Đề tài Ozon và các vấn đề liên quan đến thủng tầng ozon
ĐỀ TÀI
Ozon và thủng tầng
ozon
Ozon và các vấn đề liên quan đến thủng tầng ozon
OZON VÀ THỦNG TẦNG OZON
Mục Lục
CHƯƠNG I
MỞ ĐẦU ........................................................................................................ 2
I.1 Tầng ozon cần thiết với chúng ta như thế nào?....................................... 2
I.2 Mục tiêu của bài báo cáo:........................................................................ 2
I.3 phạm vi nghiên cứu :............................................................................... 2
CHƯƠNG II
TỔNG QUAN VỀ TẦNG OZON.................................................................. 3
II.1.Giới thiệu chung về ozon và tầng ozon trong khí quyển........................ 3
II.2. Ozon..................................................................................................... 4
II.2.1 Tính chất vật lý của ozon ................................................................ 4
II.2.2. Tính chất hóa học:.......................................................................... 4
II.2.3 Sự tạo thành ozon:………………… …………………………… 6
II.2.4. Ứng dụng và độ độc hại của ozon................................................... 5
II.3 .Tầng ozon............................................................................................. 6
II.3.1 Vai trò của tầng ozone ........................................................................ 7
a. Ôzon ở tầng bình lưu ............................................................................ 7
b. Ôzon ở tầng đối lưu............................................................................. 7
II.3.2 Quá trình phân huỷ ozon trong khí quyển ........................................... 8
II.3.3 Nguyên nhân của việc thủng tầng ozone. ...........................................10
II.3.4. Hiện trạng về tầng ozone và các hiệp ước bảo vệ tầng ozone. ...........12
II.3.4.1 Hiện trạng: ..................................................................................12
II.3.4.2 Các hiệp ước bảo vệ tầng ozone ..................................................13
CHƯƠNG 3:
KHÍ CFC & LỖ THỦNG TẦNG OZONE..................................................16
III.1Tổng quan về khí CFC .........................................................................16
III.2.Nguyên nhân hình thành khí CFC........................................................18
III.3.Cơ chế phân hủy ozon của khí CFCs ..................................................19
III.4.Ảnh hưởng khí CFCs đến tầng ozone .................................................20
CHƯƠNG 4.
HẬU QUẢ& BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU CÁC YẾU TỐ GÂY THỦNG
TẦNG OZONE .............................................................................................21
IV.1 Hậu quả...............................................................................................21
IV.2 Biện pháp:...........................................................................................22
CHƯƠNG V
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................25
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..............................................................................26
Bảng III.1: Các chất CFC chủ yếu……………………………………………17
Bảng III.2: Các số liệu một số hợp chất CFC gây lỗ thủng tầng Ozone……...18
Bảng IV.1: Tác động của Ozon đối với thực vật …………………………….22
Bảng IV.2: Tác động của Ozon tới sức khoẻ của con người………………....22
Nhóm 1 DH06MT
Trường ĐH Nông Lâm TP HCM
1
Ozon và các vấn đề liên quan đến thủng tầng ozon
CHƯƠNG I
MỞ ĐẦU
I.1 Tầng ozon cần thiết với chúng ta như thế nào?
Tầng ozone rất quan trọng đối với sự sống trên Trái đất vì nó hấp thụ
phần lớn tia cực tím của bức xạ mặt trời, không cho các tia này đến được Trái
đất. Nếu tầng ozone 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 (cataract), làm giảm sản lượng
lương thực, ảnh hưởng đến hệ sinh thái biển.
I.2 Mục tiêu của bài báo cáo:
ü Tìm hiểu về tầng ozon trong khí quyển ( vị trí, chức năng…)
ü Giúp chúng ta hiểu rõ hơn về quá trình hình thành và phân hủy ozon
ü Nguyên nhân vì sao tầng ozon chúng ta càng ngày càng bị suy giảm.
ü Cơ chế gây “ thủng tầng ozon “ của khí CFCs
I.3 phạm vi nghiên cứu :
Nghiên cứu về:
Ozon trong tầng bình lưu và đối lưu .
Tác nhân và cơ chế chính làm “ thủng tầng ozon “ của khí CFCs
Nhóm 1 DH06MT
Trường ĐH Nông Lâm TP HCM
2
Ozon và các vấn đề liên quan đến thủng tầng ozon
CHƯƠNG II
TỔNG QUAN VỀ TẦNG OZON.
II.1.Giới thiệu chung về ozon và tầng ozon trong khí quyển:
Ta cũng biết bầu khí quyển bao quanh Trái đất của chúng ta được chia ra
làm nhiều tầng khác nhau: từ mặt đất lên đến độ cao 10 km là tầng đối lưu và
từ 10 km trở lên đến 50 km là tầng bình lưu , độ cao 50-85 km là tầng trung lưu
, tầng nhiệt nằm ở độ cao 85-100km và cuối cùng là tầng điện ly ở độ cao trên
800 . Trong đó khoảng 90% lượng ozone trong khí quyển của chúng ta tập
trung ở tầng bình lưu.
Trong khí quyển, Ôzôn chiếm một tỷ lệ không lớn nhưng nó lại có vai
trò đặc biệt quan trọng trong các quá trình vật lý xảy ra ở các lớp khí quyển
trên cao. Ôzôn phân bố rải rác trong lớp khí quyển từ mặt đất tới độ cao khoảng
50-60 km, nhưng tập trung phần lớn ở độ cao từ 20-35 km. Theo chiều cao từ
mặt đất đến độ cao 10 km, lượng Ôzôn thay đổi không theo quy luật nào cả.
Đến độ cao từ 10 km trở lên, lượng Ôzôn tăng theo chiều cao và đạt cực đại ở
độ cao từ 20-25 km, sau đó lượng Ôzôn giảm và trở nên không đáng kể ở độ
cao 55-60 km. Mật độ trung bình của Ôzôn trong lớp khí quyển dưới 60 km
vào khoảng 0,9x10-7 kg/m3, lớn nhất khoảng 6,0x 10-7 kg/m3. Toàn bộ Ôzôn
trong khí quyển chỉ vào khoảng 3,2x109 tấn.
