GVHD : Lê Khánh ToànNHÓM: 5

Trong các vấn đề đáng lo ngại về môi trường hiện nay, vấn đề ozon và lỗ thủng tầng ozon là một vấn đề bức xúc và nghiêm trọng mang tính chất toàn cầu. Trái Đất rất dễ tổn thương bởi các tia cực tím của bức xạ Mặt Trời và tầng ozon có nhiệm vụ không cho các tia này đến được Trái Đất. Có thể khẳng định, tầng ozon có vai trò đặc biệt quan trọng đối với sự sống trên Trái Đất . Tầng Ozon bị phá hủy dẫn đến ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe con người và gây mất cân bằng hệ sinh thái. Tầng ozon chính là tấm lá chắn bảo vệ hành tinh của chúng ta.

Bài tiểu luận sau đây trình bày những vấn đề cơ bản và quan trọng nhất trong hiện trạng môi trường hiện nay về ozon và thủng tầng ozon.

1. CÁC KHÁI NiỆM

2. ỨNG DỤNG CỦA OZON VÀ VAI TRÒ CỦA TẦNG OZON

3. HIỆN TRẠNG TẦNG OZON TRONG KHÍ QUYỂN

4. NGUYÊN NHÂN GÂY RA NHỮNG LỖ THỦNG CỦA TẦNG OZON

5. HẬU QUẢ CỦA SỰ SUY THOÁI TẦNG OZON

6. NGĂN CHẶN SỰ SUY THOÁI CỦA TẦNG OZON

7. KẾT LUẬN

1.1. Ozon là gì?

Ozon (O3) là chất khí có màu lam nhạt (trong điều kiện nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn), có mùi hắc đặc trưng.

Ozon có khả năng hấp thụ cao nhất ở bước sóng là 254 nm đối với các tia tử ngoại, ở bước sóng là 600 nm đối với các tia nhìn thấy và ở bước sóng là 900 nm đối với tia hồng ngoại. Ngoài ra ozon còn có khả năng khử mùi, màu, khử trùng đối với nước và nước thải.

1.2   TẦNG OZON

Ozon là loại khí hiếm trong không khí gần mặt đất nhưng lại tập trung thành lớp dày ở những độ cao khác nhau trong tầng bình lưu, cách mặt đất khoảng  từ 10 – 50 km ở những vĩ độ khác nhau. 90% ozon nằm trong khoảng 19 -23 km so với mặt đất, ozon có chức năng bảo vệ sinh quyển nhưng nhiều nghiên cứu cũng cho thấy nó là loại khí độc hại và sự ô nhiễm của ozon  sẽ tác động đến năng suất cây trồng ở mặt đất. Tầng khí quyển này hấp thụ 93-99% tia bức xạ có hại từ Mặt Trời.

1.3 LỖ THỦNG TẦNG OZON:

Những chỗ loang lổ ozon do bị loãng được hiểu là “lỗ thủng ozon”. Lỗ thủng của tầng ozon theo định nghĩa của Cục Môi Trường (EPA) Mỹ là khu vực có hàm lượng ozon thấp hơn 220 đơn vị dobson (DU )

2.1   Ứng dụng của ozon

Ozon có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống

1.  Sử dụng trong công nghiệp

2. Sử dụng trong y tế

3. Ứng dụng trong nuôi trồng thuỷ sản

2.2 . Vai trò của tầng ozon

Tuy mỏng manh nhưng tầng ozon có vai trò rất quan trọng đối với sự sống trên Trái Đất vì nó hấp thụ phần lớn tia cực tím (UV) của bức xạ Mặt Trời, không cho các tia này đến được Trái Đất

Chính vì thế trong lịch sử của giới sinh vật, sự sống chỉ được di cư lên cạn khi trên Trái Đất xuất hiện tầng ozon. Do vậy, nếu tầng ozon bị phá hủy sẽ gây tác hại rất lớn đối với mọi sinh vật trên hành tinh.

