Ô nhiễm không khí có vẻ dễ nhận biết bằng mắt thường: bầu trời mờ đục, khói bụi bao phủ là những dấu hiệu cho thấy chất lượng không khí đang suy giảm. Nhưng phía sau màu sắc của bầu trời là một hệ thống phức tạp gồm nhiều loại chất ô nhiễm, nguồn phát thải và các quá trình hóa học diễn ra liên tục trong khí quyển. Có những chất được thải trực tiếp từ xe cộ, nhà máy, hoạt động đốt; cũng có những chất chỉ hình thành sau khi các tiền chất phản ứng với nhau dưới tác động của ánh sáng mặt trời.
Vì thế, kiểm soát ô nhiễm không khí không thể chỉ dừng ở việc đo nồng độ bụi hay xử lý một nguồn phát thải riêng lẻ. Điều quan trọng hơn là nhận diện đúng nguồn gây ô nhiễm, hiểu cách các chất ô nhiễm di chuyển và tương tác trong khí quyển, từ đó xây dựng chính sách quản lý phù hợp với từng khu vực.

Bức tranh ô nhiễm 
Về bản chất, ô nhiễm không khí là sự hiện diện của các hạt rắn, giọt lỏng và chất khí làm thay đổi thành phần tự nhiên của khí quyển, gây tác động bất lợi đối với sức khỏe con người và hệ sinh thái. Tuy nhiên, cách hiểu và phạm vi điều chỉnh về ô nhiễm không khí vẫn có sự khác biệt giữa các quốc gia. Khoảng 43% quốc gia trên thế giới chưa có định nghĩa pháp lý về ô nhiễm không khí, cho thấy khoảng trống không nhỏ trong chính sách kiểm soát vấn đề này.
Trong số những quốc gia đã có quy định, khoảng một nửa chỉ đưa “ô nhiễm không khí xung quanh”, hay ô nhiễm không khí ngoài trời, vào định nghĩa chính sách. Cách tiếp cận này có thể chưa phản ánh đầy đủ một nguồn phơi nhiễm quan trọng khác là ô nhiễm không khí trong nhà. Không khí trong nhà có thể bị ô nhiễm bởi nhiều nguồn, trong đó có việc sử dụng nhiên liệu rắn như than, củi cho đun nấu, đặc biệt tại những nơi điều kiện thông gió còn hạn chế.
Như vậy, câu chuyện về không khí sạch không chỉ diễn ra trên các tuyến đường, trong khu công nghiệp hay giữa những đô thị đông đúc. Nó còn hiện diện trong những không gian mà con người dành phần lớn thời gian để sinh hoạt và làm việc.

Các hoạt động đốt nhiên liệu hóa thạch và công nghiệp phát thải là nguồn chính gây ô nhiễm không khí (Ảnh: Inside Dreamatorium/Unsplash)

Sự phức tạp của ô nhiễm không khí còn bắt nguồn từ chính cấu trúc của khí quyển. Trong các tầng khí quyển bao quanh Trái đất, tầng đối lưu – lớp khí gần bề mặt nhất – có ý nghĩa đặc biệt đối với chất lượng không khí mà con người hít thở. Đây là nơi phần lớn các nguồn phát thải hoạt động, đồng thời cũng là nơi các chất ô nhiễm được vận chuyển, tích tụ và biến đổi. Ở tầng bình lưu, các chất ô nhiễm có thể tham gia vào những quá trình hóa học ảnh hưởng đến tầng ôzôn, lớp bảo vệ Trái đất trước một phần bức xạ cực tím.
Trong số các chất ô nhiễm đáng quan tâm, vật chất dạng hạt (PM) là một nhóm đặc biệt quan trọng. Đây là những hạt rắn hoặc giọt chất lỏng rất nhỏ lơ lửng trong không khí. Khi có kích thước rất nhỏ, chúng được gọi là bụi mịn và có khả năng đi sâu vào hệ hô hấp.
PM2.5, với đường kính khí động học không quá 2,5 micromet, đặc biệt đáng lưu ý bởi kích thước nhỏ cho phép các hạt này xâm nhập sâu vào phổi và có thể đi vào hệ tuần hoàn. Trong khi đó, PM10 có kích thước lớn hơn và thường tác động chủ yếu đến mũi, họng và đường hô hấp trên.
