MỤC TIÊU
- Nêu được một số dạng tồn tại phổ biến của nguyên tố carbon trong tự nhiên (than, kim cương, carbon dioxide, các muối carbonate, các hợp chất hữu cơ).
- Trình bày được sản phẩm và sự phát năng lượng từ quá trình đốt cháy than, các hợp chất hữu cơ; chu trình carbon trong tự nhiên và vai trò của carbon dioxide trong chu trình đó.
- Trình bày được nguồn gốc tự nhiên và nguồn gốc nhân tạo của methane.
- Nêu được khí carbon dioxide và methane là nguyên nhân chính gây hiệu ứng nhà kính, sự ấm lên toàn cầu.
- Trình bày được những bằng chứng của biến đổi khí hậu, thời tiết do tác động của sự ấm lên toàn cầu trong thời gian gần đây; những dự đoán về các tác động tiêu cực trước mắt và lâu dài.
- Nêu được một số biện pháp giảm lượng khí thải carbon dioxide ở trong nước và ở phạm vi toàn cầu.
TÓM TẮT KIẾN THỨC
Khởi động
Trong những năm gần đây, hiện tượng biến đổi khí hậu diễn ra hầu như ở nhiều nơi trên Trái Đất. Ảnh hưởng của nó ngày càng nghiêm trọng đến môi trường tự nhiên và con người. Nguyên nhân gây ra sự bất thường của khí hậu là do đâu? Con người đã thực hiện những biện pháp nào để làm giảm sự biến đổi đó?
❖ Phương pháp giải:
Dựa vào kiến thức của bản thân.
❖ Lời giải chi tiết:
- Nguyên nhân gây ra sự bất thường của khí hậu là do hiệu ứng nhà kính đã dẫn đến sự ấm lên toàn cầu.
- Biện pháp để làm giảm sự biến đổi đó là việc giảm và kiểm soát lượng carbon dioxide trên toàn cầu:
+ Sử dụng các phương tiện giao thông công cộng.
+ Trồng nhiều cây xanh.
+ Bảo vệ tài nguyên rừng.
+ Hưởng ứng giờ Trái Đất.
+ Sử dụng các nguồn năng lượng mới thân thiện với môi trường.
+ Sử dụng nhiên liệu xanh,...
1. NGUỒN CARBON VÀ CHU TRÌNH CARBON TRONG TỰ NHIÊN
➲ 1.1. Tìm hiểu một số dạng tồn tại phổ biến của nguyên tố carbon trong tự nhiên
Nguyên tố carbon có thể được tìm thấy ở dạng đơn chất trong tự nhiên như: than, kim cương, ... Ngoài ra, nguyên tố carbon còn xuất hiện trong các hợp chất như khí carbon dioxide (CO2) có trong khí quyển, các muối carbonate và trong các hợp chất hữu cơ (hydrocarbon, protein, vitamin, carbohydrate, ...).
Thảo luận
Câu hỏi 1. Quan sát Hình 34.1, hãy cho biết carbon tồn tại dưới những dạng nào trong tự nhiên?
❖ Phương pháp giải:
Dựa vào một số dạng tồn tại phổ biến của nguyên tố carbon trong tự nhiên.
❖ Lời giải chi tiết:
Carbon tồn tại ở dạng đơn chất và hợp chất.
- Đơn chất trong tự nhiên: than, kim cương.
- Hợp chất: khí CO2, muối carbonate, các hợp chất hữu cơ,…
Củng cố kiến thức
Em hãy tìm một số vật thể trong tự nhiên có thành phần là hợp chất của nguyên tố carbon.
❖ Phương pháp giải:
Dựa vào một số dạng tồn tại phổ biến của nguyên tố carbon trong tự nhiên.
❖ Lời giải chi tiết:
Một số vật thể trong tự nhiên có thành phần là hợp chất của nguyên tố carbon như núi đá vôi (CaCO3), đá vôi (CaCO3), quặng dolomit (CaCO3.MgCO3), mẩu than chì (C), viên kim cương (C), …
✍ Ghi nhớ
Trong tự nhiên, carbon có thể được tìm thấy ở dạng đơn chất (kim cương, than chì, ...), hợp chất (khí carbon dioxide, muối carbonate và các hợp chất hữu cơ, ...).
