môi trường sinh thái

1

Mưa acid
Tác giả: Lê Hoàng Viê êt
Độ acid được đo bằng thang pH (thang logarith), trong đó pH = 7 để chỉ các dung dịch trung tính. Thông
thường pH = 5,6 (pH 5,6 là mức pH của nước bão hoà khí CO2) được coi là cơ sở để xác định mưa acid.
Điều này có nghĩa là bất kỳ một trận mưa nào có độ acid thấp hơn 5,6 được gọi là mưa acid. Cũng cần nói
thêm rằng, trong giới chuyên môn đôi khi người ta dùng thuật ngữ "sự lắng đọng acid" (Acid deposition),
thay vì mưa acid (acid rain). Hai thuật ngữ này khác nhau ở chỗ acid deposition là sự lắng đọng của acid
trong khí quyển xuống bề mặt Trái đất (kế cả dạng khô [các hạt bụi] hay dạng ướt [mưa acid]), còn mưa
acid chỉ thuần túy nói về sự lắng đọng acid trong khí quyển xuống bề mặt Trái đất ở dạng ướt.
Trận mưa có độ acid thấp ở mức kỷ lục (pH = 2,4) diễn ra ở New England. Trận mưa này làm cho sơn
của các xe hơi đậu ngoài mưa bị rửa trôi và để lại vết các giọt mưa trên bộ khung của các xe hơi này.

Cơ chế hóa học của quá trình chuyển đổi SO2 và NOx thành acid
Đối với SO2
Ở pha khi
Ở pha khí có nhiều phản ứng khác nhau để chuyển đổi SO2 thành acid sulfuric. Một trong những phản
ứng đó là phản ứng quang oxy hóa SO2 bởi tia UV. Tuy nhiên, phản ứng này đóng góp một phần không
quan trọng vào việc tạo thành acid sulfuric. Loại phản ứng thứ hai là quá trình oxy hóa SO2 bởi oxygen
trong khí quyển, phản ứng diễn ra như sau:
2 SO2 + O2 ---> 2 SO3 (1)
SO3 + H2O ---> H2SO4 (2)
Phản ứng số 2 xảy ra với tốc độ nhanh, trong khi phản ứng số 1 xảy ra rất chậm, do đó loại phản ứng số 2
này cũng đóng vai trò không quan trọng trong việc chuyển đổi SO2 thành acid sulfuric. Một số phản ứng
khác cũng đóng vai trò không quan trọng trong việc chuyển đổi SO2 thành acid sulfuric bao gồm phản
ứng oxy hóa bởi sản phẩm của phản ứng alkene - ozone, oxy hóa bởi phản ứng của các chất NxOy, oxy
hóa bởi gốc peroxy.
Chỉ có loại phản ứng sau đây đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi SO2 thành acid sulfuric, phản
ứng diễn ra như sau:
HO + SO2(+M) ---> HOSO2(+M)

Phản ứng này diễn ra với tốc độ rất nhanh, gốc hydroxy cần cho phản ứng được tạo ra bởi quá trình phân
hủy quang học ozone.
Ở pha lỏng:
Ở pha lỏng SO2 tồn tại ở 3 dạng:
[S(IV) ---> [SO2 (aq)] + [HSO3-] + [SO32-]
Quá trình phân ly diễn ra như sau:
SO2 (aq) ---> H+ + HSO3HSO3- (aq) ---> H+ + SO32Việc thiết lập cân bằng 2 phương trình trên phụ thuộc vào pH, kích thước các hạt nước, "hệ số liên kết"
giữa nước và SO2.
Phản ứng oxy hóa SO2 ở pha lỏng nhờ vào các xúc tác kim loại như ion Fe3+, Mn2+ hoặc kết hợp của 2
ion trên. Tuy nhiên, phản ứng oxy hóa SO2 bởi ozone quan trọng hơn vì nó không cần xúc tác và hàm
lượng ozone trong khí quyển cao hơn hàm lượng oxy nguyên tử trong khí quyển. Quá trình oxy hóa SO2
ở pha lỏng chiếm ưu thế nhất là quá trình oxy hóa bởi hydrogen peroxide, phản ứng này tạo nên một chất
trung gian (A-), có thể là peroxymonosulfurous acid ion, phản ứng diễn ra như sau:
HSO3- + H2O2 ---> A- + H2O
A- + H+ ---> H2SO4
Đối với NOx:


2
Ở pha khi:
Việc tạo thành acid nitric chủ yếu nhờ vào phản ứng của gốc hydroxy, gốc này có hoạt tính cao và hiện
diện nhiều trong khí quyển. Phản ứng diễn ra như sau:
HO + NO2(+M) ---> HONO2(+M)
Ở pha lỏng:
Có 3 loại phản ứng đóng vai trò tương đương nhau trong việc chuyển hóa NOx thành acid nitric
2NO2 (g) + H2O (L) ---> 2 H+ + NO3- + NO2NO (g) + NO2 (g) + H2O (L) ---> 2H+ + 2NO23NO2 (g)+ H2O (L) ---> 2H+ + 2NO3- + NO (g)
Ba loại phản ứng này phụ thuộc vào áp suất riêng phần của NOx hiện diện trong khí quyển và độ hòa tan
rất thấp của NOx trong nước. Các phản ứng trên có thể tăng tốc độ với sự hiện diện của các chất xúc tác
kim loại như Fe3+, Mn2+.
Ảnh hưởng của mưa acid lên ao hồ và hệ thủy sinh vật

Mưa acid ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến các ao hồ và hệ thủy sinh vật. Mưa acid rơi trên mặt đất
sẽ rửa trôi các chất dinh dưỡng trên mặt đất và mang các kim loại độc xuống ao hồ. Ngoài ra vào mùa
xuân khi băng tan, acid (trong tuyết) và kim loại nặng trong băng theo nước vào các ao hồ và làm thay đổi
đột ngột pH trong ao hồ, hiện tượng này gọi là hiện tượng "sốc" acid vào mùa Xuân. Các thủy sinh vật
không đủ thời gian để thích ứng với sự thay đổi này. Thêm vào đó mùa Xuân là mùa nhiều loài đẻ trứng
và một số loài khác sống trên cạn cũng đẻ trứng và ấu trùng của nó sống trong nước trong một thời gian
dài, do đó các loài này bị thiệt hại nặng. Acid sulfuric có thể ảnh hưởng đến cá theo hai cách: trực tiếp và
gián tiếp. Acid sulfuric ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng hấp thụ oxy, muối và các dưỡng chất để sinh
tồn. Đối với các loài cá nước ngọt acid sulfuric ảnh hưởng đến quá trình cân bằng muối và khoáng trong
cơ thể chúng. Các phân tử acid trong nước tạo nên các nước nhầy trong mang của chúng làm ngăn cản
khả năng hấp thu oxygen của các làm cho cá bị ngạt. Việc mất cân bằng muối Canxi làm giảm khả năng
sinh sản của các, trứng của nó sẽ bị hỏng ... và xương sống của chúng bị yếu đi. Muối đạm cũng ảnh
hưởng đến cá, khi nó bị mưa acid rửa trôi xuống ao hồ nó sẽ thúc đẩy sự phát triển của tảo, tảo quang hợp
sẽ sinh ra nhiều oxygen. Tuy nhiên do cá chết nhiều, việc phân hủy chúng sẽ tiêu thụ một lượng lớn oxy
làm suy giảm oxy của thủy vực và làm cho cá bị ngạt.
Mặc dầu nhiều loại cá có thể sống trong môi trường pH thấp đến 5,9 nhưng đến pH này Al2+ trong đất bị
phóng thích vào ao hồ gây độc cho cá. Al2+ làm hỏng mang cá và tích tụ trong gan cá.
Các ảnh hưởng của pH đến hệ thủy sinh vật có thể tóm tắt như sau
pH < 6,0

Các sinh vật bậc thấp của chuỗi thức ăn bị chết (như phù du, stonefly), đây là nguồn
thức ăn quan trọng của cá

pH < 5,5

Cá không thể sinh sản được. Cá con rất khó sống sót. Cá lớn bị dị dạng do thiếu dinh
dưỡng. Cá bị chết do ngạt

pH < 5,0

Quần thể cá bị chết

pH < 4,0

Xuất hiện các sinh vật mới khác với các sinh vật ban đầu

Hơn nữa, do hiện tượng tích tụ sinh học, khi con người ăn các loại cá có chứa độc tố, các độc tố này sẽ
tích tụ trong cơ thể con người và gây nguy hiểm đối với sức khoẻ con người. Ở trong các ao hồ, lưỡng thê
cũng bị ảnh hưởng, chúng không thể sinh sản được trong môi trường acid.
Bạn có biết theo tiêu chuẩn an toàn lương thực của Canada, lượng muối thủy ngân trong các sông hồ chỉ


3
được ở mức 0,005 ppm. Nhưng hiện nay người Eskimos và người dân da đỏ ở một số vùng của Canada
ăn thịt cá và hải cẩu có hàm lượng thủy ngân lên đến 17,5, thậm chí 32,7 ppm.
Ảnh hưởng của mưa acid lên thực vật và đất
Một trong những tác hại nghiêm trọng của mưa acid là các tác hại đối với thực vật và đất. Khi có mưa
acid, các dưỡng chất trong đất sẽ bị rửa trôi. Các hợp chất chứa nhôm trong đất sẽ phóng thích các ion
nhôm và các ion này có thể hấp thụ bởi rễ cây và gây độc cho cây. Như chúng ta đã nói ở trên, không phải
toàn bộ SO2 trong khí quyển được chuyển hóa thành acid sulfuric mà một phần của nó có thể lắng đọng
trở lại mặt đất dưới dạng khí SO2. Khi khí này tiếp xúc với lá cây, nó sẽ làm tắt các thể soma của lá cây
gây cản trở quá trình quang hợp. Một thí nghiệm trên cây Vân Sam (cây lá kim) cho thấy, khi phun một
hỗn hợp acid sulfuric và acid nitric có pH từ 2,5 - 4,5 lên các cây Vân Sam con sẽ làm xuất hiện và phát
triển các vết tổn thương có màu nâu trên lá của nó và sau đó các lá này rụng đi, các lá mới sẽ mọc ra sau
đó nhưng với một tốc độ rất chậm và quá trình quang hợp bị ảnh hưởng nghiêm trọng.
Bạn có biết ngành lâm nghiệp của Canada có thu nhập hàng năm 10 tỉ USD. 10% lực lượng lao động của
Canada đang phụ thuộc vào lâm nghiệp. Nếu rừng bị tổn hại, sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến thu nhập và
việc làm ở Canada.
Ảnh hưởng đến khi quyển
Các hạt sulphate, nitrate tạo thành trong khí quyển sẽ làm hạn chế tầm nhìn. Các sương mù acid làm ảnh

hưởng đến khả năng lan truyền ánh sáng Mặt trời. Ở Bắc cực, nó đã ảnh hưởng đến sự phát triển của Địa
y, do đó ảnh hưởng đến quần thể Tuần lộc và Nai tuyết - loại động vật ăn Địa y.
Ảnh hưởng đến các công trình kiến trúc
Các hạt acid khi rơi xuống nhà cửa và các bức tượng điêu khắc sẽ ăn mòn chúng. Ví dụ như tòa nhà
Capitol ở Ottawa đã bị tan rã bởi hàm lượng SO2 trong không khí quá cao. Vào năm 1967, cây cầu bắc
ngang sông Ohio đã sập làm chết 46 người; nguyên nhân cũng là do mưa acid.
Ảnh hưởng đến các vật liệu
Mưa acid cũng làm hư vải sợi, sách và các đồ cổ quý giá. Hệ thống thông khí của các thư viện, viện bảo
tàng đã đưa các hạt acid vào trong nhà và chúng tiếp xúc và phá hủy các vật liệu nói trên.
Ảnh hưởng lên người
Các tác hại trực tiếp của việc ô nhiễm do các chất khí acid lên người bao gồm các bệnh về đường hô hấp
như: suyển, ho gà và các triệu chứng khác như nhức đầu, đau mắt, đau họng ... Các tác hại gián tiếp sinh
ra do hiện tượng tích tụ sinh học các kim loại trong cơ thể con người từ các nguồn thực phẩm bị nhiễm
các kim loại này do mưa acid.

