Hầu hết giới khoa học đều công nhận biến đổi khí hậu là do nồng độ của khí hiệu ứng nhà kính tăng lên trong khí quyển ở mức độ cao, các hoạt động khai thác quá mức các bể hấp thụ và bể
Trang 1MỞ ĐẦU
1 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Thủy triều tại Nam Bộ ngày càng dâng cao hơn, nước biển xâm thực nhiều hơn ở đồng bằng sông Cửu Long, đặc biệt số lần mưa bão trong năm nhiều hơn, cường độ bão ngày càng mạnh hơn, mà đợt mưa lũ tại Bắc và Nam Trung Bộ hồi tháng 10-2011 vừa qua là một ví dụ, cho thấy biến đổi khí hậu ngày càng rõ nét, và tác động của nó đến Việt Nam nói riêng và Thế giới nói cùng ngày càng mạnh mẽ, trực tiếp ảnh hưởng đến đời sống của con người Trên các phương tiện truyền thông, các thuật ngữ “biến đổi khí hậu”, “băng tan”, “trái đất nóng lên”, “ hiệu ứng nhà kính” đang được nhắc đến ngày càng nhiều Do đặc điểm vị trí địa lý, Việt Nam đứng thứ 5 trong danh sách các nước bị ảnh hưởng bởi khí hậu toàn cầu
Ngày 2/12/2008, chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt (quyết định số 158/2008/QĐ-TTg ) nhằm bảo đảm sự phát triển bền vững của đất nước, phát triển nền kinh tế theo hướng cacbon thấp, và tham gia cùng cộng đồng quốc tế trong nỗ lực giảm nhẹ biến đổi khí hậu, bảo vệ hệ thống khí hậu trái đất
“Giáo dục phát triển bền vững là một phương tiện quan trọng nhằm xây dựng một hành lang toàn cầu ứng phó với biến đổi khí hậu Chúng
ta thấy rằng, khi người tiêu dùng và công dân có ý thức trách nhiệm thì hành động cụ thể của họ có thể đóng góp vào việc giải quyết các thách thức như biến đổi khí hậu " trích lời phát biểu của ông Mark Richmond, Giám đốc Điều phối về giáo dục của Liên Hợp Quốc Tại Việt Nam dự kiến sau năm
2015, giáo dục về biến đổi khí hậu sẽ được đưa vào thành môn học đại cương lồng ghép trong chương trình giảng dạy của tất cả các cấp học từ mầm non đến đại học và được lấy tên là môn học Giáo dục môi trường Với tầm quan trọng của giáo dục trong việc ứng phó với biến đổi khí hậu thì tại sao chúng
ta không làm ngay bây giờ mà phải chờ đến sau năm 2015?
Trước thực tế đó, trong nhà trường phổ thông ngoài nhiệm vụ chính là cung cấp kiến thức cơ bản, hàn lâm cho học sinh thì việc giáo dục môi trường, kỹ năng sống cũng rất cần thiết
Học sinh phổ thông, những chủ nhân tương lai của đất nước, cũng là những người chịu những tác động của biến đổi khí hậu Chính các em phải hiểu rõ về biến đổi khí hậu và có những hành động phù hợp với lứa tuổi, với trình độ của các em để góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu Vì những lí do trên mà tôi quyết định chọn đề tài “ tích hợp giáo dục biến đổi khí hậu vào
giảng dạy bộ môn hóa học ở trường phổ thông – chương trình hóa học 11- ban cơ bản ”
Trang 2Một số hình ảnh minh họa những biểu hiện của biến đổi khí hậu
Hình 1: Biến đổi khí hậu làm mưa lũ, cường độ bão mạnh hơn
Hình 2: Biến đổi khí hậu gây ra hạn hán
2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài nhằm giúp các em học sinh có những kiến thức cơ bản nhất về biến đổi khí hậu, như hiểu được biến đổi khí hậu là gì? Biến đổi khí hậu có ảnh hưởng như thế nào đến cuộc sống của các em? Yếu tố nào gây ra sự biến đổi khí hậu ( đặc biệt là các yếu tố có liên quan đến những nội dung bài học )
và các em có thể làm được gì để giảm thiểu biến đổi khí hậu?
