Các hiện tượng, hiệu ứng dẫn đến ô nhiễm môi trường và biến đổi khí hậu toàn cầu

KHOA HÓA LÝ KỸ THUẬT BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

======  ======

THẢO LUẬN HÓA VÔ CƠ Chủ đề: Các hiện tượng, hiệu ứng dẫn đến ô nhiễm môi trường và biến đổi khí hậu toàn cầu

MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................. 1 Phần A: Ô NHIỄM MỖI TRƯỜNG............................................................. 2 CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG ..... 2 1.1.Khái niệm, phân loại ................................................................................ 2 1.1.1.Khái niệm ............................................................................................... 2 1.1.2.Phân loại. .................................

2

1.2.Thực trạng ô nhiễm môi trường hiện nay .............................................. 3 1.2.1.Trên Thế giới.......................................................................................... 3 1.2.2.Tại Việt Nam .......................................................................................... 4 CHƯƠNG 2: NHỮNG HIỆN TƯỢNG, HIỆU ỨNG CHÍNH ................... 5 GÂY Ô NHIÊM MÔI TRƯỜNG .................................................................. 5 2.1.Hiện tượng phát thải khí gây ô nhiễm môi trường không khí ............. 5 2.2.Hiện tượng xả thải chất thải rắn, nước thải chưa qua xử lí trực tiếp ra môi trường nước ............................................................................................. 9 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP .............................................. 13 GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG (Ở VIỆT NAM) .................. 13 3.1.Giải pháp công nghệ, kỹ thuật ............................................................... 13 3.2.Giải pháp quản lí và kiểm soát môi trường.......................................... 13 3.3.Giải pháp quy hoạch .............................................................................. 13 3.4.Giải pháp giáo dục, tuyên truyền .......................................................... 14 PHẦN B: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU .................................................................. 15 CHƯƠNG 4: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ............. 15 4.1.Khái niệm, đặc điểm ............................................................................... 15

4.2.Những biểu hiện của Biến đổi khí hậu.................................................. 16 CHƯƠNG 5: NHỮNG HIỆN TƯỢNG, HIỆU ỨNG CHÍNH ................. 18 GÂY BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ......................................................................... 18 5.1.Hiệu ứng nhà kính .................................................................................. 18 5.2.Hiện tượng thủng tầng Ôzôn ................................................................. 24 5.2.1. Các khái niệm...................................................................................... 24 5.2.2. Ứng dụng và vai trò của tầng ozon ................................................... 25 5.2.3 Nguyên nhân gây thủng tầng ozon ..................................................... 28 5.2.4. Hiện trạng tầng ozon trong khí quyển .............................................. 30 5.2.5. Hậu quả của sự suy thoái tầng ozon ................................................. 31 5.2.6. Ngăn chặn sự suy thoái của tầng ozon .............................................. 32 5.3. Hiện tượng mưa axit.............................................................................. 34 5.3.1.Khái niệm ............................................................................................. 34 5.3.2 Nguyên nhân ........................................................................................ 35 5.3.2.Quá trình hình thành mưa axit .......................................................... 36 5.3.3.Ảnh hưởng của mưa axit..................................................................... 38 5.5.5. Giải pháp khác phục .......................................................................... 41

DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Ô nhiễm không khí............................................................... 3 Hình 1.2: Một khúc sông ô nhiễm ........................................................ 5 Hình 2.1: Một khu công nghiệp phát thải khí ................................... 6 Hình 2.2: Những cánh rừng bị tàn phá ............................................... 7 Hình 2.3: Phương tiện giao thông tác nhân chính phát thải khí ...... 8 Hình 2.4: Một cơ sở tái chế acquy gây ô nhiễm Chì ........................ 11 Hình 3.1: Một buổi tổng dọn vệ sinh của tổ chức Đoàn .................. 14 Hình 4.1: Sự thay đổi môi trường sống ............................................. 16 Hình 5.1: Minh họa nguyên lí hiệu ứng nhà kính ............................ 18 Hình 5.2: Băng tan do hiệu ứng nhà kính ......................................... 23 Hình 5.3: Lỗ thủng tầng ozon ............................................................ 25 Hình 5.4: Các tia bức xạ UV .............................................................. 28 Hình 5.5: Quá trình phân hủy ozon................................................... 29 Hình 5.6:cánh rừng thông của Czech bị hủy hoại bởi mưa axit. .... 35

1

LỜI MỞ ĐẦU Xã hội loài người đang tiến gần hơn đến sự phát triển bền vững. Đó là việc phát triển kinh tế hiện đại song song với bảo vệ môi trường sinh thái. Nhưng thực tế hiện nay, chúng ta vẫn đang phải đối đầu với hàng loạt các vấn đề nghiêm trọng có tính bức thiết toàn cầu như là thiên tai, dịch bệnh, đói nghèo, thất nghiệp, tệ nạn xã hội, khủng hoảng di cư, môi trường,... trong đó ô nhiễm môi trường và biến đổi khí hậu là hai vấn đề được quan tâm hàng đầu, làm nóng nghị trường của nhiều quốc gia và các hội nghị quốc tế.

Từ những năm 70 của thế kỉ trước, người ta bắt đầu để ý đến những tác động của ô nhiễm môi trường và biến đổi khí hậu đến sự phát triển bền vững của nhân loại. Các hội nghị, hội thảo với quy mô khác nhau được tổ chức ra trên toàn Thế giới bàn về nguyên nhân, hậu quả cũng như tìm ra các giải pháp giảm thiểu tối đa những tác động của hai vấn đề trên.

Tuy nhiên, để chạy theo sự phát triển kinh tế và những giá trị không có thực, cũng như nhận thức của nhân loại còn hạn chế, người ta đã quên đi rằng phát triển bền vững phải gắn liền với giảm thiểu sự ô nhiễm môi trường và chống lại biến đổi khí hậu. Vì lẽ đó những năm gần đây, con người đã và đang phải hứng chịu những hậu quả vô cùng tàn khốc từ chính những gì chúng ta đã làm. Đó là những siêu bão mạnh nhất trong lịch sử như Katrina (USA), Haiyan (Philippines) hay thảm họa kép ở Nhật Bản năm 2011 làm rò rỉ phóng xạ ở nhà máy điện hạt nhân Fukushima đã để lại hậu quả vô cùng nghiêm trọng mà con người phải gánh chịu.

Với những hậu quả tàn khốc đó, chúng ta cần nhìn nhận lại những gì đã làm được và chưa làm được để chung tay xây dựng một Thế giới phát triển bền vững, làm nền tảng cho thế hệ mai sau. Biện pháp thiết thực nhất cần làm ngay bây giờ là triển khai những nghiên cứu chuyên sâu, đánh giá nguyên nhân, biện pháp và cách khắc phục ô nhiễm môi trường cũng như biến đổi khí hậu.

2

Phần A: Ô NHIỄM MỖI TRƯỜNG CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG 1.1.

Khái niệm, phân loại

1.1.1. Khái niệm Dựa trên nhiều cơ sở, quan điểm khác nhau, mỗi quốc gia, mỗi tổ chức lại đưa ra một khái niệm về ô nhiễm môi trường cho riêng mình. Do vậy trên Thế giới hiện nay đang tồn tại nhiều khái niệm chưa được xem xét và quy chuẩn một cách thống nhất. Theo một khái niệm đang được dùng phổ biến thì “Ô nhiễm môi trường là tình trạng môi trường bị ô nhiễm bởi các chất hóa học, sinh học, bức xạ, tiếng ồn,... gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người và các cơ thể sống khác”. Ở Việt Nam, luật Bảo vệ môi trường số 55/2014/QH13 của Quốc hội ban hành ngày 23 tháng 06 năm 2014 nêu rõ “Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của các thành phần môi trường không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật”. Và theo đó, quy chuẩn kỹ thuật môi trường là giới hạn của các thông số về chất lượng môi trường xung quanh, hàm lượng của các chất gây ô nhiễm có trong chất thải từ các nguồn khác nhau thải ra làm ảnh hưởng đến môi trường.

1.1.2. Phân loại Ô nhiễm môi trường thường có rất nhiều loại, tuy nhiên người ta thường phân loại ô nhiễm môi trường thành các dạng sau: - Ô nhiễm không khí - Ô nhiễm đất - Ô nhiễm nước - Ô nhiễm phóng xạ - Ô nhiễm tiếng ồn - Ô nhiễm sóng

3

- Ô nhiễm ánh sáng 1.2.

