Ozon

I. OZON
Khái niệm
Ôzôn là gì? Ôzôn trong bầu khí quyển được tạo thành khi các tia cực tím chạm phải các phân tử ôxy (O2) chứa hai nguyên tử ôxy, tạo thành hai nguyên tử ôxy đơn, được gọi là ôxy nguyên tử (O).
Ôxy nguyên tử kết hợp cùng với một phân tử ôxy tạo thành phân tử ôzôn (O3). Phân tử ôzôn có hoạt tính cao, khi bị tia cực tím chạm phải, lại tách ra thành một phân tử ôxy và một ôxy nguyên tử. Đây là một quá trình liên tục gọi là chu kỳ ôxy - ôzôn.
Hình ảnh về tầng ôzôn
I. OZON
2. Vai trò của tầng ô zôn
Lớp ôzôn ngăn cản phần lớn các tia cực tím có hại không cho xuyên qua bầu khí quyển Trái đất.
Tầng ôzôn như lớp áo choàng bảo vệ trái đất trước sự xâm nhập và phá hủy của tia tử ngoại. Chiếc áo choàng quý giá ấy bị "rách" cũng có nghĩa sự sống của muôn loài sẽ bị đe dọa.
I. OZON
3. Hiện tượng suy giảm tầng ôzôn
3.1 Suy giảm tầng ôzôn là gì?
Sự suy giảm tầng ôzôn là hiện tượng giảm lượng ô zôn trong tầng bình lưu.
3.2 Nguyên Nhân
Việc sử dụng và sản xuất các hợp chất cácbon của clo và flo (CFC - chlorofluorocacbons) cũng như các chất hóa học gây suy giảm tầng ôzôn khác như tetraclorit cacbons, các hợp chất của brôm (halon) và methylchloroform. Các nguyên tố này có trong một số hợp chất bền nhất định, đi vào tầng bình lưu và được giải phóng bởi các tia cực tím.
Toàn bộ các khí CFC đều được sản xuất nhân tạo, chúng không có trong tự nhiên trước khi được con người tổng hợp ra. Các CFC được dùng trong các máy điều hòa nhiệt độ /các máy làm lạnh trước thập kỷ 1980, trong các quy trình làm sạch các thiết bị điện tử dễ hỏng và là sản phẩm phụ của một số quá trình hóa học.
3.2 Nguyên Nhân
Khi các hóa chất làm giảm sút ôzôn như vậy đi vào tầng bình lưu chúng bị phân tách ra bởi các tia cực tím, tạo thành các nguyên tử Cl. Các nguyên tử clo phản ứng như một chất xúc tác, có thể phá hủy hằng ngàn phân tử ôzôn trước khi được mang ra khỏi tầng bình lưu.
Nếu các CFC phân tử tồn tại lâu, thời gian tái tạo phải tính bằng thập kỷ. Người ta tính rằng một phân tử CFC mất trung bình là 15 năm để đi từ mặt đất lên đến các tầng trên của khí quyển và có thể ở đó khoảng một thế kỷ, phá hủy đến cả trăm ngàn phân tử ôzôn trong thời gian này.
3.2 Nguyên Nhân
Quan trọng nhất là các nguyên tử Cl được tạo thành như thế sẽ trở thành chất xúc tác hủy diệt các phân tử ôzôn trong một chu kỳ khép kín. Trong chu kỳ này, một nguyên tử clo tác dụng với phân tử ôzôn, lấy đi một nguyên tử ôxy (tạo thành ClO) và để lại một phân tử ôxy bình thường.
Tiếp theo, một ôxy nguyên tử tự do sẽ lấy đi ôxy từ ClO và kết quả cuối cùng là một phân tử ôxy và một nguyên tử clo, bắt đầu lại chu kỳ.
Một nguyên tử clo đơn độc sẽ phân hủy ôzôn mãi mãi nếu như không có các phản ứng khác mang nguyên tử clo ra khỏi chu kỳ này bằng cách tạo nên các nguồn chứa khác như axit clohydric (HCl) và clo nitrat (ClONO2).