Như chúng ta đã biết, tia bức xạ UV mà Mặt Trời tỏa ra chia làm 3 loại: UV-A (400-315nm), UV-B (315-280nm), và UV-C (280-100 nm). Trong đó, UV-C rất có hại cho con người, UV-B gây tác hại cho da và có thể gây tổn thương tế bào dẫn đến ung thư da. Tầng ozon đã giúp cản trở tia bức xạ UV-B và UV-C, còn hầu hết tia UV-A chiếu được tới bề mặt Trái Đất

Các nghiên cứu cho thấy rằng cường độ bức xạ UV-B trên bề mặt Trái Đất nhờ sự ngăn cản của tầng ozon trở nên yếu hơn tới 350 tỉ lần so với trên tầng khí quyển.

Từ những năm 1980, lỗ thủng tại vùng Nam Cực đã ngày một rộng ra do lượng khí CFC thải ra quá nhiều.

Con người bắt đầu tiến hành đo đạc tầng ozon từ các trạm trên mặt đất vào năm 1956 ở vịnh Halley, Nam cực. Và các số liệu đo đạc về diện tích của lỗ thủng từ năm 1979 đến nay:

Diện tích lỗ thủng tầng ozon qua các năm:

Năm 1979: Việc đo lỗ thủng tầng ozon bằng vệ tinh lần đầu tiên được NASA thực hiện.

Năm 1998: 10,5 triệu dặm vuông

Năm 2000: 11,4 triệu Dặm vuông 

Năm 2003: 11,1 triệuDặm vuông

Năm 2005: 10 triệuDặm vuông

Năm 2008 :27 Triệu Km2

Lỗ thủng tầng ozon vào năm 1980 Lỗ thủng tầng ozon hiện tại

Theo nghiên cứu thì trong vòng 15 năm qua mức suy giảm tầng ozon trung bình toàn cầu là 5%, trong đó 6,5% ở Bắc Bán Cầu, 9,5% ở Nam Bán Cầu và từ nhữngnăm 1990 lại đây số lượng ozon bị suy giảm đi rất nhiều.

Sự phá hủy tầng ozon

Freon là tên gọi chung của những hợp chất CFC(cloflocacbon), như

CCl2F2, CCl3F,… Nhờ có dịch hoá học này tủ lạnh mới làm lạnh được.

Dung dịch freon có thể bay hơi thành thể khí. Khi chuyển sang thể khí,

freon bốc thẳng lên tầng ozon trong khí quyển Trái Đất và phá vỡ kết

cấu của nó, làm giảm nồng độ khí ozon.

Không những tủ lạnh, máy lạnh cần dùng đến freon mà trong dung

dịch giặt tẩy, các loại sơn, bình cứu hoả cũng sử dụng freon và các

chất thuộc dạng freon.

Khi CFC đến được tầng bình lưu, dưới tác dụng của tia cực tím nó bị phân hủy tạo ra Clo nguyên tử, và Clo nguyên tử có tác dụng như một chất xúc tác để phân hủy ozon. Cụ thể, các phân tử Cl, F, Br của CFC và halon được biến đổi thành các nguyên tử (gốc) tự do hoạt tính nhờ các phản ứng quang hoá:

CFCl3 + hv   CFCl2  + Cl CFCl2  + hv   CFCl + Cl CF2Cl2  + hv   CF2Cl + Cl CF2Cl + hv    CFCl + Cl

Sau đó, các nguyên tử Cl, F, Br tác dụng huỷ diệt O3 theo phản ứng: Cl + O3   ClO + O2

ClO +O3   Cl + 2O2

Người ta tính rằng một phân tử CFC mất trung bình là 15 năm để đi từ mặt đất lên đến các tầng trên của khí quyển và có thể ở đó khoảng một thế kỷ, phá hủy đến cả trăm ngàn phân tử ozon trong thời gian này.

Khí Cl2 sinh ra từ quá trình tự nhiên và nhân tạo có khả năng sinh ra

sinh ra Cl ngyên tử,Cl nguyên tử trực tiếp đi vào tầng bình lưu dưới

tác dụng của tia tử ngoại, sau đó Cl nguyên tử tham gia phân hủy O3:

Cl2 + hv Cl* + Cl*

Cl* + O3 ClO* + O2

ClO* + hv Cl* + O2

ClO* + O Cl* + O2

Khí HCl có trong khí quyển cũng có tác dụng phá hủy tầng ozon

HCl + OH* H2O + Cl2Cl + O3 ClO* + O2

ClO* + O Cl* + O2

Nếu trong khí quyển có CH4 thì sẽ xảy ra phản ứng :

Cl* + CH4 CH3Cl + HCl(gây mưa axit)

Nếu trong khí quyển có NO2 thì cũng xảy ra quá trình tạo clonitrat

ClO* + NO2 NO3Cl (clonitrat)

Clonitrat là hợp chất tương đối bền nên nó có ý nghĩa đối với việc làm

giảm chu trình phân hủy O3 do giảm việc tạo thành Cl*.

