Cải thiện chất lượng không khí trong nhà

Những quy định mới

Theo luật mới được ban hành, vào tháng 7 tới, các quán bar ở Bỉ có thể là một trong những nơi trong lành nhất để thưởng thức đồ ăn thức uống. Khi đó, các địa điểm công cộng phải đáp ứng tiêu chí về chất lượng không khí trong nhà và hiển thị nồng độ CO2 theo thời gian thực. Đến năm 2025, người tiêu dùng ở Bỉ sẽ nhận được nhiều thông tin hơn vì các phòng tập thể dục, nhà hàng và văn phòng đều phải hiển thị xếp hạng chất lượng không khí thông qua một hệ thống được chứng nhận. Nếu một đại dịch xảy ra trong tương lai, hệ thống này sẽ xác định được liệu một địa điểm có phải đóng cửa hay không.

Quy định mới này của Bỉ được coi là táo bạo nhất trong một loạt động thái mà các quốc gia thực hiện trong thời kỳ đại dịch COVID-19 nhằm khiến không khí trong nhà an toàn hơn với các bệnh truyền nhiễm do virus.

Tháng ba năm ngoái, Chính phủ Mỹ đã phát động một chương trình “Thử thách không khí sạch trong các tòa nhà” để thúc đẩy chủ sở hữu và đơn vị vận hành tòa nhà cải thiện hệ thống thông gió và chất lượng không khí trong nhà. Vào tháng mười, bang California thông qua một đạo luật yêu cầu tất cả các tòa nhà, trường học phải cung cấp không khí sạch trong nhà. Đến tháng 12, Nhà Trắng thông báo rằng tất cả các tòa nhà liên bang (khoảng hơn 1.500 tòa nhà) sẽ phải đáp ứng những yêu cầu an toàn vệ sinh không khí tối thiểu. Cùng tháng đó, Hiệp hội về phát triển kỹ thuật các hệ thống sưởi ấm, làm lạnh, thông gió, điều hòa không khí Mỹ (ASHRAE) tuyên bố họ sẽ đưa ra những tiêu chuẩn mới có tính đến nguy cơ lây nhiễm bệnh qua không khí vào tháng 6/2023.

Ở Anh, Viện Hàn lâm Kỹ thuật Hoàng gia (RAEng) công bố một báo cáo cho thấy việc cải tiến thiết kế và vận hành tòa nhà nhằm giảm thiểu lây lan bệnh truyền nhiễm có thể tiết kiệm cho quốc gia 23 tỷ bảng mỗi năm. Từ đó, họ kêu gọi chính quyền phải thiết lập các quy định ràng buộc nhằm duy trì hiệu suất an toàn và lành mạnh trong suốt vòng đời của tòa nhà (60 năm).

Một số quốc gia khác cũng đang cố gắng theo chân các nỗ lực cải thiện chất lượng không khí trong nhà, chẳng hạn như thực hiện giám sát chất lượng không khí trong lớp học.

“Từ trước tới nay, chưa bao giờ có nhiều hành động về chất lượng không khí trong nhà như vậy” Lidia Morawska, nhà khoa học về sol khí tại Đại học Công nghệ Queensland (Úc) nhận xét. Các chuyên gia về chất lượng không khí trong nhà cho biết, virus SARS-CoV-2 gây bệnh COVID-19 chủ yếu lây lan ở không gian kín, tương tự như các mầm bệnh lây nhiễm thủy đậu, sởi, lao và cúm mùa.

Bao nhiêu không khí sạch là đủ?

Việc trang bị thêm công nghệ cho các tòa nhà, văn phòng, trường học và địa điểm công cộng để có bầu không khí sạch ở mức đủ dùng sẽ rất tốn kém và không hề đơn giản, mặc dù lợi ích đem lại sẽ nhiều hơn chi phí bỏ ra.

Thông khí để giảm nguy cơ bệnh lây nhiễm cũng giúp cho người dân ít phải tiếp xúc với những chất ô nhiễm không khí trong phòng hơn (ví dụ các hạt bụi mịn PM từ khói đốt và nấu ăn; hợp chất hữu cơ dễ bay hơi từ đồ dùng, nội thất; nấm mốc, phấn hoa gây dị ứng) nhưng nó cũng có thể làm tăng chi phí năng lượng và góp phần phát thải khí nhà kính cho các công trình.

Các nhà nghiên cứu vẫn đang xác định xem đâu là cách tốt nhất để thông khí trong nhà nhằm ngăn ngừa bệnh truyền nhiễm và những công nghệ nào có thể sử dụng để thay thế hoặc tăng cường cho hệ thống thông gió cơ học vốn có. Nhưng nhiều người tin rằng những gì chúng ta đã biết là đủ để bắt tay vào đòi hỏi không khí hơn cho các tòa nhà.

