Nghiên Cứu Ô Nhiễm Không Khí Trên Tàu Điện Ngầm

Ô nhiễm không khí trên tàu điện ngầm là vấn đề đáng lo ngại nhưng ít được chú ý. Hàng triệu người sử dụng phương tiện này mỗi ngày mà không biết rằng họ đang hít thở bụi mịn, khí thải và các chất độc hại. Dù giúp giảm ùn tắc giao thông, hệ thống tàu điện ngầm lại tiềm ẩn nguy cơ ảnh hưởng sức khỏe. TKTECH sẽ giúp bạn nắm được nguyên nhân và các đề xuất nhằm cải thiện thực trạng cấp bách này. 

Thực trạng ô nhiễm không khí trên tàu điện ngầm

Tàu điện ngầm là phương tiện giao thông công cộng quan trọng ở nhiều thành phố lớn trên thế giới như New York, London, Tokyo, Bắc Kinh… Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu cho thấy chất lượng không khí trong hệ thống tàu điện ngầm thường kém hơn so với môi trường bên ngoài do không gian kín và hệ thống thông gió hạn chế.

Tại Việt Nam, các hệ thống metro như Hà Nội Metro hay Metro TP.HCM đang dần đi vào hoạt động, nhưng vẫn chưa có nhiều nghiên cứu về chất lượng không khí trong tàu điện ngầm. Tuy nhiên, dựa trên kinh nghiệm từ các nước khác, có thể dự đoán rằng vấn đề ô nhiễm không khí sẽ là một thách thức lớn cần được quan tâm ngay từ đầu.

Các chất ô nhiễm chính trong tàu điện ngầm

• Bụi mịn PM2.5 và PM10: Xuất phát từ ma sát giữa phanh, bánh xe và đường ray, đặc biệt trong các ga tàu có tần suất hoạt động cao.
• Khí độc hại (CO, CO₂, NO₂): Sinh ra từ hệ thống tàu, động cơ, hệ thống thông gió và từ chính hành khách.
• Vi sinh vật và nấm mốc: Do môi trường ẩm thấp, đông đúc, ít tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, làm tăng nguy cơ lây nhiễm bệnh tật.

Nguyên nhân và tác động của ô nhiễm không khí trên tàu điện ngầm

– Nguyên nhân: Hệ thống thông gió chưa đủ hiệu quả, sự hao mòn của vật liệu tàu, mật độ hành khách cao và quá trình bảo trì chưa tối ưu.

– Tác động: Gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người, đặc biệt là hệ hô hấp và tim mạch. Những người thường xuyên di chuyển bằng tàu điện ngầm, bao gồm cả nhân viên vận hành, có nguy cơ cao tiếp xúc với các chất ô nhiễm, dẫn đến các bệnh mãn tính nếu không có biện pháp kiểm soát kịp thời.

Xem thêm: Ô nhiễm không khí nguy hại như thế nào đến môi trường và sức khỏe?

So sánh với mức độ ô nhiễm ở đường bộ

Ô nhiễm không khí trên tàu điện ngầm có thể cao hơn đường bộ trong một số trường hợp, nhưng điều này phụ thuộc vào loại ô nhiễm được xét đến. Ví dụ:

Ô nhiễm bụi mịn (PM2.5, PM10)

Tàu điện ngầm có thể ô nhiễm bụi mịn cao hơn đường bộ do không gian kín và nguồn bụi từ kết cấu tàu.

– Trong tàu điện ngầm: Hệ thống tàu điện ngầm thường có nồng độ bụi mịn PM2.5 và PM10 cao hơn so với đường phố do quá trình ma sát giữa bánh xe, đường ray và hệ thống phanh. Ngoài ra, bụi kim loại từ kết cấu tàu, hệ thống thông gió kém và sự tích tụ lâu ngày trong không gian kín càng làm tăng mức độ ô nhiễm.

– Trên đường bộ: Không khí ngoài trời cũng chứa bụi mịn, nhưng phần lớn đến từ khí thải phương tiện, công trình xây dựng và bụi từ mặt đường. Nhờ có không gian mở, bụi mịn trên đường phố có thể phân tán dễ dàng hơn so với trong tàu điện ngầm.

Xem thêm: Cách xác định tình trạng ô nhiễm bụi trong không khí

Ô nhiễm khí thải độc hại (CO, NO₂, VOCs)

Đường bộ thường gây ô nhiễm không khí nghiêm trọng hơn so với tàu điện ngầm do sự hiện diện của nhiều phương tiện cá nhân sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Khi xe máy, ô tô và các phương tiện khác di chuyển, chúng thải ra lượng lớn khí độc hại vào môi trường, góp phần làm gia tăng mức độ ô nhiễm tại các khu vực đô thị đông dân cư.

Trong hệ thống tàu điện ngầm, do sử dụng năng lượng điện làm nguồn động lực chính, các đoàn tàu không trực tiếp phát thải các khí độc hại như CO (carbon monoxide) hay NO₂ (nitrogen dioxide) trong quá trình vận hành. Tuy nhiên, vấn đề có thể phát sinh ở các ga tàu và đường hầm có hệ thống thông gió kém, dẫn đến sự tích tụ khí CO₂ từ hơi thở của đông đảo hành khách, đặc biệt trong giờ cao điểm khi lượng người sử dụng dịch vụ tăng cao.

