Đây là bài thi kiến thức liên môn dành cho học sinh THCS. Bài thi đã đạt giải cao trong kì thi vận dụng kiến thức liên môn cấp tỉnh về hiệu ứng nhà kính. bài thi mới nhất năm học 2015 2016. Bố cục gồm 5 phần, có hình ảnh minh họa phong phú
- Sở Giáo dục đào tạo tỉnh Thanh Hóa Phòng Giáo dục đào tạo huyện Thường Xuân Trường THCS Thọ Thanh Địa : Thôn 3, xã Thọ Thanh, huyện Thường Xn, tỉnh Thanh Hóa Email : Thơng tin thí sinh : Họ tên : Lê Thị Thương Ngày sinh : 26/02/2001, Lớp 9A 1 Tên tình : Vận dụng kiến thức liên mơn mơn Hóa học, Địa lý, Tốn học, Sinh học, Lịch sử, Ngữ Văn ứng dụng Công nghệ thơng tin để giải thích về: “Ngun nhân gia tăng chất khí nhà kính khí người” Mục tiêu giải tình : Vận dụng kiến thức liên môn môn: Địa lí, Hóa học, Sinh học, Tốn học, Lịch sử, Ngữ Văn ứng dụng Công nghệ thông tin để giải thích về: “Nguyên nhân gia tăng chất khí nhà kính khí người” Đồng thời hiểu khái niệm biến đổi khí hậu nguyên nhân gây biến đổi khí hậu Qua thực hành động cá nhân để thích ứng giảm nhẹ biến đổi khí hậu; góp phần xây dựng kế hoạch thích ứng giảm nhẹ biến đổi khí hậu cho gia đình, cộng đồng, trường học Đồng thời nâng cao khả quan sát, phân tích, tổng hợp đánh giá tác động khí hậu, kĩ thuyết trình, lắng nghe Qua giúp người hình thành ý thức thái độ tích cực, chủ động tham gia bảo vệ mơi trường, xây dựng lối sống xanh - phát thải cacbon Tổng quan nghiên cứu liên quan đến việc giải tình : Hiệu ứng nhà kính ? Hiệu ứng nhà kính có hồn tồn gây hại cho người ? Kết trao đổi không cân lượng lượng Trái đất với không gian xung quanh, dẫn đến gia tăng nhiệt độ khí Trái đất Hiện tượng diễn theo chế tương tự trồng nhà kính gọi Hiệu ứng nhà kính Năng lượng Mặt trời chiếu xuống Trái đất dạng tia xạ có bước sóng ngắn, tia thẳng vào Trái đất mà không bị giữ lại lớp khí Trái đất nhận lượng, sau phát xạ khoảng không vũ trụ phần lượng dạng tia có bước sóng dài Tuy nhiên, tia có bước sóng dài lại bị lưu giữ lại tầng đối lưu phát xạ trở lại Trái đất làm cho nhiệt độ khí tầng thấp bề mặt Trái đất tăng dần lên Hiện tượng giữ nhiệt (các tia xạ có bước sóng dài) xảy số khí gọi khí nhà kính Hiện tượng nguyên nhân trực tiếp dẫn đến biến đổi khí hậu Chúng ta biết biến đổi khí hậu số thách thức lớn nhân loại kỉ 21 Biến đổi khí hậu diễn với quy mơ toàn cầu chủ yếu hoạt động người làm phát thải mức khí nhà kính vào khí gây Biến đổi khí hậu có tác động sâu sắc tới tự nhiên; tới đời sống, sức khỏe người sinh vật; tới mặt hoạt động người Việt Nam đánh giá số quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề biến đổi khí hậu Nhận thức sâu sắc ý nghĩa tầm quan trọng to lớn biến đổi khí hậu đất nước ta, Thủ tướng Chính phủ phê duyệt chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu (theo Quyết định số 158/2008 QĐ-TT ngày 02/12/2008) Thực chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu, Bộ trưởng Bộ GD ĐT công bố định phê duyệt kế hoạch ứng phó với biến đổi khí hậu nghành giáo dục giai đoạn 2011- 2015, xác định mục