3 NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI
Tích hợp những nội dung liên quan đến biến đổi khí hậu vào trong một
số bài giảng cụ thể
4 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Học sinh lớp 11A1 và 11A2 trường THPT Thái Hòa
Trang 35 PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Sách giáo khoa lớp 11- ban cơ bản
“ Biến đổi khí hậu đã tác động khắp Việt Nam” (trích lời dẫn của nguyên Thứ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường Đặng Hùng Võ) vì vậy việc giáo dục biến đổi khí hậu ngày càng trở nên cấp thiết Trong thực tế giảng dạy môn hóa học hiện nay, chúng ta đã tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường vào việc dạy và học bộ môn Giáo dục bảo vệ môi trường chủ yếu nói đến sự ô nhiễm môi trường ( ô nhiễm đất, nước, không khí) nhưng chưa nói đến biến đổi khí hậu vì vậy có thể nói đây là một đề tài có tính mới trong điều kiện thực tế hiện nay
Trang 4NỘI DUNG
A CƠ SỞ KHOA HỌC
1 BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Biến đổi khí hậu Trái Đất là sự thay đổi của hệ thống khí hậu gồm khí
quyển, thuỷ quyển, sinh quyển, thạch quyển hiện tại và trong tương lai bởi các nguyên nhân tự nhiên và nhân tạo trong một giai đoạn nhất định từ tính bằng thập kỷ hay hàng triệu năm
Sự biển đổi có thế là thay đổi thời tiết bình quân hay thay đổi sự phân
bố các sự kiện thời tiết quanh một mức trung bình Sự biến đổi khí hậu có thế giới hạn trong một vùng nhất định hay có thế xuất hiện trên toàn Địa Cầu
Trong những năm gần đây, biến đổi khí hậu thường đề cập tới sự thay đổi khí hậu hiện nay, được gọi chung bằng hiện tượng nóng lên toàn cầu
2 NGUYÊN NHÂN GÂY BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Theo báo cáo mới nhất của Liên hiệp quốc, nguyên nhân của hiện tượng biến đổi khí hậu 90% do con người gây ra, 10% là do tự nhiên
Hầu hết giới khoa học đều công nhận biến đổi khí hậu là do nồng độ
của khí hiệu ứng nhà kính tăng lên trong khí quyển ở mức độ cao, các hoạt
động khai thác quá mức các bể hấp thụ và bể chứa khí nhà kính như sinh khối, rừng, các hệ sinh thái biển, ven bờ và đất liền khác Khí hiệu ứng nhà kính đã làm cho Trái đất ấm lên, nhiệt độ bề mặt Trái đất nóng lên, nhiệt độ nóng lên này đã tạo ra các biến đổi trong các vấn đề thời tiết hiện nay
3 HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH
Hiệu ứng nhà kính: Có thể hiểu một cách ngắn gọn như sau: ta biết nhiệt độ trung bình của bề mặt trái đất được quyết định bởi cân bằng giữa năng lượng mặt trời chiếu xuống trái đất và lượng bức xạ nhiệt của mặt đất vào vũ trụ Bức xạ nhiệt của mặt trời là bức xạ có sóng ngắn nên dễ dàng xuyên qua tầng ozon và lớp khí CO2 để đi tới mặt đất, ngược lại bức xạ nhiệt
từ trái đất vào vũ trụ là bức sóng dài, không có khả năng xuyên qua lớp khí CO2 dày và bị CO2 + hơi nước trong khí quyên hấp thụ Như vậy lượng nhiệt này làm cho nhiệt độ bầu khí quyển bao quanh trái đất tăng lên Lớp khí CO2