Hình 1: Phân bố ozon trong khí quyển
Nhóm 1 DH06MT
Trường ĐH Nông Lâm TP HCM
3
Ozon và các vấn đề liên quan đến thủng tầng ozon
Ngoài thay đổi theo chiều cao, lượng ôzôn còn biến thiên theo thời gian
và theo vĩ độ địa lý. Các kết quả nghiên cứu 10 năm gần đây cho thấy độ dày
dẫn xuất của ôzôn (tức độ dày của lớp ôzôn có trong cột không khí có tiết diện
một đơn vị diện tích, ở nhiệt độ 00C và áp suất p =760 mmHg) ở tất cả các vĩ
độ nhìn chung đều tăng vào mùa xuân, giảm vào mùa thu và mùa đông. Vào
cùng thời điểm trong năm, lượng ôzôn ở xích đạo nhỏ, càng về phía hai cực,
lượng ôzôn càng tăng.
II.2. Ozon
II.2 .1 Tính chất vật lý của ozon
Ôzon (O3) là chất khí có màu lam nhạt, có mùi hắc đặc trưng và
trong suốt; ở nồng độ cao có màu xanh da trời, ở thể lỏng có màu lục
thẫm…; nhiệt độ nóng chảy là -193oC, nhiệt độ sôi là -111,9oC; tỷ trọng (so
với không khí) d = 1,658; trong môi trường nước có độ pH = 0 có thế Ôxy
hoá khử là 2,07 V. Ôzôn là chất hấp thụ mạnh các tia tử ngoại, tia nhìn thấy
và tia hồng ngoại. Ôzôn 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.
Ôzôn dễ hoà tan trong nước hơn ôxy và sự hoà tan của ôzôn trong nước phụ
thuộc vào nhiệt độ và áp suất riêng phần của nó trong không khí, khi nhiệt
độ càng tăng khả năng hoà tan Ôzôn trong nước càng giảm.
II.2 .2. Tính chất hóa học:
- Ôzôn có hoạt tính Ôxy hoá rất cao, đóng vai trò như một tác nhân Ôxy hoá
mạnh trong rất nhiều phản ứng hoá học như: phản ứng với các chất hữu cơ
(Phenol, các hợp chất đa vòng, các hợp chất Amin, các hợp chất có liên kết
đôi (C = C) và liên kết đơn (C-H)…). Ngoài ra ôzôn còn có khả năng khử
mùi, màu, khử trùng đối với nước và nước thải.
- Ôzôn không bền, dễ dàng bị phân huỷ thành Oxi phân tử và Oxi nguyên
tử. Ví dụ: O3= O2 + O
Nhóm 1 DH06MT
Trường ĐH Nông Lâm TP HCM
4
Ozon và các vấn đề liên quan đến thủng tầng ozon
- Dễ dàng oxi hoá iodua đến iot tự do: O3 + 2KI + H2O = I2 + O2 + 2 KOH
- Giấy tẩm dung dịch Kali iodua và hồ tinh bột ( giấy iot tinh bột ) chuyển
ngay thành màu xanh khi có mặt Ôzôn trong không khí.
- Tác dụng với các phân tử thuộc nhóm halogen Flo, Clo, Brom, Iot.
- Khử các chất gây ô nhiễm có trong nước bằng phương pháp hóa học (sắt,
asen, hiđrô sulfid, nitơrit, và các chất hữu cơ phức tạp liên kết với nhau tạo
ra "màu" của nước)
II.2.3. Sự tạo thành ôzôn
Trong tự nhiên ôzôn được tạo ra do các phản ứng quang hóa của oxy,oxit
nitơ, đặc biệt ôzôn được tạo ra mạnh tại các tầng cao (bình lưu) của khí quyển,
nơi mà cường độ các tia ánh sáng cứng (cực tím, tia X, v.v...) rất lớn.
Ôzon trong bầu khí quyển được tạo thành khi các tia cực tím chạm phải các
phân tử oxy ,tạo thành hai nguyên tử oxy đơn ,được gọi là oxy nguyên tử
Ôxy nguyên tử kết hợp cùng một phân tử oxy tạo thành phân tủ ozon .Phân tử
ozon có hoạt tính cao,khi bị tia cực tím chạm phải,lại tách ra thành một phân tủ
oxy và một oxy phân tủ . Đây là một quá trình liên tục gọi là chu kỳ ôxy-ôzon
O2 + Tia cực tím ’O + O
O + O2 ’ O3
Trong công nghiệp, người ta tạo ôzôn bằng cách phóng điện trong ôxy
hoặc trong không khí.
II.2.4. Ứng dụng và độ độc hại của ozon
II.2.4.1.Ứng dụng
Do ôzôn là tác nhân ôxy hóa mạnh nên có thể dùng ôzôn để làm chất ôxy hóa,
khử trùng bệnh viện, tác nhân khử trùng trong xử lý nước thải, bảo quản hoa
quả tươi (nước ôzôn). Một trong những ứng dụng quan trọng nhất của ôzôn
hiện nay là khử trùng nước uống. Khử trùng nước uống bằng ôzôn có ưu điểm
Nhóm 1 DH06MT
Trường ĐH Nông Lâm TP HCM
5
Ozon và các vấn đề liên quan đến thủng tầng ozon
hơn hẳn so với khử trùng bằng clo (Cl2) vì dùng ôzôn sẽ không lo tồn tại trong
nước các sản phẩm cloramin, là chất được cho là có khả năng gây ung thư
Trong y khoa, ozon dùng để chữa răng sâu, một lượng nhỏ ozon dùng để chữa
bệnh lao.
II.2.4.2. Độ độc hại
Ôxy là chất khí duy trì sự sống (nếu trong khí thở có ít hơn 15% ôxy thì cơ
thể đã có thể chết ngạt), nhưng ôzôn lại là khí độc hại. Ôzôn gây phù phổi
nặng, làm co thắt và tê liệt đường hô hấp khiến người bệnh không có phản ứng
khi có các dị vật lọt vào. Vì vậy, khi tiếp xúc lâu dài với ôzôn sẽ có nguy cơ bị
tích tụ các dị vật trong phế quản và phổi, là điều kiện có khả năng dẫn đến ung
thư.