tiêu chung : nâng cao nhận thức, khả ứng phó với biến đổi khí hậu ngành giáo dục giai đoạn cụ thể; trang bị kiến thức, kĩ năng, hành vi cho đối tượng ngành giáo dục cộng đồng ứng phó với biến đổi khí hậu, góp phần tích cực vào việc thực chương trình tiêu quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu Trong viết này, để giúp cho người đọc hiểu rõ “Nguyên nhân gia tăng chất khí nhà kính khí người”, người viết áp dụng kiến thức nhiều môn học khác : - Kiến thức Địa lí vận dụng để giải thích tượng, khái niệm : biến đổi khí hậu, hiệu ứng nhà kính, chu trình thủy văn, hồn lưu khí - Kiến thức Hóa học dùng để giúp người đọc hiểu chất khí nhà kính người thải vào khí : CO2, CH4, N2O, việc đốt nhiên liệu hóa thạch - Sử dụng kiến thức Tốn học để phân tích, so sánh số liệu thống kê - Liên hệ với trước sau cách mạng Công nghiệp môn Lịch sử - Sử dụng kiến thức Sinh học để giải thích phân hủy chất hữu cơ, q trình quang hợp, trồng rừng vai trị rừng việc thay đổi độ phản xạ mặt đất - Sử dụng kiến thức môn Ngữ Văn để giải thích, thuyết minh - Ứng dụng cơng nghệ thơng tin thể qua việc sử dụng nguồn tài liệu trang Web với thuật ngữ khó hiểu : Biến đổi khí hậu, hiệu ứng nhà kính đặc biệt hình ảnh gia tăng chất thải nhà kính Biện pháp giải : - Cập nhật công nghệ thông tin để tìm hiểu nguyên nhân gia tăng chất khí nhà kính khí người - Vận dụng kiến thức liên môn môn: Địa lí, Hóa học, Sinh học, Tốn học, Lịch sử, Ngữ Văn để giải thích : “Nguyên nhân gia tăng chất khí nhà kính khí người” Để giải tình trên, có nhiều giải pháp Riêng thân em xin đề nghị số giải pháp sau : * Trong gia đình : - Tận dụng ánh sáng tự nhiên vào ban ngày nhà dùng bóng đèn tiết kiệm điện - Nếu nhà bạn dùng nóng lạnh bật vừa đủ nhiệt độ (khoảng 65-70 độ) Bình nóng lạnh tiêu thụ nhiều lượng, gia đình sử dụng bình nóng lạnh lượng Mặt trời - Nếu sử dụng điều hòa nên để mức 26 độ nhé, điều hòa thiết bị tiêu tốn nhiều điện - Hạn chế rác thải rác thải phân hủy tạo khí CH Sử dụng vật dụng tái sử dụng * Ngồi đường phố : - Đi xe đạp đến địa điểm gần Việc giúp tiết kiệm nhiên liệu giảm nhiễm khơng khí - Sử dụng phương tiện công cộng - Với xe máy, tắt máy dừng đèn đỏ bạn thấy đèn đỏ 30 giây * Tại trường học nơi làm việc : - Giảm lượng giấy sử dụng, đặc biệt học sinh nhiều trường học tượng xé giấy xả rác bừa bãi nhiều Hoặc văn văn phòng, giấy chiếm tới 70% rác thải - Đưa lời nhắc nhở, biển báo để nhắc nhở người tiết kiệm nước điện nhà ở, phòng vệ sinh, phòng học nơi làm việc với hiệu : “Nhớ tắt điện khỏi phòng” * Khi mua sắm : - Thay đổi thói quen sử dụng túi ni lơng, giảm thiểu chất thải cách giặt phơi khô để dùng lại - Không sử dụng túi ni lông khơng cần thiết Thuyết minh q trình giải tình : Biến đổi khí hậu biến đổi trạng thái khí hậu so với trung bình dao động khí hậu trì thời gian dài, thường vài thập kỉ hàng trăm năm lâu Nguyên nhân biến đổi khí hậu kể từ năm 1850 đến gia tăng nồng độ khí nhà kính bầu khí Ta tìm hiểu khí nhà kính hiệu ứng nhà kính - Nếu