Tầng ozon nắm giữ một vai trò rất quan trọng đối với các sinh vật trên trái đất. Do đó, có được sự quan tâm của rất nhiều quốc gia hiện nay. Vậy, bạn đã biết những gì về tầng ozon và hiện tượng thủng tầng ozon. Bải viết nầy chúng tôi sẽ giúp bạn tìm hiểu những vấn đề trên nhé.
Tầng Ozon là gì?
Ozon [O3] là một dạng của Oxy, nhưng nó có mùi khó chịu và có màu xanh nhạt.
Tầng Ozon [hay được gọi là lớp ozon hoặc lá chắn ozon] là một lớp sâu trong tầng bình lưu của Trái Đất, chúng hấp thụ hết 97-99% tia cực tím có hại từ ánh sáng Mặt Trời.
Điều đặc biệt ở đây là Ozon được hình thành từ tia cực tím khi phá phá vỡ các phân tử O2, tạo thành oxy nguyên tử rồi kết hợp với các nguyên tử oxy khác để tạo thành O3.
Ozone được chia thành hai loại:
- Loại tốt: Được tạo ra từ tự nhiên nằm ở tầng bình lưu.
- Loại hại: Là sản phẩm của các phản ứng hóa học giữa oxit của nito và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi [VOC] do các hoạt độn của con người, chúng thường ở tầng đối lưu hoặc mặt đất.
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.
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
Vai trò của Ozone đối với Trái Đất
Kích thước của tầng Ozon khá mỏng manh nhưng lại đóng vai trò rất quan trọng:
- Vai trò lớn nhất của ozon chính là hấp thụ tia cực tím và các loại tia độc hại khác từ Mặt Trời. UVA và UVB đều phá hỏng các cấu trúc tế bào da, là nguyên nhân gây ung thư da nhưng đã được tầng ozon hấp thụ, ngăn chặn các tia độc hại đến với con người và sinh vật.
- Được ứng dụng nhiều trong công nghiệp như:
- Khử trùng nước đóng chai
- Tẩy trắng vải
- Hỗ trợ quá trình kết tụ của các phân tử
- Tạo độ kết dính trong các chất dẻo
- Ứng dụng trong việc đánh giá tuổi thọ cao su
- Ứng dụng trong ngành y tế
- Tiêu diệt các sinh vật lạ gây bệnh cho không khí và nước
- Căn bằng và hỗ trợ sự oxy hoá cơ thể
- Sản xuất oxy hoạt hoá
- Khử các tế bào ung thư khi ở giai đoạn đầu
Ngoài ra, khi tầng Ozon bị suy giảm cũng gây ra biến đổi khí hậu.
Xem thêm: Dịch vụ hút hầm cầu tại Đà Nẵng có chất lượng thi công hàng đầu hiện nay.
Nguyên nhân gây ra thủng tầng Ozon
Hiện nay tầng Ozon đang ở mức báo động vì việc bị suy giảm. Nguyên nhân chính gây ra sự suy giảm của tầng Ozon được chia thành hai loại:
Nguyên nhân bắt nguồn từ tự nhiên
Mặt trời, gió và tầng bình lưu nếu bị thay đổi góp phần làm tầng ozon suy giảm. Tuy nhiên đây chỉ là tác động tạm thời, gây ra không vượt quá 2%
Nguyên nhân bằng nguồn tư hoạt động con người
Nguyên nhân chính làm cho tầng Ozon giảm đến mức báo động chính là các hoạt động của con người. Cụ thể là sự giải phóng quá mức clo và brom từ các hơp chất nhân tạo như CFC, halon, CH 3 CCl 3,.. Các chất khí này được gọi là ODS – các chất làm suy giảm tầng ôzn chính.
Đối với khí CFC, có thời gian được con người sử dụng khí trong điều hòa và tủ lạnh rộng rãi, và sau đó các nhà khoa học đã phát hiện ra khí này làm thủng tầng O zon, đặc biệt ở Nam Cực đến mức báo động. Hiện khí này bị cấm sản xuất hay sử dụng trong các hoạt động sản xuất.
Conserve-energy-future cho biết: Các gốc tự do clo và brom phản ứng với phân tử ozone và phá hủy cấu trúc phân tử của chúng, do đó làm suy giảm tầng ozone [1 nguyên tử clo có thể phá vỡ hơn 1, 00.000 phân tử ozone, nhưng 1 nguyên tử Brom lại tàn phá được gấp 40 lần 1 nguyên tử clo]
Một nguyên nhân khác gây ra thủng tầng ozon chính là ô nhiễm không khí. Đó chính là nguyên nhân đáng kể không những ảnh hưởng đến tầng ozon mà còn tác động đến sức khỏe con người.