Đây thực sự là một cuộc chạy đua với thời gian, bởi khi mối lo ngại về COVID-19 giảm dần, các chuyên gia tự hỏi liệu các nước sẽ đạt được tiến độ đến đâu trước khi một đợt bùng phát bệnh truyền nhiễm qua đường không khí nổ ra.

Hồi đầu năm 2020, lúc COVID-19 đạt đến mức đại dịch, các quan chức y tế đã không chú ý nhiều đến những rủi ro của không khí trong nhà. Ban đầu, Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) bác bỏ vai trò của lây truyền qua không khí và tập trung vào việc lây truyền qua các bề mặt bị ô nhiễm. Nhưng ngay cả khi các cơ quan y tế công cộng bắt đầu khuyến nghị cần thông gió tốt hơn để ngăn ngừa nhiễm trùng thì họ cũng chỉ đưa ra những hướng dẫn mơ hồ và không nói được bao nhiêu là đủ?

Joseph Allen tại Trường Y tế Công cộng Harvard là một trong những người đầu tiên đưa ra giá trị về mức độ thông gió mà mọi người cần làm. Vào tháng 6/2020, ông cùng các đồng nghiệp khuyến nghị rằng những trường muốn mở cửa trở lại sau khi lockdown phải thay toàn bộ không khí trong phòng học 4-6 lần mỗi giờ. Điều này tương đương với tốc độ thông khí từ 10-14 lít mỗi giây mỗi người. Tuy nhiên, hầu hết các trường đều không đạt được mức này, thậm chí là thấp hơn rất nhiều. WHO đã ban hành một hướng dẫn riêng vào tháng 3/2021, khuyến nghị rằng tốc độ thông gió ở bên ngoài các cơ sở chăm sóc sức khỏe nên là 10 lít mỗi giây mỗi người.

Về lý thuyết, đại dịch tạo cơ hội hoàn hảo để thu thập dữ liệu để xem tỷ lệ thông gió thấp có liên quan đến các đợt bùng phát dịch hay không, và tốc độ thông gió bao nhiêu sẽ làm giảm tỷ lệ lây nhiễm. Nhưng các quan chức y tế hiếm khi cân nhắc đến vấn đề này. Yuguo Li, một kỹ sư cơ khí tại Đại học Hồng Kông, ước tính có chưa đến 10 cuộc điều tra đo lường tốc độ thông gió ở những địa điểm xảy ra dịch bệnh vì sự lây truyền trong không khí không nằm trong tầm ngắm của mọi người.

Thay vào đó, các nhà nghiên cứu cố gắng thu thập manh mối thông qua các nghiên cứu quan sát. Lidia Morawska đã tham gia vào một cuộc khảo sát 10.000 lớp học ở vùng Marche của Ý. Trong 316 lớp học có hệ thống thông gió cơ học với tốc độ 1,4–14 lít mỗi giây mỗi người, nguy cơ lây nhiễm của học sinh đã giảm ít nhất 74% trong khoảng thời gian bốn tháng vào cuối năm 2021, so với học sinh trong các lớp học dựa vào cửa sổ để thông gió (tốc độ thông gió ít hơn 1 lít mỗi giây mỗi người). Tóm lại, theo Morawska, khi tỷ lệ thông gió đạt ít nhất 10 lít mỗi giây cho mỗi học sinh thì nguy cơ nhiễm bệnh cũng thấp hơn tới 80%.

Các bằng chứng về công nghệ loại bỏ hạt truyền nhiễm trong không khí cũng đang ngày một nhiều hơn. Chẳng hạn, các nhà khoa học của CDC Mỹ đã làm một nghiên cứu xem xét hiệu quả của hai máy lọc không khí có màng lọc hấp phụ hiệu năng cao (HEPA) được đặt trong một phòng hội nghị 54m2 với ba hình nộm mô phỏng khán giả và diễn giả thở ra các hạt sol khí tương tự như các hạt truyền SARS-CoV-2. Kết quả cho thấy, máy lọc khí HEPA đã giảm mức độ tiếp xúc sol khí của ba hình nộm tới 65%, chỉ kém một chút so với mức giảm 72% đạt được khi tất cả những người/hình nộm tham gia hội thảo đeo khẩu trang.

Một nghiên cứu khác của Bert Blocken tại Đại học KU Leuven ở Bỉ cho thấy thông khí kết hợp với lọc khí (tương đương sáu lần thay đổi không khí mỗi giờ) sẽ làm giảm nồng độ sol khí thở ra xuống còn 5-10% so với khi không áp dụng các biện pháp này. Nồng độ này làm giảm đáng kể nguy cơ nhiễm trùng.