3.2 Nguyên Nhân
Phản ứng của nguyên tử Cl trong các nguồn chứa này thông thường chậm nhưng được gia tăng khi có các đám mây tầng bình lưu ở địa cực, xuất hiện trong mùa Đông ở Nam Cực, dẫn đến chu kỳ tạo thành lỗ thủng ôzôn.
Sự suy giảm ôzôn thay đổi tùy theo vùng địa lý và tùy theo mùa. Lỗ thủng ôzôn dùng để chỉ sự suy giảm ôzôn nhất thời hằng năm ở hai cực trái đất, những nơi mà ôzôn bị suy giảm vào mùa Xuân (cho đến 70% của Nam Cực và cho đến 30% ở Bắc Cực) và được tái tạo trở lại vào mùa hè. Nồng độ Cl tăng cao trong tầng bình lưu, xuất phát khi các khí CFC và các khí khác do loài người sản xuất ra bị phân hủy, chính là nguyên nhân gây ra sự suy giảm này.
3.2 Nguyên Nhân
Theo kết quả nghiên cứu mới đây của các nhà khoa học cơ quan Hàng không Vũ trụ NASA cho biết lỗ thủng tầng ôzôn tại Nam Cực đã mở rộng tới 17,6 triệu km2 - mức lớn nhất từ trước tới nay.
Đồng thời, các nhà khoa học cũng cảnh báo lỗ thủng tầng ôzôn ở 2 cực của trái đất vẫn đang tiếp tục mở rộng nhưng ở Nam Cực mở rộng hơn Bắc Cực .
3.2 Nguyên Nhân
Kể từ năm 1980, các nhà khoa học NASA gần như không tìm thấy hàm lượng ôzôn trong các mẫu không khí ở Nam Cực. Trong khi đó, hàm lượng ôzôn suy giảm tại Bắc Cực chỉ xuất hiện rải rác và chưa vượt ngưỡng bình thường tại Nam Cực .
Lỗ thủng tầng ôzôn tại Cực Nam lớn nhất từ trước tới nay. .
Các nhà khoa học NASA đã theo dõi sự mở rộng lỗ thủng tầng ôzôn ở Nam Cực cách đây 20 năm cho đến tháng 11/2006 vừa qua lỗ thủng tầng ôzôn đã mở rộng ở mức kỷ lục 17,6 triệu km2 - lớn nhất từ trước tới nay.
3.2 Nguyên Nhân
Sau năm 1980, sự suy giảm tầng ôzôn tại một số độ cao ở Nam Cực vượt quá 90% và lên tới 99% trong suốt các mùa đông.
Thế nhưng, tại Bắc Cực, sự suy giảm tầng ôzôn thường ở mức 70% và khoảng 50% vào giữa những năm 1990. Tại những thời điểm đó, nhiệt độ tương đối thấp nhưng mức độ suy giảm tầng ôzôn không nghiêm trọng như ở Nam Cực.
Một số nghiên cứu mới đây của cơ quan Khí quyển và Đại dương (NOAA), Mỹ cho biết tầng ôzôn ở bán cầu Nam có sự suy giảm lớn không có dấu hiệu trở thành xu hướng.
3.2 Nguyên Nhân
Nghiên cứu này đã được xuất bản trên Tạp chí Hàn lâm Khoa học quốc gia (Proceedings of the National Academy of Sciences), Mỹ dựa trên các kết quả thu thập từ các trạm quan sát trong vòng 40 năm qua.
- Tác hại của việc thủng tầng ôzôn
Sự suy giảm tầng ôzôn là hiện tượng giảm lượng ôzôn trong tầng bình lưu.
Từ năm 1979 cho đến năm 1990 lượng ôzôn trong tầng bình lưu đã suy giảm khoảng 5%. Sự giảm sút này sẽ làm tăng cường độ tia cực tím ở bề mặt trái đất gây nhiều thiệt hại và bệnh ung thư da.