Ngưỡng cho phép của ôzôn trong khí thở là 0,2 mg/m3 (hay 0,1ppm), tuy nhiên nếu
tiếp xúc lâu dài với ôzôn ngay cả trong điều kiện nồng độ thấp hơn ngưỡng cho phép
này cũng sẽ làm con người mỏi mệt, đau đầu, viêm họng và niêm mạc mắt, v.v...Còn
nếu nồng độ ôzôn lớn hơn ngưỡng cho phép, người ta có thể bị phù phổi.
Tại các vùng công nghiệp tập trung có khói mù công nghiệp, vào mùa hè
nồng độ ôzôn trong khói mù có thể đạt 0,3-0,4 mg/m3 và rất nguy hại cho cuộc
sống con người. Đó là chưa kể tác động độc hại của các chất khác có trong khói
mù.
II.3 .Tầng ozon
- Mật độ tập trung cao nhất của ozone trong khí quyển nằm ở tầng bình
lưu – Stratophere ( khoảng 20-50 Km tính từ mặt đất) trong khu vực được biết
đến như là tầng ozone
- Bề dày của tầng ozone được đo bằng đơn vị DU ( 1DU =0,01 mm) và
có giá trị từ 290-310 DU trên toàn cầu.
Khi bề dày của lớp ozone giảm xuống thấp hơn 2/3 bề dày bình thường
gọi là sự suy giảm tầng ozone.
Nhóm 1 DH06MT
Trường ĐH Nông Lâm TP HCM
6
Ozon và các vấn đề liên quan đến thủng tầng ozon
II.3.1 Vai trò của tầng ozone
Tầng ozone ngăn 97-99% tia cực tím của bức xạ mặt trời không cho đến
Trái đất, có tác dụng lọc tia UV nguy hại gây nguy hiểm cho thảm thực vật và
có thể gây ung thư và bệnh đục thuỷ tinh thể ở người. Nếu tầng ozone bị suy
giảm 1% sẽ dẫn đến việc gia tăng tia cực tím ở tầng đối lưu khoảng 2%
Tầng ozon chống sự xâm nhập và phá hủy của tia tử ngoại đối với trái đất.
a. Ôzon ở tầng bình lưu
Tầng bình lưu (Stratosphere): ở độ cao từ 10-50 km. Nhiệt độ và áp suất của
tầng này tăng theo chiều cao. Các nhà khoa học giải thích rằng sự gia tăng nhiệt
độ là do càng lên cao càng gần với lớp ozone. Lớp ozone là lớp không khí nơi
đó hàm lượng khí ozone rất cao, có khả năng hấp thu tia cực tím của mặt trời.
Lớp ozone xuất hiện ở độ cao 18-30 km. Nồng độ ozone cao nhất ở độ cao 20-
25 km, cao hơn 1000 lần so với tầng đối lưu (khoảng 10 ppm).
Tầng bình lưu nằm ngay phía trên tầng đối lưu và ở phía dưới của tầng trung
lưu.
Ozone liên tục được tạo ra và phân hủy trong tầng bình lưu. Trước khi bắt đầu
xu hướng suy giảm ozone, lượng ozone trong tầng bình lưu được giữ ổn định
nhờ vào cân bằng giữa tạo thành và phân hủy các phân tử ozone do tác động
của tia cực tím.
98% tia cực tím của bức xạ mặt trời (UV-B và UV-C) được hấp thụ ở tầng
bình lưu để tạo thành và phá hủy ozone theo các quá trình tự nhiên. Hiệu suất
chuyển đổi giữa ozone và oxy là 300 triệu tấn/ngày.
b. Ôzon ở tầng đối lưu
Tầng đối lưu (Troposphere): cao đến 10 km tính từ mặt đất, là tầng tiếp
giáp với bề mặt trái đất. Nhiệt độ và áp suất của tầng này giảm theo chiều cao.
Trên mặt đất có nhiệt độ trung bình là 15oC, lên đến độ cao 10 km chỉ còn từ -
50oC đến -80oC.
Tầng đối lưu là một tầng chuyển tiếp giữa lớp thấp nhất của bầu khí quyển Trái
Đất và tầng bình lưu. Tầng đối lưu trải dài chừng 10 dặm phía trên đường xích
Nhóm 1 DH06MT
Trường ĐH Nông Lâm TP HCM
7
Ozon và các vấn đề liên quan đến thủng tầng ozon
đạo và khoảng 5 dặm phía trên các cực của Trái Đất. Từ trước tới nay, không
các vệt khí như như O3 (ozone), NOx (oxid nitơ, x=1,2..)Các vệt khí này
thường thay đổi, có hàm lượng rất thấp (ppb, ppt) và thường là các chất ô
nhiễm.
Ozone trong tầng này được hình thành từ các chất khí được tạo ra trong quá
trình sản xuất công nghiệp, hoạt động của giao thông dưới tác dụng của bức xạ
cực tím của mặt trời.
NO2 + hv ’ NO + O
O + O2 ’ O3
Khi tia cực tím chiếu vào ôzôn, nó chia ôzôn thành phân tử O2 và nguyên tử
của ôxy nguyên tử .Ôxy nguyên tử kết hợp với N2 để tạo thành các nitơ ôxít;
sau đó nó lại bị phá vỡ bởi ánh sáng nhìn thấy để tái tạo ôzôn.
Chu trình Nitơ ôxít để tạo thành ôzôn cũng có thể bị phá vỡ do sự có
mặt của hơi nước trong khí quyển vì nó làm biến đổi các nitơ ôxít thành các
dạng bền vững hơn
II.3.2 Quá trình phân huỷ ozon trong khí quyển
Dưới tác dụng của các tia tử ngoại, phân tử Ô xy có thể phân ly thành 2
nguyên tử Ô xy:
O3 + hn (l = 220 – 330 nm)
à
O2 + O + Q
Ngoài ra Ôzôn có thể bị phá hủy bởi các nguyên tử clo, flo hay brôm
trong bầu khí quyển. Các nguyên tố này có trong một số hợp chất bền nhất
định, đặc biệt là chlorofluorocacbon (CFC), đi vào tầng bình lưu và được giải
phóng bởi các tia cực tím.