Mở rộng
Năm 1985, các nhà khoa học Harold Kroto, Robert Curl và Richard Smalley (Mỹ) khám phá cấu trúc phân tử carbon mới (fullerenes) và thấy nó rất bền vững. Nghiên cứu này giúp các nhà khoa học nhận được giải Nobel Hoá học năm 1996. Fullerenes được mô tả như hình cầu có 60 nguyên tử carbon liên kết với nhau trong một phân tử. Dây cũng là một dạng thù hình mới của carbon.
➲ 1.2. Tìm hiểu sản phẩm và sự phát năng lượng từ quá trình đốt cháy than, các hợp chất hữu cơ
Than mỏ, dầu mỏ, khí thiên nhiên, khí mỏ dầu, ... là những loại nhiên liệu chứa carbon, khi bị đốt cháy chúng sẽ sinh ra khí carbon dioxide và giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt.
Thảo luận
Câu hỏi 2. Em hãy cho biết vì sao các nhiên liệu than mỏ, khí thiên nhiên, khí mỏ dầu khi đốt cháy sẽ sinh ra khí CO2.
❖ Phương pháp giải:
Các chất chứa nguyên tố carbon khi đốt cháy sẽ sinh ra khí CO2.
❖ Lời giải chi tiết:
Các nhiên liệu than mỏ, khí thiên nhiên, khí mỏ dầu khi đốt cháy sẽ sinh ra khí CO2 vì trong thành phần của chúng có chứa carbon (C).
➲ 1.3. Tìm hiểu chu trình carbon trong tự nhiên và vai trò của carbon dioxide trong chu trình đó
Trong tự nhiên luôn có sự chuyển hoá carbon từ dạng này sang dạng khác. Sự chuyển hoá này diễn ra thường xuyên, liên tục và tạo thành chu trình khép kín được gọi là chu trình carbon (Hình 14.2). Carbon dioxide là một khí quan trọng trong chu trình carbon, đóng vai trò là chất trung gian của quá trình trao đổi carbon giữa các hệ sinh thái trên Trái Đất.
Chu trình carbon trong tự nhiên diễn ra theo các quá trình chính sau:
• Quá trình hấp thụ làm giảm lượng carbon dioxide trong khí quyển:
- Khí carbon dioxide trong không khí được thực vật hấp thu và thực hiện quá trình quang hợp tạo ra các hợp chất hữu cơ (tinh bột, cellulose, ...) giúp thực vật phát triển. Động vật sử dụng thực vật làm thức ăn, các hợp chất chứa carbon trong thực vật được chuyển sang động vật.
– Ngoài ra, carbon dioxide có thể hoà tan trong nước biển, sông, hồ.
• Quá trình phát thải khí carbon dioxide:
Các sinh vật sống đều có sự hô hấp. Quá trình hô hấp là nguồn phát thải carbon dioxide đáng kể. Bên cạnh đó, các hoạt động sống của con người cũng đã góp phần sản sinh ra lượng khí CO2 vào khí quyển qua việc đốt nhiên liệu phục vụ cho việc sản xuất, phương tiện giao thông, ...
Thảo luận
Câu hỏi 3. Sự chuyển hoá carbon trong tự nhiên diễn ra như thế nào?
❖ Phương pháp giải:
Dựa vào chu trình carbon trong tự nhiên.
❖ Lời giải chi tiết:
- Trong tự nhiên luôn có sự chuyển hóa carbon từ dạng này sang dạng khác. Sự chuyển hóa này diễn ra thường xuyên, liên tục và tạo thành chu trình khép kín được gọi là chu trình carbon.
- Các quá trình trong chu trình carbon là:
+ Quá trình hấp thu làm giảm lượng carbon dioxide trong khí quyển: Khí carbon dioxide trong không khí được thực vật hấp thu và thực hiện quá trình quang hợp tạo ra các hợp chất hữu cơ giúp thực vật phát triển. Động vật sử dụng thực vật làm thức ăn, các hợp chất chứa carbon trong thực vật được chuyển sang động vật.
+ Quá trình phát thải khí carbon dioxide: Các sinh vật sống đều có sự hô hấp. Quá trình hô hấp là nguồn phát thải carbon dioxide đáng kể.
Thảo luận
Câu hỏi 4. Em hãy trình bày dưới dạng sơ đồ về vai trò của carbon dioxide trong chu trình carbon.
