Thời tiết và khí hậu - Phần 5 Hoạt động con người - Chương 14

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

83
lượt xem 18
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo Giáo trình Thời tiết và khí hậu của Edward Aguado và James E. Burt, nhà xuất bản Đại học quốc gia Hà Nội do Đặng Thị Hồng Thủy và Nguyễn Lan Anh biên dịch - Thời tiết và khí hậu - Phần 5 Hoạt động con người - Chương 14 Tác động con người : ô nhiễm khí quyển và các đảo nhiệt

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Thời tiết và khí hậu - Phần 5 Hoạt động con người - Chương 14

Ch ¬ng 14 T¸c ®éng con ng êi: ¤ nhiÔm khÝ quyÓn v c¸c ®¶o nhiÖt Víi 18 triÖu d©n v 3,5 triÖu xe h¬i, phÇn lín sè xe h¬i n y kh«ng ® îc trang bÞ c¸c thiÕt bÞ kiÓm so¸t chÊt th¶i hiÖn ®¹i, th× ch¼ng cã g× ng¹c nhiªn nÕu th nh phè Mexico ® îc xem l mét trong sè nh÷ng ®Þa ph ¬ng khãi nhÊt trªn Tr¸i §Êt. § îc bao quanh bëi c¸c d·y nói, chóng gi÷ l¹i kh«ng khÝ « nhiÔm v g©y nghÞch nhiÖt th êng xuyªn c¶n trë sù tiªu t¸n theo ph ¬ng th¼ng ®øng cña c¸c chÊt « nhiÔm, th nh phè Mexico cã ®Çy ®ñ lý do trùc tiÕp ®èi víi vÊn ®Ò khãi trÇm träng. Tuy nhiªn, mïa xu©n n¨m 1998 ®· khëi ®Çu cho nh÷ng thêi kú d i víi chÊt l îng kh«ng khÝ bÊt lîi cho søc kháe v thËm tÖ nhÊt thËm chÝ c¶ ®èi víi th nh phè n y. Khñng ho¶ng khãi ®· x¶y ra chñ yÕu do ®ît bïng ph¸t c¸c vô ch¸y rõng ë phÝa nam Mexico. §Ó l m cho vÊn ®Ò tåi tÖ h¬n, nói löa Popocatepetl, c¸ch 50 km vÒ phÝa ®«ng nam cña th nh phè, ®· tung lªn h ng tÊn khãi v tro bôi cho khu vùc. Giã vËn chuyÓn « nhiÔm xuèng phÝa nam tíi Honduras v lªn phÝa b¾c tíi Florida v Texas, n¬i ®©y mäi ng êi ® îc khuyÕn c¸o nªn ë trong nh ®Ó bít tai h¹i søc kháe. Th«ng th êng, khãi tÖ h¹i nhÊt ë th nh phè Mexico xuÊt hiÖn v o th¸ng 1 v th¸ng 2, khi kh«ng khÝ tï ®äng gi÷ l¹i c¸c chÊt « nhiÔm tõ « t« v c¸c chÊt « nhiÔm ®« thÞ kh¸c ë gÇn bÒ mÆt. Møc khãi cã thuyªn gi¶m mét chót cho tíi mïa thu, nh ng råi nh÷ng ph ¬ng thøc thu dän ®ång ruéng kiÓu chÆt v ®èt cña n«ng d©n l m cho chÊt l îng kh«ng khÝ c ng tÖ h¬n. Nh ng trong n¨m 1998, mét ®ît kh« h¹n lín m ® îc ®a sè ng êi nghÜ r»ng do hËu qu¶ cña El Nino m¹nh, ®· t¹o ra nh÷ng ®iÒu kiÖn ®Æc biÖt kh« l m cho c¸c vô ch¸y bao phñ diÖn tÝch 3 lÇn lín h¬n b×nh th êng. §Õn th¸ng 5, kh«ng khÝ « nhiÔm ®· buéc giíi l¸i xe ph¶i dïng ®Ìn pha v o gi÷a tr a t¹i thñ phñ bang Chiapas, cßn ë th nh phè Mexico nång ®é «z«n cùc trÞ ®· g©y nªn mét ®ît sãng ngo¹n môc vÒ sè l îng ng êi cÇn hç trî y tÕ víi nh÷ng bÖnh vÒ h« hÊp. §èi phã víi t×nh tr¹ng n y, chÝnh phñ ®· sö dông c¸c lùc l îng cøu hé h¹n chÕ giao th«ng « t« v ®ãng cöa nhiÒu nh m¸y. Tuy nhiªn, ®iÒu ®ã ch a ®ñ ®Ó t¹o ra nh÷ng ®iÒu kiÖn tháa m·n ®èi víi Pedro Chaves, «ng nãi “C¸c vÞ thÊy ®Êy, tËn m¾t v tuyÖt väng. Con c¸i chóng ta ®au èm nhiÒu h¬n... Gi¸ nh cã thÓ, chóng ta ®· tõ bá, nh ng ®©y l chuyÖn m chóng ta ph¶i suy nghÜ”. ¶nh h ëng cña ho¹t ®éng con ng êi kh«ng chØ giíi h¹n ë sù suy tho¸i chÊt l îng kh«ng khÝ. Chóng ta ®ang l m thay ®æi khÝ quyÓn theo nh÷ng c¸ch tinh vi h¬n. VÝ dô, x©y dùng c¸c th nh phè ¶nh h ëng tíi ph ¬ng thøc trao ®æi n¨ng l îng v n íc ë gÇn bÒ mÆt. Mçi lÇn mét tiÓu khu ® îc quy ho¹ch l mét lÇn ®Êt tù nhiªn v thùc vËt bÞ thay thÕ b»ng bª t«ng hoÆc nhùa ® êng. §iÒu ®ã l m gi¶m m¹nh http://www.ebook.edu.vn 512
l îng n íc cã thÓ bay h¬i v o khÝ quyÓn v do ®ã l m t¨ng dßng l îng nhiÖt hiÖn (ch ¬ng 3) v o khÝ quyÓn. Chóng ta cßn x©y lªn nh÷ng c«ng tr×nh víi t êng th¼ng ®øng, nã nhËn ¸nh n¾ng víi gãc trùc diÖn h¬n so víi bÒ mÆt hÊp thô ban ®Çu. Nh÷ng qu¸ tr×nh ®ã t¸c ®éng l m t¨ng nhiÖt ®é cña c¸c khu vùc ®« thÞ so víi c¸c vïng n«ng th«n kÕ cËn, t¹o nªn c¸c ®¶o nhiÖt m chóng t«i sÏ m« t¶ ë ch ¬ng n y. C¸c chÊt « nhiÔm khÝ quyÓn Kh«ng ë ®©u cã kh«ng khÝ ho n to n tinh khiÕt. C¸c vËt r¾n v láng nhá l¬ löng (gäi l c¸c h¹t khÝ quyÓn) ®i v o khÝ quyÓn tõ c¸c nguån tù nhiªn v nh©n t¹o. Gièng nh vËy, nhiÒu chÊt khÝ ® îc xem l chÊt « nhiÔm còng sinh ra mét c¸ch tù nhiªn tõ nh÷ng qu¸ tr×nh nh c¸c vô ch¸y rõng do sÐt ®¸nh v phun nói löa. Tuy nhiªn, qu¸ tr×nh tiÕt gi¶m v mÊt tù nhiªn c¸c khÝ v h¹t ®ã l m cho chóng kh«ng cßn tÇm quan träng t ¬ng ®èi ®èi víi chÊt l îng kh«ng khÝ m phÇn lín chóng ta c¶m nhËn. Quan träng h¬n chÝnh l c¸c hiÖu øng cña ho¹t ®éng con ng êi, ®Æc biÖt ë trong hoÆc xung quanh th nh thÞ v c¸c trung t©m c«ng nghiÖp, n¬i c¸c ph¸t th¶i nh©n sinh tËp trung v o nh÷ng diÖn tÝch hÑp h¬n rÊt nhiÒu. TÊt c¶ nh÷ng g× giíi thiÖu trong ch ¬ng n y vÒ « nhiÔm kh«ng khÝ sÏ ®Ò cËp tíi viÖc t¹o ra c¸c chÊt khÝ v c¸c h¹t cã h¹i bëi con ng êi. Nh÷ng nguån sinh c¸c h¹t v c¸c chÊt « nhiÔm kh¸c nhau ë n íc Mü v nång ®é t ¬ng ®èi cña chóng ® îc dÉn trªn h×nh 14.1. Mét c¸ch kh¸i qu¸t nhÊt, c¸c chÊt « nhiÔm cã thÓ chia th nh hai lo¹i. Mét sè chÊt, gäi l c¸c chÊt « nhiÔm nguyªn sinh, ® îc ph¸t th¶i trùc tiÕp v o khÝ quyÓn. Nh÷ng chÊt kh¸c, gäi l c¸c chÊt « nhiÔm thø sinh, kh«ng ®i trùc tiÕp v o khÝ quyÓn, m l kÕt qu¶ cña mét hoÆc nhiÒu biÕn ®æi hãa häc. VËy, mét hãa chÊt ph¸t th¶i v o khÝ quyÓn cã thÓ l v« h¹i ë tr¹ng th¸i nguyªn thñy, nh ng trë th nh mét chÊt khÝ hoÆc h¹t cã h¹i sau khi kÕt hîp víi c¸c chÊt th¶i kh¸c hoÆc c¸c hîp chÊt xuÊt hiÖn tù nhiªn. Mét sè chÊt « nhiÔm nguyªn sinh v thø sinh cã vai trß ¸p ®¶o nhÊt trong sù suy tho¸i chÊt l îng kh«ng khÝ. C¸c h¹t khÝ quyÓn C¸c h¹t trong khÝ quyÓn (cßn gäi l son khÝ) l nh÷ng vËt r¾n hoÆc láng trong kh«ng khÝ cã nguån gèc tù nhiªn hoÆc nh©n t¹o. MÆc dï chóng th êng xuyªn nhá, c¸c h¹t cã mét d¶i kÝch th íc réng tõ 0,1 ®Õn 100 μm . Mét sè h¹t l nh÷ng chÊt « nhiÔm nguyªn sinh, trùc tiÕp gia nhËp v o khÝ quyÓn, cßn mét sè kh¸c l nh÷ng chÊt « nhiÔm thø sinh, ® îc h×nh th nh nhê biÕn ®æi c¸c chÊt khÝ ®· tån t¹i tr íc hoÆc nhê sù kÕt vãn tõ c¸c h¹t nhá h¬n th nh c¸c h¹t lín h¬n. Nguån sinh c¸c h¹t khÝ quyÓn C¸c h¹t trùc tiÕp ®i v o kh«ng khÝ cã thÓ cã nguån gèc tõ nh÷ng vô ch¸y tù nhiªn, phun nói löa, x©m nhËp c¸c tinh thÓ muèi trong qu¸ tr×nh ®æ nh o sãng biÓn, hoÆc bôi do giã - nh nh÷ng ai ®· tõng bÞ dÞ øng phÊn hoa vÉn nãi. Ho¹t ®éng cña con ng êi, ®Æc biÖt nh÷ng ho¹t ®éng liªn quan ®Õn ®èt nhiªn liÖu, t¹o ra c¸c h¹t nguyªn sinh v thø sinh. http://www.ebook.edu.vn 513
