành phần kim loại trong bụi mịn PM2.5 có thể ứng dụng vào nghiên cứu phân bổ nguồn, quan trắc liên tục ô nhiễm khói mù xuyên biên giới, liên khu vực, cháy rừng, hoặc giảm thiểu ô nhiễm môi trường và cải tiến quy trình sản xuất trong nhà máy. Hiện công nghệ được ứng dụng tại công ty HORIBA (tại Nhật Bản và Việt Nam).