Suy giảm tầng ozon là gì: không phải lỗ thủng mà là lớp khí mỏng dần

Toàn bầu khí quyển đang chịu sự suy giảm trung bình 4% tổng lượng ozone so với mức năm 1975. Đây là mức suy giảm trung bình toàn cầu, khác biệt hoàn toàn với suy giảm 60-80% tại lỗ thủng Nam Cực vào mùa xuân.

Con số 4% nhìn có vẻ nhỏ nhưng tích lũy suốt nhiều thập kỷ đã tạo ra lỗ thủng khổng lồ ở Nam Cực, bằng diện tích nước Mỹ.

Hiện tượng này không chỉ là vấn đề của khoa học viễn tưởng mà đang tác động trực tiếp đến sức khỏe con người, hệ sinh thái và cân bằng khí hậu Trái Đất.

Tầng ozon là gì và nằm ở đâu?

Tầng ozon là một lớp khí ozone (O₃) tập trung trong tầng bình lưu của khí quyển, ở độ cao 15-35 km so với mặt đất. Đây là một dạng của khí oxi, được hình thành khi tia cực tím (UV) từ mặt trời phá vỡ phân tử oxi (O₂) thành nguyên tử oxi tự do, sau đó các nguyên tử này kết hợp với phân tử O₂ còn lại để tạo thành O₃.

Tầng ozon được phát hiện lần đầu năm 1913 bởi hai nhà vật lý Henri Buisson và Charles Fabry, người đo nồng độ ozone trong khí quyển bằng phương pháp quang phổ. Dù nằm ở độ cao rất xa mặt đất, lớp khí này đóng vai trò như một tấm khiên vô hình bảo vệ sự sống trên Trái Đất.

Tầng ozon bảo vệ con người và sinh vật như thế nào?

Tầng ozon lọc bỏ 97-99% tia cực tím (đặc biệt là UV-B) từ ánh sáng mặt trời trước khi chúng chiếu xuống bề mặt Trái Đất. UV-B là bức xạ có bước sóng ngắn, năng lượng cao, có khả năng gây hại cho DNA của sinh vật.

Ozone "tốt" nằm ở tầng bình lưu, nơi nó thực hiện chức năng bảo vệ. Ngược lại, ozone "xấu" tồn tại ở tầng đối lưu gần mặt đất, hình thành từ phản ứng giữa nitơ, oxit và hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) từ hoạt động con người. Ozone tầng thấp này không có vai trò bảo vệ mà còn gây hại cho sức khỏe: kích ứng mắt, ho, đau ngực, làm trầm trọng thêm bệnh hen suyễn và giảm chức năng phổi.

Suy giảm tầng ozon là do nguyên nhân gì?

Nguyên nhân chính của sự suy giảm tầng ozon là sự hiện diện của các khí nguồn chứa clo, chủ yếu là CFC (chlorofluorocarbon) và các halocarbon liên quan, những chất do con người tạo ra. CCl₃CH₃ và các chất tương tự được gọi là ODS (ozone-depleting substances), chất làm suy giảm tầng ozone chính.

Cơ chế hoạt động như sau: halogen giải phóng từ CFC phân li quang học ở tầng bình lưu, sau đó xúc tác phân hủy O₃ thành O₂. Một nguyên tử clo có thể phá hủy hàng nghìn phân tử ozone trước khi bị trung hòa.

Lỗ thủng ozon xuất hiện ở đâu và như thế nào?

Tháng 10 năm 1985, các nhà khoa học Anh phát hiện lỗ thủng rất lớn ở tầng khí ozone trên không trung Nam Cực, với diện tích bằng nước Mỹ. Hiện tượng sụt giảm ozone tại các vùng cực được gọi là lỗ thủng ozon. Khi nồng độ O₃ giảm xuống dưới 220 đơn vị Dobson (DU), các nhà khoa học gọi đó là "lỗ thủng".

Lỗ thủng ozon ở Nam Cực xuất hiện vào mùa xuân Nam bán cầu (tháng 9 đến đầu tháng 12 hàng năm), khi gió Tây mạnh tạo vùng không khí đặc biệt quanh khu vực. Ánh sáng mặt trời trở lại sau mùa đông dài kích hoạt phản ứng hóa học phá hủy ozone nhanh chóng.

