6.2.3. Ô nhiễm khí quyển

6.2.3. Ô nhiễm khí quyển Ô nhiễm không khí do hoạt động của con người thải vào khí quyển quá nhiều khí thải công nhiệp, nhất là C02 , trong khi rừng và các rạn san hô, nơi thu hồi phần lớn lượng C02 ngày một thu hẹp. Hậu quả của ô nhiễm không khí làm tăng hiệu ứng nhà kính, chọc thủng tầng ôzôn, gây ra mưa axit, khói mù quang hóa, ảnh hưởng lớn đến khí hậu, năng suất sản xuất, sức khỏe con người 6.2.3.1. Tác nhân gây ô nhiễm khí quyển Các tác nhân gây ô nhiễm khí quyển bao gồm các tác nhân, như do hoạt động của núi lửa, cháy rừng và các hoạt động kinh tế của con người. Hoạt động của con người đã đưa đến 2 khía cạnh: thải chất ô nhiễm vào khí quyển và hủy hoại các đối tượng tham gia vào quá trình thanh lọc để làm giảm chất độc, như triệt phá rừng, hủy hoại các rạn san hô ở biển… Các chất ô nhiễm khí quyển có thể gây tác hại trực tiếp đến đời sống sinh vật và con người, dẫn đến hiện tượng ô nhiễm sơ cấp; còn nếu các chất gây ô nhiễm sơ cấp đó bị biến đổi đi rồi lại tiếp tục gây tác hại sẽ tạo nên sự ô nhiễm thứ cấp (mưa axit, tạo mù…). Hiện nay trong khí quyển tồn tại rất nhiều chất khí và bụi lơ lửng độc hại như CO, CO2 , NOx , SOx , CH4 , bụi silic, bụi chì, hơi thủy ngân, các vi khuẩn gây bệnh. Chúng được tạo ra do các hoạt động công nghiệp và giao thông, khi đốt các nhiên liệu hóa thạch, sử dụng các chất do công nghiệp (CFC3), do hoạt động của nông nghiệp (bón phân, chăn thả gia súc…), đốt rừng làm nương rẫy, thử bom nguyên tử…

Tỷ số CO2/O2 được qui định chủ yếu do quá trình quang hợp và hô hấp đã bước vào trạng thái ổn định từ lâu, trước Cách mạng Công nghiệp. Nó như một chỉ số tổng hợp để bàn đến chất lượng không khí, đến “sức khỏe” của môi trường. Hàm lượng C02 trong khí quyển trước Cách mạng Công nghiệp ổn định ở mức 290ppm (hay 0,029%). Lần đo đầu tiên vào năm 1958, nó lên tới 315ppm, năm 1980 lên tới 335ppm. Những khí trên đã tạo nên bầu không khí ngột ngạt và “sương mù”, nhất là những nơi tập trung công nghiệp, gây nhiều bệnh cho con người (bệnh bụi phổi, viêm phế quản, ho…). Những trận mưa axit là hậu quả của CO2 , NOx , SOx kết hợp với hơi nước ngưng tụ và chúng đã huỷ diệt hàng triệu ha rừng, đồng ruộng ở các nước Tây Âu, Bắc Âu. Do bị mưa axit, nên nhiều ao hồ của bán đảo Scandinavơ có pH rất

thấp và nhiều nơi không có cá, gọi là “hồ chết” hoặc có nhưng sản lượng giảm hẳn. Hậu quả của sự ô nhiễm không khí mà loài người đang quan tâm là “hiệu ứng nhà kính” và sự suy giảm tầng ozon. 6.2.3.2. Hiệu ứng nhà kính và sự tăng hiệu ứng nhà kính Khái niệm: Hiệu ứng nhà kính là một lớp lá chắn bằng các hỗn hợp của các khí CO, CO2 , NOx , SOx , CH4, N2 … hơi nước và bụi nằm ở tầng đối lưu của khí quyển. Lớp lá chắn này dày khoảng 25 km, tính từ bề mặt Trái đất, chúng có vai trò giữ nhiệt và làm Trái đất ấm lên. Vai trò của hiệu ứng nhà kính: Lớp lá chắn đó đã giữ lại một phần nhiệt sóng dài khỏi thoát trở lại từ Trái đất vào vũ trụ, nhờ đó Trái đất ấm lên đủ cho sự tồn tại và phát triển hưng thịnh của sinh giới. Nếu không có hiệu ứng nhà kính thì nhiệt độ trung bình của Trái đất sẽ nằm ở âm 18,70C và mọi sinh vật khó có thể tồn tại được. Nhưng sự tích tụ quá nhiều CO2 và các khí thải công nghiệp khác đã làm tăng hiệu ứng nhà kính tới mức báo động. Sự tăng hiệu ứng nhà kính là sự gia tăng lớp lá chắn khí hỗn hợp của hiệu ứng nhà kính, lớp này càng ngày càng được tích tụ dày thêm lên. Do đó, bức xạ Mặt Trời khi chiếu qua nó thì sự phản xạ sẽ giảm, làm cho lượng nhiệt dưới lớp lá chắn và trên mặt đất tăng lên, nhưng do bị lá chắn chắn lại nên sự toả nhiệt của mặt đất bị chậm lại. Kết quả của hiệu ứng nhà kính đã làm nhiệt độ Trái đất tăng lên và làm cho khí hậu bị thay đổi. Nguyên nhân làm tăng hiệu ứng nhà kính: Do sự gia tăng tích tụ quá nhiều CO2 và các khí thải công nghiệp khác, trong đó C02 (50%), Clorofluocacbon, viết tắt là CFCs (chiếm 20%), metan (16%), ozon (8%) và NO (6%). Trong các loại khí trên, khí CO2 là nguyên nhân chính làm tăng hiệu ứng nhà kính (50%). Các loại khí này càng ngày càng được gia tăng do các hoạt động của con người, như khai thác và đốt các nhiên liệu, phát triển công nghiệp phục vụ đời sống, đốt phá rừng….Các yếu tố đóng góp làm tăng hiệu ứng nhà kính (hình 21).

