Tài liệu UV và môi trường pdf

OZONE - TIA CỰC TÍM VÀ CÁC ẢNH HƯỞNG CỦA CHÚNG LÊN SỨC KHỎE CON NGƯỜI VÀ MÔI TRƯỜNG Tiếp theo loạt bài về sự suy giảm tầng ozone, chúng tôi xin giới thiệu thêm với các bạn loạt bài của Cục Môi Trường Mỹ (EPA) và Chương trình Môi Trường của Liên Hiệp Quốc (UNEP) về hóa học của ozone, diện tích lổ thủng ở tầng ozone và các ảnh hưởng của UVB đến sức khoẻ con người và môi trường Lổ thủng tầng ozone năm 1995 Question and Answer on Ozone- depletion http://www.epa.gov/ozone/science/q_a.html Các câu hỏi và trả lời về sự suy giảm tầng ozone • Tầng ozone là gì? Tại sao nó lại có vai trò quan trọng? • Sự suy giảm tầng ozone diễn ra như thế nào? • Tại sao chúng ta biết là các nguồn tự nhiên không ảnh hưởng đến sự suy giảm tầng ozone? • Những hoạt động nào đã được con người tiến hành để đối phó với sự suy giảm tầng ozone? • Có sự thống nhất giữa các nhà khoa học về cơ chế suy giảm tầng ozone hay không? 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. Tầng ozone là sự tập trung các phân tử ozone ở tầng bình lưu. Khoảng 90% lượng ozone trong khí quyển của chúng ta tập trung ở tầng bình lưu. 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 nhân mắt (cataract), làm giảm sản lượng lương thực, ảnh hưởng đến hệ sinh thái biển. Tầng ozone bị suy giảm do con người thải các chất khí CFC (Chlorofluorocarbon) 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 ngành công nghệ) . Mặc dầu CFC nặng hơn không khí, nhưng nó có thể lên đến tầng bình lưu bằng một quá trình kéo dài từ 2 - 5 năm. Người ta đo nồng độ CFC ở tầng bình lưu bởi các khinh khí cầu, phi cơ và các vệ tinh. 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. Hãy liên hệ với Trung Tâm Thông Tin để đọc loạt bài của EPA về các nghiên cứu nhằm thay thế việc sử dụng methyl bromide trong nông nghiệp và một số ngành công nghiệp. 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. Vào năm 1978 việc sử dụng CFCs làm chất đẩy trong các bình xịt đã bị cấm ở Mỹ. Vào những năm 1980 việc xuất hiện lổ thủng tầng ozone ở Nam Cực và các đánh giá khoa học đã cho thấy cần phải có một sự hợp tác ở qui mô toàn cầu để giải quyết vấn đề này. Vào năm 1987, nghị định thư Montreal đã được ký kết và các nước đã ký vào nghị định thư này bắt đầu cắt giảm việc sử dụng CFCs và các chất ODS khác. Nghị định thư này đã được bổ sung bằng việc cấm hẳn sản xuất CFCs vào sau năm 1995. Ngày nay, đã có trên 160 nước ký vào nghị định thư này. Kể từ 1/1996 chỉ có CFCs tái sinh và tồn kho mới được phép sử dụng ở các nước phát triển. Việc cấm hẳn sản xuất CFC và các chất ODS hoàn toàn có khả năng thực hiện được vì con người đã tìm ra các chất khác và các biện pháp kỹ thuật để thay thế chúng. Với sự tài trợ của UNEP và WMO (cơ quan khí tượng thế giới), các khía cạnh của sự suy giảm tầng ozone được báo cáo định kỳ. Hơn 300 nhà khoa học đã viết và gởi bài về cho hai cơ quan này. Ozone depletion: Myth vs. Measurement http://www.epa.gov/ozone/science/ozone_uv.html Sự suy giảm tầng ozone: Chuyện hoang đường và các đo đạt thực tế Có rất nhiều sự hiểu lầm về các khía cạnh khoa học của việc suy giảm tầng ozone, bài viết này nhằm làm rõ các vấn đề đó. • CFCs nặng hơn không khí, do đó nó không thể lên đến tầng ozone được • Núi lửa và các đại dương gây ra sự suy giảm tầng