Cách giảm bớt phát thải khi SO2 và NOx
Đối với SO2


4
Sử dụng than sạch - than đã được phân loại bằng trọng lực để loại FeS2 - hoặc sử dụng than có hàm lượng
sulfur thấp (subbituminuos).
Sử dụng phương pháp đốt fluidized bed.
Xử lý khí thải bằng phương pháp lọc ướt, sử dụng dung dịch nước vôi hoặc xút để làm chất hấp thụ. Phản
ứng xảy ra như sau:
CaCO3 + SO2 + H2O + O2 ----> CaSO4 + CO2 + H2O
Xử lý khí thải bằng phương pháp lọc khô.
Đối với NOx
Sử dụng phương pháp đốt gọi là "Overfire Air". Theo phương pháp này một phần không khí cần thiết cho
quá trình đốt sẽ được chuyển hướng lên phía trên của buồng đốt. Làm như vậy, quá trình đốt sẽ diễn ra

trong điều kiện có ít oxy hơn và làm giảm quá trình oxy hóa nitơ trong không khí thành NOx.
Xử lý khí thải bằng chất xúc tác. Trong quá trình này người ta cho ammonia tác dụng với NO trong một
buồng xúc tác.
4NO + 4 NH3 + O2 ----> 4N2 + 6 H2O
2NO2 + 4 NH3 + O2 ---> 3N2 + 6 H2O
Trong các động cơ xe người ta gắn thêm một bộ phận lọc khí có hình tổ ong được mạ platinum,
pallandium hoặc Rhodium. Ở tại bộ phận này sẽ diễn ra phản ứng oxy hóa, phản ứng khử để biến NOx,
CO2 và các HCs thành các chất khí không gây hại.

CÓ NÊN THIÊU HUỶ RÁC?
Tác giả: Lê Hoàng Viê êt
Để phản đối việc xây dựng các nhà máy thiêu hủy rác để tái sử dụng năng lượng. Phil Davis, một nhà
khoa học của tổ chức "Những người bạn của Trái đất" đã công bố bài viết của mình trên internet. Bài
viết này phân tích các tác hại của việc thiêu hủy rác. Chúng tôi xin lược dịch bài viết này để giới thiệu
cho các bạn.
Theo Phil Davis (Birmingham Friends of the Earth), các nước cần phải có chiến lược về quản lý rác ở
cấp quốc gia. Chiến lược này dựa trên một quá trình ra quyết định gồm 4 bước:
1. Nếu có thể, hãy tránh việc sản sinh ra chất thải.
2. Khi không tránh được việc sản sinh ra chất thải, nếu có thể hãy tái chế chúng.
3. Nếu chất thải không thể tái chế để làm các vật liệu khác, hãy thu hồi năng lượng chứa trong
chúng.
4. Khi các bước trên không thể tíến hành được, hãy sử dụng biện pháp tốt nhất để thải bỏ chúng.
Ông nêu ra các quan điểm về việc tại sao không nên sử dụng lò thiêu hủy rác:
1. Một lò thiêu hủy rác đòi hỏi vốn đầu tư rất cao; để nó hoạt động của hiệu quả, cần phải có một
nguồn rác ổn định trong một thời gian dài (khoảng 25 năm). Do đó nó làm hạn chế khả năng
phát động các phong trào giảm thiểu việc sinh ra rác.
2. Các lò thiêu hủy sản sinh ra tro và xỉ (khoảng 25% trọng lượng rác ban đầu), và chúng phải được
chôn ở các bãi rác. Tro này độc hơn rác nguyên thủy rất nhiều và rất tốn kém trong việc thải bỏ
chúng. Tro này chứa các kim loại nặng như chì, cadium, thủy ngân và có thể chứa cả các chất
độc như halogen hữu cơ đe dọa nguồn nước ngầm, do đó phải có những bãi rác thiết kế đặc

biệt chỉ để chôn chúng.
3. Lượng năng lượng thu hồi được từ các lò thiêu hủy rác có thể gây ấn tượng cho con người,
nhưng hãy xét kỷ khía cạnh kỹ thuật của nó. Hiệu suất chuyển đổi năng lượng trong các lò
thiêu hủy chỉ có 25%, như vậy chúng ta đã tổn thất lớn về tài nguyên và năng lượng nếu áp
dụng biện pháp này.
4. Các lò thiêu hủy cần một lượng lớn giấy, plastic, các chất hữu cơ để duy trì hoạt động. Do đó, nó
sẽ cạnh tranh với các chương trình tái chế các nguồn tài nguyên này.


5
5. Các lò thiêu hủy có thể đạt được tiêu chuẩn môi trường về các chất gây ô nhiễm không khí
nhưng không có gì bảo đảm là các chất này không gây ảnh hưởng lâu dài lên sức khoẻ con
người. Các chất ô nhiễm thải ra từ các ống khói của lò thiêu hủy có thể ít hơn lượng chất ô
nhiễm thải ra từ các phương tiện giao thông, nhưng nó sẽ góp phần vào việc gây ô nhiễm môi
trường. Mặc khác hiện tượng "tích tụ sinh học" (Bioaccumulation) sẽ làm cho các chất này tích
tụ trong các mô mỡ của cơ thể con người.
6. Trước đây biện pháp thiêu hủy được chấp nhận không phải là dựa trên cơ sở khoa học là nó
không gây nguy hại cho con người hay môi trường mà tại vì nó làm cho chất thải "biến mất".
Tuy nhiên, nếu xét kỷ lại vấn đề, ta thấy các lò thiêu hủy tạo nên các chất thải độc đe dọa
nghiêm trọng tới sức khoẻ con ngưới và môi trường.
7. Trong các lò thiêu hủy, kim loại nặng phản ứng để sinh ra các chất hữu cơ dể bay hơi. Một lò
thiêu hủy có thể phóng thích khoảng 27 loại kim loại nặng vào khí quyển, khoảng 210 chất
thuộc họ dioxin và furan và khoảng 400 hợp chất hưũ cơ khác, trong đó chỉ có một số ít được
khảo nghiệm về ảnh hưởng của nó lên sức khoẻ con người. Các chất độc trong tro tạo nên
nhiều nước rỉ hơn và đe dọa tới nước ngầm.
8. Giới hạn về nồng độ dioxin trong khí thải của Anh cao hơn của Mỹ, Hà Lan, Nhật và Đức 10
lần. Giới hạn về nồng độ dioxin trong khí thải không dựa trên cơ sở khoa học về an toàn cho
sức khoẻ con người mà đó là lượng nhỏ nhất mà các phương pháp và thiết bị hiện tại có thể đo
được một cách chính xác.
9. "Các thiết bị lọc khí không giúp cho chúng ta xử lý các chất độc; đó chỉ là một sự chọn lựa của

chúng ta, hoặc là làm ô nhiễm không khí hoặc là làm ô nhiễm đất và nước ngầm"

Việc tái chế:
Do sự cạn kiệt các nguồn tài nguyên, các quốc gia đang đẩy mạnh việc tái chế rác. Ở Châu Âu, Phần
Lan tái chế khoảng 20% tổng lượng rác sinh hoạt, Đức 10% và ít nhất là Anh 5% (1 triệu tấn/20 triệu
tấn) (trong khi đó theo đánh giá là có khoảng 50% lượng rác có thể tái chế được). Ở Thụy Điển theo
ước tính vào năm 1992, đã tái chế 19.450 tấn giấy trong tổng số 28.000 tấn giấy thải bỏ. Ở Canada tỉ lệ
này cũng rất cao (Edmonton 92%, Vancouver 85%, Toronto 80%).
Theo một nghiên cứu ở East Hampton, Long Island, New York các chủ hộ có thể tái sử dụng khoảng
84% lượng rác của họ. Ở Seatle là 60% (không kể rác thực phẩm).
Nếu chúng ta chọn phương pháp thiêu hủy rác, chúng ta sẽ làm hạn chế sự phát triển của các phong
trào tái chế chất thải.
Hy vọng thông tin ngắn này sẽ giúp cho các bạn có cái nhìn khách quan hơn trong việc lựa chọn hệ
thống xử lý chất thải cho địa phương mình.
Mời bạn nhấn chuột vào MỤC LỤC để chọn xem số khác.

