BẢO VỆ TẦNG ÔZÔN - Bảo vệ sự sống trên trái đất

Ngày 16-9 hằng năm là Ngày ôzôn (Ozone) thế giới. Trong ngày này, toàn thế giới nhắc lại tầm quan trọng của ôzôn, ảnh hưởng của con người đến sự suy thoái tầng ôzôn do những chất thải “làm hư hỏng” bức màn ôzôn vốn dĩ mỏng manh trên tầng cao khí quyển.

Ôzôn (O3) là một chất khí, bao gồm ba nguyên tử khí Oxy kết hợp lại với nhau và là một trong những thành phần của khí quyển trái đất. Tuy chỉ chiếm một phần rất nhỏ nhưng nó lại là một thành phần khá quan trọng và mang nhiều nghịch lý nhất vì nó có thể được xem là có lợi hay hại tùy theo vị trí mà nó xuất hiện.

Lượng ôzôn trong khí quyển tăng dần từ mặt đất lên tầng Bình lưu. Theo kết quả đo và tính toán của các nhà khoa học, ở mặt đất có khoảng 4 miligam ôzôn/100kg không khí; lên cao 30km lượng ôzôn đạt tới 600 miligam/100kg không khí. Nếu mang toàn bộ lượng ôzôn có trong khí quyển làm lạnh đến 0oc và dưới áp suất là 760milimet thủy ngân thì thu được một lớp ôzôn từ 2 - 3mm bao quanh trái đất.

Ôzôn được tạo thành chủ yếu trong tầng Bình lưu do sự tác động của bức xạ mặt trời lên phân tử oxy. Phân tử ôzôn có màu xanh, tập trung chủ yếu ở tầng Bình lưu, cách mặt đất từ 16-48 km. Sự tồn tại của ôzôn trong khí quyển mang ý nghĩa đặc biệt quan trọng, có tác dụng bảo vệ sự sống của trái đất. Chúng lọc bớt, hút và ngăn chặn các tia tử ngoại (còn gọi là tia cực tím) dưới 2000 amgatron trong bức xạ mặt trời, không cho truyền xuống trái đất. Nhờ vậy, sự sống trên trái đất không bị các tia tử ngoại của mặt trời hủy diệt. Bức xạ tia cực tím có nhiều tác động, hầu hết mang tính chất phá hủy đối với con người, động vật và thực vật cũng như các loại vật liệu khác. Khi tầng ôzôn tiếp tục bị suy thoái, các tác động này càng trở nên tồi tệ. Ví dụ, mức cạn kiệt tầng ôzôn là 10% thì mức bức xạ tia cực tím ở các bước sóng gây phá hủy tăng 20%. Bức xạ tia cực tím có thể hủy hoại mắt, làm đục thủy tinh thể và phá hoại võng mạc, gây ung thư da, làm tăng các bệnh về đường hô hấp. Đồng thời, bức xạ tia cực tím tăng lên được coi là nguyên nhân làm suy yếu hệ miễn dịch của con người và động vật, đe dọa tới đời sống của động thực vật nổi trong môi trường nước sống nhờ quá trình chuyển hóa năng lượng qua quang hợp để tạo ra thức ăn.

Ở sát mặt đất, các phương tiện giao thông có động cơ thải ra khoảng 30 - 50% lượng Nox và nhiều chất hữu cơ bay hơi (VOC) tạo ra ôzôn mặt đất. Nếu không khí ở sát mặt đất có nồng độ ôzôn lớn hơn nồng độ tự nhiên thì môi trường bị ô nhiễm và gây tác hại đối với sức khỏe con người. Trong nhiều năm qua, các nhà khoa học trên thế giới và ở nước ta không chỉ quan tâm đến tác dụng của ôzôn như đã nêu ở trên, mà họ còn tập trung nghiên cứu động thái thay đổi của ôzôn trong khí quyển, đặc biệt là dấu hiệu mỏng đi của lớp ôzôn trong tầng Bình lưu và sự gia tăng nồng độ ôzôn ở tầng Đối lưu.

Việc gia tăng nồng độ ôzôn ở mặt đất là tín hiệu không tốt bởi nó có thể gây ra những tác hại cho đời sống và sản xuất. Các nghiên cứu về sự biến đổi của ôzôn gần mặt đất ở các vùng nông thôn thuộc châu Âu cho thấy nồng độ ôzôn trong những thập kỷ gần đây đã tăng gấp đôi so với trước đó. Ở nước ta, công tác đo đạc và nghiên cứu động thái biến đổi của ôzôn mới chỉ được tiến hành trong những năm gần đây. Kết quả đưa ra không nằm ngoài xu hướng chung của toàn cầu: lượng ôzôn giảm ở tầng Bình lưu, tăng ở tầng Đối lưu và lớp sát mặt đất. Việc ôzôn ở gần mặt đất tăng có nguy cơ tác động xấu đến sức khỏe con người và làm giảm năng suất mùa màng.