❖ Phương pháp giải:
Dựa vào chu trình carbon trong tự nhiên và vai trò của carbon trong chu trình.
❖ Lời giải chi tiết:
Củng cố kiến thức
Trong chu trình carbon, quá trình nào đóng vai trò quan trọng nhất trong việc hấp thu carbon dioxide từ khí quyển?
❖ Phương pháp giải:
Dựa vào chu trình carbon trong tự nhiên và vai trò của carbon trong chu trình.
❖ Lời giải chi tiết:
Quá trình hấp thu làm giảm lượng carbon dioxide trong khí quyển được thực hiện quá trình quang hợp tạo ra các hợp chất hữu cơ giúp thực vật phát triển. Động vật sử dụng thực vật làm thức ăn, các hợp chất chứa carbon trong thực vật được chuyển sang động vật.
✍ Ghi nhớ
Chu trình carbon là chu trình chuyển hoá carbon, trong đó nguyên tố carbon được trao đổi giữa các hệ sinh thái, bao gồm môi trường đất, nước, không khí và sinh vật. Chu trình carbon diễn ra liên tục nhờ sự chuyển hoá giữa các hợp chất của carbon và khí carbon dioxide. Đây là một chu trình quan trọng đối với sự sống trên Trái Đất.
2. NGUỒN GỐC CỦA METHANE
➲ Tìm hiểu nguồn gốc của methane
- Methane có thể được tìm thấy từ các nguồn tự nhiên (ao, hổ bùn, đầm lầy, ...) và các mỏ khí (khí thiên nhiên, khí mỏ dầu, ...). Bên cạnh đó, các quá trình sinh học cũng là nguồn phát thải methane tự nhiên. Methane có thể được sinh ra khi các vi sinh vật phân huỷ các chất hữu cơ trong môi trường yếm khí.
- Ngoài ra, methane cũng có thể được tạo ra từ các hoạt động của con người như quá trình khai thác nhiên liệu hoá thạch, các hoạt động nông nghiệp như chăn nuôi gia súc (trâu, bò, ...), ...
Thảo luận
Câu hỏi 5. Trong tự nhiên, methane được tạo thành từ đâu?
❖ Phương pháp giải:
Dựa vào nguồn gốc của methane.
❖ Lời giải chi tiết:
Methane có thể được sinh ra khi các vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ trong môi trường yếm khí. Có thể được tạo ra từ các hoạt động của con người như quá trình khai thác nhiên liệu hoá thạch, các hoạt động nông nghiệp như chăn nuôi gia súc.
Củng cố kiến thức
Hãy sử dụng sơ đồ tư duy để tóm tắt lại nguồn gốc của methane.
❖ Phương pháp giải:
Dựa vào nguồn gốc của methane.
❖ Lời giải chi tiết:
✍ Ghi nhớ
Methane được phát thải theo nguồn gốc tự nhiên và sinh ra từ các hoạt động của con người. Sự phát thải methane góp phần gây ra hiệu ứng nhà kính và sự ấm lên toàn cầu.
3. HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH VÀ SỰ ẤM LÊN TOÀN CẦU
➲ 3.1. Tìm hiểu nguyên nhân gây ra hiệu ứng nhà kính
Carbon dioxide và methane là hai chất khí chủ yếu gây nên hiệu ứng nhà kính (greenhouse effect) trên Trái Đất. Lượng khí nhà kính có vai trò quan trọng trong việc giữ nhiệt cho Trái Đất. Tuy nhiên, khi lượng khí nhà kính tăng quá cao dẫn đến hiện tượng ấm lên toàn cầu.
Thảo luận
Câu hỏi 6. Vì sao lượng khí nhà kính trên Trái Đất ngày càng tăng?
❖ Phương pháp giải:
Dựa vào các nguồn phát sinh khí CO2 và CH4.
❖ Lời giải chi tiết:
Lượng khí nhà kính trên Trái Đất ngày càng tăng là do:
- Nhu cầu sử dụng nhiên liệu hóa thạch tăng.
- Khí thải từ các ngành công nghiệp tăng.
- Sự tàn phá rừng, cây xanh.
- …
Củng cố kiến thức
Có ý kiến cho rằng khí nhà kính gây ảnh hưởng tiêu cực cho hành tinh xanh. Em hãy cho biết ý kiến của mình về vấn đề trên.