Trên các tuyến đường bộ, không khí liên tục bị ô nhiễm bởi khí thải từ các phương tiện giao thông, bao gồm nhiều loại khí độc hại như CO, NO₂, SO₂ và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs). Những chất ô nhiễm này không chỉ làm giảm chất lượng không khí mà còn gây ra nhiều tác hại nghiêm trọng đối với sức khỏe con người, đặc biệt là hệ hô hấp, làm tăng nguy cơ mắc các bệnh về đường hô hấp và tim mạch trong dài hạn.

Ô nhiễm tiếng ồn

Tiếng ồn trong tàu điện ngầm có thể lớn hơn đường bộ do hiệu ứng vang âm trong không gian kín.

– Trong tàu điện ngầm: Tiếng ồn trong hệ thống tàu điện ngầm chủ yếu đến từ ma sát giữa bánh xe và đường ray, đặc biệt khi tàu vào khúc cua hoặc tăng tốc. Do không gian kín, âm thanh bị dội lại, khiến mức độ ồn có thể cao hơn nhiều so với đường bộ.

– Trên đường bộ: Tiếng ồn trên đường phố đến từ động cơ xe, còi xe, công trình xây dựng và các hoạt động khác. Tuy nhiên, không gian mở giúp tiếng ồn phân tán, giảm bớt tác động tiêu cực.

Ô nhiễm sinh học (vi khuẩn, virus, nấm mốc)

Do môi trường kín và đông người, ô nhiễm không khí trên tàu điện ngầm về mặt sinh học thường cao hơn so với đường bộ:

– Trong tàu điện ngầm: Do không gian kín, đông đúc và thông gió hạn chế, tàu điện ngầm dễ trở thành môi trường lý tưởng cho vi khuẩn, virus và nấm mốc phát triển. Hành khách tiếp xúc gần nhau trong giờ cao điểm làm tăng nguy cơ lây lan bệnh truyền nhiễm.

– Trên đường bộ: Không gian mở giúp giảm sự tích tụ vi khuẩn và virus, do đó nguy cơ lây nhiễm thấp hơn so với môi trường tàu điện ngầm.

Nếu xét về bụi mịn, tiếng ồn và vi khuẩn, ô nhiễm không khí trên tàu điện ngầm có thể cao hơn. Nếu xét về khí thải độc hại, đường bộ ô nhiễm hơn. Tuy nhiên, tàu điện ngầm vẫn là phương tiện giao thông bền vững, giúp giảm khí thải và ùn tắc giao thông đô thị.

Giải pháp cải thiện chất lượng không khí tối ưu nhất

Để giảm thiểu mức độ ô nhiễm không khí trên tàu điện ngầm và đường bộ, chúng ta cần áp dụng các loại thiết bị đo môi trường như:

Đo lường và giám sát chất lượng không khí

Việc đo lường chính xác giúp xác định mức độ ô nhiễm không khí trên tàu điện ngầm để tìm ra giải pháp khắc phục cho phù hợp.

– Sử dụng các thiết bị cầm tay như máy đo chất lượng không khí Temtop LKC-1000S+ (9-IN-1), AirVisual Pro để theo dõi nồng độ bụi mịn (PM2.5, PM10) và các khí thải độc hại. Đặt các Drone hoặc cảm biến tại các nút giao thông giúp đánh giá ô nhiễm diện rộng.

– Dùng Temtop M2000 để kiểm tra khả năng thông gió trên tàu điện ngầm, máy phân tích khí thải Testo 350 để theo dõi tác động của khí thải phát ra trong quá trình tàu di chuyển và trên giao thông đường bộ.

– Để đo mức độ ô nhiễm tiếng ồn trong tàu, có thể sử dụng máy đo độ ồn TES-1350A hoặc Extech 407730 để kiểm tra tiếng ồn trong giao thông.

Giải pháp giảm ô nhiễm trong tàu điện ngầm

– Cải thiện hệ thống thông gió: Nâng cấp quạt hút và bộ lọc không khí để giảm tích tụ bụi mịn và khí độc trong hầm tàu. Tăng tần suất thay bộ lọc HEPA để loại bỏ hiệu quả PM2.5 và vi khuẩn. Sử dụng hệ thống thông gió thông minh giúp tối ưu luồng không khí và giảm khí CO₂.

– Kiểm soát nguồn phát thải bụi mịn: Nâng cấp vật liệu phanh, bánh xe bằng hợp kim ít ma sát để giảm sinh bụi. Tăng cường vệ sinh ga tàu và đường ray để hạn chế bụi tích tụ.

– Giảm ô nhiễm vi sinh học: Khử trùng tàu điện ngầm thường xuyên bằng tia UV hoặc hóa chất an toàn. Lắp đặt hệ thống lọc không khí diệt khuẩn trong toa tàu để hạn chế lây lan virus.

– Kiểm soát tiếng ồn: Sử dụng bánh xe giảm rung và tấm tiêu âm để giảm tiếng ồn từ đường ray. Thiết kế vách cách âm tại các ga tàu để giảm tiếng ồn phản xạ.

Giảm ô nhiễm không khí trên tàu điện ngầm và đường bộ đòi hỏi sự kết hợp giữa công nghệ giám sát, cải thiện hệ thống hạ tầng, thay đổi hành vi con người. Bằng cách triển khai đồng bộ các giải pháp này, chúng ta có thể cải thiện chất lượng không khí, giảm tác động xấu đến sức khỏe và tạo ra môi trường đô thị bền vững hơn.