PHẦN KHUNG XƯƠNG CỦA BÀI THUYẾT TRÌNH VỀ HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH

Chia sẻ: Cấn Duy Cát | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:25

Thêm vào BST

Báo xấu

152
lượt xem 26
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Các khái niệm cơ bản Để hiểu và biết về hiệu ứng nhà kính trước tiên chúng ta cần nắm được một số khái niệm về các vấn đề liên quan • Môi trường: là một tổ hợp các yếu tố tự nhiên và xã hội bao quanh bên ngoài của một hệ thống nào đó. Chúng tác động lên hệ thống này và xác định xu hướng và tình trạng tồn tại của nó. Môi trường có thể coi là một tập hợp, trong đó hệ thống đang xem xét là một tập hợp con. Môi trường của một hệ thống đang...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: PHẦN KHUNG XƯƠNG CỦA BÀI THUYẾT TRÌNH VỀ HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH

PHÂN KHUNG XƯƠNG ̀ CUA BAI THUYÊT TRINH VỀ ̉ ̀ ́ ̀ HIÊU ỨNG NHÀ KINH ̣ ́ Phần 1: HIỂU BIẾT CHUNG VỀ HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH • Các khái niệm cơ bản • Khái quát về khí quyển • Khái niệm hiệu ứng nhà kính • Nguyên nhân gây hiệu ứng nhà kính Các khái niệm cơ bản Để hiểu và biết về hiệu ứng nhà kính trước tiên chúng ta cần nắm được một s ố khái niệm về các vấn đề liên quan Môi trường: là một tổ hợp các yếu tố tự nhiên và xã hội bao quanh bên ngoài của một hệ thống nào đó. Chúng tác động lên hệ thống này và xác định xu hướng và tình trạng tồn tại của nó. Môi trường có thể coi là một tập hợp, trong đó hệ thống đang xem xét là một tập hợp con. Môi trường của một hệ thống đang xem xét cần phải có tính tương tác với hệ thống đó. Một định nghĩa rõ ràng hơn: Môi trường là tập hợp tất cả các yếu tố tự nhiên và xã hội bao quanh con người, ảnh hưởng tới con người và tác động đến các hoạt động sống của con người như: không khí, nước, độ ẩm, sinh vật, xã hội loài người và các thể chế. Khí hậu: Khí hậu bao gồm các yếu tố nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa, áp suất khí quyển, gió, các hiện tượng xảy ra trong khí quyển và nhiều yếu tố khí tượng khác trong khoảng thời gian dài ở một vùng, miền xác định. Điều này trái ngược với khái ni ệm thời tiết về mặt thời gian, do thời tiết ch ỉ đề cập đ ến các di ễn bi ến hi ện t ại ho ặc tương lai gần. Khí hậu của một khu vực ảnh hưởng bởi toạ độ đ ịa lí, đ ịa hình, đ ộ cao, độ ổn định của băng tuyết bao phủ cũng như các dòng nước lưu ở các đại dương lân cận. Khí hậu phân ra các kiểu khác nhau dựa trên các thông s ố chính xác v ề nhi ệt đ ộ và lượng mưa. Biến đổi khí hậu: Biến đổi khí hậu Trái Đất là sự thay đổi của hệ thống khí hậu gồm khí quyển, thuỷ quyển, sinh quyển, thạch quyển hiện tại và trong tương lai b ởi các nguyên nhân tự nhiên và nhân tạo trong một giai đoạn nhất định từ tính bằng thập 1
kỷ hay hàng triệu năm. Sự biển đổi có thế là thay đổi thời tiết bình quân hay thay đổi sự phân bố các sự kiện thời tiết quanh một mức trung bình. S ự bi ến đ ổi khí h ậu có th ế giới hạn trong một vùng nhất định hay có thế xuất hiện trên toàn Địa Cầu. Trong những năm gần đây, đặc biệt trong ngữ cảnh chính sách môi trường, bi ến đổi khí h ậu th ường đề cập tới sự thay đổi khí hậu hiện nay, được gọi chung bằng hiện t ượng nóng lên toàn cầu. Nguyên nhân chính làm biến đổi khí hậu trái đất là do sự gia tăng các ho ạt động tạo ra các chất thải khí nhà kính, các hoạt động khai thác quá m ức các b ể h ấp th ụ và bể chứa khí nhà kính như sinh khối, rừng, các hệ sinh thái biển, ven bờ và đất li ền khác. Khí quyển Trái Đất: Khí quyển Trái Đất là lớp các chất khí bao quanh hành tinh Trái Đất và được giữ lại bởi lực hấp dẫn của Trái Đất. Nó gồm có nitơ (78,1% theo th ể tích) và ôxy (20,9%), với một lượng nhỏ agon (0,9%), cacbon điôxít (dao đ ộng, kho ảng 0,035%), hơi nước và một số chất khí khác. Bầu khí quy ển bảo v ệ cu ộc s ống trên Trái Đất bằng cách hấp thụ các bức xạ tia cực tím của mặt trời và t ạo ra sự thay đ ổi v ề nhiệt độ giữa ngày và đêm. Bầu khí quyển không có ranh giới rõ ràng với khoảng không vũ trụ nh ưng m ật đ ộ không khí của bầu khí quyển giảm dần theo độ cao. Ba ph ần t ư kh ối l ượng khí quy ển nằm trong khoảng 11 km đầu tiên của bề mặt hành tinh. Tại Mỹ, những người có thể lên tới độ cao trên 80,5 km được coi là những nhà du hành vũ trụ. Đ ộ cao 120 km đ ược coi là ranh giới do ở đó các hiệu ứng khí quyển có th ể nh ận th ấy được khi quay tr ở l ại. Đường Cacman, tại độ cao 100 km, cũng được sử dụng như là ranh giới giữa khí quyển Trái Đất và khoảng không vũ trụ. Bức xạ mặt trời: Bức xạ mặt trời là dòng vật chất và năng lượng của Mặt Trời phát ra. Đây chính là nguồn năng lượng chính cho các quá trình phong hóa, bóc mòn, v ận chuyển, bồi tụ trên Trái Đất, cũng như chiếu sáng và sưởi ấm cho các hành tinh trong hệ Mặt Trời. Bức xạ măt trời gôm 2 thanh phân là bức xạ hat và bức xạ điên từ ̣ ̀ ̀ ̀ ̣ ̣ Bức xạ hạt hay còn gọi là gió Mặt Trời chủ yếu gồm các proton và electron. Đa phần thì chúng có hại cho các sinh vật, nhưng Trái Đất đã có tầng ozon bao phủ ngăn được phần nào ảnh hưởng có hại. Năng lượng bức xạ hạt của Mặt Trời thường thấp hơn năng lượng bức xạ nhiệt 107 lần, và thâm nhập vào tầng khí quyển không quá 90 km. Khi đ ến g ần Trái Đ ất, nó có vận tốc tới 300-1.525 km/s và mật độ 5-80 ion/cm³ Bức xạ điện từ có hai dạng: bức xạ trực tiếp và bức xạ khuếch tán. Có b ước sóng khá rộng từ bức xạ gamma đến sóng vô tuy ến với năng l ượng c ực đ ại ở vùng quang phổ khả kiến. Đây chính là nguồn năng lượng chủ yêu để chiếu sáng và duy trì các hoạt động sinh hóa trên Trái Đất. Khi qua khí quyển Trái Đất, các bức xạ sóng ngắn có hại cho sự sống gần như bị tầng ozon hấp thụ hoàn toàn. Ngày nay do công nghi ệp phát triển, các chất CFC thải vào khí quyển đang huỷ hoại dần dần tầng ozon, t ạo ra nguy cơ bức xạ sóng ngắn sẽ tiêu diệt sự sống trên Trái Đất. 2
