Khí cười - hiểm họa của tầng ozon

Một nghiên cứu mới cho biết nitrous oxide (N₂O), được nhiều người biết với cái tên “khí cười”, hiện nay là chất phân hủy tầng ozone do con người thải ra và nó có khả năng tồn tại suốt nhiều thế kỉ.

 Lỗ thủng tầng Ozone tại Nam Cực

N₂O được tạo ra bằng cách sản xuất phân bón ni tơ hay xử lí nước thải. Các nhà nghiên cứu cho biết nên giảm việc sử dụng loại hợp chất này để tránh làm mỏng tầng ozone bao quanh Trái đất.Tầng ozone che chở Trái đất khỏi tác hại của tia cực tím mặt trời, loại tia này tăng khả năng ung thư của con người cũng như đe dọa mùa màng và đời sống thủy sinh.Loại hóa chất Clorua-florua-cacbon (CFCs) do con người tạo ra được nhắc đến rầm rộ vào thập niên 80 khi con người nhận ra chúng đã đục thủng một vùng lớn tầng ozone ở những vùng cực. Năm 1987, hiệp ước quốc tế có tên Nghị định thư Montreal được kí kết, qui định chặt chẽ việc sản xuất CFC và những khí gây hại tầng ozone.

Đến năm 1996, những chất này hoàn toàn không còn được sử dụng.Từ sau đó, tầng ozone của Trái đất của cả hai vùng cực và của bầu khí quyển xung quanh hành tinh dần được phục hồi. Nhưng N₂O là loại khí không có trong danh mục Nghị định thư Montreal. Và việc thải N₂O có thể đảo ngược thành quả trên, thậm chí có thể khiến tình hình trở nên tồi tệ.A.R. Ravishankara thuộc Ban quản lí Khí quyển và Hải dương Mỹ, người dẫn đầu cuộc nghiên cứu mới cho biết hiện tại, N₂O là khí thải làm phân hủy tầng ozone nghiêm trọng nhất  và tầng ozone liên tục bị tấn công nếu chúng ta không kịp hành động.

Tác nhân gây hiệu ứng nhà kính

Một số loại phân bón được sử dụng tại các nông trại hiện đại làm tăng lượng N₂O

Ông cho biết, N₂O cũng là khí gây hiệu ứng nhà kính khi liên kết với khí metan hoặc CO₂. Vì vậy việc ngăn chặn chúng cũng rất tốt đối với khí hậu.N₂O được tạo thành tự nhiên khi vi khuẩn phân hủy ni tơ trong đất hoặc nước. N₂O bốc lên tầng bình lưu, tại đây tia mặt trời phân tích chúng thành những phân tử ni tơ và oxy vô hại.

Tuy nhiên một số N₂O vẫn tồn tại và có thể tồn tại hàng trăm năm. Hợp chất này phản ứng với nguyên tử oxy năng lượng cao để tạo thành hợp chất nitric oxide (NO). Chính hợp chất này là tác nhân phá hủy ozone.
Ravishankara chỉ ra rằng mặc dù N₂O không làm thủng tầng ozone nhưng nó khiến toàn thể lớp  ozone mỏng hơn.

Nguồn N₂O phong phú và khó kiểm soát

Mô hình phân tử N₂O

Quy trình hóa học này được biết từ những năm 70 khi các nhà khoa học lo lắng về hiệu ứng môi trường khi máy bay siêu thanh thải khí NO phá hủy tầng ozone. Ravishankara và cộng sự của ông là những người đầu tiên nhấn mạnh về tác hại của NO trong việc làm suy yếu tầng ozone. Để khẳng định điều này, họ đã tạo ra mô hình khí quyển và những phản ứng hóa học xảy ra bên trong nó. Họ nhận thấy rằng khả năng của N₂O làm suy yếu tầng ozone có thể so sánh được với những chất làm suy yếu ozone khác được gọi là hydro CFCs, những chất này thay thế CFCs nhưng cũng đang trong quá trình ngưng dần việc sử dụng.Mặc dù có khả năng làm suy yếu tương đương nhưng N₂O có thể có tác động phá hủy nhiều hơn bởi vì nguồn sản sinh chúng quá phong phú. Mỗi năm có khoảng 10 triệu tấn N₂O bị thải ra môi trường, tương đương hơn 1 triệu tấn CFC các loại tại điểm thải cao nhất.

Tăng lên nhanh chóng

Biếm họa về hiện tượng nóng lên toàn cầu

Các nhà khoa học chỉ ra chúng ta đã hoàn toàn lờ đi vai trò của chính mình trong việc tạo ra loại khí nguy hại này. 1/3 tổng lượng N₂O thải vào khí quyển là từ những hoạt động của con người như đốt cháy nguyên liệu hóa thạch, sử dụng phân bón gốc ni tơ, vận hành các nhà máy xử lí nước thải hay các quy trình công nghiệp khác liên quan đến ni tơ.Vì thế, cho dù máy bay siêu thanh không bao giờ cất cánh thì khí thải N₂O hiện tại cũng phá hủy tầng ozone tương đương 500 chuyến bay một ngày. Mức thải tăng 0,25% một năm từ trước thời đại công nghiệp.

Don Wuebbes đến từ Đại học linois tại Urbana – Champaign, người phát minh ra phương pháp định lượng hóa chất tiềm tàng phá hủy ozone cho biết, N₂O là một loại khí bị lãng quên. Con người luôn nó như một thứ thông thường trong tự nhiên và họ quên rằng nó đang tăng lên.

Biếm họa về hiện tượng nóng lên toàn cầu

Ravishankara cho biết  khi mức CFC được giảm bớt, N₂O thậm chí lại tác động mạnh hơn. Ni tơ và những hợp chất clo trung hòa tác động của nhau đối với tầng ozone – càng nhiều clo thì tác động phá hủy tầng ozone của ni tơ càng giảm và ngược lại. Khi CFC các loại được thanh lọc khỏi bầu khí quyển thì tác động của N₂O tăng 50% khả năng so với trước. Wuebbles cho rằng trong khi chúng ta mong đợi tầng ozone sẽ dần hồi phục nhờ vào những hoạt động cắt giảm CFC thì N₂O lại ngăn chặn điều đó xảy ra.