MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Như chúng ta đã biết, vấn đề nóng lên của Trái Đất đang là mối mối quan tâm của rất nhiều người trên thế giới Và đã có nhiều tác nhân được đưa ra để nghiên cứu, xem xét và cảnh báo[.]
LỜI NÓI ĐẦU Như biết, vấn đề nóng lên Trái Đất mối mối quan tâm nhiều người giới Và có nhiều tác nhân đưa để nghiên cứu, xem xét cảnh báo Trước đây, khí CO coi nguyên nhân chủ yếu gây tượng Nhưng theo nghiên cứu nhà khoa học Nitơ hợp chất lại ngun nhân đáng kể nóng lên Trái Đất Vậy Nitơ hợp chất Nitơ có đặc điểm để bị coi tác nhân đáng kể vấn đề nóng lên Trái Đất? Bài tiểu luận phần giải đáp câu hỏi biện pháp đưa để hạn chế việc tăng nhanh lượng khí khí khắc phục tác hại chúng Địa hóa mơi trường mơn học học kỳ sinh viên lớp k49 Địa Môi trường cung cấp cho sinh viên kiến thức ảnh hưởng phân bố, tương tác NTHH, chất phóng xạ thành tạo bề mặt (thành tạo biểu sinh) môi trường sống người Theo yêu cầu môn học, tiểu luận thực hoàn thành mục tiêu đưa Tuy nhiên, suốt trình thực tiểu luận, em nhận giúp đỡ tận tình giáo TS Nguyễn Thị Minh Ngọc Nhân dịp em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới cô giáo Mặc dù cố gắng tiểu luận chắn thiếu sai sót, em mong bảo để tiểu luận hoàn thiện Một lần em xin chân thành cảm ơn Hà Nội ngày 22 tháng 12 năm 2007 Sinh viên thực Nguyễn Trung Kiên Nguyễn Trung Kiên -1- K49 Địa kỹ thuật – Môi trường GIỚI THIỆU VỀ NITƠ VÀ CÁC HỢP CHẤT DẠNG KHÍ CỦA NĨ Nitơ Nitơ chất khí có nhiều khí quyển, chiếm 79% khơng khí ta thở Ngồi Nitơ cịn tồn đất, nước sinh vật Nitơ có vai trị quan trọng thực tế sinh vật người Thực vật, động vật vi khuẩn, tất sử dụng Nitơ (trong amino acid, thành phần cấu tạo nên protein – chất đạm) Protein không cho phép phát triển hoạt động mà chúng cịn hình thành sở hầu hết phản ứng hoá học thể người Chu trình Nitơ coi trình động quan trọng tự nhiên Hình 1: Chu trình Nitơ đất Tuy nhiên ngày cách mạng công nghiệp làm ảnh hưởng lớn đến cân Nitơ tự nhiên Việc đốt cháy nguyên liệu lòng đất than đá, dầu mỏ với qui mô lớn giải phóng lượng lớn Nitơ oxit (bao gồm đinitơ oxit hay N2O) Với phát triển trình Haber-Bosch (quá trình điều chế NH từ khí N2 mà khơng có tham gia vi khuẩn cố định đạm nói trên), lượng khí ammonia sản xuất trở thành nguồn tài nguyên đáng kể sử dụng làm nguyên liệu sản xuất thứ phân bón rẻ tiền cho hoa màu Việc đốt rừng làm rẫy sản xuất nylon Nguyễn Trung Kiên -2- K49 Địa kỹ thuật – Môi trường góp phần đáng kể vào gia tăng lương Nitơ… Sự cân làm ảnh hưởng tới sức khỏe người sống hành tinh Mặc dù khía cạnh khác khoa học Nitơ có tác dụng to lớn y học, cơng nghiệp, nơng nghiệp,… xét khía cạnh Nitơ coi khí có khả gây nguy hiểm cho người tình trạng thừa Các hợp chất Nitơ Các hợp chất Nitơ bao gồm (theo hóa trị): Nitơ II Oxit – NO, Nitơ IV Oxit – NO2, Nitrô Oxit – N2O, ĐiNitơ TriOxit – N2O3, ĐiNitơ TetraOxit – N2O4, ĐiNitơ PentaOxit – N2O5 với cấu trúc phân tử hình: Nitơ IV Oxit – NO2 Nitơ II Oxit – NO Nitrô Oxit – N2O ĐiNitơ TriOxit – N2O3 ĐiNitơ TetraOxit – N2O4 ĐiNitơ PentaOxit – N2O5 Nguyễn Trung Kiên -3- K49 