Tóm tắt.
Nghiên cứu này đánh giá sự biến động theo mùa, phân bố không gian và rủi ro sức khỏe ở mức sàng lọc liên quan đến PM2.5, Benzen (C6H6) và SO₂ tại Khu công nghiệp (KCN) Phú Tài, tỉnh Bình Định, Việt Nam. Tổng cộng 120 mẫu cho mỗi chất ô nhiễm đã được thu thập trong mùa hè (tháng 6–7 năm 2023) và mùa đông (tháng 12 năm 2023 – tháng 1 năm 2024) tại bốn vị trí ranh giới đại diện, bao gồm cả thời điểm ban ngày và ban đêm.
Để khắc phục các hạn chế về phương pháp luận được ghi nhận trong các nghiên cứu trước đây, nghiên cứu này áp dụng các quy trình đảm bảo và kiểm soát chất lượng (QA/QC) chi tiết, kiểm định thống kê (kiểm định t với khoảng tin cậy 95%), phân tích độ bất định và khung đánh giá rủi ro sinh thái định tính được xác định rõ ràng.
Kết quả cho thấy nồng độ trung bình của tất cả các chất ô nhiễm đều vượt quá giới hạn cho phép theo quy chuẩn QCVN 05:2023/BTNMT. PM2.5 được xác định là chất ô nhiễm chủ đạo, với nồng độ vào mùa đông (42,5 ± 15,3 µg/m³) cao hơn đáng kể so với mùa hè (31,8 ± 12,4 µg/m³) (p < 0,05). Xu hướng biến động theo mùa tương tự cũng được ghi nhận đối với SO₂.
Từ khóa: PM2.5, Benzen, SO2, rủi ro sức khỏe, rủi ro sinh thái, Khu công nghiệp Phú Tài.
1. Giới thiệu
Ô nhiễm không khí, đặc biệt là bụi mịn PM2.5 và các khí độc hại như Benzen và SO2, là vấn đề nghiêm trọng mang tính toàn cầu, gây tác động tiêu cực đến sức khỏe con người và hệ sinh thái [1]. Tại Việt Nam, các khu công nghiệp (KCN) là một trong những nguồn phát thải chính của các chất ô nhiễm này do các hoạt động sản xuất công nghiệp, giao thông vận tải và đốt nhiên liệu hóa thạch [2].
KCN Phú Tài, tỉnh Bình Định, là một khu công nghiệp quan trọng tại khu vực miền Trung với quy mô lớn và đa dạng ngành nghề, bao gồm chế biến gỗ, lắp ráp cơ khí, sản xuất vật liệu xây dựng và dệt may. KCN này nằm trong một bối cảnh địa hình phức tạp: phía Bắc giáp sông Hà Thanh và khu dân cư; phía Nam giáp khu dân cư và tuyến đường dẫn đến KCN Long Mỹ; phía Đông giáp Quốc lộ 1A và khu dân cư; và phía Tây giáp núi Hòn Chà. Địa hình này tạo ra không gian khép kín, hạn chế sự phát tán của các chất ô nhiễm, đồng thời tiềm ẩn rủi ro sức khỏe đối với cộng đồng dân cư xung quanh cũng như hệ sinh thái tự nhiên của khu vực sông và núi.
Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu đánh giá chất lượng không khí tại các khu công nghiệp trên khắp châu Á, nhưng vẫn còn hạn chế về dữ liệu đặc thù khu vực đối với các KCN ven biển quy mô vừa tại miền Trung Việt Nam có kết hợp các yếu tố: quan trắc theo mùa, sàng lọc rủi ro sức khỏe, phân tích độ bất định và đánh giá rủi ro sinh thái dựa trên đối tượng chịu tác động (receptor). Nghiên cứu này nhằm cung cấp một khung phương pháp luận minh bạch và bộ dữ liệu nền tảng cho các khu vực công nghiệp chuyển tiếp tương tự. Do đó, nghiên cứu được thực hiện nhằm: (1) Xác định nồng độ và biến động không gian - thời gian của PM2.5, Benzen và SO2; (2) Phân tích mối tương quan giữa các chất ô nhiễm; (3) Đánh giá rủi ro sức khỏe đối với cộng đồng xung quanh; và (4) Đánh giá rủi ro sinh thái dựa trên đặc điểm cảnh quan cụ thể của khu vực.
2. Phương pháp nghiên cứu
2.1. Khu vực nghiên cứu và thiết kế lấy mẫu
Khu vực nghiên cứu bao gồm KCN Phú Tài và vùng phụ cận. Các điểm lấy mẫu được bố trí tại 4 vị trí đặc trưng, tương ứng với 4 hướng tiếp giáp:
Điểm PT-N: Phía Bắc, gần bờ sông Hà Thanh và khu dân cư. Điểm PT-D: Phía Đông, gần Quốc lộ 1A và các khu dân cư.
Điểm PT-T: Phía Tây, dưới chân núi Hòn Chà.
Điểm PT-S: Phía Nam, gần các khu dân cư và tuyến đường dẫn đến Khu công nghiệp Long Mỹ.