Quan trọng nhất là các nguyên tử clo được tạo thành như thế sẽ trở thành chất
xúc tác phá huỷ các phân tử ôzôn trong một chu kỳ khép kín. Trong chu kỳ
này, một nguyên tử clo tác dụng với phân tử ôzôn, lấy đi một nguyên tử ôxy
(tạo thành ClO) và để lại một phân tử ôxy bình thường. Tiếp theo, một ôxy
nguyên tử tự do sẽ lấy đi ôxy từ ClO và kết quả cuối cùng là một phân tử ôxy
và một nguyên tử clo, bắt đầu lại chu kỳ. Một nguyên tử clo đơn độc sẽ phân
hủy khoảng 100.000 phân tử ozon.
Nhóm 1 DH06MT
Trường ĐH Nông Lâm TP HCM
8
Ozon và các vấn đề liên quan đến thủng tầng ozon
QUÁ TRÌNH OZONE GIẢI
Nhóm 1 DH06MT
Trường ĐH Nông Lâm TP HCM
9
Ozon và các vấn đề liên quan đến thủng tầng ozon
Cơ chế phân hủy của ozone bằng các hợp chất hydrocacbon
Lượng ozon phân huỷ càng nhiều thì tầng ozon càng bị suy giảm.
II.3.3 Nguyên nhân của việc thủng tầng ozone.
· Do giá lạnh, acid nitric kết tủa thành giọt với nước. Khi nhiệt độ ở mức
-80oC, nó sẽ lớn lên và tạo thành những tinh thể băng lớn. Khí
chloroflurocarbon (CFC) và những giọt chất hóa học này bào mòn tầng
ozone, là tác nhân chính phá hủy tầng ozone. Nó là các phân tử bền vững
nhưng khi gặp các tinh thể băng này sẽ gây phản ứng và chuyển hóa thành
các chất hóa học gốc.Các chất hóa học này, mà y học thường gọi là “các
Nhóm 1 DH06MT
Trường ĐH Nông Lâm TP HCM
10
Ozon và các vấn đề liên quan đến thủng tầng ozon
gốc tự do”, rất dễ tạo phản ứng với ozone để trở lại trạng thái bền vững. Kết
quả là tầng ozone bị phá hủy thành khí oxy thông thường. Trong số đó, phá
hủy mạnh nhất là gốc chlor và brom. Các nhà khoa học phát hiện chính hợp
chất hóa học của Clo, Brom, Flo, thường được sử dụng trong các bình phun,
xịt bằng áp lực đã phân hủy những hợp chất của ozone. Đến tận giữa thập
kỷ 90, người ta mới phát hiện thêm một “thủ phạm tích cực” nữa đó chính
là chất thải công nghiệp đặc biệt là các khí NOx,CO2… Những chất thải loại
này vẫn bền bỉ và dai dẳng bay vào bầu khí quyển và làm công việc phá
hoại tầng ozone
· Mặt khác, lốc xoáy khí ngăn cản một phần ozone tràn tới bù đắp lỗ
thủng, khiến nó ngày càng lan rộng. Đồng thời, lốc xoáy này di chuyển
đến những vùng sáng, có tia nắng mặt trời. Sự di chuyển này có liên
quan tới các khí gây hiệu ứng nhà kính thải vào tầng bình lưu.
· Khi nền công nghiệp ngày càng hiện đại hóa, kéo theo quá trình sản xuất
công nghiệp gia tăng đột biến là lượng khí thải CO2 lên bầu khí quyển
tăng mạnh, gây mất cân bằng CO2 trong khí quyển và dẫn đến hàm
lượng CO2 vượt mức quy định gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến tầng
ozone.
· Tầng ozone bị suy giảm do con người thải các chất khí CFC
(chloroflurocacbon) và các chất ODS (ozone depleting substances) khác
vào khí quyển. CFCs được sử dụng làm chất sinh hàn, chất tạo bọt, dung
môi…Các chất ODS khác bao gồm: methyl bromide ( làm thuốc trừ
sâu), halons (trong các bình chữa cháy), methyl chloroform (dùng làm
dung môi trong nhiều nghành công nghệ
· Việc xả khói bụi và các chất hóa học vào bầu không khí đã gây ảnh
hưởng xấu đến tầng ozone. Ví dụ về các chất độc là cacbon monoxide,
sulfur dioxide, các chất
Nhóm 1 DH06MT
Trường ĐH Nông Lâm TP HCM
11
Ozon và các vấn đề liên quan đến thủng tầng ozon
II.3.4. Hiện trạng về tầng ozone và các hiệp ước bảo vệ tầng ozone.
II.3.4.1 Hiện trạng:
Con người bắt đầu tiến hành đo đạc tầng ozone từ các trạm trên mặt đất
vào năm 1956 ở vịnh Halley, Nam cực. Đầu những năm 1970 con người bắt
đầu tiến hành đo đạc tầng ozone từ các vệ tinh. Tuy nhiên, các đo đạc tổng hợp
chỉ bắt đầu tiến hành vào năm 1978 bởi vệ tinh Nimbus-7. Một nghiên cứu ở
diện rộng đã cho rằng trên bình diện toàn cầu tầng ozone đã bị suy giảm 2,5%
trong khoảng thời gian từ 1969 -1986, và thêm 3% nữa từ năm 1986 -1993.
98% tia cực tím của bức xạ mặt trời (UV-B và UV-C) được hấp thụ ở tầng bình
lưu để tạo thành và phá hủy ozone theo các quá trình tự nhiên. Và các số liệu
đo đạc về diện tích của lỗ thủng từ năm 1979 đến nay:
Năm 1979. Việc đo lỗ thủng tầng Ôzôn bằng vệ tinh lần
đầu tiên được NASA thực hiện vào năm này.
Năm 1998. Lỗ thủng lớn che phủ 10,5 triệu dặm vuông vào
tháng 9 năm 1998. Đó là kích thước lớn kỷ lục trước năm
2000.
