This post is also available in: English (English)

Trước mỗi sự cố về các chất hóa học nguy hiểm, các lực lượng phản ứng nhanh phải đưa ra nhiều quyết định khi cân nhắc lựa chọn các thiết bị bảo vệ cá nhân, các phương thức xác định, nhận diện các chất và phương án xử lý để giảm thiểu rủi ro nhất. Một trong những điều họ phải cân nhắc đến là giai đoạn/hình thể các chất đang tồn tại mà họ gặp phải trên hiện trường. Các mối nguy hiểm hóa học có thể ở tất cả các dạng: rắn, lỏng, khí và hơi. Ngoài các hình thể chính này, còn có một hình thể quan trọng nữa cần phải xem xét: các hạt khí dung.

Khí dung là hệ keo của các hạt chất rắn hoặc hạt chất lỏng, trong không khí hoặc chất khí khác. Một số ví dụ về khí dung xung quanh chúng ta:

• Bụi (các hạt bụi bẩn)
• Sương mù
• Khói

Trong khi có nhiều loại hạt khí dung khá phổ biến, các hóa chất độc hại dạng khí dung đặt ra một thách thức lớn đối với các lực lượng phản ứng nhanh vì chúng vừa giữ những đặc tính căn bản, vừa hoạt động giống như chất khí cùng với động lực học của chất lưu. Đây là vấn đề đang được đặt ra cho các công nghệ phát hiện truyền thống: Làm thế nào để đáp ứng được yêu cầu phát hiện và nhận dạng với một mẫu chưa biết ở dạng khí, rắn hay lỏng để phân tích.

Bài viết này giúp các bạn xác định các loại hạt khí dung và đặc tính của chúng, giải thích mối nguy hiểm do chúng gây ra và hướng dẫn một số phương pháp cho những đội phản ứng nhanh giải quyết các mối nguy hiểm này ngay tại hiện trường.

Trong bài viết này, thuật ngữ “hạt khí dung” sẽ được sử dụng để mô tả cả hạt khí dung thể rắn và lỏng.

Định nghĩa hạt khí dung và đặc tính của các hạt khí dung

Nhìn bằng mắt thường, các hạt khí dung có thể trông giống như một đám mây khí hoặc chùm khí, nơi các hạt tự do di chuyển trong không khí. Nhưng đặc điểm quan trọng để xác định khí dung là tập hợp chứa nhiều hạt chất rắn hoặc chất lỏng. Đây là một thuộc tính quan trọng cần được xem xét kỹ lưỡng, bởi nó quyết định đến việc chúng ta phản ứng với những mối đe dọa này như thế nào.

Thuộc tính chính của các hạt khí dung

Kích thước hạt: Thuộc tính đầu tiên là kích thước của các hạt rắn hoặc lỏng lơ lửng. Kích thước hạt là đường kính của một hạt đơn lẻ được biểu thị bằng micromet, hoặc “microns” (10-6 m). Các hạt nhỏ dễ hít vào hơn và có xu hướng lắng lâu hơn.

Phân bố kích thước hạt

Thuộc tính thứ hai là phân bố kích thước hạt, được định nghĩa là số lượng các hạt trong một mẫu có kích thước hoặc khối lượng nhất định. Sự phân bố kích thước hạt là rất quan trọng vì các hạt trong chùm khí dung không đồng nhất. Kích thước thay đổi sẽ ảnh hưởng đến thời gian lơ lửng của các hạt khí dung và chúng có thể được hít vào dễ dàng.

Mật độ hạt: Đại diện cho tổng số hạt trong một thể tích không khí nhất định. Bất cứ ai đã lái xe trong đêm sương mù đều biết rằng các hạt nước trong khí quyển đủ lớn để tán xạ ánh sáng trắng từ đèn pha và đủ để che khuất tầm nhìn.

Độ bền: Thông số cuối cùng của khí dung khó định lượng hơn là độ bền, hay chính là khả năng của các hạt lơ lửng trong môi trường chất lưu. Các hạt nhỏ hơn sẽ có xu hướng ở trạng thái lơ lửng lâu hơn các hạt lớn hơn. Tuy nhiên, tính chất tĩnh điện cũng có thể ảnh hưởng đến điều này, vì các hạt mang điện sẽ có xu hướng đẩy nhau và ở lại trong không khí.

