Máy đo bụi mịn PM2.5 cầm tay giá rẻ dùng cảm biến laser tán xạ: nó đếm hạt bụi bay qua một chùm sáng rồi ước tính khối lượng, nên cho biết rất tốt không khí đang sạch lên hay bẩn đi, nhưng con số tuyệt đối có thể lệch vài chục phần trăm so với trạm quan trắc chuẩn. Lệch nhiều nhất khi trời ẩm trên khoảng 70–80% hoặc khi có sương mù, lúc ấy máy thường báo cao hơn thực tế. Dùng đúng cách, nó vẫn là công cụ đáng giá để quyết định đóng cửa, bật máy lọc hay đeo khẩu trang.
Bài này giải thích bên trong chiếc máy có gì, vì sao hai máy đặt cạnh nhau lại báo hai số khác nhau, và khi nào nên tin nó.
PM2.5 là gì và được đo bằng đơn vị nào
PM2.5 là tên gọi chung của các hạt lơ lửng trong không khí có đường kính khí động học từ 2,5 micromet trở xuống, tức nhỏ hơn sợi tóc chừng vài chục lần. Chúng đến từ khói xe, đốt rơm rạ, đun than, nhà máy, bụi công trường, và cả khói nhang, khói bếp ngay trong nhà. Hạt nhỏ như vậy đi sâu vào phổi, nên các tổ chức y tế theo dõi PM2.5 sát hơn bụi thô.
Đơn vị chuẩn là microgam trên mét khối (µg/m³): khối lượng bụi trong một mét khối không khí. Chỉ số AQI trên ứng dụng thời tiết là một con số khác, được quy đổi từ nồng độ theo một thang điểm. Hai thứ hay bị nhầm với nhau, và đó là nguồn nhầm lẫn đầu tiên khi so số giữa các máy.
Năm 2021, Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) hạ khuyến nghị PM2.5 xuống 5 µg/m³ trung bình năm và 15 µg/m³ trung bình 24 giờ. Quy chuẩn chất lượng không khí xung quanh của Việt Nam (QCVN 05) có giới hạn riêng, nới hơn mức khuyến nghị của WHO. Vì vậy cùng một ngày, một ứng dụng có thể báo "trung bình" còn ứng dụng khác báo "kém".
Bên trong máy: một chùm laser, một cái quạt và một phép đoán
Gần như mọi máy đo bụi cá nhân, máy lọc không khí có màn hình và trạm đo "công dân" đều dùng cùng một nguyên lý: tán xạ ánh sáng.
- Một chiếc quạt nhỏ hút không khí đi qua một buồng tối.
- Một diode laser chiếu chùm sáng ngang qua buồng.
- Mỗi khi hạt bụi bay qua, nó hắt một chớp sáng sang bên. Một cảm biến quang đặt lệch góc bắt chớp sáng đó.
- Độ mạnh của chớp sáng cho biết hạt to hay nhỏ. Máy đếm số hạt theo từng nhóm cỡ.
- Cuối cùng, phần mềm giả định hạt có hình cầu, có một khối lượng riêng nhất định, rồi đổi số hạt thành µg/m³.
Bước 5 là chỗ sai số chui vào. Khói nhang, bụi đường và hạt muối biển có hình dạng, màu sắc, tỉ trọng khác nhau, nên cùng một số hạt đếm được có thể ứng với khối lượng khác nhau. Nhà sản xuất hiệu chỉnh máy với một loại bụi chuẩn trong phòng thí nghiệm; ngoài đời, hỗn hợp bụi khác đi thì con số lệch theo.
Giới hạn thứ hai: phần lớn cảm biến loại này khó thấy các hạt nhỏ hơn khoảng 0,3 micromet, vì chúng hắt quá ít ánh sáng. Nhiều mẫu ghi thông số "PM1.0, PM2.5, PM10", nhưng giá trị PM10 thường chỉ là ước tính suy ra, kém tin cậy nhất.