Năm 2000. Lỗ thủng tầng Ôzôn khổng lồ đạt tới 11,4 triệu dặm vuông vào
tháng 9 năm 2000. Đó là lỗ thủng lớn nhất đã từng đo được. Diện tích xấp xỉ ba
lần diện tích nước Mỹ. Sau đó, năm 2003, lỗ thủng tầng Ôzôn
che phủ 11,1 triệu dặm vuông là lỗ thủng lớn thứ 2.
Năm 2001. Vào tháng 9 năm 2001, lỗ thủng tầng Ôzôn bao
phủ khoảng 10 triệu dặm vuông. Lỗ thủng này nhỏ hơn năm
2000, nhưng vẫn lớn hơn tổng diện tích của Nước Mỹ,
Canada và mêxico
Năm 2002. Lỗ thủng tầng Ôzôn thu hẹp lại và tháng 9 năm
Nhóm 1 DH06MT
Trường ĐH Nông Lâm TP HCM
12
Ozon và các vấn đề liên quan đến thủng tầng ozon
2002 là lỗ thủng nhỏ nhất từ năm 1998. Lỗ thủng ở Nam Cực năm 2002 không
những nhỏ hơn năm 2000 và 2001, mà còn tách ra thành 2 lỗ riêng biệt. Kích
thước nhỏ có thể do điều kiện nóng ấm không bình thường và sự phân tách có
thể do các khu vực thời tiết của tầng bình lưu khác thường.
Năm 2003. Lỗ thủng tầng Ôzôn che phủ 11,1 triệu dặm
vuông, và là lỗ thủng kỷ lục đứng thứ hai. Năm 2000 là năm
lỗ thủng lớn nhất. Lỗ thủng lớn do gió lặng và thời tiết rất
lạnh.
Năm 2004. Tháng 9 năm 2004, lỗ thủng là 9,4 triệu dặm
vuông. Lỗ thủng này nhỏ hơn năm 2003, có thể do thời tiết
Cực Nam tương đối ấm.
Năm 2005. Lỗ thủng ở tầng Ôzôn phía trên Cực Nam xuất
hiện lớn hơn năm ngoái nhưng vẫn nhỏ hơn năm 2003. Lỗ
thủng năm 2005 che phủ khoảng 10 triệu dặm vuông. Theo số
liệu về thời tiết của Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO) cho
thấy mùa đông 2005 ấm hơn năm 2003, nhưng lạnh hơn năm
2004. Kích thước lỗ thủng năm 2005 gần mức trung bình năm
1995-2004. Lỗ thủng này lớn hơn năm 2004, nhưng nhỏ
hơn năm 2003.
Năm 2008. lỗ thủng tầng ozone ở Nam Cực có diện tích đến
27 triệu km2. Con số này lớn hơn nhiều so với diện tích lớn
nhất của nó được ghi nhận năm 2007 là 25 triệu km2.
II.3.4.2 Các hiệp ước bảo vệ tầng ozone.
- Hàng năm, vào ngày 16/9, cộng đồng quốc tế đều
tiến hành kỷ niệm Ngày Thế giới Bảo vệ tầng Ozone với
mục đích nhắc lại tính cần thiết phải tăng cường hợp tác
Nhóm 1 DH06MT
Trường ĐH Nông Lâm TP HCM
13
Ozon và các vấn đề liên quan đến thủng tầng ozon
quốc tế để hạn chế các nguy cơ mà hoạt động của con người có thể gây ra cho
trái đất.
- Ngày ký kết Nghị định thư Montreal về các chất làm suy giảm tầng
Ozone, 16/9/1987 đã được thế giới chọn làm Ngày Thế giới Bảo vệ tầng Ozone
- Hiệp định Viena bảo vệ tầng Ozone – 1985 các nước đã kí công ước
viên có 22 nước tham gia, đề ra các biện pháp bảo vệ tầng ozon.
- Ngày 16/9/1987 Nghị định thư Montreal có 40 nước ký tên cam kết
giảm sản xuất và tiêu thụ 5 loại CFC theo từng giai đoạn.Mức sản xuất và tiêu
thụ năm 1989 sẽ bằng mức năm 1986, đến năm 1994 và 1996 chỉ còn 80 và
50% mức đó. Còn các nước đang phát triển sẽ được chấp nhận có thể tăng chút
ít cho đến năm 1990 nhưng đến 1994 sẽ giảm 90% và đến năm 1999 lại giảm
thêm 65% nữa.
- Năm 1989, các nước kí kết công ước và nghị định thư bảo vệ tầng ozon
tự mình ngăn cấm nhập khẩu các chất được quy định trong các văn kiện nói
trên từ các nước không tham gia kí kết.
- Ngày 28/9/1990, 70 nước họp ở Luân Đôn lại cam kết giảm thêm mức
sản xuất và sử dụng chất CFC đã quy định trong các văn kiện kí trước đây để
đến năm 2000 và 2005 thì cấm hoàn toàn.
- Ngày 22/2/1992, các bộ trưởng Môi trường của Cộng đồng châu Âu
họp ở Estoril (Bồ Đào Nha) quyết định cấm CFC từ năm 1995.
Năm 1993 bắt buộc phải thu hồi các chất CFC đã sử dụng làm chất lỏng gây
lạnh có trọng lượng quá 2kg.
- Từ 5 đến 12/7/1995, Hội nghị Viên (Áo) lên án sử dụng chất bromua
trong nông nghiệp nhiệt đới. Cấm các nước công nghiệp hóa dùng hóa chất này
kể từ năm 2010, sau khi giảm dần từng năm một.Còn các nước đang phát triển
đến năm 2002 sẽ chỉ sử dụng ngang mức bình quân của năm 1995-1998.
- Ngày 1/1/1996, cấm sản xuất CFC trong các nước công nghiệp phát
triển trừ CFC dùng trong tủ lạnh và mút cứng.