Thực trạng ô nhiễm môi trường hiện nay

1.2.1. Trên Thế giới Hiện nay trên Thế giới, tình trạng ô nhiễm môi trường đang diễn ra ở mức đáng báo động. Biểu hiện hùng hồn của nó mà chúng ta đang phải đối mặt hàng ngày đó là chất lượng không khí đang ở mức rất thấp. Tiêu biểu như Bắc Kinh (Trung Quốc), chất lượng không khí được xếp ở mức báo động cấp 2 trong thang 4 cấp mà theo đó chỉ số PM 2.5 (nồng độ hạt bụi phân tử) ở đây đã đạt ngưỡng 500 trong khi 300 đã được coi là rất nguy hiểm. Đó còn chưa kể đến nồng độ của các khí thải độc hại cũng ở mức cực kì nguy hiểm.

Hình 1.1: Ô nhiễm không khí ở Bắc Kinh (Trung Quốc) Ô nhiễm môi trường đất, nước cũng đang là thách thức lớn đối với toàn cầu. Theo đánh giá của các nhà khoa học thì đến năm 2050, một nửa dân số trên toàn Thế giới sẽ thiếu nước sạch sinh hoạt, đặc biệt là Châu Phi, Trung Đông.... Những bãi rác thải rắn, những con sông ô nhiễm với chỉ số kim loại nặng, chỉ số chất thải hữu cơ vô cùng lớn xuất hiện càng nhiều như sông Hằng (Ấn Độ), sông Hoàng Hà (Trung Quốc), sông Catirum (Indonesia),... Cùng với

4

đó là là sự ô nhiễm trên biển bắt nguồn từ chính các con sông cũng như những tại nạn hàng hải làm tràn dầu ra biển làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái, tuyệt chủng nhiều loại động thực vật quý hiếm.

Ngoài những biểu hiện trên, trong thời đại ngày nay, toàn cầu còn đang phải đối mặt với một loại ô nhiễm môi trường khác đó là ô nhiễm phóng xạ.

Hẳn Thế giới vẫn chưa quên thảm họa hạt nhân Chernobyl (Liên Xô, năm 1986) hay vụ nổ nhà máy điện hạt nhân Fukushima 1 (Nhật Bản, năm 2011). Chúng ảnh hưởng trực tiếp và tức thì đến sức khỏe của con người và các loại sinh vật, để lại những hậu quả nặng nề cho nhiều thế hệ, đòi hỏi khắc phục trong một thời gian rất dài.

1.2.2. Tại Việt Nam Ở Việt Nam, ô nhiễm môi trường tập trung trên 3 loại chính là ô nhiễm đất, ô nhiễm nước và ô nhiễm không khí. Theo đánh giá mới đây của Ngân hàng Thế giới tại Việt Nam, với 59 điểm trong bảng xếp hạng chỉ số hiệu quả hoạt động môi trường, Việt Nam đứng thứ 85/163 nước được xếp hạng. Còn theo kết quả nghiên cứu khác vừa qua tại Diễn đàn Kinh tế Thế giới Davos, Việt Nam nằm trong số 10 quốc gia có chất lượng không khí thấp và ảnh hưởng nhiều nhất đến sức khỏe.

Những biểu hiện cho ô nhiễm môi trường ở Việt Nam phải kể đến số lượng rác thải sinh hoạt, rác thải y tế, rác thải công nghiệp chưa qua phân loại và tái chế tăng từng ngày. Việt Nam còn được mệnh danh là bãi rác công nghệ của Thế giới. Nước thải sinh hoạt, công nghiệp chưa qua xử lí xả thải trực tiếp ra môi trường làm chết nhiều dòng sông như: Thị Vải (Đồng Nai), sông Tô Lịch (Hà Nội), sông Cầu (Thái Nguyên),... Bên cạnh đó, với tốc độ đô thị hóa chóng mặt và sự tăng nhanh về số lượng của các phương tiện giao thông khiến bụi mặt đường, khói thải phương tiện ngày càng nhiều và khó có biện pháp xử lí và khắc phục kịp thời.

5

Hình 1.2: Một khúc sông ô nhiễm Thị Vải (Đồng Nai) CHƯƠNG 2: NHỮNG HIỆN TƯỢNG, HIỆU ỨNG CHÍNH GÂY Ô NHIÊM MÔI TRƯỜNG 2.1.

Hiện tượng phát thải khí gây ô nhiễm môi trường không khí

2.1.1. Thành phần không khí tự nhiên và tiêu chuẩn không khí an toàn của Việt Nam Môi trường không khí hay còn gọi là khí quyển Trái đất là lớp chất khí bao quanh hành tinh Trái đất và được giữ lại bởi lực hấp dẫn của Trái đất. Thành phần theo thể tích của nó gồm có: Nitơ (N2, 78,1%), Ôxy (O2, 20,9%), Agon (Ar, 0,9%), Cacbonic (CO2, 0,035%), hơi nước (H2O) và một số chất khí khác.

Bầu khí quyển bảo vệ sự sống trên Trái đất bằng cách hấp thụ các bức xạ tia cực tím của Mặt Trời và tạo ra sự thay đổi nhiệt độ giữa ngày và đêm. Vì những lí do khác nhau, thành phần của chúng đang có sự thay đổi theo chiều hướng tiêu cực, ảnh hưởng trực tiếp đến cuộc sống của con người và các sinh vật khác trên Trái Đất.

6

2.1.2. Một số khí phát thải chính Cùng với sự phát triển của nền công nghiệp Thế giới, đi kèm với sự tăng nhanh về số lượng các khu công nghiệp, khu chế xuất, nhà máy, xí nghiệp, các phương tiện giao thông,... là sự tăng lên về số lượng các khí thải độc hại thải ra môi trường mỗi ngày. Phải kể đến những kẻ thù số một gây ô nhiễm môi trường không khí như: CO, CO2, SO2, NOx, O3,... khí thải hữu cơ và bụi.

Hình 2.1: Một khu công nghiệp phát thải khí gây ô nhiễm môi trường Ngoài ra, một số hoạt động của tự nhiên cũng là nguyên nhân gây phát thải khí làm ảnh hưởng môi trường như sự phân giải kị khí của sinh vật, núi lửa phun trào,...

2.1.2.1.

Khí CO2 (Cacbonic)

CO2 với hàm lượng 0,035% trong khí quyển là nguyên liệu cho quá trình quang hợp để sản xuất năng suất sinh học sơ cấp ở cây xanh. Thông thường, lượng CO2 sản sinh một cách tự nhiên (núi lửa phun trào, hoạt động hô hấp của các sinh vật hiếu khí,...) cân bằng với lượng CO2 được sử dụng cho quang hợp.

7

Ví dụ như: con người hít vào khí O2 và thở ra khí CO2, cây xanh lấy CO2 từ môi trường kết hợp với nước để tổng hợp thành đường: 6CO2 + 12H2O → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O Hai loại hoạt động của con người là đốt nhiên liệu hoá thạch (tăng nguồn phát sinh nhân tạo CO2) và phá rừng (giảm nguồn tiêu thụ tự nhiên CO2) đã làm cho quá trình trên mất cân bằng khiến lượng khí CO2 trong không khí ngày càng tăng lên qua từng năm.

Hình 2.2: Những cánh rừng bị tàn phá Phương trình đốt cháy nhiên liệu: Hidrocacbon + O2 → CO2 + H2O 2.1.2.2.

Khí Dioxit sunfua (SO2)

SO2 là chất gây ô nhiễm không khí có nồng độ thấp trong khí quyển, tập trung chủ yếu ở tầng đối lưu. SO2 sinh ra do núi lửa phun, đốt nhiên liệu than, dầu, khí đốt, sinh khối thực vật, quặng sunfua,... SO2 rất độc hại đối với sức khoẻ của người và sinh vật, gây ra các bệnh về phổi khí phế quản. SO2 trong

8

không khí khi gặp Ôxy và nước tạo thành Axit, tập trung trong nước mưa gây ra hiện tượng mưa Axit.

Sơ đồ gây mưa Axit: S → SO2 → SO3 → H2SO4 2.1.2.3.

Khí Cacbon monoxit (CO)

CO được hình thành do việc đốt cháy không hết nhiên liệu hoá thạch như than, dầu và một số chất hữu cơ khác. Khí thải từ các động cơ xe máy là nguồn gây ô nhiễm CO chủ yếu ở các thành phố. Hàng năm trên toàn cầu sản sinh khoảng 600 triệu tấn CO. CO không độc với thực vật vì cây xanh có thể chuyển hoá CO thành CO2 và sử dụng nó trong quá trình quang hợp. Vì vậy thảm thực vật được xem là tác nhân tự nhiên có tác dụng làm giảm ô nhiễm CO. Khi con người ở trong không khí có nồng độ CO khoảng 250ppm sẽ bị tử vong.

