Tầng ôzôn

Từ Giáo Dục Môi Trường: GIZ-Bạc

Bước tới: chuyển hướng, tìm kiếm
   

Tang ozon 1.jpg

Khí Ozon gồm 3 nguyên tử oxy (03). Tầng bình lưu[1] nằm trên tầng đối lưu[1] với ranh giới trên dao động trong khoảng độ cao 50 km. Ở độ cao khoảng 25 km trong tầng bình lưu tồn tại một lớp không khí giàu khí Ozon (O3) thường được gọi là tầng Ozon. Hàm lượng khí Ozon trong không khí rất thấp, chiếm một phần triệu, chỉ ở độ cao 25 - 30 km, khí Ozon mới đậm đặc hơn (chiếm tỉ lệ 1/100.000 trong khí quyển). Người ta gọi tầng khí quyển ở độ cao này là tầng Ozon.

Nếu tầng Ozon bị thủng, một lượng lớn tia tử ngoại[2] sẽ chiếu thẳng xuống Trái đất. Con người sống trên Trái đất sẽ mắc bệnh ung thư da[3], thực vật không chịu nổi nhiều tia tử ngoại chiếu vào sẽ bị mất dần khả năng miễn dịch, các sinh vật dưới biển bị tổn thương và chết dần. Bởi vậy các nước trên thế giới đều rất lo sợ trước hiện tượng thủng tầng Ozon.

Mục lục

Tác dụng của tầng ôzôn

Tầng ôzôn ngăn chặn tia tử ngoại có hại

Tuy mỏng manh nhưng tầng ozon có vai trò rất quan trọng đối với sự sống trên Trái Đất vì nó hấp thụ phần lớn tia cực tím (UV)[4] của bức xạ Mặt Trời, không cho các tia này đến được Trái Đất. Chính vì thế trong lịch sử của giới sinh vật, sự sống chỉ được di cư lên cạn khi trên Trái Đất xuất hiện tầng ozon. Do vậy, nếu tầng ozon bị phá hủy sẽ gây tác hại rất lớn đối với mọi sinh vật trên hành tinh. Như chúng ta đã biết, tia bức xạ UV mà Mặt Trời tỏa ra chia làm 3 loại: UV-A (400-315nm), UV-B (315-280nm), và UV-C (280-100 nm). Trong đó, UV-C rất có hại cho con người, UV-B gây tác hại cho da và có thể gây tổn thương tế bào dẫn đến ung thư da. Tầng ozon đã giúp cản trở tia bức xạ UV-B và UV-C, còn hầu hết tia UV-A chiếu được tới bề mặt Trái Đất, nhưng may mắn là tia này ít gây hại cho sinh vật. Các nghiên cứu cho thấy rằng cường độ bức xạ UV-B trên bề mặt Trái Đất nhờ sự ngăn cản của tầng ozon trở nên yếu hơn tới 350 tỉ lần so với trên tầng khí quyển. Nếu tầng ozon bị suy giảm, bức xạ UV sẽ đến Trái Đất nhiều hơn và làm tăng bệnh ung thư da, đục thủy tinh thể ở mắt, làm giảm sản lượng lương thực, ảnh hưởng đến hệ sinh thái biển.

Lỗ thủng tầng ôzôn

Tang ozon 5.jpg

Những chỗ loang lổ ozon do bị loãng được hiểu là “lỗ thủng ozon”. Lỗ thủng của tầng ozon theo định nghĩa của Cục Môi Trường (EPA) Mỹ là khu vực có hàm lượng ozon thấp hơn 220 đơn vị dobson (DU). Một DU tương đương với 27 triệu phân tử ozon trên một cm2. Tầng ozon ở Mỹ khoảng 300 DU, trong khi đó tầng ozon ở Nam cực ở cuối mùa xuân chỉ còn khoảng 117 DU. Ở Nam cực hàm lượng ozon thấp nhất xảy ra ở những khu vực khác nhau, trong những thời điểm khác nhau. Kỷ lục thấp nhất của tầng ozon là 88 DU được ghi nhận vào năm 1994.

Hiện trạng tầng ôzôn trong khí quyển

  • Năm 1998: Lỗ thủng lớn che phủ 10,5 triệu dặm vuông vào tháng 9 năm 1998. Đó là kích thước lớn kỷ lục trước năm 2000.
  • Năm 2000: Lỗ thủng tầng ozon khổng lồ đạt tới 11,4 triệu dặm vuông vào tháng 9 năm 2000. Đó là lỗ thủng lớn nhất đã từng đo được. Diện tích xấp xỉ ba lần diện tích nước Mỹ. Sau đó, năm 2003, lỗ thủng tầng ozon che phủ 11,1 triệu dặm vuông là lỗ thủng lớn thứ 2.

