chu trình cacbon và sự gia tăng hàm lượng co2 trong khí quyển

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!