ozone • Sự suy giảm tầng ozone chỉ diễn ra ở Nam Cực • Không có mối quan hệ giữa sự suy giảm tầng ozone và việc tăng tia cực tím đến Trái đất CFCs nặng hơn không khí, nếu CFCs hiện diện trong một căn phòng không có gió, nó sẽ lắng xuống sàn nhà. Bầu khí quyển chúng ta luôn luôn xáo động bởi gió, CFCs và không khí sẽ trộn lẫn vào nhau và cuối cùng chúng sẽ đến được tầng bình lưu. Hàng ngàn phép đo đạc trong nhiều thập kỷ đã chứng minh sự hiện diện của các chất khí nặng hơn không khí này ở tầng bình lưu. Hoạt động của núi lửa phóng thích một lượng lớn HCl vào khí quyển; muối biển cũng chứa rất nhiều Chlor, nếu các hợp chất Chlor này tích tụ ở tầng bình lưu nó sẽ là nguyên nhân chính làm suy giảm tầng ozone. Tuy nhiên, hoạt động của núi lửa rất yếu để có thể đẩy HCl lên đến tầng bình lưu. Mặt khác các chất này cần phải có "tuổi thọ" trong khí quyển từ 2 - 5 năm mới lên được tầng bình lưu theo cơ chế giống như CFCs. Các chất này rất dễ hòa tan trong hơi nước của khí quyển, do đó nó sẽ nhanh chóng theo mưa rơi xuống mặt đất. Một số sinh vật biển có khả năng tạo ra methyl chloride (hợp chất bền); tuy nhiên, nó chỉ đóng góp một phần nhỏ vào tổng lượng chlorine ở tầng bình lưu. Theo các kết quả đo đạc cho thấy mặc dầu hoạt động của núi lửa El Chichon (1982) có làm tăng hàm lượng HCl ở tầng bình lưu lên 10% nhưng lượng này biến mất trong vòng 1 năm. Hoạt động của núi lửa Pinaturbo (1991) không làm tăng hàm lượng chlorine ở tầng bình lưu. Các nhà khoa học đã làm các phép tính chính xác cho thấy trong tổng lượng chlorine ở tầng bình lưu 3% là HCl (có lẽ từ các hoạt động của núi lửa), 15% là methyl chloride, 82% là các ODS (trong đó hơn phân nửa là do CFC11 và CFC12). Vào tháng 12 năm 1994, 300 nhà nghiên cứu hàng đầu đã công bố các kết quả của mình. Họ kết luận là hàm lượng ozone biến thiên theo vĩ độ và theo mùa. Theo họ, tầng ozone ở các khu vực có vĩ độ trung bình suy giảm 10% vào mùa đông và 5% vào mùa hè. Kể từ năm 1979, tầng ozone ở các khu vực này đã suy giảm ở tốc độ 5% trong một thập kỷ. Tuy nhiên, sự suy giảm xảy ra mạnh hơn ở các khu vực có vĩ độ cao (vùng cực). Các nghiên cứu ở Nam Cực cho thấy có sự quan hệ rõ ràng giữa việc suy giảm tầng ozone với sự gia tăng của tia cực tím. Trong thời gian xuất hiện lổ thủng tầng ozone hàng năm, lượng tia cực tím đo được ở đây cao gấp hai lần so với các khu vực có cùng góc chiếu của mặt trời. Các nghiên cứu ở Toronto cho thấy rằng có mối liên hệ giữa những ngày có hàm lượng ozone thấp và cường độ bức xạ cực tím cao, các nghiên cứu ở Đức, Hy Lạp, Iceland cũng cho các kết quả tương tự. Cuối cùng, các nghiên cứu tiến hành trong phòng thí nghiệm cho thấy ozone cũng hấp thụ tia cực tím. The size and depth of the ozone hole http://www.epa.gov/ozone/science/hole.html Kích thước của lổ thủng ở tầng 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). Ở Nam cực hàm lượng ozone thấp nhất xảy ra ở những khu vực khác nhau, trong những thời điểm khác nhau. Kỷ lục thấp nhất của tầng ozone là 88 DU được ghi nhận vào năm 1994. Trung bình diện tích lớn nhất của lổ thủng tầng ozone là 23 triệu km2 được ghi nhận vào năm 1994 (so với diện tích của Nam cực là 13 triệu km2). Diện tích lớn nhất ở một thời điểm xác định là 26 triệu km2 (lớn hơn diện tích của Bắc Mỹ [khoảng 24 triệu km2]) ghi