Nhưng bụi mịn không phải là toàn bộ câu chuyện. Ozone tầng mặt đất, nitrogen dioxide (NO₂), sulfur dioxide (SO₂), carbon monoxide (CO), kim loại nặng và nhiều hợp chất độc hại khác cũng góp phần làm suy giảm chất lượng không khí.
Đáng chú ý, ozone gần mặt đất hoàn toàn khác với ozone ở tầng bình lưu. Nếu ozone ở tầng bình lưu có vai trò bảo vệ sự sống trước bức xạ cực tím thì ozone tầng mặt đất lại là một chất ô nhiễm. Chất này có thể hình thành từ các phản ứng giữa nitrogen oxides, carbon monoxide, methane và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi dưới tác động của ánh sáng mặt trời, góp phần tạo nên hiện tượng khói mù quang hóa.
Điều này cho thấy không phải mọi chất ô nhiễm đều được phát thải trực tiếp. Các chất ô nhiễm sơ cấp đi thẳng vào khí quyển từ những nguồn tự nhiên hoặc do con người tạo ra. Ngược lại, chất ô nhiễm thứ cấp hình thành ngay trong khí quyển thông qua các phản ứng hóa học giữa các tiền chất ô nhiễm với ánh sáng mặt trời, hơi nước và những thành phần khác của không khí.
Ranh giới giữa “nguồn phát thải” và “chất ô nhiễm” vì vậy không phải lúc nào cũng đơn giản. Một nguồn có thể phát thải trực tiếp nhiều chất khác nhau, đồng thời tạo ra các tiền chất để hình thành những chất ô nhiễm mới trong khí quyển.
Nguồn phát thải cũng rất đa dạng. Các nguồn cố định bao gồm nhà máy, cơ sở sản xuất, cơ sở năng lượng và các thiết bị đốt trong hộ gia đình. Nguồn di động chủ yếu là phương tiện giao thông. Bên cạnh đó là hoạt động đốt sinh khối, cháy rừng, đốt rác ngoài trời và nhiều nguồn phát thải phân tán khác.
Đặc biệt, giao thông không chỉ gây ô nhiễm từ khí thải động cơ. Quá trình mài mòn lốp xe, má phanh và mặt đường cũng giải phóng các hạt vào môi trường. Đây là nhóm phát thải không từ ống xả nhưng ngày càng cần được tính đến khi đánh giá đầy đủ nguồn gây ô nhiễm tại các đô thị.

Ô nhiễm không khí không đứng yên
Một trong những đặc điểm khiến ô nhiễm không khí trở thành bài toán khó là chất ô nhiễm không dừng lại tại nơi nó được phát sinh. Sau khi đi vào khí quyển, chúng có thể được vận chuyển theo các dòng khí, biến đổi về mặt hóa học hoặc lắng đọng xuống đất, nước và các bề mặt khác.
Bão bụi, bão cát là một ví dụ rõ ràng về khả năng vận chuyển ô nhiễm trên khoảng cách lớn. Các hạt vật chất có thể được phát tán theo gió qua nhiều khu vực, thậm chí vượt qua biên giới quốc gia. Trong quá trình di chuyển, chúng có thể mang theo hoặc tương tác với nhiều chất khác trong khí quyển. Cuối cùng, các hạt này có thể lắng xuống bề mặt Trái đất, tạo thành quá trình lắng đọng khí quyển.
Ở chiều ngược lại, điều kiện thời tiết có thể khiến chất ô nhiễm bị giữ lại gần mặt đất. Khi một lớp không khí ấm nằm phía trên lớp không khí lạnh, hiện tượng nghịch đảo nhiệt độ hạn chế sự chuyển động theo phương thẳng đứng của không khí. Khói bụi vì thế khó được khuếch tán lên cao và có thể tích tụ ở tầng thấp, làm chất lượng không khí suy giảm rõ rệt trong một khoảng thời gian nhất định.