Ngoài ra các khí như CO, NOx , các khói quang hóa...cũng tham gia ‘

phản ứng với các gốc tồn tại ở tầng bình lưu để trở thanhfcacs chất

hoạt hóa tham gia vào quá trình phân hủy O3

Như vậy sự suy giảm tầng ozon là do con người đã sử dụng quá nhiều

chất thải lạnh CFC và các chất sinh ra từ hoạt động của con người như

CCl4 , CH4 , NOx , HCl...

Sự phá hủy tầng ozon của khí CFC.

Gồm có nguyên nhân tự nhiên và nhân tạo :

4.1 Nguyên nhân tự nhiên

Hoạt động của núi lửa

Hoạt động núi lửa phóng thích ra lượng lớn HCl vào khí quyển.

Muối biển chứa nhiều Cl nếu các hợp chất Cl này tích tụ ở tầng bình lưu nó sẽ là nguyên nhân chính làm suy giảm tầng ozon.

Một số sinh vật biển có khả năng tạo ra metyl clorit (hợp chất bền), tuy nhiên nó chỉ đóng góp một phần nhỏ vào tổng lượng clorine ở tầng bình lưu.

4.2 Nguyên nhân nhân tạo

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

Freon là tên gọi chung của những hợp chất CFC(cloflocacbon), như CCl2F2, CCl3F,… Nhờ có dịch hoá học này tủ lạnh mới làm lạnh được. Dung dịch freon có thể bay hơi thành thể khí. Khi chuyển sang  thể khí, freon bốc thẳng lên tầng ozon trong khí quyển Trái Đất và phá vỡ kết cấu của nó, làm giảm nồng độ khí ozon.

Đến giữa thập kỷ 90, thêm một “thủ phạm tích cực” nữa được phát hiện chính là chất thải công nghiệp, đặc biệt là các khí NOx,CO2…  

N2O được tạo ra bằng cách sản xuất phân bón nitơ hay xử lí nước thải, 1/3 tổng lượng N2O thải vào khí quyển là từ những hoạt động của con người như đốt cháy nguyên liệu hóa thạch, sử dụng phân bón gốc nitơ, vận hành các nhà máy xử lí nước thải hay các quy trình công nghiệp khác liên quan đến nitơ

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

Mỗi năm có khoảng 10 triệu tấn N2O bị thải ra môi trường, tương đương hơn 1 triệu tấn CFC các loại tại điểm thải cao nhất. Do vậy, có thể nói N2O đã “qua mặt” chlorofluorocarbon (CFC) để trở thành loại khí phá hủy tầng ozon mạnh nhất.

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

Khi phóng các tên lửa dùng nhiên liệu rắn, chúng thải trực tiếp khí Clo ra tầng bình lưu (cách bề mặt Trái Đất khoảng 50 km). Tại đây Clo phản ứng với Oxy để tạo ra Clo oxit - chất có khả năng hủy diệt Ozon.

Qua đó chúng ta thấy rằng, tầng ozon bị thủng chính là do các chất khí thuộc dạng freon, các hoá chất, khí thải công nghiệp gây nên, chúng không tự có trong thiên nhiên mà do con người tạo ra. Rõ ràng, con người là thủ phạm làm thủng tầng ozon, đe doạ sức khoẻ của chính mình và của toàn bộ sinh vật sống trên hành tinh này.

Tầng ozon là lá chắn bảo vệ sinh quyển, bảo vệ cuộc sống của mọi SV

trên TĐ, nhưng hiện nay tầng ozon đang bị chính con người phá huỷ.

Hậu quả để lại sau này sẽ rất nghiêm trọng đối với sự sống trên TĐ.

Từ năm 1979 cho tới 1990 lượng ozon đã suy giảm vào khoảng 5%,

Nguy hiểm nhất là thủng tầng ozon ở Nam Cực do sự tăng trưởng sử

dụng chất CFC và CFM.