KIẾN THỨC PHỔ THÔNG VỀ TIA CỰC TÍM
Tác giả: Lê Hoàng Viê êt


6
Kiến thức phổ thông về tia cực tim
Năng lượng Mặt trời duy trì sự sống trên Trái đất. Tuy nhiên, một vài tia của bức xạ Mặt trời có khả
năng gây nguy hạicho sự sống. Trong số đó có tia cực tím (UV) làm cho da cháy nắng và gây ung thư.
Chúng ta không thể thấy được tia cực tím vì nó có bước sóng rất ngắn không nằm trong vùng của các
tia khả kiến. Tia cực tím chia ra làm ba loại: UV-A, UV-B, UV-C. UV-A là tia cực tím có bức xạ yếu
nhất, nó làm cho da bị lão hoá, làm cho da bị nhăn, làm hư hại các lớp sơn bên ngoài nhà và làm hư
hại các đồ dùng bằng nhựa để ngoài trời. UV-B có bức xạ mạnh hơn UV-A và là tia cực tím gây tác
hại nhiều nhất cho con người, nó gây bệnh ung thư da và làm đục nhân mắt. UV-A và UV-B làm cho
da bị rám nắng và cháy nắng. UV-B còn làm giảm khả năng phát triển của thực vật và có thể ảnh

hưởng đến sức khoẻ của các sinh vật hoang dã. UV-C có bức xạ mạnh nhất nhưng nó không bao giờ
đến đưôc mặt đất do bị tầng khí quyển của chúng ta hấp thu. Chúng ta có những biện pháp rất đơn giản
để tránh các tác hại của UV-B, và các biện pháp này cũng giúp chúng ta tránh được các tác hại của
UV-A.
UV và tầng Ozone
UV-B là một phần tự nhiên của bức xạ Mặt trời- nó luôn đồng hành với sự sống trên Trái đất. Thậm
chí khi tầng ozone của bầu khí quyển chưa bị "thủng" chúng ta cũng phải cẩn thận khi ở ngoài trời quá
lâu.
Hầu hết tia UV-B bị tầng ozone ngăn lại. Tầng ozone là một lớp khí mỏng ở tầng bình lưu của khí
quyển. O2 cấu tạo bởi hai nguyên tử oxy, trong khi ozone (O3) cấu tạo bởi ba nguyên tử oxy. Tầng
ozone có tác dụng như một lá chắn, ngăn tia UV-B không cho chúng đến trái đất.
Trong những năm gần đây, chúng ta thường nghe nói đến "lổ thủng" của tầng ozone (ozone hole), thực
tế đây không phải là một lổ thủng mà là hiện tượng tầng ozone ở một khu vực nào đó trở nên mỏng
hơn bình thường. Điều này có nghĩa là tại những nơi đó tia UV-B sẽ đến được mặt đất nhiều hơn và sẽ
gây tác hại nghiêm trọng cho sự sống trên Trái đất.
Các yếu tố ảnh hưởng đến lượng UV
Lượng UV đến được mặt đất phụ thuộc vào:
Thời gian trong ngày. Lượng UV đến Trái đất cao nhất vào giữa trưa (khi Mặt trời lên cao nhất) và ít
hơn vào buổi sáng sớm hay chiếu tối.
Mùa trong năm. Lượng UV đến Trái đất cao nhất vàomùa hè (tháng 5-tháng 8) và ít hơn vàomùa
Xuân và mùa Thu, ít nhất vào mùa Đông.
Mây. Các đám mây dầy và đặc sẽ ngăn tia UV. Các đám mây mỏng sẽ cho hầu hết tia UV đi xuyên
qua nó. Mây có màu sậm sẽ ngăn được nhiều tia UV hơn. Lưu ý, khi bầu trời có các đám mây mỏng,
ta cảm thấy mát mẻ hơn, nhưng tia UV vẫn có khả năng làm da bị cháy nắng. Sương mù không ngăn
được tia UV.
Đặc tinh của bề mặt của khu vực chúng ta đang đứng. Bạn sẽ nhận được một lượng tia UV lớn hơn
nếu bạn đang đưng1 trên tuyết, cát, nước hay các khối bê tông, các loại bề mặt này sẽ phản xạ các bức
xạ mặt trời lên người bạn. Bề mặt có độ sáng càng cao thì càng phản xạ nhiều tia UV.
Cao độ. Ở cao độ càng lớn thì càng có nhiều tia UV vì ở đây không khí sạch hơn và loãng hơn.
Vĩ độ. Lượng UV lớn nhất ở xích đạo và giảm dần khi đi về hai cực.

Thời gian bạn ở ngoài trời. Ở ngoài trời càng lâu thì cơ thể càng nhận nhiều tia UV.


7
Quần áo. Vào mùa Hè bạn thường mặc các loại quần áo ngắn và hở, do đó da của bạn sẽ phải tiếp xúc
với nhiều tia UV hơn.
Đừng nhầm lẫn giữa nhiệt độ và tia UV. Khi bầu trời có các đám mây mỏng và gió nhẹ bạn thấy mát
mẻ hơn, nhưng loại mây này không làm giảm tia UV.
Hãy đặc biệt cẩn thận với tia UV:
• Vào mùa Hè.
• Vào buổi trưa.
• Ở bãi biển.
• Ở các khu trượt tuyết.
Làm thế nào để tôi có thể tránh được các tác hại của tia UV?
Chúng ta vẫn có thể hưởng thụ được những phút thư giãn ở ngoài trời, nếu chúng ta thực hiện các biện
pháp đơn giản sau đây:
Rút ngắn thời gian tiếp xúc trực tiếp với bức xạ ngoài trời. Khi bạn ra khỏi nhà, hãy tự che chắn mình
khỏi các tia UV bằng cách đội mũ, mang giày, mặc quần áo dài. Bảo vệ cặp mắt của bạn bằng cách
đeo các loại kính có khả năng chắn tia UV. Mang các loại màng chắn bức xạ mặt trời ở các phần da
không được che phủ bởi quần áo. Các loại màng chắn này phải có khả năng chắn được cả tia UV-A và
UV-B và phải có SPF (sun protection factor) từ 15 trở lên. Nếu bạn đang mặc đồ tắm, nên hạn chế tiếp
xúc với bức xạ mặt trời bằng cách ngồi trong bóng râm.
Hãy tự bảo vệ các bạn bằng cách:
• Ít tiếp xúc trực tiếp với bức xạ Mặt trời
• Che chắn cẩn thận bằng nón, quần áo, mắt kiếng, màng che
Chỉ số UV
Vào năm 1992, các nhà khoa học Canada đã đưa ra một phương pháp để dự đoán cường độ của tia UV
trên cơ sở sự thay đổi hàng ngày của tầng ozone. Trong cùng năm đó, Canada cũng đưa ra chỉ số UV
và Canada trở thành nước đầu tiên trên thế giới đưa dự báo hàng ngày về tia UV lên các phương tiện
thông tin đại chúng. Chỉ số UV được biểu thị từ 0-10, trong đó 10 là lượng UV cao nhất có thể đến

được mặt đất (giá trị ghi nhận ở xích đạo vào giữa trưa). Chỉ số UV càng cao, tia UV đến được mặt đất
cành nhiều và thời gian làm cho da bạn bị cháy nắng càng ngắn.
CHỈ SỐ UV VÀ Ý NGHĨA CỦA NÓ

Chỉ số Xếp hạng
Thời gian làm da cháy nắng
UV
Trên 9
Rất cao
Ngắn hơn 15 phút
7-9
Cao
Khoảng 20 phút
4-7 Trung bình
Khoảng 30 phút
0-4
Thấp
Trên 1 giờ
Giải thích: khi chỉ số UV lớn hơn 9, có nghĩa là cường độ tia UV-B rất mạnh và da của bạn sẽ bị cháy
nắng trong vòng 15 phút trở lại khi tiếp xúc với bức xạ mặt trời. Chú ý: đây là thời gian cháy nắng của các
dân tộc da trắng, đốivới các dân tộc da màu, thời gian này sẽ lâu hơn.

BẠN PHẢI LÀM GÌ KHI NƯỚC UỐNG NHIỄM KHUẨN
Tác giả: Lê Hoàng Viê êt


8
Việc lan truyền các dịch bệnh qua nước uống đã trở thành mối quan tâm hàng đầu của các quốc gia. Các
bệnh truyền nhiễm của con người như thương hàn, kiết lỵ, dịch tả, viêm gan và tiêu chảy do nguyên sinh
động vật có quan hệ với nước uống ô nhiễm bởi chất thải của con người. Để hiểu rõ thêm vấn đề này

chúng ta hãy lược qua bài Bacteria in Drinking Water (web site của Ohio University).
Vi khuẩn trong nước có ảnh hưởng đến gia súc không?
Vi khuẩn trong nước uống có ảnh hưởng đến gia súc, các gia súc trưởng thành có sức đề kháng với các vi
khuẩn cao hơn các gia súc còn nhỏ. Nước sử dụng để rửa chuồng và vệ sinh gia súc cũng phải có chất
lượng cao để ngăn ngừa việc lây nhiễm và ô nhiễm các sản phẩm.
Bảng 1 Tiêu chuẩn nước cấp sử dụng cho gia súc
Gia súc trưởng thành

1000 fecal coliforms/100mL

Gia súc nhỏ

1 fecal coliform/100 mL

Nước rửa chuồng bò sữa

1 coliform/100mL

Bằng cách nào chúng ta phát hiện được nước bị nhiễm khuẩn?
Việc thử nghiệm để phát hiện các sinh vật gây bệnh rất tốn kém và đòi hỏi trình độ chuyên môn cao. Hơn
nữa, dù nguồn nước đã bị ô nhiễm, trong các ngày lấy mẫu, có thể chúng ta sẽ không phát hiện được các
vi sinh vật gây bệnh.
Do đó, để dễ dàng và ít tốn kém hơn, người ta thường lấy mẫu để thử nghiệm chỉ tiêu chỉ thị cho việc ô
nhiễm gây ra bởi chất thải của con người và gia súc, đó là coliform. Đa số các coliform không gây bệnh
và một số coliform sống trong môi trường tự nhiên, nhưng đa số sống trong đường tiêu hóa của con người
và động vật và chúng ta dễ dàng phát hiện được chúng trong chất thải.
Nếu chúng ta phát hiện nước cấp có coliform thì ta có thể kết luận nguồn nước đã bị ô nhiễm bởi chất thải
của người hoặc gia súc. Để biết chắc chắn việc ô nhiễm này gây ra bởi chất thải của người hay gia súc,
chúng ta phải tiến hành thêm các phép thử khác, đó là phép thử để phát hiện fecal coliform (fecal
coliform chỉ hiện diện trong phân). Nếu phát hiện fecal coliform, ta tiến hành thêm phép thử thứ ba đó là

phép thử để pháp hiện fecal streptococci để xác định xem đó là chất thải của người hay chất thải của gia
súc. Nếu tỉ lệ fecal coliform/fecal streptococci gần bằng 4 thì nguồn nước bị ô nhiễm bởi chất thải của
người, nếu tỉ lệ này nhỏ hơn 1 thì nguồn nước bị ô nhiễm bởi chất thải của gia súc.
Bảng 2: Tỉ lệ fecal coliform/fecal streptococci đặc trưng cho con người và một số gia súc
Con người

4,4

Vịt

0,6

Cừu

0,4

Gà

0,4

Heo

0,2

Bò

0,2


9

Gà lôi

0,1

Cách thu mẫu nước để phân tich vi khuẩn
Mở vòi nước cho chảy khoảng 5 phút. Sau đó mở nắp chai (không sờ vào bên trong nắp), cho nước chảy
vào chai. Lưu ý chai đựng mẫu phải được khử trùng trước. Ướp lạnh mẫu trong thùng đá và chuyển về
phòng thí nghiệm trong vòng 6 tiếng.
Bạn phải làm gì khi nguồn nước của bạn bị ô nhiễm?
Việc đầu tiên là đừng nên hoảng hốt, việc các nguồn nước bị ô nhiễm bởi các vi khuẩn là một hiện tượng
rất phổ biến. Các nghiên cứu ở bang Ohio cho thấy 40% các nguồn nước của tư nhân (giếng khoan) bị ô
nhiễm. Nguồn nước cấp cũng bị ô nhiễm ở tần số 70% số lần lấy mẫu.
Việc nhiễm khuẩn các giếng nước có thể phòng ngừa được bằng các tráng nền cement bao xung quanh
giếng nước có độ dốc hướng ra bên ngoài.
Phải giữ cho hệ thống ống dẫn sạch, mọi sửa chữa hệ thống bơm hay đường ống đều có thể dẫn đến nguy
cơ nhiễm khuẩn. Do đó, sau khi sửa chữa hoặc khi phát hiện nguồn nước bị nhiễm khuẩn chúng ta cần
phải làm sạch đường ống và khử trùng hệ thống bằng chlorine, quá trình này gọi là "shock chlorination"
(SC). Hàm lượng chlorine sử dụng để khử trùng từ 50 - 200 mg/L cao hơn từ 100 - 400 lần so với hàm
lượng chlorine bình thường để xử lý nước cấp. Hàm lượng chlorine cao như thế này được duy trì trong
toàn bộ hệ thống cấp nước (giếng, ống dẫn) trong vòng 12 - 24 giờ. Sau đó toàn bộ lượng chlorine trong
hệ thống được thải ra ngoài và hệ thống lúc này đã sẵn sàng để sử dụng trở lại.
Quá trình SC nếu được tiến hành định kỳ cũng giúp chúng ta loại trừ được vi khuẩn sắt (iron bacteria),
loại vi khuẩn tạo các màng nhờn màu nâu đỏ trong đường ống, không gây bệnh cho người nhưng có khả
năng làm giảm áp lực hoặc nghẽn đường ống.

