Ozon là gì? Vai trò của tầng ozon và các biện pháp bảo vệ

Chúng ta đều biết rằng các hoạt động của con người đã và đang gây ra những tác hại tiêu cực lên tầng ozon dẫn đến biến đổi khí hậu, làm tăng tỷ lệ ung thư da và các bệnh về mắt cao hơn. Vậy, ozon là gì? Tầng ozon giữ vai trò quan trọng như thế nào với sự sống trên Trái Đất? Hãy cùng KPTCHEM tìm câu trả lời ngay nhé!

Ozon là gì?

Ozon (hay ozone) là một phân tử tự nhiên được tạo thành từ ba nguyên tử oxy, nó có công thức hóa học là O3, được tìm thấy ở nhiều tầng khác nhau của khí quyển. Theo #NASA, bầu khí quyển của Trái Đất bao gồm 5 lớp chính và một lớp thứ cấp. Trong đó, lớp thấp nhất là tầng đối lưu (troposphere) - chiếm khoảng 10% lượng ozon trong khí quyển - kéo dài từ bề mặt Trái đất lên tới độ cao khoảng 10km, hầu hết mọi hoạt động của con người đều diễn ra ở tầng này.

Lớp tiếp theo là tầng bình lưu (stratosphere) - ước tính có khoảng 90% ozon trong khí quyển tập trung - kéo dài từ 10km đến khoảng 50km. Các lớp tiếp theo lần lượt là tầng trung lưu (mesosphere), tầng nhiệt (thermosphere) và tầng ngoài khí quyển (exosphere) và phần rìa của không gian bên ngoài.

Vai trò của tầng ozon là gì?

Ở tầng bình lưu, ozon xuất hiện một cách tự nhiên và tạo thành một lớp bảo vệ hấp thụ một phần bức xạ mặt trời, che chắn cho mọi sự sống khỏi các tia cực tím có hại. Vai trò quan trọng nhất của tầng ozon là nó hấp thụ phần tia UV gọi là UVB - một dải bức xạ cực tím có bước sóng từ 280-320 nanomet do mặt trời tạo ra. Đây cũng chính là tầng ozon quan trọng cần được bảo vệ theo Nghị định thư Montreal.

Tầng ozon giữ vai trò như một tấm khiên chắn bảo vệ mọi sinh vật sống trên Trái đất khỏi các bức xạ cực tím từ mặt trời. Ảnh: Internet.

Ngược lại, ở tầng đối lưu (gần mặt đất) ozon lại là một chất gây ô nhiễm cần được loại bỏ, là một phần quan trọng hình thành lớp sương mù được tạo ra từ khí thải xe cơ giới, hơi xăng, khí thải từ các nhà máy,… Có khoảng 10% ozone trong bầu khí quyển tập trung ở tầng đối lưu và đó là loại ozon xấu. Sự góp mặt của ozon mặt đất khiến chỉ số chất lượng không khí ngoài trời suy giảm đáng kể, việc hít thở chúng có thể gây ra nhiều tác hại xấu cho sức khỏe, gây viêm và tổn thương đường hô hấp và phổi.

Ozon ở tầng bình lưu được tạo ra và phá hủy như thế nào?

Quá trình hình thành và phá hủy ozon diễn ra mọi lúc. Ngoài tia UVB, mặt trời còn phát ra một dạng tia cực tím khác là UVC. Khi UVC tới tầng bình lưu, nó bị hấp thụ hoàn toàn bởi các phân tử oxy và không bao giờ chạm tới bề mặt Trái đất. UVC phân tách các phân tử oxy thành các nguyên tử oxy, những nguyên tử đơn lẻ này sau đó phản ứng với các phân tử oxy khác để tạo thành ozon, những phản ứng này làm tăng lượng ozon trong tầng này.

Tuy nhiên, ozon không phải là khí duy nhất trong khí quyển. Sự có mặt của các loại khí khác như nitơ (N) và hydro (H) cũng tham gia vào các chu trình phản ứng phá hủy tầng ozon và chuyển hóa O3 trở lại thành oxy. Đó là lý do làm suy giảm lượng ozon.