Năm 2001: Vào tháng 9 năm 2001, lỗ thủng tầng ozon bao phủ khoảng 10 triệu dặm vuông. Lỗ thủng này nhỏ hơn năm 2000, nhưng vẫn lớn hơn tổng diện tích của Nước Mỹ, Canada và Mêxico.

  • Năm 2002: Lỗ thủng tầng ozon thu hẹp lại và tháng 9 năm 2002 là lỗ thủng nhỏ nhất từ năm 1998. Lỗ thủng ở Nam Cực năm 2002 không những nhỏ hơn năm 2000 và 2001, mà còn tách ra thành 2 lỗ riêng biệt. Kích thước nhỏ có thể do điều kiện nóng ấm không bình thường và sự phân tách có thể do các khu vực thời tiết của tầng bình lưu khác thường.
  • Năm 2003: Lỗ thủng tầng ozon che phủ 11,1 triệu dặm vuông, và là lỗ thủng kỷ lục đứng thứ hai. Năm 2000 là năm lỗ thủng lớn nhất. Lỗ thủng lớn do gió lặng và thời tiết rất lạnh.
  • Năm 2004: Tháng 9 năm 2004, lỗ thủng là 9,4 triệu dặmvuông. Lỗ thủng này nhỏ hơn năm 2003, có thể do thời tiết Cực Nam tương đối ấm.
  • Năm 2005: Lỗ thủng ở tầng ozon phía trên Cực Nam xuất hiện lớn hơn năm ngoái nhưng vẫn nhỏ hơn năm 2003. Lỗ thủng năm 2005 che phủ khoảng 10 triệu dặm vuông. Theo số liệu về thời tiết của Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO) cho thấy mùa đông 2005 ấm hơn năm 2003, nhưng lạnh hơn năm 2004. Kích thước lỗ thủng năm 2005 gần mức trung bình năm 1995-2004. Lỗ thủng này lớn hơn năm 2004, nhưng nhỏ hơn năm 2003.
  • Năm 2008: Lỗ thủng tầng ozon ở Nam Cực có diện tích đến 27 triệu km2. Con số này lớn hơn nhiều so với diện tích lớn nhất của nó được ghi nhận năm 2007 là 25 triệu km2.

Nguyên nhân gây ra lỗ thủng tầng ôzôn

Khí CFC

Nguyên nhân đầu tiên có thể kể tới có liên quan tới việc sản xuất và sử dụng tủ lạnh trên thế giới.

Tủ lạnh có thể làm lạnh và bảo quản thực phẩm được lâu là vì trong hệ thống ống dẫn khép kín phía sau tủ lạnh có chứa loại dung dịch freon thể lỏng (thường gọi là "gas"). Freon là tên gọi chung của những hợp chất CFC(cloflocacbon), như CCl2F2, CCl3F,… Nhờ có dịch hoá học này tủ lạnh mới làm lạnh được. Dung dịch freon có thể bay hơi thành thể khí. Khi chuyển sang thể khí, freon bốc thẳng lên tầng ozon trong khí quyển Trái Đất và phá vỡ kết cấu của nó, làm giảm nồng độ khí ozon.

Không những tủ lạnh, máy lạnh cần dùng đến freon mà trong dung dịch giặt tẩy, các loại sơn, bình cứu hoả cũng sử dụng freon và các chất thuộc dạng freon. Đây là những hóa chất thiết yếu và trong quá trình sản xuất và sử dụng chúng không tránh khỏi thất thoát một lượng lớn hoá chất dạng freon bốc hơi bay lên khí quyển.

Khi CFC đến được tầng bình lưu, dưới tác dụng của tia cực tím nó bị phân hủy tạo ra Clo nguyên tử, và Clo nguyên tử có tác dụng như một chất xúc tác để phân hủy ozon. Cụ thể, các phân tử Cl, F, Br của CFC và halon được biến đổi thành các nguyên tử (gốc) tự do hoạt tính nhờ các phản ứng quang hoá: CFCl3 + hv à CFCl2 + Cl CFCl2 + hv à CFCl + Cl CF2Cl2 + hv à CF2Cl + Cl CF2Cl + hv à CFCl + Cl Sau đó, các nguyên tử Cl, F, Br tác dụng huỷ diệt O3 theo phản ứng: Cl + O3 à ClO + O2 ClO +O3 à Cl +2O2 Người ta tính rằng một phân tử CFC mất trung bình là 15 năm để đi từ mặt đất lên đến các tầng trên của khí quyển và có thể ở đó khoảng một thế kỷ, phá hủy đến cả trăm ngàn phân tử ozon trong thời gian này.