Cách thức tiến hành qui trình SC
Đổ một lượng vừa đủ nước Javel hoặc chlorine bột (đã pha loãng với một ít nước) vào giếng.
Dùng nước rửa sạch phần bên trong phía trên của giếng.
Mở các vòi nước cho chảy tự do tới khi phát hiện được mùi nồng của chlorine. Nếu không phát hiện được
mùi chlor, cho thêm chlorine vào giếng.

Tắt các vòi nước không sử dụng hệ thống trong vòng 12 - 24 giờ.
Thải tất cả chlorine trong hệ thống ra bằng cách mở các vòi nước bên ngoài nhà tới khi mùi chlor nhạt
dần, sau đó mở các vòi nước bên trong nhà cho đến khi toàn bộ hệ thống được rửa sạch chlor.
Lưu ý: tất cả các hệ thống xử lý nước cấp như xử lý sắt, xử lý nước cứng và lọc cát cũng nên được tiến
hành SC. Tuy nhiên, trước khi tiến hành quá trình SC nên coi lại các thiết bị này có bị hư hỏng do sử
dụng liều lượng chlor cao hay không? Không nên sử dụng qui trình SC đối với các bể lọc sử dụng than
hoạt tính vì than hoạt tính sẽ mất tác dụng do hấp phụ chlorine đến mức bão hòa.
Cẩn thận: Khi tiếp xúc với chlorine phải trang bị đồ bảo hộ như găng tay cao su, mặt nạ...
Không pha chlorine với các chất tẩy rửa khác hoặc với ammonia vì nó có thể sinh ra các khí độc


10
Sau khi đã tiến hành quá trình SC, đợi 1 - 2 tuần sau đó lấy mẫu nước thử lại, nếu phát hiện nước vẫn còn
bị nhiễm khuẩn tiến hành lại quá trình SC.
Bảng 3: Lượng chlorine cần sử dụng cho quá trình SC
Nước Javel (khoảng 5,25% Hypochlorite)
Độ sâu giếng
(ft)

Đường kính giếng (inch)
4

6

8

10

12

10

1/2 t¸ch

1 t¸ch

1,5 t¸ch

1 pint

2 pints

25

1/2 t¸ch

1pint

2 pint

3 pints

4,5 pints

50

1 pint

1quart

2 quart

3 quarts

1 gallon

100

1 quart

2 quarts

1 gallon

1,5 gallons

2 gallons

150

3 pints

3 quarts

1,5 gallons

2 gallons

3 gallons

Chlorine bột (65 - 75% Hypochlorite)
Độ sâu giếng
(ft)

Đường kính giếng (inch)
4

6

8

10

12

10

-

-

-

-

-

25

-

-

-

1/4 lb

1/2 lb

50

-

-

1/3 lb

1/2 lb

3/4 lb

100

-

1/3 lb

3/4 lb

1 lb

1,5 lb

150

1/4 lb

1/2 lb

1 lb

1,5 lb

4 lb

Chú ý: 1 pint = 0,473 lít (Mỹ) hay 0,58 lít (Anh); 1 quart = 1,14 lít
Nếu hệ thống cấp nước của bạn không thể nào khử trùng hoàn toàn bằng quá trình SC, bạn phải áp dụng
những biện pháp khử trùng như đun sôi, khử trùng bằng chlor, khử trùng bằng tia UV, khử trùng bằng
iod.
Khử trùng bằng đun sôi
Đun sôi là một biện pháp cực kỳ hữu hiệu để khử trùng nước. Nước chỉ cần đun sôi mạnh trong vòng 1
phút là có thể diệt hoàn toàn các vi khuẩn, kể cả trứng Giardia. Trong quá trình đun sôi các kim loại có
thể lắng xuống và đóng cặn ở đáy ấm. Súc rửa ấm bằng các dung dịch acide nhẹ như giấm hoặc nước
chanh có thể làm sạch các cặn này.
Khử trùng bằng chlorine
Chlorine tiêu diệt được vi khuẩn (vi khuẩn gây bệnh và vi khuẩn sắt), tuy nhiên với hàm lượng chlorine
khoảng 10mg/L dùng để khử trùng không thể diệt được trứng Giardia.
Chlorine đã được dùng để xử lý nước cấp ở Mỹ từ năm 1908. Hiệu quả của việc khử trùng bằng chlorine

11
phụ thuộc vào nhu cầu chlorine của nước cần xử lý, nồng độ chlorine trong dung dịch chlor, thời gian tiếp
xúc giữa các vi khuẩn và dung dịch chlor, và chất lượng nước. Các quan hệ này có thể tóm tắt như sau:
• Nồng độ chlorine tăng, thời gian cần thiết để chlorine tiếp xúc với vi khuẩn giảm.
• Quá trình xử lý nước bằng chlorine có hiệu suất cao hơn trong điều kiện nhiệt độ tăng.
• Quá trình xử lý nước bằng chlorine có hiệu suất giảm dần trong điều kiện pH tăng (môi trường
kiềm).
• Quá trình xử lý nước bằng chlorine có hiệu suất thấp hơn đối với nước có độ đục cao.
Khi chlorine được cho vào nước cần xử lý, một phần sẽ tác dụng với các hóa chất trong nước (như sắt,
mangan, H2S và NH3) và nó sẽ không còn tác dụng để khử trùng nữa. Lượng chlorine này gọi là nhu cầu
chlorine của nước.
Để đảm bảo là nước đã được khử trùng hoàn toàn, người ta thường cho chlorine nhiều hơn lượng chlorine
tính toán. Điều này sẽ dẫn đến việc tạo nên một lượng chlorine thừa trong hệ thống xử lý và người ta phát
hiện lượng chlorine thừa này bằng phương pháp đơn giản là cho hóa chất thích hợp vào sẽ phát hiện nước
đổi màu.
Bảng 4: Lượng chlorine thừa trong trường hợp xử lý nước ở các nhiệt độ, độ pH và thời gian tiếp xúc
khác nhau
Nhiệt độ nước 50oF
Thời gian tiếp xúc
(phút)

Lượng chlorine thừa cần thiết (mg/L)
pH 7

pH 7,5

pH 8

40

0,2

0,3

0,4

30

0,3

0,4

0,5

20

0,4

0,6

0,8

10

0,8

1,2

1,6

5

1,6

2,4

3,2

2

4,0

6,0

8,0

1

8,0

12,0

16,0

Nhiệt độ nước 32 - 40oF
Thời gian tiếp xúc
(phút)

Lượng chlorine thừa cần thiết (mg/L)
pH 7

pH 7,5

pH 8

40

0,3

0,5

0,6

30

0,4

0,6

0,8

20

0,6

0,9

1,2

10

1,2

1,8

2,4

5

2,4

3,6

4,8

2

6,0

9,0

12,0


12
1

12,0

18,0

24,0

Để hoàn thành qui trình xử lý bằng chlorine, người ta thường bơm nước vào một bể chứa, tại đây chlorine
được cho vào với một liều lượng thích hợp để bảo đảm hiệu quả xử lý. Nếu nước được tiêu thụ liên tục thì
thời gian tiếp xúc với chlorine trong các bể chứa phụ thuộc vào lưu lượng bơm như sau:
Bảng 5: Thời gian tiếp xúc với chlorine theo lưu lượng bơm trong bể chứa 50 gallons
Lưu lượng nước bơm vào bể (gallon/phút)

Thời gian tiếp xúc (phút)

5

7

7

5

10

3,5

Bảng 6: Thời gian tiếp xúc trong đường ống đường kinh 1,25 inch dài 1000 ft
Lưu lượng nước bơm vào bể (gallon/phút)

Thời gian tiếp xúc (phút)

5

9,2

7

6,6

10

4,6

Khử trùng bằng tia UV
Tia UV có khả năng tiêu diệt vi khuẩn, vi rút và vài loại ký sinh trùng. Tuy nhiên, nó không thể tiêu diệt
được trứng Giardia. Phương pháp này đã được sử dụng hơn 75 năm nay để khử trùng nguồn nước cấp.
Tuy nhiên, cho tới nay người ta chưa thiết kế những hệ thống để sử dụng cho gia đình. Hiện nay, bang
Ohio (Hoa Kỳ) vẫn chưa cho phép sử dụng phương pháp này để xử lý nước cấp.
Theo biện pháp này, nước được cho qua một bể chứa có lắp đặt một đèn thạch anh - thủy ngân phát ra tia
UV. Bức xạ UV tiêu diệt hoặc vô hiệu hóa các vi sinh vật gần như lập tức.
UV là một biện pháp rất hữu hiệu để khử trùng. Tuy nhiên, việc khử trùng chỉ xảy ra trong bể chứa. Do
đó, khả năng nước bị nhiễm khuẩn lại sau khi ra khỏi bể chứa có thể xảy ra.
Muốn tiêu diệt được vi khuẩn, tia UV phải tiếp xúc với vi khuẩn đó, do đó nguồn sáng phải luôn luôn giữ
"sạch". Các dung dịch sodium hydrosulfite (0,15%) và acid citric (0,15%) là dung dịch hữu hiệu để tẩy
rửa các chất bám trên nguồn sáng (với thời gian tẩy rửa qua đêm). Các vi khuẩn chết có thể là vật chắn tia
UV cho các vi khuẩn còn sống, do đó khả năng khử trùng bằng tia UV cũng có giới hạn. Giới hạn tối đa
cho việc xử lý bằng tia UV là 1000 coliform tổng số/100mL và 100 fecal coliform/100 mL.
Để khử trùng bằng tia UV có hiệu quả, đôi khi chúng ta cần phải sử dụng hệ thống tiền xử lý để khử màu,
độ đục và các hạt hữu cơ. Nước có chứa nhiều khoáng có thể đóng cặn trên đèn, do đó cần phải có hệ
thống xử lý nước cứng để đề phòng trường hợp này.