Hình chụp lỗ thủng tầng ozon lớn nhất ở NC từ trước tới nay tháng 9/2000

Hậu quả lớn nhất khi tầng ozon bị thủng là TĐ sẽ mất đi “ tấm áo giáp”lá chắn tia tử ngoại cho mọiSV trên TĐ.

Theo tính toán của các nhàKH thì cứ giảm 1% lượngozon trong tầng bình lưu sẽlàm tăng 2% tia bx tử ngoạicó hại chiếu xuống mặt đất. Việc gia tăng bx tử ngoại sẽ làm tăng nguy cơ ung thư da,bệnh khô mắt và rối loạn cơ chếmiễn dịch đối với con người, rối loạn HST thực vật cũng như đời sống của ĐV.

Nếu tầng ozon tiếp tục bị suy giảm lỗ thủng tầng ozon sẽ ngày càng mở rộng đến mộtlúc nào đó bx tử ngoại chiếu xuống TĐ sẽ đạt tới giới hạn làm chết nhiều SV, trongđó có thể bao gồm cả con người.

Nước biển dâng thu hẹp đất liền Băng tan ở 2 cực của TĐ

Lỗ thủng tầng ozon gây các hiện tượng như nước biển dâng làm thu hẹp đất liền,băng tan ở 2 cực không những trực tiếp gây ảnh hưởng đến cuộc sống của cácloài Đ-TV ở các vùng này mà cũng gián tiếp làm ảnh hưởng tới chính cuộc sống của con người.

Các khí CFM hay còn gọi là “ freon ”thường được dùng làm chất trao đổinhiệt trong các bình nén khí trong kỹ thuật làm lạnh. Đây là những khí trơđối với pưhh, lý học thông thường nhưng khi tích luỹ ở tầng cao của khí quyển dưới tác động của các tia bx tử ngoại đã làm thoát ra ng.tử clo. Mỗi ng.tử clo lại phản ứng dây chuyền với 100,000 phân tử ozon và biến thành oxi.

Vì vậy, việc giảm 40% nồng độ ozon ở cực Nam của TĐ như hiện nay (mầm mống của lỗ thủng tầng ozon) có thể là do con người đã sử dụng nhiều chất CFC và CFM.

Ngoài các chất CFC, TĐ của chúng ta tràn ngập clorua polyvinuyl – quen gọi làchất dẻo mà CN tiêu dùng sản xuất ra (áo mưa, rổ rá, đồ nhựa…) mà khi đốt cháysẽ giải phóng ra nguyên tử clo…..

Tetraclorua cacbon CCl4 hàng năm được sử dụng trong công nghệ pha chế sơn,vecni và khi chúng bốc lên không trung, phóng thích các nguyên tử clo và gópphần phá huỷ tầng ozon.

Việc suy giảm tầng ozon cũng làm ảnh hưởng tới mùa màng. Sản lượng nhiều loại cây trồng có tầm quan trọng về kinh tế bị suy giảm, vì một số cây phụ thuộc vào vi khuẩn cố định nitơ, mà vi khuẩn này rất nhạy cảm với ánh sáng tia cực tím và có thể bị chết khi hàm lượng tia cực tím tăng cao.

Bảng tác động của O3 đối với thực vật

Loại cây Nồng độ O3 (ppm)

Thời gian tác động

Biểu hiện gây hại

Củ cải 0,050 20 ngày (8h/ngày) 50% lá chuyển sang màu vàng

Thuốc lá 0,100 5,5 h Giảm 50% phát triển phấn hoa

Đậu tương 0,050 _ Giảm sinh trưởng từ 14,4 – 17%

Yến mạch 0,075 19h Giảm cường độ quang hợp

Khi tầng ozon bị tổn thương, khí ozon sẽ được giải phóng ra bề mặt TĐ nhiều hơn gây cản trở hoạt động hô hấp của con người và SV.

Bệnh về đường hô hấp

Với mức độ ô nhiễm không khí như hiện nay làm gia tăng các khí có khả năng tác dụng với khí ozon trong tầng bình lưu góp phần mở rộng lỗ thủng tầng ozon.

