Bài giảng Cơ sở khoa học môi trường: Môi trường khí quyển (Phần 6)

Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Nội dung: Ôzôn trong không khí 1. Khái niệm 2. Quá trình tạo thành và phân huỷ ôzôn 3. Ôzôn bảo vệ trái đất như thế nào 4. Sản sinh và vận chuyển Ozôn 5. Phân bố Ozôn 6. Cơ chế suy giảm Ôzôn Khái niệm Ôzôn (O3) là loại khí hiếm trong không khí nằm trong tầng bình lưu khí quyển gần bề mặt Trái Đất và tập trung thành một lớp dày ở độ cao từ 11 - 40 km phụ thuộc vào vĩ độ. Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển • Là một phân tử khí có 3 nguyên tử ôxy • Là một khí hiếm của khí quyển Trái Đất, • 90% ôzôn ở tầng bình lưu, độ cao 25km, nồng độ > 1ppm. • Ở độ cao mặt biển, nồng độ ozôn = 0,05ppm, trị số trung bình trong mùa đông là 0,02ppm, mùa hạ là 0,07ppm Khái niệm Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển • Đơn vị là Dobson • Một Dobson bằng 2,69 x 1016 phân tử ôzôn trên một xentimét vuông • hay 2,69 × 1020 trên một mét vuông, • tương đương với một lớp ôzôn dày 0,001 xentimét trong điều kiện nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn (1atm và 0°C). Đơn vị đo Ozôn Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Đơn vị đo Ozôn Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Đơn vị đo Ozôn Ôzôn phân bố không đồng đều theo chiều thẳng đứng và dao động theo vị trí địa lý, từ 230 đến 500 đơn vị Dobson. Tính trung bình thì TLO thấp nhất ở vành đai xích đạo và tăng dần theo vĩ độ Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Quá trình tạo thành và phân huỷ ôzôn Ôzôn được tạo thành do tác động của bức xạ cực tím UVR (Ultra Violet Radiation) dải sóng 180-240 nm với ôxy Sau đó ôxy nguyên tử kết hợp với ôxy phân tử để tạo thành ôzôn theo phản ứng: M có thể là nguyên bất kỳ nào đó có khả năng mang theo nguồn năng lượng thoát ra khi tạo thành ôzôn. Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Quá trình phân huỷ ôzôn do hấp thụ bức xạ Mặt Trời ở dải sóng 280 – 320 nm và do sự va chạm với ôxy nguyên tử Quá trình tạo thành và phân huỷ ôzôn Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Ô zon bảo vệ trái đất như thế nao? Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Ô zon bảo vệ trái đất như thế nao? Phổ ánh sáng mặt trời Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Ô zon bảo vệ trái đất như thế nao? Phổ ánh sáng mặt trời: tia tử ngoại Ultraviolet bức xạ cực tím được chia ra làm 3 dải: UVA: 315 – 400 nm, UVB: 280 – 315 nm và UVC: 100 – 280 nm Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Ô zon bảo vệ trái đất như thế nao? Phổ ánh sáng mặt trời: tia tử ngoại Ultraviolet bức xạ cực tím được chia ra làm 3 dải: • UVA: 315 – 400 nm • UVB: 280 – 315 nm: Dải sóng 280 – 320 nm phân hũy Ozôn • UVC: 100 – 280 nm: Dải sóng 180-240 nm hình thành Ozôn Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Ô zon bảo vệ trái đất như thế nao? Phổ ánh sáng mặt trời: tia tử ngoại Ultraviolet Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Ôzon bảo vệ trái đất như thế nao? • Dải UVA: không gây tác hại cho các tế bào sống như hai dải còn lại và năng lượng của nó bị khí quyển hấp thụ gần một nửa. • Dải UVB: • Cường độ lớn: gây nên bệnh ung thư da, đục thuỷ tinh thể, làm cho da bị lão hoá, làm tổn hại động thực vật trên biển và trên cạn. • Cường độ nhỏ: nó lại kích thích cơ thể tổng hợp vitamin D, giúp cố định canxi cho cơ thể, diệt các vi khuẩn. • Dải UVC thì hầu như bị ôzôn và các thành phần khí quyển hấp thụ hết và không có khả năng chiếu xuống Trái Đất. Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Sản sinh và vận chuyển Ozôn trong khí quyển Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Sản sinh và vận chuyển Ozôn trong khí quyển • Hình thành: ôzôn được hình thành quanh năm ở tầng bình lưu vùng xích đạo • Vận chuyển: ôzôn được di chuyển về phía cực nhờ các chuyển động không khí, sau đó được vận chuyển xuống vùng dưới của tầng bình lưu ở các vĩ độ cao Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Sản sinh và vận chuyển Ozôn trong khí quyển Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Phân bố Ôzon theo không gian và thời gian Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Phân bố Ôzon theo không gian và thời gian Hàm lượng Ozôn thay đổi theo mùa ở các vĩ độ khác nhau Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Phân bố Ôzon theo không gian và thời gian Hàm lượng Ozôn thay đổi theo mùa ở Nauy Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Phân bố Ôzon theo không gian và thời gian Hàm lượng Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Phân bố Ôzon theo độ cao • Do ôzôn tạo ra ở tầng bình lưu  nồng độ tương đối của ôzôn đạt giá trị cao nhất tại độ cao 30 – 40 km. • Do tính chất không bền  thời gian tồn tại ngắn  nồng độ tương đối giảm khi độ cao giảm. • Ở tầng đối lưu thấp, ôxy và nitơ tăng lên và tỉ lệ tương đối của ôzôn giảm xuống Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Cơ chế suy giảm tầng ôzôn Sự suy giảm tầng ôzôn Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Ozon có thể phá hũy bởi: • Các khí NOx của các máy bay siêu âm trong tầng bình lưu thấp và • Các chất CFC, halon sử dụng trong máy lạnh hay các bình xịt Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Cơ chế suy giảm tầng ôzôn Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Cơ chế suy giảm tầng ôzôn Xu hướng giảm tầng ôzon Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Cơ chế suy giảm tầng ôzôn Cơ chế suy giảm tầng ôzôn Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển Diện tích lỗ thủng của tầng ozone Nam Cực được ghi nhận cực đại hiện nay vào ngày 22-9-2012 là 21,2 triệu km² (bằng diện tích của cả khu vực Bắc Mỹ). Sự suy giảm tầng ôzôn – Hậu quả Tầng Ôzôn có vai trò bảo vệ, chặn đứng các tia cực tím: - ảnh hưởng đến sức khỏe con người - Sinh trưởng cây trồng - Nóng lên tòan cầu - Phá hũy các các loại vật liệu khác. Cơ sở khoa học môi trường – Môi trường khí quyển