Quá trình đốt cháy than đá sẽ sản sinh và khuếch tán vào không khí các hạt phân tử dạng titanium oxide có cấu trúc hiếm gặp, có nguy cơ gây hại đối cho sức khỏe con người.
Đó là kết luận từ một nghiên cứu của các nhà khoa học môi trường thuộc Đại học Bách khoa Virginia (Mỹ), Đại học Sư phạm Hoa Đông (Thượng Hải), Đại học Duke (Mỹ), Đại học Kentucky (Mỹ) và Đại học Laurentian (Canada) do Giáo sư Michael F. Hochella Jr, Đại học Bách khoa Virginia làm trưởng nhóm nghiên cứu.
Nghiên cứu cho hay các hạt nano titanium suboxide có kích thước chỉ bằng 100 triệu phần mét sẽ được giải phóng khi than đá bị đốt cháy và tự do khuếch tán vào không khí. Chỉ những tấm lưới công nghệ cao mới có thể ngăn chặn các các phân tử khí này trước khi thải khí từ ống khói các nhà máy, nếu không các hạt này sẽ phát tán trong không trung ở khu vực quanh nhà máy, lan ra quanh vùng, khu vực, thậm chí là toàn cầu.
Theo Giáo sư Hochella: ‘Vấn đề ở đây là không có biện pháp đơn giản mà thiết thực nào để ngăn chặn sự cấu thành của các hạt khí siêu vi này trong quá trình đốt than”.
Đối với một số quốc gia có các quy định môi trường chặt chẽ như Hoa Kỳ, phần lớn các hạt nano này sẽ bị lọc bỏ. Tuy nhiên, quy định môi trường ở nhiều quốc gia như ở Châu Phi, Trung Quốc hay Ấn Độ vẫn còn lỏng lẻo, thậm chí là chưa có quy định và tro than, khói bụi vẫn được thải tự do vào bầu khí quyển.
“Tại nhiều quốc gia, các phân tử khí này không được lọc bỏ, hoặc quá trình loại bỏ không hiệu quả. Các hạt nano suboxit titan cùng nhiều loại khí độc hại khác sẽ tự do khuếch tán vào khí quyển, góp phần gây ra hiện tượng ô nhiễm không khí, đặc biệt là Trung Quốc và Ấn Độ.’ – Ông Hochella cho biết.
Giáo sư Hochella và nhóm cộng sự không chỉ tìm thấy các hạt khí phóng xạ này trong tro than ở khắp nơi trên thế giới, khí thải các nhà máy mà còn trên cả đường phố, trong ao hồ, bể trữ nước mưa và bế chứa của các nhà máy xử lý nước thải.
Ông Yang, Giáo sư thỉnh giảng tại Khoa Địa chất của Đại học Bách Khoa Virginia chia sẻ: “Tôi không thể tin vào những phát hiện ban đầu, bởi vì theo dữ liệu, chúng thường hiếm xuất hiện trong môi trường tự nhiên. Tôi phải mất vài tháng để khẳng định sự tồn tại của các hạt khí này trong các mẫu tro than”.
Hợp chất Titanium suboxide (còn gọi là giai đoạn Magnéli) mới được các nhà khoa học phát hiện trước kia được cho là rất hiếm, chỉ xuất hiện lác đác ở một số vùng trên Trái Đất, trong một số thiên thạch hay ở trong một khu vực núi đá nhỏ ở phía Tây Greenland và thỉnh thoảng ở các tảng đá Mặt Trăng. Tuy nhiên, phát hiện của Giáo sư Hochella và cộng sự đã khẳng định các hạt nano trên thực tế xuất hiện rộng rãi trên toàn cầu. Chỉ có điều đây là lần đầu tiên chúng được nghiên cứu trong môi trường tự nhiên dưới kính hiển vi.
Theo báo cáo, gần như toàn bộ than đá bình thường đều chứa các chất khoáng rutile và/hoặc anatase và titanium oxide trơ, đặc biệt trong điều kiện không có ánh sáng. Khi đốt cháy, những loại khoáng trong than sẽ nhanh chóngchuyển hóa thành các hạt nano titanium suboxide mới, trộn vào khí thải và bay ra khỏi ống thải.
Khi con người hít thở không khí có chứa titanium suboxide, các hạt nano sẽ xâm nhập sâu vào phổi, đi vào các phế nang cung cấp oxy cho các mạch máu trong quá trình hô hấp. Mặc dù chưa có kết luận rõ ràng về việc phổi bị nhiễm độc bởi các hạt khí này nhưng xét nghiệm sinh học sơ bộ của nhóm nghiên cứu cho thấy các hạt này thực sự có khả năng gây hại cho sức khỏe con người.
Các tác giả cho rằng cần có những nghiên cứu sâu hơn, đặc biệt là xét nghiệm sinh học trực tiếp tác động tới phổi. Lý tưởng nhất là có thể hợp tác với các nhà máy điện than ở Hoa Kỳ hay Trung Quốc để tiến hành nghiên cứu thực tế.
Đánh giá tác động của các hạt này đối với sức khoẻ con người sẽ càng khó khăn hơn vì các hạt nano titanium suboxide có hoạt tính sinh học trong bóng tối. Do vậy, hiện vẫn chưa có kết luận chính thức.
Ông Hochella cho hay: “Các nghiên cứu trong tương lai sẽ cần phân tích cẩn thận và tiếp cận đến độc tính của các hạt nano suboxit titan đối với phổi. Điều này có thể mất nhiều năm”.
Câu hỏi đặt ra là vì sao tới nay những hạt phóng xạ nano titanium suboxide khuếch tán tự do trong không khí này mới được phát hiện? Giáo sư Hochella và nhóm nghiên cứu vô tình phát hiện ra các hạt này vào năm 2014 khi đang nghiên cứu sự chuyển động xuôi dòng của các kim loại độc hại trong vụ tràn tro than tại sông Dan phía Bắc Carolina. Các nhà khoa học đã nhận thấy sự hiện diện của một lượng nhỏ titanium suboxide bất thường ở đó. Sau đó, nhóm nghiên cứu làm thí nghiệm mô phỏng trong phòng thí nghiệm bằng cách đốt than và phát hiện ra sự tồn tại của các hạt nano suboxide.
Những nguy cơ mới về sức khỏe liên quan đến ô nhiễm không khí này được xác định dựa trên những phát hiện đã có của Tổ chức Y tế thế giới (WTO). Theo ước tính mỗi năm trên thế giới có tới 3,3 triệu ca tử vong sớm do ô nhiễm không khí. Ở Trung Quốc, con số này vào khảng 1,6 triệu ca mỗi năm và thường là các bệnh liên quan đến tim mạch, hô hấp. Hầu hết các thành phố lớn ở Trung Quốc đều đứng trong Top 100 thành phố có nhiều ngày khói bụi với nồng độ khí độc hại cao gấp hai đến bốn lần so với tiêu chuẩn của WTO.
Tuy nhiên, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người chỉ là một phần. Hàng ngàn phát hiện khác của các nhà khoa học cho thấy nguyên nhân cốt lõi làm tăng tốc quá trình nóng lên của Trái Đất và biến đổi khí hậu là do đốt than ở quy mô công nghiệp. Nhiều ảnh hưởng của các hạt nano titanium suboxide trong không khí làm gia tăng các loại khí nhà kính, những ảnh hưởng khác tới động vật, thực vật và nguồn nước vẫn chưa được nghiên cứu.
Nguyễn Sen/ Theo Science Daily