Mét sè h¹t thø sinh h×nh th nh nhê qu¸ tr×nh kÕt vãn c¸c chÊt khÝ. Qu¸ tr×nh n y x¶y ra nhanh nhÊt khi ®é Èm cao, t¹o ra mét t×nh huèng rÊt thó vÞ. Nhí l¹i tõ ch ¬ng 5, r»ng c¸c giät n íc trong tù nhiªn th êng h×nh th nh trªn c¸c h¹t nh©n ng ng tô, trong ®ã c¸c son khÝ hÊp dÉn n íc thuéc lo¹i ®Æc biÖt hiÖu qu¶ vÒ t¸c dông hót n íc v l m h¹ thÊp ®é Èm t ¬ng ®èi cÇn thiÕt ®Ó h×nh th nh giät. V× vËy, c¸c h¹t, ®Æc biÖt l nh÷ng h¹t lín, kÝch thÝch sù h×nh th nh c¸c giät s ¬ng mï hoÆc m©y. §ång thêi, ®é Èm cao thuËn lîi cho viÖc chuyÓn hãa mét sè chÊt khÝ th nh c¸c h¹t thø sinh, vÒ phÝa m×nh, c¸c h¹t n y sÏ kÝch thÝch ng ng tô h¬i n íc th nh c¸c giät n íc. KÕt qu¶ l , nh÷ng vïng Èm ít v tËp trung ho¹t ®éng c«ng nghiÖp cao cã thÓ trë th nh n¬i nhiÒu s ¬ng mï khi ®é Èm t ¬ng ®èi thÊp h¬n 100 % nhiÒu. Quan hÖ céng sinh n y ®· l m cho London trë th nh ®iÓn h×nh vÒ s ¬ng mï nÆng cho tÊt c¶ c¸c th nh phè c«ng nghiÖp miÒn ®«ng cña B¾c Mü nh÷ng n¨m tr íc ®©y. H×nh 14.1. C¸c nguån g©y « nhiÔm trªn l·nh thæ n íc Mü http://www.ebook.edu.vn 514
Sù lo¹i bá c¸c h¹t khÝ quyÓn MÆc dï c¸c h¹t lu«n cã mÆt trong kh«ng khÝ, song kh«ng mét h¹t riªng lÎ n o tån t¹i vÜnh viÔn trong khÝ quyÓn. Nh chóng ta ®· thÊy ë ch ¬ng 7, vËn tèc vÒ ®Ých t¨ng theo kÝch th íc cña vËt r¬i. V× vËy, nh÷ng h¹t n o lu«n lu«n nhá cã thÓ gi÷ l¬ löng trong khÝ quyÓn trong nh÷ng kho¶ng thêi gian kh¸ lín. Nh÷ng h¹t lín h¬n ë l¹i trong kh«ng khÝ cã lÏ chØ kho¶ng v i giê, trong khi c¸c h¹t nhá h¬n cã thÓ tån t¹i h ng tuÇn. Mét sè qu¸ tr×nh tù nhiªn lo¹i bá c¸c h¹t ra khái kh«ng khÝ. Sù l¾ng träng lùc l qu¸ tr×nh trong ®ã c¸c h¹t r¬i tõ kh«ng khÝ (dï l rÊt chËm), cã t¸c dông rÊt hiÖu qu¶ lo¹i bá nh÷ng h¹t lín. C¸c h¹t nhá h¬n th× Ýt chÞu t¸c ®éng cña qu¸ tr×nh n y bëi v× thËm chÝ nh÷ng chuyÓn ®éng cuén xo¸y rÊt nhá cã thÓ gi÷ chóng l¬ löng. MÆt kh¸c, gi¸ng thuû lo¹i bá c¶ c¸c h¹t lín v c¸c h¹t nhá theo hai c¸ch. Thø nhÊt, nh÷ng h¹t n o ®ãng vai trß l h¹t nh©n ng ng tô trong m©y sÏ bÞ lo¹i khi c¸c giät n íc m chóng l mét phÇn bÞ r¬i th nh m a hoÆc tuyÕt. C¸c h¹t kh¸c bÞ lo¹i bëi c¬ chÕ kÐo theo, tøc qu¸ tr×nh trong ®ã c¸c giät n íc v tinh thÓ ®ang r¬i ®ông ®é víi c¸c h¹t trªn ® êng r¬i cña m×nh. Trong khi va ch¹m, gi¸ng thñy kÐo theo h¹t v mang nã xuèng bÒ mÆt. Qu¸ tr×nh kÐo theo c¸c h¹t gi¶i thÝch v× sao kh«ng khÝ l¹i s¹ch v tÇm nh×n ® îc c¶i thiÖn sau mét trËn m a r o. HiÖu øng cña c¸c h¹t khÝ quyÓn C¸c h¹t l m gi¶m tÇm nh×n do t¨ng khuÕch t¸n bøc x¹ nh×n thÊy, nh ng t¸c ®éng cña chóng tíi tÇm nh×n kh«ng quan träng b»ng nh÷ng t¸c ®éng cña chóng tíi søc kháe. Cã lÏ ®iÒu n y kh«ng cã g× ng¹c nhiªn, nÕu biÕt r»ng chóng ta tõng phót ®ang ®¾m m×nh gi÷a nh÷ng vËt nhá li ti n y. Tíi n¨m 1987, ng êi ta thÊy râ r»ng cã mét líp h¹t nhÊt ®Þnh – víi ® êng kÝnh nhá h¬n 10 μm (gäi l PM10), rÊt dÔ x©m nhËp v o phæi v g©y tæn th ¬ng tÕ b o trÇm träng nhÊt. MÆc dï phæi cã m ng mao cã thÓ läc bá nh÷ng h¹t nhá n y, nh ng qu¸ tr×nh läc diÔn ra rÊt chËm – thËm chÝ v o cì v i th¸ng. NhiÒu nghiªn cøu ph©n tÝch t¸c ®éng cña c¸c h¹t ®· cho thÊy r»ng mét líp h¹t ®Æc biÖt h¬n n÷a - nhá h¬n 2,5 μm (gäi l PM2,5) còng g©y nªn nh÷ng vÊn ®Ò søc kháe nghiªm träng. V× lý do n y, v o th¸ng 7 n¨m 1997 Tæ chøc B¶o vÖ M«i tr êng (EPA) ®· xem xÐt l¹i nh÷ng ®iÒu kho¶n liªn quan ®Õn c¸c h¹t khÝ quyÓn, sao cho trong t ¬ng lai nh÷ng ®iÒu kho¶n ®ã sÏ dùa trªn nh÷ng h¹t khÝ quyÓn ® îc gäi l c¸c phÇn tö nhá. Song chñ ®iÓm hiÖn nay nh»m v o PM2,5 kh«ng nªn hiÓu l c¸c h¹t lín h¬n th× kh«ng nguy hiÓm. VÝ dô, kÕt qu¶ ban ®Çu cña mét c«ng tr×nh nghiªn cøu ho n th nh cuèi n¨m 1997 ®· cho thÊy mét sù t ¬ng quan cao gi÷a sè ca nhËp viÖn ë thung lòng Los Angeles v c¸c møc h¹t lín trong kh«ng khÝ. L îng gia t¨ng sè ca nhËp viÖn ® îc ph©n gÇn ®Òu gi÷a c¸c bÖnh nh©n víi c¸c bÖnh h« hÊp v c¸c bÖnh tim m¹ch. http://www.ebook.edu.vn 515
Bèn ng y khãi mï nÆng liªn tôc v thËm chÝ ®Õn ng y Thø B¶y, 30/10, cßn nÆng h¬n. Nh÷ng cæ ®éng viªn t¹i trËn bãng ®¸ 14-1 Tiªu ®iÓm m«i cña tr êng cao ®¼ng ®· kh«ng thÓ nh×n tr êng: Nh÷ng vô « nhiÔm nÆng thÊy c¸c sù kiÖn x¶y ra trªn s©n. Mét sè kh¸c ®· bá cuéc sím khi nghe tin nh÷ng ng êi th©n ë nh ®· chÕt hoÆc v o bÖnh MÆc dï nhiÒu ng êi trong chóng ta viÖn do c¸c bÖnh h« hÊp v s ¬ng khãi. ®ang sèng ë nh÷ng n¬i m chÊt l îng Nh÷ng ai m u tÝnh s¬ t¸n khái th nh kh«ng khÝ kÐm l mét thùc tÕ ®¸ng lo phè còng kh«ng ra ®i ® îc bëi tÇm nh×n ng¹i cña cuéc sèng, ®· cã nhiÒu tiÕn bé xÊp xØ zero ®· ho n to n l m ngõng trÖ trong viÖc gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò ë c¸c giao th«ng. §Õn s¸ng Thø B¶y, nh©n viªn n íc ph¸t triÓn trong v i thËp niªn gÇn cøu háa ph¶i mang «xy cho nh÷ng ng êi ®©y, víi kÕt qu¶ l phÇn lín c¸c d¹ng tai khã thë, song sù trî gióp chØ l t¹m thêi biÕn thuéc sù kiÖn s ¬ng mï trë th nh v× c¸c nh©n viªn cøu háa cßn ph¶i t×m mét vÊn ®Ò qu¸ khø. VÝ dô, ta xem xÐt vô ®Õn víi nh÷ng n¹n nh©n kh¸c cÉn gióp x¶y ra ë London, n íc Anh, trong c¸c ®ì. S¸ng Chñ NhËt, c¸c nh chøc tr¸ch ng y 5-9/12/1952, ®©y cã lÏ l vô « nhiÔm ®· ®ãng cöa tÊt c¶ c¸c nh m¸y kÏm, v kh«ng khÝ næi tiÕng nhÊt trong lÞch sö. h«m sau khãi mï ®· tan hÕt do trËn m a Trong thêi gian 5 ng y n y, mét tæ hîp r o - nh ng chØ sau khi 20 ng êi ®· chÕt gi÷a bÇu kh«ng khÝ tï ®äng, Èm thÊp v v 7000 ng êi nhËp viÖn. viÖc ®èt than chÊt l îng thÊp ®· t¹o ra NÕu kh«ng kÓ tíi quy m« cña m×nh, mét hçn hîp chÕt ng êi cña khãi v sù kiÖn tåi tÖ n y kh«ng ph¶i l sù kiÖn s ¬ng mï. ¦íc tÝnh 3500 ®Õn 4000 ng êi duy nhÊt. NhiÒu th nh phè c«ng nghiÖp - phÇn lín l trÎ em, ng êi gi v nh÷ng bÞ « nhiÔm kh«ng khÝ nÆng nÒ do c¸c ho¹t ng êi ®ang bÖnh - bÞ chÕt do hËu qu¶ ®éng chÕ t¹o c¬ khÝ, luyÖn kim, läc dÇu trùc tiÕp vô n y. hoÆc c¸c ho¹t ®éng