Đây là lý do dẫn đến Nghị định thư Montreal hạn chế và chấm dứt hoàn toàn việc sử dụng, sản xuất các hợp chất cácbon của clo, flo (CFC - chlorofluorocacbons), các chất hóa học tetraclorit cácbon, các hợp chất của brôm và methylchloroform.
4. Hậu quả
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 đang 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
4. Hậu quả
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. Sản lượng nhiều loại cây trồng có tầm quan trọng về kinh tế như lúa phụ thuộc vào quá trình cố định ni tơ 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.
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 thể theo tính chất ôxy hóa mạnh. Vào thời điểm này ôzôn trên mặt đất được tạo thành chủ yếu qua tác dụng của bức xạ cực tím đối với các khí thải từ xe cộ.
5. Biện pháp khắc phục
Theo quy định của Nghị định thư Montreal về các chất suy giảm tầng ôzôn, với các nước phát triển phải loại trừ hoàn toàn sản xuất và sử dụng các chất CFC và Halon vào năm 1996 và chất HCFC vào năm 2020.
Đối với các nước đang phát triển như nước ta sẽ được ưu đãi sử dụng các chất CFC và Halon đến năm 2010 và chất HCFC đến năm 2040. Với mức tiêu thụ dưới 0,004 kg/ đầu người /năm, Việt Nam được coi là một trong những nước có lượng tiêu thụ CFC thấp gần 300 lần so với nhóm nước mà Nghị định thư quy định và được hưởng ưu đãi về hạn định loại trừ; đồng thời nhận được sự hỗ trợ không hoàn lại về công nghệ và tài chính từ Quỹ đa phương thông qua các dự án đầu tư.
5. Biện pháp khắc phục
Sự suy giảm ôzôn đang được quan sát thấy và các dự đoán suy giảm trong tương lai đã trở thành một mối quan tâm toàn cầu, dẫn đến việc công nhận Nghị định thư Montreal hạn chế và cuối cùng chấm dứt hoàn toàn việc sử dụng và sản xuất các hợp chất
Năm 1985, Công ước Viên và Nghị định thư Montreal bắt đầu có hiệu lực nhằm mục đích từng bước ngăn chặn việc sử dụng những loại hóa chất có thể phá hủy tầng ôzôn, đánh dấu sự ra đời của Ngày quốc tế bảo vệ tầng ô -zôn.
Hiện nay, việc triển khai Nghị định thư Montreal đã góp phần đáng kể làm giảm hơn 1, 5 triệu tấn hóa chất hàng năm mà có thể phá hủy tầng ô-zôn.
5. Biện pháp khắc phục


Trong giai đoạn từ nay đến 2010, để có thể loại trừ được hoàn toàn tiêu thụ các chất CFC và Halon, các nước đang phát triển như Việt Nam cần được hỗ trợ kỹ thuật, tăng cường năng lực và hướng tới sử dụng R -134a.
Hiện nay, R-134a đang được coi là gas lạnh an toàn và sử dụng trong hầu hết các loại tủ lạnh và điều hòa không khí ô tô (MAC) đời mới.
6. Khả năng phục hồi của tầng ô zôn
Theo Nghị định thư Montreal với sự tham gia của 191 quốc gia, các sản phẩm thải CFC đã bị loại bỏ vào năm 1996 trên toàn thế giới.
Quan sát trong vài năm vừa qua cho thấy sự suy thoái tầng ôzôn đã bị ngăn chặn trên diện rộng có khả năng phục hồi hoàn toàn.
Theo nghiên cứu mới, biến đổi khí hậuở bán cầu Nam cũng sẽ có khả năng phục hồi
Kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học thuộc Cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ (NASA) cho thấy tầng ôzôn sẽ có khả năng phục hồi nhờ những nỗ lực của con người nhằm hạn chế lượng khí phát thải gây suy giảm tầng ôzôn và nhờ gió khí quyển.