Chất thải công nghiệp

Một số loại phân bón được sử dụng tại các nông trại hiện đại làm tăng lượng N2O.

Đến giữa thập kỷ 90, thêm một “thủ phạm tích cực” nữa được phát hiện chính là chất thải công nghiệp, đặc biệt là các khí NOx,CO2… Những chất thải loại này vẫn bền bỉ và dai dẳng bay vào bầu khí quyển và làm công việc phá hoại tầng ozon. Ảnh hưởng này càng nghiêm trọng hơn khi nền công nghiệp ngày càng hiện đại hóa, đồng nghĩa với quá trình gia tăng mạnh mẽ sản xuất công nghiệp.

N2O được tạo ra bằng cách sản xuất phân bón nitơ hay xử lí nước thải, 1/3 tổng lượng N2O thải vào khí quyển là từ những hoạt động của con người như đốt cháy nguyên liệu hóa thạch, sử dụng phân bón gốc nitơ, vận hành các nhà máy xử lí nước thải hay các quy trình công nghiệp khác liên quan đến nitơ. Khí này cũng được giải phóng khi vi khuẩn hoạt động trong đất và đại dương phân hủy các hợp chất chứa nitơ. Các nhà nghiên cứu cho biết nên giảm việc sử dụng loại hợp chất này để tránh làm mỏng tầng ozon bao quanh Trái đất.

Mặc dù có khả năng làm suy yếu tương đương nhưng N2O có thể có tác động phá hủy nhiều hơn bởi vì nguồn sản sinh chúng quá phong phú. Mỗi năm có khoảng 10 triệu tấn N2O bị thải ra môi trường, tương đương hơn 1 triệu tấn CFC các loại tại điểm thải cao nhất. Do vậy, có thể nói N2O đã “qua mặt” chlorofluorocarbon (CFC) để trở thành loại khí phá hủy tầng ozon mạnh nhất.

Khói bụi và các chất hóa học

Tên lửa thải ra khí clo trên tầng bình lưu. Tại đây clo phản ứng với oxy và tạo ra clo oxit- một chất phá hủy ozon.

Việc xả khói bụi và các chất hóa học (cacbon monoxide, sulfur dioxide) vào bầu không khí cũng gây ảnh hưởng xấu đến tầng ozon.

Khói thoát ra trong các vụ phóng tên lửa có thể bào mòn tầng ozon, tạo điều kiện cho các tia tử ngoại có hại từ Mặt Trời xâm nhập vào Trái Đất. Khi phóng các tên lửa dùng nhiên liệu rắn, chúng thải trực tiếp khí Clo ra tầng bình lưu (cách bề mặt Trái Đất khoảng 50 km). Tại đây Clo phản ứng với Oxy để tạo ra Clo oxit - chất có khả năng hủy diệt Ozon.

Hậu quả của sự suy thoái tầng ôzôn

Phá hủy hệ thống miễn dịch, làm tăng khả năng mắc bệnh cho con người và động vật

Theo báo cáo của Liên Hợp Quốc, sự giảm sút 10% tầng ozon trong khí quyển đã làm tăng lên 26% số trường hợp bị ung thư (khoảng 300 000 ca trên thế giới). Ngoài ung thư, tia tử ngoại còn gây bệnh đục thủy tinh thể, mắt sẽ bị lão hóa và mù lòa. Tại vị trí thẳng góc với lỗ thủng của tầng ozon ở Nam Cực gần Punta Arena (Chile), người chăn cừu suốt năm phải đội mũ và đeo kính râm, nhiều con cừu trong đàn đã bị mù do tia tử ngoại. Các tia bức xạ cực tím có năng lượng cao được hấp thụ bởi ozon được công nhận chung là một yếu tố tham gia tạo thành các khối u ác tính (ung thư da). Thí dụ như theo một nghiên cứu, tăng 10% các tia cực tím có năng lượng cao được liên kết với tăng 19% các khối u ác tính ở đàn ông và 16% ở phụ nữ.

Hủy hoại các sinh vật nhỏ

Làm mất cân bằng hệ sinh thái động thực vật biển

Chúng ta biết hơn 30% lượng đạm động vật cung cấp cho con người được lấy từ biển nên bất kỳ sự thay đổi nào của lượng UV-B cũng ảnh hưởng sự phát triển của hệ sinh thái biển. Tia tử ngoại UV-B tăng lên có thể làm giảm khối lượng các sinh vật phù du-nguồn thức ăn của nhiều loài sinh vật biển. Sự tăng lên của tia UV-B cũng có ảnh hưởng nghiêm trọng sự sinh trưởng của các loài cá, tôm, cua và nhiều sinh vật khác, chủ yếu là giảm khả năng sinh sản của chúng. Bức xạ UV-B tăng cũng làm thay đổi thành phần các loài.