Địa kỹ thuật – Môi trường Trong số hợp chất khí trên, số khơng tồn điều kiện thường (NO) khơng có ảnh hưởng đến nóng lên Trái Đất (N2O4, N2O5) Vì em sâu vào nghiên cứu loại hợp chất khí có ảnh hưởng lớn nóng lên Trái Đất: Nitơ IV Oxit – NO2 Nitrô Oxit – N2O Đây khí coi nguyên nhân gây nên tượng nóng lên Trái Đất, tác động có cịn lớn CO – tác nhân coi lớn trước a Nitơ IV Oxit – NO2 Nitơ IV Oxit hợp chất dạng khí Nitơ (Nitơ có hóa trị IV) tồn tự nhiên từ hoạt động công nghiệp đốt than, nhiên liệu, thối rữa động vật loại khí gây hiệu ứng nhà kính – nguyên nhân gây tượng nóng lên Trái Đất Nitơ IV Oxit có màu nâu nặng khơng khí, mùi khó chịu độc cấu tạo phân tử sau: Sở dĩ Nitơ IV Oxit khí hiệu ứng nhà kính với CO 2, SO2, có khả hấp thụ tia sáng phản xạ từ Mặt trời xuống Trái Đât có bước sóng dài Khi lượng Nitơ IV Oxit khí nhà kính khác cân so với khí tia sáng giúp “sưởi ấm” Trái Đất Nhưng ngày nay, mà hoạt động công nghiệp diễn mạnh mẽ, đặc biệt nước phát triển Mỹ làm cho lượng khí nhà kính tăng lên đáng kể – có Nitơ IV Oxit Làm cân khí quyển, lượng khí hấp thụ tia Nguyễn Trung Kiên -4- K49 Địa kỹ thuật – Môi trường phản xạ tăng lên, hiệu ứng nhà kính tỏ rõ nét, nhiệt độ Trái Đất tăng lên b Nitrô Oxit – N2O Nitrô Oxit (cịn gọi protoxyt nitrogen, khí cười – hít phải gây phản xạ cười) có cơng thức cấu tạo sau: Nitrô Oxit trước chủ yếu biết đến y học đóng vai trị chất kích thích có thành phần hỗn hợp khí gây mê Nhưng ngày nay, nhà khoa học chứng minh N2O khí hiệu ứng nhà kính Hàm lượng tăng dần phạm vi tồn cầu, hàng năm khoảng từ 0,2 -,3% Cùng với việc tăng lên lượng lớn NO khơng khí lượng N2O làm tăng cường hiệu ứng nhà kính Khi khí đinitơ oxit (N2O) lên đến tầng bình lưu phá huỷ tầng ozone, dẫn đến gia tăng lượng xạ cực tím, gây ung thư da đục thuỷ tinh thể Dù nồng độ Nitrô Oxit không khí đáng kể so với nồng độ CO 2, mối nguy hại tiềm tàng chúng gây làm ảnh hưởng xấu đến sức khỏe môi trường lại nhiều gấp 300 lần II HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM CỦA NITƠ VÀ CÁC HỢP CHẤT CỦA NITƠ TRÊN THẾ GIỚI Hiện vấn đề ô nhiễm Nitơ hợp chất khí liên quan đến nóng lên tồn cầu tương đối rõ nét Theo tính tốn nhà khoa học, nhiệt độ Trái Đất tăng không ngừng, dự báo tăng khoảng 1,5°C 4,5°C Nguyên nhân chủ yếu từ lượng khí thải nhà máy công nghiệp Hiện khu vực ô nhiễm nhiều nước có cơng ngiệp phát triển Trong "đậm đặc" Nguyễn Trung Kiên -5- K49 Địa kỹ thuật – Môi trường thành phố châu Âu Bắc Mỹ, phần lớn vùng đông bắc Trung Quốc Theo sau Đông Nam châu Á châu Phi, với nồng độ khí NO cao việc đốt rừng Mặc dầu NO2 hình thành tự nhiên tác động ánh mặt trời vi khuẩn đất, song cịn giải phóng vào khí từ q trình đốt cháy nhiên liệu hố thạch nhà máy điện, ngành công nghiệp nặng từ khói thải xe cộ Lượng khí thải nguyên nhân chủ yếu làm thủng tầng ozone làm nóng lên Trái Đất Theo số thống kê khác, khí N 2O, theo báo cáo Liên Hiệp Quốc, kỹ nghệ chăn nuôi gây Ni bị, ni lợn, ni gà, chế biến thực phẩm từ sữa trứng chịu trách nhiệm chế tác khoảng 65% tổng số khối lượng chất khí N2O toàn giới Mặc dù lượng N 2O thải