Mỗi khi bầu trời chuyển sang màu trắng đục vì sương mù quang hóa và các ứng dụng quan trắc báo mức không khí nguy hại, nhiều người vội vã tìm mua khẩu trang để tự bảo vệ. Thói quen phổ biến nhất của người dân là sử dụng khẩu trang y tế dùng một lần bởi sự tiện lợi, mỏng nhẹ và chi phí rẻ. Tuy nhiên, câu hỏi đặt ra là liệu chiếc khẩu trang mỏng manh này có thực sự ngăn chặn được các hạt bụi siêu mịn PM2.5 hay không?
Câu trả lời ngắn gọn là khẩu trang y tế thông thường chỉ có thể cản được một phần bụi siêu mịn, và hiệu quả bảo vệ thực tế trên gương mặt thấp hơn rất nhiều so với chuẩn N95. Dù vật liệu làm khẩu trang y tế có khả năng giữ lại hạt bụi ở mức nhất định, thiết kế lỏng lẻo khiến không khí bẩn dễ dàng luồn lách qua các khe hở khi hít thở.
Cơ chế lọc hạt và bài toán "khe hở" trên khuôn mặt
Để hiểu vì sao khẩu trang y tế gặp khó trước bụi mịn, chúng ta cần phân biệt giữa hiệu suất lọc của chất liệu màng và hiệu quả bảo vệ toàn diện khi đeo. Bụi PM2.5 có kích thước khí động học nhỏ hơn hoặc bằng 2,5 micromet, có thể bay lơ lửng trong không khí và thâm nhập sâu vào phế nang phổi. Các loại khẩu trang chuyên dụng chống bụi mịn thường ứng dụng màng lọc sợi tĩnh điện để bẫy các hạt bụi cực nhỏ khi dòng khí đi qua.
Khẩu trang y tế vốn được chế tạo để phục vụ mục đích ngăn ngừa giọt bắn lớn chứa vi khuẩn từ dịch tiết đường hô hấp của bác sĩ và người bệnh. Trở lực thở khi thở ra của khẩu trang y tế rất thấp, chỉ khoảng 1,8 mmH2O so với mức 13,8 mmH2O của khẩu trang N95 [1]. Áp suất chênh lệch này giúp người dùng cảm thấy dễ thở hơn nhiều khi đeo khẩu trang y tế.
Tuy nhiên, chính độ thoáng và thiết kế dạng phẳng gấp nếp lại khiến khẩu trang y tế không thể ôm khít khuôn mặt. Khi người dùng hít vào, dòng không khí luôn có xu hướng đi theo con đường có lực cản thấp nhất. Thay vì đi qua lớp màng lọc, một lượng lớn không khí chứa bụi bẩn sẽ đi vòng qua các khe hở ở hai bên má, sống mũi và cằm.
Bằng chứng từ phòng thí nghiệm đến cơ thể người
Khả năng lọc vật liệu thuần túy của khẩu trang y tế và chuẩn N95 đã được kiểm chứng qua nhiều thực nghiệm tiêu chuẩn. Một nghiên cứu tiến hành đánh giá hiệu suất lọc hạt khí dung muối ăn ghi nhận màng lọc N95 đạt hiệu suất 95%, trong khi màng lọc khẩu trang y tế đạt 68% [2]. Trong thử nghiệm này, độ giảm áp lực thở của khẩu trang y tế là 5,1 mmH2O, của N95 là 5,9 mmH2O, cả hai đều thấp hơn nhiều so với giới hạn an toàn quy định [2].
Khi đánh giá vật liệu lọc chuyên sâu hơn trước các sol khí kích thước nhỏ, màng lọc của các loại N95 đạt hiệu suất từ 99% trở lên với các hạt từ 0,1 micromet [3]. Trái lại, màng lọc của khẩu trang y tế chỉ đạt hiệu suất 70% đến 83% đối với hạt từ 0,1 micromet và đạt 74% đến 92% đối với hạt nhựa có kích thước 1,3 micromet [3]. Các sol khí mịn chứa mầm bệnh và bụi PM2.5 dạng lỏng hay hạt muối luôn là thách thức lớn đối với chất liệu khẩu trang phẫu thuật và nha khoa thông thường [4].
Sự chênh lệch càng rõ rệt trong một số đánh giá vật liệu kháng sol khí nhiễm khuẩn. Khẩu trang N95 ghi nhận hiệu suất lọc đạt 97,4%, trong khi khẩu trang y tế chỉ ngăn được 18,4% hạt sol khí xâm nhập qua màng chắn [1]. Dẫu vậy, cũng có thử nghiệm in-vivo trên người cho thấy khẩu trang y tế lọc được 95% dung dịch sol khí kali clorua, thấp hơn không đáng kể so với mức 97% của N95 [5]. Kết quả phân kỳ này chứng minh rằng chất liệu màng lọc có thể biểu hiện rất khác nhau tùy theo quy chuẩn thử nghiệm và loại hạt thử.