Hình 2.3: Phương tiện giao thông tác nhân chính phát thải khí CO Phương trình đốt cháy nhiên liệu trong điều kiện thiếu Ôxy hoặc nhiệt độ chưa đủ cao để cháy hoàn toàn: Hidrocacbon + O2 → CO2 + CO + H2O 2.1.2.4.

Khí Đinitơ oxit (N2O)

9

N2O được sinh ra trong quá trình đốt các nhiên liệu hoá thạch. Hàm lượng của nó đang tăng dần trên phạm vi toàn cầu, hàng năm khoảng từ 0,2 - 0,3%.

Một lượng nhỏ N2O khác xâm nhập vào khí quyển do kết quả của quá trình nitrat hoá các loại phân bón hữu cơ và vô cơ. N2O xâm nhập vào không khí sẽ không thay đổi dạng trong thời gian dài, chỉ khi đạt tới những tầng trên của khí quyển nó mới tác động một cách chậm chạp với nguyên tử Ôxy.

2.1.2.4

Chloroflurocarbon (CFC)

CFC là những hoá chất do con người tổng hợp để sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là thiết bị máy lạnh và từ đó xâm nhập vào khí quyển. CFCl3 (CFC11) hoặc CFCl2 hoặc CF2Cl2 (còn gọi là Freon12 hoặc F12) là những chất thông dụng của CFC. Một lượng nhỏ CFC khác là CHClF2 (hoặc F22), CCl4 và CF4 cũng xâm nhập vào khí quyển. Cả hai hợp chất CFC11 và CFC12 hoặc Freon đều là những hợp chất có ý nghĩa kinh tế cao, việc sản xuất và sử dụng chúng đã tăng lên rất nhanh trong hai thập kỷ vừa qua. Chúng tồn tại cả ở dạng sol khí và không sol khí. Dạng sol khí thường làm tổn hại tầng Ôzôn, do đó là sự báo động về môi trường, những dạng không sol khí thì vẫn tiếp tục sản xuất và ngày càng tăng về số lượng. CFC có tính ổn định cao và không bị phân huỷ. Khi CFC đạt tới thượng tầng khí quyển chúng sẽ được các tia cực tím phân huỷ. Tốc độ phân huỷ CFC sẽ rất nhanh nếu tầng Ôzôn bị tổn thương và các bức xạ cực tím tới được những tầng khí quyển thấp hơn.

2.2.

Hiện tượng xả thải chất thải rắn, nước thải chưa qua xử lí trực tiếp

ra môi trường nước 2.2.1. Một số tác nhân chính 2.2.1.1.

Các ion vô cơ hòa tan

Nhiều ion vô cơ có nồng độ rất cao trong nước tự nhiên, đặc biệt là trong nước biển.Trong nước thải đô thị luôn chứa một lượng lớn các ion Cl-, SO42-,

10

PO43-, Na+, K+, NO3-,... Trong nước thải công nghiệp, ngoài các ion kể trên còn có thể có các chất vô cơ có độc tính rất cao như các hợp chất của kim loại nặng như Pb, Hg, Mn, As,...

• Các gốc Nitrat, PhotPhat, Amoni Muối của Nitơ và Photpho là các chất dinh dưỡng cho thực vật, ở nồng độ thích hợp, chúng tạo điều kiện cho cây cỏ, rong tảo phát triển. Tuy nhiên do hoạt động sinh hoạt và sản xuất của con người đã làm gia tăng nồng độ các ion này trong nước tự nhiên. Mặc dù không độc hại cho con người, song khi có mặt trong nước với nồng độ lớn, chúng sẽ gây hiện tượng phú dưỡng. Theo các nhà khoa học, khi hàm lượng photphat trong nước đạt đến mức 0,01 mg/l (tính theo P) và tỷ lệ P:N:C vượt quá 1:16:100, thì sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng nguồn nước.

Nguồn phát sinh các gốc ion này gồm nước thải sinh hoạt, phân bón, dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trong nông nghiệp chưa phân giải hết cũng như các nhà máy tổng hợp phân bón, thuốc trừ sâu. Ví dụ: phân đạm Amoni có thành phần NH4NO3, NH4Cl, (NH4)2SO4; phân đạm Nitrat có thành phần NaNO3, Ca(NO3)2;... là nguyên nhân chủ yếu sinh ra các gốc ion này trong thực tế.

• Gốc clorua, sunfat Hai gốc muối này tồn tại trong nước tự nhiên tương đối cao, đặc biệt là clorua. Khi có mặt trong nước, gốc sunfat bị vi sinh vật chuyển hóa thành sunfit và Axit sunfuric có thể ăn mòn đường ống dẫn nước hoặc bê tông, ở nồng độ cao gây hại cho cây trồng. Đối với gốc clorua, nó kết hợp với ion K+, Na+ gây ra vị cho nước, do đó nồng độ cao gây nhiễm mặn, nước không thể tưới tiêu hay dùng cho sinh hoạt được.

11

Nguồn phát sinh gốc clorua chủ yếu từ nước thải sinh hoạt hàng ngày, còn gốc sunfat chủ yếu từ các nhà máy sản xuất phân bón (supephotphat), tổng hợp hữu cơ (chất nổ, phẩm nhuộm, dược phẩm)...

• Các kim loại nặng Pb, Hg, Cr, Cd, As, Mn,... thường có trong nước thải công nghiệp. Hầu hết kim loại nặng đều có độc tính cao đối với con người cũng như sinh vật.

- Chì (Pb): Chì có trong nước thải của các cơ sở sản xuất pin, acquy, luyện kim, hóa dầu. Chì còn được đưa vào môi trường nước từ không khí bị ô nhiễm do khí thải của các phương tiện giao thông. Chì có khả năng tích lũy trong cơ thể, gây độc thần kinh, gây chết nếu bị nhiễm độc nặng. Chì cũng rất độc đối với động vật thủy sinh. Các hợp chất chì hữu cơ độc gấp 10 – 100 lần so với chì vô cơ đối với các loại cá.

Hình 2.4: Một cơ sở tái chế acquy gây ô nhiễm Chì - Thủy ngân (Hg): Thủy ngân là kim loại được sử dụng trong nông nghiệp (thuốc chống nấm) và trong công nghiệp (làm điện cực). Trong tự nhiên, thủy ngân được đưa vào môi trường từ nguồn khí núi lửa. Ở các vùng có mỏ thủy ngân, nồng độ thủy ngân trong nước khá cao. Nhiều loại nước thải công

12

nghiệp có chứa thủy ngân ở dạng muối vô cơ của Hg(I), Hg(II) hoặc các hợp chất hữu cơ chứa thủy ngân. Thủy ngân là kim loại nặng rất độc đối với con người. Vào thập niên 50 – 60, ô nhiễm thủy ngân hữu cơ ở vịnh Minamata (Nhật Bản) đã gây tích lũy Hg trong hải sản. Hơn 1000 người đã chết do bị nhiễm độc thủy ngân sau khi ăn các loại hải sản đánh bắt trong vịnh này.

- Asen (As): Asen là kim loại được sử dụng trong công nghiệp giả da (rụng lông thú), tổng hợp chất màu công nghiệp hoặc sản xuất thuốc nổ, luyện kim, khai khoáng. Asen và các hợp chất của nó là các chất độc đối với con người và sinh vật, và có khả năng tích lũy trong cơ thể rất lâu và gây ung thư.

2.2.1.2.

Các chất thải hữu cơ và rác thải rắn

• Các chất thải hữu cơ Cacbonhidrat, protein, chất béo,... thường có mặt trong nước thải sinh hoạt, nước thải đô thị, nước thải công nghiệp chế biến thực phẩm thường là các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học. Tác hại lớn nhất của chúng là đối với nguồn lợi thủy sản. Chúng làm giảm oxi hòa tan trong nước dẫn tôm cá chết hàng loạt.

Các chất hữu cơ có độc tính cao thường là các chất hữu cơ bền vững, không bị phân hủy sinh học, khả năng tồn lưu trong đất cao và tích lũy trong cơ thể sinh vật. Các chất polychlorophenol (PCPs), polychlorobiphenyl (PCBs), các hydrocacbon đa vòng ngưng tụ (PAHs: polycyclic aromatic hydrocacbons), các hợp chất dị vòng N, hoặc O là các hợp chất hữu cơ bền vững. Các chất này thường có trong nước thải công nghiệp, nước chảy tràn từ đồng ruộng (có chứa nhiều thuốc trừ sâu, diệt cỏ, kích thích sinh trưởng,…).