Làm giảm chất lượng không khí

Suy giảm tầng ozon làm tăng lượng bức xạ tử ngoại UV-B đến mặt đất và làm tăng các phản ứng hóa học dẫn tới ô nhiễm khí quyển. Bức xạ tử ngoại UV-B kích thích tạo thành các phân tử có tác động hóa học mạnh, nhanh chóng tác dụng với các chất khác tạo thành các chất ô nhiễm mới. Khói mù và mưa a-xít sẽ tăng lên do các chất tạo thành mưa a-xít tăng lên cùng với sự tăng hoạt động của tia UV-B.

Ở thực vật

Vì quá trình phát triển của cây trồng phụ thuộc rất nhiều vào tia tử ngoại nên khi tăng tia tử ngoại UV-B có thể tác động các vi sinh vật trong đất, làm giảm năng suất lúa và của một số loại cây trồng khác. Sự tăng tia UV-B có thể làm giảm khả năng chịu đựng của cây trồng, nếu chiếu tia tử ngoại với liều cao vào ngô, lúa thì năng suất sẽ kém, chất lượng cũng giảm sút

Tác động đến các loại vật liệu

Bức xạ tử ngoại tăng sẽ làm giảm nhanh tuổi thọ của các vật liệu, làm chúng mất đi độ bền chắc.

Làm gia tăng hiệu ứng nhà kính

Sự phá hủy tầng ozon còn gây ra sự biến đổi về mặt khí hậu bởi lẽ tình trạng gia tăng tia tử ngoại cũng góp phần vào việc tăng cường hiệu ứng nhà kính.

Ngăn chặn sự phá hủy tầng ôzôn

Tang ozon 6.jpg
  • Khuyến khích hạn chế sử dụng năng lượng hạt nhân, từng bước nghiên cứu sử dụng năng lượng sạch như: năng lượng Mặt Trời, năng lượng gió, sóng biển…
  • Xử lý ô nhiễm cục bộ trong từng khu công nghiệp, từng nhà máy, từng công đoạn sản xuất riêng biệt để giảm thiểu các loại bụi và khí độc hại vào bầu khí quyển.
  • Áp dụng chính sách thuế rác thải chất ô nhiễm.
  • Giáo dục, tư vấn, tuyên truyền, vận động và hỗ trợ để các doanh nghiệp vừa và nhỏ cải tiến công nghệ nhằm loại trừ và ngăn chặn các hoạt động có ảnh hưởng xấu đến tầng ozon, làm cho họ hiểu bảo vệ môi trường – bảo vệ tầng ozon là bảo vệ cuộc sống của chính họ.

Đối với mỗi cá nhân

  • Tự bảo vệ mình khỏi sự tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng. Che chắn da, đeo kính râm, đội mũ nón khi đi ra ngoài nắng.
  • Giảm ô nhiễm không khí do xe cộ và các thiết bị khác khi hoạt động xả khí thải vào môi trường.
  • Tiết kiệm năng lượng, tiết kiệm nước trong sinh hoạt và làm việc.
  • Sử dụng ánh sáng tự nhiên trong nhà và nơi làm việc nếu có thể.
  • Tận dụng phương tiện giao thông công cộng hơn là dùng xe máy cá nhân hoặc taxi nếu có thể. Thỉnh thoảng đi xe đạp hoặc đi bộ đến nơi làm việc.
  • Khi mua các sản phẩm gia dụng, nhất là các loại dùng trong bình xịt, tìm loại ghi trên nhãn “không có CFC”.
  • Sơn nhà, nên sơn bằng cách quét hoặc lăn, không dùng cách phun sơn.
  • Giảm dùng các bao bì bằng nhựa xốp. Nếu có sẵn, nên tận dụng nhiều lần.
  • Bạn hãy vận động gia đình, bè bạn cùng làm như bạn. Chúng ta sẽ có một cuộc sống “xanh” hơn. Nếu cả thế giới chung tay làm những điều này, sẽ tạo ra môi trường xanh và sạch cho tất cả mọi người.

Chú thích

  1. 1,0 1,1 Khí quyển
  2. Tia tử ngoại
  3. Ung thư da
  4. Tia UV

Tham khảo

Công cụ cá nhân
Không gian tên
Biến thể
Tác vụ
Xem nhanh
Công cụ
Hệ thống