Hiệu quả thực tế bị kéo tụt vì rò rỉ không khí
Dù một số vật liệu màng lọc khẩu trang y tế được ghi nhận có hiệu suất cao trên 90%, khả năng bảo vệ người đeo thực tế lại bị hạn chế nghiêm trọng bởi độ hở lớn [6]. Khi ước tính tỷ lệ rò rỉ khí vòng qua mép khẩu trang y tế lên tới 50%, hệ số bảo vệ chống lại hạt PM2.5 trong khói cháy rừng chỉ đạt mức 1,9, chỉ nhỉnh hơn một chút so với khẩu trang vải sợi tự nhiên là 1,4 và thấp hơn khẩu trang sợi tổng hợp là 2,2 [6].
Một nghiên cứu tổng hợp về các biện pháp can thiệp hô hấp chỉ ra rằng tỷ lệ rò rỉ tổng thể vào bên trong của khẩu trang N95 chỉ là 9%, trong khi ở khẩu trang y tế và các loại mặt nạ chắn bụi dạng gấp phẳng lên tới 22% đến 35% [7]. Khi thử nghiệm trên người tình nguyện tại Trung Quốc, các khẩu trang dù làm từ vật liệu lọc bụi hiệu năng cao vẫn cho kết quả bảo vệ kém vì không thể áp sát khuôn mặt [7]. Trên mô hình ma-nơ-canh mô phỏng nhịp thở người, hiệu quả tương đối của N95 và khẩu trang y tế trước hạt nội bào tử chỉ dao động từ 34% đến 65% do rò rỉ mép đệm [3].
Nghiên cứu về độ thông khí của khẩu trang năm 2021 ghi nhận một thực tế đáng lo ngại: nồng độ PM2.5 bên trong khẩu trang thông thường có thể lên tới 80 microgam/m3 khi nồng độ môi trường xung quanh là 238 microgam/m3 [8]. Hiệu quả bảo vệ thực tế của khẩu trang y tế chỉ dao động từ 41,9% đến 93,3%, trong khi khẩu trang N95 dao động từ 62,2% đến 100% tùy theo lưu lượng khí cấp bổ sung [8]. Thậm chí khẩu trang N95 cũng có thể không cung cấp sự bảo vệ đầy đủ khi tiếp xúc với môi trường ô nhiễm quá cao nếu thiếu hệ thống cấp khí lọc hỗ trợ [8].
Tác động thực tế tới sức khỏe cộng đồng
Dù không thể ngăn chặn tuyệt đối bụi mịn, việc đeo khẩu trang y tế vẫn mang lại những giá trị sức khỏe nhất định trong điều kiện ô nhiễm. Phân tích đánh giá tác động sức khỏe cho thấy việc sử dụng khẩu trang y tế trong các đợt khói cháy rừng có thể giúp giảm 9% đến 24% số ca nhập viện vì bệnh lý hô hấp [6]. Tuy vậy, mức độ dao động lớn này phụ thuộc chủ yếu vào sự không chắc chắn của tỷ lệ rò rỉ khí qua viền mép [6].
So với khẩu trang y tế, mặt nạ N95 cung cấp sự bảo vệ vượt trội hơn hẳn trước ô nhiễm PM2.5 với hệ số bảo vệ trên 14 [6]. Khi nồng độ bụi khói PM2.5 đạt 100 microgam/m3, việc đeo N95 với tỷ lệ hở mép chỉ 5% trong hai phần ba thời gian của ngày có thể kéo giảm nguy cơ nhập viện từ 66% xuống còn 21% [6]. Việc toàn dân sử dụng N95 đúng cách có thể giảm 22% đến 39% số ca nhập viện đường hô hấp, và nếu 100% nhóm nguy cơ đeo N95 với độ hở 5% thì mức giảm có thể đạt tới 60% [6].
Đáng chú ý, mặt nạ N95 cũng duy trì được độ bền lọc tương đối tốt theo thời gian. Sau 3 ngày sử dụng, hiệu suất lọc trung bình của N95 vẫn đạt 97,0%, và sau 14 ngày sử dụng liên tục hiệu suất vẫn còn giữ được 80,4% với tỷ lệ xuyên thấu hạt là 19,4% [1]. Trở lực hô hấp khi thở ra của N95 sau 14 ngày cũng không có sự khác biệt đáng kể, dao động từ 13,8 mmH2O xuống 11,6 mmH2O [1].