giới không lớn lượng CO2 tác động N2O lại đáng kể nhiều so với CO2 Giai đoạn 1970 – 2004, lượng khí CO2, CH2, N2O loại chất thải nguy hại tăng 70%; lượng khí CO tăng 80%, chiếm 77% lượng khí hiệu ứng nhà kính Ngành thải nhiều khí hiệu ứng nhà kính lượng tăng 145%, giao thông vận tải tăng 120%, sản xuất cơng nghiệp tăng 65% Hiệu ứng nhà kính làm Trái đất ấm lên, biến đổi khí hậu, thời tiết bất thường, gây hạn hán, bão lũ thất thường…Hậu biến đổi khí hậu bộc lộ rõ khắp nơi: nước Pháp trải qua tháng nóng kể từ năm 1950 với nhiệt độ trung bình nước 14°C (cao kỳ năm 4°C), miền bắc khát mưa, mạch nước ngầm cạn kiệt đến mức báo động Tổng thống Mỹ G.Bush (ngày – 5) phải ban bố tình trạng thảm họa Grin-bớc tây-nam bang Candát, khu vực vừa xảy lốc xoáy Mỗi năm Bolivia bị thiệt hại 443 triệu USD thiên tai liên quan tượng El Nino Một đảo xuất nơi Nguyễn Trung Kiên -6- K49 Địa kỹ thuật – Môi trường trước phần bờ biển phía đơng bán đảo Grin-len, nhà khoa học Mỹ đặt tên "đảo ấm lên" Để giảm lượng khí cacbonic (CO2) khí quyển, khuyến khích trồng rừng Nhưng rừng trở thành nguồn cung cấp khí gây tượng nhà kính, ví dụ N2O “, chuyên gia Đại học Nông Lâm Sukacheva SO RAN (Nga) đă đưa kết luận Khí protoxyt nitrogen (N2O) khí gây nên tượng hiệu ứng nhà kính, phá vỡ tầng Ozon Lượng lớn khí “sản xuất” vi trùng đất, nhiên bên cạnh chúng cịn có vi trùng “hiếu khí”; có nghĩa độ hoạt tính khí phụ thuộc vào lượng khí “khơng ăn hết” xâm nhập vào khí Năm 1971 học viên phịng thí nghiệm Đại học Nông Lâm thổ nhưỡng học đă cho trồng đồng loạt giống cho rừng Sibiri là: thông sibiri, thông thông thường thông tuyết tùng, lạc diệp tùng, bạch dương hoàng điệp liễu Mỗi loại giống trồng riêng diện tích 2400 m2 Sau 13 năm, đă lớn lên, nhà phân tích lấy mẫu thử đất để làm thí nghiệm Kết cho thấy rằng, đất đă thải khí lượng lớn protoxyt nitrogen so với đất thông thường Việc khôi phục rừng dẫn đến tăng đáng kể hàm lượng axit thay đổi cấu trúc hữu đất Các điều kiện khơng phù hợp cho vi sinh vật “hiếu khí N2O” ,vì “khơng cản trở” khí tiến vào khơng khí Dưới bạch dương liễu hoàng diệp sinh lượng N 2O nhiều kim, đất cư trú vi sinh vật khác Hiện nay, thay đổi khí hậu dẫn đến ranh giới rừng rộng rừng kim vùng phía bắc bị trộn lẫn Khi có xen lẫn kim thế, lượng N 2O phát sinh tăng lên gấp lần Với tình hình thay đổi khí hậu mang tính tồn cầu ngày hơm nay, phần lớn lượng nitơ khí xâm nhập vào đất Hiện cháy rừng thường xuyên khiến cho thành phần thổ nhưỡng đất chứa khoáng nitơ Lượng nitơ nhiều, lượng vi sinh vật chuyển hoá phát triển, theo Nguyễn Trung Kiên -7- K49 Địa kỹ thuật – Môi trường kết luận nhà khoa học, vai trò “sản xuất” N 2O rừng Sibiri cho giới ngày cao Việc đóng góp khí gây nên tượng nhà kính theo thay đổi khí hậu khác nhau, đánh giá nhiệt dung riêng khí thời gian tồn khí Khả làm nóng N 2O gấp 296 lần khí cacbonic Mặc dù nồng độ N2O thấp 1000 lần so với CO N2O tiến vào môi trường với tốc độ lớn hơn, điều có nghĩa góp phần tạo nên hiệu ứng nhà kính khí tăng lênCịn Việt Nam, mức NO N2O bình quân chưa vượt mức cho phép, điểm nút giao thông quan