bạn bước vào xe ô tô khơng bật điều hịa ngày nắng nóng, hẳn bạn cịn nhớ cảm giác luồng khơng khí nóng hầm hập phả vào người vừa mở cửa bước lên xe - Hay ngày giá rét, bác nông dân thường dùng ni lông để giữ ấm cho mạ Trong trường hợp trên, ánh nắng mặt trời qua kính tơ / ni lơng, làm cho khơng khí bên bề mặt nóng lên khiến chúng tỏa nhiệt Tuy nhiên, lượng nhiệt tỏa thoát phần, phần bị giữ lại khí tơ / ni lơng Chính điều khiến cho cảm nhận nhiệt độ bên cao bên Cũng tương tự vậy, bầu khí Trái Đất chứa số loại khí đặc biệt có khả giữ lại nhiệt kính tơ ni lơng ví dụ Các khí gọi khí nhà kính Những khí giống chăn ấm có độ dày vừa đủ, giúp giữ ấm cho Trái Đất nhiệt độ thích hợp, khiến cho sống phát triển sinh sơi nảy nở Nếu khơng có khí này, nhiệt từ Mặt Trời không giữ lại bề mặt Trái Đất trở nên lạnh nhiều Hiệu ứng nhà kính dùng để hiệu ứng xảy lượng xạ tia sáng mặt trời xuyên qua cửa sổ mái nhà kính, hấp thụ phân tán trở lại thành nhiệt lượng cho bầu không gian bên trong, dẫn đến việc sưởi ấm tồn khơng gian bên chỗ chiếu sáng Hiệu ứng sử dụng từ lâu nhà kính trồng Ngồi hiệu ứng nhà kính cịn sử dụng kiến trúc, dùng lượng Mặt trời cách thụ động để tiết kiệm chất đốt sưởi ấm nhà Vậy khí nhà kính ? Khí nhà kính chất khí có tác dụng giữ nhiệt cho Trái Đất giống nhà kính để trồng - Trước cách mạng Cơng nghiệp, khí hậu trái đất trải qua thời kì ổn định kéo dài hàng nghìn năm Hoạt động người khơng tạo nhiều khí thải vào khí - Năm 1850, Cách mạng Công nghiệp lan rộng giới với nhiều phát minh vượt bậc làm thay đổi sống người : khai thác mỏ, cơng nghiệp, giao thơng vận tải Từ đó, người bắt đầu thay đổi môi trường : đốt nhiên liệu hóa thạch dầu mỏ, than đá khí tự nhiên để vận hành máy móc, đáp ứng nhu cầu vận tải, phát điện nhu cầu lượng khác; giảm diện tích rừng - Lượng khí thải nhà kính thải vào bầu khí tăng lên, làm đầy “lớp chăn” Trái Đất Kết là, vịng 150 năm qua, khí hậu Trái Đất bắt đầu thay đổi nhanh theo chiều hướng ấm dần lên Đặc điểm chung khí nhà kính : chúng tồn lâu khí quyển, từ vài tháng đến vài trăm năm Từ nguồn phát thải, từ nguồn đâu, nhờ hồn lưu khí chất nhà kính nhanh chóng xáo trộn khơng khí, làm thay đổi thành phần chất khí tồn bầu khí Vì biến đổi khí hậu khơng phải mang tính cục bộ, riêng rẽ mà biến đổi khí hậu mang tính tồn cầu * Các chất khí nhà kính người phát thải vào khí : Có nhiều chất khí nhà kính người phát thải từ hoạt động kinh tế - xã hội, có sáu chất khí nhà kính kiểm sốt Nghị định thư Kyoto bao gồm : Cacbon đioxit (CO2); Mêtan (CH4); Đinitơ oxit (N2O); Hydrofluorocarbons (HFCs); Perfluorocarbons (PFCs) sulphur hexafluorit (SF 6) Các khí nhà kính phát sinh tự nhiên từ hoạt động người - Khí Cacbon đioxit (CO2) Lượng khí CO2 gia tăng chủ yếu người sử dụng nhiên liệu hóa thạch phục vụ hoạt động công nghiệp Các nhà máy sản xuất điện dùng nhiên liệu hóa thạch (than đá, khí đốt dầu mỏ) để cung cấp điện cho hầu hết thành phố giới Quá trình “giải phóng” hàng triệu triệu khí CO2 ngày Ơ nhiễm