6. Khả năng phục hồi của tầng ô zôn
Theo các số liệu của NASA. mặc dù lỗ thủng tầng ôzôn trên bầu trời Nam Cực vẫn không ngừng rộng ra và hiện đã tới 24 triệu km2, nhưng toàn bộ tầng ôzôn của Trái đất đã ngừng suy giảm trong suốt 9 năm qua, sớm hơn rất nhiều so với những tính toán khoa học dựa theo tiến độ giảm các loại khí CFC phá hoại tầng ôzôn trong 20 năm qua.
Các nhà khoa học đã xác định sự phục hồi tầng ôzôn trên tầng thượng của tầng bình lưu của khí quyển có thể hoàn toàn nhờ vào việc giảm lượng khí CFC thải vào khí quyển.
Nhưng ở tầng hạ của tầng bình lưu, sự phục hồi của tầng ôzôn phụ thuộc vào các loại gió khí quyển lưu chuyển khí ôzôn, được tạo ra ở độ cao thấp trên khu vực xích đạo nên các khu vực ở vĩ độ cao hơn, là nơi khí ôzôn bị phá hoại.
6. Khả năng phục hồi của tầng ô zôn
Các mô hình máy tính đã khẳng định quá trình này và dự báo tầng ôzôn của Trái đất sẽ được khôi phục lại mức như năm 1980 trong khoảng thời gian từ năm 2030 đến năm 2070. Vào thời điểm này, lỗ thủng tầng ôzôn ở Nam Cực cũng được lấp đầy.
Đây là kết quả hiển nhiên của Nghị định thư Montreal  một Hiệp ước quốc tế được coi là thành công nhất cho đến nay, đồng thời chứng minh rằng các Hiệp định quốc tế có thể mang lại những thay đổi tích cực tới hệ thống khí hậu toàn cầu.
Nỗ lực lấp kín lỗ thủng tầng ôzôn là một trong những câu chuyện thành công về môi trường mang tính toàn cầu mà chúng ta đáng phải suy ngẫm.
Lỗ thủng ozon ở nam cực hình thành như thế nào?
Năm 1985, các nhà khoa học Anh tại trạm nghiên cứu ở Nam cực đã phát hiện thấy ở đó hình thành một lỗ thủng ozon lớn bằng toàn bộ diện tích nước Mỹ . Không còn nghi ngờ gì nữa, đây là một tín hiệu xấu đối với nhân loại.
Vì giống như một vị thần hộ mệnh của con người, bao quanh trái đất và nằm cách bề mặt trái đất khoảng 22 đén 25 nghìn km, tầng ozon liên tục hấp thụ một lượng lớn các tia tử ngoại có cường độ lớn từ mặt trời chiếu xuống, giúp con người tránh các tia tử ngoại
Lỗ thủng ozon ở nam cực hình thành như thế nào?
“ Lỗ thủng ozon” Nam cực hình thành như thế nào ? Nuyên nhân do đâu?
Thành phần chủ yếu trong thuốc tẩy rửa, thuốc tạo bọt trong công nghiệp, hóa chất trong hệ thống làm lạnh trong máy điều hòa và máy lạnh mà chúng ta sử dụng hàng ngày đều là Fleon gas 11 và fleon gas 12.
Những chất này rất dễ bay hơi sau khi chúng tới tầng ozon, kết hợp với tia tử ngoại sẽ tạo ra “Nguyên tố clo” phá hủy tầng ozon, một nghuyên tử clo có thể phá hủy 10 vạn tầng ozon
Lỗ thủng ozon ở nam cực hình thành như thế nào?
Ngoài những chất cùng họ Fleon gas ra.các hóa chất được tạo thành từ quá trình clo và oxi hóa, brrom và oxi hóa , nito và oxi hóa trong khí thải của các loại xe đều là những chất phá hủy tầng ozon.
