Tài liệu Nghiên cứu đánh giá diễn biến một số chất khí nhà kính (so2, nox, ch4) ở khu vực nội thành hà nội

  • Số trang: 88 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 304 |
  • Lượt tải: 0
dangvantuan

Tham gia: 02/08/2015

Mô tả:

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA SAU ĐẠI HỌC ---------------***--------------- NGUYỄN THỊ PHỐ NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ DIỄN BIẾN MỘT SỐ CHẤT KHÍ NHÀ KÍNH (SO2, NOx, CH4) Ở KHU VỰC NỘI THÀNH HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU HÀ NỘI, 2016 -0- ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA SAU ĐẠI HỌC ---------------***--------------- NGUYỄN THỊ PHỐ NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ DIỄN BIẾN MỘT SỐ CHẤT KHÍ NHÀ KÍNH (SO2, NOx, CH4) Ở KHU VỰC NỘI THÀNH HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Chuyên ngành: Biến đổi khí hậu Mã số: Chƣơng trình đào tạo thí điểm Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Quang Trung HÀ NỘI, 2016 -1- LỜI CAM ĐOAN Tôi tên là: NGUYỄN THỊ PHỐ Mã số học viên: 12095036 Tôi xin cam đoan quyể n lu ận văn đƣợc chính tôi thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn của TS. Nguyễn Quang Trung với đề tài luâ ̣n văn: “Nghiên cứu đánh giá diễn biến một số chất khí nhà kính (SO2, NOx, CH4) ở khu vực nội thành Hà Nội” Đây là đề tài mới , không trùng lă ̣p vớ i đề tài luâ ̣n văn nào trƣớc đây , do đó không có sƣ̣ sao chép của bấ t kì luâ ̣n văn nào . Nô ̣i dung của luâ ̣n văn đƣơ ̣c thƣ̣c hiê ̣n đúng quy đinh, ̣ các nguồn tài liệu, tƣ liê ̣u nghiên cƣ́u và sƣ̉ du ̣ng trong luâ ̣n văn đề u đƣơ ̣c trić h dẫn nguồ n. Nế u xảy ra vấ n đề gì với nô ̣i dung luâ ̣n văn này , tôi xin chiụ hoàn toàn trách nhiệm theo quy định./ Hà Nội, tháng 11 năm 2015 Học viên Nguyễn Thị Phố -2- LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Quang Trung cùng các thầy cô giáo trong Khoa Sau đại học đã tận tình hƣớng dẫn, giảng dạy trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu ở Trƣờng Đại học Quốc Gia Hà Nội cũng nhƣ tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành bản luận văn này. Tôi cũng xin chân thành cám ơn các anh chị và các bạn đồng nghiệp trong phòng Phân tích Độc chất môi trƣờng - Viện Công nghệ môi trƣờng luôn chỉ bảo, cộng tác và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn. Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn các bạn học viên cao học K2- Biến đổi khí hậu và gia đình đã động viên giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua. Mặc dù tôi đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn thiện nhất nhƣngluận văn không tránh khỏi những thiếu sót. Tôi rất mong đƣợc sự góp ý của các thầy, cô giáo để đề tài đƣợc hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 11 năm 2015 Học viên Nguyễn Thị Phố -3- MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................- 0 LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................- 3 DANH MỤC BẢNG .........................................................................................- 7 DANH MỤC HÌNH ..........................................................................................- 8 MỞ ĐẦU .........................................................................................................- 10 1. Tính cấp thiết của đề tài ......................................................................... - 10 2. Mục tiêu của đề tài ................................................................................. - 11 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .......................................................... - 11 4. Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu ................................................... - 11 CHƢƠNG I – TỔNG QUAN TÀI LIỆU........................................................- 13 1.1. Tổng quan về khí nhà kính ......................................................................- 13 1.1.1. Các khái niệm ........................................................................................- 13 1.1.2. Nồng độ khí nhà kính ............................................................................- 15 1.1.3. Nguồn phát thải khí nhà kính ................................................................- 17 1.1.3.1. Các nguồn phát thải khí nhà kính trên thế giới ..................................- 17 1.1.3.2. Các nguồn phát thải khí nhà kính ở Việt Nam ...................................- 23 1.2. Một số khí nhà kính nghiên cứu ...............................................................- 28 1.2.1. Sunfua đioxit (SO2) ...............................................................................- 28 1.2.2. Các Oxit Nitơ (NOx) .............................................................................- 29 1.2.3. Khí mêtan (CH4)....................................................................................- 30 1.3. Bức xạ cƣỡng bức và ảnh hƣởng của KNK đến BĐKH ..........................- 31 1.3.1. Mối liên hệ giữa KNK và biến đổi khí hậu ...........................................- 31 1.3.2. Ảnh hƣởng của sự gia tăng khí nhà kính và biến đổi khí hậu...............- 33 CHƢƠNG II: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............- 36 2.1. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu ...............................................................- 36 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ..........................................................................- 36 2.2.1. Phƣơng pháp thu thập tài liệu thứ cấp: .................................................- 36 2.2.2. Các phƣơng pháp lấy mẫu không khí ...................................................- 36 2.2.3. Phƣơng pháp điều tra, khảo sát đo đạc tại hiện trƣờng .........................- 42 -4- 2.2.4. Phƣơng pháp xử lý số liệu.....................................................................- 43 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................- 44 3.1. So sánh giá trị của phƣơng pháp quan trắc tự động với phƣơng pháp đo chủ động .................................................................................................................- 44 3.2. Diễn biến SO2 trong không khí ................................................................- 45 3.2.1. Diễn biến SO2 theo thời gian ................................................................- 45 3.2.2. Đánh giá nguyên nhân thay đổi nồng độ SO2 .......................................- 51 3.3. Diễn biến NOx trong không khí ................................................................- 55 3.3.1. Diễn biến NOx theo thời gian ................................................................- 55 3.3.2. Đánh giá nguyên nhân thay đổi nồng độ NOx ......................................- 63 3.4. Diễn biến CH4 trong không khí ................................................................- 69 3.4.1. Diễn biến CH4 theo thời gian ................................................................- 69 3.4.2. Đánh giá nguyên nhân sự biến đổi CH4 ................................................