kh¸c ë ®Þa ph ¬ng. Tai biÕn « nhiÔm kh«ng khÝ næi Tuy nhiªn, nhiÒu ng êi biÕt r»ng sù kiÖn tiÕng nhÊt ë B¾c Mü x¶y ra ë Donora, Dorona l t¸c nh©n chÝnh trong viÖc ban Pennsylvania, c¸c Pittsburgh 50 km. Tõ h nh ®¹o luËt chèng « nhiÔm ë n íc Mü. 26 ®Õn 31/10/1948, l u huúnh, cacbon Tõ n¨m 1948, nh÷ng chuyÓn biÕn kinh «xit v bôi kim lo¹i nÆng ph¸t ra tõ c¸c tÕ, cïng víi sù quan t©m nhiÒu h¬n tíi nh m¸y kÏm cña c«ng ty American Steel nh÷ng vÊn ®Ò m«i tr êng, ®· c¶i thiÖn & Wire hßa trén víi s ¬ng mï bøc x¹ d y rÊt nhiÒu chÊt l îng kh«ng khÝ ë nhiÒu ®Æc ®Ó t¹o ra mét vô ® îc ng êi ta gäi l th nh phè (h×nh 1). “Hirosima vÒ « nhiÔm kh«ng khÝ”. H×nh 1. Gièng nh c¸c trung t©m c«ng nghiÖp cò kh¸c, chÊt l îng kh«ng khÝ ë Pittsburgh ®· ® îc c¶i thiÖn rÊt nhiÒu do ®ãng cöa c¸c x ëng ®óc v c¸c nh m¸y. Nh÷ng tÊm ¶nh n y thÓ hiÖn Pittsburgh n¨m 1906 (a) v cïng c¶nh ë n¨m 1986 (b) http://www.ebook.edu.vn 516
C¸c chÊt «xit cacbon C¸c chÊt «xit carbon gåm cacbon ®¬n «xit (CO) v ®i«xit cacbon (CO2). ChÊt sau ®· ® îc xem xÐt ë ch ¬ng 1 nh mét trong sè c¸c chÊt khÝ biÕn ®æi quan träng t¹o th nh khÝ quyÓn, cßn ë ch ¬ng 16 chóng ta më réng tíi vai trß cã thÓ cña nã trong biÕn ®æi khÝ hËu. MÆc dï CO2 cã vai trß quan träng trong viÖc chuyÓn ®æi n¨ng l îng bªn trong khÝ quyÓn, song møc nång ®é cao cña CO2 cã t¸c h¹i l©u d i tíi con ng êi v m«i tr êng. Nh vËy, chÊt khÝ n y kh«ng ® îc coi mét c¸ch chÆt chÏ nh l mét chÊt « nhiÔm. Tuy nhiªn, kh«ng thÓ nãi nh vËy víi CO. CO l mét chÊt khÝ kh«ng m u, kh«ng mïi. Trong m«i tr êng tù nhiªn, nã ® îc th¶i ra nh chÊt « nhiÔm nguyªn sinh do phun nói löa, ch¸y rõng, t¸c ®éng cña vi khuÈn v c¸c qu¸ tr×nh kh¸c. Tuy c¸c qu¸ tr×nh tù nhiªn ph¸t th¶i v o m«i tr êng nhiÒu CO h¬n so víi c¸c ho¹t ®éng con ng êi, nh ng vi sinh vËt ®Êt tiªu thô nã rÊt hiÖu qu¶, nªn c¸c gi¸ trÞ nÒn CO rÊt thÊp. Tuy nhiªn, ë c¸c th nh phè, l îng nhËp v o cã thÓ v ît trªn tèc ®é mÊt v nång ®é kh«ng an to n cã thÓ xuÊt hiÖn. T¹i Mü, nguån CO quan träng nhÊt l xe « t« (xem h×nh 14.1), nã ph¸t th¶i chÊt khÝ n y mét phô phÈm cña qu¸ tr×nh ch¸y ch a hÕt. Víi c¸c xe ® îc b¶o d ìng tèt, l îng ph¸t th¶i CO thÊp, cßn c¸c ®éng c¬ vËn h nh kÐm cã thÓ l m cho nång ®é CO tÝch luü ®Õn c¸c møc kh«ng an to n. §iÒu n y ®Æc biÖt ®óng ë nh÷ng n¬i chËt hÑp, nh c¸c nh ®Ó xe v c¸c ® êng hÇm. Trong nh ë, bé phËn cÊp nhiÖt kh«ng ® îc th«ng giã ®óng ®¾n hoÆc vËn h nh trôc trÆc cã thÓ th¶i ra liÒu l îng CO nguy hiÓm rÊt nhanh. CO cßn ® îc ph¸t th¶i tõ bÕp nóc trong nh , ë ®ã cã lÏ chÊt khÝ n y l nguyªn nh©n cña tØ lÖ cao nh÷ng bÊt h¹nh liªn quan tíi löa. Khãi thuèc l¸ còng th¶i ra CO nh mét phô phÈm ®ñ ®Ó l m t¨ng m¹nh nång ®é CO trong m¸u. B¶ng 14.1. C¸c møc ng ìng cña CO Nång ®é CO Ghi chó (ppm) LiÒu l îng OSHA cho phÐp cùc ®¹i cho 8 giê nhiÔm 50 §au ®Çu, mÖt mái, hoa m¾t, buån n«n trong 2-3 giê 200 §au ®Çu trong 1-2 giê, nguy c¬ tö vong sau 3 giê 400 Hoa m¾t, buån n«n v co giËt trong vßng 45 phót; chÕt trong 2-3 giê 800 §au ®Çu, hoa m¾t, buån n«n trong 20 phót; chÕt trong 1 giê 1 600 §au ®Çu, hoa m¾t, buån n«n trong 5-10 phót; chÕt trong 25-30 phót 3 200 §au ®Çu, hoa m¾t, buån n«n trong 1-2 phót; chÕt trong 10-15 phót 6 400 ChÕt trong vßng 1-3 phót 12 800 Cacbon ®¬n «xit l chÊt cùc ®éc. ThËm chÝ nh÷ng møc thÊp còng l m cho mét ng êi lËp tøc bÞ suy yÕu ph¶n x¹, h«n mª v gi¶m hoÆc mÊt h¼n ý thøc. NÕu bÞ nhiÔm trong 3 giê t¹i møc nång ®é 400 phÇn triÖu (ppm) l cã nguy c¬ tö vong, cßn t¹i nång ®é 1600 ppm sÏ chÕt trong vßng 1 giê. NÕu bÞ nhiÔm l©u, CO cã thÓ gãp phÇn g©y c¸c bÖnh vÒ tim. B¶ng 14.1 liÖt kª mét sè t¸c ®éng cña c¸c møc nång ®é CO kh¸c nhau. http://www.ebook.edu.vn 517
Kh«ng nh c¸c chÊt « nhiÔm kh¸c g©y t¸c ®éng chñ yÕu lªn hÖ thèng phæi, ®éc tÝnh cña CO l do t¸c ®éng cña nã lªn ® êng m¸u. Hång cÇu (chÊt l m cho c¸c tÕ b o m¸u cã m u ®á ®Æc tr ng) hÊp thu «xy trong phæi v l u chuyÓn chóng ®i kh¾p c¬ thÓ. Trong nh÷ng ®iÒu kiÖn lý t ëng, hång cÇu gi¶i phãng «xy v o c¸c tÕ b o v sau ®ã trë l¹i phæi, t¹i ®©y qu¸ tr×nh tiÕp tôc lÆp ®i lÆp l¹i. CO trong dßng m¸u ph¸ vì ho n to n qu¸ tr×nh n y. NÕu cã mÆt CO, hång cÇu cã ®é thÝch øng víi CO 200 lÇn lín h¬n so víi ®é thÝch øng víi O2. Nãi c¸ch kh¸c, nÕu CO v O2 cïng hiÖn diÖn trong phæi, m¸u dÔ d ng hÊp thô CO h¬n l hÊp thô O2. V× vËy, nhiÔm CO l m gi¶m kh¶ n¨ng l u th«ng O2 cña hÖ thèng tim m¹ch tíi phÇn cßn l¹i cña c¬ thÓ. Hîp chÊt cña l u huúnh C¸c hîp chÊt cña l u huúnh trong khÝ quyÓn cã thÓ xuÊt hiÖn d íi d¹ng khÝ hoÆc son khÝ. PhÇn chñ yÕu – kho¶ng 2/3 – cña to n bé hîp chÊt l u huúnh ph¸t th¶i v o khÝ quyÓn cã nguån gèc tõ c¸c qu¸ tr×nh tù nhiªn. C¸c lç th«ng h¬i, nh t¹i C«ng viªn Quèc gia Yellowstone ë Wyominh hoÆc C«ng viªn Quèc gia Lassen ë Carlifornia, cho chóng ta nh÷ng vÝ dô thó vÞ vÒ sù ph¸t th¶i c¸c hîp chÊt l u huúnh. Qu¸ tr×nh quan träng nhÊt trong sè ®ã l sù th¶i hy®r« sunphit (H2S) cña vi khuÈn, mét chÊt khÝ ®Æc biÖt ®éc cã mïi gièng nh trøng ung. Phun tr o nói löa v bôi n íc biÓn còng cã vai trß quan träng trong ph¸t th¶i c¸c hîp chÊt l u huúnh. RÊt may m¾n, c¸c khÝ sunphua rÊt dÔ tiªu t¸n trong khÝ quyÓn, nªn nång ®é nÒn rÊt thÊp (kho¶ng 1,5 phÇn tû) v c¸c t¸c ®éng cña chóng ®Õn m«i tr êng v søc khoÎ l nhá nhÊt. Trong sè c¸c hîp chÊt nh©n t¹o cña l u huúnh ph¸t th¶i v o khÝ quyÓn, quan träng nhÊt l ®i«xit sunphua (SO2) v tri«xit sunphua (SO3). SO2 l mét chÊt « nhiÔm nguyªn sinh, sinh ra chñ yÕu do ®èt ch¸y c¸c nhiªn liÖu hãa th¹ch chøa l u huúnh, ®Æc biÖt l than v dÇu má ® îc dïng trong hÖ thèng s ëi Êm v ph¸t ®iÖn. C¸c ho¹t ®éng c«ng nghiÖp kh¸c, nh läc dÇu v luyÖn thÐp còng ®ãng gãp SO2 (xem h×nh 14.1). Kh¸c víi c¸c qu¸ tr×nh tù nhiªn, c¸c ho¹t ®éng con ng êi cã xu h íng tËp trung v o nh÷ng diÖn tÝch t ¬ng ®èi nhá, l m cho SOx ®¹t tíi gi¸ trÞ cao trªn c¸c vïng ®« thÞ v c«ng nghiÖp. SO2 l mét chÊt khÝ kh«ng m u nh ng tÝnh ¨n mßn cao, g©y viªm hÖ thèng h« hÊp cña ng êi. C¸c nång ®é cao liªn quan víi sè l îng c¸c bÖnh vÒ phæi v thËm chÝ nh÷ng nång ®é thÊp còng cã thÓ l m cho nh÷ng ng êi cã bÖnh hen bÞ khã thë nÆng khi tiÕp xóc. MÆc dï SO2 ® îc thõa nhËn réng r·i l nguyªn nh©n g©y nªn c¸c bÖnh h« hÊp, song c¸c nh khoa häc ch a kh¼ng ®Þnh ® îc nh÷ng nång ®é SO2 cao cã vai trß trùc tiÕp nh thÕ n o khi nhiÔm. Cã thÓ l sù xuÊt hiÖn c¸c bÖnh h« hÊp trong c¸c t×nh huèng nång ®é SO2 cao kh«ng ph¶i l trùc tiÕp do sù hiÖn diÖn cña chÊt khÝ n y, m l do c¸c hîp chÊt kh¸c th êng ®i kÌm theo víi nång ®é SO2 cao. SO3 cã thÓ trùc tiÕp ®i v o khÝ quyÓn nh mét chÊt « nhiÔm nguyªn sinh, nh ng phæ biÕn h¬n, nã ® îc h×nh th nh nh mét chÊt « nhiÔm thø sinh do nh÷ng ph¶n øng cã SO2 tham gia. SO3 tù nã kh«ng ph¶i l mét hîp th nh phÇn chÝnh cña « nhiÔm kh«ng khÝ. Tuy nhiªn, nã dÔ kÕt hîp víi c¸c giät n íc ®Ó h×nh th nh axit http://www.ebook.edu.vn 518
