Mưa đen là gì? WHO cảnh báo khẩn tác động xấu đến sức khỏe con người

1 Hiện tượng mưa đen là gì?

Black rain (mưa đen) là hiện tượng nước mưa có màu đen, xám sẫm hoặc nâu đậm do chứa các hạt bụi bẩn, tro, muội than và các chất ô nhiễm khác trong khí quyển. Khi các hạt vật chất này tồn tại với mật độ cao trong không khí, chúng sẽ trở thành các “nhân ngưng tụ”, khiến hơi nước trong khí quyển bám quanh chúng để tạo thành giọt mưa. Khi những giọt nước này rơi xuống mặt đất, chúng mang theo các hạt ô nhiễm, khiến nước mưa có màu tối đặc trưng.

Mưa đen là một hiện tượng khí tượng hiếm gặp, chỉ xuất hiện ở những khu vực có mức độ ô nhiễm không khí cao hoặc sau các sự kiện đặc biệt như cháy rừng lớn, cháy dầu, hoạt động công nghiệp nặng hoặc thậm chí là các thảm họa chiến tranh. ^[1]

2 Mưa đen, mưa acid và mưa thường khác nhau như thế nào?

Mưa đen khác với mưa thường ở chỗ mưa đen có màu tối và chứa các hạt vật chất lơ lửng bên trong trong khi đó mưa thường thì trong suốt và không có các chất gây ô nhiễm có thể nhìn thấy được.

Trong khi đó mưa axit là loại mưa có tính axit mạnh hơn bình thường, thường do các khí SO₂ và NOx từ hoạt động công nghiệp, đốt nhiên liệu hóa thạch và giao thông hòa tan vào nước trong khí quyển, tạo thành axit sulfuric và axit nitric

3 Nguyên nhân 

Có nhiều nguyên nhân dẫn đến sự hình thành mưa đen, nhưng phần lớn đều liên quan đến mức độ ô nhiễm không khí nghiêm trọng.

• Cháy rừng: Các vụ cháy rừng quy mô lớn tạo ra những cột khói khổng lồ chứa bồ hóng và tro bụi. Nước mưa rơi qua những cột khói này có thể bị đổi màu và tạo nên cơn mưa đen.
• Núi lửa phun trào: Các vụ phun trào núi lửa dữ dội đẩy tro bụi, các hạt đá mịn và khí lên cao vào khí quyển. Khi mưa hoặc tuyết rơi xuyên qua những đám mây tro bụi này, nước có thể trở nên tối màu hơn.
• Ô nhiễm công nghiệp: Các khu vực có hoạt động công nghiệp nặng, đặc biệt là những khu vực đốt than mà không có hệ thống kiểm soát khí thải đầy đủ, thường xảy ra hiện tượng mưa đen do sự phát thải muội than và các hạt cacbon chưa cháy. Mặc dù hiện tượng này ít phổ biến hơn ở các nước phát triển ngày nay do các quy định nghiêm ngặt hơn, nhưng các sự kiện cục bộ vẫn có thể xảy ra.
• Các sự kiện hạt nhân: Trong các vụ nổ nguyên tử, mưa đen là thuật ngữ dùng để mô tả mưa bị ô nhiễm bởi bụi phóng xạ . Hiện tượng này xảy ra khi vụ nổ đẩy các mảnh vụn, tro bụi và sản phẩm phân hạch lên cao trong khí quyển. Những vật liệu này sau đó ngưng tụ và kết hợp với hơi nước, cuối cùng rơi xuống Trái đất dưới dạng mưa bị ô nhiễm nặng và có màu sẫm rõ rệt.  ^[2]

4 Trong lịch sử, hiện tượng mưa đen đã từng xuất hiện ở đâu?

4.1 Nhật Bản sau Thế chiến II (1945)

Các vụ ném bom nguyên tử xuống Hiroshima và Nagasaki là hai cuộc tấn công hạt nhân do Hoa Kỳ thực hiện vào tháng 8 năm 1945, đánh dấu lần đầu tiên và duy nhất vũ khí nguyên tử được sử dụng trong chiến tranh. ^[3]

Sau khi bom nguyên tử phát nổ, sức nóng cực lớn đã thiêu rụi các công trình, cây cối và vật liệu trong khu vực, tạo ra một lượng khổng lồ khói, tro và bụi. Các vật chất này bị cuốn lên cao trong khí quyển, sau đó hòa trộn với hơi nước và rơi xuống dưới dạng mưa đen. Nước mưa trong sự kiện này chứa tro bụi, muội than và cả các hạt phóng xạ, gây ra nhiều lo ngại về sức khỏe. 