- 73 3.5. Đề xuất giải pháp giảm thiểu nồng độ các khí nhà kính ..........................- 75 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.........................................................................- 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................................- 79 PHỤ LỤC BẢNG ...........................................................................................- 81 PHỤ LỤC HÌNH ẢNH ...................................................................................- 86 - -5- DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT BTNMT: Bộ Tài nguyên môi trƣờng BAU Kịch bản phát triển thông thƣờng EPA: Cục Bảo vệ môi trƣờng Mỹ (United States Environmental Protection Agency) GTVT: Giao thông vận tải IPCC: Uỷ ban Liên chính phủ về biến đổi khí hậu (Intergovernmental Panel on Climate Change) KNK: Khí nhà kính LULULF: Lĩnh vực sử dụng đất, thay đổi sử dụng đất và lâm nghiệp (Land use, Land Use Change and Forestry) MRV Đo đạc – Báo cáo – Kiểm chứng NAMA Hoạt động giảm nhẹ phát thải thích hợp ở cấp quốc gia NMVOC: Hợp chất hữu cơ bay hơi không có metan ppb: Phần tỷ ppm: Phần triệu tCO2-e Tấn dioxit cacbon quy đổi THC: Tổng số hydrocarbon UNFCCC: Công ƣớc khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hâ ̣u -6- DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Tiềm năng nóng lên toàn cầu của một số khí nhà kính so với khí CO234 Bảng 3.1 So sánh nồng độ SO2 với các nƣớc trên thế giới ........................... - 49 Bảng 3.2. Thống kê số lƣợng xe ô tô và xe máy trên đƣờng Hoàng Quốc Việt .... 81 Bảng 3.3. Thống kê số lƣợng xe ô tô và xe máy trên đƣờng Nguyễn Văn Cừ . - 83 - -7- DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Thành phần các khí nhà kính ......................................................... - 13 Hình 1.2. Sự thay đổi nồng độ CO2 trong khí quyển toàn cầu....................... - 15 Hình1.3. Tổng lƣợng phát thải khí nhà kính từ năm 1970 - 2010 ................. - 18 Hình 1.4. Nguồn phát thải khí nhà kính, năm 2010 ....................................... - 19 Hình 1.5. Sự phát thải khí CO2 từ nông-lâm nghiệp từ năm 1970-2010 ...... - 20 Hình 1.7: Dự tính phát thải khí nhà kính theo các ngành đến năm 2050 ...... - 23 Hình 1.8: Nguồn phát thải khí nhà kính năm 2010 theo các lĩnh vực ........... - 23 Hình 1.9: Nguồn phát thải khí nhà kính theo các lĩnh vực năm 1994, 2000 và 2010 ................................................................................................................ - 24 Hình 1.10: Phát thải khí nhà kính năm 2010 trong lĩnh vực năng lƣợng....... - 25 Hình 1.11: Phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực nông nghiệp năm 2010 ..... - 25 Hình 1.12: Phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực chất thải năm 2010 ........... - 27 Hình 1.13: Ƣớc tính lƣợng phát thải khí nhà kính ở Việt Nam, năm 2020 và năm 2030 ................................................................................................................ - 27 Hình 1.14: Mối liên hệ giữa khí nhà kính và biến đổi khí hậu ...................... - 32 Hình 3.1. Biểu đồ so sánh số liệu quan trắc bằng phƣơng pháp hấp thụ với số liệu tại trạm quan trắc tự động, liên tục. ........................................................ - 44 Hình 3.2. Biểu đồ so sánh số liệu quan trắc bằng phƣơng pháp hấp thụ với số liệu tại trạm quan trắc tự động, liên tục. ........................................................ - 45 Hình 3.3. Nồng độ SO2 trung bình theo thời gian trong ngày, theo các thứ, trong tuần tại trạm Nguyễn Văn Cừ ........................................................................ - 48 Hình 3.4. Nồng độ SO2 trung bình theo thời gian tại trạm Hoàng Quốc Việt và Nguyễn Văn Cừ .............................................................................................. - 49 Hình 3.5. Nồng độ SO2 trung bình theo các ngày trong tuần ........................ - 50 Hình 3.6. Diễn biến nồng độ SO2 theo các mùa trong năm 2013 ................. - 51 Hình 3.7. Số lƣợng xe máy và ô tô theo các thứ trong tuần trên đƣờng Hoàng Quốc Việt ....................................................................................................... - 52 Hình 3.8. Số lƣợng xe máy và ô tô theo các thứ trong tuần trên đƣờng Nguyễn Văn Cừ ........................................................................................................... - 52 -8- Hình 3.9. Mối liên hệ giữa SO2 và O3 tại trạm Hoàng Quốc Việt ................. - 54 Hình 3.10. Mối liên hệ giữa SO2 và O3 tại trạm Nguyễn Văn Cừ ................. - 54 Hình 3.12. Nồng độ NO và NO2 trung bình theo thời gian trong ngày trạm Nguyễn Văn Cừ năm 2013 ............................................................................. - 57 Hình 3.13. Nồng độ NOx trung bình theo thời gian trong ngày, các thứ trong tuần, trong năm 2013 ...................................................................................... - 59 Hình 3.14. Nồng độ NOx trung bình theo giờ tại trạm Nguyễn Văn Cừ năm 2013 ................................................................................................................ - 60 Hình 3.15. Nồng độ NOx trung bình theo giờ tại trạm Hoàng Quốc Việt năm 2013 ................................................................................................................ - 61 Hình 3.16. Nồng độ NOx trung bình theo từng thứ, năm 2013. ..................... - 62 Hình 3.17. Nồng độ NOx trung bình theo các mùa trong năm 2013............. - 62 Hình 3.18. Nồng độ NOx trung bình theo các tháng trong năm 2013........... - 63 Hình 3.19. Biểu diễn sự thay đổi của nhiệt độ và cƣờng độ ánh sáng trong ngày. 65 Hình 3.20. Nồng độ thông số O3 theo mùa trong năm 2013. ........................ - 65 Hình 3.21. Mối liên hệ giữa NO, NO2 và O3 tại trạm Hoàng Quốc Việt....... - 66 Hình 3.22. Mối liên hệ giữa NO, NO2 và O3 tại trạm Nguyễn văn Cừ.......... - 66 Hình 3.23. Mối liên hệ giữa khí NOx và O3 ................................................... - 67 Hình 3.24a. Mối liên hệ NO, NO2, NOx và O3 tại Aljarafe, Thổ Nhĩ Kỳ .... - 68 Hình 3.24b. Mối liên hệ NO, NO2, NOx và O3 tại Torneo, Thổ Nhĩ Kỳ ..... - 68 Hình 3.25. Nồng độ CH4 trung bình theo giờ trong năm 2013 ..................... - 69 Hình 3.26. Diễn biến nồng độ CH4 trung bình theo thời gian trong ngày .... - 72 Hình 3.27. Nồng độ CH4 theo năm................................................................ - 73 Hình 3.28. Mối liên hệ giữa khí CH4 và O3 ................................................... - 74 - -9- MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Khí nhà kính đƣợc xem là nguyên nhân chính gây nên biến đổi khí hậu. Hiệu ứng nhà kính là một quá trình mà nhiệt bức xạ từ một bề mặt hành tinh đƣợc hấp thụ bởi khí nhà kính trong khí quyển, và lại đƣợc bức xạ theo mọi hƣớng. Hiệu ứng nhà kính tự nhiên của trái đất đã tạo nên sự sống. Tuy nhiên, với tình hình phát thải các khí nhà kính do các hoạt động của con ngƣời, chủ yếu là việc đốt các nhiên liệu hóa thạch và đốn rừng ởcác