HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH: NGUYÊN NHÂN, TÁC ĐỘNG, VÀ CÁC NỖ LỰC GIẢM PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH

1. Hiệu ứng nhà kính là gì?

Hiệu ứng nhà kính (tiếng Anh  gọi là the greenhouse effect) là hiệu ứng gây ra do sự hấp thụ bức xạ hồng ngoại của các cấu tử hấp thụ tia hồng ngoại trong khí quyển khiến cho không khí của trái đất bị nóng lên. Hiện tượng này xảy ra do bức xạ sóng ngắn của mặt trời bị xuyên qua tầng khí quyển xuống bề mặt trái đất, lúc này mặt đất sẽ hấp thu lại các bức xạ nhiệt này và sau đó bức xạ phân tán vào khí quyển, khi đó một số phân tử khí trong bầu khí quyển có thể hấp thụ những bức xạ nhiệt này và thông qua đó giữ lại nhiệt trong bầu khí quyển, làm cho trái đất bị nóng lên.

Các khí nhà kính làm cho hành tinh của chúng ta không khác gì một nhà kính lớn. Nếu không có tấm kính khổng lồ này, nhiệt độ tại trái đất sẽ luôn luôn khoảng -18^oC (thậm chí lên tới -25^oC). Tuy nhiên trên thực tế, nhiệt độ trung bình của trái đất là 15^oC, do đó, có thể thấy hiệu ứng nhà kính đã làm cho trái đất nóng lên hơn 33^oC. Theo ước tính của các nhà khoa học, dự kiến đến năm 2050, nhiệt độ của trái đất sẽ tăng khoảng 1,5 – 4,5^oC.

Hình 1. Hình vẽ mô phỏng hiệu ứng nhà kính (Nguồn: https://www.iberdrola.com/sustainability/greenhouse-effects-consequences-and-impacts)

2. Các loại khí nhà kính

Tính theo tỉ lệ phần trăm gây hiệu ứng nhà kính trên trái đất, các tác nhân chính gây hiệu ứng nhà kính bao gồm: hơi nước (36-72%), khí carbonic (9-26%), methane (4-9%), ozone (3-7%), khí nitrous oxide (5-6%), nhóm khí chlorofluorocarbon (CFC) và một số loại khí khác. Một số nghiên cứu ghi nhận nồng độ của các khí nhà kính đã tăng lên đáng lo ngại khi so sánh dữ liệu của năm 1750 và 2019, trong đó phải kể đến nồng độ khí carbonic tăng từ 278 ppm lên 410 ppm (tăng 47%), methane tăng từ 729 ppm lên 1866 ppm (tăng 156%), và nitrous oxide từ 270 ppm lên 332 ppm (tăng 23%) (IPCC-AR6-WGI, 9/2021).

2.1. Khí carbonic (CO₂)

Ngày nay các hoạt động sinh hoạt, khai thác và phát triển của con người cùng với các hoạt động chặt phá rừng bừa bãi khiến lượng khí CO₂ ngày càng tăng. Nhiệt độ không khí trên trái đất cũng theo đó mà tăng lên. Khí CO₂ được sinh ra từ quá trình đốt các nhiên liệu như khí tự nhiên và than, dầu, chất thải rắn, cây cối, các phản ứng hóa học, … Khí CO₂ là  khí gây hiệu ứng nhà kính nhanh và nghiêm trọng nhất. Chỉ tính riêng trong 20 năm, lượng phát thải CO₂ từ các hoạt động của con người năm 2010 đã tăng 60% so với lượng phát thải CO₂ của năm 1990 (Amann et al, 2013).

Hình 2. Khói và hơi nước bốc lên từ tháp giải nhiệt và ống khói của nhà máy phát điện (Nguồn: https://www.nationalgeographic.com/environment/article/greenhouse-gases)

2.2. Khí methane (CH₄)

Theo nghiên cứu, mỗi phân tử khí CH₄ giữ năng lượng nhiệt gấp đến 21 lần so với phân tử khí CO₂. Hiện nay, do các hoạt động của con người, khí CH₄ thải vào khí quyển ngày càng nhiều. Các nguyên nhân phát thải CH₄ phải kể đến như: sự phân hủy các chất hữu cơ trong các bãi rác, phát sinh từ quá trình sinh học như men tiêu hóa đường ruột của động vật, sự phân giải kỵ khí ở đất ngập nước, sử dụng và đốt nhiên liệu hóa thạch, tan băng, …

2.3. Ozone

Ozone là thành phần chính của tầng bình lưu. Có đến khoảng 90% khí ozone tập trung ở độ cao từ 19 – 23 km so với mặt đất và nó có chức năng bảo vệ sinh quyển do khả năng hấp thụ bức xạ tử ngoại. Theo ước tính, tầng ozone đã suy giảm 5% và số lượng suy giảm ngày càng tăng do phân hủy ozone vượt quá khả năng tái tạo lại. Hầu hết ozone bị phân hủy do 4 tác nhân cơ bản: oxi nguyên tử, gốc hydroxyl hoạt động, các khí NO_x, các hợp chất clo. Khi tầng ozon bị phá hủy sẽ gây mưa axit tạo thành khói quang hóa và gây hiệu ứng nhà kính.

2.4. Khí nitrous oxide (N₂O)

Khí N₂O chiếm khoảng 5-6% trong cơ cấu các khí gây hiệu ứng nhà kính. Mỗi phân tử N₂O bắt giữ năng lượng nhiệt gấp 270 lần phân tử CO₂, do đó nghiên cứu giảm khả năng gây hiệu ứng nhà kính của N₂O là rất quan trọng. Có rất nhiều nguyên nhân khiến khí N₂O tăng cao và có 4 nguyên nhân chủ yếu sau đây: khí thải từ phương tiện giao thông, quá trình đốt cháy chất thải rắn, quá trình nitrate hóa các loại phân bón hữu cơ và vô cơ hoặc trong các quá trình xử lý nước thải, và các hoạt động công nghiệp khác.