Năm mươi ngày sau, đất nơi xảy ra trận mưa đen được kiểm tra và phát hiện có độ phóng xạ cao gấp nhiều lần so với đất ngay bên dưới vụ nổ. Hậu quả của trận mưa kỳ lạ này là làm chết các loại cá, gia súc ăn cỏ bị nhiễm độc và tiêu chảy. Hầu hết người dân sống ở những khu vực bị ảnh hưởng vẫn bị tiêu chảy ngay cả ba tháng sau đó do họ sử dụng nước từ giếng bị nhiễm độc từ mưa đen. ^[4]

4.2 Mưa đen tại São Paulo, Brazil do cháy rừng Amazon (2019)

Một sự kiện mưa đen đáng chú ý khác được ghi nhận vào ngày 19/8/2019 tại São Paulo. Trong thời gian đó, các đám cháy rừng lớn tại Amazon Rainforest đã tạo ra lượng khói và tro khổng lồ lan rộng hàng nghìn kilomet. Khi các khối không khí mang theo khói cháy rừng di chuyển đến khu vực São Paulo và gặp điều kiện mưa, các hạt tro và aerosol sinh ra từ quá trình cháy sinh khối đã hòa vào nước mưa, khiến mưa có màu tối và được gọi là “black rain”. Các mẫu nước mưa đã được thu thập tại nhiều địa điểm khác nhau trong khu vực đô thị, trong và sau sự kiện "mưa đen", và được phân tích cả về mặt vật lý và hóa học để đánh giá ảnh hưởng có thể có của aerosol. Các mẫu thu thập được trong sự kiện "mưa đen" cho thấy độ đục cao (trên 70 NTU) và các chất chỉ thị hữu cơ từ quá trình đốt sinh khối được quan sát thấy ở nồng độ cao hơn trong các mẫu "mưa đen" so với các mẫu đối chứng, với lưu lượng lắng đọng cao hơn gấp ba lần trong suốt sự kiện (lần lượt là 1,04 mg m⁻² và 0,31 mg m⁻² ) . Việc phát hiện Glucose, xylose và mannose , sau khi thủy phân vật liệu rắn có trong các mẫu "mưa đen", cho thấy rõ sự hiện diện của vật liệu thành tế bào thực vật có nguồn gốc từ quá trình đốt cháy một phần gỗ và cỏ. Nhìn chung, nồng độ tổng các hydrocarbon thơm đa vòng (PAH) cao hơn trong suốt sự kiện so với các mẫu đối chứng được thu thập sau sự kiện tại MASP (trung bình cao hơn gần 15 lần so với sau sự kiện), với lưu lượng lắng đọng cao hơn (lần lượt là 5,1 và 2,7 mg m⁻² ). ^[5]

4.3 Mưa đen tại Tehran do cháy dầu và ô nhiễm không khí (2026)

Gần đây, hiện tượng mưa đen cũng được báo cáo tại Tehran khi các cơ sở dầu mỏ bị tấn công và bốc cháy, tạo ra những đám mây khói đen khổng lồ chứa hydrocarbon, sulfur oxides và nitrogen compounds. Khi quá trình đốt dầu không hoàn toàn, khi không đủ oxy – khí carbon monoxide và các hạt muội than có thể được giải phóng thay vì khí carbon dioxide và nước. Các đám cháy dầu cũng có thể giải phóng oxit Lưu Huỳnh và nitơ, có thể tạo thành axit nếu hòa tan trong nước mưa, cũng như các hydrocarbon độc hại khác, các hợp chất kim loại và các giọt dầu. Khi mưa xảy ra, các giọt nước đã hấp thụ những hạt muội than và hóa chất này, khiến nước mưa có màu đen và để lại lớp cặn bẩn trên đường phố và mái nhà. 