Khử trùng bằng Iodine
Iodine diệt khuẩn và các vi sinh vật gây bệnh, tuy nhiên nó không có tác dụng diệt tảo. Iodine được dùng

13
để khử trùng nước kể từ đầu những năm 1900. Iodine ở dạng tinh thể màu đen, khả năng hòa tan trong
nước phụ thuộc vào nhiệt độ.
Phương pháp đơn giản nhất để xử lý nước là bơm dung dịch bão hoà Iodine vào hệ thống cấp nước.
Iodine không diệt khuẩn ngay lập tức mà cần thời gian tiếp xúc khoảng 20 phút (tùy thuộc vào nồng độ).
Một lượng thừa Iodine từ 0,5 - 10 mg/L phải được duy trì để bảo đảm hiệu quả xử lý, ở nồng độ này
iodine không gây mùi và vị cho nước. Iodine duy trì được khả năng diệt khuẩn trong khoảng pH rộng
(mất tác dụng từ pH 10 trở lên).
Các viên Iodine được sử dụng trong chiến tranh thế giới lần II để khử trùng nước sử dụng trong quân đội.
Tới nay các tác dụng của iodine lên sức khoẻ của con người vẫn chưa xác định được. Người ta khuyến
cáo là không nên sử dụng nước qua xử lý iodine trong thời gian lâu dài.
Có nhiều người cho rằng việc hệ thống cấp nước bị nhiễm khuẩn xảy ra thường xuyên và họ đã sử dụng
nguồn nước này trong nhiều năm nhưng không có chuyện gì xảy ra, do đó lo lắng về nguồn nước bị
nhiễm khuẩn là thái quá. Đó là vì các nguyên nhân sau:
• Người ta dùng chỉ tiêu tổng coliform để xác định xem nguồn nước có nhiễm khuẩn hay không.
Chỉ tiêu này chỉ ra là nguồn nước không hợp vệ sinh và người sử dụng có thể bị mắc các bệnh liên
quan tới nguồn nước, chớ không xác định là nguồn nước có chứa các vi khuẩn gây bệnh.
• Các triệu chứng do các bệnh có liên quan đến nguồn nước đôi khi bị nhầm lẫn với các triệu chứng
của bệnh cúm, ngộ độc thức ăn.
Thuận lợi và bất lợi của các biện pháp xử lý
Đun sôi
Thuận lợi

Bất lợi

Dể dàng sử dụng
Thuận lợi trong trường hợp khử trùng khẩn cấp hay
tạm thời

Tách các chất hữu cơ bay hơi ra khỏi nước
Là một biện pháp có hiệu quả cao trong việc tiêu diệt
trứng Giardia

Cần một lượng nhiệt năng lớn
Thời gian để đun và chờ nước nguội
Nước có vị nhạt hơn
Phải có đồ chứa riêng cho nước đã đun sôi

Xử lý bằng Chlorine
Thuận lợi

Bất lợi

Tạo nên dư lượng chlorine dể dàng đo được
Chlorine rất thông dụng và giá cả chấp nhận được
Đòi hỏi ít điện năng
Sử dụng được cho nhiều mục đích (vi khuẩn sắt,
mangan, hydrogen sulphite)
Có thể xử lý được một thể tích nước lớn

Cần 30 phút cho thời gian tiếp xúc
Độ đục của nước có thể làm giảm khả năng xử lý
Nước sau xử lý có mùi Chlor
Có thể tạo nên THMs
Không diệt được trứng Giardia
Phải cẩn thận trong việc trử và sử dụng chlorine

Xử lý bằng tia cực tim
Thuận lợi

Không làm thay đồi mùi vị của nước
Diệt khuẩn ngay lập tức
Sử dụng dể dàng

Bất lợi
Đòi hỏi nhiều điện năng, không có dư lượng
Đối với nước có độ đục, màu cao đòi hỏi phải có giai
đoạn tiền xử lý
Phải làm sạch và hàng năm thay đèn định kỳ


14
Xử lý bằng Iodine
Thuận lợi

Bất lợi

Tạo nên dư lượng Iodine dễ dàng đo được
Không cần sử dụng điện năng
ít đòi hỏi bảo quản

Các ảnh hưởng của Iodine đến sức khoẻ con người
chưa được xác định
Nồng độ Iodine bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ
Tạo nên màu vàng nhạt ở nồng độ cao
Có vị Iodine, không có tác dụng diệt tảo

Nguồn gốc thuật ngữ El nino
Biên dịch: Lê Hoàng Viê êt
Thuật ngữ El nino (tiếng Tây Ban Nha nghĩa là "Chúa hài đồng" hay "đứa bé trai") được bắt đầu sử dụng

bởi các ngư dân ở dọc bờ biển Ecuador và Peru để chỉ hiện tượng một dòng hải lưu ấm xuất hiện khoảng
Giáng sinh và kéo dài khoảng vài tháng. Trong khoảng thời gian này cá ít đi, do đó các ngư dân thường ở
nhà để sửa chữa các ngư cụ. Trong một số chu kỳ El nino, hiện tượng dòng hải lưu ấm này làm gián đoạn
mùa đánh cá đến tận tháng 5 hoặc tháng 6 năm sau. Trải qua nhiều năm, thuật ngữ El nino được sử dụng
để chỉ hiện tượng dòng hải lưu ấm và các ảnh hưởng của nó không chỉ đối với các ngư dân ở Ecuador,
Peru mà còn đối với các ngành nghề khác nhau trên toàn thế giới.
El nino là gì?
Theo một định nghĩa đơn giản nhất El nino là hiện tượng phá vỡ điều kiện bình thường của hệ thống đại
dương - khí quyển ở khu vực nhiệt đới Thái Bình Dương gây nên những ảnh hưởng đến thời tiết trên qui
mô toàn cầu.
Hay theo một định nghĩa khác El nino là hiện tượng vùng biển ở khu vực nhiệt đới Thái Bình Dương ấm
lên một cách bất thường.
La nina là gì?
La nina theo tiếng Tây Ban Nha nghĩa là "đưá bé gái", ngay từ tên gọi này chúng ta có thể hiểu được La
nina là hiện tượng nghịch đảo của El nino. La nina là hiện tượng vùng biển ở khu vực nhiệt đới Thái Bình
Dương lạnh đi một cách bất thường.
La nina còn được gọi là El Viejo hay Anti - El nino.

Nguyên nhân sinh ra El nino?
El nino là kết quả của sự tương tác của bề mặt biển ở khu vực nhiệt đới Thái Bình Dương với lớp khí
quyển ngay bên trên nó. Đây là hiện tượng xảy ra do nội lực giữa hai cực đại dương - khí quyển. Chiều
rộng của Thái Bình Dương cũng là một trong những nguyên nhân sinh ra hiện tượng El nino. Các tương
tác bên ngoài như hoạt động của núi lửa (trên đất liền hay dưới đại dương), chu kỳ vệt đen mặt trời đều
không có liên hệ gì với hiện tượng El nino.
Để hiểu rõ thêm về hiện tượng El nino, La nina chúng ta hãy xem xét các diễn biến ở khu vực nhiệt đới
Thái Bình Dương ở điều kiện bình thường và khi xảy ra các hiện tượng này.
Trong điều kiện bình thường gió mậu dịch (trade-wind) thổi từ Đông sang Tây và dồn dòng nước nóng lại
ở phía Tây Thái Bình Dương. Do đó mực nước biển ở Indonesia cao hơn mực nước biển ở Ecuador
khoảng 0,5 m. Nhiệt độ bề mặt biển ở phía Tây cao hơn ở phía Đông khoảng 8oC. ở Nam Mỹ bề mặt

15
phân cách giữa lớp nước ấm bên trên và lớp nước lạnh bên dưới không sâu lắm, tạo điều kiện cho nước
lạnh từ bên dưới lớp nước mặt nổi lên bề mặt. Nước lạnh này chứa nhiều chất dinh dưỡng, thúc đẩy sự
phát triển của các sinh vật sản xuất sơ cấp, làm cho hệ sinh thái biển đa dạng hơn và sản lượng cá đánh
bắt được tăng. Trong khoảng thời gian này vũ lượng tăng ở khu vực biển ấm (Tây Thái Bình Dương) và
giảm ở khu vực Đông Thái Bình Dương.
Khi hiện tượng El nino, gió mậu dịch yếu dần ở khu trung tâm và Đông Thái Bình Dương. Dòng nước
nóng lan dần từ bờ Tây Thái Bình Dương về bờ Đông Thái Bình Dương. Quá trình này làm cho bề mặt
phân cách lớp nước nóng phía trên và lớp nước lạnh phía dưới hạ xuống sâu hơn, do đó kiềm hãm sự nổi
lên của lớp nước lạnh, làm cho khu vực phía Đông ít đi sinh vật sản xuất và cá. Vũ lượng cũng tăng theo
chiều di chuyển của dòng nước nóng gây lũ lụt ở Peru và khô hạn ở Indonesia và úc.