Sự suy giảm tầng ozon và lỗ thủng tầng ozon

Khi không bị xóa trộn, sự cân bằng giữa quá trình tạo thành và phá hủy ozon tự nhiên sẽ duy trì nồng độ ozon ổn định. Thật không may, con người chúng ta không để cho điều này diễn ra.

Vào giữa những năm 1970, các nhà khoa học nhận ra rằng tầng ozon đang bị đe dọa bởi sự tích tụ của các loại khí chứa halogen (clo và brom) trong khi quyển. Sau đó, vào giữa những năm 1980, các nhà khoa học đã phát hiện ra một “lỗ thủng” trên tầng ozon phía trên Nam Cực. Theo #ESA, lỗ thủng tầng ozon ở Nam Cực đã mở rộng 26 triệu km vuông, lớn nhất từ trước đến nay.

Lỗ thủng tầng ozon ở Nam Cực. Ảnh: Internet.

Nguyên nhân khiến tầng ozon mỏng đi trên toàn cầu?

#EPA xác định hóa chất nhân tạo có chứa halogen - được gọi chung là chất làm suy giảm tầng ozon (ODS hay ozone-depleting substances) - là nguyên nhân chính phá hủy tầng ozon. Thật không may, các chất này đã được sử dụng trong hàng nghìn sản phẩm phục vụ đời sống hàng ngày của con người trên toàn thế giới.

Trong đó, ODS quan trọng nhất là chlorofluorocarbons (CFCs), chất này đã từng được sử dụng rộng rãi trong máy điều hòa không khí, tủ lạnh, bình xịt và trong ống hít dành cho bệnh nhân hen suyễn. Một nghiên cứu đăng trên abc.net.au cho thấy một nhóm CFCs gồm 5 hợp chất hữu cơ halogen oxi hóa, trong đó có Carbon, Clo và Flo đã tăng đáng kể trong bầu khí quyển của Trái đất từ năm 2010-2020.

Bên cạnh đó, các hóa chất khác như hydrochlorofluorocarbons (HCFCs), halon và methyl bromide cũng làm suy giảm tầng ozon. Chúng được ứng dụng rộng rãi trong đời sống như: dung môi vệ sinh, bọt cách nhiệt, nồi hơi nước, phòng cháy chữa cháy, thuốc diệt sâu bệnh,…

Các hóa chất này làm suy giảm tầng ozon như thế nào?

Khi một phân tử CFCs đi đến tầng bình lưu, nó sẽ hấp thụ bức xạ UV khiến nó bị phân hủy và giải phóng các nguyên tử clo. Một nguyên tử clo có thể phá hủy tới 100.000 phân tử ozon. Quá nhiều phản ứng clo và brom sẽ khiến ozon bị phá hủy nhanh hơn tốc độ được tạo ra, từ đó làm phá vỡ sự cân bằng giúp duy trì tầng ozon.

Suy giảm tầng ozon ảnh hưởng thế nào đến sức khỏe con người?

Tầng ozon bảo vệ Trái đất chống lại hầu hết tia UVB đến từ mặt trời. UVB là một loại tia cực tím từ mặt trời (và đèn mặt trời) có một số tác hại, đặc biệt nguy hiểm bởi nó có khả năng làm tổn hại DNA, là nguyên nhân gây ra đục thủy tinh thể do tiếp xúc quá nhiều với bức xạ UVB, khối u ác tính và các loại ung thư da khác. Nó cũng có liên quan đến thiệt hại đối với một số vật chất, cây trồng và sinh vật biển.

Ung thư da

Sự suy giảm ozon bình lưu có thể gây ra nhiều ảnh hưởng đến sức khỏe làn da của bạn. Các nghiên cứu cho thấy bức xạ mặt trời là nguyên nhân gây ung thư da (bao gồm ung thư biểu mô tế bào vảy, ung thư biểu mô tế bào đáy và khối u ác tính), đặc biệt nguy cơ cao hơn ở những người có làn da trắng.