khơng khí từ việc đốt cháy than đá gây tổn hại trực tiếp tới sức khỏe người lí mà có số nhà khoa học ví than kẻ thù lồi người Khơng gây hại tới thiên nhiên mà người trở thành nạn nhân việc khai thác than mức Bụi than hóa chất độc hại nhiễm vào nguồn nước, đất canh tác, khơng khí khiến sống người dân xung quanh mỏ than nghèo khổ, đói Hàm lượng CO2 khí tăng lên việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch trực tiếp hay gián tiếp giao thông vận tải : phương tiện vận tải máy bay, tàu bè, ô tô chạy xăng, dầu Xăng, dầu sản xuất từ dầu mỏ, loại nhiên liệu hóa thạch Nó tạo thành từ khu rừng bị chôn vùi cách hàng trăm triệu năm lòng đất Giống rừng, nhiên liệu hóa thạch chứa hàm lượng cacbon cao, nên bị đốt cháy chúng thải CO2 vào khơng khí Máy bay phương tiện di chuyển nhanh bay độ cao hàng chục kilomet so với mặt đất Chúng tiêu thụ lượng nhiên liệu lớn thải nhiều khí CO2 Trong hoạt động sản xuất nơng nghiệp khai hoang đất rừng cho hoạt động nông nghiệp phá rừng; hoạt động dân sinh khác Lượng rác thải có ảnh hưởng trực tiếp đến lượng CO2 khơng khí Dân số tăng dẫn đến lượng rác thải tăng Rác thường chôn xuống đất, sau thời gian bị phân hủy tạo khí CO2 khí CH4 Càng thải nhiều rác, người phát thải nhiều khí nhà kính Hình ảnh vụ cháy rừng xã Khánh Sơn, huyện Nam Đàn (Nghệ An) Việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch hoạt động công nghiệp đường làm gia tăng lượng CO khí Mà thay đổi lượng CO khí phụ thuộc vào trạng lớp phủ rừng phá hủy sinh khối vật chất hữu Phá rừng có số tác động tiềm tàng đến khí hậu : Thơng qua chu trình cacbon nitơ rừng thay đổi nồng độ CO khí quyển, ngồi rừng có vai trị thay đổi độ phản xạ mặt đất, tác động lên chu trình thủy văn (mưa, bốc dòng chảy), độ gồ ghề thảm thực vật rừng có ảnh hưởng lớn đến hồn lưu khí Ngồi có lượng khí nhà kính phát sinh từ thối rữa sinh khối Khi vi khuẩn phân hủy chất hữu giải phóng lượng khí cacbon Hàm lượng CO giảm khí hoạt động trồng rừng, cải tạo đất hoạt động khác CO2 chất khí nhà kính chủ yếu người sinh ra, ảnh hưởng đến nhiệt độ Trái Đất Vì CO2 chất khí tham chiến để tính “tiềm nóng lên tồn cầu” khí nhà kính khác - Khí Metan (CH4) Mê tan (CH4) loại khí mà cỏ thải trình héo úa mục thối Nhưng cịn nhiều yếu tố q trình mục rữa mà nhà khoa học vừa khám phá Các nhà khoa học tìm hiểu cỏ thải khí đẩy héo mục để thay mầm non nhú Sau thực khảo sát với bắp trổ mảng cỏ xanh, nhà kha học khám phá “cây sống” thải khí Meetan từ 10 đến 100 lần nhiều “cây chết” Những cỏ hưởng nhiều tia nắng Mặt trời thải khí Meetan nhiều Nhưng làm mà cỏ sản xuất khí Meetan, điều mà nhà khoa học chưa thể giải thích Chỉ đốn rằng, hình thành khí Meetan thực vật chuỗi phản ứng chưa biết tới mở lĩnh vực nghiên cứu cho nhà khoa học Hóa học Thực vật Sinh học Thực vật Khí Mê tan sinh hoạt động sản xuất người Phân thải số động vật nhai lại phát thải lượng lớn khí Meetan gây hiệu ứng nhà kính CH4 loại khí nhà kính quan trọng thứ hai sau CO gây nên hiệu ứng nhà kính, số