sunphuric (H2SO4). NÕu qu¸ tr×nh n y x¶y ra gÇn bÒ mÆt, nã t¹o th nh s ¬ng mï axit; nÕu chóng x¶y ra trong m©y, th× m a tõ c¸c ®¸m m©y n y l m a axit. Kh«ng cã g× ng¹c nhiªn, s ¬ng mï v m a axit ®Òu cã thÓ g©y t¸c h¹i lín ®èi víi m«i tr êng v cã thÓ l m yÕu c¸c c«ng tr×nh x©y dùng. S ¬ng mï axit cã thÓ ®Æc biÖt nguy hiÓm ®èi víi ng êi, v× nã rÊt dÔ x©m nhËp v o c¬ thÓ. C¸c tßa nh v t îng ® i l m tõ ®¸ v«i th êng rÊt dÔ bÞ tæn th ¬ng khi bÞ phong hãa bëi m a v s ¬ng mï axit (h×nh14.2). H×nh 14.2. L¾ng ®éng axit cã thÓ dÇn dÇn ¨n mßn bÒ mÆt c¸c t îng ® i v tßa nh Gi¸ng thñy axit ®¹t ®Õn bÒ mÆt dÇn dÇn tham gia v o hÖ thèng thñy v¨n. MÆc dï mét phÇn n íc r¬i trùc tiÕp xuèng c¸c hå v s«ng, song phÇn lín ®Õn c¸c hå v s«ng gi¸n tiÕp qua ®Êt hoÆc n íc ngÇm. Dï kh«ng trùc tiÕp gia nhËp v o n íc bÒ mÆt, tuy nhiªn, n íc gi÷ æn ®Þnh tÝnh axit v ch¶y bªn d íi bÒ mÆt v dÇn dÇn gia nhËp v o c¸c hå v s«ng. Theo thêi gian, hÖ thèng n íc bÒ mÆt trë nªn cã tÝnh axit cao ®Õn møc kh«ng cßn thÝch hîp cho sù sèng. ë møc xÊu nhÊt, qu¸ tr×nh axit hãa cã thÓ l m cho c¸c hå v s«ng ho n to n kh«ng cã chim, c¸. §¸ng tiÕc, vÊn ®Ò n y kh«ng hÒ l gi¶ ®Þnh v trõu t îng. T¹i miÒn ®«ng n íc Mü, gÇn 1200 hå v 4700 dßng suèi ®· bÞ axit ho¸ - t¹i mét sè n¬i tíi møc ®é kh«ng mét lo i c¸ n o sèng næi. T¹i tØnh Ontario cña Canada, 1200 hå hiÖn nay v¾ng sù sèng. NÕu nh÷ng con sè n y l m söng sèt ng êi ta, th× ®ã vÉn ch a l g× nÕu ®em so s¸nh víi 6500 hå còng bÞ ¶nh h ëng t ¬ng tù ë Nauy v Thuþ sü. Nh ®· thÊy trªn h×nh 14.3, m a axit l mét vÊn ®Ò ®èi víi miÒn ®«ng n íc Mü v Cana®a lín h¬n nhiÒu so víi miÒn t©y, chñ yÕu l do ë ®ã sö dông than v dÇu nhiÒu h¬n. Tû lÖ khæng lå SO2 cung cÊp cho m a axit b¾t nguån tõ mét sè l îng nguån t ¬ng ®èi nhá. Ng êi ta íc tÝnh r»ng 50 nguån ph¸t th¶i l u huúnh lín nhÊt l trong vïng (tÊt c¶ l nh÷ng nh m¸y ph¸t ®iÖn) ph¸t th¶i ra mét nöa l îng axit tÝch tô. ThËt thó vÞ, mét trong nh÷ng biÖn ph¸p ®· tiÕn h nh ®Ó c¶i thiÖn chÊt l îng kh«ng khÝ gÇn c¸c nh m¸y ph¸t th¶i l u huúnh v tr¹m ph¸t ®iÖn cã thÓ l m c¨ng th¼ng thªm vÊn ®Ò tÝch tô axit xa h¬n theo chiÒu giã. §Ó hç trî cho viÖc tiªu t¸n c¸c chÊt «xit l u huúnh tõ khu vùc s¶n xuÊt, nhiÒu nh m¸y v xÝ nghiÖp ®· x©y nh÷ng èng khãi lín ®Ó th¶i c¸c chÊt « nhiÔm thËt cao bªn trªn mùc mÆt ®Êt (h×nh 14.4). ý http://www.ebook.edu.vn 519
t ëng ®»ng sau c¸c èng khãi n y l b»ng c¸ch th¶i khãi ë cao bªn trªn bÒ mÆt, c¸c hîp chÊt l u huúnh sÏ bÞ mang ®i nh÷ng kho¶ng c¸ch kh¸ xa xu«i theo giã tr íc khi l¾ng xuèng mÆt ®Êt. MÆc dï nh÷ng èng khãi n y ®· th nh c«ng trong viÖc l m suy gi¶m nång ®é l u huúnh ë gÇn c¸c nguån th¶i, chóng cã mét hÖ qu¶ kh«ng dù ®Þnh l l m cho c¸c hîp chÊt l u huúnh bÞ mang ®i nh÷ng kho¶ng c¸ch xa h ng tr¨m km xu«i theo giã, ë ®ã chóng t¸i ph¶n øng ®Ó h×nh th nh kÕt l¾ng axit. Nh vËy, vÊn ®Ò axit trªn miÒn ®«ng n íc Mü v Cana®a do c¸c chÊt « nhiÔm ® îc vËn chuyÓn ®Õn, chø kh«ng ph¶i ph¸t sinh ë ®Þa ph ¬ng. §iÒu n y ®· dÉn ®Õn nhiÒu n¨m kiÖn tông gi÷a c¸c bang ë miÒn Trung T©y v §«ng B¾c v gi÷a Hoa Kú v Cana®a. H×nh 14.3. Gi¸ng thñy axit l mét vÊn ®Ò lín ë miÒn ®«ng cña B¾c Mü. Trªn b¶n ®å biÓu diÔn ®é pH trung b×nh cña gi¸ng thñy. Gi¸ trÞ pH thÊp thÓ hiÖn ®é axit cao h¬n. §Ó so s¸nh, ®é pH cña n íc m a b×nh th êng l 5,6. Khoai t©y cã pH gÇn b»ng 4,2 MÆc dï phÇn lín tÝch tô axit ë miÒn ®«ng cña B¾c Mü liªn quan tíi c¸c hîp chÊt cña l u huúnh, nh ng ®èi víi nh÷ng vïng kh¸c th× t×nh h×nh kh«ng ph¶i bao giê còng nh vËy. Mét v i tÝch tô axit, ®Æc biÖt t¹i miÒn t©y n íc Mü v Cana®a, liªn quan víi c¸c hîp chÊt tõ nit¬ v «xy. http://www.ebook.edu.vn 520
H×nh 14.4. Nh÷ng èng khãi trªn c¸c nh m¸y s¶n xuÊt v ph¸t ®iÖn ® îc thiÕt kÕ ®Ó x¶ ph¸t th¶i ra xa nguån. §¸ng tiÕc, c¸c chÊt « nhiÔm ® îc giã mang ®i xu«i giã h ng tr¨m km råi tÝch tô axit trÇm träng h¬n C¸c «xit nit¬ (NOx) C¸c «xit nit¬ l nh÷ng hîp chÊt gåm c¸c nguyªn tö nit¬ v «xy. Hai hîp chÊt quan träng nhÊt trong sè ®ã h×nh th nh mét d¹ng « nhiÔm kh«ng khÝ l «xit nitric (NO) v ®i«xit nit¬ (NO2). Cïng víi nhau, hai chÊt khÝ n y th êng ® îc gäi chung l NOx. NO l mét chÊt khÝ kh«ng ®éc, kh«ng m u v kh«ng mïi, h×nh th nh tù nhiªn tõ c¸c qu¸ tr×nh sinh häc trong ®Êt v n íc. MÆc dï h ng triÖu tÊn vËt liÖu x©m nhËp v o khÝ quyÓn mçi n¨m, chÊt n y cã ho¹t tÝnh cao v ph©n hñy rÊt nhanh. NO cßn ® îc h×nh th nh nh mét phô phÈm cña qu¸ tr×nh ®èi ch¸y ë nhiÖt ®é cao liªn quan tíi c¸c ®éng c¬ « t«, c«ng nghiÖp chÕ t¹o m¸y v s¶n xuÊt ®iÖn n¨ng. TÇm quan träng chñ yÕu cña NO vÒ ph ¬ng diÖn chÊt l îng kh«ng khÝ l nã bÞ «xy ho¸ ®Ó t¹o th nh NO2, mét hîp phÇn chÝnh cña khãi ë nhiÒu n¬i. NO2 l chÊt khÝ ®éc, nã l m cho kh«ng khÝ « nhiÔm chuyÓn tõ m u quen thuéc sang m u n©u ®á (h×nh 14.5) v cã mïi cay cay. Nã l mét th nh phÇn quan träng trong « nhiÔm kh«ng khÝ, trong ®ã nã l chÊt khÝ t ¬ng ®èi ®éc, ¨n mßn v tham gia v o c¸c qu¸ tr×nh chuyÓn ho¸, gãp phÇn t¹o ra tÝch tô axit v c¸c chÊt « nhiÔm thø sinh. Còng nh víi NO, NO2 ph©n hñy rÊt dÔ d ng v kÕt qu¶ l nång ®é NO2 ë c¸c vïng ®« thÞ cã xu h íng t¨ng v gi¶m tïy theo c¸c ®iÒu kiÖn giao th«ng b»ng xe h¬i. Ngo i ra, sù ph©n r· nhanh cña NO2 ng¨n c¶n kh«ng t¹o ra nång ®é cao ë c¸c vïng n«ng th«n bao quanh c¸c khu vùc nguån th¶i. Gièng nh c¸c hîp chÊt cña l u huúnh, c¸c «xit nit¬ cã thÓ g©y ra nh÷ng bÖnh phæi nghiªm träng. C¸c nghiªn cøu y khoa ®· cho biÕt r»ng NO2 rÊt dÔ v ît qua cuèng phæi v g©y viªm c¸c m« ë bªn trong phæi. Nh÷ng thö nghiÖm trong phßng thÝ nghiÖm chøng minh ®éng vËt bÞ tæn th ¬ng phæi nÆng v gi¶m ®Ò kh¸ng viªm nhiÔm khi tiÕp xóc víi møc nång ®é NO2 cao. http://www.ebook.edu.vn 521