Các hợp chất này thường là các tác nhân gây ô nhiễm nguy hiểm, ngay cả khi có mặt với nồng độ rất nhỏ trong môi trường.

• Rác thải rắn

13

Một trong số những nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước phải kể đến là các chất thải rắn. Đa phần chúng xuất phát từ các rác thải sinh hoạt, rác thải y tế, rác thải chế biến, xây dựng... Chúng tồn tại trong nước làm tắc nghẽn dòng chảy, sinh ra các chất độc, làm mất mỹ quan sông hồ. Một trong số các chất thải rắn nhiều nhất hiện nay phải kể đến các vật dụng sinh hoạt có nguồn gốc nilon. Do không được phân loại, tái chế, tái sử dụng, thời gian phân hủy của chúng trong đất, nước lại lâu dài, đốt thì sinh ra các chất độc hại nên để giải quyết chúng là cực kì khó khăn, đòi hòi nhiều chi phí và nguồn lực.

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG (Ở VIỆT NAM) 3.1.

Giải pháp công nghệ, kỹ thuật Phần lớn các nguyên nhân gây ô nhiễm đều đến từ các nhà máy, xí nghiệp

công nghiệp. Do vậy giải pháp về công nghệ, kỹ thuật là cực kì quan trọng trong việc góp phần hạn chế ô nhiễm môi trường.

Những việc làm thiết thực phải kể đến như: sử dụng các nguyên nhiên vật liệu thân thiện với môi trường; nhanh chóng áp dụng, chuyển giao công nghệ, kỹ thuật hiện đại, tiên tiến vào sản xuất, vận hành; nghiên cứu công nghệ xử lí, thu hồi ô nhiễm;...

3.2.

Giải pháp quản lí và kiểm soát môi trường - Tăng cường công tác thanh tra, kiểm tra đánh giá chất lượng môi trường

để kịp thời có biện pháp xử lí.

- Kiểm tra, giám sát việc thực hiện công ước, luật bảo vệ môi trường đã được quy định của các nhà máy, xí nghiệp, khu công nghiệp, khu chế xuất, làng nghề,...

- Có các biện pháp, chế tài phù hợp để xử lí các hành vi vi phạm.

3.3.

Giải pháp quy hoạch

14

- Làm tốt công tác quy hoạch làng nghề, khu công nghiệp giảm thiểu tối đa sự phát triển trong thành phố, khu dân cư.

- Quy hoạch các bãi rác thải sinh hoạt, đường ống thoát nước hợp lí, phù hợp với nhu cầu thực tiễn, tránh.

- Thực hiện di dời các khu công nghiệp, khu chế xuất trong khu vực đông dân cư. Chỉ giữ lại các khu công nghiệp, nhà máy, xí nghiệp có tác động thấp nhất đến môi trường.

- Phát triển các loại hình giao thông công cộng, giảm thiểu phương tiện cá nhân. Quy hoạch cây xanh đô thị, trồng rừng,...

3.4.

Giải pháp giáo dục, tuyên truyền - Tuyên truyền, giáo dục cho người dân về tác hại của ô nhiễm môi trường

và các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong đời sống hàng ngày như: phân loại, tái chế rác thải sinh hoạt, sử dụng nhiên liệu thân thiện môi trường hoặc các phương tiện công cộng, hạn chế các phương tiện cá nhân.

Hình 3.1: Một buổi tổng dọn vệ sinh của tổ chức Đoàn

15

- Tổ chức các buổi hội thảo, định hướng, đề xuất các giải pháp bảo vệ môi trường cho người dân nhằm nâng cao nhận thức, ý thức, trách nhiệm, hành động của mỗi người, mỗi gia đình và toàn xã hội.

- Vận động nhân dân có các hành động bảo vệ rừng, tích cực trồng rừng.

Ngặn chặn các hành vi phá rừng trái phép dưới mọi hình thức,...

PHẦN B: BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU CHƯƠNG 4: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 4.1.

Khái niệm, đặc điểm

4.1.1. Khái niệm 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 bởi các nguyên nhân tự nhiên và nhân tạo trong một giai đoạn nhất định từ tính bằng thập kỷ hay hàng triệu năm.

4.1.2. Đặc điểm Biến đổi khí hậu toàn cầu có một số đặc điểm sau: - 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.

- Sự biến đổi khí hậu có Thế giới hạn trong một vùng nhất định hay có thế xuất hiện trên toàn cầu.

- Trong những năm gần đây, đặc biệt trong ngữ cảnh chính sách môi trường, biến đổi khí hậu thường đề cập tới sự thay đổi khí hậu hiện nay, được gọi chung bằng hiện tượng nóng lên toàn cầu.

16

Hình 4.2: Sự thay đổi môi trường sống

4.2.

Những biểu hiện của Biến đổi khí hậu Theo phân tích mới đây của các nhà khoa học: Trong 200 năm qua, nhiệt

độ trung bình của Trái đất tăng lên 0,5oC. Ước tính đến giữa thế kỷ sau, bề mặt Trái đất sẽ nóng thêm 1,5 – 4,5oC, trong đó nhiệt độ ở vĩ độ trung và cao tăng lên càng nhiều.

Vùng Bắc Cực nóng lên nhanh gấp 2 lần mức nóng trung bình trên toàn cầu. Diện tích của Biển Bắc cực được bao phủ bởi băng trong mỗi mùa hè đang thu nhỏ lại. Tính từ năm 1980, vùng Bắc Âu đã mất khoảng 20 - 30% lượng băng trên biển.

Trong vòng 100 năm qua, mực nước biển trên phạm vi toàn cầu đã tăng từ 1 – 2mm mỗi năm. Kể từ năm 1992, tỷ lệ này khoảng 3mm/năm. Mực nước

17

biển tăng, cư dân sống ở các đảo thấp và các thành phố ven biển đối mặt với tình trạng ngập lụt.

4.3.

Nguyên nhân gây biến đổi khí hậu

Nguyên nhân chính làm biến đổi khí hậu Trái đất là do sự gia tăng các hoạt

động tạo ra các chất thải khí nhà kính, các hoạt động khai thác quá mức

các bể hấp thụ khí nhà kính như sinh khối, rừng, các hệ sinh thái biển, ven bờ và đất liền khác. Nhằm hạn chế sự biến đổi khí hậu, Nghị định thư Kyoto nhằm hạn chế và ổn định sáu loại khí nhà kính chủ yếu bao gồm: CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs và SF6.

• CO2 phát thải khi đốt cháy nhiên liệu hóa thạch (than, dầu, khí) và là nguồn khí nhà kính chủ yếu do con người gây ra trong khí quyển. CO2 cũng sinh ra từ các hoạt động công nghiệp như sản xuất xi măng và cán thép.

• CH4 sinh ra từ các bãi rác, lên men thức ăn trong ruột động vật nhai lại, hệ thống khí, dầu tự nhiên và khai thác than.

• N2O phát thải từ phân bón và các hoạt động công nghiệp.

• HFCs được sử dụng thay cho các chất phá hủy ôzôn (ODS) và HFC23 là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất HCFC-22.

• PFCs sinh ra từ quá trình sản xuất nhôm.

• SF6 sử dụng trong vật liệu cách điện và trong quá trình sản xuất magiê.

18

CHƯƠNG 5: NHỮNG HIỆN TƯỢNG, HIỆU ỨNG CHÍNH GÂY BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 5.1.

Hiệu ứng nhà kính

5.1.1. Tìm hiều chung 5.1.1.1.

Nguyên lí hiệu ứng nhà kính

Khi Mặt Trời xuyên qua kính, thì các tia có bước sóng λ lớn hơn 0,7µm sẽ bị ngăn không cho qua. Các tia sáng có bước sóng ngắn hơn 0,7µm thì sẽ qua được kính. Khi đi qua lớp kính, sẽ xảy ra tương tác của các photon lên vật chất làm phát xạ các tia nhiệt thứ cấp có bước sóng dài của tia hồng ngoại (lớn hơn 0,7µm), nên không thể đi ra khỏi nhà kính và kết quả là những bức xạ nhiệt này làm cho không gian bên trong nhà kính nóng lên.

Hình 5.1: Minh họa nguyên lí hiệu ứng nhà kính 5.1.1.2.