5 Thành phần độc hại trong mưa đen

Mưa đen không chỉ đơn giản là nước mưa bị bẩn mà còn có thể chứa nhiều chất độc hại. Trong đó phổ biến nhất là các hạt bụi mịn như PM2.5 và PM10. Đây là những hạt bụi có kích thước cực nhỏ, có thể dễ dàng xâm nhập sâu vào hệ hô hấp.

Ngoài ra, mưa đen còn có thể chứa các hợp chất hữu cơ độc hại như Polycyclic aromatic hydrocarbons, Sulfur dioxide (SO₂), Nitrogen oxides, cùng với các kim loại nặng như chì, thủy ngân hoặc cadmium. Những chất này có khả năng tích tụ trong cơ thể và gây ra nhiều vấn đề sức khỏe lâu dài.

6 Hậu quả do mưa đen gây ra

6.1 Tác động đến sức khỏe con người

Tác động đến sức khỏe do mưa đen gây ra thay đổi tùy thuộc vào nguồn gây ô nhiễm. Mưa đen phóng xạ đặc biệt nguy hiểm, gây ra bệnh nhiễm phóng xạ cấp tính (ARS). Các triệu chứng của ARS bao gồm buồn nôn, tiêu chảy, sốt, đau họng, rụng tóc và trong trường hợp nặng, có thể dẫn đến tử vong. Sự phơi nhiễm có thể xảy ra qua tiếp xúc trực tiếp với da, hít phải hoặc ăn phải thực phẩm và nước bị ô nhiễm.

Mưa đen do ô nhiễm môi trường gây ra ít gây tử vong ngay lập tức hơn so với bụi phóng xạ, nhưng vẫn có thể gây ra những rủi ro đáng kể cho sức khỏe. Các hạt trong loại mưa này có thể gây kích ứng hệ hô hấp, làm trầm trọng thêm các bệnh hiện có như hen suyễn, và góp phần gây ra các vấn đề sức khỏe lâu dài như ung thư. 

• Các vấn đề về hô hấp: Hít phải các hạt bụi than và khí độc có thể gây kích ứng đường thở và làm trầm trọng thêm các bệnh về phổi như hen suyễn và viêm phế quản.
• Kích ứng da và mắt: Tiếp xúc trực tiếp với nước mưa bị ô nhiễm có thể gây phát ban da hoặc kích ứng mắt do các chất ô nhiễm hóa học.
• Tiếp xúc với hóa chất độc hại: Các chất gây ô nhiễm trong mưa đen có thể bao gồm hydrocacbon, kim loại nặng và các hợp chất axit có thể gây hại cho sức khỏe con người.
• Tác động lâu dài đến sức khỏe: Tiếp xúc kéo dài với một số chất ô nhiễm, đặc biệt là PAH và kim loại nặng, có liên quan đến việc tăng nguy cơ ung thư và bệnh hô hấp mãn tính. Thường rất khó để xác định chắc chắn nguyên nhân gây ra các triệu chứng trong một sự kiện cụ thể là do một thành phần nào đó trong hỗn hợp khói, tuy nhiên một hạt đặc biệt đáng được lưu ý là black carbon (carbon đen), một thành phần cacbon gần như tinh khiết của muội than được tạo ra trong quá trình đốt cháy không hoàn toàn. Tiếp xúc cấp tính có thể dẫn đến các rối loạn hô hấp, đặc biệt là đối với các nhóm có nguy cơ cao như người mắc bệnh hen suyễn và người cao tuổi. Các hạt carbon đen rất nhỏ có thể thâm nhập sâu vào phổi và cũng có thể mang theo các chất ô nhiễm độc hại khác trên bề mặt của chúng, bao gồm cả hydrocarbon thơm đa vòng (PAH). Các kim loại tự nhiên trong dầu thô cũng là mối quan ngại, chẳng hạn như niken và vanadi, gây kích ứng đường hô hấp và gây viêm. ^[6]

