Nguồn carbon. Chu trình carbon. Sự ấm lên toàn cầu SVIP

I. Carbon và chu trình carbon

1. Dạng tồn tại của nguyên tố carbon

Trong tự nhiên, nguyên tố carbon là thành phần của nhiều chất.

- Dạng đơn chất: than chì, kim cương (vỏ Trái Đất).

- Dạng hợp chất vô cơ: carbon dioxide (khí quyển và thủy quyển); muối carbonate (vỏ Trái Đất); chất béo, carbohydrate, protein,... (vật sống).

2. Phản ứng cháy của các chất chứa carbon

- Phản ứng đốt cháy các chất chứa carbon (than, hydrocarbon,...) tỏa ra nhiệt lượng khá lớn. 

Ví dụ:

\(C+O_2\overset{t^o}{\rightarrow}CO_2\)

- Khi đốt cháy nhiên liệu hóa thạch trong điều kiện thiếu oxygen có thể tạo thành CO (không màu, không mùi, rất độc)

Ví dụ:

\(2C+O_2\overset{t^o}{\rightarrow}2CO\)

3. Chu trình carbon 

- Chu trình carbon là quá trình trao đổi nguyên tố carbon giữa sinh vật, khí quyển, thạch quyển và thủy quyển.

- CO₂ đóng vai trò là chất mang nguyên tố carbon chủ yếu trong chu trình carbon.

- Quá trình phát thải carbon ở dạng khí CO₂: CO₂ được chuyển vào khí quyển qua các quá trình như hô hấp của sinh vật, đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, cháy rừng,...

- Quá trình hấp thụ carbon ở dạng khí CO₂: Cây xanh sử dụng CO₂ trong quá trình quang hợp để tạo ra các hợp chất hữu cơ. Các chất này sẽ được chuyển sang động vật khi động vật ăn thực vật. Khi thực vật, động vật bị vùi lấp, các hợp chất của carbon trong chúng phân hủy thành muối carbonate, nhiên liệu hóa thạch,... Ngoài ra, CO₂ cũng được hòa tan vào nước biển, sông, hồ,...

III. Sự ấm lên toàn cầu

1. Nguồn gốc của methane trong khí quyển

Nguồn gốc tự nhiên

- Sự phân hủy tự nhiên của xác sinh vật,... trong điều kiện thiếu không khí.

- Sự biến động của vỏ Trái Đất. Ví dụ: động đất,...

Nguồn gốc nhân tạo

- Quá trình khai thác dầu mỏ, khí mỏ dầu và khí thiên nhiên.

- Quá trình con người ủ chất thải động vật và rác thải trong điều kiện thiếu không khí.

Tác động của carbon dioxide và methane

- Carbon dioxide, methane trong khí quyển ngăn cản sự bức xạ năng lượng nhiệt từ Trái Đất vào vũ trụ, gây nên hiệu ứng nhà kính và sự ấm lên toàn cầu.

2. Hạn chế tác động của sự ấm lên toàn cầu

Biểu hiện của sự ấm lên toàn cầu

- Từ năm 1750 đến đầu thế kỷ XXI, trong bầu khí quyển, nồng độ khí carbon dioxide tăng 1,5 lần, nồng độ khí methane tăng hơn 2 lần, làm cho nhiệt độ trung bình của Trái Đất tăng hơn 1,1 ^oC. 

Tác động của sự ấm lên toàn cầu

- Thời tiết cực đoan: mùa hè nhiệt độ cao bất thường, ít mưa và hạn hán kéo dài,...

- Băng tan, nước biển dâng: băng, tuyết ở các cực và núi cao tan thành nước chảy ra biển gây lở đất, ngập lụt, triều cường và xâm thực mặn,...

- Làm biến đổi môi trường sống của thực vật, động vật theo hướng tiêu cực.

- Làm tăng chi phí bảo vệ môi trường, bảo vệ sức khỏe của con người.

Một số biện pháp hạn chế sự ấm lên toàn cầu

- Giáo dục pháp luật bảo vệ môi trường cho mọi công dân.

- Giảm sử dụng nguồn năng lượng hóa thạch bằng cách sử dụng phương tiện giao thông công cộng, xe điện, xe đạp, đi bộ,...

- Sử dụng nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng gió, Mặt Trời,...

- Trồng rừng và bảo vệ rừng.

- Nghiên cứu cách lưu trữ, xử lý carbon dioxide và khí methane.

1. Trong tự nhiên, carbon tồn tại ở dạng đơn chất (trong than mỏ,...) và hợp chất (trong dầu mỏ, khí mỏ dầu, khí thiên nhiên, muối carbonate,...).

2. Phản ứng đốt cháy các chất chứa carbon thường dùng để cung cấp năng lượng trong đời sống nhưng đồng thời phát thải carbon dioxide vào khí quyển.

3. Chu trình carbon là quá trình trao đổi nguyên tố carbon giữa sinh vật, khí quyển, thạch quyển và thủy quyển. Trong chu trình carbon, CO₂ đóng vai trò là chất mang nguyên tố carbon chủ yếu.

4. Methane và carbon dioxide là hai khí chính gây nên hiệu ứng nhà kính, dẫn đến sự ấm lên toàn cầu.

5. Một số biện pháp để giảm phát thải methane và carbon dioxide vào bầu khí quyển như: hạn chế sử dụng năng lượng hóa thạch, tăng việc sử dụng năng lượng tái tạo thay thế cho năng lượng hóa thạch,...