nhận được vào năm 1996. Hàng năm lổ thủng tầng ozone bắt đầu xuất hiện vào tháng 8, đạt đến cực đỉnh vào tháng 10 và biến mất vào tháng 12. Hãy đọc bản tiếng Anh để xem thêm chi tiết và các đồ thị của EPA về diễn tiến của lổ thủng tầng ozone. Environmental indicators: Ozone depletion Các chỉ số về môi trường của sự suy giảm tầng ozone Khoảng 60 năm trước CFCs được phát minh ở Mỹ và không lâu sau đó nó được đưa ra thương mại hóa. Khi các nhà khoa học phát hiện ra lổ thủng ở tầng ozone và xác định được nguyên nhân của nó là do CFCs, Mỹ (quốc gia hàng đầu về sản xuất và sử dụng CFCs) đã hạn chế dần và tiến tới loại bỏ hẳn việc sản xuất CFCs. Các hiệp ước quốc tế (Vienna, Áo), nghị định thư (Montreal) đã được nhiều nước tham gia. Tuy nhiên các nước đang phát triển và có mức tiêu thụ CFCs thấp (0,3 kg/người) được gia hạn thêm 10 năm nữa mới thực hiện các biện pháp cắt giảm. Hãy đọc bản nguyên văn tiếng Anh để xem thêm chi tiết và các đồ thị của EPA minh họa về sản lượng các chất CFCs của Mỹ và thế giới, nồng độ một số ODS ở tầng bình lưu và tác động của nghị định thư Montreal lên nồng độ chlorine ở tầng bình lưu. Can we make more ozone? Chúng ta có thể sản xuất thêm ozone hay không? Câu trả lời ngắn gọn là không. Ozone được sản sinh và phân hủy tự nhiên bởi tác dụng của của các tia UV có bước sóng khác nhau. Bình thường thì quá trình này cân bằng, do đó hàm lượng ozone ở tầng bình lưu được giữ ổn định. Nếu chúng ta sản xuất ozone và đưa nó vào tầng bình lưu thì quá trình phân hủy ozone sẽ tăng tốc cho tới khi nào hàm lượng ozone được duy trì ổn định ở một mức nào đó. Thêm vào đó, để sản xuất ozone chúng ta phải tiêu thụ một lượng lớn năng lượng. Để sản xuất ozone đạt mức bình thường, ta phải tiêu thụ gấp hai lần lượng điện năng tiêu thụ của Mỹ. Do đó không có cách nào để sản xuất nhanh và nhiều ozone để thay thế quá trình tự nhiên. Hãy đọc bài nguyên văn tiếng Anh để biết thêm chi tiết. Ozone depletion over North America Sự suy giảm tầng ozone ở Bắc Mỹ Các số liệu đo đạt của vệ tinh Nimbus -7 cho thấy ở Bang Seatle, Miami, Los Angeles từ tháng 3/1979 đến tháng 3/1994 tầng ozone ở khu vực này đã bị suy giảm. Cụ thể là ở Seatle giảm từ 391 DU (1979) xuống còn 360 DU (1994); ở Los Angeles từ 368 DU (1979) xuống còn 330 DU (1994); ở Miami từ 303 DU (1979) xuống còn 296 DU. Các số liệu này đã chứng minh sự suy giảm ozone mang tính toàn cầu chớ không phải chỉ xảy ra ở Nam Cực. Ozone depletion over Arosa, Switzeland Sự suy giảm tầng ozone ở Arosa, Thụy Sĩ Các số liệu đo đạt cho thấy mặc dầu hàm lượng ozone tăng và giảm theo các chu kỳ tự nhiên nhưng hàm lượng trung bình của nó từ năm 1926 đến năm 1973 không đổi. Từ năm 1973 đến năm 1997, hàm lượng ozone trung bình đã giảm với tốc độ 2,9% trong một thập kỷ. Và các nhà khoa học đã chứng minh được rằng sự suy giảm này có quan hệ với các chất ODS. Hãy đọc các bài nguyên văn tiếng Anh để xem các ảnh chụp từ vệ tinh và các đồ thị minh họa hàm lượng ozone ở các khu vực này. . Cục Môi Trường Mỹ (EPA) và Chương trình Môi Trường của Liên Hiệp Quốc (UNEP) về hóa học của ozone, diện tích lổ thủng ở tầng ozone và các ảnh hưởng của UVB. km2]) ghi nhận được vào năm 1996. Hàng năm lổ thủng tầng ozone bắt đầu xuất hiện vào tháng 8, đạt đến cực đỉnh vào tháng 10 và biến mất vào tháng 12. Hãy