Ông nói thêm rằng máy lọc không khí là một công nghệ bị đánh giá thấp. Nó có thể dễ dàng triển khai trong các tòa nhà không có hệ thống thông gió cơ học đủ khả năng cung cấp đủ không khí sạch, hoặc ở những nơi mà việc vận hành các hệ thống thông khí/điều hòa như vậy sẽ tiêu tốn quá nhiều năng lượng. Bang Victoria ở Úc đã thực hiện cách tiếp cận này bằng cách phân phối máy lọc không khí di động cho tất cả 110.000 lớp học vào năm 2022.

Đặt ra trần pháp lý

Những yêu cầu về thông gió có thể rất phức tạp vì chúng thay đổi tùy thuộc vào diện tích không gian, số lượng người trong đó và mức độ hoạt động của họ. Vì vậy, một số nhà nghiên cứu ủng hộ việc sử dụng một lối tắt là đặt ra nồng độ CO₂ cho phép tối đa.

CO₂ thường được dùng làm chỉ số đại diện cho mức độ thông gió và chất lượng không khí trong nhà vì mọi người đều thở ra CO₂ . Chỉ số này có thể tăng vọt lên nếu không gian đông đúc hoặc không đủ thông gió để thay đổi không khí.

ASHRAE đưa ra tiêu chuẩn khuyến nghị nồng độ CO₂ được duy trì ở mức ≤1000 ppm trong trường học và ≤800 ppm trong văn phòng. Theo nghiên cứu được thực hiện vào những năm 1930, ở nồng độ 1000 ppm, những người trong phòng có thể cảm nhận được mùi cơ thể ở mức chấp nhận được. Nếu quá nồng độ này, CO₂ có thể gây buồn ngủ và làm giảm hiệu suất khi ra quyết định hoặc giải quyết vấn đề. Một nghiên cứu được công bố vào tháng 9/2022 (chưa qua bình duyệt) còn liên hệ trực tiếp nồng độ CO₂ với mức độ mầm bệnh truyền nhiễm trong không khí thu được ở các nhà trẻ, trường học, đại học và nhà dưỡng lão. Kết quả cho thấy những căn phòng có nồng độ CO₂ cao hơn thì mức độ mầm bệnh hô hấp cũng cao hơn.

Đèn màu xanh cho thấy mức độCO₂an toàn trong giảng đường tại Đại học Duisberg-Essen. Ảnh: Getty

Vào tháng 8/2021, Chính phủ Anh đã bắt đầu lắp đặt các cảm biến CO₂ cho tất cả lớp học để giáo viên có thể quyết định thời điểm nào cần mở cửa sổ hoặc tăng thông gió/điều hòa. Những chương trình tương tự cũng được triển khai tại châu Âu, Mỹ và nhiều nơi khác, mặc dù chưa có chương trình nào được đánh giá về khả năng giảm tỷ lệ lây nhiễm.

Tuy nhiên, việc chỉ dựa vào thông số CO₂ cũng có nhược điểm. Nồng độ CO₂ có thể tăng lên ngay cả khi nguy cơ nhiễm trùng vẫn ở mức thấp, ví dụ như khi dùng máy lọc không khí di động (có thể loại bỏ các hạt gây nhiễm trùng nhưng không loại bỏ CO₂ từ không khí) hoặc khi nấu ăn. Nhà hóa học Nicola Carslaw tại Đại học York nhận xét: “CO₂ rất hữu ích, nhưng nó không phải là toàn bộ câu chuyện”.

Bất chấp vấn đề này, Lidia Morawska cho rằng việc giám sát CO₂ nên được triển khai rộng rãi như một công cụ sẵn có, rẻ tiền, có thể lắp đặt ở mọi không gian trong nhà giống như thiết bị báo khói. Nhưng bà nói thêm, chỉ hiển thị thông số CO₂ là không đủ bởi nó sẽ đặt trách nhiệm theo dõi chất lượng không khí và quyết định phải làm gì nếu chỉ số cao lên những người sinh hoạt trong phòng.

Morawska muốn thấy các luật bắt buộc mức CO₂ cho phép tối đa trong các tòa nhà công cộng để đặt trách nhiệm lên cả những người quản lý tòa nhà và các cơ quan của chính phủ. Một số ít nước đã làm điều đó. Năm ngoái, Morawska và đồng nghiệp tại Đại học Bắc Kinh đã xem xét luật về chất lượng không khí tại hơn 100 quốc gia. Họ thấy chỉ có 12 nước có tiêu chuẩn quốc gia về chất lượng không khí trong nhà, và tám nước trong số đó, bao gồm cả Trung Quốc, Hàn Quốc, Ấn Độ, Ba Lan và Hungary, đặt ra giới hạn cho nồng độ CO₂ từ 800 - 1000 ppm.