Để bảo vệ tầng ozon chúng ta cần tránh sử dụng các loại chất có họ cùng Fleon gas, tìm ra các chất thay thế sử dụng fleon gas. nghiêm cấm thải những loại khí thải có ảnh hưởng đến chất lượng không khí để đem lại bầu không khí trong lành cho cuộc sống con người.
Tầng ôzôn có thể thủng to hơn
Một số hình ảnh về lỗ thủng tầng ozon
Một số hình ảnh về lỗ thủng tầng ozon
Một số hình ảnh về lỗ thủng tầng ozon
Một số hình ảnh về lỗ thủng tầng ozon
Một số hình ảnh về lỗ thủng tầng ozon
Lỗ thủng tầng ozone tại Nam cực có dấu hiệu thu nhỏ
Một số hình ảnh về lỗ thủng tầng ozon
Lỗ thủng ozone tại Nam Cực hiện nay là lỗ thủng lớn nhất thứ ba được ghi nhận, nhưng hiện các nhà dự báo thời tiết vẫn không biết chắc nó sẽ như thế nào trong tương lai, theo Tổ chức khí tượng thế giới (WMO).
Một số hình ảnh về lỗ thủng tầng ozon
Khi nghiên cứu các hoạt động bất thường trong chu kỳ 11 năm của mặt trời, các nhà khoa học thuộc Viện vật lý khí quyển Đức nhận thấy, những hoạt động này không chỉ làm chậm quá trình phục hồi, mà nó còn mở rộng các lỗ thủng tầng ôzôn của khí quyển trái đất
Một số hình ảnh về lỗ thủng tầng ozon
Lỗ thủng tầng ozone tại Nam cực được vệ tinh của NASA thu được năm 2007
Một số hình ảnh về lỗ thủng tầng ozon
Các chất CFC làm thủng tầng ôzôn khí quyển
Ở khoảng độ cao 11 - 50 km so với mặt biển được coi là tầng bình lưu của khí quyển. Trong tầng này dường như không còn mây nên bức xạ cực tím (UV) của mặt trời rất mạnh. Trong điều kiện này có nhiều phản ứng quang hoá xảy ra, trong đó có phản ứng tạo ôzôn. Dưới sự tác động của tia UV bước sóng ngắn (242nm) các phân tử oxy bị bẻ gãy thành các nguyên tử
            O2 → O(3P) + O(3P)
Sau đó O(3P) tác dụng với phân tử O2 để tạo ra phân tử O3 (ôzôn)
            O(3P) +O2.= O3
Các chất CFC làm thủng tầng ôzôn khí quyển
Trung bình ở độ cao 20 -25 km nồng độ O3 tối đa có thể đạt 7ppm. Lớp này gọi là lớp giầu ôzôn. Ở các vùng cực, lớp này ở gần mặt đất hơn vài km so với ở vùng xích đạo.
Lớp giầu ôzôn của khí quyển có khả năng hấp thụ mạnh các tia UV (nhất là ở vùng sóng 254nm) và cả các tia đỏ (ở vùng 600 nm) và sự hấp thụ này rất quan trọng trong quá trình phân phối năng lượng của khí quyển phía bên dưới, làm thay đổi quá trình đối lưu của không khí và ảnh hưởng mạnh mẽ đến sự sống trên trái đất vì chính các tia UV có tác động trực tiếp đến các phân tử ADN của các tế bào. Cũng vì lý do trên mà chiếc "áo" ôzôn được 
xem như lá chắn  bảo vệ sự sống trên mặt đất.
Các chất CFC làm thủng tầng ôzôn khí quyển
Sự mỏng đi hoặc dầy lên của lớp giầu ôzôn trong khí quyển do nhiều yếu tố quyết định và đến nay người ta cho rằng một số chất tồn tại trong khí quyển như các NOx, các hợp chất clo-flo cacbon (CFC) có vai trò quan trọng trong việc phá huy tầng ôzôn.