sáu chất khí nhà kính kiểm sốt Nghị định thư Kyoto Nó tồn với hàm lượng nhiều so với CO2 Khả hấp thụ sóng dài CH4 gấp 10 20-30 lần CO2 thời gian tồn khí tương đối ngắn, khoảng 10 năm CH4 sản phẩm vi khuẩn mơi trường yếm khí tạo Đầm lầy vùng đất ẩm nguồn gốc thiên nhiên quan trọng tạo CH Than đá, dầu mỏ khí đồng hành nguồn gốc sản sinh CH Metan hình thành từ phân hủy yếm khí chất hữu từ chất thải; bãi rác; trồng lúa, ruộng ngập nước nguồn phát thải khí metan lớn vào khí Theo nhà khoa học, cần thay đổi phương thức tưới tiêu thoát nước đồng lúa để giảm thiểu lượng phát thải này; với gia súc, ngồi việc tạo khí CO hít thở, lồi động vật ăn cỏ trâu, bị cịn tạo khí CH qua chất thải ợ Nhu cầu người tăng trang trại gia súc phát triển, vừa tăng khí CH làm chuyển đổi đất trồng sang rừng chăn thả Đây nguồn phát thải khí nhà kính vơ lớn Vì nồng độ Metan tăng liên tục vài kỉ qua, đôi với tăng dân số phát triển kinh tế giới Nồng độ metan khí mức 1,27 phần triệu thể tích (ppm), cao gấp khoảng 2,48 lần so với thời kì trước cách mạng công nghiệp, tăng mức 0,015ppm (0,9 % năm) - Khí Đinitơ oxit (N2O) N2O chiếm tỉ lệ nhỏ thành phần khí Sự gia tăng N2O phụ thuộc vào kết hoạt động nông nghiệp Trong sản xuất nông nghiệp người sử dụng phân đạm ngày nhiều để tăng suất trồng, phần nitơ dư thừa thâm nhập vào khí dạng N2O N2O sản phẩm chế tạo phân bón, q trình đốt nhiên liệu với nhiệt độ cao, sản xuất hóa chất Mặc dù năm lượng N2O thải vào khơng khí khơng nhiều 11 thời gian tồn phân tử Đinitơ oxit kéo dài xấp xỉ 114 năm Hoạt động người, sử dụng phân hóa học làm cho nồng độ N2O tăng lên khoảng 8% khoảng 100 năm gần làm tăng 15% lượng N2O khí Trong trường hợp sử dụng phân bón nhiều đốt nhiên liệu với nhiệt cao, Đinitơ oxit gây hiệu ứng nhà kính nửa mêtan - Khí Hydrofluorocarbons (HFCs) HFCs nằm sáu chất khí nhà kính kiểm sốt nghị định thư Kyoto Chúng sản xuất có tính thương mại dùng máy làm lạnh chất xốp cách nhiệt Mức độ ảnh hưởng HFCs đánh giá 2000 đến 12000 lần so với CO2 (tùy thuộc vào loại khí HFCs cụ thể) - Khí Perfluorocarbons (PFCs) PFCs phát sinh từ ngành công nghiệp sản xuất nhôm, sản xuất vật liệu chống cháy, sản xuất thiết bị điện tử Mức ảnh hưởng PFCs đánh giá 6.770 lần so với CO2 - Khí Sulphur hexafluorit (SF6) SF6 phát sinh từ ngành công nghiệp điện tử, máy phân lập phục vụ truyền tải điện Mức độ ảnh hưởng khí SF6 đánh giá 23.900 lần so với CO Thời gian tồn phân tử Sulphur hexafluorit khơng khí khoảng 32000 năm Ý nghĩa việc giải tình : 12 13 Nhà máy điện hạt nhân “khắc tinh” hiểm họa biến đổi khí hậu tồn cầu (Nguồn ảnh : www.ecofriend.org) 14 Khí thải cơng nghiệp khiến mức độ khí nhà kính tăng nhanh lên mức báo động Việc kết hợp kiến thức liên môn giúp hiểu rõ nguyên nhân gây tăng khí thải nhà kính người Đồng thời giúp thêm ý thức bảo vệ mơi trường sống, có hành động thiết thực nhằm giảm lượng khí thải kêu gọi cộng đồng chung tay bảo vệ môi trường - bảo vệ sống Hãy sống người “Sống cho đâu nhận riêng mình” (Tố Hữu) 15