trọng Hà Nội thành phố Hồ Chí Minh hàm lượng tăng cao đột biến Cao 60 microgam/m3 Các thành phố khác thành phố Hồ Chí Minh nằm tình trạng tương tụ Lượng khí chủ yếu từ phương tiện giao thông lại đường Trên vài nét trạng ô nhiễm môi trường Nitơ hợp chất khí nóng lên Trái Đất Cịn nhiều điểm nóng khu vực khác mà chưa có số thống kê cụ thể Nhưng khẳng định điều trạng ô nhiễm môi trường Nitơ hợp chất khí nóng lên Trái Đất cấp bách III KIẾN NGHỊ VÀ GIẢI PHÁP Hiện giới có nhiều cơng trình khoa học nghiên cứu vấn đề liên quan đến nóng lên Trái Đất, có Nitơ hợp chất Các tổ chức quốc tế giới lập tài trợ cho nhiều quỹ nhằm mục đích hỗ trợ nước nghèo vệc giảm thiểu xả thải hợp chất Nitơ khơng khí Ðối phó tình trạng trái đất ấm lên trở thành nhiệm vụ toàn cầu Tổng Thư ký LHQ Ban Ki Mun ngày 1-5 định ba Ðặc phái viên theo dõi tình trạng biến đổi khí hậu với nhiệm vụ giúp Tổng Thư ký LHQ tham khảo ý kiến người đứng đầu Chính phủ nhằm tìm biện pháp đẩy nhanh tiến thương lượng đa phương biến đổi khí hậu Từ nhậm chức tháng 1-2007, ông Ban Ki Mun nhiều lần khẳng định vấn đề trái đất ấm lên ưu tiên hàng đầu hoạt động ông biến Nguyễn Trung Kiên -8- K49 Địa kỹ thuật – Mơi trường đổi khí hậu khơng gây hậu nghiêm trọng kinh tế, xã hội mơi trường mà cịn ảnh hưởng hịa bình an ninh giới IPCC xác định loạt sách, công nghệ biện pháp làm chậm, cuối chấm dứt tình trạng ấm lên trấi đất, theo sử dụng hiệu nhiên liệu hóa thạch ngành xây dựng, công nghiệp giao thông; chế kinh tế hay tài khuyến khích phát triển lượng tái sinh gió, mặt trời, địa nhiệt; biện pháp khuyến khích trồng rừng trồng trọt, v.v Theo hướng đẩy mạnh nỗ lực tới thiết lập chế toàn cầu hạn chế ấm lên trái đất sau Nghị định thư Kyoto hạn chế khí thải gây hiệu ứng nhà kính (ra đời năm 1997) hết hiệu lực vào năm 2012, ADB cam kết theo đuổi sách "thân thiện với môi trường" thông qua dự án phát triển lượng thay thế, khuyến khích bảo đảm cân phát triển công nghiệp với bảo vệ môi trường Các nước châu Á thực nhiều biện pháp đối phó ấm lên trái đất, ủng hộ biện pháp LHQ thực sách cơng nghệ cần thiết để ngăn chặn lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính làm nhiệt độ trái đất nóng lên Nhiều nước châu Á yêu cầu nước phát triển chịu trách nhiệm vấn đề biến đổi khí hậu Nhiều nước khuyến khích người dân chuyển vào sâu nội địa Trung Quốc tăng đầu tư xử lý nhiễm nước khơng khí Indonesia từ năm 2006 ngừng xuất cát cho Singapore, soạn thảo chiến lược quốc gia đối phó biến đổi khí hậu Singapore tập trung nguồn lực vào việc chủ động tránh nguy xấu bị chìm 6m nước biển Nhiều chuyên gia môi trường đề nghị ADB tăng đầu tư giúp nước châu Á phát triển công nghệ lượng sạch, xây dựng sở hạ tầng thân thiện môi trường, bảo đảm tăng trưởng kinh tế ổn định khu vực châu Á-Thái Bình Dương Mặc khác, bắt buộc nước có lượng thải khí phải cắt giảm lượng xả thải Với hiệp định khung Liên hợp quốc thay đổi khí hậu (UNFCCC) với nghị đinh thư Kyoto, nước Anh chấp nhận giảm 8% khí thải độc hại (CO 2, CH4, N2O) gây hiệu ứng nhà kính thời điểm 2008 - 2012 so với mức khí thải năm 1990 Bên