Đây cũng là lý do cùng một nguồn phát thải nhưng mức độ ô nhiễm có thể thay đổi đáng kể giữa các ngày, thậm chí giữa các thời điểm trong ngày. Lượng phát thải chỉ là một phần của bài toán; nhiệt độ, gió, độ ẩm, bức xạ mặt trời và khả năng khuếch tán của khí quyển đều có thể quyết định chất ô nhiễm sẽ được phát tán hay tích tụ.
Mối liên hệ giữa ô nhiễm không khí và các hệ sinh thái cũng thể hiện qua hiện tượng lắng đọng axit. Nitrogen oxides, sulfur dioxide và ammonia có thể tham gia vào các quá trình hóa học trong khí quyển, sau đó trở lại bề mặt Trái đất dưới dạng lắng đọng khô hoặc qua mưa. Khi xảy ra ở mức độ cao, quá trình này có thể gây tác động bất lợi đến đất, nguồn nước và hệ sinh thái.
Ô nhiễm không khí còn có một mối liên hệ ngày càng rõ với biến đổi khí hậu. Một số chất có thời gian tồn tại tương đối ngắn trong khí quyển nhưng vừa tác động đến chất lượng không khí vừa ảnh hưởng đến khí hậu. Nhóm này thường được gọi là các chất gây ô nhiễm khí hậu tồn tại trong thời gian ngắn (SLCP), trong đó có methane, ozone tầng đối lưu và carbon đen.
Carbon đen là một trường hợp đặc biệt. Đây không phải là một loại khí mà là thành phần của vật chất dạng hạt, thường hình thành từ quá trình đốt cháy không hoàn toàn các nhiên liệu và vật liệu hữu cơ. Khi phát tán vào khí quyển, carbon đen có thể ảnh hưởng đến bức xạ và sự hình thành mây. Khi lắng đọng trên tuyết và băng, nó làm giảm khả năng phản xạ ánh sáng của bề mặt và có thể góp phần thúc đẩy quá trình tan chảy.
Sự đan xen giữa ô nhiễm không khí và biến đổi khí hậu cho thấy hai vấn đề này không nên được xử lý như những lĩnh vực hoàn toàn tách biệt. Một số giải pháp giảm phát thải có thể đồng thời mang lại lợi ích cho sức khỏe, chất lượng không khí và khí hậu. Ngược lại, các chính sách chỉ tập trung vào một loại chất ô nhiễm hoặc một nguồn phát thải mà bỏ qua những tác động liên kết có thể làm giảm hiệu quả tổng thể.

Từ đo nồng độ đến quản lý theo nguồn phát thải
Một hệ thống quản lý chất lượng không khí hiệu quả trước hết phải trả lời được ba câu hỏi: không khí đang ô nhiễm bởi chất gì, ở mức độ nào và nguồn phát sinh từ đâu.
Chỉ số chất lượng không khí (AQI) là một công cụ quan trọng giúp chuyển những số liệu quan trắc phức tạp thành thông tin dễ hiểu hơn đối với cộng đồng. Tuy nhiên, hiện chưa có một chuẩn AQI duy nhất được áp dụng trên toàn thế giới. Các quốc gia có thể sử dụng những hệ thống chỉ số và ngưỡng đánh giá khác nhau. Vì vậy, cùng một kết quả đo nhưng cách diễn giải mức độ rủi ro có thể không hoàn toàn giống nhau giữa các quốc gia.
Hơn nữa, một con số đo tại một thời điểm chưa thể phản ánh đầy đủ mức độ ảnh hưởng của ô nhiễm. Rủi ro còn phụ thuộc vào thời gian, cường độ và tần suất con người, động vật hoặc thực vật tiếp xúc với chất ô nhiễm. Một khu vực có nồng độ ô nhiễm cao trong thời gian ngắn và một khu vực có mức ô nhiễm thấp hơn nhưng kéo dài liên tục có thể tạo ra những dạng phơi nhiễm khác nhau.
Do đó, quản lý chất lượng không khí không thể chỉ dựa vào việc theo dõi các điểm quan trắc riêng lẻ. Cần hiểu được cách các chất ô nhiễm di chuyển trong không gian và mối liên hệ giữa các nguồn phát thải.