Khi một người phản ứng gặp một khí dung, những đặc tính này chi phối cách khí dung hoạt động và rất quan trọng để xác định khoảng cách cách ly thích hợp và quản lý việc khử nhiễm khi các hạt khí dung lắng xuống. Ngoài ra, tùy thuộc vào các đặc tính, khí dung có thể gây nguy hiểm ít nhiều cho các lực lượng phản ứng nhanh và cả những người phía bên ngoài, đồng thời có thể hướng dẫn cách để ứng phó với sự cố.

Hiểu được mối nguy hiểm do các hạt khí dung gây ra

Ở cấp độ cơ bản nhất, kích thước hạt rất quan trọng đối với việc một khí dung có thể được hít vào và giữ lại trong phổi dễ dàng như thế nào. Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) xác định hai kích thước hạt khác nhau về vấn đề này. PM10 đại diện cho các hạt có thể hít vào có kích thước 10 micron hoặc nhỏ hơn, trong khi PM2.5 đại diện cho các hạt nhỏ có thể hít vào 2,5 micron hoặc nhỏ hơn. Trong số này, PM2.5 là nguy hiểm nhất vì chúng có thể cư trú trong phổi và đi vào máu. Đây là lý do tại sao mặt nạ lọc như N95 và P100 được đánh giá cao về khả năng bẫy các hạt 2,5 micron.

Khi nói đến các mối nguy hiểm do hít phải, các hóa chất ở dạng rắn và lỏng thường ít nguy hiểm hơn so với dạng khí và hơi. Các dạng vật chất này có thể dễ dàng chứa đựng, và khoảng cách cách ly đối với một đám bột nhỏ hoặc một vùng chất lỏng có thể được duy trì ở mức vài mét để đảm bảo an toàn.

Tuy nhiên, nếu vật chất độc hại đó được khí dung thì việc quản lý sẽ trở nên khó khăn hơn rất nhiều. Sự tạo khí dung có thể xảy ra ngoài ý muốn do làm xáo trộn sản phẩm. Đó là lý do tại sao phải cẩn thận tại hiện trường khi xử lý các loại bột có độc tính cao như fentanyl và các chất dạng thuốc phiện tổng hợp có liên quan. Đáng quan tâm lớn hơn là việc cố ý làm bay hơi vật liệu trong trường hợp bị tấn công hóa học.

Ví dụ: một kg fentanyl, đại diện cho hàng triệu liều gây chết người, có thể được đóng gói bằng các vũ khí gây cháy nổ hoặc hệ thống phân tán cơ học (chẳng hạn như máy phun cây trồng) để phát tán chất này trên diện rộng. Một phần nhỏ của các hạt fentanyl phân tán có kích thước đủ nhỏ để chúng tồn tại trong không khí, khiến cho việc hít thở hoặc tiếp xúc qua da trở thành mối quan tâm hàng đầu. Khi các hạt lắng đọng trên một khu vực rộng, sự nhiễm độc bề mặt (và sự tái tạo thành khí dung sau đó) trở thành mối quan tâm tiếp theo.

Hơn nữa, các hạt được khí dung có thể gây ra nguy cơ nổ khi có oxy nếu chúng là các hạt dễ cháy, khi chúng có mật độ hạt vừa đủ và có nguồn bắt lửa. Đây là lý do tại sao mối nguy cơ chính đối với các sản phẩm tương đối lành tính như mùn cưa và thậm chí là đường sucrose (đường ăn) trong một không gian hạn chế lại “dễ bắt lửa.”

Cho dù quá trình tạo ra khí dung là vô tình hay không, việc phát hiện các hạt lơ lửng trong không khí và trên các bề mặt bị nhiễm là rất quan trọng đối với lực lượng phản ứng nhanh. Thật không may, khả năng phát hiện các hạt khí dung là một thách thức đối với các máy phát hiện đang có trong bộ công cụ của những lực lượng phản ứng nhanh.

Thách thức của việc phát hiện và xác định khí dung

Khi ứng phó với một tình huống bằng chất/vật liệu không xác định, điều quan trọng là phải sớm phát hiện và xác định vật chất đó để đưa ra phương án khắc phục. Trước đây, việc phát hiện và xác định các hóa chất được khí dung là không thể thực hiện được.

Chờ cho các hạt khí dung lắng xuống và trực tiếp lấy mẫu từ bề mặt có thể là một phương pháp, nhưng tùy thuộc vào kích thước hạt, việc này có thể mất hàng giờ và làm tăng khả năng hít phải cho người thực hiện.