Mức ozone ở lỗ thủng Nam Cực giảm mạnh, chỉ còn khoảng một phần ba so với mức trước 1980. Sự suy giảm này không đồng đều. Có sự giảm đều đặn 4% tổng lượng ozone trong bầu khí quyển toàn cầu. Sự suy giảm tầng ozon ở Nam Cực diễn ra mạnh nhất vào mùa xuân do vai trò của ánh sáng mặt trời.

Suy giảm ozone gây ra những hậu quả gì?

Sự suy giảm của tầng ozone khiến khả năng sinh sản và tăng trưởng của sinh vật bị suy giảm nặng nề. Tia tử ngoại UV-B chiếu xuống Trái Đất ngày càng gia tăng, kéo theo hàng loạt hệ quả nghiêm trọng.

Mô hình dự báo nếu không kiểm soát suy giảm tầng ozone, hàng chục triệu ca đục thủy tinh thể có thể ngăn ngừa được trên toàn cầu. Đây là ước tính cho thấy quy mô tác động lâu dài của vấn đề.

Các chuyên gia y tế cảnh báo UV-B không chỉ gây ung thư da mà còn làm suy giảm hệ miễn dịch, giảm khả năng chống lại nhiễm trùng và bệnh tật. Sinh vật phù du, thành phần then chốt của chuỗi thức ăn đại dương, cũng bị tiêu diệt, đe dọa toàn bộ hệ sinh thái biển.

Thế giới đã xử lý vấn đề này ra sao?

Nghị định thư Montreal được ký kết năm 1987, nhằm loại bỏ dần việc sản xuất và sử dụng các chất phá hủy ozone. Đây là thỏa thuận quốc tế về môi trường đầu tiên trong lịch sử, với sự tham gia của tất cả các quốc gia trên thế giới, trở thành công ước LHQ đầu tiên được phê chuẩn bởi mọi quốc gia thành viên. Hiệp định này quy định lộ trình cụ thể để loại bỏ từng nhóm chất làm suy giảm ozone, bao gồm CFC, halon, methyl bromide và carbon tetrachloride.

Các nước phát triển thực hiện giảm sản xuất CFC sớm hơn các nước đang phát triển. Từ năm 1996, các nước phát triển đã cấm hoàn toàn sản xuất CFC. Từ năm 2010, các nước đang phát triển cũng chấm dứt sản xuất CFC. Tính đến nay, hơn 197 quốc gia đã phê chuẩn hiệp định này.

Bạn có thể làm gì để bảo vệ tầng ozon?

Mỗi hành động nhỏ của cá nhân đều góp phần giảm áp lực lên tầng ozone. Từ việc kiểm tra thiết bị làm lạnh cũ đến việc chọn gas an toàn khi mua mới, dưới đây là những việc bạn có thể làm ngay.

Mỗi năm, lượng khí CFC thải ra môi trường tuy đã giảm mạnh nhờ Nghị định thư Montreal, nhưng các thiết bị cũ vẫn là nguồn phát thải đáng kể. Bạn có thể kiểm tra tem nhãn của thiết bị, nếu ghi "CFC" hoặc "R-12" thì cần mang đi thu hồi đúng quy định, không tự ý tháo dỡ.

Mẹo cuối: khi mua tủ lạnh hoặc máy điều hòa mới, hãy kiểm tra tem năng lượng và loại gas sử dụng. Ưu tiên sản phẩm ghi "không chứa CFC" hoặc "sử dụng gas R-290". Gas R-32 không chứa clo nên không gây hại ozone, nhưng có chỉ số GWP (tiềm năng nóng lên toàn cầu) cao khoảng 677 lần CO₂, đang được chuyển dần sang R-290 (propane, GWP thấp hơn 3 lần) trong tương lai gần. Thiết bị cũ chứa CFC nếu phá hủy để nạp gas sẽ giải phóng trực tiếp khí độc lên khí quyển.