Hiệu quả làm sạch của máy hút bụi đối với bụi mịn là như thế nào?

Hiệu suất của Máy quét đối với PM10 và PM2.5: Khả năng loại bỏ, phát sinh lại và thời gian duy trì

Tỷ lệ loại bỏ định lượng PM10 và PM2.5 trong điều kiện đô thị thực tế

Các loại máy quét hiện đại khác nhau thực sự hoạt động khá khác biệt khi thu gom các hạt bụi mịn. Các máy quét cơ học thông thường có xu hướng loại bỏ khoảng một nửa (khoảng 54%) các hạt PM10 lớn hơn, theo báo cáo của Bắc Kinh trong nghiên cứu chất lượng không khí năm 2024. Tiếp đến là các hệ thống hỗ trợ hút chân không, có hiệu quả tốt hơn nhiều trong việc bắt giữ các hạt nhỏ hơn như các hạt PM2.5 – những hạt siêu nhỏ có thể xâm nhập sâu vào phổi và gây ra các vấn đề về sức khỏe. Những mẫu hoạt động tốt nhất dường như là các mô hình sử dụng luồng khí tái sinh, có khả năng làm sạch gần như hoàn toàn bề mặt với tỷ lệ hiệu quả lên tới gần 98%, dựa trên các bài kiểm tra do Viện Vệ sinh Đô thị thực hiện vào năm 2023. Và nếu các thành phố bổ sung thêm vòi phun nước vào những thiết bị này, họ sẽ thấy kết quả tốt hơn nữa, với mức độ bụi mịn giảm khoảng 70% tại các khu vực trẻ em vui chơi và nơi chăm sóc y tế như gần trường học và bệnh viện.

Thách thức từ hiện tượng phát tán lại bụi mịn: Khi máy quét giải phóng lại bụi mịn vào không khí

Khi bụi lắng xuống các bề mặt, nó có thể bị khuấy động trở lại vào không khí nếu có yếu tố gây xáo trộn, chẳng hạn như chổi quét hoặc những cơn gió mạnh. Các máy quét cơ học thực tế lại phát tán trở lại khoảng một phần ba lượng bụi mà chúng thu gom, do các chổi quay của máy tạo ra dòng chảy rối. Hệ thống hút chân không giúp giảm thiểu vấn đề này vì chúng hút bụi lên thay vì đẩy bụi lan tỏa khắp nơi. Một số hệ thống mới hơn, gọi là đơn vị khí tái sinh (regenerative air units), cũng hoạt động theo cách khác. Chúng vừa thổi luồng khí xuống phía dưới vừa tạo lực hút, nhờ đó giúp giảm khoảng 30% nồng độ bụi PM10 tại các khu vực đô thị đông đúc trong giờ cao điểm, dựa trên kết quả nghiên cứu từ các dự án giám sát chất lượng không khí đô thị. Để giữ cho môi trường sạch hơn nói chung, người vận hành cần theo dõi sát tốc độ quay của chổi, nhằm duy trì ở mức dưới 250 vòng/phút. Việc phun sương nước nhẹ cũng rất hiệu quả, bên cạnh các hệ thống thoát khí phù hợp được trang bị bộ lọc loại bỏ các hạt mịn bằng công nghệ HEPA trước khi xả không khí trở lại ngoài trời.

Hiệu quả làm sạch kéo dài bao lâu? Sự suy giảm theo thời gian của việc giảm bụi mịn

Hiệu quả làm sạch thực sự hoạt động như thế nào phụ thuộc rất nhiều vào địa điểm thực hiện và loại máy quét nào thực hiện công việc. Sau các hoạt động quét dọn, nồng độ PM2.5 có xu hướng phục hồi trở lại mức bình thường sau khoảng 4 đến 6 giờ tại các khu vực đông đúc như trung tâm mua sắm hoặc các con phố trung tâm. Nhưng điều thú vị là những cải thiện này thường kéo dài hơn nhiều ở các khu dân cư yên tĩnh, đôi khi duy trì từ 8 đến 12 giờ. Theo các nghiên cứu do Caltrans thực hiện, máy hút bụi có thời gian duy trì hiệu quả gấp khoảng hai lần so với các mẫu cơ học thông thường đối với PM10. Một số hệ thống không khí tái sinh tiên tiến thậm chí có thể giữ mức PM10 dưới 25 microgam mỗi mét khối trong gần 18 giờ ngay cạnh các khu vực xây dựng đang hoạt động. Tuy nhiên, có một số yếu tố quyết định thời gian kéo dài của những lợi ích này. Dĩ nhiên, lưu lượng giao thông đóng vai trò lớn, nhưng điều kiện gió cũng quan trọng — gió mạnh trên 15 km/h sẽ khuấy động lại bụi. Và rồi còn có mưa, có thể rửa trôi các hạt bụi hoặc làm chúng rơi xuống khỏi không khí tùy theo thời điểm.