Đơn vị Dobson: Đơn vị Dobson là đơn vị đo lường ôzôn trong khí quyển, đặc biệt là trong tầng bình lưu. Một đơn vị Dobson bằng 2,69 × 10 20 phân tử ôzôn trên một mét vuông, tương đương với một lớp ôzôn dày 0,001 cm trong điều kiện tiêu chuẩn Đơn vị này được đặt theo họ của Gordon Dobson, là một nhà nghiêng c ứu t ại Đ ại học Oxford. Vào thập niên 1920 ông đã tạo ra thiết b ị đ ầu tiên (ngày nay g ọi là máy đo ảnh phổ ôzôn Dobson) để đo tổng lượng ôzôn từ mặt đất. Khí nhà kinh: Khí nhà kính là những khí có khả năng hấp thụ các bức x ạ sóng dài ́ (hồng ngoại) được phản xạ từ bề mặt trái đất khi được chiếu sáng bằng ánh sáng m ặt trời, sau đó phân tán nhiệt lại cho trái đất, gây nên hiệu ứng nhà kính.[1] Các khí nhà kính chủ yếu bao gồm: hơi nước, CO2, CH4, N2O, O3, các khí CFC. Trong hệ mặt trời, bầu khí quyển của sao Kim, sao Hỏa và Titan cũng ch ứa các khí gây hi ệu ứng nhà kính. Khí nhà kính ảnh hưởng mạnh mẽ đến nhiệt độ của Trái Đất, nếu không có chúng nhiệt độ bề mặt Trái Đất trung bình sẽ lạnh hơn hiện tại khoảng 33 °C. Khái quát về thành phần khí quyển Thành phần trái đất khá ổn định theo phương nằm ngang và phân dị theo ph ương th ẳng đứng. Phần lớn toàn bộ khối lượng khí quyển tập trung ở tầng đối lưu và t ầng bình l ưu. Thành phần khí quyển trái đất bào gồm chủ yếu là ni tơ, ôxi, h ơi nước, hidro, ozon và các khí trơ… Tầng đối lưu là tầng thấp nhất của khí quyển, ở đó luôn có chuyển động đ ối l ưu c ủa khối không khí bị nung từ mặt đất, thành phần khí khá đồng nhất. Ranh giới trên c ủa t ầng đối lưu trong khoảng 7 - 8 km ở hai cực và 16 - 18 km ở vùng xích đ ạo. T ầng đ ối l ưu là n ơi tập trung nhiều nhất hơi nước, bụi và các hiện tượng thời tiết chính như mây, mưa, tuy ết, mưa đá, bão...Trong tầng đối lưu, thành phần các chất khí chủ yếu tương đối ổn định nhưng nồng độ CO2 và hơi nước dao động mạnh. Lượng hơi nước thay đổi theo th ời ti ết khí h ậu, từ 4% thể tích vào mùa nóng ẩm đến 0,4% thể tích vào mùa khô lạnh. Tầng bình lưu nằm trên tầng đối lưu với ranh giới trên dao động trong kho ảng đ ộ cao 50 km. Không khí tầng bình lưu loãng hơn, ít chứa bụi và các hiện t ượng th ời ti ết. Trong không khí tầng bình lưu luôn tồn tại một quá trình hình thành và phá h ủy khí ozon, d ẫn t ới việc xuất hiện một lớp ozon mỏng, với chiều dày trong điều kiện mật độ không khí bình thường khoảng vài chục centimet. Lớp khí này có tác dụng ngăn cản các tia tử ngoại chiếu xuống bề mặt trái đất. Hiện nay, do hoạt động của con người, lớp khí ozon có xu hướng mỏng dần, đe dọa tới sự sống của con người và sinh vật trên trái đất. Vào cuối những năm 1980, các nhà khoa h ọc đã quan sát và phát hiện một lỗ hổng lớn xuất hiện ở vùng Nam Cực. Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) cho biết, năm 2006 tầng ozon ở Nam c ực b ị t ổn th ương nghiêm trọng nhất. Kết quả khảo sát của vệ tinh Envisat cho th ấy t ầng ozon ở Nam c ực đã bị hao hụt tới 40 triệu tấn trong tháng 10 năm 2006 vượt kỷ lục 39 tri ệu t ấn đ ược ghi nh ận năm 2000. Năm 2006, lỗ hổng tầng ozon có diện tích tới 28 triệu km2 và dày 100 đ ơn v ị Dobson. 3
Tầng trung lưu nằm ngay phía trên tầng bình lưu và ngay phía d ưới t ầng nhi ệt. T ầng trung lưu nằm ở cao độ từ khoảng 50 km tới 80–90 km phía trên bề mặt Trái Đ ất. Trong tầng này, nhiệt độ giảm xuống theo sự gia tăng của cao độ do nhiệt từ sự h ấp th ụ tia cực tím đến từ mặt trời của ôzôn bị biến mất và hiệu ứng làm l ạnh c ủa CO2 ( ở l ượng d ấu v ết) do nó toả nhiệt vào không gian. Điều này ngược lại với hiệu ứng nhà kính trong t ầng đ ối lưu khi CO2 hấp thụ bức xạ nhiệt toả ra từ bề mặt Trái Đ ất. Vùng có nhi ệt đ ộ t ối thi ểu ở đỉnh của tầng trung lưu gọi là khoảng lặng trung lưu và nó là nơi l ạnh nh ất trong khí quy ển Trái Đất. Đặc trưng động lực học chính trong khu vực này là các dao động khí quy ển, các sóng hấp dẫn nội khí quyển (thường gọi là "sóng trọng lực") và sóng hành tinh. Phần lớn các loại sóng và dao động này được kích thích trong tầng đối lưu hay phần dưới của t ầng bình lưu và truyền lên phía trên tới tầng bình lưu. Trong tầng bình lưu, biên độ của các sóng trọng lực có thể trở thành đủ lớn làm cho các sóng này trở nên không ổn đ ịnh và b ị tiêu tan. S ự tiêu tan này chuyển xung lượng vào tầng trung lưu và là động l ực chính trong l ưu thông t ại t ầng trung lưu ở quy mô toàn cầu. Tầng điện li (tâng nhiêt): năm từ 80–85 km đến khoảng 640 km, nhiệt độ tăng theo độ ̀ ̣ ̀ cao có thể lên đến 2.000°C hoặc hơn. Ôxy và nitơ ở tầng này ở trạng thái ion, vì th ế g ọi là tầng điện li. Sóng vô tuyến phát ra từ một nơi nào đó trên vùng b ề m ặt Trái đ ất ph ải qua s ự phản xạ của tầng điện li mới truyền đến các nơi trên th ế gi ới. T ại đây, do b ức x ạ môi trường, nhiều phản ứng hóa học xảy ra đối với ôxy, nitơ, h ơi nước, CO2...chúng b ị phân tách thành các nguyên tử và sau đó ion hóa thành các ion và nhi ều h ạt b ị ion hóa phát x ạ sóng điện từ khi hấp thụ các tia mặt trời vùng tử ngoại xa. Tầng ngoài là lớp trên cùng nhất của khí quyển Trái Đất. Trên Trái Đất, ranh giới dưới của nó với rìa trên của tầng nhiệt, ước tính theo các nguồn khác nhau, là kho ảng 500 t ới 1.000 km phía trên bề mặt Trái Đất, và ranh giới trên của nó là kho ảng 10.000 km, tuy nhiên ranh giới trên này không được định nghĩa rõ ràng do mật độ khí giảm liên tục nh ưng không bao giờ đạt tới 0. Phần lớn vật chất trong tầng ngoài n ằm ở tr ạng thái ion hóa. Ch ỉ t ừ t ầng ngoài thì các loại khí của khí quyển (gồm các nguyên tử, phân tử) có th ể, ở m ột m ức đ ộ nhất định, thoát ra để bay vào không gian liên hành tinh. Các khí chính trong t ầng ngoài là các khí nhẹ nhất, chủ yếu là hidro, với một ít heli, điôxít cacbon, ôxy nguyên t ử gần đáy c ủa tầng ngoài. Tầng ngoài là lớp cuối cùng trước khi tiến vào vũ trụ. Khái niệm hiệu ứng nhà kính Hiệu ứng nhà kính, xuất phát từ effet de serre trong ti ếng Pháp, do Jean Baptiste Joseph Fourier lần đầu tiên đặt tên, dùng để chỉ hiệu ứng xảy ra khi năng lượng bức xạ của tia sáng mặt trời, xuyên qua các cửa sổ hoặc mái nhà bằng kính, được hấp thụ và phân tán tr ở l ại thành nhiệt lượng cho bầu không gian bên trong, dẫn đến việc s ưởi ấm toàn b ộ không gian bên trong chứ không phải chỉ ở những chỗ được chiếu sáng. Hiệu ứng này đã được sử dụng từ lâu trong các nhà kính trồng cây. Ngoài ra hiệu ứng nhà kính còn được sử dụng trong kiến trúc, dùng năng lượng mặt trời m ột cách th ụ đ ộng đ ể tiết kiệm chất đốt sưởi ấm nhà ở. Khi bức xạ Mặt Trời chiếu xuống Trái Đất, một phần bức xạ này s ẽ ph ản x ạ l ại vào vũ trụ tại biên ngoài khí quyển, phần còn lại xuyên qua bầu khí quy ển truy ền đến b ề mặt 4
