Những chất gây ảnh hưởng xấu đến bầu khí quyển?

Việc thải vào không khí các hóa chất và các hạt có thể gây ra thiệt hại trực tiếp cho tầng đối lưu (ô nhiễm không khí); làm thay đổi thành phần và chức năng của các tầng khí quyển (hiệu ứng nhà kính) hoặc các thiệt hại gián tiếp khác (suy giảm tầng ôzôn).

Chất gây ô nhiễm không khí

Chất gây ô nhiễm không khí là chất có trong không khí có thể gây hại cho con người và môi trường. Ô nhiễm không khí trong nhà và chất lượng không khí đô thị được xếp vào danh sách hai trong số những vấn đề ô nhiễm tồi tệ nhất thế giới trong năm 2008.

Các chất ô nhiễm có thể được phân loại là chính hoặc phụ. Thông thường, các chất ô nhiễm chính được thải ra trực tiếp từ một quá trình, chẳng hạn như tro bụi từ một vụ phun trào núi lửa, khí carbon monoxide từ khí thải của xe cơ giới hoặc sulfur dioxide thải ra từ các nhà máy. Các chất ô nhiễm thứ cấp không được thải ra trực tiếp. Một ví dụ là ôzôn ở tầng mặt đất.

Ngành giao thông vận tải đã trở thành một trong những nguồn phát thải các hợp chất gây ô nhiễm chính trên thế giới và là một trong những nguyên nhân chính gây ra hiệu ứng nhà kính. Ngoài ra, một báo cáo của Cơ quan Môi trường Châu Âu (EEA) chỉ ra rằng vận tải đường bộ là phương tiện gây ô nhiễm không khí lớn nhất ở châu Âu. Thông qua việc đốt cháy nhiên liệu, các phương tiện cơ giới, ô tô và xe tải thải ra một loạt các chất ô nhiễm có hại cho sức khỏe, chẳng hạn như vật chất dạng hạt, oxit nitơ, lưu huỳnh đioxit, cacbon monoxit và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC). Một số chất trong khí thải xe cơ giới cũng gây ra ‘chất ô nhiễm thứ cấp’ như ôzôn, được hình thành thông qua các phản ứng hóa học trong không khí.

Ô nhiễm không khí đặc biệt là một vấn đề nan giải ở các đô thị, nơi có nhiều phương tiện giao thông. Tuy nhiên, một số chất ô nhiễm có thể di chuyển xa và có thể tích tụ ở các vùng ngoại ô hoặc nông thôn do các điều kiện thời tiết như gió hoặc áp suất thấp.

So với giao thông, các hoạt động công nghiệp gây ra tổng lượng phát thải lớn hơn mỗi năm.

Các chất ô nhiễm không khí chính là:

• Lưu huỳnh oxit (SOx) – Chủ yếu là Lưu huỳnh đioxit (SO2). Đó là một trong những nguyên nhân gây lo ngại về tác động môi trường của việc sử dụng nhiên liệu làm nguồn điện.
• Oxit nitơ (NOx) – NO2 là một trong những chất gây ô nhiễm không khí nổi bật nhất. Các hợp chất nitơ (N), được thải ra dưới dạng NOX và NH3, hiện là thành phần axit hóa chính trong không khí của chúng ta và gây ra hiện tượng phú dưỡng các hệ sinh thái.
• Vật chất hạt – Các hạt, cách khác được gọi là vật chất hạt (PM) hoặc các hạt mịn, là những hạt nhỏ của chất rắn hoặc chất lỏng lơ lửng trong chất khí. Các hoạt động của con người, chẳng hạn như đốt nhiên liệu hóa thạch trong xe cộ, nhà máy điện và các quy trình công nghiệp khác nhau cũng tạo ra một lượng sol khí đáng kể.
• Ozone (O3) – Ozone không phát thải trực tiếp vào khí quyển mà được hình thành từ một chuỗi phản ứng quang hóa sau khi thải ra các khí tiền chất: nitơ oxit (NOx), carbon monoxide (CO) và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC).
• Carbon monoxide (CO) – Là sản phẩm do đốt cháy không hoàn toàn nhiên liệu như khí đốt tự nhiên, than đá hoặc gỗ. Khí thải xe cộ là một nguồn carbon monoxide chính.
• Carbon dioxide (CO2) – thải ra từ các nguồn như đốt cháy, sản xuất xi măng và hô hấp.
• Kim loại nặng, chẳng hạn như asen (As), cadmium (Cd), chì (Pb) và niken (Ni)
• Benzen và benzo (a) pyren
• Amoniac (NH3) – thải ra từ các quá trình nông nghiệp

Các chất ô nhiễm không khí đáng chú ý khác sẽ được giải thích trong các chương riêng biệt là:

• Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi – VOCs là một chất gây ô nhiễm không khí ngoài trời quan trọng
• Chlorofluorocarbons (CFCs) – có hại cho tầng ôzôn

Ảnh hưởng đến sức khỏe

Ô nhiễm không khí là một nguy cơ môi trường lớn đối với sức khỏe. Nhiều nghiên cứu khoa học đã liên kết ô nhiễm không khí với các ảnh hưởng đến sức khỏe bao gồm:

• Tác hại đến hệ hô hấp, dẫn đến phát triển hoặc làm nặng thêm các bệnh đường hô hấp, giảm chức năng phổi, tăng tần suất và mức độ nghiêm trọng của các triệu chứng hô hấp như ho và khó thở, hoặc tăng nhạy cảm với nhiễm trùng đường hô hấp;
• Gây hại cho hệ thống tim mạch;
• Gây hại cho hệ thần kinh, ảnh hưởng đến học tập, trí nhớ và hành vi;
• Gây hại cho cơ quan sinh sản;
• Ung thư

Một số tác động này có thể dẫn đến tử vong sớm. Những người nhạy cảm, chẳng hạn như người lớn tuổi và trẻ em và những người mắc bệnh tim và phổi hoặc tiểu đường từ trước, dường như có nhiều nguy cơ bị ảnh hưởng sức khỏe liên quan đến ô nhiễm không khí hơn.