Đây cũng là lý do quản lý chất lượng không khí thuần túy theo ranh giới hành chính có thể chưa phản ánh đầy đủ thực tế. Một khối khí có thể di chuyển qua nhiều địa phương, mang theo các chất ô nhiễm từ nơi phát sinh đến khu vực khác. Các nguồn phát thải ở nhiều địa phương cũng có thể cùng tác động đến một vùng không khí.
Quản lý theo vùng không khí vì vậy có thể phù hợp hơn với đặc tính lan truyền của ô nhiễm. Thay vì chỉ đặt câu hỏi “nguồn ô nhiễm nằm trong địa bàn nào?”, cách tiếp cận này đặt trọng tâm vào câu hỏi “các nguồn phát thải nào đang cùng tác động đến chất lượng không khí của một vùng?”.
Từ góc độ chính sách, xác định nguồn đóng góp của từng loại chất ô nhiễm có ý nghĩa đặc biệt quan trọng. Phân bổ nguồn giúp nhận diện các nguồn phát thải và mức độ đóng góp của từng nguồn vào ô nhiễm không khí xung quanh. Đây là cơ sở để lựa chọn giải pháp kiểm soát đúng trọng tâm, thay vì áp dụng đồng loạt các biện pháp có hiệu quả khác nhau đối với từng nguồn.
Chẳng hạn, nếu một khu vực chịu ảnh hưởng chủ yếu từ giao thông, việc kiểm soát khí thải phương tiện, tổ chức giao thông và giảm phát thải từ ống xả có thể mang lại hiệu quả rõ rệt. Nếu nguồn chính đến từ công nghiệp, trọng tâm phải là công nghệ xử lý, nhiên liệu, giới hạn phát thải và giám sát các cơ sở có nguy cơ cao. Trong trường hợp hoạt động đốt sinh khối hoặc đốt rác ngoài trời đóng góp đáng kể, giải pháp lại nằm ở kiểm soát hoạt động đốt và thay đổi phương thức xử lý chất thải.
UNEP đã xây dựng các hướng dẫn hỗ trợ các quốc gia đưa vấn đề ô nhiễm không khí vào hệ thống pháp luật và chính sách. Các hướng dẫn về chất lượng không khí cũng thường dựa trên những khuyến nghị khoa học của WHO. Tuy nhiên, các hướng dẫn về chất lượng không khí tự thân không tạo ra nghĩa vụ pháp lý. Để chuyển hóa mục tiêu thành kết quả thực tế, cần cụ thể hóa bằng tiêu chuẩn, quy chuẩn, giới hạn phát thải, hệ thống quan trắc, cơ chế giám sát và các biện pháp thực thi phù hợp.
Điều quan trọng hơn là quản lý ô nhiễm không khí cần chuyển dần từ phản ứng sang chủ động. Không nên chỉ chờ đến khi bầu trời chuyển màu xám, chỉ số chất lượng không khí tăng cao mới đưa ra cảnh báo hoặc biện pháp ứng phó. Dữ liệu quan trắc, mô hình hóa chất lượng không khí và phân tích nguồn phát thải cần được sử dụng để nhận diện nguy cơ trước khi ô nhiễm trở nên nghiêm trọng.
Ô nhiễm không khí vì thế không nên chỉ được nhìn nhận qua những ngày bầu trời mờ đục hay những bản tin cảnh báo chất lượng không khí. Đó là một quá trình liên tục, trong đó nguồn phát thải, điều kiện khí tượng, phản ứng hóa học, sự vận chuyển và mức độ phơi nhiễm của con người có mối liên hệ chặt chẽ.
Muốn cải thiện chất lượng không khí một cách bền vững, cần chuyển từ cách tiếp cận “nhìn thấy ô nhiễm rồi xử lý” sang chủ động nhận diện nguồn, kiểm soát phát thải và quản lý theo không gian mà các khối khí thực sự vận động. Khi đó, những con số đo được trong không khí sẽ không chỉ là chỉ báo về một bầu trời đang ô nhiễm, mà trở thành cơ sở khoa học để đưa ra những quyết định môi trường chính xác, có trọng tâm và hiệu quả hơn.