Trái Đất dưới dạng bước sóng ngắn. Tại đây, một phần bức xạ sóng ngắn phản xạ lại, xuyên qua lớp khí nhà kính vào không gian vũ trụ và một phần đốt nóng Trái Đất. Trái Đất hấp thu phần năng lượng bước sóng ngắn và trở thành vật b ức x ạ nhi ệt vào khí quy ển( b ức xạ sóng dài). Một phần bức xạ hồng ngoại sóng dài do Trái Đất phát ra được h ấp th ụ b ởi các khí trong khí quyển( hơi nước, CO2, CH4, N Ox…)tạo thành một lưới nhiệt bao trùm toàn bộ bề mặt Trái Đất, giữ cho khí quyển và bề mặt Trái Đất ở một nhiệt độ nhất định. Hiện tượng này giống như hiện tượng nhà kính trồng rau khi mà bức xạ Mặt Trời xuyên qua kính bị giữ lại làm cho nhiệt độ của nhà kính tăng lên. Vì vậy, các khí có tính chất trên được gọi là khí nhà kính. Lớp khí bao gồm các khí nhà kính được gọi là lớp khí nhà kính. Qua đó ta có thể rut ra đinh nghia về hiêu ứng nhà kinh: “ Hiệu ứng nhà kính là hiện ́ ̣ ̃ ̣ ́ tượng trong khí quyển tầng thấp (tầng đối lưu) tồn tại một l ớp khí ch ỉ cho b ức x ạ sóng ngắn xuyên qua và giữ lại bức xạ nhiệt của mặt đất dưới dạng sóng dài, nhờ đó bề mặt trái đất luôn có nhiệt độ thích hợp đảm bảo duy trì sự sống trên Trái Đất”. Bản chất của hiện tượng hiệu ứng nhà kính Nhiệt độ bề mặt trái đất, được tạo nên do sự cân bằng giữa năng lượng mặt trời đến bề mặt trái đất và năng lượng bức xạ của trái đất vào khoảng không gian giữa các hành tinh. Năng lượng mặt trời chủ yếu là các tia sóng ngắn dễ dàng xuyên qua c ửa s ổ khí quy ển. Trong khi đó, bức xạ của trái đất với nhiệt độ bề mặt trung bình 16 oC là sóng dài có năng lượng thấp, dễ dàng bị khí quyển giữ lại. Các tác nhân gây ra sự hấp th ụ bức xạ sóng dài trong khí quyển là khí CO2, bụi, hơi nước, khí mêtan, khí CFC... Kết quả của sự trao đổi cân bằng về năng lượng giữa trái đất với không gian xung quanh, tạo nên bề mặt trái đất luôn có một nhiệt độ nhất định. Quá trình này có bản chất tự nhiên nên vẫn gọi là “ Hiệu ứng nhà kính tự nhiên” Hiệu ứng nhà kính nhân loại : là Hiệu ứng nhà kính xuất hiện do các hoạt động của con người tạo ra từ khoảng 100 năm nay. Sự gia tăng tiêu th ụ nhiên li ệu hóa th ạch c ủa loài người đang làm cho nồng độ khí CO2 của khí quyển tăng lên. Sự gia tăng khí CO2 và các khí nhà kính khác trong khí quyển trái đất làm nhi ệt đ ộ trái đ ất tăng. Theo tính toán c ủa các nhà khoa học, khi nồng độ CO2 trong khí quyển tăng gấp đôi, thì nhiệt độ bề mặt trái đ ất tăng lên khoảng 3oC. Các số liệu nghiên cứu cho thấy nhiệt độ trái đất đã tăng 0,5 oC trong khoảng thời gian từ 1885-1940, do thay đổi của nồng độ CO2 trong khí quy ển t ừ 0,027% đến 0,035%. Dự báo, nếu không có biện pháp khắc phục hiệu ứng nhà kính, nhiệt độ trái đất sẽ tăng lên 1,5- 4,5 oC vào năm 2050. Vai trò gây nên hiệu ứng nhà kính c ủa các ch ất khí được xếp theo thứ tự CO2, CFC, CH4, O3, NO2. Sự gia tăng nhiệt độ trái đất do hi ệu ứng nhà kính có tác động mạnh mẽ tới nhiều mặt của môi trường trái đất. K ể t ừ nh ững năm 1860, công nghiệp hóa đã tăng và những cánh rừng bị thu h ẹp làm m ức CO2 trong khí quy ển tăng lên tới mức 100 phần triệu và nhiệt độ ở Bắc bán cầu cũng tăng lên. Nhiệt độ và các khí nhà kính gia tăng, thậm chí còn nhanh hơn kể từ những năm 1950. 5
Nguyên nhân gây hiệu ứng nhà kính Để đến được bề mặt trái đất, năng lượng mặt trời ph ải đi qua l ớp không khí dày. M ột phần năng lượng mặt trời đến trái đất bị giữ lại nhờ các quá trình v ật lý, hóa h ọc, sinh h ọc. Một phần được phản xạ về vũ trụ. Bức xạ nhiệt từ trái đất phản xạ lại co bước sòng dài, kho xuyên qua được lớp khí quyển và bị giữ lại bởi các khí nhà kính. Nếu các khí nhà kính tồn tại vừa phải thì chúng giúp cho nhiệt độ trái đất không quá lạnh nhưng nếu chúng có quá nhiều trong khí quyển thì kết quả là trái đất nóng lên. S ự gia tăng c ủa CO2, CFC, CH4, O3, N2O và các khí khác trong khí quyển là nguyên nhân gây hiệu ứng nhà kính. Ngoài ra còn có những loại khí nhân tạo do con người tạo ra nh ư các freon, và một s ố các ch ất phóng x ạ t ự nhiên cung “gop phân” gây nên hiêu ứng nhà kinh. ́ ́ ̀ ̣ ́ Chung ta hay cung xem môt sơ đồ đơn gian nhât về anh hưởng cua cac khi ́ nha ̀ kinh dân ́ ̃ ̀ ̣ ̉ ́ ̉ ̉ ́ ́ ̃ đên hiêu ứng nhà kinh: ́ ̣ ́ “Binh thường tia năng măt trời chiêu đên trai đât ̀ ́ ̣ ́ ́ ́ ́ Phan xạ lên bề măt trai đât phat tan vao khí quyên ̉ ̣ ́ ́ ́ ́ ̀ ̉ Nhưng do cac khí nhà kinh tao thanh môt “bây nhiêt” ́ ́ ̣ ̀ ̣ ̃ ̣ Tia năng măt trời chiêu đên bị giữ lai trong khí quyên” ́ ̣ ́ ́ ̣ ̉ Các hoạt động phát thải khí nhà kính Hoạt động công nghiệp Trong số các hoạt động của con người thì hoạt động công nghiệp là tác nhân quan trọng gây ra sự thải các khí nhà kính. Các ngành công nghiệp là n ới s ử d ụng m ột l ượng l ớn nhiên liệu hóa thạch (than, dầu, khí đốt). Ngoài CO2, các ngành công nghiệp cũng tạo ra các lo ại khí nhà kính khác như trong quá trình sản xuất phân bón, hóa chất, khai thác khoáng sản.. Nhà máy nhiệt diện thải vào không khí một lượng khổng lồ khí CO2, NOx, CH4.. vào năm 2005, số lượng kênh thải ra khí gaz gây hiệu ứng nhà kính tại các nước công nghi ệp phát triển đã tăng quá cao, gần “đánh đổ” kỷ lục của năm 1990 mặc dù trên phạm vi toàn thế giới, cuộc đấu tranh chống lại sự nóng lên của khí h ậu toàn c ầu đã b ắt đ ầu có nh ững b ước chuyển biến tốt đẹp. Văn phòng phụ trách về sự thay đổi khí hậu toàn cầu thuộc Liên h ợp quốc cho bi ết vào năm 2005, các kênh phát tán khí gaz ô nhiễm của 40 quốc gia công nghi ệp phát tri ển nh ất đã lên tới con số 18,2 tỷ tấn, cao hơn so với 18,1 tỷ tấn vào năm trước đó. Cũng theo cơ quan này, mức độ khí ô nhiễm thải ra lên đến mức đỉnh đi ểm là vào năm 1990 v ới 18,7 t ỷ t ấn khí gaz gây hiệu ứng nhà kính thải ra bầu khí quyển. Sự gia tăng lượng khí thải vào năm 2005 khẳng định xu hướng biến động tăng lên c ủa các kênh phát tán khí gaz gây hiệu ứng nhà kính trên thế giới, mặc dù hầu h ết các quốc gia đều nỗ lực hành động để cố gắng giảm các kênh này. Ph ần l ớn trong s ố h ọ đ ều nh ận th ức 6
rõ ràng rằng đây chính là nguyên nhân dẫn đến sự nóng lên c ủa khí h ậu toàn c ầu – m ột hi ện tượng thiên nhiên không hề được trông đợi. Theo những số liệu Liên hợp quốc thu thập được trong thời gian qua, “k ể t ừ năm 2000, các kênh thải ra khí gaz gây hiệu ứng nhà kính đã tăng thêm 2,6%”. Chỉ trong thời gian từ năm 2004 đến năm 2005, riêng số kênh thải ra khí gaz gây hiệu ứng nhà kính của Mỹ đã vượt qua 7,19 tỷ tấn lên 7,24 tỷ tấn. Mặt khác, cũng theo những điều tra, nghiên cứu của Cơ quan phụ trách v ấn đ ề thay đ ổi khí hậu thuộc Liên hợp quốc, trong giai đoạn này, s ự gia tăng s ố l ượng các kênh th ải ra lo ại khí độc hại này trên phạm vi toàn cầu một phần lớn bắt ngu ồn t ừ sự ph ục h ồi kinh t ế c ủa các nước thuộc hệ thống Liên bang Xô Viết. Các kênh thải khí gaz ô nhiễm của Nga đã vượt qua 2,09 t ỷ tấn vào năm 2004 lên 2,13 tỷ tấn vào năm 2005. Tuy vậy, các kênh phát tán khí độc h ại c ủa Nga v ẫn còn ở m ức đ ộ r ất xa so với “kỷ lục” của nước này vào năm 1990 với 3 tỷ tấn khí th ải, chính xác là tr ước khi Nga ra lệnh đóng cửa nhiều nhà máy sản xuất công nghiệp. Giao thông vận tải Sự phát triển nhanh các phương tiện giao thông vận tải của th ế gi ới là nguyên nhân tiềm tàng gây tăng Hiệu ứng nhà kính . Trong quá trình hoạt động các phương tiện giao thông phát thải vào không khí một kh ối lượng lớn các loại khói, khí độc như CO, CO2, hidro cacbon, NO2, SO2, khói đen, chì và các dạng hạt khác. Tùy theo loại động cơ và loại nhiên liệu mà kh ối l ượng các ch ất th ải đ ộc hại chiếm tỷ lệ khác nhau