Xem thêm:
Tác hại của ô nhiễm môi trường như thế nào trong thực tế
Hiệu ứng nhà kính có tác động như thế nào đến tầng ozon
Hậu quả việc suy giảm tầng Ozon đem lại
Tác động đối với con người
Sự suy giảm tầng ozon chính là nguyên nhân gây ra ung thư da, hình thành khối u ác tính. Bên cạnh đó nếu tiếp xúc với tia UV sẽ ảnh hưởng xấu, gây các bệnh về mắt
Tác động đối với hệ động – thực vật
Làm hủy hoại các sinh vật nhỏ: Thủng tầng o zon sẽ làm mất cân bằng hệ sinh thái động thực vật biển. Tia UV tăng lên thì sẽ có ảnh hưởng nghiêm trọng đến quá trình sinh trưởng của các loài tôm, cua, cá,… Làm giảm khả năng sinh sản của chúng.
Đối với thực vật, chúng ta sẽ thấy sự thiệt hại của thảm thực vật qua các yếu tố như quá trình phát triển, thành phần dinh dưỡng,… Khả năng phát triển của chúng cũng bị suy giảm do hiện tượng này
Làm Giảm chất lượng không khí
Làm giảm chất lượng không khí: Tầng o zon suy giảm kéo theo lượng rất lớn bức xạ tử ngoại UV-B đến mặt đất, xác phản ứng hóa học từ đó cũng tăng lên và sẽ dẫn đến ô nhiễm khí quyển.
Các giải pháp làm giảm hiện tượng suy giảm tầng Ozon
- Hạn chế sử dụng năng lượng hạt nhân, sử dụng các loại khí gây thủng tầng Ozon trong các thiết bị, hoạt động sản xuất
- Hạn chế sử dụng thuốc trừ sâu hóa học
- Hạn chế sử dụng xe cá nhân
- Sử dụng các sản phẩm sạch thân thiện môi trường
- Xử lý nghiêm các khu công nghiệp, các nhà máy thải khí độc hại ra môi trường
- Giáo dục và tuyên truyền cho mọi người để ngăn chặn những hành động xấu làm thủng tầng ozon.
Qua bài viết trên, ta có thể hiểu rõ được tầm quan trọng của tầng O zon. Vì thế hãy bảo vệ tầng Ozon bằng những hành động bạn có thể làm. Bảo vệ Trái Đất chính là bảo vệ tương lai, ngôi nhà chung của nhân loại.
Nguồn //xulychatthai.com.vn/
Lỗ thủng tầng Ozone ở Nam Cực có phải là nguyên nhân gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu?
Tầng Ozone giống như một lớp áo bảo vệ cực kì quan trọng của Trái Đất. Tuy nhiên, lớp áo giáp này đang bị “rách” bởi những tác động tiêu cực của con người. Hiện nay, lỗ thủng lớn nhất được các nhà khoa học phát hiện ở Nam Cực và đang ảnh hưởng rất nhiều đến lục địa băng giá này.
Một nghiên cứu mới đây đã chỉ ra rằng, chính lỗ thủng này đã tác động đến việc thay đổi luồng gió và phần mây bao phủ phía trên Nam Cực mà rất có thể là nguyên nhân gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu như hiện nay.
Các nhà khoa học cho biết, lỗ thủng tầng ozone có thể tác động lên các luồng gió thổi và đẩy các lớp mây dầy về phía Nam Cực. Những sự thay đổi này ảnh hưởng trực tiếp đến bức xạ Mặt trời và khiến Trái Đất tăng nhiệt độ. Khi những đám mây này di chuyển về phía Nam Cực đồng nghĩa với việc làm gia tăng bức xạ nhiệt lên mặt đất.
Đến nay, các nhà nghiên cứu vẫn chưa tính toán chính xác được lượng nhiệt mà Trái Đất phải nhận thêm khi xuất hiện những lỗ thủng Ozone nhưng theo tiến sĩ Grise từ đại học Columbia, New York cho biết con số này vào khoảng xấp xỉ 1 Watt trên 1 mét vuông. Tuy vậy, con số này nhỏ hơn rất nhiều so với lượng nhiệt mà Trái Đất nhận được do khí thải nhà kính. Những kết quả nghiên cứu như thế này giúp ích rất nhiều cho các nhà khí tượng học dự đoán chính xác hơn về điều kiện khí hậu ở Nam Cực trong tương lai, tiến sĩ Grise nói.