Ngoài ra, tiếp xúc lâu dưới ánh nắng mặt trời có thể gây ra các tổn thương mãn tính và lão hóa da như nếp nhăn, đốm nắng, da không đều màu, nám,…

Bệnh về mắt

Cũng giống như làn da, sự suy giảm ozon và mức xạ UV tăng lên gây ra nhiều tác hại cho sức khỏe đôi mắt của bạn. Cụ thể, có khoảng 50% tia UVA tới và 3% tia UVB xuyên qua giác mạc của bạn, thêm 1% UVB được hấp thụ bởi thủy dịch của mắt. Do đó, các chuyên gia kết luận bệnh đục thủy tinh thể trên người và động vật có vú có mối liên quan chặt chẽ với việc tiếp xúc với tia cực tím từ ánh nắng mặt trời. 

Ngoài ra, tác động của bức xạ tia cực tím mặt trời có thể gây ra các bệnh liên quan mắt khác như: viêm giác mạc, viêm kết mạc, mộng thịt, ung thư giác mạc và kết mạc, thoái hóa điểm vàng,…

Các ảnh hưởng khác của suy giảm tầng ozon với sức khỏe của bạn

Hai tác động khác của việc tiếp xúc với bức xạ tia cực tím ảnh hưởng trực tiếp đến cơ thể con người là việc sản xuất Vitamin D và ức chế miễn dịch do UVR gây ra. Trong đó, cơ thể không được cung cấp đủ lượng Vitamin D cần thiết sẽ gây ra một số bệnh như còi xương, nhuyễn xương, loãng xương, đau cơ, lao phổi, tăng huyết áp, bệnh tim mạch,… và một số bệnh ung thư như tuyến tiền liệt và vú.

Mặt khác, việc tiếp xúc với tia cực tím gây ra tình trạng ức chế miễn dịch cục bộ (ở da và mắt) và toàn cơ thể. Do khả năng miễn dịch tế bào bị ảnh hưởng bất lợi bởi UVR nên việc tiếp xúc với ánh sáng mặt trời co thể dẫn đến suy giảm chức năng miễn dịch, tăng tỉ lệ xuất hiện và lây lan các bệnh truyền nhiễm cũng như làm giảm hiệu quả của vắc xin.

Cần làm gì để bảo vệ tầng ozon bình lưu?

Như đã đề cập ở trên, việc sử dụng chlorofluorocarbons (CFCs) đã tạo ra một lỗ hổng khổng lồ trên tầng ozon. Sự gia tăng tia UV đã dẫn đến tỉ lệ ung thư da và các vấn đề về mắt cao hơn. Tin tốt là lệnh cấm CFCs đã làm chậm đáng kể sự phát triển của lỗ thủng của tầng ozon và hạn chế thiệt hại cho hành tinh này.

Bảo vệ và khôi phục tầng ozon là sứ mệnh của mỗi chúng ta. Ảnh: Internet.

Với mỗi cá nhân, chúng ta có thể góp phần bảo vệ tầng ozon bằng cách tránh sử dụng các sản phẩm và việc làm gây tổn hại đến tầng ozon. Đồng thời tích cực tham gia tuyên truyền hay vẽ tranh bảo vệ tầng ozon.

Tránh các sản phẩm làm suy giảm tầng ozon

• Không mua các loại keo xịt tóc, chất khử mùi và hóa chất gia dụng có chứa chlorofluorocarbons.
• Vứt bỏ tủ lạnh, tủ đông và máy điều hòa không khí sản xuất trước năm 1995 đúng cách vì các thiết bị này có thể đã sử dụng CFCs để hoạt động, do đó rò rỉ có thể sẽ giải phóng hóa chất độc hại vào khí quyển.
• Mua các sản phẩm từ gỗ và ván ép chưa qua xử lý bằng methyl bromide (thuốc trừ sâu), vì gỗ sau khi được xử lý bằng hóa chất này sẽ thải ra khí nguyên tốc brom làm suy giảm tầng ozon. Đối với các loại pallet gỗ, hãy kiểm tra tem để biết chúng được xử lý như thế nào: HT là ký hiệu cho biết chúng đã được xử lý bằng hơi nóng (phương pháp khử trùng pallet được IPCC khuyến nghị), trong khi MB có nghĩa là đã xử lý methyl bromide.
• Kiểm tra bình chữa cháy của bạn, nếu thấy sự xuất hiện của “halon” hoặc “halogenated hydrocarbon” trong thành phần chính, hãy liên hệ cho cơ sở cứu hỏa gần nhất để được hướng dẫn xử lý và thay thế bằng chất khác an toàn hơn.