Khái niệm hiệu ứng nhà kính

Dựa vào nguyên lí hiệu ứng nhà kính đã trình bày ở trên, ta đưa ra khái niệm hiệu ứng nhà kính như sau:

19

Hiện tượng các tia bức xạ sóng ngắn của Mặt Trời xuyên qua bầu khí quyển đến mặt đất và được phản xạ trở lại thành các bức xạ nhiệt sóng dài rồi được một số khí trong bầu khí quyển hấp thụ để thông qua đó làm cho khí quyển nóng lên, được gọi là hiệu ứng nhà kính.

5.1.1.3.

Khí nhà kính

Trong thành phần của khí quyển, khí nhà kính chiếm khoảng 1% về thể tích. Bao gồm các loại khí: H2O (hơi), CO2, CH4, N2O, O3, các khí CFC. 5.1.1.4.

Phân loại

Người ta phân hiệu ứng nhà kính ra thành 2 loại: - Hiệu ứng nhà kính khí quyển: là hiện tượng tự nhiên. Nhờ nó mà Trái đất được sưởi ấm lên khoảng 38oC. Nếu không có nó nhiệt độ Trái đất chỉ khoảng 15oC. - Hiệu ứng nhà kính nhân tạo: là hiện tượng do con người. Do sự tác động của nó, nhiệt độ Trái đất tăng cao so với quy luật tự nhiên của nó gây ảnh hưởng đến toàn bộ sự sống trên Trái đất.

5.1.2. Nguyên nhân gây hiệu ứng nhà kính Trước hết phải khẳng định chính những hoạt động hàng ngày của chúng ta là nguyên nhân trực tiếp dẫn đến hiệu ứng nhà kính. Hãy nhìn vào tốc độ đô

20

thị hóa và gia tăng dân số chóng mặt, chúng ta sẽ thấy các loại phương tiện giao thông, các nhà máy sản xuất, các khu công nghiệp, các đống phế thải,... mọc lên ngày càng nhiều và đang từng ngày, từng giờ “nhả” ra một lượng rất lớn khí nhà kính. Điều đó dẫn đến hiện tượng hiệu ứng nhà kính trong những thập niên vừa qua xảy ra ngày càng mạnh mẽ gây những tác động to lớn cho toàn nhân loại.

5.1.2.1.

Hơi nước

- Hơi nước chiếm thành phần chủ yếu và rất quan trọng trong các khí nhà kính.

- Ở một hàm lượng thích hợp, tức là khi mà hàm lượng các khí nhà kính cân bằng với tự nhiên, hơi nước sẽ góp phần cân bằng nhiệt độ cho Trái đất bằng việc phản xạ ánh Mặt Trời (một ảnh hưởng có lợi), và việc bắt giữ tia cực tím (ảnh hưởng nhiệt).

- Khi lượng khí nhà kính trong khí quyển tăng, nhiệt độ tăng, các yếu tố khí hậu sẽ thay đổi theo, bao gồm cả lượng hơi nước trong khí quyển. Trong khi đó, hoạt động của con người lại không thêm trực tiếp một lượng hơi nước đáng kể vào khí quyển. Lúc mà hơi nước tự do là một khí nhà kính, sự nóng lên toàn cầu sẽ tăng lên khi hơi nước tăng.

5.1.2.2.

Khí CO2 (Cacbonic)

- Là chất khí gây ra hiệu ứng nhà kính nhiều nhất.

- Do quá trình hô hấp của con người, động thực vật tạo ra.

- Do hoạt động của núi lửa, cháy rừng, các nhà máy, các khu công nghiệp.

- Khi nồng độ CO2 trong khí quyển tăng lên gấp đôi thì nhiệt độ trái đất tăng lên khoảng 30oC. 5.1.2.3.

Khí CFC (Chloroflurocarbon)

- Là chất hóa học gây suy giảm tầng Ôzôn.

- Là loại khí nhân tạo được tạo ra trong quá trình làm lạnh.

21

- Là loại khí thứ hai gây ảnh hưởng nhiều nhất tới hiệu ứng nhà kính.

5.1.2.4.

Khí CH4 (Metan)

❖

Là thành phần chính của khí tự nhiên khí dầu mỏ, khí bùn ao, đầm

❖

Được tạo ra trong quá trình chế biến dầu mỏ, chưng cất khí than

❖

Metan là một khí gây hiệu ứng nhà kính, trung bình cứ 100kg

lầy. đá.

Metan, mỗi năm làm ấm Trái đất gấp 23 lần 1kg CO2.

5.1.2.5.

Khí O3 (Ôzôn)

- Là chất độc có khả năng ăn mòn và là chất gây ô nhiễm chung.

- Nó được tạo thành từ O2 do phóng tĩnh điện (trong các tia chớp), tia cực tím.

5.1.2.6.

Khí NO, N2O, NO2

- Được tạọ ra từ các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp và việc đốt các nhiên liệu hóa thạch.

- Mỗi phân tử bặt giữ lượng nhiệt gấp 270 lần so với CO2.

5.1.3. Những tác động của hiệu ứng nhà kính 5.1.3.1.

Tác động tích cực

Nếu không có hiệu ứng nhà kính, nhiệt độ trên Trái đất sẽ chỉ là 15oC, một nhiệt độ mà không phải bất kì sinh vật nào trên hành tinh này cũng có thể thích nghi được, nhưng nhờ có hiệu ứng nhà kính, mà nhiệt độ trên Trái Đất được nâng lên, tạo điều kiện thích hợp cho các sinh vật phát triển.

Hiệu ứng nhà kính cũng được các nhà khoa học sử dụng như một nguồn cung cấp năng lượng, bằng cách đặt các hộp thu phẳng trong các nhà kính để hấp thu nhiệt lượng trong đó, nhiệt độ có thể đạt được trên 150oC. Ứng dụng để đun nước, thiết bị sấy, bếp Mặt Trời...

22

Người ta thường trồng các loại hoa, rau quả trong các nhà kính để nhờ hơi ấm trong đó mà cây cối cho thể nhanh chóng đâm chồi, nảy lộc...

5.1.3.2.

Tác động tiêu cực

Bên cạnh những tác động tích cực, hiệu ứng nhà kính còn để lại những tác động tiêu cực. Tiêu biểu là: - Nhiệt độ trung bình toàn cầu tăng lên bao gồm cả lục địa lẫn các đại dương.

- Băng ở hai cực tan ra và mực nước biển dâng cao làm cho nhiều vùng sản xuất lương thực, các khu đông dân cư, các đồng bằng lớn, nhiều đảo thấp sẽ bị chìm dưới nước biển.

- Làm thay đổi điều kiện sống bình thường của các sinh vật trên trái đất, làm biến đổi nhịp sinh học.

- Khí hậu trái đất sẽ bị biến đổi sâu sắc,các đới khí hậu có xu hướng thay đổi.

- Nhiều vùng đất bị sa mạc hóa, hạn hán kéo dài, cháy rừng diễn ra thường xuyên hơn.

23

Hình 5.1.2: Băng tan do hiệu ứng nhà kính 5.1.4. Những biện giảm thiểu hiệu ứng nhà kính Một trong những cố gắng đầu tiên của nhân loại để giảm mức độ ấm dần do khí thải nhà kính là việc các quốc gia đã tham gia bàn thảo và tìm cách kí kết một hiệp ước có tên là Nghị định thư Kyoto. Nội dung của hiệp ước này là việc cắt giảm khí nhà kính. Nhiều nước đã có luật bắt buộc các phương tiện giao thông dùng động cơ nổ phải có giấy chứng nhận đạt tiêu chuẩn nhả khói của hệ thống xe. Trong ngành điện lạnh, không sử dụng CFC làm chất sinh hàn...

Con người cần phải sử dụng năng lượng một cách hợp lý để nhằm giảm lượng khí CO2 sinh ra. Chúng ta cũng có thể giảm thiểu sự nóng lên của Trái đất, bằng biện pháp tái chế, tái sử dụng lại những gì còn có thể sử dụng được.

24

Trồng nhiều cây xanh (nhất là những loại cây hấp thụ nhiều CO2 trong quá trình quang hợp) nhằm làm giảm lượng khí CO2 trong bầu khí quyển, từ đó làm giảm những tác động của hiệu ứng nhà kính lên Trái đất..

5.2.

Hiện tượng thủng tầng Ôzôn

5.2.1. Các khái niệm 5.2.1.1. Ozôn 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 là chất hấp thụ mạnh các tia tử ngoại, tia nhìn thấy và tia hồng ngoại. Ozon còn có khả năng khử mùi, màu, khử trùng đối với nước và nước thải.

Ozon không bền, dễ dàng bị phân huỷ thành Oxi phân tử và Oxi nguyên tử: Ví dụ: O3= O2 + O 5.2.1.2. 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. 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.