Sư xuất hiện của lỗ thủng tầng Ozone
Ozone là một dạng hình thù của oxy nhưng có chứa đến 3 nguyên tử oxy thay vì 2 như thông thường. Các phân tử này tập trung nhiều nhất ở phần dưới của tầng bình lưu [ khoảng 20 đến 50km tính từ mặt đất ] và được biết đến như là tầng Ozone. Tại đây, nó lọc phần lớn các tia cực tím từ Mặt Trời gây hại cho các sinh vật trên Trái Đất, bảo vệ sự sống trên hành tinh của chúng ta.
Đầu những năm 1980, các nhà khoa học đã phát hiện ra một lỗ thủng ở tầng Ozone hình thành trên Nam Cực. Lỗ thủng này làm giảm nồng độ Ozone đến 70%, nguyên nhân chủ yếu là do việc sử dụng tràn lan chất CFC [ hiểu nôm na là những hóa chất do con người tổng hợp được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp] và các chất gây ô nhiễm khác trong bầu khí quyển.
Tầng Ozone đang co lại đáng kể
Chính vì vậy, vào năm 1987, một nghị định đã được ban hành và cấm sử dụng CFC trên toàn cầu. Điều ước quốc tế này thực sự đã có tác dụng và những ảnh hưởng nhất định. Đầu năm 2013, những quan sát từ cơ quan Vũ trụ Châu Âu đã đem lại cho chúng ta một tin mừng. Lỗ thủng tầng Ozone đang co lại. Năm 2012, các báo cáo đã cho thấy diện tích của lỗ thủng tầng Ozone cũng nhỏ hơn nhiều so với thập kỉ trước.
Dự đoán biến đổi khí hậu trong tương lai
Tiến sĩ Grise dự đoán rằng tầng ozone đang có dấu hiệu phục hồi, hoàn lưu khí quyển sẽ trở lại với quỹ đạo vốn có. Đáng lẽ phải vui mừng, thì một nhóm nghiên cứu thuộc Viện Nghiên cứu Nước và Khí quyển quốc gia New Zealand lại tỏ ra lo ngại. Mô hình tính toán của họ cho thấy, nếu kết hợp với khí thải nhà kính, sự phục hồi của tầng ozone trong khí quyển có thể làm tăng lượng ozon ở gần mặt đất, đặc biệt là ở nam bán cầu.
Nếu như ở trên cao, ozon là người bảo vệ thì khi ở gần mặt đất, ozon lại là mối đe dọa. Tiếp xúc kéo dài với ozon có nồng độ lớn hơn 40ppbv [phần tỷ theo thể tích] có thể gây tổn hại sức khoẻ con người, giảm năng suất cây trồng. Nồng độ ozon phổ biến tại các vùng ô nhiễm nặng nhất thuộc bắc bán cầu hiện nay là 50 - 80ppbv, trong khi ở nam bán cầu là 25 - 35ppbv.Trong tương lai, nồng độ ozon trung bình trong không khí gần mặt đất sẽ tăng khoảng 15 - 20%, đặc biệt, một số nơi có thể tăng gần gấp đôi khi tầng ozon trong khí quyển phục hồi.
Nguyên nhân là sự thay đổi hoàn lưu khí quyển do khí thải nhà kính sẽ khiến các khối khí đậm đặc ozon từ tầng bình lưu di chuyển nhanh và mạnh hơn xuống tầng thấp, làm tăng lượng ozon gần mặt đất. Chịu ảnh hưởng nặng nề nhất sẽ là các khu vực nằm ngoài vùng nhiệt đới ở nam bán cầu. Ozon là chất khí nhà kính mạnh, nên tăng nồng độ ozon gần mặt đất còn góp phần đẩy nhanh tốc độ nóng lên toàn cầu.
Một nghiên cứu của Đại học Cambridge [Anh] cho thấy, lỗ thủng tầng ozon đã giúp cô lập Nam Cực, che chở vùng đất băng giá này khỏi ảnh hưởng của khí nhà kính. Cùng với nhiều yếu tố khác, sự phục hồi của tầng ozon có thể khiến 1/3 lượng băng của Nam Cực tan chảy.