Độ ô nhiễm không khí lan toả trên biển ĐạiTây Dương.

Sự biến đổi khí hậu, gia tăng các khí nhà kính cũng góp phần làm tăng HƯNK và một số khí tác động xấu đến tầng ozon.

Nhận thức được vai trò quan trọng của tấm áo giáp mỏng manh nhưng không thểthiếu, 191 nước đã ký tên vào công ước quốc tế Montreal (Hội nghị Copennhagen, 1987) để phòng chống BĐKH kèm theo các cam kết về sản xuất trong CN để hạn chế việc thải các khí có hại đến tầng ozon.

Ngày 26/1/1994 Việt Nam đã chính thức phê duyệt và tham gia ký công ước Viênvề bảo vệ tầng ozon.

Hiện nay ở một số nước CN phát triển người ta đã có luật cấm sử dụng các khíCFC và freon trong công nghệ làm lạnh để bảo vệ tầng ozon.

Hơn 200 quốc gia đã nhất trí tăng tốc việc hạn chế tối đa HCFCs. Các nước phát triển loại bỏ sản xuất HCFCs vào năm 2020 và ở nước đang phát triển là 2030.

Nhiều thiết bị làm lạnh hiện nay đã cố gắng hạn chế mức thấp nhất việc xả khí CFC ra ngoài môi trường.

Ví dụ: Ở Nhật Bản, đã có quy định cấm sử dụng khí freon-12 cũng như freon-11trong kỹ thuật làm lạnh. Người Nhật đã chế tạo được khí mới, tính năng về nhiệtgiống như khí freon-12. Thay thế cho khí này nhưng chúng không chứa phân tử clocho nên không gây nguy hại cho tầng ozon, đó là khí HCF- 134a (tetra fluroethane)CTHH của nó là CH2FCF3

Quản lý kiểm soát chất lượng môi trường không khí bằng pháp luật và những tiêu chuẩn về chất lượng môi trường không khí.

Quy hoạch sử dụng đô thị và khu công nghiệp trên việc hạn chế tối đa sự ô nhiễm không khí và rác thải được thải ra từ khu dân cư.

Hạn chế việc sử dụng phân bón hoá học, chất thải nông nghiệp (phân gia súc) có thể tiến hành làm khí sinh học, hạn chế việc phát thải khí CH4 ra môi trường.

Mô hình sử dụng hiệu quả chất thải nông nghiệp trong bảo vệ môi trường.

Bạn có thể làm gì để bảo

vệ tầng ozon ???

Sử sản dụng những phẩm gia dụng có dán nhãn “ Ozon – Friendly ”

(Không gây hại đến tầng ozon).

Sử dụng những thiết bị có khả năng tái sử dụng chất làm lạnh.

Không dùng những hợp chất cách điện làm từ CFC.

Không có những hành động gây ô nhiễm không khí vì sẽ gây ảnh hưởng đến tầng ozon.

Sử dụng phương tiện công cộng, đi xe đạp, đi bộ để hạn chế việc thải khí ô nhiễm ra môi trường.

Hãy dùng phương tiện giao thông công cộng và xe đạp để hạn chế việc phát thải khí gây ô nhiễm môi trường

Qua quá trình tìm hiểu, nhóm chúng em đã xác định được vai trò quan trọng của tầng ozon trong việc bảo vệ Trái Đất chống lại các tia cực tím ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người và sinh vật; tìm hiểu được nguyên nhân gây suy giảm tầng ozon chính là do những hoạt đông sinh hoạt, sản xuất của con người. Vì vậy chúng em hiểu được công cuộc bảo vệ môi trường - bảo vệ tầng ozon là bảo vệ cuộc sống của chính mình.

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

1. “ Môi trường không khí ” – tác giả Phạm Ngọc Đăng – NXB Khoa học và kỹ thuật.

2. “ Tiếng kêu cứu của Trái Đất ” – tác giả Nguyễn Phước Tương – NXB Giáo Dục.

3. “ Cơ sở khoa học môi trường đại cương ” – tác giả Lưu Đức Hải – NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội.

4. Nguồn ảnh và một số tư liệu khác được sử dụng từ website: www.google.com và thiennhien.net

5. http://ozonewatch.gsfc.nasa.gov/SH.html

Nhóm 5