Trạm chuẩn đo khác thế nào
Trạm quan trắc tự động của cơ quan môi trường dùng thiết bị đắt hơn hẳn và cách đo gần với định nghĩa hơn:
| Phương pháp | Cách làm | Điểm mạnh | Điểm yếu |
|---|---|---|---|
| Cân khối lượng trên màng lọc | Hút khí qua màng lọc 24 giờ, sấy và cân màng trước, sau | Là phương pháp tham chiếu, đo đúng khối lượng | Chậm, không ra số theo giờ, tốn công |
| Suy giảm tia beta (BAM) | Bụi đọng trên băng lọc, đo lượng tia beta bị chặn lại | Tự động, có số theo giờ, được nhiều nước công nhận | Đắt, cần bảo dưỡng định kỳ |
| Vi cân dao động (TEOM) | Bụi bám vào một đầu lọc dao động, tần số đổi theo khối lượng | Phản ứng nhanh | Đắt, có thể làm bay hơi một phần bụi dễ bay hơi |
| Tán xạ laser giá rẻ | Đếm hạt bằng chớp sáng, quy đổi ra khối lượng | Rẻ, nhỏ, ra số từng giây | Lệch theo độ ẩm và loại bụi, trôi số theo thời gian |
Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ (US EPA) đã thử nghiệm nhiều cảm biến giá rẻ đặt cạnh trạm chuẩn và kết luận chung: chúng bám theo xu hướng khá tốt, nhưng thường báo cao hơn, đặc biệt khi ẩm. Bản đồ khói cháy rừng của EPA dùng dữ liệu từ hàng nghìn trạm cảm biến của người dân, nhưng có áp một công thức hiệu chỉnh theo độ ẩm trước khi hiển thị.
Độ ẩm: kẻ thù lớn nhất của cảm biến laser
Nhiều loại hạt bụi hút nước. Khi độ ẩm tương đối lên cao, hạt phồng ra, hắt sáng mạnh hơn, và máy tưởng là hạt to hơn, nặng hơn. Trạm chuẩn tránh được chuyện này vì sấy khí hoặc sấy màng lọc trước khi đo; máy cầm tay thì không.
Ở Việt Nam, nhất là miền Bắc mùa nồm và những sáng sương mù, độ ẩm 85–95% là chuyện thường. Đó cũng là lúc máy cá nhân dễ báo những con số đỏ chói. Một phần là bụi thật (sáng sớm mùa đông, khí quyển ít xáo trộn nên bụi đọng lại thật), một phần là hơi nước làm phóng đại. Sương mù dày có thể khiến máy đếm cả giọt nước như hạt bụi.
Mẹo đọc số: khi trời rất ẩm, hãy coi con số của máy là mức trần, còn xu hướng lên xuống trong ngày mới là thông tin đáng giữ.
Dùng máy cho đúng: đặt ở đâu, đọc thế nào
Ngoài trời
- Đặt nơi có mái che mưa nhưng thông gió, cao hơn mặt đất ít nhất vài mét, cách xa ống xả máy lạnh, bếp nướng, chỗ hút thuốc.
- Không đặt sát mép đường nếu muốn biết không khí "chung" của khu vực; đặt sát đường thì số phản ánh khói xe ngay tại chỗ.
- Xem trung bình theo giờ, không nhìn số tức thời. Một chiếc xe tải đi qua có thể làm số nhảy vọt vài giây rồi về.
Trong nhà
- Đặt ở chỗ người hay ngồi, ngang tầm thở, không ngay cạnh bếp hay bàn thờ (trừ khi muốn đo chính nguồn đó).
- Thử nghiệm đơn giản: thắp một nén nhang cách máy vài mét. Máy tốt sẽ phản ứng rõ trong một hai phút. Rồi bật máy lọc, xem số tụt nhanh cỡ nào. Đây là cách kiểm tra máy lọc không khí thực tế hơn mọi thông số quảng cáo.
- Nấu nướng, chiên rán, đốt nhang muỗi, hút thuốc trong nhà có thể đẩy PM2.5 lên hàng trăm µg/m³ trong ít phút. Nhiều người ngạc nhiên khi thấy không khí trong bếp tệ hơn ngoài đường.
So hai máy với nhau
Muốn biết máy mình lệch bao nhiêu, đặt nó cạnh một máy khác đã biết (hoặc gần một trạm quan trắc công khai) vài ngày, ghi số theo giờ rồi so. Nếu tỉ lệ giữa hai bên khá ổn định, chẳng hạn máy mình luôn cao hơn chừng 30%, thì máy vẫn dùng được, chỉ cần tự nhẩm hệ số. Nếu tỉ lệ nhảy lung tung, có thể cảm biến bẩn hoặc hỏng.
AQI: vì sao ứng dụng này "đỏ", ứng dụng kia "vàng"
AQI là cách quy nồng độ ra thang điểm và màu cho dễ hiểu, nhưng mỗi nước một thang. Việt Nam có chỉ số VN_AQI theo hướng dẫn của cơ quan môi trường; nhiều ứng dụng quốc tế lại dùng thang AQI của Mỹ. Riêng thang Mỹ, từ năm 2024 ngưỡng "tốt" của PM2.5 đã được siết xuống chỉ tới 9 µg/m³, nên cùng một nồng độ, ứng dụng cập nhật thang mới sẽ cho màu xấu hơn ứng dụng cũ.