nƣớc trên thế giới trong nhiều năm qua đa gây ra hiện trƣợng hiệu ứng nhà kính trên toàn cầu và lớn hơn nữa là làm cho khí hậu trái đất thay đổi , nƣớc biên dâng , thiên tai ngày càng nhiề u hơn. Trong giai đoạn 1994-2010, tổng lƣợng phát thải khí nhà kính ở Việt Nam (bao gồm LULUCF) tăng nhanh từ 103,8 triệu tấn CO2 tƣơng đƣơng lên 246,8 triệu tấn CO2 tƣơng đƣơng, trong đó lĩnh vực năng lƣợng tăng nhanh nhất từ 25,6 triệu tấn CO2 tƣơng đƣơng lên 141,1 triệu tấn CO2 tƣơng đƣơng và cũng là lĩnh vực phát thải nhiều nhất năm 2010. Trong năm 2010, tổng lƣợng phát thải khí nhà kính tại Việt Nam là 246,8 triệu tấn CO2 tƣơng đƣơng bao gồm lĩnh vực sử dụng đất, thay đổi sử dụng đất và lâm nghiệp (LULUCF) và 266 triệu tấn CO2 tƣơng đƣơng không bao gồm LULUCF. Phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực năng lƣợng chiếm tỷ trọng lớn nhất là 53,05% của tổng lƣợng phát thải không tính LULUCF, tiếp theo là lĩnh vực nông nghiệp chiếm 33,20%. Phát thải từ các lĩnh vực quá trình công nghiệp và chất thải tƣơng ứng là 7,97% và 5,78%. Việt Nam là một trong những quốc gia bi tác động nhiều nhất của hiện tƣợng nƣớc biển dâng cao, là hậu quả tăng nhiệt độ làm bề mặt trái đất nóng lên do phát thải khí nhà kính. Theo cảnh báo của Uỷ ban Liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) đến năm 2100, nếu mực nƣớc biển dâng cao 1m sẽ ảnh hƣởng đến 5% đất đai của Việt Nam, 10% dân số, tác động đến 7% sản xuất nông - 10 - nghiệp, giảm 10% GDP. (Nguồn: Dagupta.et.al.2007), riêng sản xuất kinh tế biển sẽ suy giảm 1/3 (Nguồn: UNDP). Nhận thấy đƣợc hậu quả đó đã có nhiều nghiên cứu nhằm giảm lƣợng phát sinh khí nhà kính tại các quốc gia trên thế giới cũng nhƣ ở Việt Nam. Vì những lý do kể trên, lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu đánh giá diễn biến một số chất khí nhà kính (SO2, NOx, CH4) ở khu vực nội thành Hà Nội” sẽ có ý nghĩa lớn về mặt khoa học cũng nhƣ thực tiễn, là cơ sở để đề xuất những giải pháp xử lý, khắc phục sự phát tán khí nhà kính ở Việt Nam. 2. Mục tiêu của đề tài Luận văn tập trung đánh giá sự thay đổi nồng độ các khí SO2, NOx, CH4 trong không khí đồng thời xác định một số nguyên nhân sự thay đổi đó. 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tƣợng nghiên cứu Khí SO2, NOx, CH4 3.2. Phạm vi nghiên cứu Nhóm nghiên cứu đã sử dụng phƣơng pháp đo đạc trên thiết bị quan trắc tự động liên tục thông qua hai trạm quan trắc môi trƣờng không khí đặt tại khu vực gần đƣờng Nguyễn Văn Cừ (Gia Lâm, Hà Nội) và đƣờng Hoàng Quốc Việt (Cầu Giấy, Hà Nội) 4. Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu 4.1. Nội dung nghiên cứu - Thu thập, xử lý, phân tích các số liệu theo thời gian: trung bình giờ trong ngày, trung bình tháng, trung bình theo các thứ trong tuần và trung bình theo mùa trong năm. - Đánh giá sự thay đổi nồng độ các khí nhà kính SO2 , NOx, CH4 tại một số khu vực tại Hà Nội. - Đánh giá nguyên nhân sự thay đổi nồng độ các khí nhà kính - 11 - 4.2. Phƣơng pháp nghiên cứu Phƣơng pháp thu thập tài liệu thứ cấp: Thu thập thông tin cần thiết từ những tài liệu, bản đồ, ảnh, các công trình nghiên cứu có liên quan đến khu vực nghiên cứu. Phƣơng pháp điều tra, khảo sát đo đạc tại hiện trƣờng: Khảo sát hiện trƣờng kiểm chứng và hiệu chỉnh các điểm quan trắc trên cơ sở mô hình đƣợc mô phỏng bằng lý thuyết thiết lập mạng lƣới điểm quan trắc tối ƣu. Phƣơng pháp quan trắc môi trƣờng tự động: Cung cấp số liệu liên tục, tức thời, thời gian thực phục vụ quản lý và bảo vệ môi trƣờng. Cảnh báo kịp thời, đề xuất các biện pháp phù hợp