H×nh 14.5. NO2 l m cho kh«ng khÝ « nhiÔm chuyÓn tõ m u v ng sang n©u ®á nh trong bøc ¶nh n y chôp t¹i Hång K«ng C¸c hîp chÊt h÷u c¬ bay h¬i (hy®rocacbon) C¸c hîp chÊt h÷u c¬ bay h¬i (VOC), cßn gäi l c¸c hy®rocacbon, l nh÷ng vËt liÖu cÊu t¹o tõ nguyªn tö cacbon v hy®r«. C¸c hîp chÊt n y, bao gåm mªtan, butan, propan v octan, xuÊt hiÖn c¶ d íi d¹ng khÝ v d¹ng h¹t. Trªn quy m« to n cÇu, phÇn lín VOC cã mÆt trong khÝ quyÓn th«ng qua c¸c qu¸ tr×nh tù nhiªn, gåm c¶ ph¸t th¶i v ph©n hñy cña thùc v ®éng vËt. T¹i n íc Mü, c¸c ho¹t ®éng c«ng nghiÖp t¹o ra tØ phÇn lín nhÊt c¸c hy®rocacbon nh©n t¹o, trong ®ã xe cé còng ®ãng gãp mét phÇn quan träng. Sù ph¸t th¶i liªn quan víi « t« sinh ra chñ yÕu do qu¸ tr×nh chÊt ®èt nhiªn liÖu kh«ng triÖt ®Ó v sù bèc h¬i cña dÇu löa (th êng x¶y ra khi n¹p c¸c b×nh khÝ). Ngay c¶ ë c¸c th nh phè cã nh÷ng nång ®é VOC cao, còng Ýt thÊy biÓu hiÖn c¸c ho¸ chÊt n y cã t¸c ®éng xÊu trùc tiÕp ®Õn søc khoÎ. MÆc dï vËy, chóng rÊt quan träng, v× d íi ¸nh s¸ng MÆt Trêi, chóng kÕt hîp víi c¸c «xit nit¬ v «xy ®Ó t¹o th nh s ¬ng mï quang hãa. S ¬ng mï quang hãa NÕu b¹n ®· tõng ®Õn Los Angeles v o mïa hÌ, ch¾c b¹n ®· nghe nãi ®Õn thuËt ng÷ s ¬ng mï quang ho¸ v c¶m biÕt nã nh thÕ n o. Cay sãt m¾t, nhøc ngùc v mét mïi ph¶ng phÊt nh ng khã chÞu kÌm theo mét bÇu khÝ quyÓn tÇm nh×n thÊp. S ¬ng mï quang ho¸ cÊu th nh tõ c¸c chÊt « nhiÔm thø sinh, gåm «z«n (O3), NO2, peroxyacyl nitrate (PAN), formai®ehyde v c¸c chÊt khÝ kh¸c xuÊt hiÖn víi nh÷ng l îng rÊt nhá. Nh tªn gäi ®· ¸m chØ, d¹ng s ¬ng mï n y h×nh th nh khi ¸nh s¸ng MÆt Trêi kÝch thÝch nhiÒu ph¶n øng v c¸c qu¸ tr×nh chuyÓn ho¸ cña c¸c chÊt khÝ v son khÝ. Kh¸c víi s ¬ng mï kiÓu London gÆp thÊy ë nhiÒu n¬i m khãi kÕt hîp víi kh«ng khÝ Èm ít (côm tõ “s ¬ng mï” thËt ra b¾t nguån tõ c¸c tõ khãi v s ¬ng), d¹ng s ¬ng mï Los Angeles n y th êng liªn quan víi kh«ng khÝ kh«. http://www.ebook.edu.vn 522
viÖc ®èt phÕ th¶i ngo i trêi, l¾p ®Æt c¸c bé läc trong èng khãi c«ng nghiÖp v mét sè 14-2 Tiªu ®iÓm m«i tr êng: biÖn ph¸p gi¶m th¶i kh¸c. Nãi chung, BiÖn ph¸p ng¨n chÆn « nhiÔm kh«ng khÝ luËt n y cïng víi c¸c hiÖu chØnh ®· dÉn tíi gi¶m ®¸ng kÓ møc « nhiÔm ë c¸c vïng Nh÷ng quy chÕ ® îc x©y dùng nh»m ®« thÞ, mÆc dï ph ¬ng tiÖn giao th«ng « c¶i thiÖn chÊt l îng kh«ng khÝ ®· cã ¶nh t« n¬i ®©y t¨ng m¹nh h ng n¨m. H×nh 1 h ëng ®¸ng kÓ tíi ®êi sèng con ng êi ë cho thÊy sù gi¶m thiÓu møc « nhiÔm. Mü v Cana®a. MÆc dï cho tíi nh÷ng n¨m 1950 ch a ra ®êi nh÷ng quy chÕ liªn bang vÒ « nhiÔm kh«ng khÝ ë Mü, mét sè th nh phè v bang ®· cã c¸c luËt ®iÒu chØnh sù ph¸t th¶i khãi tõ cuèi thÕ kû 19. Trong mét sè tr êng hîp, nh ë Pitts- burgh, kiÓm so¸t chÆt chÏ ®· b¾t ®Çu tõ nh÷ng n¨m 1940. S¸ng kiÕn c¬ b¶n ®Çu tiªn cña Mü l m s¹ch kh«ng khÝ quèc gia l ®¹o luËt kh«ng khÝ s¹ch n¨m 1963, cïng víi nh÷ng vÊn ®Ò kh¸c, nã më réng vai trß cña chÝnh phñ liªn bang trong viÖc kiÓm so¸t « nhiÔm kh«ng khÝ gi÷a c¸c bang v giao quyÒn t¨ng c êng ph¸t triÓn nghiªn cøu v ph¸t kiÕn kü thuËt. Nh÷ng më réng quyÒn h¹n cña chÝnh phñ sau ®ã ® îc bæ sung v o ®¹o luËt kh«ng khÝ s¹ch b»ng c¸ch th«ng qua nhiÒu ®iÒu chØnh v o c¸c n¨m 1970, 1977 v 1990. H×nh 1. Xu thÕ gi¶m møc « nhiÔm ë Mü so víi møc n¨m 1977 §¹o luËt kh«ng khÝ s¹ch gèc v c¸c MÆc dï luËt gèc v c¸c hiÖu chØnh hiÖu chØnh cho tíi n¨m 1977 ®· x¸c lËp g©y Ên t îng m¹nh vÒ quy m« v hiÖu c¸c tiªu chuÈn « nhiÔm kh«ng khÝ v qu¶, nhiÒu vïng ®« thÞ vÉn kh«ng thÓ ®¹t th nh lËp c¸c c¬ quan chÝnh phñ ®Ó ®¶m chuÈn « nhiÔm cho ®Õn n¨m 1990. Nh»m b¶o tu©n thñ nh÷ng tiªu chuÈn ®ã. C¸c ®èi phã, Quèc héi Mü ®· th«ng qua mét nång ®é lín nhÊt ® îc x¸c lËp cho PM10, lo¹t ®iÒu chØnh quyÕt liÖt nhÊt cho ®¹o SO2, CO, NO, O3 v ch× (tr íc ®©y l phô luËt – ®iÒu chØnh n¨m 1990. §iÒu chØnh gia cña x¨ng, nay cÊm dïng theo ®iÒu n¨m 1990 gåm 11 tËp c¸c ®iÒu kho¶n, ®· luËt liªn bang). C¸c bang riªng biÖt còng x¸c ®Þnh lÞch tr×nh cô thÓ c¸c th nh phè ® îc yªu cÇu th nh lËp nh÷ng c¬ quan ®Ó ph¶i ®¹t chuÈn vÒ O3, PM10 v CO, uû thùc thi c¸c chuÈn mùc, cßn nh÷ng vïng nhiÖm c¸c biÖn ph¸p ®iÒu chØnh cho c¸c chÊt l îng kh«ng khÝ d íi tiªu chuÈn vïng kh«ng chÊp h nh, x¸c ®Þnh c¸c ® îc x¸c ®Þnh l c¸c vïng kh«ng ®¹t chuÈn ph¸t th¶i míi ®èi víi xe v nguån chuÈn v yªu cÇu thùc hiÖn h nh ®éng ph¸t th¶i tÜnh v x©y dùng c¸c ®iÒu thÝch hîp. kho¶n míi ®Ó gi¶m thiÓu tÝch lòy axit. §¹o luËt n y v c¸c ®iÒu chØnh cßn H×nh 2 thÓ hiÖn c¸c khu vùc ch a ®¹t yªu cÇu c¸c nh m¸y « t« l¾p ®Æt c¸c chuÈn «z«n tíi th¸ng 10 n¨m 2002. thiÕt bÞ gi¶m ph¸t th¶i, nh bé phËn C¸c nghiªn cøu míi ®©y cho thÊy chuyÓn ®æi xóc t¸c, cã thÓ gi¶m ph¸t th¶i r»ng nh÷ng chuÈn chÊp nhËn ®èi víi c¸c cña mçi xe kho¶ng 95% tõ nh÷ng n¨m chÊt « nhiÔm kh¸c nhau kh«ng ph¶i lu«n 1960. LuËt n y cßn x¸c ®Þnh thêi biÓu cho http://www.ebook.edu.vn 523