trong khí xả. Trong những năm gần đây người ta chú ý nhi ều đ ến giao thông vận tải vì nó góp phần thải ra CO2 – khí nhà kính quan trọng nh ất. Trên toàn th ế giới khoảng 15% CO2 trong không khí là do các phương tiện giao thông vận tải thải ra. Khi dòng xe lưu thông trên đường, đặc biệt là khi hãm phanh, các l ốp xe s ẽ ma sát mạnh với mặt đường làm mòn đường, mòn các lốp xe và tạo ra bụi đá, bụi cao su và bụi sợi. Các bộ phận ma sát của phanh bị mòn cũng thải ra bụi kẽm, đồng, niken, crom, sắt và cadimi. Ngoài ra quá trình cháy không hết nhiên liệu cũng thải ra bụi cacbon. Bên cạnh các nguồn bụi sinh ra từ xe, còn có bụi đất đá, cát tồn đọng trên đường do ch ất lượng đ ường kém, do đường bẩn và do chuyên chở các vật liệu xây dựng, chuyên chở rác. Khai thác rừng Việc gia tăng khai thác gỗ và ô nhiễm môi trường không khí ở các n ước đang phát tri ển là cho diện tích rừng suy giảm nhanh chóng. Tính trung bình, tốc đ ộ m ất r ừng hàng năm c ủa thế giới vào khoảng 20 triệu ha. Bên cạnh suy giảm về diện tích, chất lượng rừng cũng bị suy giảm. Những nguyên nhân trên đang làm giảm khả năng hấp thụ khí C02 của rừng thế giới theo thời gian. Sự mất rừng: chủ yếu là do chuyển đổi đất rừng sang đất nông nghi ệp, v ẫn ở m ột t ốc độ nhanh: khoảng 13 triệu ha mỗi năm. 7
Trong giai đoạn 2000-2005 thì tỉ lệ mất rừng toàn cầu gi ảm còn 7,3 tri ệu ha m ỗi năm (so sánh với tỉ lệ mất 8,9 triệu ha mỗi năm trong giai đoạn 1990 -2000). Hoạt động nông nghiệp Dân số ngày càng tăng làm cho nhu cầu về lương thực , thực phẩm của con người tăng lên. Con người phải đẩy mạnh khai thác tài nguyên đ ất, tăng c ường quay vòng s ản xu ất, s ử dụng một khối lượng lớn các phân bón hoá học và các thuốc bảo v ệ th ực v ật. Đi ều này đã làm cho đất bị giảm độ phì nhiêu, ô nhiễm nặng nề do dư l ượng phân hoá h ọc và thu ốc b ảo vệ thực vật Ngày 12/1, Thông tấn xã Việt Nam dẫn báo cáo của Tổ ch ức L ương th ực và Nông nghiệp Liên hợp quốc (FAO), cho biết chăn nuôi gia súc là một trong những nguyên nhân gây nên hiệu ứng nhà kính. Theo báo cáo trên, phân gia súc không chỉ làm ô nhi ễm môi tr ường, mà còn phát tán khí CO2 cũng như nhiều chất hóa học khác có tác động mạnh tới sự ấm lên của Trái Đất. Đặc biệt trong số đó có chất nito oxit, chiếm 65% lượng khí và ch ất hóa học phát tán. Chất khí này có khả năng làm Trái Đất ấm lên gấp 296 lần so với khí CO2 và khí mêtan, loại khí độc hại hơn CO2 tới 23 lần. Các hoạt động khác Ngoài các nguyên nhân chủ yếu trên còn có các hoạt đ ộng sinh ho ạt c ủa con ng ười, s ự phun trào núi lửa… tạo ra một lượng khoảng 2% khí nhà kính. Sự hoạt động của các ngọn núi lửa và các loài vi khuẩn sống trong không khí cũng là nguyên nhân gây ô nhiễm không khí. Theo ước tính thì lượng CO2 do núi lửa hoạt động phun ra cao gấp 40.000 lần so với lượng CO2 hiện có trong khí quyển. Sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu một số chất khí có ảnh hưởng chính đến hiện tượng hiệu ứng nhà kính. 1. Cacbon điôxít 2. Khí CFC 3. Khí mêtan 4. Khí nitơ oxit 5. Ozon 6. Khí trifluoromethylsulfure Khí cacbon điôxít (CO2) Ngày nay, sự gia tăng nồng độ CO2 trong khí quyển đang là mối quan tâm của toàn cầu. Các nhà nghiên cứu lo ngại rằng sự gia tăng các khí gây hiệu ứng nhà kính, đặc bi ệt là khí CO2 chính là nhân tố gây nên những biến đổi bất ngờ và không lường trước của khí hậu. 8
Sự tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch cùng với các hoạt động khác của con người là những nguyên nhân chính gây nên những biến động về nồng độ CO2 trong khí quyển. Sự gia tăng khí CO2 và các khí nhà kính khác trong khí quy ển làm nhi ệt đ ộ trái đ ất tăng lên. Theo s ự tính toán của các nhà khoa học, khi nồng độ của CO2 trong khí quy ển tăng gấp đôi thì nhi ệt độ bề mặt trái đất tăng khoảng 3OC. Các số liệu nghiên cứu cho thấy nhiệt độ của trái đất đã tăng 0,5OC trong khoảng thời gian từ năm 1885 đến năm 1940 do thay đ ổi c ủa nồng đ ộ CO2 trong khí quyển từ 0,027% lên 0,035%. Dự báo nếu không có bi ện pháp kh ắc ph ục hi ệu ứng nhà kính, nhiệt độ trái đất sẽ tăng lên 1,5 OC ÷ 4,5OC vào năm 2050. Sự gia tăng CO2 có tác động mạnh mẽ tới nhiều mặt của môi trường trái đất. Kể từ năm 1860, khi nền công nghiệp phát triển cùng với những cánh rừng bị thu hẹp đã làm cho CO2 trong khí quy ển tăng lên tới 100 phần triệu và nhiệt độ ở Bắc bán cầu cũng tăng lên. Và hiện t ượng này có xu hướng gia tăng hơn kể từ năm 1950. Nồng độ phát thải cacbon hóa thạch ngày càng tăng, ta có thể thấy rõ qua sơ đồ Ước tính mỗi năm riêng việc đốt than đá đã thải vào khí quy ển 25000 t ỷ t ấn cacbon điôxít. Để đánh giá hàm lượng CO2 của khí quyển, các nhà khoa học đã lấy các m ẫu băng trong các chỏm núi băng dày 3400m (có niên đại 160 thiên niên kỉ) ở các độ sâu. K ết qu ả cho thấy rằng không khí bị nhốt trong các khối băng chứa hàm lượng CO2 là 0,02% (200ppm). Giá trị đó thấp hơn 1/3 so với thời kì tiền công nghiệp (trước cách mạng công nghiệp cuối thế kỉ 18) là 279ppm và vào cuối thế kỉ 19, tỷ lệ này là 290ppm. Đến năm 1989, vi ệc phân tích đã cho biết hàm lượng CO2 khí quyển tăng lên 350ppm và đến năm 1990 là 354ppm. Như vậy trong khoảng một thế kỷ, từ năm 1850 đến nay, hàm lượng CO2 trong khí quy ển đã tăng lên 25%. Việc đo lường loại khí này trong băng của các đới cực đã cho th ấy rõ t ừ 150 thiên niên kỷ nay chưa bao giờ hàm lượng CO2 trong khí quy ển l ại tăng nhanh nh ư v ậy. Hiện nay, hàm lượng CO2 trong khí quyển tăng lên đều đặn mỗi năm 1.4ppm. Người ta ước đoán đến năm 2030, hàm lượng CO2 của khí quyển trái đất lên tới 600ppm (0,06%) g ấp đôi hàm lượng của thế kỷ XIX. Sự biến đổi nồng độ CO2 trong khí quyển được thể hiện rõ qua sơ đồ 9
Sự tăng cao hàm lượng CO2 trong khí quyển sẽ dẫn tới nhiều h ậu qu ả do ô nhi ễm môi trường. Sự tăng cao này đến một mức độ nào đó sẽ gây hại cho sự sống của con người và các loài sinh vật. Các nguyên nhân dẫn đến sự gia tăng hàm lượng CO2 trong khí quyển: Nguyên nhân chính là do đốt các nhiên liệu hóa thạch; Ngoài ra hoạt động giao thông vận khí CO2 (Một nghiên cứu cho biết hoạt động của các ô tô Mỹ trong một năm đã phát thải vào không khí khoảng 72 triệu tấn CO2 ); Các vụ nổ hạt nhân hay các tên lửa hạt nhân; Việc đốt rừng làm rẫy và nạn phá rừng ở các nước đang phát tri ển cùng v ới n ạn cháy rừng ở khắp các châu lục địa ; Các vật dụng như tủ lạnh, máy điều hòa nhiệt; Hoạt động của núi lửa hàng năm trên thế giới cũng đã làm sản sinh ra một lượng khí cacbon dioxit và lưu huynh dioxit lớn (Hồ Nyos ở Cameroon nằm gọn trong miệng núi ̀ lửa, làm nước hồ chứa một khối lượng CO2 lớn là 200 triệu m3 , vì vậy mà từ nước hồ bốc lên một đám mây CO2 phủ quanh hồ, có lần đã làm ch ết ng ạt 1700 ng ười s ống xung quanh hồ và mọi sinh vật đi qua. Hồ Monoun ở cách đó 100km có độ sâu 96m và chứa đến 15 triệu m3 CO2 phát thải vào không khí xung quanh và đã giết ch ết 37 người sống gần đó). Hiện nay người ta ước tính hàng năm việc đốt nhiên li ệu hóa thách đã th ải vào khí quyển 5,5 tỷ tấn CO2. Tỷ lệ phát thải CO2 trên toàn cầu được thống kê như sau: Tỷ lệphát thải CO2 trên toàn cầu Mỹ và Canada: 27% 14% Liên xô cũ, Đông Âu: 25% 27% 8% Tây Âu cũ:17% 9% Trung Qu ốc: 9% Nh ật, Australia và New Zeland: 8% 17% 25% Các n ướ c còn l ại: 14% 10