Nhật Bản cũng đã ban hành luật quy định về chất lượng không khí trong nhà từ năm 1970 với nồng độ CO₂ không quá 1000 ppm. Luật này yêu cầu các quản lý tòa nhà phải đánh giá chất lượng không khí hai tháng một lần, báo cáo kết quả cho chính phủ và thiết lập các kế hoạch khắc phục nếu chất lượng không khí không đáp ứng các tiêu chuẩn. Nhưng gần 30% các tòa nhà ở Nhật vượt quá nồng độ CO₂ giới hạn, theo báo cáo năm 2020.

Nói thế không có nghĩa là quy định của Nhật Bản không hiệu quả. Kazukiyo Kumagai, một chuyên viên y tế công cộng tại Sở Y tế California cho biết, Nhật Bản đang “ở trong tình trạng tốt hơn” so với Hoa Kỳ khi nói đến chất lượng không khí trong nhà. Việc áp dụng cách tiếp cận về chế độ giám sát và báo cáo thường xuyên như Nhật Bản có thể hiệu quả ở những quốc gia khác.

Việc đặt ra các giới hạn pháp lý đang dần trở nên phổ biến hơn. Ví dụ, luật mới của Bỉ quy định rằng các địa điểm công cộng phải thông gió với tốc độ 40m3 khí trên giờ để nồng độ CO₂ không vượt quá 900 ppm. Nếu dùng máy lọc không khí thì tốc độ thông gió thấp hơn 25m3 một giờ là đủ và nồng độ CO₂ có thể đạt mức tối đa 1200 ppm.

Thực tế, quy định về chất lượng không khí trong nhà là điều rất “lắt léo”. Catherine Noakes tại Đại học Leeds, người đã đóng góp chuyên môn vào báo cáo quốc gia về khả năng chống lây nhiễm trong các tòa nhà ở Anh, nhận xét: “Một trong những thách thức với không khí trong nhà là ai sở hữu nó?”.

Trách nhiệm này có thể san sẻ giữa các cơ quan ban ngành, tùy thuộc vào cách các tòa nhà được sử dụng. Chẳng hạn, không khí trong nhà ở trường học có thể là trách nhiệm của Bộ Giáo dục, trong khi các tòa nhà văn phòng có thể được quy định bởi cơ quan về an toàn và sức khỏe nghề nghiệp.

Đó là tình hình ở Mỹ, nơi hiện nay không có cơ quan nào có thẩm quyền điều chỉnh chất lượng không khí trong nhà. Ở Bỉ cũng vậy, luật quốc gia mới không bao gồm các trường học, vốn là trách nhiệm của chính quyền từng vùng. Và ở Nhật Bản cũng có một quy định riêng cho các tòa nhà trường học, cho phép mức giới hạn CO₂ cao hơn là 1500 ppm, một mức mà nhiều người coi là quá lớn.

Thiết lập các tiêu chuẩn

Trong trường hợp không có luật pháp quốc gia, các tổ chức, hiệp hội chuyên môn có thể đặt ra những tiêu chuẩn liên quan đến chất lượng không khí trong nhà. Khi hiệp hội ASHRAE (Mỹ) công bố tiêu chuẩn nhằm giảm thiểu nguy cơ lây nhiễm vào tháng sáu năm nay, người ta hy vọng rằng những mục tiêu được khuyến nghị sẽ được áp dụng vào quy tắc xây dựng các tòa nhà mới tại địa phương.

ASHRAE có thể phải đối mặt với một số phản đối. Chủ tịch hiệp hội nói rằng trước kia, khi ASHRAE tăng yêu cầu thông gió từ 5 feet khối mỗi phút lên 15 feet khối mỗi phút (tức 2,4 lít khí mỗi giây lên 7,1 lít mỗi giây) thì nhiều người ở những vùng ấm nóng của Mỹ đã rất tức giận vì nó làm tăng chi phí điều hòa. Cuối cùng, hội đồng trường học ở địa phương thông qua phán quyết rằng các lớp học chỉ cần đạt thông gió là 7,5 feet khối.

Dù cho các tiêu chuẩn ASHRAE không được thực thi thì chúng cũng sẽ tạo ra sự khác biệt, Joseph Allen nói. Ngoài việc ảnh hưởng đến cách xây dựng các tòa nhà, các tiêu chuẩn nghiêm ngặt hơn của ASHRAE cũng phát đi tín hiệu mạnh mẽ đến các doanh nghiệp trong những tòa nhà cũ về một tiêu chuẩn vàng cho chất lượng không khí trong nhà.

Các nhà nghiên cứu cho rằng sẽ mất nhiều thời gian để giảm nguy cơ lây nhiễm bên trong các tòa nhà, có thể lên tới 20-30 năm. Nhưng chúng ta đang nói về tương lai của xã hội và điều này là cần thiết.

Hồng Hạnh lược dịch

Theo Nature