50 %

49 %

20 % 16 % 6%

8%

24 %

13 %

14 %

A B

Các ký hiệu cho A và B

CO2 C F C C H 4 O3 NOx (50-49%) (20-13%) (16-14%) (8– 24%) (6%)

Hinh 6. 1. Các yếu tố đóng góp làm tăng hiệu ứng nhà kính:

A. Các chất khí; B. Các hoạt động của con người.

+ Hậu quả của sự tăng hiệu ứng nhà kính: Trong khí quyển hàm lượng CO2 đã khá ổn định hàng triệu năm nay. Song khoảng sau 200 năm lại đây, do con người đã phá rừng và tiêu thụ quá nhiều nhiên liệu hóa thạch đã làm tăng lượng CO2 trong khí quyển, làm cho hàm lượng CO2 tăng lên. Như đã nói ở phần trên, hàm lượng CO2 từ 290 ppm đã tăng lên đến 345 ppm (1ppm = 10-6 ) và có thể tăng lên gấp 2 lần vào cuối thế kỷ tới, ngoài ra còn nhiều chất độc hại, bụi và vi khuẩn được tung vào khí quyển từ các hoạt động của công nghiệp, nông nghiệp hiện đại. Hàm lượng CO2 tăng lên đã làm tăng hiệu ứng nhà kính (do bức xạ nhiệt không thoát ra được vào vũ trụ), làm nhiệt độ trên bề mặt Trái đất tăng lên (tương tự như tăng nhiệt độ trong nhà kính trồng rau); đã làm một phần băng ở các đỉnh núi và băng ở 2 cực tan chảy ra thành nước, làm cho nước đại dương và mực nước biển sẽ dâng lên. Trong 100 năm qua mực nước biển đã tăng lên 12cm, nhiệt độ trung bình toàn cầu đã tăng lên 0,2-0,60C, nhanh gấp 10-50 lần so với sự gia tăng nhiệt độ khoảng 8.000-10.000 năm về trước- từ kỷ Băng Hà lần cuối. Trên thế giới, nhiều các vùng đất thấp và các thành phố ven biển có nguy cơ ngập chìm trong nước. đó là hiểm họa của nhân loại do biến đổi khí hậu gây ra. Tăng hiệu ứng nhà kính đã làm biến đổi khí hậu trên Trái đất, nhiệt độ tăng lên. Dự báo đến năm 2050, nhiệt độ toàn cầu sẽ cao hơn, tăng khoảng từ 1,5-4,50C. Trái đất sẽ ấm lên, mực nước biển sẽ còn tiếp tục tăng cao hơn hiện nay từ 0,5-1,5 m, gây ngập lụt cho các vùng đồng bằng và thành phố thấp ven biển. Kéo theo nó là hàng loạt các hiểm họa khác: Băng càng co về 2 cực, càng gia tăng sự thất thường của mưa, nắng, bão lụt, dịch bệnh cũng sẽ tăng lên, chúng sẽ ác liệt hơn và hoành hành con người nhiều hơn. Rõ ràng, sự hoạt động để phát triển kinh tế quá mức của con người là nguyên nhân chính làm tăng hiệu ứng