có tác dụng như một lớp kính giữ nhiệt lượng tỏa ngược vào vũ trụ của trái đất trên quy mô toàn cầu Bên cạnh CO2 còn có một số tác nhận khác được gọi chung là khí nhà kính như NOx, Metan, CFC và bụi ( sol khí)
Khí nhà kính: là những khí có khả năng hấp thụ các bức xạ sóng dài (hồng ngoại) được phản xạ từ bề mặt trái đất khi được chiếu sáng bằng ánh sáng mặt trời, sau đó phân tán nhiệt lại cho trái đất, gây nên hiệu ứng nhà kính.Các khí nhà kính chủ yếu bao gồm: hơi nước, CO2, CH4, N2O, O3, các khí CFC
Trang 5Hình 3: Hình ảnh mô phỏng hiệu ứng nhà kính
Tên khí nhà
kính
Công thức Tốc độ tăng nồng
độ mỗi năm
Hiệu quả nhà kính
so với một phân
tử CO2
4 HẬU QUẢ CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
- Nhiệt độ trái đất tăng lên
- Băng tan ( băng tại hai cực trái đất , tại một số đỉnh núi như Himalaya)
- Nước biển dâng
- Bão lũ, úng lụt, hạn hán, sa mạc hóa
- Hải lưu đại dương thay đổi : Ennino và Lanina
- Tần xuất thiên tai, cường độ và thời gian xảy ra đều theo hướng xấu đi
5 TÍCH HỢP
Trang 6Tích hợp giáo dục về biến đổi khí hậu vào giảng dạy bộ môn là cách kết hợp một cách có hệ thống các kiến thức hóa học với kiến thức biến đổi khí hậu một cách hài hòa và thống nhất
Giáo dục biến đổi khí hậu là giáo dục tổng thể nhằm trang bị những kiến thức về biến đổi khí hậu cho học sinh phổ thông qua môn hóa học sao cho phù hợp với từng đối tượng, từng cấp học
B THỰC TRẠNG
1 THUẬN LỢI
Hóa học là môn khoa học thực nghiệm, có nhiều ứng dụng trong thực tiễn, cũng như giải thích được nhiều hiện tượng trong tự nhiên nên rất nhiều học sinh yêu sinh yêu thích môn học
Việc sử dụng bài giảng điện tử giúp nhiều vấn đề, nhiều hình ảnh, thí nghiệm, hiện tượng không thể minh họa trong điều kiện giảng dạy có thể biểu diễn một cách trực quan, sinh động hơn
2 KHÓ KHĂN
Nội dung kiến thức cơ bản trong một tiết dạy rất lớn, chiếm hầu hết thời gian vì vậy thời gian dành cho các hoạt động tích hợp hay lồng ghép còn hạn chế
Trong nhà trường chưa có những buổi sinh hoạt ngoại khóa cho bộ môn
C NỘI DUNG
Bài 7: NITƠ
Vì đây là bài đầu tiên tích hợp về biến đổi khí hậu nên giáo viên thuyết trình một cách ngắn gọn về biến đổi khí hậu, hiệu ứng nhà kính, và các tác nhân gây hiệu ứng nhà kính, hậu quả của sự biến đổi khí hậu
Các oxit của nitơ gồm N2O, NO, N2O3, NO2, N2O5 ( gọi chung là NOx) Trong đó NO và NO2 là các chất điển hình gây ô nhiễm không khí, còn N2O
là khí gây hiệu ứng nhà kính ( gây biến đổi khí hậu)
- Một phân tử N2O gây ra hiệu ứng nhà kính gấp 300 lần một phân tử
CO2 Hàm lượng của nó đang tăng dần trên phạm vi toàn cầu, hàng năm khoảng từ 0,2 - 0,3% N2O được sinh ra trong quá trình đốt các nhiên liệu hoá thạch, quá trình sử lí rác thải, quá trình nitrat hoá các loại phân bón hữu cơ và
vô cơ, khí thải của động cơ đốt trong (khoảng 3 ppm) và các ngành công nghiệp, vi khuẩn phân hủy nitơ trong đất
Trang 7Để giảm biến đổi khí hậu, cần phải giảm phát thải các khí gây hiệu ứng nhà kính, trong đó có N2O Vậy cần làm gì để giảm lượng khí N2O phát thải vào khí quyển ?