Chu kỳ của El nino
El nino thường diễn ra không đều đặn, nhưng nằm trong một chu kỳ từ 2-7 năm. Mỗi đợt El niđo có
cường độ và biên độ thời gian khác nhau.
Các ảnh hưởng của El nino lên khí hậu toàn cầu được báo cáo bởi các nước khác nhau
có lưu trữ tại Trung Tâm Thông Tin.
Sau đây là bản đồ dự báo về ảnh hưởng của La nina lên khí hậu toàn cầu


16

Điện Từ Trường và sức khoẻ con người
Jackie LaMuth - Ohio University
Biên dịch: Lê Hoàng Viê êt
Điện từ trường (Electromagnetic Fields; EMFs) là gì?
Dòng điện là nguyên nhân sinh ra điện từ trường. Điện gia dụng thường là dòng điện xoay chiều
(alternating current; AC). Dòng điện AC có thể xoay chiều và cực theo theo chu kỳ. Dòng điện 60 Hz là
dòng điện xoay chiều 60 lần trong vòng 1 giây. Chu kỳ này tạo nên dòng điện và từ trường có cùng tần

số.
Điện từ trường được phân làm 5 loại theo tần số của nó:
• Loại ELF (tần số cực thấp; extremely low frequencies) - các thiết bị điện gia dụng, đường dây
điện.
• Loại HF và LF (tần số cao [high frequencies] và tần số thấp [low frequencies]) - sóng radio AM
• Loại VLF (tần số rất thấp; very low frequencies) - tivi và video
• Loại VHF (tần số rất cao; very high frequencies) sóng tivi và radio FM


17
Loại SHF (siêu tần số; super high frequencies) tần số của microwave
SHF có thể ảnh hưởng đến các phân tử. Khi microwaves đi ngang những vật thể có nước, nó làm cho các
phân tử nước bị rung động và tạo ra nhiệt. Tia hồng ngoại và các tia khả kiến chỉ chiếm một phần nhỏ
trong quang phổ của điện từ trường.
•

Điện từ trường tạo ra từ dòng điện lớn hơn 60 Hz gọi là bức xạ ion bởi vì nó có đủ năng lượng để tách
electron ra khỏi nguyên tử. Tia X có đủ năng lượng để phá hủy các phân tử chứa gene. Nếu con người
tiếp xúc nhiều với bức xạ ion có thể bị ung thư.
Con người tiếp xúc với EMFs như thế nào?
Con người tiếp xúc với nhiều nguồn EMFs khác nhau, trong đó có nguồn tự nhiên và nguồn nhân tạo, do
đó rất khó xác định mối liên hệ liều lượng - hậu quả của một nguồn EMFs duy nhất nào đó. Trong tự
nhiên các EMFs được tạo ra bởi quá trình sấm chớp và từ trường của Trái đất. Trong cơ thể con người
cũng có trường điện từ để vận chuyển các thông tin trong hệ thống thần kinh. Các nguồn EMFs nhân tạo
sinh ra rừ quá trình sản xuất, truyền tải và sử dụng điện. Chúng ta cũng cần chú ý là điện trường không
thể xuyên qua các vật liệu xây dựng, từ trường có thể xuyên qua được các vật liệu này. Từ trường thường
xuất hiện ở các khu vực gần với đường cáp điện ngầm.
Điện từ trường thường được phát hiện ở khu vực:
• Lân cận các đường dây cao thế
• Các dây tiếp đất của hệ thống thu lôi

• Các dây tiếp đất của các thiết bị điện
• Khu vực xung quanh thiết bị điện đang vận hành (kể cả microwaves)
• Bếp điện, quạt bàn, lò sưởi điện
• Màn hình máy vi tính, đồng hồ điện, máy sấy tóc, điện thoại di động, mền điện.
Gần đây, đầu máy video là một nguồn đang được quan tâm nhiều nhất, vì rất nhiều người xem video liên
tục trong nhiều giờ. Mặc dầu đã có những bằng chứng về tác hại của đầu máy video đối với sức khoẻ con
người, nhưng chưa có đủ số liệu để xác định mối liên hệ giữa EMFs với sức khoẻ.
Hậu quả của việc tiếp xúc với điện từ trường:
Hầu hết các kết quả nghiên cứu đều có giá trị không cao lắm do các nguyên nhân sau:
• Một số nghiên cứu được bố trí thí nghiệm không đúng.
• Các nghiên cứu khác gặp khó khăn trong vấn đề cách ly các đối tượng nghiên cứu và các nguồn
EMFs. Ngoài ra cón có các nhân tố khác ảnh hưởng như là tình trạng kinh tế, chế độ dinh dưỡng,
nghề nghiệp, kiểu gene, tập quán sinh sống và các yếu tố gây ung thư khác.
Do đó, các nhà nghiên cứu đề nghị tiếp tục các nghiên cứu về mối liên hệ giữa EMFs và ung thư não ở trẻ
em và người lớn, ung thư vú ở phụ nữ và bệnh bạch cầu Leukemia. Mặc dầu, giá trị của các kết quả này
còn thấp nhưng người ta cùng kết luận là có mối quan hệ rất "yếu" giữa EMFs và ung thư. Do đó, cần
phải có những nghiên cứu sâu và có giá trị hơn để xác định bản chất của mối quan hệ này.
Bạn cần làm gì để tránh bị ảnh hưởng bởi các điện từ trường?
Mặc dầu các kết quả nghiên cứu chưa có những kết luận chính xác, nhưng bạn hãy tự bảo vệ mình khỏi bị
ảnh hưởng bởi điện từ trường bằng các phương pháp sau:
• Cách ly khỏi các điện từ trường, cường độ của trường điện từ giảm rất nhanh ở cách nguồn vài
feet. Do đó, chỉ cần không đứng quá gần các nguồn, bạn cũng có thể giảm được phần lớn các ảnh
hưởng.
• Không nên ngủ gần các thiết bị điện, đặt biệt là các thiết bị có motor
• Giữ khoảng cách với đầu máy video ít nhất là 18 inches, hãy tắt đầu máy khi không sử dụng.
Không ngồi gần phiá sau hoặc bên cạnh màn hình vi tính (thậm chí khi cách một vách phòng)


18
•

•
•

Nếu có thể hãy tắt thiết bị sưởi giường, mền điện, trước khi đi ngủ.
Giữ khoảng cách vài feet đối với ti vi (kế cả mọi chiều)
Tránh sử dụng mền điện và máy sấy tóc

Global Warming: What are the Implication for Life on Earth? Human Health is at Stake
Sự nóng dần lên của Trái đất đã làm gia tăng tỉ lệ tử vong của các bệnh sinh ra do sự tăng lên của nhiệt
độ, gia tăng sự lây truyền các "Bệnh Nhiệt đới" như bệnh sốt rét ở Mỹ, làm ảnh hưởng đến an toàn lương
thực của toàn thế giới. WHO đã dự đoán rằng các áp lực của thời tiết lên nông nghiệp sẽ làm gia tăng
thêm 300 triệu ca suy dinh dưỡng. Bên cạnh đó, sự nóng dần lên của Trái đất còn làm suy giảm đa dạng
sinh học, ảnh hưởng đến khả năng cung cấp nước ngọt cho nhân loại và sẽ nhấn chìm các vùng đất thấp
(do việc tan băng làm mực nước biển dâng lên).

LỌC KHÔNG KHÍ BẰNG LỌC SINH HỌC
Selvi B. Anit
Robert J. Artuz
Biên dịch: Lê Hoàng Viê êt

Lọc sinh học là gì?
Lọc sinh học là một biện pháp xử lý ô nhiễm tương đối mới. Đây là một phương pháp hấp dẫn để xử lý
các chất khí có mùi hôi và các hợp chất hữu cơ bay hơi có nồng độ thấp.
Hình dạng phổ biến của một hệ thống lọc sinh học giống như một cái hộp lớn, một vài hệ thống có thể lớn
bằng sân bóng rổ, một vài hệ thống có thể nhỏ độ một yard khối (0,76 m3). Nguyên tắt chính của hệ
thống xử lý là tạo điều kiện cho vi khuẩn tiếp xúc với các chất ô nhiễm trong khí thải. Hệ thống lọc khí
thải này là nơi chứa các nguyên liệu lọc và nơi sinh sản cho các vi sinh vật. Trong hệ thống này, các vi
sinh vật sẽ tạo thành một màng sinh học (biofilm), đây là một màng mỏng và ẩm bao quanh các nguyên
liệu lọc. Trong quá trình lọc, khí thải được bơm chậm xuyên qua hệ thống lọc, các chất ô nhiễm trong khí
thải sẽ bị các nguyên liệu lọc hấp thụ. Các chất khí gây ô nhiễm sẽ bị hấp phụ bởi màng sinh học, tại đây,

các vi sinh vật sẽ phân hủy chúng để tạo nên năng lượng và các sản phẩm phụ là CO2 và H2O theo
phương trình sau:
Chất hữu cơ gây ô nhiễm + O2 ---> CO2 + H2O + nhiệt + sinh khối

Lịch sử
Trong khi việc sử dụng các hệ thống lọc sinh học chưa được phổ biến ở Mỹ thì hàng trăm hệ thống lọc
sinh học đã được ứng dụng thành công và có hiệu quả ở Châu Âu (Hà Lan, Tân Tây Lan, Đức) và Nhật
Bản. Hệ thống lọc sinh học trước đây thường được thiết kế để xử lý mùi của các hệ thống xử lý nước thải,
các nhà máy tái chế, quá trình ủ phân compost. Sau đó, nó được ứng dụng phổ biến trong việc xử lý các


19
hợp chất hữu cơ dễ bay hơi và các hợp chất hữu cơ khác.
Sau đây là một số mốc lịch sử của việc phát triển hệ thống lọc sinh học:
• 1923 Phương pháp xử lý sinh học được đề nghị sử dụng để xử lý các chất khí có mùi hôi.
• 1955 Phương pháp xử lý sinh học được áp dụng để xử lý các chất khí có mùi hôi ở nồng độ thấp ở
Đức.
• 1960 Hệ thống lọc sinh học được sử dụng để xử lý các chất khí ô nhiễm ở Đức và Mỹ.
• 1970 Hệ thống lọc sinh học đạt được những thành quả cao ở Đức.
• 1980 Hệ thống lọc sinh học được sử dụng để xử lý các chất khí độc và các hợp chất hữu cơ bay
hơi của các ngành công nghiệp.
• 1990 Hiện nay, hơn 500 hệ thống lọc sinh học đang hoạt động tại Đức, Hà Lan và phổ biến rộng ở
Mỹ.
Việc xử lý mùi hôi đã được tiến hành từ những năm 1950 và lúc đó người ta thường sử dụng hệ thống lọc
qua đất, hay bể lọc sinh học nhỏ giọt. Các chất khí có mùi hôi thường là hydrogen sulphite hay
mercaptant và các hợp chất sulfur khác. Việc xử lý các chất hữu cơ bay hơi mới được áp dụng gần đây và
trở nên phổ biến trong thập kỷ vừa qua và hiện nay còn đang được tiến hành nghiên cứu sâu thêm. Ví dụ,
hiện nay một số nghiên cứu đã chứng minh được là các hệ thống lọc sinh học có thể dùng để xử lý các
hợp chất hữu cơ có nhân thơm và các hợp chất béo, cồn, aldehydes, acid hữu cơ, acrylate, acid carbolic,
amines và ammoniac.