Mỹ là quốc gia đứng đầu thế giới về ô nhiễm môi trường bởi CO2 và các lo ại khí th ải khác. Mỹ, Canada và Mêhicô đã tiêu thụ gần 40% năng lượng hóa th ạch tiêu th ụ trên th ế giới. Tại hội nghị Manila 1995, các quốc gia công nghiệp phương Tây bị t ố cáo là th ủ ph ạm gây ra ô nhiễm môi trường, hàng năm đã phát thải vào khí quyển 23 tỷ tấn khí CO2 phá ho ại lớp ozon. Còn ở Châu Á, Trung Quốc là nước đứng đầu trong phát th ải CO2 và các khí khác vào môi trường (6,6% trong tổng số), tiếp theo đó là Nhật Bản (chiếm 3,9% trong tổng số). Chính vì những lý do trên nên có thể nói CO2 la một trong nh ững khí có tác đ ộng m ạnh mẽ nhất đến môi trường hiện nay. Khí CFC Chiếm 20% trong cơ cấu các khí gây hiệu ứng nhà kính. Là nh ững hóa ch ất do con người tổng hợp để sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp và từ đó xâm nhập vào khí quyển. Khí CFC là một hợp chất bao gồm clo, flo và cacbon. Bình th ường chúng là lo ại khí trơ nhưng trong khí quyển, dưới tác dụng của tia bức xạ tử ngoại của mặt trời, nó giải thoát clo - mỗi nguyên tử clo phản ứng dây chuyền với 100.000 phân tử ozon và biến ozon thành oxi theo phản ứng sau: Cl + O3 → ClO + O2 ; ClO + O → Cl + O2 ; Và như vậy, theo các phản ứng trên khí ozon (O3) sẽ mất đi, còn khí clo (Cl) luôn t ồn tại và tiếp tục phá hủy tầng ozon. Như đã biết, trong tầng bình lưu của khí quyển trái đất ở độ cao 18 ÷ 40km có m ột l ớp giàu khí ozon gọi là tầng ozon. Tầng ozon xuất hiện trong khí quy ển đồng th ời v ới s ự có mặt của khí oxi. Lượng khí ozon trong khí quyển vô cùng nhỏ, khoảng 4.10-7% thể tích. Tuy nhiên tầng ozon có vai trò cực kì quan trọng đối với đời sống sinh vật trái đất vì nó có kh ả năng hấp thụ toàn bộ năng lượng bức xạ cực tím của mặt trời v ới b ước sóng 0,29µm ÷ 0,22µm, có tác động hủy diệt mọi sinh vật trên trái đất. Ngoài ra t ầng ozon còn h ấp th ụ c ả bức xạ hồng ngoại nên được xem là ranh giới ngoài của sinh quyển. Trong khí quyển, khí ozon sinh ra và mất đi rất nhanh, nó tồn tại trong một vài phút. Các tính toán cho thấy nồng độ khí ozon trong khí quyển đạt giá trị cực đại ở đ ộ cao 25 ÷ 30km. Trong khí quyển, nồng độ ozon cũng thay đổi trong ngày theo mùa. N ồng đ ộ ozon vào thời gian buổi chiều cao hơn buổi sáng. Nồng độ ozon đạt giá trị cực đại vào mùa xuân và cực tiểu vào mùa thu. Nồng độ ozon ở tầng đối lưu của vùng cực theo lý thuy ết th ường cao gấp hai lần vùng xích đạo. Độ cao mà nồng độ ozon đạt giá trị l ớn nh ất ở xích đ ạo là 25km, khi di chuyển về hai cực sẽ giảm xuống độ cao 13km. Trong khí quyển, nồng độ ozon lớn hơn 1ppm, ở độ cao mặt biển nồng độ ozon trong khí quyển độ 0,05ppm. Tầng ozon trong khí quyển có lợi cho con người và động vật, nó “bảo vệ, che ch ắn” bức xạ tử ngoại của mặt trời. Bức xạ mặt trời chiếu qua tầng ozon xuống mặt đất, phần lớn được tầng ozon hấp thụ, điều tiết khí hậu và sinh thái trái đ ất. N ếu nh ư v ậy, t ầng ozon 11
trong khí quyển bị chọc thủng sẽ gây ra thảm h ọa h ệ sinh thái ở m ặt đ ất. M ột trong nh ưng nguyên nhân chính làm tầng ozon bị “chọc thủng” là do loài ng ười đã s ử d ụng nhi ều và th ải vào khí quyển. Tầng ozon có tác dụng bảo vệ che chắn bức xạ tử ngoại c ủa m ặt trời, chính vì v ậy khi tầng ozon bị chọc thủng sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái và môi tr ường sống. Hiện nay trên thế giới, các quốc gia cũng đang áp dụng các biện pháp cắt giảm phát thải khí CFC, một số hợp chất liên quan cũng bị cấm s ử d ụng. Tuy nhiên CFC l ại đ ược sinh ra từ các quá trình sản xuất công nghiệp nên việc kiểm soát sự phát th ải nó là r ất khó khăn và nó gây ảnh hưởng đáng kể với các nền kinh tế toàn cầu. Nghị đinh thư Kyoto đã được soạn thảo (1997) nhằm thực hiện công ước khung c ủa ̣ Liên hợp quốc về thay đổi khí hậu. Công ước này kêu gọi các nước công nghiệp hóa ph ải giảm thải khí nhà kính trên phạm vi toàn cầu (đặc bi ệt là khí CFC) v ới t ỷ l ệ th ấp h ơn m ức năm 1990 là 5,2% vào thập kỷ tới. Tuy nhiên các n ước công nghi ệp hàng đ ầu nh ư M ỹ, Nga vì những tính toán thực dụng vẫn đang thoái thác không tham gia ký công ước này. Hiện nay tình trạng suy thoái tầng ozon bình lưu xảy ra mạnh m ẽ ở nhi ều n ơi trên th ế giới, đặc biệt là hai cực trái đất. Tại Nam Cực, kể từ khi phát hiên lỗ thủng tầng ozon vào năm 1985, theo s ố li ệu c ủa các cơ quan nghiên cứu quốc tế, kích thước lỗ thủng tầng ozon không ng ừng tăng lên. Nó đã đạt 27,2 triệu km2 vào ngày 19/09/1998 và 28,3 triệu km2 vào ngày 03/09/2000. Hi ện nay theo NASA, kích thước lỗ thủng đã ổn định nhưng nồng độ ozon trong l ỗ th ủng ti ếp t ục giảm. Tại Bắc Cực từ tháng 12/1999 đến 03/2000, nhiệt độ phần thấp khí quy ển (10 ÷ 22km) ở Bắc Cực đã giảm 40C ÷ 50C, nên quá trình phá h ủy ozon gia tăng. S ự thi ếu h ụt t ổng lượng ozon trong thời gian từ tháng 2 đến tháng 03/2000 so với th ời đi ểm năm 1976 kho ảng 2950 triệu tấn, gấp đôi sự thiếu hụt vào các năm 1998 và năm 1999. Tác hại của việc suy thoái tầng ozon: Người ta đã ước tính ràng nếu ozon bình lưu giảm 1% thì s ẽ tăng 2% UVR (UVR - cường độ bức xạ mặt trời) trên bề mặt trái đất và do đó làm tăng: 0,6 ÷ 0,8% ca đục thủy tinh thể; 2% ca mắc ung thư da không sắc tố; 0,6% tỷ lệ mắc sắc tố da ác tính. Nếu ozon tầng bình lưu giảm 10% thì ung thư da không sắc tố tăng 24%, n ếu suy giảm 30% thì sẽ tăng gấp đôi và khi giảm 50% sẽ tăng gấp 4 lần. Bên cạnh gây bệnh cho con người, UVB còn có ảnh hưởng rất lớn đến năng suất sơ cấp của thực vật. Theo số liệu nghiên cứu ở Châu Nam Cực thì bức xạ cực tím UVB đã làm giảm 23% năng suất sơ cấp thực vật phù du, nguồn thức ăn của 500 ÷ 700 triệu tấn thân mềm và 120 loài cá, 80 loài chim biển, 6 loài hải cẩu, 15 loài cá voi. Có thể nói đó là những minh chứng tiêu biểu cho sự tác động của việc suy thoái ozon. Như vậy, tình trạng suy thoái tầng ozon đang là nguyên nhân làm cho mức đ ộ tác đ ộng tiêu cực của hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu đang ngày càng trở nên trầm trọng hơn. 12