2.5. Nhóm khí CFC

Trong nhiều ngành công nghiệp, khí CFC được tổng hợp và sử dụng rất nhiều và nó dần dần xâm nhập vào bầu khí quyển. CFC được dùng trong các nhà máy sản xuất điều hòa, hệ thống làm lạnh, chế tạo sản phẩm bằng chất plastic xốp như lý, khay ăn và lớp tản nhiệt. Ngoài ra, nó còn được dùng trong một số thuốc xịt, quy trình làm sạch thiết bị điện tử và là sản phẩm phụ của một số quá trình hóa học phức tạp. Khi khí này được thải ra không khí, nó sẽ bay lên tầng khí quyển và có khả năng làm mòn tầng ozon bao phủ quanh trái đất. Từ đó, làm cho tia cực tím từ mặt trời đến trái đất nhiều hơn và mạnh mẽ hơn.

Ngoài các nhóm khí trên, nguyên nhân dẫn đến hiệu ứng nhà kính còn phải kể đến các khí SO₂, SF, CF₃ và hơi nước. Khí SO₂ được sinh ra do hoạt động đốt nhiên liệu và núi lửa. Khí SO₂ rất độc, gây ra các bệnh về hô hấp cho con người.  Các hoạt động của con người đang khiến nồng độ các khí SO₂, SF, CF₃ tăng cao, làm phá vỡ kết cấu của tầng ozone và làm giảm nồng độ khí ozone. Từ đó, nhiều loài sinh vật bị tiêu diệt, phá vỡ chuỗi thức ăn tự nhiên, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái và tác động đến cả sự phát triển, tồn tại của con người.

3. Tác động của hiệu ứng nhà kính

Một trong những tác động rõ rệt nhất của hiệu ứng nhà kính là gây hiện tượng biến đổi khí hậu. Một cách cụ thể, hiệu ứng nhà kính gây ra các tác động như sau:

3.1 Ảnh hưởng đến nguồn nước: Hiệu ứng nhà kính làm ảnh hưởng đến chất lượng cũng như lượng nước trên trái đất. Nguồn nước thiếu hụt dẫn đến sự thiếu nước sạch phục vụ sinh hoạt và các hoạt động sản xuất của con người.

3.2 Ảnh hưởng đến sinh vật: Nhiệt độ tăng lên làm thay đổi môi trường sống của các loại sinh vật. Ngoài ra, con người ngày càng tang cường săn bắt và chiếm không gian để phục vụ cho các hoạt động của con người, làm cho không gian sinh sống của các loài động thực vật bị thu hẹp. Các loài sinh vật có khuynh hướng biến đổi để thích nghi với môi trường sống ngày càng khắc nghiệt. Tuy nhiên, sự thích nghi cũng có giới hạn và khi vượt khả năng thích nghi, một số loài sinh vật dần dần giảm số lượng và có nguy cơ bị tuyệt chủng.

3.3. Ảnh hưởng đến con người: Môi trường và khí hậu ngày thay đổi làm cho bệnh tật xuất hiện ngày càng nhiều. Nắng nóng, mưa nhiều chính là điều kiện thuận lợi cho các vi khuẩn, vi sinh vật phát triển. Đồng thời, các chất thải, khí thải cũng gia tăng bệnh tật và làm giảm hệ miễn dịch của chúng ta. Ngoài ra, làm việc ở nhiệt độ cao rất nguy hiểm khí cơ thể không kịp để làm mát. Ngày nay, số lượng người chết vì nắng nóng ngày càng kéo dài.

3.4. Xuất hiện hiện tượng băng tan:

Băng tuyết ở Bắc Cực và Nam Cực đang có hiện tượng tan nhanh. Điều này sẽ làm cho lượng nước biển tăng cao và dẫn đến nạn lũ lụt. Trong tương lai, một số khu vực đất đai ngày càng bị thu hẹp và không thể sinh sống do thấp hơn mực nước biển. Theo ước tính trong, lượng băng của trái đất năm 2020 đã giảm khoảng 28 nghìn tỷ tấn so với năm 1997 do hiện tượng nóng lên toàn cầu.

Hình 3. Băng tan làm mực nước biển dâng và gây lũ lụt (Nguồn: https://www.iberdrola.com/sustainability/greenhouse-effects-consequences-and-impacts)

4. Các nỗ lực để giảm phát thải khí nhà kính

– Một trong những cố gắng đầu tiên của nhân loại để giảm hiệu ứng nhà kính là việc các quốc gia đã kí kết một hiệp ước có tên là Nghị định thư Kyoto (The Tokyo Protocol). Tuy nhiên hiệp ước này không được một số nước công nhận.

– Các quốc gia khuyến khích hạn chế sử dụng nhiên liệu hoá thạch đồng thời tìm kiếm các nguồn năng lượng thay thế thân thiện với môi trường như năng lượng gió, mặt trời, thuỷ triều, địa nhiệt,…

– Mở rộng trồng cây xanh nhằm tăng khả năng hấp thụ khí CO₂ trong bầu khí quyển

– Tích cực xử lý ô nhiễm không khí, nghiên cứu công nghệ chuyển hoá CO₂ thành chất khác, ngăn chặn phát thải các khí metan, halogen, nitơ oxide từ các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, xử lý chất thải,…

Tác giả: Cô Thị Kính