Giới nghiên cứu khoa học cho rằng, lỗ thủng tầng ozone đang dần thu hẹp lại và có thể biến mất vào năm 2070.
Nghiên cứu trước đây đã cho rằng, lỗ thủng tầng ozone sẽ được chữa lành vào năm 2050. Nhưng mới đây, các nhà khoa học của NASA đã nghiên cứu về nguyên nhân thực sự ngăn cản quá trình hồi phục của tầng ozone và khẳng định, lỗ thủng tầng ozone có thể được chữa lành vào năm 2070. Lý do của sự chậm trễ này có thể không phải là yếu tố ô nhiễm môi trường như chúng ta vẫn nghĩ mà là sự tác động của thay đổi mô hình gió.
Cả thế giới đang nỗ lực chung tay bảo vệ tầng Ozone
Tầng ozone [độ cao từ 20 - 30km] có chức năng ngăn cản tia cực tím UV, bảo vệ sự sống trên Trái đất. Từ thập niên 90, chất làm lạnh chlorofluorocarbons [CFC] đã tạo ra một lỗ thủng lớn ở tầng ozone phía Nam Cực. Nghị định thư Montreal đã được ký kết vào năm 1987 nhằm từng bước loại bỏ việc sử dụng các chất CFC ở các nước.
Tuy nhiên, các nhà khoa học cho biết, tới nay, việc cấm sử dụng CFC vẫn chưa mang lại dấu hiệu tích cực nào cho lớp khí quyển này. Vì vậy, người ta đặt ra câu hỏi, liệu giảm thiểu ô nhiễm môi trường có thực sự sẽ giúp “chữa lành” lớp khí quyển quan trọng này hay không?
Câu trả lời chính xác chỉ có thể được đưa ra vào năm 2025, nhưng nhóm nghiên cứu Aura từ Trung tâm vũ trụ Goddard thuộc NASA tại Greenbelt [Mỹ] cho biết, có thể chính sự biến đổi của hướng gió đã ngăn cản quá trình tái tạo ozone ở cực Nam.
Lỗ thủng tầng ozone qua các năm [màu xanh dương là vùng bị thủng]
Thông thường, ozone được tạo ra ở vùng nhiệt đới và được gió thổi tới cực Nam. Tuy nhiên, hướng gió thay đổi dần dần qua mỗi năm, dẫn tới tình trạng ozone không được vận chuyển tới vị trí phù hợp và lỗ thủng ở cực Nam phải đợi tới năm 2070 để chữa lành.
Các nhà khoa học cũng đang kiểm tra lại cách đo và đánh giá lỗ thủng ở tầng ozone, vì phương pháp cũ dựa trên mật độ phân tử ozone có thể bỏ lỡ những gì đang thực sự xảy ra trong tầng bình lưu.
Nam Cực đối mặt với lỗ thủng ozone lớn nhất và vẫn chưa có dấu hiệu suy giảm
Ví dụ, năm 2012, lỗ thủng ozone đã giảm xuống mức thấp kỷ lục, mặc dù mức độ CFC trong khí quyển không giảm nhiều. Ngược lại, lỗ thủng trong năm 2011 lại có cùng diện tích với năm 2006, mặc dù CFC lại suy giảm đáng kể trong những năm này.
Trong một nghiên cứu khác, các nhà nghiên cứu phát hiện ra trong năm 2011, mức độ clo thấp hơn mặc dù kích thước lỗ thủng ozone khá lớn. Sử dụng mô hình máy tính, họ cho thấy điều kiện thời tiết sẽ giảm lượng ozone phía trên Nam Cực, do đó, lỗ hổng lớn là kết quả của việc suy giảm lượng ozone mà gió từ vùng nhiệt đới mang đến khu vực này trong những năm trước đây.
Có thể chính vấn đề về hướng gió đã làm chậm quá trình tái tạo ozone, chứ không phải lượng CFC như người ta vẫn nghi ngờ
Nhà hóa khí quyển học Susan Strahan từ NASA Goddard cho biết: “Đây không phải là vấn đề của hóa học mà chỉ đơn thuần về khí tượng mà thôi”.
Chính vì vậy, từ giờ cho tới năm 2025, khi kết quả về lỗ thủng tầng ozone được công bố thì mọi thông số đo đạc hàng năm đều nên được cân nhắc về tính chính xác của nó.