Sự suy giảm tầng Ozone

Việc suy giảm ozone ở tầng bình lưu được con người chú ý vì tầng ozone này ngăn 97-99% tia cực tím của bức xạ mặt trời không cho đến Trái đất. Nếu tia UV đến Trái đất nhiều hơn sẽ dẫn đến việc tổn thương các gene, tổn thương mắt và ảnh hưởng xấu đến các sinh vật biển; ngoài ra, nó còn làm gia tăng hiện tượng sương khói quang hóa (photochemical smog) gây nguy hại cho sức khoẻ con người và độ bền của các vật liệu....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sự suy giảm tầng Ozone TẦNG OZONE Việc suy giảm ozone ở tầng bình lưu được con người chú ý vì tầng ozone này ngăn97-99% tia cực tím của bức xạ mặt trời không cho đến Trái đất. Nếu tia UV đến Tráiđất nhiều hơn sẽ dẫn đến việc tổn thương các gene, tổn thương mắt và ảnh hưởng xấuđến các sinh vật biển; ngoài ra, nó còn làm gia tăng hiện tượng sương khói quang hóa(photochemical smog) gây nguy hại cho sức khoẻ con người và độ bền của các vậtliệu. Việc suy giảm ozone ở tầng bình lưu được báo cáo lần đầu tiên vào năm 1974; sauđó không bao lâu con người đã phát hiện nó có liên hệ với việc sử dụng và thải cácchất CFC (chlorofluorocarbon). Để cung cấp những thông tin có hệ thống cho các bạnvề vấn đề này, chúng tôi xin giới thiệu loạt bài truy cập từ Internet. THE OZONE LAYERDanh từ tầng ozone được dùng để ám chỉ ozone ở tầng bình lưu, nơi mà hơn 90%lượng ozone của Trái đất tồn tại. Ozone là một chất khí không màu, có tính ăn mòn vàkích thích, có mùi giống như mùi dây điện bị đốt. Tầng ozone hấp thu 97-99% các tiacực tím của bức xạ mặt trời. Nếu tầng ozone bị suy giảm 1% sẽ dẫn đến việc gia tăngtia cực tím ở tầng đối lưu khoảng 2%. Đơn vị để đo hàm lượng ozone là đơn vịDobson (DU). Một DU tương đương với 27 triệu phân tử ozone trên một cm2 . Tầngozone ở Mỹ khoảng 300 DU, trong khi đó tầng ozone ở Nam cực ở cuối mùa xuân chỉcòn khoảng 117 DU.Các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng ozone • Sự hoạt động của núi lửa • Gió ở tầng bình lưu • Các chất khí gây hiệu ứng nhà kính • Chu kỳ vệt đen mặt trời • Các hợp chất chứa chlor ở tầng bình lưu BASIC CHEMISTRY OF OZONE DEPLETION98% tia cực tím của bức xạ mặt trời (UV-B và UV-C) được hấp thụ ở tầng bình lưu đểtạo thành và phá hủy ozone theo các quá trình tự nhiên. Hiệu suất chuyển đổi giữaozone và oxy là 300 triệu tấn/ngày.Halogens là tên gọi chung cho nhóm Fluorine, Chlorine, Bromine và Iodine; các hợpchất carbon có chứa một trong các chất trên gọi là halocarbon. Các halocarbon đóngvai trò như chất xúc tác để phá hủy phân tử ozone. Một mole chlorine có thể phân hủy100.000 phân tử ozone. Trong khi đó các Bromine như HBr và BrONO2 dễ bị phânhủy bởi ánh sáng mặt trời hơn nên có hiệu suất phá hủy ozone lớn hơn các hợp chấtchlorine từ 10 đến 100 lần.CFCs được tổng hợp đầu tiên vào năm 1928 để sử dụng như là chất sinh hàn. Đến năm1930 CFCs được thương mại hóa bởi công ty Du Pont. Vào năm 1988 lượng CFCstiêu thụ ước khoảng trên 1 tỉ kg.Vào năm 1974 M.J. Molina và F.S. Rowland công bố kết quả nghiên cứu chứng minhCFCs là chất xúc tác để phân hủy ozone với sự hiện diện của tia UV.Con người bắt đầu tiến