để quản lý, bảo vệ môi trƣờng. Phƣơng pháp đo chất lƣợng môi trƣờng không khí bằng phƣơng pháp hấp thụ và đo quang: Mẫu đƣợc hấp thụ bằng dung dịch và đƣợc đem về phòng thí nghiệm để xử lý và phân tích - 12 - CHƢƠNG I – TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tổng quan về khí nhà kính 1.1.1. Các khái niệm Khí nhà kính là những khí có khả năng hấp thụ các bức xạ sóng dài (hồng ngoại) đƣợc phản xạ từ bề mặt Trái Đất khi đƣợc chiếu sáng bằng ánh sáng mặt trời, sau đó phân tán nhiệt lại cho Trái Đất, gây nên hiệu ứng nhà kính. Các khí nhà kính chủ yếu bao gồm: hơi nƣớc, CO2, CH4, N2O, O3, các khí CFC. Hình 1.1. Thành phần các khí nhà kính Khí nhà kính ảnh hƣởng mạnh mẽ đến nhiệt độ của Trái Đất, nếu không có chúng nhiệt độ bề mặt Trái Đất trung bình sẽ lạnh hơn hiện tại khoảng 33°C. Hiệu ứng nhà kính là hiệu ứng làm cho không khí của Trái đất nóng lên do bức xạ sóng ngắn của Mặt trời có thể xuyên qua tầng khí quyển chiếu xuống mặt đất; mặt đất hấp thu nóng lên lại bức xạ sóng dài vào khí quyển để CO 2 hấp thu làm cho không khí nóng lên. CO2 trong khí quyển giống nhƣ một tầng kính dày bao phủ Trái đất, làm cho Trái đất không khác gì một nhà kính lớn. Theo tính toán, nếu không có lớp khí quyển, nhiệt độ trung bình ở lớp bề mặt Trái đất sẽ xuống tới -23 độ C, nhƣng nhiệt độ trung bình thực tế là 15 độ C, có nghĩa là hiệu ứng nhà kính đã làm cho Trái đất nóng lên 38 độ C - Hiệu ứng nhà kính là quá trình vật lý tự nhiên từ khi Trái Đất có bầu khí quyển, giúp khí hậu trở nên ấm áp tạo điều kiện cho sinh vật tồn tại. Các khí nhà - 13 - kính tự nhiên tồn tại trong khí quyển H20, CO2, O3, … khí nhà kính do con ngƣời tạo ra là CFC. Khí nhà kính Tự nhiên có nồng độ ổn định. - Thời kỳ tiền công nghiệp khí CO2 tăng 28% do đốt nhiên liệu hóa thạch và chặt phá rừng, CH4 tăng 145% do phân hủy cây cỏ, ruộng lúa, phân hữu cơ, lò đốt chất thải,… O3 giảm do các chất thải CN tạo ra, NOx tăng 15% do chặt phá rừng, sản xuất chất hóa học, CFC do kỹ thuật làm lạnh. Hoạt động con ngƣời đang làm thay đổi khí hậu toan cầu và BDKH đang diễn ra với biểu hiện là nƣớc biển dâng 10-25cm. Nƣớc biển dâng cao ảnh hƣởng đến một loạt các vấn đề: ảnh hƣởng đến Đa dạng sinh học vì nƣớc biển dâng  tăng quá trình xâm nhập mặn  nhiều loại sinh vật bị biến mất. Trên thực tế hoạt động kinh tế xã hội của con ngƣời tăng nhanh  những hậu quả tác hại do con ngƣời ngày một tăng. Dựa trên những thông số đo đạc đƣợc các nhà khoa học đƣa ra các kịch bản phát thải khác nhau: Kịch bản phát thải thấp, vừa và cao. - Kịch bản dân số thấp nếu dân số sắp tới là 6-8 tỉ, vừa là 8-11 tỉ, cao là >12 tỉ, vì dân số quyết định lƣợng phát thải khí nhà kính. Hiệu ứng nhà kính khí quyển: Các tia bức xạ sóng ngắn của mặt trời xuyên qua bầu khí quyển đến mặt đất và đƣợc phản xạ trở lại thành các bức xạ nhiệt sóng dài. Một số phân tử trong bầu khí quyển (CO2 và hơi nƣớc) có thể hấp thụ những bức xạ nhiệt này và thông qua đó giữ hơi ấm lại trong bầu khí quyển. Hàm lƣợng ngày nay của khí CO2 vào khoảng 0,036% đã đủ để tăng nhiệt độ thêm khoảng 30 °C. Nếu không có hiệu ứng nhà kính tự nhiên này nhiệt độ Trái Đất của chúng ta chỉ vào khoảng –15 °C. Bức xạ nhiệt của mặt trời là bức xạ có sóng ngắn nên dễ dàng xuyên qua tầng ozon và lớp khí CO2 để đi tới mặt đất, ngƣợc lại bức xạ nhiệt từ Trái Đất vào vũ trụ là bức sóng dài, không có khả năng xuyên qua lớp khí CO2 dày và bị CO2 và hơi nƣớc trong khí quyên hấp thụ. Nhƣ vậy lƣợng nhiệt này làm cho nhiệt độ bầu khí quyển bao quanh Trái Đất tăng lên. Lớp khí CO2 có