Các NOx có thể do con người (nền công nghiệp) hoặc do các hiện tượng tự nhiên tạo ra (sấm, sét...), nhưng các CFC thì duy nhất chỉ xuất phát từ hoạt dộng của con người
Các chất CFC làm thủng tầng ôzôn khí quyển
Các CFC, đặc biệt CFCl3 (R11), CF2Cl2 (R12), và CHClF2 (R22) đã được dùng lâu nay trong công nghiệp lạnh hoặc trong công nghiệp tạo bột xốp polyurethan. Hàng năm trên thế giới đã sử dụng trên 2 triệu tấn các chất này và một lượng không nhỏ của chúng bị phát thải vào không khí.
R11, R12 không có chứa nhóm CH được gọi là các chất CFC "cứng". Chúng rất khó bị kết hợp hoặc phá huỷ nên chúng dần dần khuyếch tán khắp bầu khí quyển và tồn tại lâu hàng trăm năm. Chỉ có các CFC "mềm" như R22> mới bị phân  huỷ dần từng phần trong tầng đối lưu.
Các CFC trong tầng bình lưu sẽ bị tác động của ta UV ngắn (< 230 nm)  và bị bật gốc clo Cl* ra. Cl* sẽ tiếp tục tác dụng với ôzôn (O3) và các gốc ôxy (*O*) để thành phản ứng tiếp diễn liên tục phá huỷ ôzôn
Việt Nam nỗ lực bảo vệ tầng ozone
Bắt đầu từ ngày 1-1-2010 toàn bộ các chất CFC (clorofluorocarbon) làm suy giảm tầng ozone sẽ bị cấm nhập khẩu vào Việt Nam.
Ông Lương Đức Khoa – điều phối viên ozone - trình bày về tình hình sử dụng HCFC tại VN (Ảnh: Tr.Uyên)
Việt Nam nỗ lực bảo vệ tầng ozone
Theo báo cáo của Bộ Tài nguyên - Môi trường, lượng tiệu thụ các chất chính làm suy giảm tầng ozon (bao gồm các chất CFC 11, CFC 12) của Việt Nam đã giảm từ 500 tấn mỗi năm vào thập kỉ 90 xuống còn 75 tấn vào năm 2007 và sẽ được triệt tiêu vào năm 2010.
Khói công nghiệp, kẻ thù của tầng ozon. (Ảnh: lobs-ueh.net)
Việt Nam nỗ lực bảo vệ tầng ozone
Theo ông Lương Đức Khoa, điều phối viên quốc gia về ozon, trong 2 năm 2008 và 2009, hạn ngạch nhập khẩu các chất CFC sẽ giảm rất nhanh để tiến tới triệt tiêu vào năm 2010
. Ông Khoa cho biết chất CFC (R12) hiện vẫn được dùng làm ga lạnh trong tủ lạnh, điều hoà không khí ôtô, bình xịt thuốc hen...
Bộ TN-MT khuyến cáo người dân không nên mua các thiết bị làm lạnh có sử dụng ga lạnh R12 vì sẽ không có linh kiện thay thế vào năm 2010.
Việt Nam nỗ lực bảo vệ tầng ozone
Những thông tin trên được đưa ra nhân ngày quốc tế bảo vệ tầng ozon, 16/9 và 20 năm nghị định thư Montreal về các chất làm suy giảm tầng ozon. Việt Nam đã phê chuẩn nghị định thư này vào năm 1990.
Theo đánh giá khoa học, nhờ thực hiện nghị định thư Montreal, thế giới đã tránh được hàng chục triệu ca ung thư da.
một số sản phẩm không sử dung chất CFC
Làm lạnh, đun nước, Tự ngắt điện khi hết nước, Làm lạnh bằng block, giúp nước lạnh nhanh, không sử dụng chất CFC

một số sản phẩm không sử dung chất CFC
một số sản phẩm không sử dung chất CFC