Chế tạo thành công hệ thống đo lường hàm lượng bụi

TMO - Việc quan trắc và đo lường chính xác nồng độ bụi là điều quan trọng để bảo vệ sức khỏe và duy trì môi trường trong lành, bền vững. Trước nhu cầu đó TS.Dương Thành Nam và nhóm nghiên cứu của Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển công nghệ cao (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) đã chế tạo thành công hệ thống do lường hàm lượng bụi (ManDust).

Theo báo cáo chất lượng không khí toàn cầu của IQAir năm 2022, nồng độ bụi mịn PM 2.5 tại Việt Nam của năm 2021 là 24,7 μg/m3, nồng độ bụi mịn PM2.5 tại Việt Nam vượt quá 4,9 lần so với mức độ không khí đảm bảo. Liên Hợp Quốc đã xếp bụi mịn PM2.5 vào danh sách tác nhân gây ung thư. Điều đáng lưu ý rằng tổng lượng bụi ở 2 thành phố lớn Hà Nội và Hồ Chí Minh đều liên tục tăng cao, khiến chỉ số ô nhiễm không khí ở Việt Nam đang rất báo động.

Trước thực trạng đó, nhằm giải quyết các thách thức trong việc quan trắc môi trường không khí đặc biệt là về bụi, bụi mịn, TS Dương Thành Nam và các cộng sự thuộc Trung tâm Nghiên cứu và Chuyển giao công nghệ, Viện Hàn Lâm Khoa học và Công Nghệ VN đã chế tạo thành công hệ thống phục vụ kiểm định/hiệu chuẩn thiết bị đo bụi trong môi trường không khí (ManDust), hệ thống đã được phê duyệt nghiệm thu bởi Bộ Tài nguyên và Môi trường vào cuối tháng 12/2023.

Hệ thống ManDust cho phép điều chỉnh hàm lượng bụi PM trong phạm vi rộng và thực hiện các thử nghiệm đánh giá sự phân bố đồng đều và độ ổn định của bụi PM trong điều kiện kiểm soát.

ManDust được thiết kế tinh vi và chế tạo theo nguyên lý phối, trộn và hút dòng chảy (khí, bụi) theo nguyên lý đẳng động học (isokinetic) với 04 khối chính: Khối tạo dòng khí sạch, khô; Khối phân tán bụi PM; Tháp trộn với các đầu hút mẫu đẳng động học; Khối đầu ra. Đặc biệt, thiết kế tháp trộn bụi được tối ưu hóa để ngăn chặn thất thoát hạt và đảm bảo sự phân phối đồng đều của hạt PM trong tháp. Hàm lượng bụi được kiểm soát trong khoảng (0 ÷ 2.000) µg/m3, phù hợp với các thiết bị đo bụi thông thường trên thị trường ở Việt Nam.

Với tốc độ dòng chảy và mức độ hỗn loạn trong tháp trộn được kiểm soát và duy trì ở mức thấp để mô phỏng điều kiện lấy mẫu bụi ở trạng thái tĩnh lặng (v < 0,5 m/s). Thiết bị chuẩn và thiết bị cần kiểm định/ hiệu chuẩn đặt bên ngoài tháp, mẫu bụi được lấy qua các đầu lấy mẫu đẳng động lực để hạn chế và đảm bảo tính đồng nhất của hạt bụi (vận tốc và mật độ) giữa bên trong và bên ngoài tháp trộn, giữa các thiết bị tham chiếu và thiết bị cần kiểm định/ hiệu chuẩn là như nhau và đại diện.

Thiết kế thẳng đứng của tháp trộn kết hợp với đầu lấy mẫu đẳng động lực và ống lấy mẫu thẳng (không uốn cong) đảm bảo rằng tổn thất do bám dính hoặc thất thoát hạt bụi là không đáng kể. Phần mềm điều khiển hệ thống ManDust được lập trình với nhiều tính năng hữu ích, bao gồm cài đặt cấu hình, vận hành, đo lường, tính toán và lưu trữ dữ liệu giúp người dùng dễ dàng quản lý các thông số, theo dõi quá trình vận hành và thu thập dữ liệu một cách thuận tiện.

ManDust đánh dấu bước tiến quan trọng trong việc nâng cao chất lượng và độ chính xác của thiết bị đo hàm lượng bụi, đồng thời mở ra khả năng ứng dụng trong nghiên cứu sức khỏe và môi trường.

Theo thống kê của Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng, Việt Nam hiện có hơn 20 tổ chức thực hiện kiểm định/ hiệu chuẩn trong lĩnh vực hóa lý. Tuy nhiên sự thiếu hụt về năng lực kiểm định hoặc hiệu chuẩn các thiết bị đo bụi như PM2.5 và PM10 trong môi trường không khí xung quanh là do chưa có Hệ thống chuẩn hàm lượng bụi. Do vậy việc sáng tạo, sáng chế thiết bị ManDust là hướng đi đúng đắn. Sản phẩm được đánh giá là bước đột phá trong quá trình quan trắc không khí, góp phần cải thiện khả năng kiểm soát và quản lý thiết bị đo hàm lượng bụi mịn, đồng thời là minh chứng cho khả năng nghiên cứu và phát triển công nghệ tiên tiến tại Việt Nam.

Kết quả nghiên cứu của hệ thống ManDust đã được công bố trong 04 bài báo trên tạp chí Quốc tế và Việt Nam, được Cục Sở hữu Trí tuệ chấp nhận đơn đăng ký 03 sản phẩm sở hữu trí tuệ. Cục Bản quyền tác giả đã chứng nhận bản quyền với sản phẩm ManDust. Việc nghiên cứu, làm chủ công nghệ, phát triển thêm những hệ thống chuẩn hàm lượng bụi của các nhà khoa học đã đóng vai trò vô cùng quan trọng trong lĩnh vực quan trắc và quản lý, bảo vệ môi trường, đồng thời là cơ sở đánh giá thực tế chính xác mức độ ô nhiễm do bụi mịn, từ đó nhà nước, chính phủ sẽ có những đề án, kế hoạch cụ thể để bảo vệ sức khoẻ con người trước ô nhiễm bụi mịn.

Hoài Thu