5.2.1.3. Lỗ thủng tầng ozon

25

Hình 5.2.1: 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).

5.2.2. Ứng dụng và vai trò của tầng ozon 5.2.2.1. Ứng dụng của ozon a. Sử dụng trong công nghiệp Ozon được sử dụng để tẩy trắng đồ vật và tiêu diệt vi khuẩn. Rất nhiều hệ thống nước sinh hoạt công cộng sử dụng ozon để khử vi khuẩn thay vì sử dụng các chất khử truyền thống như clo và brom. Trong công ngiệp ozon được sử dụng để: + Khử trùng nước uống trước khi đóng chai.

26

+ Phân hủy dầu mỡ và khử các chất gây ô nhiễm có trong nước bằng phương pháp hóa học (sắt, asen, sulfua hidro, nitrit, và chất hữu cơ phức tạp liên kết với nhau tạo ra “màu” của nước). + Hỗ trợ quá trình kết tụ (là quá trình kết tụ của các phân tử, được sử dụng trong quá trình lọc để loại bỏ sắt và asen). + Làm sạch và tẩy trắng vải (việc sử dụng để tẩy trắng được cấp bằng sáng chế), không làm mất màu tóc và quần áo. + Hỗ trợ trong gia công chất dẻo (plastic) để cho phép mực kết dính. + Đánh giá tuổi thọ của mẫu cao su để xác định chu kỳ tuổi thọ của cả lô cao su. b. Sử dụng trong y tế + Tiêu diệt vi khuẩn, virut và các loại nấm mốc. + Khử các bào tử, u nang, men và các loại nấm. + Tiêu diệt các mầm vi sinh vật gây bệnh trong nước và trong không khí, khử mùi trong không khí. + Không gây bỏng mắt, không gây ảnh hưởng tới da, mũi và tai. + Ozon không gây ung thư.

Ngoài ra, ozon có thể được sử dụng để ảnh hưởng tới cân bằng chống oxi hóa - hỗ trợ ôxi hóa của cơ thể, khi đó thông thường cơ thể sẽ phản ứng với sự hiện diện của nó bằng cách sản sinh ra các enzym chống ôxi hóa. c. Ứng dụng trong nuôi trồng thuỷ sản Ozon giúp loại bỏ vi-rút gây bệnh và làm tôm luôn khỏe mạnh mà không cần đến các loại hóa chất có hại, và giúp các hộ nuôi tôm giống nuôi trồng tôm hữu cơ. +Tăng thu nhập do tăng trọng lượng tôm và tăng cường độ phân hủy đối với các thức ăn thối rữa lắng đọng.

27

+ Tỉ lệ tôm chết thấp hơn đồng nghĩa với việc năng suất sản lượng tôm trong cùng một diện tích ao nuôi. + Giảm chi tiêu đối với các chất hoạt chất mà lượng tôm trong ao nuôi cần dùng trước đó. + Tiết kiệm chi phí do điện năng tiêu thụ thấp. + Hạn chế thay nước, giúp tránh rủi ro do mầm bệnh từ ngoài đưa vào.

Không những vậy, ozon đem lại sự tiện lợi rất lớn cho cuộc sống thường ngày của con người: + Ozon được sử dụng để làm sạch nước thải và các chất thải gây hại. + Ozon làm sạch nước giếng và các hệ thống lọc nước uống trong gia đình. + Hệ thống ozon có thể mang lại sự sống cho các hồ chết do bị ô nhiễm và các ao tù. + Ozon được sử dụng để làm sạch không khí trên tàu thuyền, máy bay, khử khói thuốc trong phòng khách sạn và nơi sinh hoạt công cộng khác. + Ozon được sử dụng ở hàng nghìn khu dân cư, khu thương mại, và khắp nơi trên toàn thế giới. + Ozon không gây nổ, gây cháy, trong trường hợp đòi hỏi sự làm sạch cao ozon không tạo thành các sản phẩm khói có hại. + Ozon không gây hỏng hóc cho mối nối bơm và đường ống dẫn. + Ozon đem lại sự tiện lợi lớn cho các bể chứa nước và suối nước khoáng.

5.2.2.2. 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.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

28

đã giúp cản trở tia bức xạ UV-B và UV-C, còn hầu hết tia UV-A chiếu được tới bề mặt Trái Đất, nhưng may mắn là tia này ít gây hại cho sinh vật.Nếu tầng ozon bị suy giảm, bức xạ UV sẽ đến Trái Đất nhiều hơn và làm tăng bệnh ung thư da, đục thủy tinh thể ở mắt, làm giảm sản lượng lương thực, ảnh hưởng đến hệ sinh thái biển.

Hình 5.2.2: Các tia bức xạ UV 5.2.3 Nguyên nhân gây thủng tầng ozon Nguyên nhân đầu tiên có thể kể tới có liên quan tới việc sản xuất và sử dụng tủ lạnh trên thế giới.

Tủ lạnh có thể làm lạnh và bảo quản thực phẩm được lâu là vì trong hệ thống ống dẫn khép kín phía sau tủ lạnh có chứa loại dung dịch freon thể lỏng

29

(thường gọi là "gas"). Freon là tên gọi chung của những hợp chất CFC (cloflocacbon), như CCl2F2, CCl3, … 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.

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

Hình 5.2.3: Quá trình phân hủy ozon 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.

30

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

Khói thoát ra trong các vụ phóng tên lửa có thể bào mòn tầng ozon, tạo điều kiện cho các tia tử ngoại có hại từ Mặt Trời xâm nhập vào Trái Đất. Khi phóng các tên lửa dùng nhiên liệu rắn, chúng thải trực tiếp khí Clo ra tầng bình lưu. 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.

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

Năm 1998: Lỗ thủng lớn che phủ 10,5 triệu dặm vuông vào tháng 9 năm 1998. Đó là kích thước lớn kỷ lục trước năm 2000.

31

Năm 2005: Lỗ thủng ở tầng ozon phía trên Cực Nam xuất hiện lớn hơn năm ngoái nhưng vẫn nhỏ hơn năm 2003. Lỗ thủng năm 2005 che phủ khoảng 10 triệu dặm vuông. Theo số liệu về thời tiết của Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO) cho thấy mùa đông 2005 ấm hơn năm 2003, nhưng lạnh hơn năm 2004.

Kích thước lỗ thủng năm 2005 gần mức trung bình năm 1995-2004. Lỗ thủng này lớn hơn năm 2004, nhưng nhỏ hơn năm 2003.

Năm 2011 Tổ chức Khí tượng thế giới (WMO) cho biết lượng ozon trong tầng bình lưu tại Bắc cực đã giảm 80% và trở nên mỏng đến nỗi có thể gọi là “lỗ thủng tầng ozon” như tại Nam cực. Như vậy, các vùng Bắc cực như Scandinavia, Greenland và Siberia sẽ phải nhận thêm một lượng tia cực tím nhiều hơn từ Mặt Trời.

5.2.5. Hậu quả của sự suy thoái tầng ozon Thủng tầng ozon, một lượng lớn tia tử ngoại sẽ chiếu thẳng xuống Trái Đất. Con người và động thực vật phải gánh chịu những hậu quả nặng nề sau: Phá hủy hệ thống miễn dịch của cơ thể người và động vật, làm tăng khả năng mắc bệnh cho con người và động vật, đó chính là bệnh ung thư. Ngoài ung thư, tia tử ngoại còn gây bệnh đục thủy tinh thể, mắt sẽ bị lão hóa và mù lòa. Các tia bức xạ cực tím có năng lượng cao được hấp thụ bởi ozon được công nhận chung là một yếu tố tham gia tạo các khối u ác tính(ung thư da) - Hủy hoại các sinh vật nhỏ.

Làm mất cân bằng hệ sinh thái động thực vật biển: hơn 30% lượng đạm động vật cung cấp cho con người được lấy từ biển nên bất kỳ sự thay đổi nào của lượng UV-B cũng ảnh hưởng sự phát triển của hệ sinh thái biển. Tia tử ngoại UV-B tăng lên có thể làm giảm khối lượng các sinh vật phù du-nguồn thức ăn của nhiều loài sinh vật biển. Sự tăng lên của tia UV-B cũng có ảnh

32

hưởng nghiêm trọng sự sinh trưởng của các loài cá, tôm, cua và nhiều sinh vật khác, chủ yếu là giảm khả năng sinh sản của chúng. Bức xạ UV-B tăng cũng làm thay đổi thành phần các loài.