Khí mêtan (CH4) Khí CH4 là một trong các khí có tác động mạnh mẽ gây ra hiện t ượng hiệu ứng nhà kính. CH4 là thành phần chính của khí tự nhiên, khí dầu mỏ, khí bùn ao, đầm l ầy. Mặc dù CO2 là nguyên nhân chính gây hiệu ứng nhà kính, còn CH4 ch ỉ th ải vào không khí v ới m ột lượng thấp hơn rất nhiều thế nhưng CH4 có hại cho khí h ậu lớn gấp 30 l ần so v ới cùng một lượng nhất định khí CO2. Hiện nay, mật độ của khí CH4 đã tăng khoảng 150% từ năm 1750 đến năm 1998. Mật độ trung bình của nó trên bề mặt trái đất là khoảng 1745ppb. Mật độ ở Bắc bán cầu cao hơn vì ở đó có nhiều nguồn CH4 hơn (cả thiên nhiên lẫn nhân t ạo). Mật đ ộ c ủa CH4 cũng thay đổi theo mùa, thấp nhất vào cuối hè. Hiện nay, khí này phát thải vào khí quyển ngày càng nhiều do các hoạt đ ộng c ủa con người. Nguyên nhân phát thải CH4 là: • Sự khai thác, vận chuyển các loại khí đốt, than đá và dầu mỏ. • Sự phân hủy các chất hữu cơ trong các bãi rác thải rắn. • Được sinh ra từ các quá trình sinh học, như sự men hóa đường ruột của các loài động vật, sự phân giải kị khí ở đất ngập nước, ruộng lúa. • Việc sử dụng và đốt nhiên liệu hóa thạch. Các hồ chứa nước thủy điện do đầu ống dẫn nước vào các tuabin đặt sau dưới đáy hồ, ở điều kiện áp suất cao, khí CH4 trong nước dễ dàng thoát ra bên ngoài, gây tổn hại cho môi trường. Qua sơ đồ ta có thể dễ dáng nhận thấy lượng khí CH4 phát thải tang nhanh qua các năm Sự gia tăng hàm lượng CH4 trong khí quyển trong vài thập niên tr ở l ại đây đ ược đo t ại đảo Mauna Loa (thuộc quần đảo Hawaii – Hoa Kỳ) thể hiện rõ qua sơ đồ 13
Người ta tính trung bình cứ 100 năm, mỗi kg CH4 làm ấm trái đất gấp 23 l ần so v ới cùng một khối lượng CO2. Khí CH4 tồn tại được trong khí quy ển khoảng 9,6 năm. Ở áp suất lớn, ví dụ ở dưới đáy đại dương, CH4 tạo ra một dạng sàng rắn v ới n ước đ ược g ọi là mêtan hidrat. Một số lượng lớn chưa từng xác định nh ưng có l ẽ là r ất nhi ều CH4 b ị gi ữ l ại dưới dạng này ở đáy biển. Sự giải phóng đột ngột của một th ể tích lớn CH4 t ừ nh ững n ơi đó vào khí quyển là một giả thuyết về nguyên nhân dẫn t ới hi ện t ượng trái đ ất nóng lên trong quá khứ, đỉnh cao là khoảng 55 triệu năm trước. Một tổ chức đã ước tính trữ l ượng mêtan hidrat trong đáy đại dương vào khoảng 10 nghìn tỷ tấn. Giả thuy ết rằng n ếu trái đ ất nóng lên đến một nhiệt độ nhất định nào đó, toàn bộ lượng CH4 này có th ể m ột l ần n ữa b ị giải phóng vào khí quyển, khuếch đại hiệu ứng nhà kính lên nhi ều l ần và làm trái đ ất nóng lên chưa từng có. Khí nitơ oxit N2O là loại khí gây hiệu ứng nhà kính, Chiếm 5% trong cơ cấu các khí gây hiệu ứng nhà kính. Mỗi phân tử N2O bắt giữ năng lượng nhiệt gấp 270 lần phân tử CO2. Khí nito oxit được sinh ra trong các quá trình Khí thải từ ô tô, xe máy ( chủ yếu là oxit cacbon, hidro cacbon, oxit nitơ) Quá trình đốt cháy các rác thải rắn và nguyên liệu. Một lượng nhỏ N2O xâm nhập vào khí quyển do kết quả của quá trình nitrat hóa các loại phân bón hữu cơ và vô cơ hay các quá trình xử lí nước thải Quá trình sản xuất nông nghiệp và các hoạt động công nghiệp . N2O xâm nhập vào không khí sẽ không thay đổi dạng trong thời gian dài, ch ỉ khi đạt tới những tầng trên của khí quyển nó mới tác động một cách ch ậm ch ạp v ới nguyên t ử oxi. Hợp chất này khi phản ứng với nguyên tử oxi năng lượng cao sẽ tạo thành h ợp ch ất nito monooxit (NO), là tác nhân làm suy yếu tầng ozon Hàm lượng của nó đang tăng dần trên phạm vi toàn cầu, hàng năm kho ảng t ừ 0,2 - 0,3%. Mỗi năm có khảng 10 triệu tấn N2O được thải ra môi trường. 14
Khí Ozon Chiếm 8% trong cơ cấu các khí gây hiệu ứng nhà kính. Là thành phần chính của tầng bình lưu, khoảng 90% ozon tập trung ở độ cao 19-23km so với mặt đất. Có chức năng bảo vệ sinh quyển do khả năng hấp thụ bức xạ tử ngoại và toả nhiệt của phân tử ozon. Người ta ước tính trong thời gian vừa qua, mức suy giảm tầng ozon trung bình toàn c ầu là 5% và số lượng suy giảm ngày càng tăng do phân hủy ozon vượt quá khả năng tái tạo lại. Hầu hết phân tử ozon bị phân hủy do 4 tác nhân cơ bản: các nguyên t ử ôxy, các g ốc hydroxyl hoạt động, các oxit nito và quan trọng là các hợp chất clo. Tầng ozon bị phá hủy làm tăng lượng mưa axit tạo thành khói quang hóa gây hi ệu ứng nhà kính… Khí trifluoromethylsulfure (SF CF3) Một nhóm các nhà khoa học Mỹ và Châu Âu đã phát hiện ra ở độ cao cách m ặt đ ất t ừ 8 ÷ 32km có một loại khí lạ trifluoromethylsulfure (SF CF3). Loại khí này có khả năng hấp thụ ánh sáng mặt trời cực lớn, gấp 18.000 ÷ 20.000 lần khí cacbon điôxít, có thể tồn tại trên tầng cao của khí quyển khoảng 3500 năm. Nguy hiểm hơn, mật độ của nó tăng rất nhanh, t ừ m ột lượng nhỏ không đáng kể vào đầu những năm 1986 đã tăng lên tới 0,12 phần tỷ vào năm 1999. Hiện nay các nhà khoa học vẫn chưa biết chính xác nguồn gốc của lo ại khí lạ nguy hiểm này. Tuy nhiên theo một giả thuyết, loại khí này có th ể sinh ra t ừ s ự phân h ủy ho ặc do phụ phẩm của quá trình sản xuất hexafluoridesunfure (SF6) - một ch ất l ỏng cách đi ện đ ược dùng nhiều trong công nghiệp điện tử hoặc từ khí CF4 phát ra từ các lò luyện nhôm. Các nhà khoa học đã lên tiếng cảnh báo về độ nguy hiểm đặc bi ệt c ủa lo ại khí này vì nó có th ể tích tụ nhiều lên và tồn tại một thời gian dài trong bầu khí quy ển làm cho nhi ệt đ ộ trái đ ất tăng nhanh. Phát hiện thêm một chất khí mới gây hiệu ứng nhà kính cực mạnh Các nhà khoa học thuộc Viện Nghiên cứu Không khí Na Uy (NILU) vừa ghi nhận sự gia tăng của một chất khí HFC134a gây hiệu ứng nhà kính cực mạnh. Loại khí HFC134a ngày càng được sử dụng nhiều ở các hệ thống điều hòa không khí trong xe hơi và nhà ở. Dù các nhà sản xuất đảm bảo rằng các hệ th ống này đã đ ược thi ết k ế đ ể tránh m ọi rò rỉ, nồng độ HFC134a đã tăng gấp đôi từ nằm 2001 đến năm 2004. Theo các nhà nghiên c ứu, chất khí này có tác động gây hiệu ứng nhà kính cực mạnh (gấp 1000 lần so với khí CO2). Do đó, cần phải theo dõi sự tiến triển của nó dù ch ưa đ ạt đ ến n ồng đ ộ đ ủ đ ể tác đ ộng tr ực tiếp đến hiện tượng khí hậu toàn cầu nóng dần. 15