Mô tả quá trình xử lý
Hệ thống lọc sinh học cung cấp môi trường cho vi sinh vật phát triển và phân hủy các chất khí có mùi hôi
và các chất hữu cơ gây ô nhiễm trong khí thải. Hệ thống lọc bao gồm một buồng kín chứa các vi sinh vật
và hấp thụ hơi nước, giữ chúng lại trong nguyên liệu lọc. Nguyên liệu lọc được thiết kế sau cho có khả
năng hấp thụ nước lớn, độ bền cao, và ít làm suy giảm áp lực luồng khí đi ngang qua nó.
Hình sau đây là một bể lọc sinh học có một lớp nguyên liệu lọc (diện tích 6000 ft2) ở nhà máy Monsanto

Các hệ thống nhỏ hơn, phổ biến hơn với nhiều lớp nguyên liệu lọc được trình bày trong hình sau:


20

Các đơn vị nguyên liệu lọc này gọi là "khối sinh học" (Biocube) được thiết kế bởi EG&G Corporation có
kích thước cao khoảng 7 ft và đường kính khoảng 6 ft. Việc sử dụng nhiều lớp nguyên liệu lọc kiểu này
hạn chế được việc các nguyên liệu lọc bị dồn nén lại và việc các luồng khí xuyên thành những đường
thoát qua lớp nguyên liệu lọc. Hơn nữa, nó còn tạo sự thuận lợi trong việc bảo trì hay thay mới nguyên
liệu lọc.
Trong quá trình lọc sinh học, các chất khí gây ô nhiễm được làm ẩm và sau đó được bơm vào một buồng
phía bên dưới nguyên liệu lọc. Khi chất khí đi ngang qua lớp nguyên liệu lọc, các chất ô nhiễm bị hấp thụ
và phân hủy. Khí thải sau khi đã lọc sạch được phóng thích vào khí quyển từ bên trên của hệ thống lọc.
Hầu hết những hệ thống lọc sinh học hiện nay có công suất xử lý mùi và các chất hữu cơ bay hơi lớn hơn
90%. Tuy nhiên, hạn chế của phương pháp này là chỉ xử lý được những khí thải có nồng độ chất ô nhiễm
thấp (<1000ppm) và lưu lượng khí xử lý chỉ nằm trong giới hạn 300-500 ft3/ft2-giờ.

Nguyên liệu lọc
Lớp nguyên liệu lọc ẩm tạo nên điều kiện lý học và hóa học thuận lợi cho việc chuyển đổi các chất ô
nhiễm từ pha khí sang pha lỏng và quá trình phân hủy sinh học các chất ô nhiễm này bởi màng sinh học.
Cơ chế của quá trình lọc sinh học bao gồm quá trình hấp phụ, hấp thụ và phân hủy bởi các vi sinh vật.
Các vi sinh vật trong màng sinh học liên tục hấp thụ và biến dưỡng các chất ô nhiễm, biến chúng thành

các sản phẩm cuối cùng là nước, CO2 và các loại muối.
Nguyên liệu lọc điển hình là hỗn hợp của các chất nền ủ phân compost, đất, cây thạch nam (heather),
plastic và các phụ phẩm gỗ. Các nguyên liệu lọc nhằm cung cấp diện tích bề mặt lớn để hấp thụ và hấp
phụ các chất ô nhiễm. Ngoài ra nó còn làm nhiệm vụ cung cấp chất dinh dưỡng cho các vi sinh vật. Một
vài loại nguyên liệu lọc không đáp ứng được về nhu cầu dưỡng chất cho vi sinh vật, do đó chúng ta phải
hiệu chỉnh bằng cách cho thêm vào các hợp chất đạm và phospho.
Các nguyên liệu lọc thường có tuổi thọ từ 5 - 7 năm trước khi phải thay mới.
Các điểm cần quan tâm khi quyết định chọn nguyên liệu lọc:
• Khả năng giữ ẩm để tạo lớp màng sinh học
• Có diện tích bề mặt lớn tạo điều kiện cho quá trình hấp thụ và phát triển của vi sinh vật
• Có chứa các dưỡng chất để cung cấp cho các vi sinh vật
• Tạo lực cản không khí thấp (giảm mức độ sụt áp và năng lượng cần sử dụng cho máy bơm)
• Các tính chất lý học khác như độ ổn định lý học và dễ dàng thao tác.

Một số thông số thiết kế
Diện tich


21
Diện tích là một thông số được quan tâm hàng đầu trong việc thiết kế hệ thống lọc sinh học. Để xử lý lưu
lượng khí khoảng 30 ft3/phút, một hệ thống lọc sinh học có thể cần diện tích 25 ft2. Đối với những lưu
lượng khí lớn hơn, chúng ta cần những diện tích lớn hơn và có thể bằng diện tích một sân bóng rổ như đã
nói ở trên.
Thành phần hóa học và hàm lượng của chất ô nhiễm trong khi thải
Phân tích thành phần hóa học và hàm lượng của nó trong khí thải cần thiết để xác định xem biện pháp lọc
sinh học có thích hợp hay không. Các hệ thống lọc sinh học hoạt động tốt khi các hợp chất ô nhiễm
(không hoà tan trong nước) có nồng độ thấp (<1000 ppm). Một số hợp chất phân hủy sinh học rất chậm
(như các hợp chất chlor) do đó đòi hỏi hệ thống xử lý có kích thước lớn.
Thời gian lưu trú
Thời gian lưu trú là khoảng thời gian vi sinh vật tiếp xúc với luồng khí thải và được tính bằng công thức

sau:
RT = Tổng thể tích các lỗ rỗng của lớp nguyên liệu lọc/lưu lượng khí thải
Thời gian lưu trú càng dài sẽ cho hiệu suất xử lý càng cao. Tuy nhiên, trong quá trình thiết kế chúng ta
cần phải giảm thiểu thời gian lưu trú để hệ thống có thể xử lý một lưu lượng lớn hơn. Thông thường, thời
gian lưu trú của các hệ thống lọc sinh học biến động trong khoảng 30 giây đến 1 phút.
Ẩm độ
Ẩm độ của luồng khí thải cần phải xử lý rất quan trọng vì nó giữ ẩm độ cần thiết cho các màng sinh học.
Do đó, luồng khí thải thường được bơm qua một hệ thống làm ẩm trước khi bơm vào hệ thống lọc sinh
học để đảm bảo ẩm độ của luồng khí thải đi vào hệ thống lọc sinh học phải lớn hơn 95%.
Kiểm soát pH
Các sản phẩm phụ của quá trình phân hủy sinh học là các acid hữu cơ. Để duy trì pH của hệ thống nằm
trong khoảng thích hợp cho các vi sinh vật hoạt động, chúng ta cần cho thêm các dung dịch đệm pH.
Nguyên liệu lọc
Nguyên liệu lọc có thể bao gồm than bùn, cây thạch nam, phân ủ compost, than hạt hoặc các nguyên liệu
thích hợp khác. Nói chung, các nguyên liệu này phải có khả năng cung cấp chất dinh dưỡng cho vi sinh
vật và không gây giảm áp luồng khí nhiều. Thêm vào đó, ẩm độ của các nguyên liệu lọc phải được duy trì
ở mức 30 - 60% để cho quần thể các vi sinh vật phát triển. Do đó, bên cạnh thiết bị làm ẩm khí thải, người
ta thường lắp đặt hệ thống phun nước cho các lớp nguyên liệu lọc.
Giảm áp
Việc giảm áp của luồng khí khi đi ngang lớp nguyên liệu lọc nên được hạn chế tối đa. Nếu lớp nguyên
liệu lọc gây trở lực lớn cho nguồn khí, ta cần tiêu tốn thêm năng lượng cho máy thổi khí, gây tăng giá
thành xử lý. Khả năng gây trở lực cho nguồn khí phụ thuộc vào ẩm độ và độ rổng của lớp nguyên liệu lọc.
Độ ẩm tăng, độ rổng lớp nguyên liệu giảm là nguyên nhân gây tăng trở lực cho nguồn khí. Đối với các hệ
thống điển hình mức độ giảm áp nằm trong khoảng 1 -10 hPa.
Bảo trì
Khi bắt đầu đưa vào hoạt động, hệ thống cần được chăm nom một lần/tuần. Sau khi hệ thống đã hoạt
động ổn định và đã giải quyết tất cả các vấn đề có thể xảy ra. Tần số thăm nom có thể giảm xuống 1
lần/nửa tháng hoặc hàng tháng.

22
Ưu và khuyết điểm của hệ thống lọc sinh học
Ưu điểm
• Ưu điểm chính là giá thành thấp, giá vận hành thấp, ít sử dụng hóa chất.
• Thiết kế linh động, do đó có thể thích nghi với mọi loại hình công nghiệp và diện tích của xí
nghiệp.
• Hệ thống lọc sinh học linh động trong việc xử lý mùi hôi, các hợp chất hữu cơ bay hơi và các chất
độc. Hiệu suất xử lý thường lớn hơn 90% đối với các khí thải có nồng độ các chất ô nhiễm < 1000
ppm.
• Nhiều loại nguyên liệu lọc, vi sinh vật và điều kiện vận hành khác nhau có thể áp dụng để đáp ứng
nhu cầu xử lý.
Khuyết điểm
• Hệ thống lọc sinh học không thể xử lý được các chất ô nhiễm có khả năng hấp phụ thấp và tốc độ
phân hủy sinh học chậm ví dụ như các hợp chất hữu cơ bay hơi có chứa chlor.
• Các nguồn ô nhiễm có nồng độ hóa chất cao cần các hệ thống lớn và diện tích lớn để lắp đặt hệ
thống lọc sinh học.
• Nguồn gây ô nhiễm có mức độ phóng thích chất ô nhiễm biến động cao sẽ gây ảnh hưởng đến hệ
vi sinh vật cũng như hiệu suất xử lý của chúng.
• Thời gian để cho các vi sinh vật thích nghi với môi trường và tạo thành các màng sinh học
(biofilm) có thể kéo dài hàng tuần đến hàng tháng, đặc biệt là đối với việc xử lý các chất hữu cơ
bay hơi.

Thương mại hóa
Đã có hơn 50 hệ thống lọc sinh học sử dụng phân compost làm nguyên liệu lọc đã được lắp đặt theo kiểu
thương mại ở Châu Âu và Mỹ trong vòng 15 năm qua.
Việc sử dụng hệ thống lọc sinh học xử lý các chất hữu cơ bay hơi đã được áp dụng trong các ngành công
nghiệp sau:
• Công nghệ hóa chất và hóa dầu
• Công nghệ dầu khí
• Công nghệ nhựa tổng hợp

• Công nghệ sản xuất sơn và mực in
• Công nghệ dược phẩm
• Xử lý chất và nước thải
• Xử lý đất và nước ngầm
Việc sử dụng hệ thống lọc sinh học để xử lý mùi, cho tới nay đã áp dụng trong các ngành công nghiệp
sau:
• Xử lý nước cống rãnh
• Xử lý chất và nước thải lò mổ
• Các công nghệ tái chế
• Các nhà máy sản xuất gelatin và keo dán
• Công nghệ chế biến thịt và nông sản
• Công nghệ sản xuất thuốc lá, ca cao, đường
• Công nghệ sản xuất gia vị, mùi nhân tạo.