- Hiện đã có 191 nước và vùng lãnh thổ phê chuẩn và thực hiện Nghị
định thư Montreal. Đến năm 2007 đã loại trừ được 97% lượng sản xuất và sử
dụng các chất chính làm suy giảm tầng ozone (CFC, Halon, CTC) từ 1,5 tỷ tấn
Nhóm 1 DH06MT
Trường ĐH Nông Lâm TP HCM
14
Ozon và các vấn đề liên quan đến thủng tầng ozon
năm 1989 xuống còn 52 triệu tấn vào năm 2007 và các chất này sẽ được loại
trừ hoàn toàn vào cuối năm 2009. Quỹ đa phương về ozone do các nước phát
triển đóng góp trong 20 năm qua đã chi 2,475 tỷ USD cho các nước đang phát
triển để thực hiện các cam kết quốc gia trong khuôn khổ Nghị định thư
Montreal.
Thực hiện Nghị định thư Montreal đã giúp giảm được 25 tỷ tấn CO2 do
các chất làm suy giảm tầng ozone thải ra; đồng thời tránh được hàng chục triệu
ca ung thư da, tiết kiệm được hàng ngàn tỷ USD chi phí cho chăm sóc sức
khỏe.
Nhóm 1 DH06MT
Trường ĐH Nông Lâm TP HCM
15
Ozon và các vấn đề liên quan đến thủng tầng ozon
CHƯƠNG 3:
KHÍ CFC & LỖ THỦNG TẦNG OZONE.
III.1Tổng quan về khí CFC
Chlorofuorocarbons (viết tắt là CFCs) có các tên thương mại là CFC-12,
CFC-113... Trong đó con số hàng trăm cộng thêm 1 dùng để chỉ số carbon có
trong hợp chất này; số hàng chục trừ đi một chỉ số hydrogen có trong hợp chất
này và số hàng đơn vị chỉ số fluorine có trong hợp chất này. Ví dụ CFC -113 có
2 carbon, 0 hydrogen và 3 fluorine; CFC -12 có 1 carbon, 0 hydrogen và 2
fluorine.
CFCs được tổng hợp đầu tiên vào năm 1928 để sử dụng như là chất sinh
hàn. Đến năm 1930 CFCs được thương mại hóa bởi công ty Du Pont. Vào năm
1988 lượng CFCs tiêu thụ ước khoảng trên 1 tỉ kg.
Từ khi có khái niệm Freon – 12 vào năm 1930, việc sử dụng chất tải
lạnh này được tăng cường nhanh chóng, Hợp chất CF2Cl2 ( F-12) dưới tên gọi
“Freon” và “Genetron”- chất tải lạnh ”huyền dịu” có gốc CFC. Hơn ¾ sản
lượng CFC trên thế giói thuộc về Hoa Kì. Tính độc và hoạt tính hoá học thấp,
không cháy và không gây kích thích.
CFC 11 hoặc CFCl3 hoặc CFCl2 hoặc CF2Cl2 (còn gọi là freon 12 hoặc F12) là
những chất thông dụng của CFCS
Nhóm 1 DH06MT
Trường ĐH Nông Lâm TP HCM
16
Ozon và các vấn đề liên quan đến thủng tầng ozon
Bảng III.1: Các chất CFC chủ yếu
Chất CFC
Phạm vi sử dụng
hệ thống điều hoà không khí, hệ thống
lạnh, chất bọt làm sạch,chất đẩy sol khí
Hệ thống lạnh, vhất đẩy sol khí, chất khử
trùng
freon 11- triclofloruametan CFCl3
Freon 12 – Diclofloruanmetan
CF2Cl2
Freon 12- CF3Cl
Freon 22- CHF2Cl
Hệ thống lạnh
Chất đẩy sol khí
Hệ thống lạnh, chất btj làm sạch, chất
đẩy sol khí
Freon 114- CF2ClCF2Cl(C2F4Cl2)
Freon 115- CF2ClCF3 (C2F5Cl)
Chất halon:CF2ClBr
Dập tắt lửa
CFC cũng như các chất halon là các chất có tính ổn định cao. Tuy nhiên
bức xạ cực tím (sóng ngắn) xuất hiện trong tầng bình lưu phân li chúng. 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
Các nguyên tử Cl, F, Br tác dụng huỷ diệt O3 theo phản ứng:
Cl + O3 ’ ClO + O2
ClO +O3 ’ Cl +2O2
Như vậy một nguyên tử Cl (hay F, Br) có thể tác dụng với 100000 phân
tử O3 để biến O3 thành O2.
Nhóm 1 DH06MT
Trường ĐH Nông Lâm TP HCM
17
Ozon và các vấn đề liên quan đến thủng tầng ozon
Nồng độ, thời gian và tác dụng phân huỷ O3 của một số CFC như sau:
Bảng III.2:Các số liệu một số hợp chất CFC gây lỗ thủng tầng Ozone
Tác dụng
Thời gian
tồn tại
Nồng độ
trong khí
quyển toàn
cầu (ppb)
Tỉ lệ phát
thải đến
tầng bình
lưu (%)
phân huỷ
O3 ở tầng
bình lưu
(107
Công thức
hoá học
Tên gọi
trong khí
quển
(năm)
kg/năm)
Metil
clorua
CH3CL
CFCl3
0.62
0.28
0.48
0.12
0.12
2 – 3
~ 83
<=3
100
100
<=100
9
6.1
2.7
3.9
1.2
3.8
CFC
(Freon)11
CFC
CF2Cl2
CCl4
>80
50
(Freon) 12
Cacbon
tetraclorua
Tricloetan
CH3CCl3
~9
III.2.Nguyên nhân hình thành khí CFC
CFC được sử dụng rất rộng rãi làm chất tải lạnh ( trong hệ thống điều
hoà không khí và thiết bị lạnh). CFC cũng được sử dụng như chất đẩy và làm
tan sol khí. Năm 1940 người ta đã phát triển loạt CFC được chế tạo dễ dàng
làm chúng được nhanh chóng phổ biến trong nhiều lĩnh vực như chất đẩy khí,
dung môi làm sạch, bọt nhựa, bao bì đựng thức ăn, chất khử trùng dụng cụ
phẫu thuật, y tế, thuốc xông miệng, làm sạch và tẩy nhờn dụng cụ điện.v.v…
Do CFC có tính ăn mòn cao và độc (tuy độ độc thấp), việc sử dụng chúng đã
hạn chế nhiều
Nhóm 1 DH06MT
Trường ĐH Nông Lâm TP HCM
18
Ozon và các vấn đề liên quan đến thủng tầng ozon
III.3.Cơ chế phân hủy ozon của khí CFCs
Khi CFCs đến được tầng bình lưu, dưới tác dụng của tia cực tím nó bị
phân hủy tạo ra Chlor nguyên tử, và Chlor nguyên tử có tác dụng như một chất
xúc tác để phân hủy Ozone. Một nguyên tử Chlor có thể phá hủy 100.000 phân
tử ozone. Methyl bromide khi lên đến tầng bình lưu sẽ bị tia cực tím phân hủy
để cho ra Brom nguyên tử, một nguyên tử brom có khả năng phá hủy các phân
tử ozone gấp 40-50 lần một nguyên tử chlor.