PHẦN 2: TÁC HẠI CỦA HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH Nhiều nhà khí tượng học cho rằng việc nhiệt độ tăng lên t ới mức k ỉ l ục nh ư hi ện nay phần lớn là do cách ứng xử vô trách nhiệm của con người đối với môi trường. Nguyên nhân sâu xa được xem là hiệu ứng nhà kính, hậu quả th ực dụng c ủa cách hành x ử th ực d ụng c ủa các nước phát triển. Lượng khí cacbon dioxide và nhiều loại khí th ải khác trong b ầu khí quyển nhiều năm trước đã khiến nhiệt độ cao hơn mức bình thường 3OC ÷ 4OC. Tác động của khí nhà kính đến môi trường Do quá trình phát triển công nghiệp mạnh mẽ trên thế giới, đặc biệt từ những thập niên cuối cùng của thế kỷ XX, bằng các hoạt động đốt nhiên li ệu hóa th ạch, phá r ừng, s ản xu ất chăn nuôi… đã làm cho nồng độ của các khí nhà kính tăng lên nhanh chóng. Đi ều này khi ến cho nhiệt độ trái đất tăng nhanh với tốc độ chưa từng có trong quá khứ. Hậu quả là: Làm thay đổi cường độ hoạt động của quá trình hoàn lưu khí quy ển, chu trình tuần hoàn nước trong tự nhiên và các chu trình sinh địa hóa khác. Làm thay đổi năng suất sinh học của các hệ sinh thái, chất lượng và thành ph ần của thủy quyển, sinh quyển, thạch quyển, thổ nhưỡng quyển. Làm di chuyển các đới khí hậu tồn tại hàng nghìn năm trên các vùng khác nhau của trái đất dẫn tới nguy cơ đe dọa sự sống của các loài sinh vật, các h ệ sinh thái và các ho ạt động bình thường khác của con người. Nhiệt độ trái đất tăng lên làm băng tan ở hai cực. Mực nước biển dâng cao dẫn đến ngập úng các vùng trũng thấp trên mặt đất, làm biến động dòng chảy của các sông ngòi, phá vỡ nhiều công trình trên các dòng sông đó. Nguồn nước: Chất lượng và số lượng của nước uống, nước tưới tiêu, nước dùng cho các quá trình công nghệ, cho các nhà máy phát điện cũng như sức khỏe của các loài thủy sản có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi sự thay đổi của các trận m ưa rào và b ởi s ự tăng khí bốc hơi. Mưa tăng có thể gây lụt lội thường xuyên hơn, khí hậu thay đổi có th ể làm đ ầy các lòng chảo nối với sông ngòi trên thế giới. Các tài nguyên bờ biển: Chỉ riêng ở Hoa Kỳ, mực nước biển dự đoán sẽ tăng 50 cm vào năm 2100, có thể mất đi 5.000 dặm vuông đất khô ráo và 4.000 dặm vuông đất ướt. Sức khỏe: Số người chết vì nắng nóng có thể tăng do nhiệt độ cao trong nh ững chu kì dài hơn trước. Sự thay đổi lượng mưa và nhiệt độ có thể đẩy mạnh các bệnh truy ền nhiễm, nhiều loại bệnh tật mới đối với con người sẽ xuất hiện, và s ẽ làm cho s ức khỏe con người bị suy giảm. Lâm nghiệp: Nhiệt độ cao hơn tạo điều kiện cho nạn cháy rừng dễ xảy ra hơn. Năng lượng và vận chuyển: Nhiệt độ ấm hơn tăng nhu cầu làm lạnh và gi ảm nhu c ầu làm nóng. Sẽ có ít sự hư hại do vận chuyển trong mùa đông hơn nh ưng v ận chuy ển 16
bằng đường thủy có thể bị ảnh hưởng bởi số trận lụt tăng hay bởi s ự gi ảm m ực n ước sông. Sinh vật: Sự nóng lên của trái đất làm thay đổi điều kiện s ống bình th ường c ủa các sinh vật trên trái đất. Một số loài sinh vật thích nghi với đi ều ki ện m ới s ẽ thu ận l ợi phát triển, trong khi đó nhiều loài sẽ bị thu hẹp về diện tích hoặc bị tiêu diệt. Sau đây chúng ta sẽ xem xét một số hiểm họa toàn cầu và tác động của hiệu ứng nhà kính. Mối đe dọa từ đại dương Trong một nghiên cứu kéo dài ba năm qua của nhà khoa học Na Uy- giáo s ư Ola Johannessen thì vào cuối thế kỷ 21, băng Bắc Cực đã giảm 7,4% trong vòng 25 năm qua do hiệu ứng nhà kính. Theo giáo sư Johannessen, vào cuối th ế k ỉ 21, khí h ậu toàn c ầu nóng lên sẽ làm tan chảy 80% chỏm băng ở đây trong mùa hè; biển Barents ở phía Bắc của Nga và Na Uy sẽ không còn băng, thậm chí là trong mùa đông. Hi ện t ượng này s ẽ cho phép dòng n ước lạnh của Bắc Băng Dương bị thất thoát sang Thái Bình D ương khi ến cho nhi ệt đ ộ c ủa B ắc Băng Dương tăng cao hơn hàng năm, lúc này nắng nóng vào mùa hè là đi ều không th ể tránh khỏi. Báo cáo cũng chỉ ra rằng hiện tượng trên liên quan mật thiết tới vi ệc con người th ải ra các loại khí nhà kính. Một báo cáo khác của các nhà khoa học Ấn Độ, nước biển dâng cao đã nuốt ch ửng hai trong số 100 hòn đảo nhỏ tại vùng châu thổ Sunderbans và đe dọa nh ấn chìm hàng ch ục đ ảo khác với 10.000 dân cư. Báo cáo cũng cho biết tiến trình lún chìm c ủa các đ ảo bắt đ ầu t ừ thập niên 1940 của thế kỷ XX. Lúc đầu tiến trình này con diễn ra ch ậm ch ạp nh ưng hi ện nay càng ngày càng nhanh. Ngoài ra theo báo cáo của tổ chức nghiên cứu Công nghệ và Khoa h ọc của khối Th ịnh Vượng Chung, hiện tượng trái đất nóng lên ở khu vực Châu Á Thái Bình D ương có th ể làm cho nước biển dâng cao thêm 16 cm vào năm 2030 và 50 cm vào năm 2070. N ước bi ển dâng lên, hàng triệu người dân các nước miền duyên hải các nước Việt Nam, Ấn Độ, Trung Quốc, Bangladesh và các đảo ở Thái Bình Dương sẽ đứng trước nguy cơ mất hết nhà cửa. Núi băng Qori Kalis (Pêru) hiện chìm trung bình 200m/năm, gấp 40 l ần so v ới năm 1978, Qori Kalis là một trong hàng trăm núi băng đang biến mất. Mối đe doa đối với các loài động, thực vật Theo quĩ bảo tồn động vật hoang dã thế giới WWF cảnh báo, tình trạng nóng lên của khí hậu trái đất nếu không được kiểm soát có thể đẩy 72% số loài chim trên hành tinh t ới b ờ vực của sự tuyệt chủng. Ngay tại thời điểm hiện nay, tình trạng nóng lên c ủa trái đ ất đang gây nên những tác động xấu đối với cuộc sống của nhiều loài, k ể c ả chim cánh c ụt và chim hút mật. Sự biến mất của nhiều loài chim cho thấy hiệu ứng nhà kính đã gây ra một chuỗi tác động đối với các hệ sinh thái trên phạm vi toàn cầu. Tình tr ạng thay đ ổi khí h ậu cũng tác động tới hành vi của chim di cư. Bằng chứng là một số loài chim di c ư đã không còn b ản năng thay đổi nơi sinh sống nữa. 17
Số lượng loài chim di cư đang giảm đi ở Châu Âu và Mỹ khi nguồn th ức ăn cho chúng bị biến mất bởi tình trạng nóng lên của khí hậu. Tại nhiều nơi, ch ẳng h ạn nh ư phía b ắc vịnh Hudson của Canada, muỗi đang sinh sôi nảy nở rất nhanh và đã đạt tới mức độ kỉ l ục về số lượng vào mùa xuân năm nay. Thế nhưng các loài chim biển ở những nơi này không hề thay đổi hành vi để thích ứng với những điều kiện mới. Tình trạng tương tự cũng di ễn ra ở Hà Lan, nơi 90% số lượng cá thể ở một số loài chim đã bị biến mất trong hai thập kỉ qua. Nếu nhiệt độ tiếp tục tăng, nhiều vùng ẩm ướt ở bờ biển Địa Trung Hải – nơi sinh sống của đa số các loài chim di cư trên hành tinh – s ẽ tr ở nên khô h ạn vào năm 2080. Ngoài ra, sự tăng lên của nhiệt độ cũng sẽ hủy diệt nhiều điểm đến khác của chim di cư khi ến chúng có ít chọn lựa hơn. Cách đây hai thập niên, đảo Biscoe thuộc bán đảo Nam Cực còn là nhà của 2.800 c ặp chim cánh cụt Adélie, hiện nay chỉ con chừng khoảng 1.000 cặp. Tại các đ ảo g ần đó, dân s ố Adélie giảm 66%. Nghiên cứu 34 loài bướm không di cư tại Châu Âu cho th ấy 75% loài này hiện đang bay xa hơn từ 3,5 ÷ 240km về phương Bắc. Nhiều loài hoa ở Châu Âu cũng đã n ở sớm hơn một tuần và rụng lá muộn hơn 5 ngày so v ới cách đây 50 năm. Chim t ại Anh cũng sinh sớm hơn trung bình 9 ngày so với giai đoạn trước th ế k ỷ 20 và ếch đ ột ng ột b ước vào mùa giao phối sớm hơn 7 tuần. Tại Bắc Mỹ, chim én di cư vào mùa xuân sớm hơn 12 ngày so với cách đây 25 năm. Cáo đỏ Canada cũng rủ nhau lên vùng c ực, xâm ph ạm lãnh th ổ c ộng đồng cao Bắc Cực. Và cũng do ảnh hưởng thời tiết nóng dần, sâu bướm biến thành bướm sớm hơn 2 tuần. Thảm họa nắng nóng bất thường Người Pháp vừa chứng kiến một mùa hè nóng nhất kể từ năm 1949. Tại