cạnh đó, nước Anh cung cam kết với Uỷ ban chiến lược EU việc giảm khí thải 12,5% Chính phủ Anh buộc công ty sản xuất Nguyễn Trung Kiên -9- K49 Địa kỹ thuật – Môi trường điện thực cam kết khơng sử dụng than hố thạch (NFFO) đưa mức bắt buộc lượng sản xuất từ nguồn tái tạo Mức bắt buộc từ 3% năm 2003 tăng dần lên mức 10% nằm 2010 Liên minh châu Âu (EU) tuyên bố cắt giảm 20% vào năm 2020, có tham gia Mỹ nước giàu khác, EU nâng mức cắt giảm khí nhà kính lên 30% Nước Anh đưa dự luật cắt giảm khí nhà kính từ 26% đến 32% vào năm 2020 60% vào năm 2050 Theo tính tốn nhà khoa học, đến năm 2012, tổng lượng phát thải khí nhà kính Mỹ vượt 30% so với năm sở 1990 Mỹ nước phát thải khí nhà kính lớn giới Tuy nhiên, Mỹ rút khỏi nghị định Kyoto với lý cam kết nghị định Kyoto làm tổn hại đến kinh tế Mỹ, nghị định Kyoto khơng mang tính cơng nước phát triển cam kết cắt giảm phát thải khí nhà kính Như thấy đề nóng lên tồn cầu nhiều nước quan tâm, kể nước có lượng khí thải hợp chất Nitơ khơng đáng kể.Các nước có nhiều hành động cam kết nhằm cắt giảm lượng khí thải Nhưng nước có lượng khí thải lớn lại khơng có ý định cắt giảm, điều làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến khí hậu tồn cầu Các nước giới cần có biện pháp định để cắt giảm tiến tới cân lượng khí thải độc hại tự nhiên IV KẾT LUẬN Không thể phủ nhận vai trị Nitơ mơi trường sống người sinh vật, mặt trái việc dư thừa Nitơ hợp chất Nitơ khơng khí lại tác đơng nghuy hiểm đến tầng ozone, gây hiệu ứng nhà kính Trái Đất nóng lên Bài tiểu luận cung cấp tương đối đầy đủ thông tin Nitơ hợp chất nóng lên tồn cầu, đồng thời nêu lên trạng ô nhiễm môi trường hợp chất trên giới Ngồi ra, cịn đưa hành động, cam kết tổ chức phủ nước để đối phó với tình trạng Trong trình làm tiểu luận, em sử dụng số tài liệu tham khảo phục vụ cho tiểu luận: Nguyễn Trung Kiên - 10 - K49 Địa kỹ thuật – Mơi trường Giáo trình Địa hóa mơi trường – Mai Trọng Nhuận Báo cáo trạng môi trường Việt Nam năm 2005 Và số thông tin trang web môi trường Nguyễn Trung Kiên - 11 - K49 Địa kỹ thuật – Mơi trường MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU .1 GIỚI THIỆU VỀ NITƠ VÀ CÁC HỢP CHẤT DẠNG KHÍ CỦA NÓ .2 Nitơ 2 Các hợp chất Nitơ a Nitơ IV Oxit – NO2 b Nitrô Oxit – N2O .3 II HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM CỦA NITƠ VÀ CÁC HỢP CHẤT CỦA NITƠ TRÊN THẾ GIỚI III KIẾN NGHỊ VÀ GIẢI PHÁP .5 IV KẾT LUẬN Nguyễn Trung Kiên - 12 - K49 Địa kỹ thuật – Môi trường ... làm ảnh hưởng xấu đến sức khỏe môi trường lại nhiều gấp 300 lần II HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM CỦA NITƠ VÀ CÁC HỢP CHẤT CỦA NITƠ TRÊN THẾ GIỚI Hiện vấn đề nhiễm Nitơ hợp chất khí liên quan đến nóng lên... II HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM CỦA NITƠ VÀ CÁC HỢP CHẤT CỦA NITƠ TRÊN THẾ GIỚI III KIẾN NGHỊ VÀ GIẢI PHÁP .5 IV KẾT LUẬN Nguyễn Trung Kiên - 12 - K49 Địa kỹ thuật – Môi trường. .. – Môi trường MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .1 GIỚI THIỆU VỀ NITƠ VÀ CÁC HỢP CHẤT DẠNG KHÍ CỦA NĨ .2 Nitơ 2 Các hợp chất Nitơ a Nitơ IV Oxit – NO2 b Nitrô Oxit