Các báo cáo từ Tehran mô tả hiện tượng “mưa axit độc hại”, khi khí sulfur dioxide được thải vào khí quyển, chuyển hóa thành axit sulfuric trong các giọt mưa. Tùy thuộc vào nồng độ, tiếp xúc với axit sulfuric có thể gây kích ứng mắt và đường hô hấp, nhưng trên thực tế, thường khó phân biệt các tác động này với những ảnh hưởng rộng hơn của muội than, khí axit và các sản phẩm cháy tiềm tàng khác như dioxin và furan, vốn tác động cùng nhau chứ không riêng lẻ. 

6.2 Tác động đến môi trường

Mưa đen có thể gây ra những tác động tàn phá đối với môi trường, làm ô nhiễm đất, nguồn nước và thảm thực vật. Ô nhiễm phóng xạ có thể tồn tại trong nhiều thập kỷ, khiến các khu vực trở nên không thể sinh sống và phá vỡ hệ sinh thái. Là một thành phần quan trọng của các hạt khí trong khí quyển, cacbon đen (BC) ảnh hưởng sâu sắc đến biến đổi khí hậu và môi trường khí quyển. Do khả năng hấp thụ mạnh bức xạ mặt trời, BC góp phần vào hiện tượng nóng lên toàn cầu và tầm quan trọng của nó chỉ đứng thứ hai sau CO2 ( Bond et al., 2013). Ngoài ra, BC lơ lửng làm giảm tầm nhìn trong khí quyển và gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng không khí khu vực (Ding et al., 2016). Hơn nữa, BC lắng đọng trên băng và tuyết làm giảm suất phản xạ bề mặt và đẩy nhanh quá trình tan chảy của sông băng, gây ra mối lo ngại đáng kể về chu trình khí hậu và thủy văn (Kang et al., 2020). Trên thực tế, BC mới phát thải có cấu trúc tập hợp giống như fractal, tạo điều kiện cho các chất ô nhiễm độc hại hấp thụ và phản ứng. ^[7]

7 Các biện pháp phòng ngừa nên thực hiện

Các chuyên gia y tế khuyến cáo nên thực hiện một số biện pháp phòng ngừa ở những khu vực có mưa đen hoặc ô nhiễm nặng như: ^[8]

• Ở trong nhà, không ra ngoài khi không cần thiết: Chính quyền tại các khu vực bị ảnh hưởng nên khuyến cáo người dân ở trong nhà để hạn chế tiếp xúc với không khí ô nhiễm.
• Tránh tiếp xúc trực tiếp với nước mưa: Không đi bộ hoặc đứng trong nước mưa bị ô nhiễm, rửa sạch da ngay lập tức nếu bị tiếp xúc.
• Sử dụng khẩu trang bảo vệ: Khẩu trang như khẩu trang N95 có thể giúp giảm việc hít phải các hạt bụi mịn.
• Đóng kín cửa sổ: Hạn chế không khí bên ngoài xâm nhập có thể làm giảm mức độ ô nhiễm trong nhà.
• Rửa sạch rau quả: Nước mưa chứa chất ô nhiễm có thể ảnh hưởng đến cây trồng.
• Theo dõi cập nhật chất lượng không khí: Việc tuân thủ các khuyến cáo chính thức có thể giúp người dân đưa ra những quyết định an toàn hơn trong các sự kiện ô nhiễm môi trường.

8 Kết luận

Mưa đen là một hiện tượng môi trường nguy hiểm phản ánh mức độ ô nhiễm không khí nghiêm trọng. Không chỉ gây ảnh hưởng đến môi trường sống, hiện tượng này còn có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng cho con người, đặc biệt là các bệnh về hô hấp, tim mạch và ung thư. Vì vậy, việc kiểm soát ô nhiễm không khí và nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ môi trường là những yếu tố quan trọng để giảm thiểu nguy cơ từ hiện tượng này và bảo vệ sức khỏe con người trong tương lai.

Tài liệu tham khảo