Các mẫu không khí được thu thập trong 60 ngày liên tục cho mỗi mùa (mùa hè: tháng 6 - tháng 7 năm 2023 và mùa đông: tháng 12 năm 2023 - tháng 1 năm 2024), với tần suất 2 mẫu mỗi ngày (ban ngày: 9 giờ sáng - 3 giờ chiều; ban đêm: 9 giờ tối - 3 giờ sáng). Tổng cộng 120 mẫu đã được thu thập cho mỗi thông số.
Mỗi điểm lấy mẫu đóng góp 30 mẫu cho mỗi mùa (15)
Kết Quả
Việc đánh giá QA/QC xác nhận rằng tất cả các quy trình phân tích đều đáp ứng các tiêu chí về hiệu năng đã được thiết lập từ trước. Mức độ nhiễm bẩn mẫu trắng là không đáng kể, độ chính xác của mẫu lặp nằm trong giới hạn chấp nhận được (RPD < 10%) và độ ổn định của quá trình hiệu chuẩn được kiểm tra hàng ngày.
Khoảng bất định (±8–12%) đã được đưa vào quá trình diễn giải kết quả so sánh theo mùa và tính toán chỉ số HQ. Các phân tích độ nhạy cho thấy sự biến động của độ bất định không làm thay đổi phân loại rủi ro tổng thể (ví dụ: chỉ số HQ đối với PM2.5 vẫn lớn hơn 1 ở cả người lớn và trẻ em, ngay cả trong các kịch bản nồng độ ở mức thấp nhất).
Những kết quả này củng cố thêm độ tin cậy về tính vững chắc của các quy luật biến đổi theo mùa và theo không gian đã được ghi nhận.
Kết quả đánh giá rủi ro (Bảng 2) cho thấy đối với người trưởng thành, chỉ số HQ của PM2.5 là 1,26 (>1), cho thấy nguy cơ tiềm ẩn về các tác động xấu đến sức khỏe do phơi nhiễm lâu dài với nồng độ PM2.5 hiện tại tại Khu công nghiệp Phú Tài. Tuy nhiên, kết quả đáng lo ngại nhất lại nằm ở nhóm trẻ em. Với chỉ số HQ lên tới 2,81, trẻ em sống tại khu vực này phải đối mặt với nguy cơ sức khỏe cao gần gấp đôi so với người trưởng thành. Nguyên nhân là do trẻ em có nhịp thở cao hơn so với trọng lượng cơ thể, đồng thời hệ hô hấp và hệ miễn dịch chưa phát triển hoàn thiện, khiến các em trở thành nhóm đối tượng cực kỳ dễ bị tổn thương trước tình trạng ô nhiễm bụi mịn. Trong khi đó, chỉ số HQ đối với Benzene và SO2 đều thấp hơn 1, cho thấy mức độ rủi ro nằm trong ngưỡng chấp nhận được.
ASSESSMENT OF ECOLOGICAL AND PUBLIC HEALTH RISKS FROM EXPOSURE TO AIR POLLUTANTS (PM2.5, BENZENE, SO2)
Abstract.This study assessed seasonal variation, spatial distribution, and screening-level health risks associated with PM2.5, Benzene (C6H6), and SO₂ in Phu Tai Industrial Zone (IZ), Binh Dinh Province, Vietnam. A total of 120 samples per pollutant were collected during summer (June–July 2023) and winter (December 2023–January 2024) at four representative boundary sites, with daytime and nighttime sampling.
To address methodological limitations identified in previous review, this study incorporates detailed QA/QC protocols, statistical testing (t-test with 95% confidence intervals), uncertainty analysis, and a clearly defined qualitative ecological risk framework.
The results indicated that average concentrations of all pollutants exceeded the permissible limits set by QCVN 05:2023/BTNMT. PM2.5 was identified as the dominant pollutant, with significantly higher winter concentrations (42.5 ± 15.3 µg/m³) compared to summer (31.8 ± 12.4 µg/m³) (p < 0.05). Similar seasonal trends were observed for SO₂.
The use of RfD-based HQ for PM2.5 is interpreted strictly as a screening-level indicator, acknowledging that concentration–response epidemiological approaches are more commonly applied for fine particulate matter risk quantification.
The study provides scientific evidence to support pollution control strategies and public health protection measures in industrial–residential interface zones.
Keywords: PM2.5, Benzene, SO2, health risk, ecological risk, Phu Tai Industrial Zone
References
[1] WHO, 2021. WHO global air quality guidelines: particulate matter (PM2.5 and PM10), ozone, nitrogen dioxide, sulfur dioxide and carbon monoxide.
[2] Lai Nguyen Huy and Nguyen Thi Kim Oanh, 2021. Development of Attested and Readily Publicised Air Pollution Emission Inventories Database for Southeast Asia.
[3] US EPA, 2009. Risk Assessment Guidance for Superfund Volume I: Human Health Evaluation Manual (Part F, Supplemental Guidance for Inhalation Risk Assessment).
[4] Ministry of Natural Resources and Environment (MONRE), 2023. QCVN 05:2023/BTNMT - National Technical Regulation on Ambient Air Quality.