tác dụng nhƣ một lớp kính giữ nhiệt lƣợng tỏa - 14 - ngƣợc vào vũ trụ của Trái Đất trên quy mô toàn cầu. Bên cạnh CO 2 còn có một số khí khác cũng đƣợc gọi chung là khí nhà kính nhƣ NOx, Metan, CFC. Hiệu ứng nhà kính nhân loại: Ở thời kỳ đầu của lịch sử Trái Đất, các điều kiện tạo ra cuộc sống chỉ có thể xuất hiện vì thành phần của điôxít cacbon trong bầu khí quyển nguyên thủy cao hơn, cân bằng lại lƣợng bức xạ của mặt trời lúc đó yếu hơn đến khoảng 25%. Cƣờng độ của các tia bức xạ tăng lên với thời gian. Trong khi đó đã có đủ cây cỏ trên Trái Đất, thông qua sự quang hợp, lấy đi một phần khí điôxít cacbon trong không khí tạo nên các điều kiện khí hậu tƣơng đối ổn định. Từ khoảng 100 năm nay con ngƣời tác động mạnh vào sự cân bằng nhạy cảm này giữa hiệu ứng nhà kính tự nhiên và tia bức xạ của mặt trời. Sự thay đổi nồng độ của các khí nhà kính trong vòng 100 năm lại đây đã làm gia tăng nhiệt độ Trái đất. 1.1.2. Nồng độ khí nhà kính Hình 1.2. Sự thay đổi nồng độ CO2 trong khí quyển toàn cầu Nồng độ các khí nhà kính tăng cao: Xã hội càng phát triển, càng làm gia tăng lƣơng khí thải vào môi trƣờng. Nồng độ khí CO2 trong khí quyển tăng nhanh từ giai đoạn 1950-2000. - 15 - Những số liệu về hàm lƣợng khí CO2 trong khí quyển đƣợc xác định từ các lõi băng đƣợc khoan ở Greenland và Nam cực cho thấy, trong suốt chu kỳ băng hà và tan băng (khoảng 18.000 năm trƣớc), hàm lƣợng khí CO 2 trong khí quyển chỉ khoảng 180 -200ppm (phần triệu), nghĩa là chỉ bằng khoảng 70% so với thời kỳ tiền công nghiệp (280ppm). Từ khoảng năm 1.800, hàm lƣợng khí CO2 bắt đầu tăng lên, vƣợt con số 300ppm và đạt 379ppm vào năm 2005, nghĩa là tăng khoảng 31% so với thời kỳ tiền công nghiệp, vƣợt xa mức khí CO 2 tự nhiên trong khoảng 650 nghìn năm qua. Hàm lƣợng các khí nhà kính khác nhƣ khí mêtan (CH4), ôxit nitơ (N2O) cũng tăng lần lƣợt từ 715ppb (phần tỷ) và 270ppb trong thời kỳ tiền công nghiệp lên 1774ppb (151%) và 319ppb (17%) vào năm 2005. Riêng các chất khí chlorofluoro carbon (CFCs) vừa là khí nhà kính với tiềm năng làm nóng lên toàn cầu lớn gấp nhiều lần khí CO2, vừa là chất phá hủy tầng ôzôn bình lƣu, chỉ mới có trong khí quyển do con ngƣời sản xuất ra kể từ khi công nghiệp làm lạnh, hóa mỹ phẩm phát triển. Từ năm 1840 đến 2004, tổng lƣợng phát thải khí CO 2 của các nƣớc giàu chiếm tới 70% tổng lƣợng phát thải khí CO2 toàn cầu, trong đó ở Hoa Kỳ và Anh trung bình mỗi ngƣời dân phát thải 1.100 tấn, gấp khoảng 17 lần ở Trung Quốc và 48 lần ở Ấn Độ. Riêng năm 2004, lƣợng phát thải khí CO2 của Hoa Kỳ là 6 tỷ tấn, bằng khoảng 20% tổng lƣợng phát thải khí CO2 toàn cầu. Trung Quốc là nƣớc phát thải lớn thứ 2 với 5 tỷ tấn CO2, tiếp theo là Liên bang Nga 1,5 tỷ tấn, Ấn Độ 1,3 tỷ tấn, Nhật Bản 1,2 tỷ tấn, CHLB Đức 800 triệu tấn, Canada 600 triệu tấn, Vƣơng quốc Anh 580 triệu tấn. Các nƣớc đang phát triển phát thải tổng cộng 12 tỷ tấn CO2, chiếm 42% tổng lƣợng phát thải toàn cầu so với 7 tỷ tấn năm 1990 (29% tổng lƣợng phát thải toàn cầu), cho thấy tốc độ phát thải khí CO 2 của các nƣớc này tăng khá nhanh trong khoảng 15 năm qua. Một số nƣớc phát triển dựa vào đó để yêu cầu các nƣớc đang phát triển cũng phải cam kết theo Công ƣớc Biến đổi khí hậu. - 16 - Tính đến năm 2010, Trung Quốc đứng đầu với lƣợng phát thải 9,86 tỷ tấn CO2, chiếm tỷ lệ 29%. Kế đến là Mỹ (5,19 tỷ tấn, 15%), Liên minh châu Âu EU 27 (3,74 tỷ tấn, 11%), Ấn Độ (1,97 tỷ tấn, 6%), Nga (1,77 tỷ tấn, 5%), Nhật Bản (1,32 tỷ tấn, 5%). Điều lƣu ý là 3 nƣớc phát thải khí hàng đầu chiếm 55% lƣợng khí thải CO2 của cả thế giới. So với năm 2012, lƣợng khí thải của Trung Quốc tăng 3% , trong Mỹ và châu Âu giảm lần lƣợt là 4 và 1,6%. Trƣớc kia Nhật Bản giảm 4,5% lƣợng khí thải CO2 nhƣng sau tai nạn nhà máy điện hạt nhân Fukushima, lƣợng khí phát thải tăng 6,2% do chuyển sang sử dụng nhiệt điện.