H×nh 2. B¶n ®å c¸c khu vùc kh«ng ®¹t chuÈn O3 cho phÐp v o th¸ng 10 n¨m 2002 c¸c tiªu chuÈn míi n y kh«ng ph¶i kh«ng c¨n cø v o nh÷ng môc tiªu thÝch hîp. VÝ bÞ ph¶n ®èi. Th¸ng 5 n¨m 1999, To n ¸n dô, c¸c nh khoa häc b©y giê ®· biÕt r»ng Tè tông quËn Columbia ®· b¸c bá EPA, tiÕp xóc víi O3 trong 1 giê kh«ng ¶nh c¬ quan n y vÒ phÇn m×nh l¹i kh¸ng ¸n h ëng g× lín tíi søc kháe con ng êi so víi t¹i Tßa ¸n Tèi cao Mü. Th¸ng 2 n¨m 2001 tiÕp xóc l©u h¬n t¹i møc thÊp h¬n. V× Tßa ¸n Tèi cao ®· phñ quyÕt ¸n cña tßa vËy, th¸ng 7 n¨m 1997 EPA ®· th«ng qua cÊp d íi v kh¼ng ®Þnh EPA kh«ng v ît møc thêi gian cña mét tiªu chuÈn míi, thÈm quyÒn ® a ra nh÷ng h íng dÉn míi trong ®ã tháa thuËn sÏ c¨n cø v o nång n y. Tuy nhiªn, tßa còng tuyªn bè mét sè ®é 8 giê lín h¬n 0,08 ppm, thay cho chi tiÕt trong c¸c ®iÒu kho¶n ph¶i ® îc chuÈn hiÖn h nh 1 giê b»ng 0,12 ppm. xÐt l¹i bëi tßa ¸n cÊp d íi. Th¸ng 3 n¨m EPA cho r»ng viÖc ban h nh nh÷ng 2002, vÊn ®Ò ® îc ho n tÊt khi tßa phóc chuÈn míi h ng n¨m sÏ gi¶m ® îc 15000 thÈm nghÞ ¸n bªnh vùc EPA v kh¼ng ca tö n¹n tr íc thêi h¹n, 350000 ca hen ®Þnh chÊp nhËn ®iÒu luËt n y. suyÔn nÆng thªm v 1 triÖu tr êng hîp suy chøc n¨ng phæi ë trÎ em. Tuy nhiªn, ¤z«n ®· ® îc Tæ chøc B¶o vÖ M«i tr êng x¸c ®Þnh l t¸c nh©n quan träng nhÊt cña s ¬ng mï quang ho¸. Nã cã thÓ g©y nªn tæn th ¬ng c¬ thÓ v m«i tr êng ngay c¶ khi nång ®é thÊp ng¹c nhiªn, thÊp ®Õn nçi m Tæ chøc B¶o vÖ M«i tr êng ®· x¸c ®Þnh mét nång ®é chØ b»ng 0,12 ppm trung b×nh trong chu kú 1 giê l m mång ®é cho phÐp cùc ®¹i kh«ng v ît qu¸ c¸c tiªu chuÈn liªn bang. TiÕp xóc víi «z«n g©y viªm c¸c m¹ch dÉn khÝ, cã thÓ gi¶m dung tÝch phæi 20%. Tæ chøc B¶o vÖ M«i tr êng íc l îng r»ng cã thÓ 20% cña to n bé bÖnh nh©n liªn http://www.ebook.edu.vn 524
quan ®Õn h« hÊp ë ®«ng b¾c n íc Mü trong thêi gian mïa hÌ l do tiÕp xóc víi «z«n. MÆc dï triÖu chøng cÊp tÝnh th êng l¾ng xuèng rÊt nhanh ngay sau khi nång ®é «z«n gi¶m, nghiªn cøu ®· cho thÊy r»ng tiÕp xóc l©u víi «z«n cã thÓ g©y tæn th ¬ng m·n tÝnh cho m« phæi v l m suy yÕu kh¶ n¨ng c¬ thÓ ®Ò kh¸ng c¸c chøng viªm phÕ qu¶n, viªm phæi v c¸c bÖnh kh¸c. TÊt nhiªn, «z«n g©y ra c¸c vÊn ®Ò thËm chÝ nghiªm träng h¬n víi ng êi m¾c bÖnh hen suyÔn v c¸c bªnh phæi tiÒn sö kh¸c. §èi víi nh÷ng ng êi n y, «z«n l m co hÑp c¸c m¹ch khÝ ®Õn møc trë nªn gÇn nh kh«ng thÓ thë ® îc, v chÊt khÝ n y cã thÓ gãp phÇn ®¸ng kÓ cho con sè 5000 tai häa do bét ph¸t hen suyÔn cÊp tÝnh mçi n¨m ë n íc Mü. Kh«ng chØ con ng êi trùc tiÕp bÞ tæn th ¬ng bëi «z«n, c¸c møc «z«n cao cßn dÉn tíi suy tho¸i m«i tr êng trÇm träng. Tæn thÊt ®èi víi s¶n l îng n«ng nghiÖp do s ¬ng mï quang ho¸ (chñ yÕu do O3) ®· ® îc nhËn biÕt víi nh÷ng c¸nh ®ång nho ë miÒn nam California v o cuèi nh÷ng n¨m 1950. Tõ thêi gian ®ã, thiÖt h¹i vÒ c©y trång do c¸c chÊt «xy ho¸ (v ë mét møc ®é Ýt h¬n, do PAN) ®· lan réng kh¾p B¾c Mü, trong ®ã c¸c lo¹i c©y l¸ nhän (conifers) rÊt dÔ bÞ tæn th ¬ng. KiÓm so¸t « nhiÔm kh«ng khÝ khÝ quyÓn Nh chóng ta ®· biÕt, mét tØ phÇn lín c¸c ho¸ chÊt m chóng ta coi l chÊt « nhiÔm xuÊt hiÖn tù nhiªn trong m«i tr êng. Tuy nhiªn, sù ph¸t th¶i n y kh«ng t¹o ra nh÷ng nång ®é cao, v× sù ph¸t sinh c¸c chÊt n y v o khÝ quyÓn diÔn ra trªn mét diÖn tÝch lín nªn chóng bÞ tiÕt gi¶m ngay lËp tøc. MÆt kh¸c, ph¸t th¶i ®« thÞ tËp trung trªn nh÷ng diÖn tÝch nhá h¬n nhiÒu v do ®ã cã thÓ dÉn ®Õn nh÷ng t×nh huèng « nhiÔm m¹nh. C¸c ®iÒu kiÖn khÝ quyÓn cã vai trß chÝnh quyÕt ®Þnh nång ®é « nhiÔm theo mét sè c¬ chÕ. §é æn ®Þnh khÝ quyÓn v ®iÒu kiÖn giã quyÕt ®Þnh qu¸ tr×nh ph©n t¸n chÊt « nhiÔm theo ph ¬ng ngang v ph ¬ng th¼ng ®øng, cßn ®iÒu kiÖn m©y cã thÓ ¶nh h ëng tíi tèc ®é cña c¸c ph¶n øng quang ho¸. Ngo i ra, ®iÒu kiÖn l¹nh hoÆc nãng bÊt th êng quyÕt ®Þnh viÖc sö dông gia t¨ng c¸c nguån ph¸t nhiÖt v ®iÒu ho kh«ng khÝ, cã thÓ l m t¨ng ph¸t th¶i. ¶nh h ëng cña giã tíi vËn chuyÓn ph ¬ng ngang Giã m¹nh lam t¨ng sù tiªu t¸n c¸c chÊt « nhiÔm theo hai c¸ch. Thø nhÊt, nã nhanh chãng mang c¸c ph¸t th¶i ra khái nguån v ph¸t t¸n chóng trªn mét kho¶ng réng. H×nh 14.6 minh häa nång ®é « nhiÔm tû lÖ nghÞch víi tèc ®é giã nh thÕ n o (®Ó dÔ theo dâi, h×nh vÏ n y ®· thÓ hiÖn nh÷ng côm khãi ph¸t ra tõ mét nguån cè ®Þnh trong tõng gi©y, tuy thùc tÕ c¸c chÊt « nhiÔm ® îc sinh ra liªn tôc). Trong (a), giã thæi víi tèc ®é 5 m/s, nªn mçi côm khãi ®i ® îc 5 m tr íc khi côm khãi tiÕp theo ph¸t ra. Trong (b), giã m¹nh gÊp 2 lÇn so víi (a) v kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c côm khãi liªn tiÕp còng gÊp ®«i. VËy, tèc ®é giã lín h¬n trªn h×nh (b) l m cho cïng mét l îng « nhiÔm bÞ lo·ng ra trong mét thÓ tÝch kh«ng khÝ lín gÊp ®«i. Tèc ®é giã lín h¬n cßn l m thÊp h¬n nång ®é « nhiÔm mét c¸ch gi¸n tiÕp. H·y nhí l¹i tõ ch ¬ng 3, kh«ng khÝ kh«ng thæi ®ång ®Òu trªn mét h íng cho tr íc. http://www.ebook.edu.vn 525
Ng îc l¹i, nã gåm nh÷ng chuyÓn ®éng xo¸y nhá, gäi l nh÷ng cuén xo¸y, chóng hßa trén kh«ng khÝ theo ph ¬ng th¼ng ®øng. ViÖc n y l m cho ®èi l u t¨ng lªn theo tèc ®é giã v kÕt qu¶ l giã m¹nh thuËn lîi cho sù ph¸t t¸n th¼ng ®øng. Nh÷ng biÕn thiªn h¹n ng¾n cña h íng giã còng ¶nh h ëng tíi sù ph¸t t¸n. NÕu h íng giã chØ thay ®æi ®Òu theo thêi gian, chÊt « nhiÔm sÏ tËp trung trong ph¹m vi mét diÖn tÝch t ¬ng ®èi hÑp tõ nguån xu«i theo chiÒu giã. NÕu h íng giã biÕn thiªn m¹nh, c¸c chÊt « nhiÔm sÏ lan réng ra mét diÖn tÝch lín h¬n. NhiÒu ng êi h¬n sÏ bÞ t¸c ®éng cña c¸c chÊt « nhiÔm, nh ng nång ®é sÏ thÊp h¬n so víi tr êng hîp chÕ ®é æn ®Þnh h¬n. H×nh 14.6. ¶nh h ëng cña tèc ®é giã tíi ph¸t t¸n « nhiÔm. Trong (a), giã 5 m/s di chuyÓn c¸c côm khãi theo giã chËm, mçi côm liªn tiÕp chØ c¸ch nhau 5 m. Trong (b), giã 10 m/s l m cho kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c côm gÊp ®«i v v× vËy nång ®é khãi chØ b»ng mét nöa ¶nh h ëng cña ®é æn ®Þnh khÝ quyÓn §é æn ®Þnh cña kh«ng khÝ (ch ¬ng 6) ¶nh h ëng tíi chuyÓn ®éng th¨ng v qu¸ tr×nh h×nh th nh m©y, ®ång thêi nã cßn ¶nh h ëng tíi chuyÓn ®éng th¼ng ®øng cña c¸c chÊt « nhiÔm. H·y nhí l¹i r»ng khi nhiÖt ®é kh«ng khÝ gi¶m chËm theo ®é cao (hoÆc khi t¨ng theo ®é cao), kh«ng khÝ coi l æn ®Þnh. Kh«ng khÝ æn ®Þnh c¶n trë sù di chuyÓn th¼ng ®øng v l m cho nång ®é « nhiÔm cao h¬n gÇn bÒ mÆt. Ng îc l¹i, kh«ng khÝ bÊt æn ®Þnh kÝch thÝch sù x¸o trén theo ph ¬ng th¼ng ®øng v mäi vËt liÖu gÇn bÒ mÆt rÊt dÔ di chuyÓn lªn trªn. §iÒu ®ã l m gi¶m nång ®é « nhiÔm gÇn bÒ mÆt. NghÞch nhiÖt, mét t×nh huèng trong ®ã nhiÖt ®é kh«ng khÝ t¨ng theo ®é cao, l m cho kh«ng khÝ rÊt æn ®Þnh v h¹n chÕ tèi ®a x¸o trén th¼ng ®øng (h×nh 14.7). NghÞch nhiÖt bøc x¹ (®· m« t¶ ë ch ¬ng 6) xuÊt hiÖn t¹i bÒ mÆt ®Ó thÝch øng víi sù l¹nh ®i cña líp khÝ quyÓn bªn d íi. Nh÷ng nghÞch nhiÖt n y th êng biÕn mÊt v o cuèi buæi s¸ng sau khi MÆt trêi s ëi nãng bÒ mÆt v líp khÝ quyÓn bªn d íi. KÕt qu¶ l chóng cã xu h íng t¸c ®éng m¹nh tíi nång ®é « nhiÔm v o s¸ng sím. C¸c nghÞch nhiÖt n y l quan träng nhÊt ë c¸c vïng cã s ¬ng mï kiÓu London. C¸c nghÞch nhiÖt gi¸ng th êng quan träng ë nh÷ng n¬i hay cã s ¬ng mï quang hãa. Ch©n cña cña mét nghÞch nhiÖt gi¸ng ®¸nh dÊu ®é cao cùc ®¹i m d íi mùc ®ã kh«ng khÝ cã thÓ x¸o trén dÔ d ng. Mét nghÞch nhiÖt cã ch©n t¹i 1000 m bªn trªn bÒ http://www.ebook.edu.vn 526