Hiện nay, những biến động của lượng khí ôzôn trong các tầng khí quyển của trái đất được quan tâm đặc biệt. Các nghiên cứu đều tập trung xem xét những nguyên nhân gây ra sự xáo trộn của ôzôn đồng thời tính toán những tác động của nó đến sự biến đổi khí hậu toàn cầu, một trong những nguyên nhân dẫn đến những thiên tai khốc liệt, gây thiệt hại khôn lường mà loại người đang phải gánh chịu. Điều nghịch lý là chúng ta muốn lượng ôzôn giảm trong tầng Đối lưu, tăng ở tầng Bình lưu thì nó lại đang diễn ra theo chiều ngược lại. Hệ sinh thái và sự sống của Trái đất đang bị đe dọa bởi tia cực tím mặt trời do lớp ôzôn trong tầng Bình lưu đang mỏng đi. Mới đây nhất, ngày 23-8, Tổ chức Khí tượng thế giới (WMO) cho biết, tầng ôzôn vẫn đang tiếp tục bị thủng. Kích thước của lỗ hổng tầng ôzôn năm nay trên Nam Cực có thể tương đương với hai lỗ hổng lớn ghi nhận trong năm 2000 và 2003. Hiện nay, lỗ hổng ôzôn ở phía trên Nam Cực rộng chừng 27 triệu km2 và có thể tăng lên tới 28 triệu km2, gần bằng diện tích của lỗ hổng ôzôn lớn nhất đo được vào năm 2003 (29 triệu km2). Tầng ôzôn bị suy thoái sẽ tác động mạnh đến mọi sinh vật trên trái, làm tăng thêm các bệnh tật, làm giảm khả năng miễn dịch của con người.

Phần lớn nguyên nhân gây ra sự gia tăng nồng độ ôzôn trong tầng Đối lưu của khí quyển và ở sát mặt đất là do sự gia tăng nồng độ các ôxít của các khí Nitơ và Hydrocarbon không chứa Methan do sử dụng nhiên liệu hóa thạch mà có. Khí thải từ các quá trình đốt cháy hoàn toàn và không hoàn toàn của các phương tiện sử dụng động cơ đốt trong và khí thải của các nhà máy được xem là tác nhân của quá trình quang hóa tạo thành ôzôn ở tầng Đối lưu. Việc phát triển các loại vũ khí tên lửa, hạt nhân và các loại vũ khí hủy diệt hàng loạt khác đã là mối đe dọa đối với sự sống còn và sự tồn tại của bản thân nền văn minh loài người. Trong các vụ nổ hạt nhân thì ôzôn là một trong những chất khí bị hủy hoại nghiêm trọng. Một vụ nổ tương đương 1 triệu tấn thuốc nổ (1Mega tấn) sẽ khiến 5 – 10 triệu tấn ôzôn bị phá hủy. Một viên đạn hạt nhân có sức mạnh 10 ngàn mêga tấn thì có thể phá hủy nhiều lần lớp ôzôn có trong khí quyển.

Vấn đề bảo vệ tầng ôzôn đã trở nên cấp bách sau khi các nhà khoa học phát hiện tầng ôzôn đã bị mỏng đi và riêng phía trên Nam Cực đã hình thành lỗ thủng càng ngày càng rộng. Còn phía trên Bắc cực, độ dày của tầng ôzôn đã bị mỏng đi 1/3. Đóng vai trò quan trọng trong các nỗ lực quốc tế bảo vệ tầng ôzôn là Nghị định thư Montreal, được thông qua vào ngày 16-9-1987. Cho đến nay, đây là văn kiện quốc tế đạt sự phê chuẩn rộng rãi nhất trên thế giới, với sự tham gia của 196 quốc gia. Cũng chính vì ý nghĩa to lớn của Nghị định thư Montreal nên Đại hội đồng LHQ đã quyết định lấy ngày 16-9, Ngày thông qua Nghị định thư Montreal là ngày Quốc tế bảo vệ tầng ôzôn hằng năm, bắt đầu thực hiện từ năm 1995.