Những hiểu lầm thường gặp khi chọn khẩu trang chống bụi
Hiểu lầm phổ biến nhất là cho rằng giá tiền càng đắt thì khẩu trang lọc bụi càng tốt. Một nghiên cứu khảo sát 9 loại khẩu trang trên thị trường Tây Ban Nha với mức giá từ 1 đến 44 Euro cho thấy khả năng loại bỏ PM2.5 dao động từ 14% đến 96%, và giá thành chủ yếu liên quan đến tính thẩm mỹ chứ không phản ánh hiệu quả lọc [7]. Do đó, người tiêu dùng không nên dựa vào giá cả để đánh giá khả năng bảo vệ đường thở.
Nhiều người cũng nghĩ rằng đeo nhiều lớp khẩu trang y tế hoặc khẩu trang vải dày sẽ tăng gấp bội khả năng cản bụi. Thực nghiệm chứng minh rằng việc tăng từ 12 lớp vải cotton lên 24 lớp vải khiến trở lực hô hấp tăng gấp đôi từ 3,9 mmH2O lên 6,6 mmH2O, nhưng hiệu suất lọc chỉ tăng thêm 35,9% (từ 32,3% lên 43,9%) [1]. Đeo quá dày chỉ làm tăng cảm giác ngột ngạt và khiến không khí tìm đường rò rỉ qua các khe hở nhiều hơn.
Một số giải pháp thay thế tạm thời như sử dụng vải bọc tiệt trùng y tế cũng không thể thay thế chuẩn N95. Dù vật liệu này có hiệu suất lọc từ 58% đến 66% và trở lực thở 10,4 mmH2O, nó chỉ tương đương với khẩu trang y tế thông thường chứ không thể đạt tiêu chuẩn phòng hộ chuyên dụng [2]. Ngoài ra, khoảng không chết bên trong khẩu trang luôn giữ lại khí thở ra, dẫn đến nồng độ khí CO2 và hơi nước tích tụ cao, gây khó chịu cho người đeo khi sử dụng kéo dài [8].
Ai nên thận trọng khi lựa chọn mặt nạ chuyên dụng?
Mặc dù khẩu trang N95 có khả năng lọc bụi PM2.5 vượt trội, sản phẩm này có độ thoáng khí và độ thẩm thấu hơi nước thấp hơn đáng kể so với khẩu trang y tế [5]. Việc thở qua một màng lọc có trở lực cao như N95 đòi hỏi cơ hô hấp phải làm việc nhiều hơn.
Những người mắc bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính (COPD), hen suyễn nặng, người có bệnh lý tim mạch, người cao tuổi và phụ nữ mang thai cần hết sức thận trọng khi đeo khẩu trang chuẩn N95 trong thời gian dài. Sự tích tụ khí CO2 và độ ẩm trong khoang thở có thể gây khó thở, chóng mặt hoặc làm bộc phát các cơn khó chịu [8]. Những nhóm đối tượng này nên tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa để chọn giải pháp phòng hộ hoặc điều chỉnh thời gian tiếp xúc ngoài trời sao cho phù hợp.
Gợi ý áp dụng thực tế để bảo vệ đường hô hấp
Trong những ngày chất lượng không khí ở mức trung bình hoặc chỉ số ô nhiễm không quá cao, khẩu trang y tế vẫn là giải pháp bảo vệ tối thiểu chấp nhận được giúp cản bụi thô và các giọt bắn. Khi đeo, bạn cần vuốt sát thanh nẹp mũi bằng kim loại và kéo mép dưới ôm trọn cằm để giảm thiểu tối đa tỷ lệ rò rỉ không khí quanh viền [6], [7].
Vào những ngày ô nhiễm nghiêm trọng hoặc khi nồng độ PM2.5 vượt ngưỡng cảnh báo đỏ, người dân nên chuyển sang sử dụng các dòng khẩu trang đạt chuẩn N95 hoặc tương đương. Khẩu trang N95 được thiết kế kín khít có thể lọc sạch trên 99,3% hạt sol khí tương đương PM2.5 [4]. Cần kiểm tra kỹ độ kín bằng cách áp hai bàn tay lên bề mặt khẩu trang và hít mạnh; nếu thấy mép khẩu trang xẹp vào nhẹ và không có luồng gió thổi vào mắt hay má thì khẩu trang đã đạt độ khít tiêu chuẩn.
Tóm lại, khẩu trang y tế thông thường có thể hỗ trợ cản bụi ở mức độ vừa phải nhưng không thể thay thế N95 trong việc lọc bụi siêu mịn PM2.5 do hạn chế cố hữu về độ hở viền mặt. Việc theo dõi chất lượng không khí hàng ngày và kết hợp sử dụng khẩu trang vừa vặn, đúng chuẩn là chìa khóa để bảo vệ hệ hô hấp một cách an toàn và bền vững.
