8. Kết cấu của luận văn
1.3 Hậu quả của giảm sút tầng tầng ôzôn
Tầng ôzôn của trái đất nằm ở tầng bình lưu thấp, ngay phía trên tầng đối lưu (bắt đầu từ bề mặt trái đất lên cao khoảng 12 km) đón nhận các tia cực tím có hại từ mặt trời.
Cường độ gia tăng của các bức xạ cực tím có năng lượng cao được coi là nguyên nhân gây ra nhiều hậu quả trong sinh học như gia tăng các khối u ác tính C (ung thư da). Theo một nghiên cứu, tăng 10% các tia cực tím có năng lượng cao được coi là liên quan với tăng 19% các khối u ác tính ở đàn ông và 16% ở phụ nữ.
Tăng cường bức xạ tia cực tím có thể tiêu hủy các sinh vật phù du trong tầng có ánh sáng của biển và ảnh hưởng đến mùa màng. Các loại cây bị ảnh hưởng rất lớn.
Do những thiệt hại ở lá cây gây ra bởi khí ôzôn, sản lượng nhiều loại cây trồng có tầm quan trọng về kinh tế, như lúa phụ thuộc vào quá trình cố định N2 của vi khuẩn lam rất nhạy cảm với ánh cực tím và có thể bị chết khi hàm lượng tia cực tím gia tăng.
Bên cạnh các ảnh hưởng trực tiếp của bức xạ cực tím đối với sinh vật, gia tăng tia cực tím trên bề mặt sẽ làm gia tăng lượng ôzôn ở tầng đối lưu. Ở mặt đất ôzôn thông thường được công nhận là một yếu tố gây nguy hiểm đến sức khỏe vì ôzôn có độc tính vì là chất oxy hóa mạnh.
Vì tầng ôzôn hấp thụ tia cực tím từ mặt trời, giảm sút tầng ôzôn dự đoán sẽ dẫn tới tăng cường độ tia cực tím ở bề mặt Trái Đất, có thể dẫn đến nhiều thiệt hại bao gồm cả gia tăng bệnh ung thư da. Mặc dù sự giảm sút của ôzôn ở tầng bình lưu gắn liền với các chất CFC và có nhiều lý lẽ trên lý thuyết để tin rằng giảm sút ôzôn sẽ dẫn đến tăng tia cực tím trên bề mặt Trái Đất. Tuy nhiên chưa có nhiều quan sát trực tiếp nhằm chứng minh liên hệ giữa giảm sút ôzôn và gia tăng tỷ lệ phát bệnh ung thư da ở con người.
1.3.1 Halon và nguyên nhân gây ra sự suy giảm tầng ôzôn
Halon là những hợp chất hữu cơ có chứa các nguyên tố cacbon, hydro và halogen (clo, Flo, Brôm, iốt). Chúng được sử dụng phổ biến trong các lĩnh vực như: phòng cháy chữa cháy, điện lạnh, y tế, bảo quản nông sản vv…
Một số hợp chất của Halon
Halon 10001 CH3I
Halon 1001 CH3Br
Halon 1301 CBrF3
Halon 2402 F2BrC – CBrF2 (C2F4Br2)
Halon sau khi được sử dụng sẽ khuếch tán lên tầng bình lưu. Tại đây phân tử chất này bị phá vỡ và tạo ra nguyên tử Clo. Nguyên tử này trong điều
kiện nhất định tham gia vào các phản ứng xúc tác, gây phá huỷ các phân tử ôzôn và tạo ra lỗ thủng tầng ôzôn.
1.3.2 Gia tăng lỗ thủng tầng ôzôn và tia cực tím
Mặc dầu chỉ là một thành phần nhỏ của khí quyển, nhưng ôzôn có vai trò chính trong việc hấp thụ phần lớn tia bức xạ cực tím. Lượng bức xạ cực tím xuyên qua lớp ôzôn giảm theo hàm mũ với độ dầy đặc của lớp ôzôn. Do đó việc giảm ôzôn trong không khí được dự đoán sẽ cho phép tăng mức độ các tia cực tím ở gần mặt đất một cách đáng kể.