[15] Năm 1990, Việt Nam phát thải 21,4 triệu tấn CO2 (không kể các khí nhà kính khác). Năm 2004, phát thải 98,6 triệu tấn CO2, tăng gần 5 lần, bình quân đầu ngƣời 1,2 tấn một năm (trung bình của thế giới là 4,5 tấn/năm, Singapo 12,4 tấn, Malaixia 7,5 tấn, Thái Lan 4,2 tấn, Trung Quốc 3,8 tấn, Inđônêxia 1,7 tấn, Philippin 1,0 tấn, Myanma 0,2 tấn, Lào 0,2 tấn. Nhƣ vậy, phát thải các khí CO2 của Việt Nam tăng khá nhanh trong 15 năm qua, song vẫn ở mức rất thấp so với trung bình toàn cầu và nhiều nƣớc trong khu vực. Dự tính tổng lƣợng phát thải các khí nhà kính của nƣớc ta sẽ đạt 233,3 triệu tấn CO2 tƣơng đƣơng vào năm 2020, tăng 93% so với năm 1998. Tuy nhiên, điều đáng lƣu ý là trong khi các nƣớc giàu chỉ chiếm 15% dân số thế giới, nhƣng tổng lƣợng phát thải của họ chiếm tới 45% tổng lƣợng phát thải toàn cầu; các nƣớc Châu Phi và cận Sahara với 11% dân số thế giới chỉ phát thải 2%, và các nƣớc kém phát triển với 1/3 dân số thế giới chỉ phát thải 7% tổng lƣợng phát thải toàn cầu. 1.1.3. Nguồn phát thải khí nhà kính 1.1.3.1. Các nguồn phát thải khí nhà kính trên thế giới Chính từ sự gia tăng dân số, gây ra nhiều áp lực tới môi trƣờng và sự đẩy mạnh công nghiệp hóa hiện nay mà lƣợng khí nhà kính phát thải ra ngoài môi trƣờng ngày càng gia tăng. - 17 - 57% lƣợng phát thải từ nguồn sử dụng nhiên liệu hóa thạch: năng lƣợng, vận chuyển, xây dựng và công nghiệp; ngành nông nghiệp và thay đổi sử dụng đất chiếm 41% sự phát thải. Hình 1..3. Tổng lƣợng phát thải khí nhà kính từ năm 1970 – 2010[13]. Tổng lƣợng phát thải khí nhà kính tính từ năm 1970-2010 là 49 GtCO2e, trong đó CO2 là 76% (bao gồm từ ngành Lâm nghiệp và sử dụng đất chiếm 11%, và từ quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch và công nghiệp là 65%), CH4 là 16%, N2O là 6% và 2% là khí F nhƣ perfluorocarbon và sulphur hexafluoride. Tính từ giai đoạn 1970-2000 tổng lƣợng phát thải khí nhà kính tăng 1,3%/năm, trong giai đoạn từ năm 2000-2010, tổng lƣợng phát thải khí nhà kính tăng 2,2%/năm. Các nguồn phát thải khí nhà kính bao gồm: - Đốt cháy nhiên liệu hóa thạch trong ngành năng lƣợng, vận chuyển, xây dựng và công nghiệp lên tới 26,1 GtCO2e năm 2004. Đốt cháy than đá, dầu, và khí gas trong ngành điện và nhiêt điện chiếm lƣợng lớn sự phát thải, kế đến là vận chuyển, sản xuất, và xây dựng. - 18 - - Thay đổi sử dụng đất nhƣ phá rừng phát thải một lƣợng lớn CO2 vào khí quyển. - Khí CH4, NOx, hỗn hợp khí F tạo ra từ các quy trình sản xuất nông nghiệp, chất thải và công nghiệp. Quy trình công nghiệp bao gồm sản xuất xi măng và hóa học. ngoài ra, quá trình khai thác nhiên liệu hóa thạch thải ra lƣợng lớn CO2 và non-CO2. [15] Hình 1.4. Nguồn phát thải khí nhà kính, năm 2010[13]. - Ngành sản xuất điện và nhiệt: Ngành này tạo ra một lƣợng lớn khí nhà kính 25%, chủ yếu từ các hoạt động sử dụng trong các tòa nhà, thƣơng mại, công nghiệp, giao thông vận tải, xây dựng và nông lâm nghiệp. Từ năm 1990 – 2002, lƣợng khí thải của các nƣớc đang phát triển tăng nhanh, với tốc độ tăng trƣởng khoảng 2,2% mỗi năm. Khí thải của ngành này phát sinh từ các nhà máy lọc dầu, các công trình khí và các mỏ than do chuyển đổi từ nhiên liệu hóa thạch sang dạng khác có thể sử dụng đƣợc trong giao thông vận tải, công nghiệp và các tòa nhà[15]. - 19 -
- Xem thêm -