hành đo đạc tầng ozone từ các trạm trên mặt đất vào năm 1956ở vịnh Halley, Nam cực. Đầu những năm 1970 con người bắt đầu tiến hành đo đạctầng ozone từ các vệ tinh. Tuy nhiên, các đo đạc tổng hợp chỉ bắt đầu tiến hành vàonăm 1978 bởi vệ tinh Nimbus-7. Các chất khí ở tầng đối lưu và phía dưới tầng bìnhlưu được lấy mẫu bằng các khinh khí cầu và máy bay. Một nghiên cứu ở diện rộng đãcho rằng trên bình diện toàn cầu tầng ozone đã bị suy giảm 2,5% trong khoảng thờigian từ 1969 -1986, và thêm 3% nữa từ năm 1986 -1993. ULTRAVIOLET RADIATIONSắc tố võng mạc của mắt chúng ta hấp thu ánh sáng có bước sóng từ 400nm-700nm(ánh sáng nằm trong vùng khả kiến). Tia cực tím (UV) có bước sóng từ 150nm-300nmchia làm 3 thành phần: UV-A; UV-B và UV-C. Trong đó UV-B có bước sóng từ270nm-320nm.Lượng bức xạ UV-B tại một khu vực phụ thuộc vào: • Vĩ độ và cao độ (so với mực nước biển) của khu vực • Độ bao phủ của mây • Khoảng cách với các khu công nghiệpCác ADN bị tổn thương hấp thu năng lượng của tia UV-B, và năng lượng mà các genehấp thụ được có thể phá vỡ liên kết của ADN. Đa số AND có thể được khôi phục lại,nhưng các ADN không thể khôi phục lại có thể dẫn đến chứng ung thư da.Nếu tầng ozone bị suy giảm 1% có thể dẫn đến việc gia tăng 2% tia UV-B, làm tăng4% ung thư tế bào nền (basal carcinomas) và 6% ung thư tế bào vẩy (squamous-cellcarcinomas). Ở hàm lượng cao, UV-B gây tổn thương mắt (kéo mây giác mạc) và nếukéo dài sẽ gây đục nhân mắt (cataract).UV-B làm cho các thực vật biển sống ở tầng trên (2,0m) phải lặn xuống sâu hơn đểtránh nó, do đó khả năng hấp thu ánh sáng khả kiến để quang hợp của các thực vật nàybị giảm, đưa đến khả năng sinh trưởng và sinh sản của chúng cũng giảm theo.Các thực vật trên cạn cũng bị ảnh hưởng của tia UV-B, người ta đã làm thí nghiệmtrên hơn 200 loài cây trồng và hơn 50% số đó tỏ ra nhạy cảm với UV-B.Muốn biết thêm ảnh hưởng của tia UV-B lên lúa, xin đọc thêm bài IncreasedUtraviolet Radiation Stunts Rice Plant Growth trong The IRRI Reporter số 4/91,tháng 12/1991. CHLOROFLUOROCARBONSChlorofuorocarbons (viết tắt là CFCs) có các tên thương mại là CFC-12, CFC-113...Trong đó con số hàng trăm cộng thêm 1 dùng để chỉ số carbon có trong hợp chất này;số hàng chục trừ đi một chỉ số hydrogen có trong hợp chất này và số hàng đơn vị chỉsố fluorine có trong hợp chất này. Ví dụ CFC -113 có 2 carbon, 0 hydrogen và 3fluorine; CFC -12 có 1 carbon, 0 hydrogen và 2 fluorine.Khả năng làm suy giảm tầng ozone của chất khí khác nhau được biểu diễn bằng trị sốODP (ozone depletion potential). ODP được tính bằng cách lấy thương số của khảnăng phân hủy ozone của một CFC với khả năng phân hủy ozone của CFC -12 (ở cùngmột thể tích). Ví dụ methyl chlorine có trị số ODP là 0,1 nghĩa là ở cùng một thể tích,methyl chlorine có khả năng phân hủy ozone bằng 1/10 khả năng phân hủy ozone củaCFC -12. THE ANTARCTIC OZONE HOLELổ thủng của tầng ozone Nam cực là hiện tượng hàm lượng ozone ở tầng bình lưu trênbầu trời Nam cực giảm xuống còn khoảng 33% so với mức của năm 1975. Hiện tượngnày diễn ra hàng năm từ tháng 9 đến đầu tháng 12.Năm bước của quá trình diễn tiến lổ ...