❖ Phương pháp giải:
Dựa vào các tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu, thời tiết.
❖ Lời giải chi tiết:
Ý kiến “Khí nhà kính gây ảnh hưởng tiêu cực cho hành tinh xanh” là đúng vì sự gia tăng lượng khí nhà kính (CO2, CH4, …) trong khí quyển làm tăng hiệu ứng nhà kính, từ đó dẫn đến sự ấm lên toàn cầu. Từ đó gây ra những biến đổi khí hậu và thời tiết cực đoan:
- Mực nước biển đã dâng lên trong thế kỉ qua.
- Sự gia tăng các hiện tượng nóng, bão, lũ lụt, hạn hán, …
- …
✍ Ghi nhớ
Hiệu ứng nhà kính và sự ấm lên toàn cầu có mối liên hệ với nhau. Sự gia tăng lượng khí nhà kính (CO2, CH4, ...) trong khí quyển làm tăng hiệu ứng nhà kính, từ đó dẫn đến sự ấm lên toàn cầu.
➲ 3.2. Giới thiệu một số bằng chứng biến đổi khí hậu, thời tiết
Một số bằng chứng biến đổi khí hậu và thời tiết cực đoan:
- Nhiệt độ trung bình của Trái Đất đã tăng lên kể từ thời kì tiền công nghiệp.
- Số lượng các đợt nắng nóng, bão, lũ lụt và hạn hán đã tăng lên trong những năm gần đây.
- Mực nước biển đã dâng lên trong thế kỉ qua.
- Các hệ sinh thái trên Trái Đất đang bị biến đổi do biến đổi khí hậu. Những bằng chứng này cho thấy biến đổi khí hậu đang là mối đe doạ nghiêm trọng đối với sự sống trên Trái Đất.
Thảo luận
Câu hỏi 7. Em hãy nêu một số hậu quả do biến đổi khí hậu trên thế giới.
❖ Phương pháp giải:
Dựa vào một số bằng chứng biến đổi khí hậu, thời tiết.
❖ Lời giải chi tiết:
Hậu quả do biến đổi khí hậu trên thế giới là:
- Nhiệt độ Trái Đất tăng dẫn đến sự ấm lên toàn cầu.
- Băng tan ở hai cực dẫn đến nước biển dâng.
- Sự gia tăng của thời tiết cực đoan.
- …
Củng cố kiến thức
Sử dụng sơ đồ tư duy để hệ thống lại những tác động tiêu cực do biến đổi khí hậu gây ra.
❖ Phương pháp giải:
Dựa vào các tác động tiêu cực về biến đổi khí hậu, thời tiết.
❖ Lời giải chi tiết:
➲ 3.3. Dự đoán về các tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu, thời tiết
-Trên cơ sở quan sát và nghiên cứu nhiều nơi trên thế giới, các nhà khoa học sớm đã đưa ra các dự đoán về tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu cho hiện tại và tương lai.
- Nếu nhiệt độ trên Trái Đất tiếp tục tăng, những khối băng ở các cực Trái Đất sẽ tan chảy nhanh hơn, làm cho mực nước biển dâng cao, do đó các quốc gia, thành phố ven biển sẽ có nguy cơ bị ngập, lụt.
- Nhiệt độ trên Trái Đất tăng lên làm gia tăng hiện tượng thời tiết cực đoan. Ví dụ, xuất hiện nhiều cơn bão nhiệt đới, lũ lụt và nắng nóng thường xuyên dễ gây ra cháy rừng với mức độ ngày càng nghiêm trọng hơn, tác động tiêu cực đến cuộc sống con người.
✍ Ghi nhớ
Một số bằng chứng của biến đổi khí hậu như sự ấm lên toàn cầu và các hiện tượng thời tiết cực đoan đang ngày càng trở nên phổ biến hơn. Điều này cho thấy biến đổi khí hậu đang là mối đe doạ nghiêm trọng đối với sự sống trên Trái Đất.
4. MỘT SỐ BIỆN PHÁP GIẢM LƯỢNG KHÍ CARBON DIOXIDE TRONG NƯỚC VÀ TOÀN CẦU
Việc cắt giảm và kiểm soát lượng carbon dioxide là yêu cầu cần thiết được đặt ra không chỉ ở phạm vi trong nước mà còn trên toàn cầu.