Việc tăng các bức xạ của tia cực tím trên bề mặt Trái Đất vì lỗ thủng ôzôn chỉ có thể suy ra một phần từ các mô hình tính toán di chuyển nhưng chưa có thể tính toán từ các đo lường trực tiếp vì thiếu các dữ liệu lịch sử (thời kỳ trước lỗ thủng) đáng tin cậy của tia cực tím mặc dù có nhiều chương trình mới đo lường, quan sát tia cực tím trên bề mặt.
Bởi vì cũng chính những tia cực tím chiếm vị trí đầu tiên trong việc tạo thành ôzôn trong lớp ôzôn ở tầng bình lưu từ ôxy, giảm bớt ôzôn ở tầng bình lưu sẽ tạo ra xu hướng gia tăng các quá trình quang hóa sản xuất ôzôn ở tầng thấp hơn (tầng đối lưu).
1.3.3 Các tác động sinh học không có lợi cho môi trường
Mối quan tâm chính của dư luận về lỗ thủng ôzôn là các tác động của ôzôn đến sức khỏe con người. Khi lỗ thủng ôzôn trên Nam Cực lớn lên đến mức bao phủ các phần phía nam của Austraylia và New Zealand, những người bảo vệ môi trường lo rằng các tia cực tím trên bề mặt Trái Đất có thể gia tăng đáng kể.
Các tia bức xạ cực tím có năng lượng cao được hấp thụ bởi ôzôn được công nhận chung là một yếu tố tạo thành các khối u ác tính (ung thư da).
Cho đến nay thâm thủng ôzôn ở phần lớn các địa điểm tiêu biểu chỉ vào khoảng vài phần trăm. Nếu sự thâm thủng ở mức độ cao được quan sát thấy ở lỗ thủng ôzôn trở thành chung cho toàn cầu, các tác động thực chất có thể sẽ tăng nhiều hơn nữa.
Ví dụ, như một nghiên cứu mới đây đã phân tích cho thấy việc tiêu hủy rộng lớn các phiêu sinh vật 2 triệu năm trước đây trùng khớp với một sao băng đến gần. Các nhà nghiên cứu cho rằng sự hủy diệt được gây ra bởi vì lớp ôzôn suy yếu đi trong thời gian này khi các bức xạ từ sao băng tạo thành các ôxít của nitơ làm chất xúc tác phá hủy ôzôn (các phiêu sinh vật đặc biệt rất nhạy đối với tác động của tia cực tím và rất quan trọng trong dây chuyền thức ăn dưới biển).
Tăng cường bức xạ tia cực tím có thể cũng ảnh hưởng đến mùa màng. Sản lượng nhiều loại cây trồng có tầm quan trọng về kinh tế, như lúa, phụ thuộc vào quá trình cố định nitơ của vi khuẩn lam cộng sinh ở rễ cây. Mà vi khuẩn lam rất nhạy cảm với ánh sáng cực tím và có thể bị chết khi hàm lượng tia cực tím gia tăng.
1.3.4 Giảm sút tầng ôzôn
Chấp nhận và củng cố Nghị định thư Montreal đã làm giảm thải các khí CFC, nồng độ phần lớn các hợp chất quan trọng phá huỷ ôzôn trong khí quyển đang giảm đi. Các chất này đang được giảm dần trong khí quyển. Vào năm 2015 lỗ thủng ôzôn ở Nam Cực sẽ chỉ giảm đi khoảng một triệu km2
trên 25 triệu km2
, tầng ôzôn Nam Cực phục hồi hoàn toàn nhanh nhất là vào năm 2050 hay chậm hơn.
Mặc dù vậy, vẫn còn một cảnh báo nhỏ, sưởi ấm toàn cầu từ CO2 được dự đoán sẽ làm lạnh tầng bình lưu. Hậu quả của việc này là một gia tăng tương đối của lỗ thủng tầng ôzôn và chu kỳ của các lỗ thủng. Lỗ thủng ôzôn được tạo thành là do có các đám mây tầng bình lưu trên địa cực, tạo thành các đám mây này lại có một nhiệt độ giới hạn mà trên trên nhiệt độ đó các đám mây sẽ không được tạo thành. Tầng bình lưu ở Bắc Cực lạnh đi có thể sẽ mang lại các điều kiện tương tự như các điều kiện gây ra lỗ thủng ở Nam Cực. Tuy nhiên, hiện nay điều này vẫn còn chưa rõ ràng.