Nhiều công cụ, thiết bị truyền thống của những lực lượng phản ứng nhanh có thể theo dõi trực tiếp không khí hoặc phân loại một lượng lớn hóa chất – không phải là khí dung. Máy đo khí, máy dò quang hóa (PID), máy đo phổ di động ion (IMS), và ống so màu chỉ phát hiện các vật chất nguyên bản ở thể khí hoặc hơi. Các giấy thử hóa học như pH, hoặc máy đo quang học tinh vi dựa trên quang phổ hồng ngoại và Raman, yêu cầu một lượng lớn vật liệu pha cô đặc để phân tích. Ngay cả hệ thống sắc ký khí-khối phổ (GC-MS) cũng yêu cầu sản phẩm phải ở thể khí hoặc pha ngưng tụ. Không có công nghệ nào trong số những công nghệ này có khả năng đối với các mối đe dọa ở dạng khí dung.

Cải tiến gần đây nhất cho đến nay để phát hiện các hạt khí dung trong lĩnh vực này là các thiết bị sử dụng sự tán xạ ánh sáng laser để đếm và định hình kích thước các hạt khí dung. Công nghệ này là một bước tiến nhằm tìm hiểu mối nguy hiểm do khí dung hóa, nhưng nó không cung cấp thông tin hóa học vốn có về mẫu phân tích. Nghĩa là cuối cùng, các đội phản ứng nhanh vẫn không có câu trả lời trong một tình huống không xác định.

Một giải pháp để phát hiện và xác định các mối đe dọa từ khí dung

MX908® từ 908 Devices là một thiết bị phân tích khối phổ cầm tay đã được cung cấp cho các lực lượng phản ứng nhanh trong nhiều năm. Nó mang sức mạnh của một phòng thí nghiệm ngay tại hiện trường. MX908 được tin tưởng và sử dụng bởi các đội phản ứng nhanh trên khắp thế giới, bao gồm cả quân đội Hoa Kỳ, nước ngoài và nhiều cơ quan ứng phó liên bang, tiểu bang và các địa phương khác. Bằng cách sử dụng nhiều kỹ thuật lấy mẫu khác nhau, bao gồm lấy mẫu bằng tăm bông và lấy mẫu không khí, người thực hiện có thể sử dụng MX908 để phát hiện và xác định nhiều hóa chất nguy hiểm, thậm chí để theo dõi các chất mà mắt thường không thể nhìn thấy.

MX908 cũng là một công cụ mạnh mẽ để phát hiện và xác định các hạt khí dung. Với việc bổ sung mô-đun Aero, MX908 có thể lấy mẫu các mối đe dọa ở bất kỳ trạng thái nào, bao gồm cả dạng khí dung. Chỉ cần gắn mô-đun Aero vào thiết bị MX908, người dùng có thể đồng thời phát hiện và xác định hơi và khí dung. Nó được tối ưu hóa để thu thập hơn 80% tất cả các hạt có đường kính lớn hơn 2,5 micron để tập trung vào các hạt nguy hiểm có thể hít phải.

MX908 với mô-đun Aero đạt được khả năng này bằng cách bẫy các hạt vào một màn lưới, được đốt nóng định kỳ và khử hấp thụ để chuyển mẫu thành hơi. Sau đó MX908 đọc được hơi hay bất kỳ mối đe dọa nào sẽ báo cáo ngay lập tức cho người sử dụng. Các tác nhân chiến tranh hóa học, chất độc thế hệ thứ tư (A- series/Novichoks), fentanyls và các độc dược khác, và nhiều loại chất hóa học có độc tính cao khác đều nằm trong khả năng của MX908 Aero.

Đảm bảo bộ công cụ hoàn chỉnh để quản lý nguy cơ từ khí dung

Để có phản ứng nhanh chóng và mạnh mẽ đối với các mối đe dọa và các mối nguy hiểm chưa biết, điều quan trọng là phải có các công cụ phù hợp để giải quyết vấn đề. Trước đây, các hóa chất dạng khí chưa thể phát hiện vì công nghệ chưa tiến xa để cung cấp những hiểu biết nhanh chóng về các mẫu có tính chất phức tạp như vậy. Tuy nhiên, khoảng cách đó đã được giải quyết thông qua mô-đun  Aero của MX908 và để lấy mẫu, và xác định các hạt khí dung. Với sự hiểu biết về các đặc tính của hạt khí dung và công nghệ phát hiện để xác định chất tại điểm cần thiết, các lực lượng phản ứng nhanh có thể đưa ra đánh giá và lập kế hoạch tự tin cho sự an toàn của tất cả mọi người.

Xem chi tiết sản phẩm: Thiết bị phát hiện dấu vết chất nổ, ma túy và hóa chất độc hại cầm tay – MX908