Sol khí là sự lơ lửng trong môi trường khí của các hạt chất rắn, hạt chất lỏng hoặc các hạt chất rắn và chất lỏng có tốc độ rơi không đáng kể. Cả hai thuật ngữ sol khí và các thành phần hạt đều dùng mô tả các hạt rắn/lỏng trong không khí.

Sự khác biệt cơ bản giữa sol khí và các thành phần hạt trong khí quyển là sol khí dùng để chỉ hệ huyền phù hay hỗn hợp bền của các hạt rắn/lỏng lơ lửng và các khí xung quanh trong khi các thành phần hạt trong khí quyển chỉ là các hạt chất rắn/lỏng lơ lửng trong không khí. Sol khí có nguồn gốc từ thiên nhiên hoặc do con người tạo ra. Một số hệ sol khí tự nhiên như sương mù, bụi khí quyển, bụi núi lửa, bụi do cháy rừng,… Một số hệ sol khí do con người tạo ra một cách không mong muốn như bụi khoáng từ các hoạt động nông nghiệp, từ quá trình đốt cháy không hoàn toàn các nhiên liệu hóa thạch, chất thải và sinh khối, từ các phương tiện giao thông, bụi phát thải công nghiệp, nhà máy năng lượng,… cũng như hệ phun sương, bình xịt, bình chữa cháy. Đối với các hệ sol khí tùy vào điều kiện, tính chất của hạt mà có thể tồn tại trong thời gian ngắn hoặc dài khác nhau. Ví dụ: các hạt sương mù do sự lắng đọng của nước thì dễ kết tụ và kém bền trong khi các hạt bụi hình thành do núi lửa có thể tồn tại nhiều năm.

Hệ sol khí có thể bao gồm các hạt có kích thước giống nhau (đơn phân tán) hay khác nhau (đa phân tán). Hình dạng hạt có thể được chia làm ba nhóm chính: dạng cầu, dạng đĩa dẹt và dạng sợi. Các hạt sol khí thông thường có kích thước nhỏ hơn 1 micromet, còn các hạt có kích thước lớn cỡ hàng chục micromet sẽ lắng đọng nhanh hơn. Đa phần các hệ sol khí được xem là một mối nguy hiểm tiềm tàng có ảnh hưởng đến môi trường cũng như sức khỏe con người. Sol khí đóng vai trò là nhân tố chính cho sự nóng lên toàn cầu, hiện tượng mù quang hóa, sự suy giảm tầng ozon và chất lượng không khí. Sol khí có tính chất tán xạ, các tia bức xạ Mặt trời sau khi phản xạ từ bề mặt Trái đất khó thoát ra ngoài và gây ra hiệu ứng nhà kính, dẫn đến sự nóng lên toàn cầu. Các tác động của sol khí lên khí hậu được ghi nhận từ năm 44 trước Công nguyên, khi sự phun trào núi lửa Etna đã làm cho mùa hè trở nên lạnh và mùa màng thất bát. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra mối quan hệ giữa các bệnh về phổi và tác động của sol khí, đặc biệt là bụi mịn. Bên cạnh các khí thải độc hại như SO2, NO2, CO,… bụi mịn và bụi siêu mịn là một trong các tác nhân gây ô nhiễm không khí hàng đầu hiện nay do có khả năng xâm nhập vào tế bào theo đường máu và phá hủy cơ chế tự miễn dịch của cơ thể, gây nhiều bệnh cấp tính và làm tổn thương vĩnh viễn các cơ quan quan trọng như phổi, tim, não,… Ngoài ra, một số hệ sol khí còn chứa các nguyên tố kim loại nặng, ở nồng độ cao có thể gây ra các bệnh lý và hệ lụy về sau. Bên cạnh tác hại ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe con người thì một số hệ sol khí cũng được tạo ra nhằm ứng dụng trong một số lĩnh vực.

Trong y học, hệ sol khí được ứng dụng tạo các loại thuốc dùng trong điều trị bệnh lý hô hấp mạn tính như hen suyễn và bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính. Các loại thuốc xông/hít giúp đưa thuốc trực tiếp vào đường thở và lắng đọng đúng vị trí nhằm giảm được các tác dụng phụ của thuốc và tác dụng nhanh hơn so với đường chích/uống. Sol khí còn được ứng dụng trong quy trình bón phân hoặc rải thuốc bảo vệ thực vật. Các hạt dung dịch nhỏ chứa phân bón hoặc thuốc bảo vệ thực vật có khả năng thấm nhanh trên bề mặt mao quản của lá từ đó mang lại hiệu quả cao trong nông nghiệp. Ngoài ra, sol khí cũng ảnh hưởng đến khí hậu, cụ thể là vòng tuần hoàn nước. Sol khí đóng vai trò như tác nhân ngưng tụ các giọt nước nhỏ (mây ấm) hoặc các tinh thể băng nhỏ (mây lạnh). Nồng độ sol khí và tác dụng của các hạt ảnh hưởng đến sự hình thành các giọt nước, tinh thể băng và mưa. Vì vậy, sol khí cũng được ứng dụng trong việc tạo mưa nhân tạo.

Tài liệu tham khảo

1. Colbeck I., Lazaridis M., Aerosol Science: Technology and Applications, John Wiley & Sons Ltd., 2014.
2. Levin Z., Cotton W. R., Aerosol pollution impact on precipitation: A scientific review, Springer Science & Business Media, 2008.
3. Tomasi C., Fuzzi S., Kokhanovsky A., Atmospheric aerosols: Life cycles and effects on air quality and climate, John Wiley & Sons Ltd., 2017.