Nếu các CFC phân tử tồn tại lâu, thời gian tái tạo phải tính bằng thập kỷ.
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 ôzôn trong thời gian này.
Nhóm 1 DH06MT
Trường ĐH Nông Lâm TP HCM
19
Ozon và các vấn đề liên quan đến thủng tầng ozon
Hoạt động của các núi lửa sẽ phóng thích vào khí quyển một lượng lớn
chlorine, nhưng nó dễ hoà tan vào hơi nước trong khí quyển và sẽ theo mưa rơi
trở xuống Trái đất. Trong khi đó CFCs không bị phân hủy ở tầng đối lưu và
không hòa tan vào hơi nước, do đó nó có thể dễ dàng lên đến tầng bình lưu.
Các kết quả đo đạt từ 1985 cho thấy, việc gia tăng nồng độ của chlorine ở tầng
bình lưu tỷ lệ thuận với lượng CFC sản xuất, sử dụng và phóng thích bởi các
hoạt động của con người.
III.4.Ảnh hưởng khí CFCs đến tầng ozone
Khí CFCS đi vào tầng bình lưu và tích luỹ trong thời gian dài(nhiều
năm), làm thoát ra các gốc Cl,F, Br tự do - những chất này phá huỷ Ozone ở
tầng bình lưu và hậu quả của nó là lớp Ozone bị loãng. Những chỗ loang lổ
Ozone do bị loãng được hiểu là “lỗ thủng ozone”.Lổ thủng của tầng ozone theo
định nghĩa của Cục Môi Trường (EPA) Mỹ là khu vực có hàm lượng ozone
thấp hơn 220 đơn vị dobson (DU).
CFC là chất ô nhiễm chịu trách nhiệm chính cùng với NOx, CH4 là những chất
chủ yếu gây lỗ thủng Ozone.
Nhóm 1 DH06MT
Trường ĐH Nông Lâm TP HCM
20
Ozon và các vấn đề liên quan đến thủng tầng ozon
CHƯƠNG4.
HẬU QUẢ& BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU CÁC YẾU TỐ GÂY THỦNG
TẦNG OZONE
IV.1 Hậu quả
Thủng tầng ozone, một lượng lớn tia tử ngoại sẽ chiếu thẳng xuống Trái
Đất. Từ đó, con người và động thực vật phải gánh chịu những hậu quả nặng nề
sau:
ü Tăng khả năng mắc bệnh về mắt đặc biệt là bệnh đục thủy tinh thể.
Phá hủy hệ thống miễn dịch của cơ thể người và động vật
Hủy hoại các sinh vật nhỏ.
ü Làm mất câng bằng hệ sinh thái động thực vật biển.
Ở thực vật: lá cây hư hại, quang hợp bị ngăn trở, tăng trưởng chậm,
giảm năng suất, đột biến thậm chí có thể gây chết cây nếu liều lượng
nặng.
Nhóm 1 DH06MT
Trường ĐH Nông Lâm TP HCM
21
Ozon và các vấn đề liên quan đến thủng tầng ozon
Bảng IV.1: Tác động của Ozon đối với thực vật
Loại cây
Nồng độ
Ozon (ppm)
0.050
Thời gian tác động Biểu hiện gây hại
Củ cải
20 ngày (8h/ngày)
50% lá chuyển sang
màu vàng
Thuốc lá
0.100
5.5h
-
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
Bảng IV.2: Tác động của Ozon tới sức khoẻ của con người
Nồng độ Ozon (ppm)
Biểu hiện gây bệnh
0 - 0,2
0,3
Không gây bệnh
Mũi và họng bị tấy rát
Gây mệt mỏi, bải hoải sau 2 h tiếp
1 - 3
8
xúc
Nguy hiểm đối với phổi
IV.2 Biện pháp:
Một số biện pháp hữu hiệu bảo vệ tầng ozone:
Hạn chế và cuối cùng là chấm dứt hoàn toàn việc sử dụng và sản xuất CFC
cũng như các chất hóa học gây suy giảm tầng ozone như: tetraclorit cacbon,
hợp chất brom (halon),methylchlorofrom...cụ thể là:
Nhóm 1 DH06MT
Trường ĐH Nông Lâm TP HCM
22
Ozon và các vấn đề liên quan đến thủng tầng ozon
- 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 nhiểm cục bộ trong từng khu công nghiệp, từng nhà máy, từng
công đoạn sản xuất riêng biệt để giảm thiểu các loại bụi và khí độc hại vào
bầu khí quyển.