- Làm giảm chất lượng không khí: Suy giảm tầng ozon làm tăng lượng bức xạ tử ngoại UV-B đến mặt đất và làm tăng các phản ứng hóa học dẫn tới ô nhiễm khí quyển. Bức xạ tử ngoại UV-B kích thích tạo thành các phân tử có tác động hóa học mạnh, nhanh chóng tác dụng với các chất khác tạo thành các chất ô nhiễm mới - Ở thực vật: Vì quá trình phát triển của cây trồng phụ thuộc rất nhiều vào tia tử ngoại nên khi tăng tia tử ngoại UV-B có thể tác động các vi sinh vật trong đất, làm giảm năng suất lúa và của một số loại cây trồng khác. Sự tăng tia UVB có thể làm giảm khả năng chịu đựng của cây trồng, nếu chiếu tia tử ngoại với liều cao vào ngô, lúa thì năng suất sẽ kém, chất lượng cũng giảm sút.

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

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

5.2.6. Ngăn chặn sự suy thoái của tầng ozon

33

Để ngăn chặn sự suy thoái của tầng ozon, những chính sách cụ thể cần được đưa ra thực hiện như: -Khuyến khích hạn chế sử dụng năng lượng hạt nhân, từng bước nghiên cứu sử dụng năng lượng sạch như: năng lượng Mặt Trời, năng lượng gió, sóng biển…

- Xử lý ô nhiễm cục bộ trong từng khu công nghiệp, từng nhà máy, từng công đoạn sản xuất riêng biệt để giảm thiểu các loại bụi và khí độc hại vào bầu khí quyển.

- Giáo dục, tư vấn, tuyên truyền, vận động và hỗ trợ để các doanh nghiệp vừa và nhỏ cải tiến công nghệ nhằm loại trừ và ngăn chặn các hoạt động có ảnh

34

hưởng xấu đến tầng ozon, làm cho họ hiểu bảo vệ môi trường – bảo vệ tầng ozon là bảo vệ cuộc sống của chính họ.

-Tự bảo vệ mình khỏi sự tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng. Che chắn da, đeo kính râm, đội mũ nón khi đi ra ngoài nắng.

- Giảm ô nhiễm không khí do xe cộ và các thiết bị khác khi hoạt động xả khí thải vào môi trường.

- Tiết kiệm năng lượng, tiết kiệm nước trong sinh hoạt và làm việc.

- Sử dụng ánh sáng tự nhiên trong nhà và nơi làm việc nếu có thể.

- Tận dụng phương tiện giao thông công cộng hơn là dùng xe máy cá nhân hoặc taxi nếu có thể. Thỉnh thoảng đi xe đạp hoặc đi bộ đến nơi làm việc.

Giảm dùng các bao bì bằng nhựa xốp. Nếu có sẵn, nên tận dụng nhiều lần.

Bạn hãy vận động gia đình, bè bạn cùng làm như bạn. Chúng ta sẽ có một cuộc sống “xanh” hơn. Nếu cả thế giới chung tay làm những điều này, sẽ tạo ra môi trường xanh và sạch cho tất cả mọi người.

5.3 Hiện tượng mưa axit 5.3.1.

Khái niệm

Mưa axit là do sự kết hợp của các oxit phi kim và nước. Nước có sẵn trong tự nhiên, các oxit được thải ra từ hoạt động của con người, đặc biệt là việc sử dụng các loại nhiên liệu hóa thạch. Và điều đó dẫn đến kết quả là những cơn mưa chứa đầy chất axit.

35

Hình 5.1: Một cánh rừng thông của Czech bị hủy hoại bởi mưa axit.

5.3.2 Nguyên nhân Nguyên nhân chủ yếu là các loại oxit nito (N2O, N2O3, N2O4…) và oxit lưu huỳnh (SO, SO2, SO3). Những loại oxit này tạo nên những loại axit mạnh nhất là axit nitric (HNO3), và axit sulfuric (H2SO4). Ngoài ra còn một số nguyên nhân dẫn đến hiện tượng mưa axit trong tự nhiên như những vụ phun trào của núi lửa, hay các đám cháy…

Tuy nhiên nguyên nhân chủ yếu vẫn bắt nguồn từ các hoạt động của con người. Chỉ trong năm 1977, nước Mĩ đã thải vào bầu khí quyển 31 triệu tấn oxit sulfur và 22 triệu tấn oxit nito. Điều này có nghĩa là khoảng 500 kg/ 1 người.

80% oxit sulfur là do hoạt động của các thiết bị tạo năng lượng, 15% là do hoạt động đốt cháy của các ngành công nghiệp khác nhau, và 5% từ các nguồn khác.

Còn đối với oxit nito, 1/3 là do hoạt động của các máy phát năng lượng, 1/3 khác là do hoạt động đốt nhiên liệu để chuyển hóa thành năng lượng và phần còn lại cũng do các nguồn khác nhau.

36

5.3.2. Quá trình hình thành mưa axit Đối với SO2 pha khí: Ở pha khí có nhiều phản ứng khác nhau để chuyển đổi SO2 thành acid sulfuric. Một trong những phản ứng đó là phản ứng quang oxy hóa SO2 bởi tia UV. Tuy nhiên, phản ứng này đóng góp một phần không quan trọng vào việc tạo Ở thành acid sulfuric. Loại phản ứng thứ hai là quá trình oxy hóa SO2 bởi oxygen trong khí quyển, phản ứng diễn ra như sau: SO2 + O2 ---> 2 SO3 (1) SO3 + H2O ---> H2SO4 (2) Phản ứng số 2 xảy ra với tốc độ nhanh, trong khi phản ứng số 1 xảy ra rất chậm, do đó loại phản ứng số 2 này cũng đóng vai trò không quan trọng trong việc chuyển đổi SO2 thành acid sulfuric. Một số phản ứng khác cũng đóng vai trò không quan trọng trong việc chuyển đổi SO2 thành acid sulfuric bao gồm phản ứng oxy hóa bởi sản phẩm của phản ứng alkene - ozone, oxy hóa bởi phản ứng của các chất NxOy, oxy hóa bởi gốc peroxy.

Chỉ có loại phản ứng sau đây đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi SO2 thành acid sulfuric, phản ứng diễn ra như sau: HO + SO2(+M) ---> HOSO2(+M) Phản ứng này diễn ra với tốc độ rất nhanh, gốc hydroxy cần cho phản ứng được tạo ra bởi quá trình phân hủy quang học ozone. Ở pha lỏng: Ở pha lỏng SO2 tồn tại ở 3 dạng: [S(IV) ---> [SO2 (aq)] + [HSO3-] + [SO32-]

37

Quá trình phân ly diễn ra như sau: SO2 (aq)--->H+ + HSO3HSO3- (aq) ---> H+ + SO32Việc thiết lập cân bằng 2 phương trình trên phụ thuộc vào pH, kích thước các hạt nước, "hệ số liên kết" giữa nước và SO2.

Phản ứng oxy hóa SO2 ở pha lỏng nhờ vào các xúc tác kim loại như ion Fe3+, Mn2+ hoặc kết hợp của 2 ion trên. Tuy nhiên, phản ứng oxy hóa SO2 bởi ozone quan trọng hơn vì nó không cần xúc tác và hàm lượng ozone trong khí quyển cao hơn hàm lượng oxy nguyên tử trong khí quyển. Quá trình oxy hóa SO2 ở pha lỏng chiếm ưu thế nhất là quá trình oxy hóa bởi hydrogen peroxide, phản ứng này tạo nên một chất trung gian (A-), có thể là peroxymonosulfurous acid ion, phản ứng diễn ra như sau: HSO3- + H2O2 ---> A- + H2O A- + H+ ---> H2SO4 Đối với NOx: Ở pha khí: Việc tạo thành acid nitric chủ yếu nhờ vào phản ứng của gốc hydroxy, gốc này có hoạt tính cao và hiện diện nhiều trong khí quyển. Phản ứng diễn ra như sau: HO + NO2(+M) ---> HONO2(+M) Ở pha lỏng: Có 3 loại phản ứng đóng vai trò tương đương nhau trong việc chuyển hóa NOx thành acid nitric

38

2NO2 (g) + H2O (L) ---> 2 H+ + NO3- + NO2NO (g) + NO2 (g) + H2O (L) ---> 2H+ + 2NO23NO2 (g)+ H2O (L) ---> 2H+ + 2NO3- + NO (g) Ba loại phản ứng này phụ thuộc vào áp suất riêng phần của NOx hiện diện trong khí quyển và độ hòa tan rất thấp của NOx trong nước. Các phản ứng trên có thể tăng tốc độ với sự hiện diện của các chất xúc tác kim loại như Fe3+, Mn2+.