➲ 4.1. Tìm hiểu một số biện pháp giảm lượng khí carbon dioxide trong nước
Trong phạm vi quốc gia, mỗi công dân đều có nghĩa vụ góp phần vào việc giảm lượng khí carbon dioxide cho quốc gia đó. Một số biện pháp đơn giản mà chúng ta có thể chung tay thực hiện như: Sử dụng các phương tiện giao thông công cộng, trồng cây xanh và bảo vệ tài nguyên rừng, ...
Thảo luận
Câu hỏi 8. Với vai trò là một học sinh, một công dân nhỏ của nước Việt Nam, em sẽ có những hành động nào để góp phần giảm lượng khí carbon dioxide?
❖ Phương pháp giải:
Dựa vào một số biện pháp giảm lượng khí carbon dioxide trong phạm vi toàn cầu.
❖ Lời giải chi tiết:
Hành động của em để góp phần giảm lượng khí carbon dioxide là:
- Tuyên truyền trong gia đình và những người xung quanh về biến đổi khí hậu do hiệu ứng nhà kính.
- Hưởng ứng ngày Trái Đất.
- Tham gia các phong trào trồng cây, gây rừng.
- Thường xuyên sử dụng các phương tiện giao thông công cộng.
- …
➲ 4.2. Tìm hiểu một số biện pháp giảm lượng khí carbon dioxide trong phạm vi toàn cầu
Các quốc gia trên thế giới cần có những hành động cùng nhau để góp phần giảm thải lượng khí carbon dioxide cho mỗi quốc gia của mình.
Củng cố kiến thức
Không chỉ Việt Nam mà thế giới cũng đều kêu gọi mọi người chung tay trồng nhiều cây xanh, phủ kín đổi trọc. Việc làm này đem lại lợi ích gì cho môi trường?
❖ Phương pháp giải:
Dựa vào quá trình quang hợp của cây xanh.
❖ Lời giải chi tiết:
Việc trồng nhiều cây xanh, phủ kín đồi trọc đem lại lợi ích to lớn đến môi trường:
- Điều hòa khí hậu Trái Đất.
- Tăng quá trình quang hợp, tức là tăng quá trình hấp thụ CO2, giải phóng O2.
- Tránh hiện tượng xói mòn, sạt lở đất.
Vận dụng kiến thức
Hãy tìm hiểu và giới thiệu cho các bạn cùng biết nội dung Nghị định thư Kyoto đề cập đến vấn đề gì?
❖ Phương pháp giải:
Dựa vào sách, báo tìm kiếm trên internet.
❖ Lời giải chi tiết:
- Nghị định thư Kyoto năm 1997 là một nghị định liên quan đến Công ước khung Liên Hiệp Quốc về Biến đổi khí hậu tầm quốc tế của Liên hiệp quốc với mục tiêu cắt giảm lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính.
- Bản dự thảo được ký kết vào ngày 11 tháng 12 năm 1997 tại Hội nghị các bên tham gia lần thứ ba khi các bên tham gia nhóm họp tại Kyoto và chính thức có hiệu lực vào ngày 16/02/2005.
- Đến nay đã có khoảng 192 nước tham gia phê chuẩn.
- Việt Nam đã ký Nghị định thư Kyoto vào ngày 3/12/1998 và phê chuẩn vào ngày 25/9/2002.
* Nội dung
- Nội dung của Nghị định thư bao gồm các điều khoản cung cấp bối cảnh để hiểu Nghị định thư, các điều khoản ghi nhận cam kết của các thành viên, các điều khoản về thể chế và các điều khoản về bảo đảm tuân thủ.
- Với Nghị định thư Kyoto, các Quốc gia thành viên thuộc Phụ lục I UNFCCC chấp nhận chịu ràng buộc bởi các cam kết cụ thể về cắt giảm phát thải khí nhà kính.
- Mục tiêu cắt giảm của tất cả các Quốc gia thành viên này được liệt kê ở Phụ lục B của Nghị định thư.
✍ Ghi nhớ
Biến đổi khí hậu gây ảnh hưởng đến tất cả mọi người. Chúng ta cần giảm thiểu phát thải khí nhà kính bằng cách chuyển đổi sang sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo, tiết kiệm năng lượng và bảo vệ rừng.
BÀI TẬP
Đang cập nhật