- Áp dụng chính sách thuế rác thải chất ô nhiêm
- Xây dựng nhà máy xử lý khí thải công nghiệp và sinh hoạt
- Tuyên truyền, giáo dục rộng rãi việc bảo vệ môi trường cho mọi người,
làm cho họ hiểu bảo vệ môi trường – bảo vệ tầng ozone là bảo vệ sự
sống của chính họ
Đối với thế giới:
Năm 1985 Công ước Viên và Nghị định thư Montreal bắt đầu có hiệu
lực nhằm mục đích từng bước ngăn chặn việc sử dụng những loại hóa chất có
thể phá hủy tầng ôzon, đánh dấu sự ra đời của Ngày quốc tế bảo vệ tầng Ozon
.Hiện nay việc triển khai Nghị định thư Montreal đã góp phần đáng kể làm
giảm hơn 1,5 triệu tấn hóa chất hàng năm mà có thể phá hủy tầng ozon
Theo qui định của Nghị định về chất suy giảm tầng ozon ,với các nước
phát triển phải loại trừ hoàn toàn sản xuất và sử dụng các chất CFC Và Halon
vào năm 1996 và chất HCFC vào năm 2020
-Đối với các nước đang phát triển như nước ta sẽ được ưu đãi sử dụng
các chất CFC và Halon đến năm 2010 và chất HCFC vào năm 2040. Với mức
tiêu thụ dưới 0,004 kg /đầu người/năm ,Việt Nam được coi là một trong những
nước có lượng tiêu thụ CFC thấp gần 300 lần so với nhóm nước mà nghị định
thư qui định
Nghiên cứu loại bỏ các gốc tự do Clo, NOx... khỏi chu kỳ này bằng cách
tạo nên các nguồn chứa khác như axít clohydric và clo nitrat (ClONO2).Hạn
chế tác nhân phá hủy ozon
Đối với nước ta :
- Trong giai đoạn từ nay đến 2010 để có thể loại trừ được hoàn toàn tiêu
thụ các chất CFC và Halon , Nghiên cứu thay thế chất làm lạnh CFC bằng chất
Nhóm 1 DH06MT
Trường ĐH Nông Lâm TP HCM
23
Ozon và các vấn đề liên quan đến thủng tầng ozon
làm lạnh khác ít ảnh hưởng đến môi trường như : hướng tới sử dụng R-134a
( ga lạnh an toàn ) và sử dụng trong hầu hết các loại tủ lạnh và điều hòa không
khí ô tô đời mới .
- Nghiên cứu sản xuất nhiên liệu phục vụ cho giao thông vận tải ít gây
ảnh hưởng đến môi trường như sử dụng nguồn nhiên liệu mặt trời...
- Cung cấp đánh giá chất lượng môi trường đối với mỗi quốc gia, mỗi
địa phương để kịp thời đưa ra các biện pháp xử lý về môi trường.
- Đối với các nhà máy sản xuất cần phải xữ lý chất thải trước khi đưa ra
môi trường.
- Dùng chính sách thuế chất thải ô nhiễm đối với các nhà máy công
nghiệp.
- Cảnh báo kịp thời ô nhiễm môi trường, suy thoái môi trường
- Ngăn chặn và kịp thời xử lý cháy rừng, phá rừng bừa bãi, phát động
phong trào trồng cây gây rừng.
- Giáo dục, tư vấn, tuyên truyền, vận động và hỗ trợ để các doanh
nghiệp vừa và nhỏ cải tiến công nghệ nhằm loại trừ và ngăn chặn các hoạt động
có ảnh hưởng có hại tới sự suy giảm tầng Ozon.
Nhóm 1 DH06MT
Trường ĐH Nông Lâm TP HCM
24
Ozon và các vấn đề liên quan đến thủng tầng ozon
CHƯƠNG V.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
V.1. Kết luận:
Qua quá trình nghiên cứu nhóm chúng tôi đã tìm hiểu và xác định rõ
được vai trò quan trong của tầng ozon trong việc bảo vệ trái đất chống lại các
tia chủ yếu là tia cực tím ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người và sinh
vật .
hiện nay tầng ozon đang bị suy giảm nghiêm trọng do các hoạt động sản
xuất công nghiệp , sinh hoạt và giao thông . vì thế nhóm chúng tôi đã tìm hiều
và đưa một số giải pháp nhằm hạn chế tác động đến tầng ozon
V.2.Kiến nghị
Trên cơ sở nghiên cứu xu hướng biến động tầng Ozon khí quyển ở Viêt
Nam nhằm xây dựng định hướng phát triển kinh tế - xã hội, bảo vệ súc khoẻ
cộng đồng và sử dụng hợp lý tài nguyên. Chúng tôi kiến nghị loại trừ triệt để
các chất làm suy giảm tầng Ozon (ODS), tuân thủ theo Công ước Vienna
(1985), Nghị định thư Montreal (1987) và chương trình Quốc gia về bảo vệ
tầng Ozon do Thủ tướng Chính phủ phê duyệt (06/1995)
- Kiểm soát chặt chẽ việc nhập khẩu, tiêu thụ các chất ODS, điều chỉnh
chính sách thuế hạn ngạch để hạn chế tối đa việc nhập khẩu các chất ODS.
- Khuyến khích đầu tư, nghiên cứu và phát triển những vật liệu thay thế
vật kiệu gây nguy hại tới tầng Ozon.
- Giáo dục, tư vấn, tuyên truyền, vận động và hỗ trợ để các doanh
nghiệp vừa và nhỏ cải tiến công nghệ nhằm loại trừ và ngăn chặn các hoạt động
có ảnh hưởng có hại tới sự suy giảm tầng Ozon.
Hợp tác toàn diện với các quốc gia trong khu vực và quốc tế để nhận
được chuyển giao công nghệ cao với giá ưu đãi hoặc được bồi hoàn trực tiếp
bằng tiền để giải quyết những hậu quả về môi trường và sức khoẻ y tế và cộng
đồng.
.
Nhóm 1 DH06MT
Trường ĐH Nông Lâm TP HCM
25
Ozon và các vấn đề liên quan đến thủng tầng ozon
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.
Bảo vệ môi trường không khí , Hoàng Thị Hiền – bùi sỹ lý, nhà
xuất bản xây dựng Hà Nội 2007
2.
3.
4.
5.
6.
&op=ndetail&n=20&nc=89
7.
8.
%A3m_%C3%B4z%C3%B4n
9.
otrinh/MrViet/Bai4.htm
10.
Nhóm 1 DH06MT
Trường ĐH Nông Lâm TP HCM
26
27 trang
15/10/2024
10
Bạn đang xem tài liệu "Đề tài Ozon và các vấn đề liên quan đến thủng tầng ozon", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.
File đính kèm:
- de_tai_ozon_va_cac_van_de_lien_quan_den_thung_tang_ozon.pdf