VỆT ĐEN MẶT TRỜI
Tác giả: Lê Hoàng Viê êt


23

Ai trong chúng ta cũng biết rằng sự sống trên Trái đất tồn tại được là nhờ mặt trời. Mặt trời là nguồn cung
cấp ánh sáng và nhiệt năng cho Trái đất. Tuy nhiên, rất ít người trong chúng ta hiểu biết tường tận về cấu
trúc của mặt trời và các ảnh hưởng của nó đối với môi trường khí hậu. Do đó, trong bài này chúng tôi
muốn giới thiệu với các bạn về cấu trúc của mặt trời theo các nghiên cứu của các nhà khoa học làm việc
cho Nasa.
Thêm vào đó, ngày nay con người đã biết thêm rằng các vệt đen mặt trời và chu kỳ của nó cũng góp phần
vào việc gây nên sự nóng dần của Trái đất, từ một công bố vào đầu năm 1997 của ba nhà khoa học người
Đan Mạch (xem thêm bài viết của Gs. Lê Huy Bá, Viện Môi Trường và Tài Nguyên Đại Học Quốc Gia,
TP. HCM, Tuổi Trẻ Chủ Nhật 8/3/1998). Một chu kỳ mặt trời kéo dài khoảng 11 năm, trong chu kỳ này
hoạt động của mặt trời tăng lên trong bốn năm và giảm trong bảy năm sau, liên quan đến sự thay đổi cực

liên tiếp của từ trường mặt trời. Ở giai đoạn cực đại của chu kỳ ấy, số lượng các vệt đen mặt trời đạt tới số
lượng nhiều nhất. Các vụ nổ của mặt trời cũng nhiều hơn, phát xạ vào vũ trụ các ion tạo thành gió mặt
trời, làm cho các tia vũ trụ không thể tới được trái đất để tạo điều kiện cho sự phát triển của "lớp vỏ mây"
trên khí quyển trái đất, do đó các tia mặt trời đến trái đất nhiều hơn và làm cho trái đất nóng lên. Vào giai
đoạn cực tiểu các tia vũ trụ đến được Trái đất nhiều hơn tạo thành các đám mây hắt ngược lại vào vũ trụ
hơi nóng mặt trời, do đó khí hậu Trái đất lạnh đi.
Dựa trên lý thuyết này, tại một hội nghị tổ chức tại Hague vào ngày 14-11-1996, Friis Christensen và một
số nhà khoa học Hà Lan cho rằng sự nóng dần lên của Trái đất là do Mặt trời. Theo họ, có thể không cần
xây dựng mục tiêu nhằm giảm thiểu các khí gây ra hiệu ứng nhà kính. Nhưng theo Viện khí Tượng
Hoàng gia Hà Lan (KNMI), Viện Nghiên cứu Môi trường (IUM) thì có mối quan hệ giữa sự tăng nhiệt độ
trung bình của Trái đất và sự tăng nồng độ các khí gây hiệu ứng nhà kính. Giờ đây, một phần thay đổi của
hệ thống khí hậu có thể qui cho vai trò của các vệt đen mặt trời, nhưng nó nhỏ hơn vai trò của các khí gây
hiệu ứng nhà kính, do đó việc cắt giảm các khí thải gây hiệu ứng nhà kính cũng vẫn là vấn đề tối cần
thiết. Trong bài này chúng tôi sẽ lược qua về chu kỳ vệt đen mặt trời và các số liệu gần đây nhất về chu
kỳ thứ 23 của vệt đen mặt trời.

Why We Study the Sun?
Tại sao chúng ta nghiên cứu về Mặt Trời?


24

Theo các nhà khoa học ở Nasa có 4 nguyên nhân chính:
• Liên quan đến khí hậu Trái đất: số lượng và "chất lượng" của ánh sáng mặt trời thay đổi theo các
khoảng thời gian (từ 1/1000 giây đến hàng tỉ năm). Một vài sự thay đổi có thể ảnh hưởng đến khí
hậu của Trái đất của chúng ta một cách không rõ ràng.
• Liên quan đến thời tiết của vũ trụ: mặt trời tạo nên các luồng gió mặt trời (luồng khí chuyển động
từ Mặt trời đến Trái đất với vận tốc lớn hơn 500 km/giây). Những rối loạn của luồng gió mặt trời
sẽ làm ảnh hưởng đến từ trường của Trái đất làm tăng dòng điện trong các dây dẫn, làm hư hại các
thiết bị điện và hệ thống truyền tải điện ở một khu vực lớn. Bề mặt của Mặt trời thường xảy ra các

vụ nổ phóng ra tia UV và tia X vào phần trên của khí quyển Trái đất. Việc tăng các tia phóng xạ
có thể làm hư hại các vệ tinh nhân tạo và gây nguy hiểm cho các nhà du hành vũ trụ.
• Mặt trời là một vì sao: mặt trời là vì sao duy nhất gần Trái đất của chúng ta. Do đó, chúng ta có
thể nghiên cứu về mặt trời để hiểu biết thêm về các vì sao khác và phần còn lại của vũ trụ. Ngày
nay con người đã biết được tuổi của mặt trời, đường kính, trọng lượng, độ sáng của nó và nhiều
chi tiết về cấu trúc bên trong và khí quyển của nó.
• Mặt trời có thể coi như là một phòng thí nghiệm lý học: mặt trời tạo nên nguồn năng lượng của nó
bằng các phản ứng hợp nhân - 4 hạt nhân của hydrogen hợp lại thành hạt nhân của helium. Các
nhà khoa học đang tìm cách tạo nên những phản ứng tương tự.

The Big Questions
Các câu hỏi lớn
Nguồn gốc của chu kỳ vệt đen mặt trời (Sunspot cycle)?
Khoảng hơn 11 năm số lượng của các vệt đen mặt trời tăng từ gần bằng 0 đến hơn 100 (gần 200) sau đó
giảm xuống đến gần bằng 0 khi chu kỳ mới bắt đầu. Bản chất và nguyên nhân của các chu kỳ vệt đen mặt
trời vẫn còn là điều bí ẩn đối với các nhà thiên văn học vì hiện tại dù họ đã biết được nhiều chi tiết cũng
như những quá trình đóng vai trò chủ yếu trong việc tạo nên các vệt đen mặt trời, họ vẫn chưa thể lập nên
các mô hình để tiên đoán chính xác số lượng vệt đen mặt trời ở các chu kỳ sắp tới.

Bản chất của các vụ nổ (solar flares) ở bề mặt mặt trời
Khu vực xung quanh các vệt đen mặt trời thường nổ tung, làm cho vật chất ở đây bị nung lên đến hàng
triệu độ trong vòng vài giây và phóng ra vũ trụ hàng tấn các vật chất. Nguyên nhân chính xác gây ra các
vụ nổ này cũng là điều bí ẩn đối với các nhà khoa học, họ đã biết được cơ chế của các vụ nổ nhưng chưa
thể tiên đoán chính xác được nơi nào và khi nào sẽ xảy ra các vụ nổ và cường độ của nó là bao nhiêu?

Quá trình nung nóng vầng sáng chung quanh mặt trời (Corona):
Nhiệt độ của Corona lên đến hơn 1.000.000 oC (1.800.000 oF), trong khi nhiệt độ bề mặt mặt trời chỉ
khoảng 6.000 oC (10.000 oF). Bản chất của quá trình nung nóng Corona và duy trì nhiệt độ cao như vậy
cũng là điều bí ẩn đối với các nhà khoa học. Thông thường thì nhiệt độ giảm dần khi xa dần nguồn nhiệt.
Điều này đúng đối với nhiệt độ của mặt trời khi đi từ trong lõi của nó ra đến bề mặt. Các nhà khoa học đã

đưa ra một số cơ chế để giải thích, nhưng chưa có một cơ chế nào được sự tán đồng.

Sự biến mất của các hạt neutrios
Các hạt neutrios được tạo ra từ các phản ứng hạt nhân trong lõi của mặt trời và phóng thích vào vũ trụ.
Việc phát hiện các hạt neutrinos rất khó khăn. Tuy nhiên, một số các nghiên cứu độc lập đã cùng đi đến
kết luận rằng chỉ có khoảng 1/3 số lượng của các neutrinos này hiện diện ở Trái đất.

Magnetism - The key to Understanding the Sun


25
Từ học - Chìa khóa để hiểu rõ Mặt trời
Từ trường của Mặt trời: từ trường được tạo ra trên Mặt trời bởi sự di chuyển của các ion mang điện tích
và các electron. Vệt đen mặt trời là những chỗ các đường từ trường mạnh xuyên qua bề mặt mặt trời. Chu
kỳ vệt đen mặt trời được tạo ra bởi sự tái tạo lại từ trường do các dòng vật chất bên trong mặt trời.
Dự báo thời tiết vũ trụ: hiểu rõ về từ trường của mặt trời giúp ta có những dự đoán chính xác về thời tiết
vũ trụ. Các nhà khoa học đã xác định được rằng các vụ nổ ở bề mặt mặt trời diễn ra ở những nơi mà từ
trường giữa hai vệt đen mặt trời bị biến dạng hay xoắn lại.

Solar Structure
Cấu trúc của Mặt trời

Phần bên trong của mặt trời: phần bên trong của mặt trời được chia làm 4 khu vực theo các quá trình khác
nhau diễn ra ở từng khu vực. Từ trong ra ngoài ta có phần lõi (the core), vùng bức xạ, mặt phân giới và
khu vực đối lưu nhiệt.
Phần lõi của mặt trời là nơi xảy ra các phản ứng hợp nhân, sử dụng hydrogen để tạo ra helium. Những
phản ứng này tạo nên năng lượng và cuối cùng năng lượng này được phóng thích ra khỏi mặt trời dưới
dạng ánh sáng. Nhiệt độ ở tâm của mặt trời lên đến 15.000.000oC (27.000.000 oF) và tỉ trọng lên đến 150
g/cm3 (khoảng 10 lần lớn hơn tỉ trọng của vàng hoặc chì). Đi dần ra tới gần khu vực phóng xạ (175.000
km kể từ tâm), nhiệt độ giảm xuống chỉ còn khoảng phân nửa nhiệt độ ở tâm và tỉ trọng giảm xuống còn

20 g/cm3.
Khu vực phóng xạ: đặc điểm của khu vực này là năng lượng được truyền đi theo dạng bức xạ. Tỉ trọng
giảm từ 20 g/cm3 (ở phần bên trong của khu vực này) xuống còn 0,2 g/cm3 (ở phần bên ngoài của khu
vực) và nhiệt độ giảm từ 7.000.000 oC xuống còn 2.000.000oC.
Mặt phân giới là mặt phân chia khu vực phóng xạ và khu vực đối lưu nhiệt. Các nhà khoa học cho rằng từ
trường của mặt trời được sinh ra từ khu vực này.
Khu vực đối lưu: kể từ mặt phân giới (200.000 km) đến bề mặt mặt trời. Nhiệt độ ở phần trong cùng của
khu vực này khoảng 2.000.000oC. Nhiệt độ này đủ "mát" để các ion nặng (carbon, nitrogen, oxygen,
calcium và sắt) giữ các electron của nó lại. Nó tạo nên một lớp chắn sáng không cho bức xạ đi qua. Quá
trình truyền nhiệt ở đây theo kiểu đối lưu nhiệt. Nhiệt độ ở bề mặt mặt trời giảm xuống chỉ còn 5.700oC
và tỉ trọng còn 0,0000002 g/cm3 (khoảng một phần mười nghìn tỉ trọng của không khí ở mực nước biển).