BÀI TIỂU LUẬN CHU TRÌNH CACBON VÀ SỰ GIA TĂNG HÀM LƯỢNG CO2 TRONG KHÍ QUYỂN Học viên: Trần Tiến Dũng Lớp: Cao học Môi trường 2014 Nội dung trình bày • 1. Giới thiệu chung • 2. Nồng độ CO2 trong khí quyển • 3. Quá trình trao đổi và chuyển hóa Cacbon • 4. Tác động của con người • 5. Giải pháp tái cân bằng Cacbon 1. Giới thiệu chung Chu trình cacbon là một chu trình sinh địa hóa học, trong đó cacbon được trao đổi giữa khí quyển, sinh quyển, địa quyển và thủy quyển của Trái Đất. Cân bằng cacbon là sự cân bằng giữa các trao đổi (thu nhận và giải phóng hay đến và đi) của cacbon giữa các nguồn trong chu trình cacbon. Hoạt động của con người chính là nguyên nhân làm mất sự cân bằng cacbon thay đổi chu trình cacbon trong tự nhiên. 2. Nồng độ CO2 trong khí quyển • Cacbon tồn tại trong khí quyển chủ yếu dưới dạng khí CO2. Mặc dù chỉ chiếm một tỷ lệ nhỏ trong khí quyển nhưng nó lại có vai trò thiết yếu trong việc hỗ trợ sự sống. • Bắt đầu từ thời kỳ Cách mạng công nghiệp, việc sử dụng năng lượng, đặc biệt là nhiên liệu hóa thạch, chính là nguyên nhân chủ yếu làm gia tăng nồng độ khí CO2 trong bầu khí quyển Trái Đất. 2. Nồng độ CO2 trong khí quyển Từ năm 1770 - 1800 (thời kỳ đầu của cách mạng công nghiệp): Nồng độ C vào khoảng 280 µl/l và tăng chậm. Từ năm 1900, nồng độ C gia tăng khoảng 1,5 µl/l/ năm. Đến năm 2000 thì vượt mức 360 µl/l và đang có dấu hiệu ngày càng tăng. 3. Quá trình trao đổi, chuyển hóa Cacbon Trong khí quyển: • Cacbon tồn tại trong khí quyển chủ yếu dưới dạng khí CO2. • Thông qua quá trình quang hợp của thực vật. CO2 chuyển hóa thành các chất hữu cơ và tích lũy trong sinh khối. • Cacbon được giải phóng vào khí quyển như sau: - Thông qua hô hấp của sinh vật. - Quá trình phân hủy chất hữu cơ (xác chết động thực vật) của vi sinh vật. - Các hoạt động của con người cũng trực tiếp hay gián tiếp đưa cacbon vào khí quyển (đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, chặt phá rừng, thay đổi việc sử dụng đất). Trong sinh quyển và địa quyển: • Cacbon là thành phần thiết yếu của sự sống trên Trái Đất. • Cacbon tồn tại dưới dạng sinh khối của thực vật. • Cacbon được chứa đựng và lưu trữ trong đất dưới dạng hữu cơ và vô cơ (than đá, dầu mỏ, đá vôi,…). • Sinh vật tự dưỡng sử dụng CO2 không khí để tổng hợp thành các chất hữu cơ thông qua quang hợp. • Cacbon di chuyển trong phạm vi sinh quyển thông qua chuỗi thức ăn. • Phần lớn cacbon giải phóng từ sinh quyển, địa quyển vào khí quyển. Trong thủy quyển: • Ở môi trường nước, Cacbon tồn tại chủ yếu ở dạng hoà tan, (chủ yếu là ion bicacbonat và một phần cacbonat). • Thông qua các quá trình tự nhiên (mưa, gió,…) thì CO 2 từ khí quyển sẽ đi vào đại dương và chuyển hóa như sau: Hòa tan: CO2(khí quyển) ⇌ CO2(hòa tan) Chuyển hóa thành axít cacbonic: CO2(hòa tan) + H2O ⇌ H2CO3 Ion hóa bậc nhất: H2CO3 ⇌ H+ + HCO3− (ion bicacbonat) Ion hóa bậc hai: HCO3− ⇌ H+ + CO3−− (ion cacbonat) • Cacbon sẽ di chuyển thông qua chuổi thức ăn trong thuỷ vực. • Cacbon có thể bị lắng đọng do xác động vật thuỷ sinh chết kết hợp với Ca tạo nên CaCO3 (đá vôi). Các trầm tích này khi được khai thác thì sẽ giải phóng Cacbon trở lại chu 4. Tác động của con người • Chu trình Cacbon và hệ sinh thái ở trạng thái ổn định khi lượng Cacbon trao đổi (thu nhận và giải phóng) là cân bằng hoặc tương đương nhau. • Trong vòng hơn 100 năm qua, kể từ cuộc cách mạng công nghiệp, hoạt động của con người đã trực tiếp và gián tiếp phá vỡ sự cân bằng Cacbon. • Tác động lớn nhất và trực tiếp việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch  giải phóng CO2 từ các địa quyển vào khí quyển. • Con người cũng gián tiếp ảnh hưởng đến sự cân bằng Cacbon từ những tác động lên sinh quyển và thủy quyển. • Trong nhiều thế kỷ qua, việc thay đổi cơ cấu sử dụng đất đã làm giảm độ che phủ đất, suy giảm đa dạng sinh học  giảm nguồn hấp thu Carbon từ khí quyển. • Biến đổi khí hậu dẫn đến nhiệt độ nước biển cao hơn  thay đổi các hệ sinh thái dưới nước. • Ngoài ra, mưa axit và ô nhiễm nước thải từ nông nghiệp và công nghiệp  thay đổi thành phần hóa học của các đại dương, thủy vực. • Từ đó ảnh hưởng lớn đến các hệ sinh thái nhạy cảm  hạn chế khả năng hấp thụ Cacbon từ khí quyển và tác động lên chu trình Cacbon của thủy quyển. • Theo bảng trên, các hoạt động của con người như đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, sản xuất xi-măng, chuyển đổi đất rừng nhiệt đới sang các mục đích sử dụng khác đã làm gia tăng lượng lớn cacbon vào khí quyển (7,1 Gt C/ năm). • Trong khí đó, các hoạt động hấp thụ nguồn cacbon từ khí quyển như sự hấp thụ của đại dương, hoạt động phát triển lại rừng ôn đới sau khi chặt hạ, sự gia tăng sinh khối của thảm thực vật chỉ hấp thụ được 3,8 Gt C/ năm. • Như vậy, lượng cacbon gia tăng vào khí quyển khoảng 3,3 Gt C/ năm.  Con người cần có các biện pháp để hạn chế lượng cacbon gia tăng vào khí quyển và tái cân bằng cacbon. 5. Giải pháp tái cân bằng Cacbon • Quản lý, bảo vệ diện tích rừng hiện có, đồng thời phát triển thêm diện tích rừng trồng trên trái đất. • Cô lập thu giữ và tích trữ CO2 trong lòng đất hoặc dưới nước. • Sử dụng năng lượng hiệu quả. Tìm kiếm những nguồn năng lượng bền vững thay thế cho nhiên liệu hóa thạch. • Hướng đến nền công nghiệp bền vững. Giảm thiểu chất thải công nghiệp theo hướng cacbon thấp. THANK YOU! [...]... xi-măng, chuyển đổi đất rừng nhiệt đới sang các mục đích sử dụng khác đã làm gia tăng lượng lớn cacbon vào khí quyển (7,1 Gt C/ năm) • Trong khí đó, các hoạt động hấp thụ nguồn cacbon từ khí quyển như sự hấp thụ của đại dương, hoạt động phát triển lại rừng ôn đới sau khi chặt hạ, sự gia tăng sinh khối của thảm thực vật chỉ hấp thụ được 3,8 Gt C/ năm • Như vậy, lượng cacbon gia tăng vào khí quyển khoảng.. .Trong thủy quyển: • Ở môi trường nước, Cacbon tồn tại chủ yếu ở dạng hoà tan, (chủ yếu là ion bicacbonat và một phần cacbonat) • Thông qua các quá trình tự nhiên (mưa, gió,…) thì CO 2 từ khí quyển sẽ đi vào đại dương và chuyển hóa như sau: Hòa tan: CO2( khí quyển) ⇌ CO2( hòa tan) Chuyển hóa thành axít cacbonic: CO2( hòa tan) + H2O ⇌ H2CO3 Ion hóa bậc nhất: H2CO3 ⇌ H+ + HCO3− (ion bicacbonat)... tương đương nhau • Trong vòng hơn 100 năm qua, kể từ cuộc cách mạng công nghiệp, hoạt động của con người đã trực tiếp và gián tiếp phá vỡ sự cân bằng Cacbon • Tác động lớn nhất và trực tiếp việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch  giải phóng CO2 từ các địa quyển vào khí quyển • Con người cũng gián tiếp ảnh hưởng đến sự cân bằng Cacbon từ những tác động lên sinh quyển và thủy quyển • Trong nhiều thế kỷ... HCO3− ⇌ H+ + CO3−− (ion cacbonat) • Cacbon sẽ di chuyển thông qua chu i thức ăn trong thuỷ vực • Cacbon có thể bị lắng đọng do xác động vật thuỷ sinh chết kết hợp với Ca tạo nên CaCO3 (đá vôi) Các trầm tích này khi được khai thác thì sẽ giải phóng Cacbon trở lại chu 4 Tác động của con người • Chu trình Cacbon và hệ sinh thái ở trạng thái ổn định khi lượng Cacbon trao đổi (thu nhận và giải phóng) là cân...  Con người cần có các biện pháp để hạn chế lượng cacbon gia tăng vào khí quyển và tái cân bằng cacbon 5 Giải pháp tái cân bằng Cacbon • Quản lý, bảo vệ diện tích rừng hiện có, đồng thời phát triển thêm diện tích rừng trồng trên trái đất • Cô lập thu giữ và tích trữ CO2 trong lòng đất hoặc dưới nước • Sử dụng năng lượng hiệu quả Tìm kiếm những nguồn năng lượng bền vững thay thế cho nhiên liệu hóa thạch... thu Carbon từ khí quyển • Biến đổi khí hậu dẫn đến nhiệt độ nước biển cao hơn  thay đổi các hệ sinh thái dưới nước • Ngoài ra, mưa axit và ô nhiễm nước thải từ nông nghiệp và công nghiệp  thay đổi thành phần hóa học của các đại dương, thủy vực • Từ đó ảnh hưởng lớn đến các hệ sinh thái nhạy cảm  hạn chế khả năng hấp thụ Cacbon từ khí quyển và tác động lên chu trình Cacbon của thủy quyển • Theo... hoặc dưới nước • Sử dụng năng lượng hiệu quả Tìm kiếm những nguồn năng lượng bền vững thay thế cho nhiên liệu hóa thạch • Hướng đến nền công nghiệp bền vững Giảm thiểu chất thải công nghiệp theo hướng cacbon thấp THANK YOU! ...Nội dung trình bày • Giới thiệu chung • Nồng độ CO2 khí • Quá trình trao đổi chuyển hóa Cacbon • Tác động người • Giải pháp tái cân Cacbon Giới thiệu chung Chu trình cacbon chu trình sinh địa... C/ năm • Như vậy, lượng cacbon gia tăng vào khí khoảng 3,3 Gt C/ năm  Con người cần có biện pháp để hạn chế lượng cacbon gia tăng vào khí tái cân cacbon 5 Giải pháp tái cân Cacbon • Quản lý,... khác làm gia tăng lượng lớn cacbon vào khí (7,1 Gt C/ năm) • Trong khí đó, hoạt động hấp thụ nguồn cacbon từ khí hấp thụ đại dương, hoạt động phát triển lại rừng ôn đới sau chặt hạ, gia tăng sinh