5.3.3. Ảnh hưởng của mưa axit ❖ Ảnh hưởng của mưa acid lên ao hồ và hệ thủy sinh vật Mưa acid ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến các ao hồ và hệ thủy sinh vật. Mưa acid rơi trên mặt đất sẽ rửa trôi các chất dinh dưỡng trên mặt đất và mang các kim loại độc xuống ao hồ. Ngoài ra vào mùa xuân khi băng tan, acid (trong tuyết) và kim loại nặng trong băng theo nước vào các ao hồ và làm thay đổi đột ngột pH trong ao hồ, hiện tượng này gọi là hiện tượng "sốc" acid vào mùa Xuân. Các thủy sinh vật không đủ thời gian để thích ứng với sự thay đổi này. Thêm vào đó mùa Xuân là mùa nhiều loài đẻ trứng và một số loài khác sống trên cạn cũng đẻ trứng và ấu trùng của nó sống trong nước trong một thời gian dài, do đó các loài này bị thiệt hại nặng. Acid sulfuric có thể ảnh hưởng đến cá theo hai cách: trực tiếp và gián tiếp. Acid sulfuric ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng hấp thụ oxy, muối và các dưỡng chất để sinh tồn. Đối với các loài cá nước ngọt acid sulfuric ảnh hưởng đến quá trình cân bằng muối và khoáng trong cơ thể chúng. Các phân tử acid trong nước tạo nên các nước nhầy trong mang của chúng làm ngăn cản khả năng hấp thu oxygen của các làm cho cá bị ngạt. Việc mất cân bằng muối Canxi làm giảm khả năng sinh

39

sản của các, trứng của nó sẽ bị hỏng ... và xương sống của chúng bị yếu đi. Muối đạm cũng ảnh hưởng đến cá, khi nó bị mưa acid rửa trôi xuống ao hồ nó sẽ thúc đẩy sự phát triển của tảo, tảo quang hợp sẽ sinh ra nhiều oxygen. Tuy nhiên do cá chết nhiều, việc phân hủy chúng sẽ tiêu thụ một lượng lớn oxy làm suy giảm oxy của thủy vực và làm cho cá bị ngạt.

Mặc dầu nhiều loại cá có thể sống trong môi trường pH thấp đến 5,9 nhưng đến pH này Al2+ trong đất bị phóng thích vào ao hồ gây độc cho cá.

Al2+ làm hỏng mang cá và tích tụ trong gan cá.

- Các ảnh hưởng của pH đến hệ thủy sinh vật có thể tóm tắt như sau Hơn nữa, do hiện tượng tích tụ sinh học, khi con người ăn các loại cá có chứa độc tố, các độc tố này sẽ tích tụ trong cơ thể con người và gây nguy hiểm đối với sức khoẻ con người. Ở trong các ao hồ, lưỡng thê cũng bị ảnh hưởng, chúng không thể sinh sản được trong môi trường acid.

Bạn có biết theo tiêu chuẩn an toàn lương thực của Canada, lượng muối thủy ngân trong các sông hồ chỉ được ở mức 0,005 ppm. Nhưng hiện nay người Eskimos và người dân da đỏ ở một số vùng của Canada ăn thịt cá và hải cẩu có hàm lượng thủy ngân lên đến 17,5, thậm chí 32,7 ppm. ❖ Ảnh hưởng của mưa acid lên thực vật và đất Một trong những tác hại nghiêm trọng của mưa acid là các tác hại đối với thực vật và đất. Khi có mưa acid, các dưỡng chất trong đất sẽ bị rửa trôi. Các hợp chất chứa nhôm trong đất sẽ phóng thích các ion nhôm và các ion này có thể hấp thụ bởi rễ cây và gây độc cho cây. Như chúng ta đã nói

40

ở trên, không phải toàn bộ SO2 trong khí quyển được chuyển hóa thành acid sulfuric mà một phần của nó có thể lắng đọng trở lại mặt đất dưới dạng khí SO2. Khi khí này tiếp xúc với lá cây, nó sẽ làm tắt các thể soma của lá cây gây cản trở quá trình quang hợp. Một thí nghiệm trên cây Vân Sam (cây lá kim) cho thấy, khi phun một hỗn hợp acid sulfuric và acid nitric có pH từ 2,5 - 4,5 lên các cây Vân Sam con sẽ làm xuất hiện và phát triển các vết tổn thương có màu nâu trên lá của nó và sau đó các lá này rụng đi, các lá mới sẽ mọc ra sau đó nhưng với một tốc độ rất chậm và quá trình quang hợp bị ảnh hưởng nghiêm trọng.

Bạn có biết ngành lâm nghiệp của Canada có thu nhập hàng năm 10 tỉ USD. 10% lực lượng lao động của Canada đang phụ thuộc vào lâm nghiệp. Nếu rừng bị tổn hại, sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến thu nhập và việc làm ở Canada. ❖ Ảnh hưởng đến khí quyển Các hạt sulphate, nitrate tạo thành trong khí quyển sẽ làm hạn chế tầm nhìn. Các sương mù acid làm ảnh hưởng đến khả năng lan truyền ánh sáng Mặt trời. Ở Bắc cực, nó đã ảnh hưởng đến sự phát triển của Địa y, do đó ảnh hưởng đến quần thể Tuần lộc và Nai tuyết - loại động vật ăn Địa y. ❖ Ảnh hưởng đến các công trình kiến trúc Các hạt acid khi rơi xuống nhà cửa và các bức tượng điêu khắc sẽ ăn mòn chúng. Ví dụ như tòa nhà Capitol ở Ottawa đã bị tan rã bởi hàm lượng SO2 trong không khí quá cao. Vào năm 1967, cây cầu bắc ngang sông Ohio đã sập làm chết 46 người; nguyên nhân cũng là do mưa acid. ❖ Ảnh hưởng đến các vật liệu

41

Mưa acid cũng làm hư vải sợi, sách và các đồ cổ quý giá. Hệ thống thông khí của các thư viện, viện bảo tàng đã đưa các hạt acid vào trong nhà và chúng tiếp xúc và phá hủy các vật liệu nói trên. ❖ Ảnh hưởng lên người Các tác hại trực tiếp của việc ô nhiễm do các chất khí acid lên người bao gồm các bệnh về đường hô hấp như: suyển, ho gà và các triệu chứng khác như nhức đầu, đau mắt, đau họng ... Các tác hại gián tiếp sinh ra do hiện tượng tích tụ sinh học các kim loại trong cơ thể con người từ các nguồn thực phẩm bị nhiễm các kim loại này do mưa acid.

5.5.5. Giải pháp khác phục Đối với SO2 Sử dụng than sạch - than đã được phân loại bằng trọng lực để loại FeS2 hoặc sử dụng than có hàm lượng sulfur thấp (subbituminuos).

Sử dụng phương pháp đốt fluidized bed.

Xử lý khí thải bằng phương pháp lọc ướt, sử dụng dung dịch nước vôi hoặc xút để làm chất hấp thụ. Phản ứng xảy ra như sau: CaCO3 + SO2 + H2O + O2 ----> CaSO4 + CO2 + H2O Xử lý khí thải bằng phương pháp lọc khô. Đối với NOx Sử dụng phương pháp đốt gọi là "Overfire Air". Theo phương pháp này một phần không khí cần thiết cho quá trình đốt sẽ được chuyển hướng lên phía

42

trên của buồng đốt. Làm như vậy, quá trình đốt sẽ diễn ra trong điều kiện có ít oxy hơn và làm giảm quá trình oxy hóa nitơ trong không khí thành NOx. Xử lý khí thải bằng chất xúc tác. Trong quá trình này người ta cho ammonia tác dụng với NO trong một buồng xúc tác.

4NO + 4 NH3 + O2 ----> 4N2 + 6 H2O 2NO2 + 4 NH3 + O2 ---> 3N2 + 6 H2O Trong các động cơ xe người ta gắn thêm một bộ phận lọc khí có hình tổ ong được mạ platinum, pallandium hoặc Rhodium. Ở tại bộ phận này sẽ diễn ra phản ứng oxy hóa, phản ứng khử để biến NOx, CO2 và các HCs thành các chất khí không gây hại

Tài liệu tham khảo 1.Hoàng Nhâm(2003),Hóa vô cơ tập 2,Nhà xuất bản giáo dục.

2. Hoàng Nhâm(2003),Hóa vô cơ tập 3,Nhà xuất bản giáo dục.

3. Khoahoc.tv 4. Phòng hóa K49 5. http://baigiang.violet.vn/present/show/entry_id/2808496