mÆt sÏ dÉn ®Õn mét ®é d y x¸o trén 1000 m, l m t¨ng gÊp ®«i nång ®é « nhiÔm lÏ ra ph¶i thÊy nÕu ®é d y x¸o trén l 2000 m. HÖ thèng ¸p cao tùa vÜnh cöu Hawai l nguyªn nh©n g©y nªn nh÷ng mïa hÌ chñ yÕu l kh« ë Nam California, ®ång thêi chuyÓn ®éng gi¸ng tõ chÝnh hÖ thèng n y cßn cã mét vai trß quan träng ®èi víi chÊt l îng kh«ng khÝ xÊu cña vïng. V× kh«ng khÝ xoay theo chiÒu kim ®ång hå xung quanh r×a phÝa t©y cña cao ¸p, nªn kh«ng khÝ ë trong tÇng trung cña ®èi l u quyÓn h¹ xuèng v t¹o nªn mét nghÞch nhiÖt. Trong thêi gian mïa hÌ, ch©n cña nghÞch nhiÖt bªn trªn Los Angeles th êng xuÊt hiÖn ë kho¶ng 700 m trªn mùc n íc biÓn, nh ng ch©n cña nghÞch nhiÖt còng cã thÓ xuÊt hiÖn t¹i nh÷ng mùc thÊp h¬n v dÉn tíi nh÷ng sù kiÖn s ¬ng mï ®Æc biÖt tÖ h¹i. H×nh 14.7. Ch©n cña mét nghÞch nhiÖt ® îc nhËn thÊy rÊt râ bªn trªn líp s ¬ng mï ë Los Angeles C¸c ®¶o nhiÖt ë ®« thÞ Kh«ng ph¶i tÊt c¶ c¸c t¸c ®éng con ng êi tíi khÝ quyÓn ®Òu mang tÝnh râ nÐt nh sù « nhiÔm khÝ quyÓn. HiÖn t îng quen thuéc ®¶o nhiÖt ®« thÞ l mét tr êng hîp tuyÖt vêi vÒ ph ¬ng diÖn n y. §· tõng nhiÒu thÕ kû ng êi ta ®· biÕt r»ng nh÷ng vïng ®« thÞ hãa th êng cã nh÷ng nhiÖt ®é cao h¬n so víi c¸c vïng n«ng th«n kÕ cËn. Nh÷ng chªnh lÖch n y cã thÓ rÊt râ rÖt, c¸c nhiÖt ®é trong c¸c khu néi ®« ®«i khi lín h¬n c¸c nhiÖt ®é ë c¸c vïng n«ng th«n tíi 12 oC. MÆc dï b¶n chÊt cña ®¶o nhiÖt ®« thÞ kh¸c nhau tõ th nh phè n y ®Õn th nh phè kh¸c, nh×n chung c¸c chªnh lÖch nhiÖt ®é ®« thÞ - n«ng th«n lín nhÊt v o buæi chiÒu v ®ªm v trong c¸c th¸ng mïa ®«ng. C¸c ®¶o nhiÖt ®« thÞ xuÊt hiÖn do biÕn ®æi c©n b»ng n¨ng l îng (ch ¬ng 3), x¶y ra khi c¸c bÒ mÆt tù nhiªn ® îc phñ mÆt v x©y l¸t, v khi c¸c ho¹t ®éng con ng êi th¶i nhiÖt v o m«i tr êng ®Þa ph ¬ng. MÆc dï ng êi ta ch a thÓ kh¸i qu¸t ® îc tÇm quan träng t ¬ng ®èi cña c¸c qu¸ tr×nh ®ã ®èi víi tõng th nh phè, nh ng tÊt c¶ c¸c qu¸ tr×nh ch¾c ch¾n cã vai trß n o ®ã g©y nªn hiÖn t îng. Cã mét sè nh©n tè ¶nh h ëng tíi ®é lín cña hiÖu øng ®¶o nhiÖt. Mét sè nh©n tè liªn quan tíi ®iÒu kiÖn ®Þa ph ¬ng, mét sè kh¸c - liªn quan tíi nh÷ng ho¹t ®éng diÔn ra trong ®Þa ph ¬ng. Nh ng quan träng nhÊt l kÝch th íc v mËt ®é d©n c http://www.ebook.edu.vn 527
cña ®« thÞ, c¸c th nh phè lín, mËt ®é d©n c cao th× cã hiÖu øng ®¶o nhiÖt lín nhÊt. H×nh 14.8 minh häa quan hÖ gd©n sè cña c¸c th nh phè B¾c Mü v chªnh lÖch nhiÖt ®é ®« thÞ - n«ng th«n cùc ®¹i (trôc ho nh biÓu diÔn theo thang logarit). H×nh 14.8. C¸c ®¶o nhiÖt kh¸c nhau theo d©n sè cña th nh phè. Trôc tung thÓ hiÖn hiÖu nhiÖt ®é gi÷a trung t©m th nh phè v c¸c vïng xung quanh, trôc ho nh thÓ hiÖn d©n sè cña th nh phè. Trôc ho nh (d©n sè) thÓ hiÖn theo thang logarit C êng ®é cña mét ®¶o nhiÖt ®« thÞ biÕn thiªn kh«ng gian trªn mét ®« thÞ, nh÷ng nhiÖt ®é cao nhÊt th êng thÊy ë phÇn trung t©m th nh phè. H×nh 14.9 minh häa hiÖu øng n y b»ng c¸ch biÓu diÔn nhiÖt ®é cña Vancouver, British Columbia v o mét chiÒu th¸ng b¶y. Khu trung t©m n»m ë phÝa ®«ng nam cña b¸n ®¶o nh« ra vÞnh British. Ngay vÒ phÝa t©y b¾c cña khu trung t©m (ë phÝa t©y b¾c cña b¸n ®¶o) l c«ng viªn Stanley, mét khu c©y xanh, Ýt nh cao tÇng. §óng nh mong ®îi, nhiÖt ®é lín nhÊt ë khu trung t©m th nh phè v gi¶m m¹nh ®Õn vïng th a d©n c . NhiÖt ®é trªn b¸n ®¶o gi¶m nhanh gi÷a khu trung t©m th nh phè v t©m cña c«ng viªn, hiÖu b»ng kho¶ng 9oC trªn mét kho¶ng c¸ch chØ 1,5 km. Tèc ®é giã còng cã mét vai trß quan träng. Trong ®iÒu kiÖn giã m¹nh, kh«ng khÝ l¹nh h¬n tõ quª vïng ven ®« thay thÕ kh«ng khÝ ®« thÞ Êm h¬n v do ®ã l m gi¶m c êng ®é cña ®¶o nhiÖt ®« thÞ. C¸c hiÖu øng bøc x¹ C¸c h¹t khÝ quyÓn ë ®« thÞ còng cã thÓ ¶nh h ëng tíi c êng ®é cña ®¶o nhiÖt ®« thÞ th«ng qua hiÖu øng cña chóng lªn c©n b»ng bøc x¹. Nång ®é h¹t cao liªn quan víi ho¹t ®éng ®« thÞ cã thÓ hÊp thô v t¶n m¸t bøc x¹ ®Õn cña MÆt Trêi v l m t¨ng l îng hÊp thô v t¸i ph¸t x¹ n¨ng l îng sãng d i v o khÝ quyÓn. MÆc dï rÊt khã kh¸i qu¸t cho tÊt c¶ c¸c th nh phè, song cã thÓ ch¾c ch¾n r»ng c¸c h¹t cã xu h íng l m gi¶m l îng bøc x¹ MÆt Trêi tíi bÒ mÆt th nh phè, nh ng sù t¨ng vÒ bøc x¹ sãng d i thuÇn ch¾c ch¾n bï trõ cho l îng gi¶m n¨ng l îng bøc x¹ hÊp thô tõ MÆt Trêi. VËy, hiÖu øng trùc tiÕp cña c¸c h¹t ®èi víi nhiÖt ®é ®« thÞ cã lÏ kh«ng ®¸ng kÓ. C¸c h¹t cßn ¶nh h ëng tíi c©n b»ng bøc x¹ mét c¸ch gi¸n tiÕp. H·y nhí l¹i r»ng c¸c giät n íc trong khÝ quyÓn h×nh th nh trªn c¸c nh©n ng ng tô. Sù gia t¨ng http://www.ebook.edu.vn 528
h¹t do ho¹t ®éng con ng êi cã thÓ l m t¨ng th¶m m©y, nh tr êng hîp ë London, n íc Anh, n¬i cã thêi gian nhËn ® îc ¸nh s¸ng MÆt Trêi 270 giê mçi n¨m, Ýt h¬n so víi vïng ngo¹i vi. C¸c h¹t, nh ®· ® îc biÕt tõ l©u, cßn l m t¨ng l îng gi¸ng thñy cña th nh phè trªn h íng xu«i theo giã. RÊt thó vÞ l c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu cßn cho biÕt r»ng l îng gi¸ng thñy cã thÓ gi¶m theo chiÒu giã tõ c¸c trung t©m c«ng nghiÖp chÝnh, cã lÏ bëi v× do n íc trong m©y bÞ ph©n t¸n cho nhiÒu nh©n ng ng tô, l m gi¶m c¬ héi lín lªn th nh kÝch th íc h¹t m a. H×nh 14.9. (a) NhiÖt ®é ë th nh phè Vancouver, British Columbia, lóc 9 giê ®ªm ng y 4/7/1972. Chó ý gra®ien nhiÖt ®é lín gi÷a khu trung t©m v c«ng viªn Standley. (b) ¶nh chôp khu trung t©m th nh phè Vancouver víi c«ng viªn Standley ë viÔn c¶nh http://www.ebook.edu.vn 529