Thêm nữa, AQI thường tính trên trung bình nhiều giờ, còn máy cầm tay hiện số tức thời. Hai con số đo hai thứ khác nhau, không thể so trực tiếp. Muốn so, hãy đổi cả hai về nồng độ µg/m³ và cùng một khoảng thời gian.
Lỗi hay gặp và tuổi thọ cảm biến
- Quạt bám bụi, buồng đo bẩn: máy báo thấp dần theo tháng. Nhiều mẫu không cho mở ra vệ sinh.
- Laser yếu đi: nhà sản xuất cảm biến thường công bố tuổi thọ vài năm chạy liên tục. Máy chạy 24/7 ngoài ban công cũ nhanh hơn máy chỉ bật khi cần.
- Côn trùng chui vào: trạm ngoài trời đôi khi báo vọt lên rồi đứng im ở mức cao, nguyên nhân là kiến, nhện làm tổ trong buồng đo.
- Cảm biến "đa năng" giá rẻ: nhiều máy quảng cáo đo cả formaldehyde (HCHO) và TVOC bằng cảm biến bán dẫn rẻ tiền. Những con số ấy rất dễ bị đánh lừa bởi cồn, nước hoa, mùi sơn, và không nên dùng để kết luận nhà có độc hay không.
Một số trạm cảm biến dùng hai đầu đo đặt song song; khi hai đầu báo lệch nhau nhiều, hệ thống biết một trong hai đang hỏng. Đó là ý tưởng đáng học: một cảm biến đơn lẻ không tự biết mình sai.
Khi nào nên tin máy, khi nào không
Nên tin máy khi bạn cần trả lời những câu so sánh: hôm nay sạch hơn hôm qua không, đóng cửa sổ có đỡ không, máy lọc có tác dụng không, bếp có cần hút mùi mạnh hơn không. Ở những câu này, sai số tuyệt đối gần như không quan trọng.
Đừng dựa vào một máy cá nhân để kết luận về pháp lý, để khiếu nại một nhà máy, hay để tự chẩn đoán bệnh hô hấp. Những việc đó cần số liệu từ trạm chuẩn và ý kiến chuyên môn. Người có bệnh hen, bệnh phổi, tim mạch nên hỏi bác sĩ về cách tự bảo vệ trong những ngày ô nhiễm, thay vì chỉ nhìn màu trên màn hình.
Muốn tìm hiểu thêm, bộ tài liệu "Air Sensor Toolbox" của US EPA và bản Hướng dẫn chất lượng không khí năm 2021 của WHO đều công khai, viết dễ đọc. Ở Việt Nam, dữ liệu trạm quan trắc tự động được cơ quan môi trường các tỉnh thành và cổng thông tin môi trường quốc gia công bố, có thể dùng làm mốc để so máy của mình.
Câu hỏi thường gặp
Máy đo bụi mịn PM2.5 cầm tay có chính xác không?
Máy dùng cảm biến laser giá rẻ bám theo xu hướng khá tốt nhưng con số tuyệt đối có thể lệch vài chục phần trăm so với trạm chuẩn. Lệch nhiều nhất khi trời ẩm hoặc có sương mù, thường theo hướng báo cao hơn thực tế.
Vì sao trời nồm, sương mù máy báo bụi rất cao?
Nhiều hạt bụi hút nước và phồng to khi độ ẩm cao, nên hắt sáng mạnh hơn và bị máy đếm thành hạt nặng hơn. Sương dày còn khiến máy đếm cả giọt nước. Trạm chuẩn sấy khí trước khi đo nên ít bị ảnh hưởng hơn.
PM2.5 bao nhiêu là an toàn theo WHO?
Khuyến nghị năm 2021 của WHO là 5 µg/m³ trung bình năm và 15 µg/m³ trung bình 24 giờ. WHO cũng đưa ra các mức trung gian để các nước tiến dần tới khuyến nghị này.
AQI và µg/m³ khác nhau thế nào?
µg/m³ là nồng độ bụi thật đo được, còn AQI là thang điểm quy đổi từ nồng độ để dễ đọc. Mỗi nước dùng một thang AQI riêng và thường tính trên trung bình nhiều giờ, nên không so trực tiếp số AQI với số µg/m³ tức thời trên máy.
Có cách nào tự kiểm tra máy đo bụi ở nhà không?
Thắp một nén nhang cách máy vài mét: máy còn tốt sẽ phản ứng rõ trong một hai phút. Muốn biết độ lệch, đặt máy cạnh một máy khác hoặc gần trạm quan trắc công khai vài ngày rồi so số theo giờ.