Bordeaux, nhiệt độ lên tới 40OC. Với 3.000 người thiệt mạng do nóng, Pháp là nước chịu hậu quả nặng nề nhất về người trong cơn giận dữ của thiên nhiên này. Có th ể nói nếu so với n ạn nhân của chiến tranh hoặc dịch bệnh thì số người chết vì nắng nóng không hề thua kém. Bồ Đào Nha là nước chịu hậu quả lớn nhất về của, 54.000 ha rừng bị biến mất trong vụ cháy rừng lớn nhất hơn 20 năm qua tại nước này, vụ cháy được gọi là thảm h ọa qu ốc gia. Hậu quả là 11 người chết, hàng trăm người phải sơ tán, 3.000 lính c ứu h ỏa và hàng chục máy bay chữa cháy đã phải vật lộn với h ơn 70 đám cháy đang hoành hành d ọc khu v ực biên giới Trung, Bắc và Đông Bắc đất nước. Tại Tây Ban Nha, nhiệt độ đã lên tới 46 OC so với hàng năm (40OC ), một chỉ số chưa từng có trong lịch sử. Cháy rừng cũng hoành hành tại một s ố vùng mi ền Nam và mi ền Trung nước này. Tại Anh, nhiệt độ cao nhất lên tới 38 OC - một điều chưa từng có tại quốc đảo sương mù. Tốc độ xe lửa được hạn chế bởi người ta lo sợ đường ray sẽ bị oằn cong do nóng. Tại Berlin (Đức), cái nóng 40OC đã giết chết 5 người, nhiều tuyến đường sắt phải ngừng hoạt động. Các dòng sông lớn như Rhine đã cạn kiệt, 80% diện tích hoa màu trong m ột s ố khu v ực chịu nắng nóng đã bị tàn phá. 18
Dòng sông Po - Italia, với lưu lượng kh ổng lồ hi ện đã gi ảm m ực n ước, th ậm chí tuy ết và sông băng trên những ngọn núi cao nhất đã tan với tốc độ chóng mặt. Thảm họa vẫn liên tiếp xảy ra, lũ lụt tại Trung Quốc, Pakistan; cháy rừng ở Canada. Nhiệt độ trung bình trên toàn cầu trong vài thập niên trở lại đây đang ngày càng tăng, sơ đồ dưới đây cho chúng ta phần nào thấy rõ được điều đó Có thể nói chưa bao giờ sự khắc nghiệt của thiên nhiên và cách ứng x ử vô trách nhi ệm của con người đối với môi trường lại gây ra hậu quả nghiêm trọng đến thế. Các nhà khoa học tiên đoán rằng nhiệt độ trái đất trong 30 năm cuối của thế kỷ 21 do hiệu ứng nhà kính sẽ vẫn chưa có điểm dừng. Theo ước tính, lượng khí nhà kính trong khí quyển đã lên tới 7 tỷ tấn - một con số chưa từng có ở bất kì giai đoạn nào trong lịch sử phát triển của trái đất. Cường độ của các cơn bão Con người đã làm cho các cơn bão ngày càng trở nên hung dữ. Theo m ột công bố m ới đây, chính những loại khí gây hiệu ứng nhà kính do con người thải ra đã làm tăng nhi ệt độ nước biển- một trong những nhân tố trực tiếp làm tăng cường độ các cơn bão. Tháng 7 năm ngoái, học viện công nghệ Masschussets đã công bố một bản b ảo cáo trong đó đã ch ỉ ra rằng: ”Thời gian, tốc độ gió tối đa và năng lượng giải phóng của các cơn bão nhiệt đới đã tăng lên rõ rệt cả ở Bắc Đại Tây Dương và Bắc Thái Bình Dương kể từ những năm 70”. Nhiều nghiên cứu đã cho thấy rằng trong vòng 15 năm qua kể từ năm 1975 đ ến năm 1989 đã xuất hiện 171 cơn bão cực mạnh (loại cấp 4 hoặc cấp 5) nh ưng trong 15 năm trở lại đây con số đó đã tăng lên 269. Việc tăng cường độ các cơn bão chính là do nhiệt độ bề mặt nước biển - hệ quả của hiệu ứng nhà kính liên tục tăng cao trong những năm gần đây. Tại trung tâm nghiên cứu khí quyển của Mỹ, kết quả phân tích những trận bão ở B ắc Đại Tây Dương (2005) đã cho thấy nhiệt độ bề mặt ở khu vực này đã tăng lên 0,9 OC so với mức trung bình của những năm trước đó. Và sau khi so sánh nhi ệt đ ộ b ề m ặt ở khu v ực này với các đại dương khác thì các nhà khoa học đã nhận định rằng một nửa s ố l ần tăng nhi ệt độ bề mặt ở Đại Tây Dương là do những khí thải hiệu ứng nhà kính gây ra. Ngoài ra theo các nhà khoa học thì hiện tượng thời tiết như hạn hán, lũ lụt hay sự tan băng ở các địa cực cũng là mối đe dọa đối với hàng triệu sự sống khác. Có thể thấy qua vài thập niên gần đây, trái đất ngày càng nóng dần đã t ạo ra nh ững chuyển biến nghiêm trọng trên bề mặt hành tinh. Nó đã gây nhiều tác động mạnh mẽ đến 19
con người và động vật, hệ sinh thái trên hành tinh. Và nếu với cứ t ốc độ gia tăng khí nhà kính như hiện nay thì sẽ có thể xảy ra một s ự thay đ ổi đ ột ngột và c ực m ạnh, làm bi ến đ ổi hoàn toàn hệ sinh thái hành tinh. Hiện tượng El Nino El Nino được dùng để chỉ hiện tượng nóng lên khác th ường của n ước bi ển v ả vành đai xích đạo rộng lớn dài gần 10.000 km, từ bờ biển Nam Mỹ đến quần đ ảo Macsan, Marud ơ ở khu vực giữa Thái Bình Dương. El Nino thường gắn với một quá trình lớn của khí quy ển - đại dương là dao động nam bán cầu và được gọi chung là ENSO. Hiện tượng El Nino thường lặp lại với chu kỳ khoảng 8 đến 11 năm, chu kỳ ng ắn h ơn là 2 đ ến 3 năm. Khi xu ất hiện, El Nino gây ra những thiên tai nặng nề (mưa lớn, bão, lũ l ụt ở vùng này, h ạn hán cháy rừng ở vùng khác), làm thiệt hại lớn về người, th ảm hoạ về kinh t ế - xã h ội (m ất mùa, đói kém, bệnh tật...) và đặc biệt là những thiệt hại không thể khắc phục được về môi trường. Trong khoảng 100 năm trở lại đây đã có 4 lần xuất hiện El Nino gây thi ệt h ại l ớn, đó là vào các năm 1877 – 1878; 1888; Đối El Nino (LaNina) 1973 - 1975 và đặc biệt là "El Nino thế kỷ - 1982 - 1983". Theo thống kê, tổng thiệt h ại do "El Nino th ế k ỷ" gây ra cho toàn th ế gi ới là 13 tỷ USD. Hiện tượng El Nino mạnh kỷ lục năm 1997 - 1998, theo nguồn tin nước ngoài, ước tính thiệt hại do El Nino 1997 - 1998 gây ra cho Inđônêxia, Malaysia, Singapo và đảo Thái Bình Dương đã lên tới khoảng 20 tỷ USD. Các nhà khoa học dự tính nếu El-Nino tái xuất thì trung và tây Canada, miền tây nước Mỹ sẽ có mùa đông ấm hơn. Hạn hán, cháy rừng sẽ đe dọa miền đông Australia, Trung Mỹ, và các quần đảo tây Thái Bình D ương nh ư Indonesia, Philippines, thậm chí cả ở Nam Ấn Độ... Kinh tế toàn cầu Thiệt hại nặng nề do biến đổi khí hậu gây ra có thể làm giảm 20% kinh t ế toàn c ầu và có thể gây ra những đảo lộn về kinh tế - xã hội, có thể so sánh với thiệt h ại của hai cu ộc chiến tranh thế giới và cuộc đại suy thoái kinh tế trong th ế k ỷ trước”. Đây là nh ận đ ịnh c ủa hơn 100 bộ trưởng và 6000 đại biểu là các nhà quản lý, kinh t ế, khoa h ọc tham d ự H ội ngh ị môi trường tổ chức ở Nairobi (Kenya) mới đây nhằm đối phó với tình trạng bi ến đổi khí hậu và cam kết giảm khí thải gây hiệu ứng nhà kính sau năm 2012 khi Ngh ị đ ịnh th ư Kyoto hết hiệu lực. Các quan chức LHQ cũng cảnh báo rằng thiệt hại do h ạn hán, bão lụt và nh ững hi ện tượng thời tiết bất thường gây ra trong năm 2005 đã ở mức kỷ lục 210 t ỷ USD và có th ể lên tới 1.000 tỷ USD vào năm 2040. Riêng thiệt hại do trận bão Katrina t ại M ỹ lên t ới 120 t ỷ USD. Những trận bão xảy ra từ tháng 7 đến tháng 9 - 2006 tại Trung Qu ốc, Nh ật B ản và Philippines đã gây thiệt hại 13 tỷ USD. Tại châu Phi, n ạn h ạn hán và l ụt l ội di ễn ra ở Ethiopia và Somali đã làm cho 280.000 người mất nhà ở, gây ảnh hưởng tới cuộc sống của hơn 3 triệu người. 20