Mét hiÖu øng cßn quan träng h¬n l hiÖu øng nång ®é h¹t t¨ng, ®ã l ¶nh h ëng cña c¸c tßa nh tíi c©n b»ng bøc x¹. Ta xÐt nh÷ng t¸c ®éng m c¸c tßa nh cã t êng th¼ng ®øng cã thÓ cã ®èi víi qu¸ tr×nh nhËn bøc x¹ MÆt Trêi. Khi MÆt Trêi ë vÞ trÝ thÊp trong bÇu trêi – gÇn b×nh minh v ho ng h«n, v trong phÇn lín c¸c ng y mïa ®«ng t¹i c¸c vÜ ®é cao - ¸nh s¸ng trùc tiÕp lÏ ra cã thÓ tíi bÒ mÆt n»m ngang th× gÆp c¸c bøc t êng th¼ng ®øng cña c¸c to nh . §iÒu n y l m cho gãc tíi trë nªn gÇn b»ng gãc vu«ng v l m t¨ng sù s ëi nãng bÒ mÆt, dÉn ®Õn mét nhiÖt ®é cao h¬n. H×nh 14.10. HiÖu øng c¸c tßa nh tíi l îng nhËn bøc x¹ MÆt Trêi. Khi bøc x¹ tíi tõ MÆt Trêi gÆp mét tßa nh , mét phÇn bÞ t¶n m¸t lªn tÊt c¶ c¸c h íng v mét phÇn bÞ hÊp thô. T¸n x¹ l¹i cã thÓ gÆp mét tßa nh kÕ cËn, ë ®ã tiÕp tôc bÞ hÊp thô. §iÒu n y l m gi¶m albe®o cña ®« thÞ Sù hiÖn diÖn c¸c to nh cßn ¶nh h ëng tíi tèc ®é s ëi nãng th«ng qua sù thay ®æi albe®o cña bÒ mÆt. DÜ nhiªn, nh÷ng to nh cã m u s¾c tèi h¬n hÊp thu nhiÒu ¸nh s¸ng h¬n so víi c¸c to nh m u s¸ng h¬n, v , nãi chung, c¸c bÒ mÆt ®« thÞ (® êng phè ® îc phñ nhùa ® êng, vËt liÖu m¸i nh ) cã albe®o thÊp h¬n so víi c¸c bÒ mÆt tù nhiªn m chóng thay chç. Sù hiÖn diÖn cña c¸c to nh cßn ¶nh h ëng tíi l îng bøc x¹ hÊp thô do chóng g©y ra sù ph¶n x¹ nhiÒu lÇn, nh ®· thÊy trªn h×nh 14.10. Khi ¸nh s¸ng ®i xuyªn v o c¶nh quan ®« thÞ v gÆp c¹nh cña mét to nh , mét phÇn n¨ng l îng ® îc hÊp thô v mét phÇn ® îc t¶n m¸t ng îc l¹i th nh t¸n x¹. Mét phÇn t¸n x¹ gÆp mét tßa kÕ bªn, ë ®©y mét lÇn n÷a l¹i nhËn ® îc mét phÇn hÊp thô. Qu¸ tr×nh n y lÆp ®i lÆp l¹i, mçi lÇn gÆp t êng kÕ tiÕp x¶y ra ph¶n x¹ th× Ýt nhÊt cã mét phÇn ® îc hÊp thô. §iÒu n y l m t¨ng hÊp thô tæng céng v albe®o cña vïng ®« thÞ thùc tÕ thÊp h¬n albe®o cña c¸c bÒ mÆt riªng lÎ. Sù hiÖn diÖn cña c¸c tßa nh cao cßn ¶nh h ëng tíi qu¸ tr×nh vËn chuyÓn bøc x¹ sãng d i theo mét c¸ch t¹o thuËn lîi cho c¸c nhiÖt ®é ban ®ªm cao h¬n. VÒ c¬ b¶n, qu¸ tr×nh n y rÊt gièng víi sù ph¶n x¹ nhiÒu lÇn cña bøc x¹ võa xÐt ë trªn. Bøc x¹ sãng d i ph¸t ra tõ mét bÒ vïng n«ng th«n, tho¸ng ®i lªn trªn kh«ng bÞ c¶n bëi c¸c to nh . Ng îc l¹i, c¸c vïng ®« thÞ l m gi¶m l îng bøc x¹ sãng d i tù do tho¸t v o kho¶ng kh«ng bëi v× c¸c bøc t êng hÊp thô mét phÇn cña bøc x¹ ph¸t ra. ThÊt tho¸t bøc x¹ sãng d i gi¶m l m chËm tèc ®é l¹nh ®i ban ®ªm v l m t¨ng nhiÖt ®é tèi thÊp cña mét ng y. http://www.ebook.edu.vn 530
to n quèc vÒ sè ng y cã nång ®é «z«n v ît c¸c chuÈn Liªn bang – danh dù n y thuéc 14-3 Tiªu ®iÓm m«i tr êng: vÒ Houston, Texas. S ¬ng mï ë Nam California Trong thêi gian mïa hÌ, c¸c nång ®é ng y cña s ¬ng mï quang hãa biÕn ®æi Los Angeles tõ l©u ®· mang tiÕng vÒ ®Òu ®Æn theo thêi gian trong ng y. Tr íc chÊt l îng kh«ng khÝ cùc kÐm - v ho n giê cao ®iÓm buæi s¸ng, c¸c chÊt « nhiÔm to n cã lý do. Trong sè tÊt c¶ c¸c th nh nguyªn sinh v thø sinh d tõ h«m tr íc phè ë Mü, Los Angeles l th nh phè duy gi÷ møc nÒn vÒ « nhiÔm kh«ng khÝ. Khi nhÊt ® îc Tæ chøc B¶o vÖ M«i tr êng xÕp giao th«ng t¨ng lªn trong buæi s¸ng, ph¸t lo¹i “vïng cùc ®oan” vÒ kh«ng ®¹t c¸c th¶i t¨ng lªn ®¸ng kÓ. Giã s¸ng sím chuÈn «z«n. Mét lo¹t nh©n tè cïng t¸c th êng yÕu, c¸c chÊt « nhiÔm Ýt di ®éng ®Ó l m cho chÊt l îng kh«ng khÝ ®ñ chuyÓn. §ång thêi, ®é cao MÆt Trêi thÊp xÊu ®Ó ghi nhËn th nh tÝch bÊt h¶o n y. cïng sù hiÖn diÖn phæ biÕn cña s ¬ng mï Nh ®· thÊy trªn h×nh 1, Los Angeles s¸ng sím v m©y tÇng thÊp k×m h·m n»m ë mét phÇn thung lòng bao quanh ho¹t ®éng quang hãa. T×nh h×nh biÕn ®æi bëi c¸c d·y nói ë phÝa b¾c ®«ng ng¨n c¶n b×nh th êng ®Õn cuèi buæi s¸ng. Giã biÓn chuyÓn ®éng tù do cña c¸c chÊt « nhiÔm th êng ph¸t triÓn däc theo bê v di bëi giã biÓn, cßn khi nghÞch nhiÖt gi¸ng chuyÓn c¸c chÊt « nhiÔm v o s©u trong trong c¸c th¸ng nãng h¹n chÕ sù ph¸t t¸n ®Êt liÒn, cßn bÇu trêi trong v ®é cao MÆt th¼ng ®øng. Thªm n÷a, ®iÒu kiÖn quang Trêi t¨ng lªn l m t¨ng nh÷ng ph¶n øng m©y ®iÓn h×nh ë thêi gian gi÷a tr a kÝch quang hãa. thÝch c¸c ph¶n øng quang hãa. V cuèi Khi giã biÓn ph¸t triÓn, mét ® êng cïng, n¬i ®©y ho¹t ®éng ® îc a chuéng ranh giíi, gäi l front giã biÓn, chia t¸ch nhÊt liªn quan tíi « t«, ®ãng gãp rÊt tÝch kh«ng khÝ biÓn t ¬ng ®èi s¹ch víi kh«ng cùc cho con sè íc tÝnh 2 triÖu kg (2200 khÝ kh« h¬n, « nhiÔm h¬n ë phÝa tr íc. tÊn) hy®rocacbon v 1 triÖu kg (1200 tÊn) Khi front giã biÓn di chuyÓn s©u v o ®Êt NOx ph¸t th¶i mçi ng y v o bÇu kh«ng liÒn, nã ®Èy c¸c chÊt ph¸t th¶i vÒ phÝa khÝ bèn bang ven bê phÝa nam. ®«ng hoÆc ®«ng b¾c. §iÒu n y th êng t¹o RÊt may, mét sè quy chÕ míi ®· c¶i ra mét gra®ien nång ®é «z«n lín gÇn thiÖn ® îc t×nh h×nh. VÝ dô, ®Çu n¨m front giã biÓn, kh«ng khÝ t ¬ng ®èi s¹ch 1984 tÊt c¶ « t« ph¶i ® îc kiÓm ®Þnh khãi phÝa sau nã v nång ®é t¨ng vÒ phÝa ®«ng hai lÇn trong n¨m. Míi ®©y, c¸c quy chÕ hoÆc ®«ng b¾c (h×nh 2). §Õn cuèi chiÒu, ®· ® îc ban h nh yªu cÇu c¸c ®Çu b¬m c¸c th nh phè ë phÇn phÝa ®«ng cña khÝ ph¶i cã tói bäc cao su ®Ó gi÷ h¬i thung lòng bÞ sù tÊn c«ng d÷ déi cña c¸c phßng ngõa nã tho¸t v o kh«ng khÝ khi chÊt « nhiÔm b×nh l u tíi, cßn c¸c h nh ng êi ta b¬m bÇu chøa. Ngo i ra, mét kh¸ch ®Þa ph ¬ng bæ sung phÇn ®ãng gãp lo¹i x¨ng ch¸y s¹ch Ýt sinh hy®rocacbon cña riªng m×nh cho s ¬ng mï quang hãa. ®· ® îc thay thÕ ë tÊt c¶ c¸c tr¹m nhiªn KÕt qu¶ l , møc « nhiÔm cã thÓ trë th nh liÖu trong vïng. §Ó minh häa nh÷ng tiÕn cao bÊt th êng t¹i c¸c vïng xu«i giã kÓ tõ bé g× ®· ®¹t ® îc, ta sÏ nh×n v o thùc tÕ Los Angeles. trong thêi kú 5 n¨m tõ 1976 ®Õn 1980, Vïng phÝa Nam cña Los Angeles, trung b×nh mçi n¨m cã 112 lÇn c¶nh b¸o gåm Orange v San Diego, còng cã vÊn ®Ò khãi giai ®o¹n 1 («z«n ≥ 0,2 ppm) t¹i khu « nhiÔm kh«ng khÝ ®¸ng kÓ. Th«ng vùc bê phÝa nam. Trong thêi kú tõ 1995 th êng « nhiÔm kh«ng khÝ ë San Diego, ®Õn 1999, con sè trung b×nh gi¶m xuèng kho¶ng 150 km vÒ phÝa nam, cã nguån cßn 7 v ho n to n kh«ng cã ®ît c¶nh b¸o gèc ®Þa ph ¬ng. Tuy nhiªn, trong mét sè khãi n o trong n¨m 1999!. Thùc ra, trong ®ît nÆng, phÇn lín chÊt « nhiÔm b¾t n¨m 1999, Los Angeles kh«ng ®øng ®Çu nguån bªn trªn Los Angeles v Orange v http://www.ebook.edu.vn 531