Hen suyễn và các tình trạng hô hấp là một trong những ảnh hưởng phổ biến nhất đối với sức khỏe con người và chúng gây ra mối quan tâm đặc biệt đối với trường hợp trẻ em. 10% trẻ em châu Âu bị hen suyễn, dị ứng và các tình trạng hô hấp liên quan đến ô nhiễm không khí (các hạt).

Vào năm 2005, ước tính có khoảng 5 triệu năm bị mất đi do ô nhiễm vật chất hạt mịn (PM2.5) chỉ tính riêng ở các nước EEA-32 (EEA, 2010).

Tác động đến hệ sinh thái

Ô nhiễm không khí cũng hủy hoại môi trường. Ví dụ, ozone có thể làm hỏng mùa màng và các thảm thực vật khác, làm suy giảm sự phát triển. Những tác động này có thể làm giảm khả năng hấp thụ CO2 từ khí quyển của thực vật và ảnh hưởng gián tiếp đến toàn bộ hệ sinh thái và khí hậu của hành tinh. Sự lắng đọng trong khí quyển của các hợp chất lưu huỳnh và nitơ có tác dụng axit hóa đất và nước ngọt. Axit hóa gây ra những xáo trộn về chức năng và cấu trúc của hệ sinh thái có các tác động sinh thái có hại, bao gồm mất đa dạng sinh học. Tương tự như vậy, sự lắng đọng các hợp chất nitơ có thể dẫn đến hiện tượng phú dưỡng, tạo thành nguồn cung quá mức nitơ dinh dưỡng trong các hệ sinh thái trên cạn và dưới nước. Hậu quả bao gồm thay đổi đa dạng loài, xâm lấn các loài mới và rửa trôi nitrat vào nước ngầm.

Các chất làm suy giảm tầng ôzôn, một tầng cao của khí quyển có nồng độ ôzôn cao. Sự suy giảm tầng ôzôn cho phép một lượng lớn bức xạ tia cực tím (UV) đến bề mặt trái đất. Sự gia tăng mức độ bức xạ UV cho thấy tác hại đáng kể đối với sức khỏe con người (ung thư da, đục thủy tinh thể, tổn thương hệ thống miễn dịch) và đối với hệ sinh thái, cuộc sống hoang dã và nông nghiệp.

Một số chất làm suy giảm tầng ôzôn được gán với cụm từ rủi ro R59 (theo DSD) và hệ thống tuyên bố nguy cơ của EU EUH059 (theo CLP ): Nguy hiểm cho tầng ôzôn.

Khí nhà kính

Ô nhiễm không khí cũng có thể ảnh hưởng đến khí hậu của Trái đất. Một số chất gây ô nhiễm không khí cản trở sự cân bằng năng lượng của Trái đất và do đó được gọi là “tác nhân gây ra khí hậu”.

Chúng có thể là khí (ví dụ như ozon) hoặc vật chất dạng hạt trong không khí (sol khí). Một số tác nhân tạo khí hậu phản xạ bức xạ mặt trời (ví dụ: aerosol sunphat) dẫn đến làm mát thực, trong khi những loại khác (ví dụ: aerosol carbon đen) hấp thụ bức xạ mặt trời, do đó làm ấm bầu khí quyển. Ngoài ra, các sol khí ảnh hưởng đến sự hình thành, vi vật lý và các đặc tính quang học của các đám mây, dẫn đến các tác động khí hậu gián tiếp.

Sự lắng đọng của một số sol khí (ví dụ như carbon đen) cũng có thể thay đổi hệ số phản xạ bề mặt (albedo) của Trái đất, đặc biệt là trên các bề mặt phủ băng và tuyết, do đó làm tăng tốc độ tan chảy.

“Hiệu ứng nhà kính” là sự gia tăng nhiệt độ trung bình toàn cầu do sự tích tụ của các khí gây ô nhiễm ở các tầng khí quyển cao hơn gây ra biến đổi khí hậu toàn cầu và khu vực.

Các hiệu ứng nhà kính dễ thấy nhất bao gồm:

• Gia tăng tần suất các hiện tượng thời tiết cực đoan (lũ lụt, gió lùa, sông băng rút đi)
• Sự gia tăng của mực nước biển
• Chênh lệch nhiệt độ mùa đông / mùa hè khắc nghiệt
• Giảm sản xuất nông nghiệp ở một số vùng nhất định
• Thay đổi các hệ thống tự nhiên

Biến đổi khí hậu và suy giảm tầng ôzôn là những vấn đề môi trường nghiêm trọng làm thay đổi sự ổn định của các hệ sinh thái và ảnh hưởng đến cấu trúc xã hội.