Thực hiện các giải pháp giúp bảo vệ tầng ozon

a.Sử dụng phân bón hợp lý

Phần lớn các hóa chất làm suy giảm tầng ozon hiện nay đến từ nông nghiệp, bởi phân bón (hữu cơ và vô cơ) là nguồn sản xuất oxit nitơ lớn nhất của con người và loại khí này hiện là thủ phạm chính. Tất nhiên, phân bón rất quan trọng và không thể thiếu với cây trồng, nhưng để hạn chế các tác động xấu của chúng với môi trường, chúng tôi khuyên bạn nên có biện pháp sử dụng phân bón hợp lý, bao gồm: tỷ lệ phân bón, thời gian bón phân, vị trí bón phân,… để phù hợp hơn với yêu cầu của cây trồng, vừa tiết kiện tiền cho người nông dân mà không gây thất thoát nitơ vào khí quyển.

b.Tham gia tuyên truyền, vận động, vẽ tranh bảo vệ tầng ozon là hành động thiết thực

Việc giúp thu hẹp lỗ thủng tầng ozon không phải là hành động của riêng cá nhân nào, mà đó là trách nhiệm của mọi người và chúng ta phải hành động cùng nhau. Bên cạnh tích cực tham gia các hoạt động bảo vệ môi trường, đừng ngại khuyến khích bạn bè của bạn thay đổi một số thói quen hàng ngày theo hướng có lợi cho tầng ozon như:

• Hạn chế sử dụng xe ô tô, xe máy bởi oxit nitơ - một loại khí nhà kính mạnh - hiện là chất làm suy giảm tầng ozon lớn nhất do các hoạt động của con người thải ra, và nó được tạo ra trong quá trình đốt nhiên liệu cung cấp năng lượng cho hầu hết ô tô và xe máy. Bên cạnh đó, sự ra đời của các hãng xe điện cũng góp phần tạo ra sự lựa chọn phương tiện di chuyển thân thiện với môi trường, giảm lượng NOx thải vào khí quyển.
• Hạn chế thịt trong các bữa ăn: Ăn nhiều thịt không chỉ gây hại cho cơ thể bạn mà nó còn ảnh hưởng đến tầng ozon. Các oxit nitơ cũng được tạo ra khi phân bị phân hủy, do vậy, theo một phép tính giữa cung và cầu, khi nhu cầu về thịt tăng cao sẽ khiến các trang trại chăn nuôi gia súc gia cầm, thịt bò và sữa hoạt động mạnh mẽ trở thành nguồn phát thải khí độc hại lớn.
• Mua hàng tại các siêu thị gần nhà: Quãng đường bạn di chuyển đến siêu thị càng ngắn đồng nghĩa lượng khí thải NOx từ động cơ xe của bạn càng ít. Vì vậy, ưu tiên mua thực phẩm và đồ dùng tại các siêu thị gần nhà là cách tuyệt vời góp phần bảo vệ tầng ozon.

Như vậy, chúng ta vừa tìm hiểu về khái niệm ozon là gì cũng như vai trò của tầng ozon với sự sống trên hành tinh này. Với những việc làm đơn giản trên đây, bạn không chỉ bảo vệ tầng ozon bình lưu mà còn hạn chế khí thải NOx ra bầu khí quyển và giảm ozon đối lưu. Bạn có thể xem thêm NOx là gì và những tác hại của nó.