Loại máy quét quan trọng: Hệ thống cơ học so với hệ thống hỗ trợ hút chân không và hệ thống tái tạo không khí

Máy quét cơ học: Hiệu suất thu gom thấp đối với trầm tích dưới 44 micromet

Hầu hết các máy quét cơ học hoạt động bằng cách sử dụng các chổi quay để quét rác vào thùng chứa. Chúng hoạt động khá tốt với các vật thể lớn như lá cây hay đá nhỏ, nhưng gặp vấn đề khi xử lý các hạt trầm tích siêu nhỏ dưới khoảng 44 micromet. Kích thước này thực tế gần tương đương với các hạt PM2.5 nguy hiểm mà chúng ta thường nghe nhắc đến hiện nay. Hệ thống chổi không được thiết kế để xử lý các hạt cực nhỏ này, do đó phần lớn bụi mịn vẫn còn sót lại sau quá trình làm sạch. Các nghiên cứu cho thấy có khoảng từ 30% đến thậm chí 40% lượng bụi vi mô này vẫn không được thu gom. Và điều đáng lo ngại là lượng bụi mịn còn sót lại này thường bị khuấy lên trở lại không khí trong khi máy quét vẫn đang hoạt động, khiến tình trạng ô nhiễm trở nên tồi tệ hơn thay vì được cải thiện.

Máy quét hút chân không và tái tạo không khí: Tỷ lệ thu gom cao hơn đối với các hạt liên quan đến PM2.5

Các máy quét đường được trang bị công nghệ hút chân không sử dụng lực hút mạnh để kéo bụi trực tiếp vào hệ thống lọc kín. Loại máy hút tái tạo khí hoạt động theo cách khác, tạo ra hệ thống luồng khí tuần hoàn khép kín nhằm làm bong các hạt nhỏ trước khi hút chúng lên thông qua áp suất âm. Những thiết bị này thường thu giữ từ 68 đến 85 phần trăm hạt PM2.5, gấp khoảng hai lần so với các máy quét cơ học truyền thống. Thiết kế kín cũng rất quan trọng vì nó ngăn bụi mịn bay ngược trở lại không khí trong quá trình vệ sinh. Máy quét hút chân không thường hoạt động hiệu quả nhất ở các trung tâm thành phố đông đúc nơi có quy định nghiêm ngặt về chất lượng không khí, trong khi các mẫu máy tái tạo khí có thể xử lý cả hạt mịn và rác thải lớn hơn, rất phù hợp cho các khu dân cư có vấn đề rác thải đa dạng.

Vượt ngoài việc loại bỏ khối lượng lớn: Tại sao việc thu giữ bụi mịn chưa đầy đủ lại tiềm ẩn rủi ro cho sức khỏe và môi trường

Khi bụi mịn không được thu giữ đúng cách, nó gây ra những mối đe dọa nghiêm trọng đối với sức khỏe cộng đồng và môi trường. Những hạt nhỏ PM2.5 và PM10 có thể xâm nhập sâu vào phổi và thậm chí đi vào dòng máu, làm trầm trọng thêm các bệnh như hen suyễn và viêm phế quản, đồng thời gây ra các vấn đề về tim mạch. Theo số liệu của Tổ chức Y tế Thế giới năm 2021, những vấn đề này liên quan đến khoảng 4,2 triệu ca tử vong sớm trên toàn thế giới mỗi năm. Nhìn vào thiên nhiên, bụi thoát ra sẽ lắng đọng trên thực vật, làm ảnh hưởng đến khả năng quang hợp và làm chậm quá trình sinh trưởng. Nước mưa chảy tràn sau đó mang theo các chất độc hại như chì và cadmium vào các con sông và suối gần đó. Các thành phố thực sự gặp khó khăn trong việc đạt tiêu chuẩn chất lượng không khí khi những hạt siêu nhỏ này không được xử lý đúng cách, dẫn đến nhiều vấn đề về quy định và suy thoái hệ sinh thái theo thời gian. Đó là lý do tại sao việc chỉ đơn thuần bắt giữ một phần PM2.5 là chưa đủ để thực sự bảo vệ cộng đồng hoặc duy trì sức khỏe môi trường.

Phần Câu hỏi Thường gặp

PM10 và PM2.5 là gì?

PM10 và PM2.5 lần lượt đề cập đến các hạt vật chất có đường kính bằng hoặc nhỏ hơn 10 micromet và bằng hoặc nhỏ hơn 2,5 micromet. Đây là những hạt lơ lửng trong không khí có thể hít phải vào phổi.

Việc quét cơ học ảnh hưởng như thế nào đến chất lượng không khí?

Các máy quét cơ học có thể làm khuấy động lại bụi vào không khí do bàn chải xoay của chúng. Điều này có thể dẫn đến việc tăng nồng độ các hạt mịn như PM10 và PM2.5 trong không khí.

Tại sao các máy quét kiểu tái tạo khí được coi là hiệu quả hơn?

Các máy quét kiểu tái tạo khí sử dụng sự kết hợp giữa áp lực không khí và lực hút để loại bỏ các hạt. Phương pháp này giảm thiểu hiện tượng khuấy động lại bụi và bắt giữ được tỷ lệ cao hơn các hạt bụi mịn, do đó hiệu quả hơn so với các máy quét cơ học truyền thống.