nhà kính. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu tới nước ta (Xem tiếp phần Biến đổi khí hậu ở cuối chương 7) 6.2.3.3. Sự suy giảm tầng ozon + Khái niệm tầng ozon: Tầng ozon là tầng được tạo nên ở trong tầng bình lưu, đó là lớp khí mỏng, phân bố ở độ cao cách mặt đất 15-40 km. Tầng bình lưu chứa tới 90% lượng ozon có trong khí quyển, nhưng mật độ ozon loãng ở tầng trên và cao ở tầng đáy, cách mặt đất 19-20 km. Nhờ phản ứng quang hóa thuận nghịch, tầng ozon ổn định như một lá chắn, đã giữ lại khoảng 90% lượng bức xạ cực tím và chỉ còn 10% là lọt xuống Trái đất, đủ thuận lợi cho các hoạt động sống. + Sự hình thành tầng ozon: tầng ozon được hình thành trong tầng bình lưu, do sự kết hợp của oxy phân tử (O2) với 1 nguyên tử oxy (1/02 ), nó cũng được phân ly từ oxy phân tử do tia cực tím. Ozon (O3 ) dưới tác động của tia cực tím lại bị phân hủy trở về dạng oxy phân tử. Song trong thiên nhiên, 2 quá trình này luôn cân bằng động với nhau, vì thực tế, ở tầng bình lưu, từ khi xuất hiện, ozon đã có một lượng xác định và khá ổn định. Phản ứng quang hóa thuận nghịch: O2 + 1/2 O2 ↔O3 + Vai trò của tầng ozon: Nhờ phản ứng quang hóa thuận nghịch trên, tầng ozon ổn định như một lá chắn, đã giữ lại khoảng 90% lượng bức xạ cực tím, chỉ 10% còn lại của tia cực tím là lọt xuống Trái đất, để diệt khuẩn, đủ thuận lợi cho các hoạt động sống. Nếu tầng ozon bị suy giảm, thì lượng tia cực tím chiếu xuống Trái đất sẽ tăng lên, gây nhiều bệnh tật cho người và sinh vật khác. Khi lượng ozon ở tầng bình lưu giảm đi 1% , sẽ làm tăng 1,3 % lượng bức xạ cực tím loại B (UV-B) trên bề mặt Trái đất và bệnh ung thư da sẽ tăng lên 2%, tăng bệnh đục thủy tinh thể, phá hủy hệ miễn dịch ở người; làm cho hệ sinh thái mất cân bằng và năng suất cây trồng bị giảm xuống. + Sự suy giảm tầng ozon: đó là sự thiếu hụt O3 ngày càng tăng, nên độ dày tầng ozon ngày càng giảm, tầng này càng ngày càng bị mỏng đi và tạo ra nhiều lỗ thủng lớn. Quan trắc vào tháng 10/1987 cho thấy: hàm lượng ozon trên bầu trời Nam cực giảm 50% so với mức trung bình thời kỳ 1957-1978 và ở đó xuất hiện một lỗ thủng ozon bằng cả diện tích châu Âu. Kể từ đó, sự suy giảm ozon tiếp tục diễn ra mạnh hơn, ở mức báo động: Mức ozon dưới 100m atm (tức giảm khoảng 70%) là mức thấp kỷ lục được ghi nhận trong vòng vài ngày. Cơ chế hủy hoại tầng ozon

Hinh 6. 2. Quá trình phá huỷ ozon của CFCs. (Theo Vũ Trung Tạng, 2000)

Sự phá hủy mạnh nhất xảy ra ở tầng bình lưu thấp. Lỗ thủng ozon có diện tích lớn nhất, lên đến 24 triệu km2 (gấp 2 lần diện tích châu Âu) xuất hiện ngày 17/10/ 1994 và lan rộng tới phía nam châu Mỹ. Sự thiếu hụt ozon trong mùa xuân 10/1994 và lan rộng tới phía Nam châu Mỹ. Sự thiếu hụt ozon trong mùa xuân lớn hơn 40% trung bình năm. Từ năm 1970 đến nay, sự suy giảm tổng lượng ozon là đáng kể trên tất cả các vùng, trừ vùng xích đạo. Các nghiên cứu gần đây cho biết, tổng lượng ozon suy giảm trên vùng cực và vĩ độ trung bình là khoảng 10%, còn tốc độ ozon suy giảm tăng từ 1,5-2% trong thời gian từ năm 1981-1991 so với giai đoạn 1970-1980. + Nguyên nhân suy giảm tầng ozon là do các chất khí (gọi tắt là ODS) như CFCs, halon, HCFCs HBFCs, cacbon tetraclorit, metyl cloroform, metylbromit… những chất chứa clo, brom… có khả năng xâm nhập lên tầng bình lưu và tồn tại khá bền vững, đã hủy hoại tầng ozon. Các chất ODS được sản xuất và sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp (làm lạnh, điều hoà không khí, tạo bọt xốp, sol khí…). Khắc phục bằng cách giảm các chất khí ODS, cụ thể là ngừng sản xuất chất CFCs , halon. + Bảo vệ tầng ozon: để bảo vệ tầng ozon, cộng đồng quốc tế đã ra Nghị định thư Montrean năm 1987 và sửa đổi lần 2 vào năm 1992; việc sản xuất chất chất CFCs ở các nước phát triển sẽ bị loại trừ dần và chấm dứt hoàn toàn vào năm 2000, thời gian loại bỏ đối với Halon là trước năm 1994 và đối với CFCs là trước năm 1996. Ở Việt Nam, thực tế không sản xuất chất ODS, song chỉ nhập khẩu để phục vụ cho các ngành kinh tế, tổng lượng tiêu thụ ở nước ta là 409,86 tấn.