* Giảm bớt việc đốt nhiên liệu hóa thạch, tìm nguồn năng lượng thay thế nhiên liệu của động cơ đốt trong ( dùng năng lượng hiđro, xăng sinh học,
sử dụng năng lượng điện( bình acqui )…)
* Đối với N2O trong khí thải công nghiệp, và quá trình xử lí rác thải thì cần có qui trình xử lí N2O trước khi thải ra khí quyển
* Ví dụ: các nhà máy xử lý nước thải thường biến đổi hóa học các chất dinh dưỡng chứa nitơ hòa tan để hạn chế tác động đối với môi trường nước, nhưng quá trình này lại sinh ra N2O Để hạn chế thải N2O, một số nhà máy
xử lí nước thải tại Mỹ người ta đã dùng các vi khuẩn khác nhau để chuyển hóa các nitrat thành N2 không gây ảnh hưởng đến môi trường và khí hậu
Hình 4: Nước thải công nghiệp chưa sử lí có
chứa N 2 O.
Hình 5: khí thải công nghiệp có chứa N 2 O
Hình 6: khí thải của động cơ đốt trong của xe ôtô có chứa N 2 O
Trang 8Bài 15 CACBON
Giáo viên giới thiệu cho học sinh CO2 là khí gây hiệu ứng nhà kính, là thủ phạm lớn nhất gây biến đổi khí hậu Vì phản ứng C + O2 →t o CO2 tỏa ra nhiều nhiệt nên cacbon được sử dụng làm nhiên liệu, chất đốt một cách rộng rãi trong cuộc sống và sản xuất
GV đặt câu hỏi: cacbon được sử dụng làm nhiên liệu trong những lĩnh vực nào? Cacbon đem đốt ở dạng nào? Để giảm lượng CO2 do việc đốt cacbon cần phải làm gì?
* Cacbon được sử dụng làm nhiên liệu trong những lĩnh vực:
- Đốt cacbon để cung cấp nhiệt trong hoạt động nấu, nướng ở gia đình ( ví dụ như bếp than tổ ong)
- Sản xuất gang thép
- Nhiệt điện
- Cung cấp nhiên liệu cho ngành công nghiệp silicat ( sản xuất gạch ngói, xi măng, nung gốm sứ…)
Bếp than tổ ong nhà máy nhiệt điện Phả Lại
nhà máy gang thép Thái Nguyên
* Cacbon đem đốt là cacbon ở dạng than chì và than mỏ
* Để giảm lượng CO 2 sinh ra do việc đốt cacbon
- Tìm nguồn nhiên liệu thay thế: dùng năng lượng gió, năng lượng mặt trời, thủy điện, điện hạt nhân
- Không dùng bếp than trong gia đình, dùng bếp ga, bếp điện, bếp từ…
Trang 9- Giảm sử dụng nhiên liệu bằng cách tắt các thiết bị điện khi không cần thiết
- Trồng cây xanh
Nhà máy phong điện ở Bình Thuận
Các tua bin gió tại nhà máy điện gió Tuy Phong tỉnh Bình Thuận
Bài 16 HỢP CHẤT CỦA CACBON
Gv đặt câu hỏi: Ngoài lượng CO2 sinh ra do đốt cacbon, thì CO2 còn được sinh ra từ nguồn nào? Làm sao để giảm lượng CO2 sinh ra từ những nguồn này?
* Các nguồn sinh ra CO 2
- Nhiệt phân muối cacbonat ( chủ yếu là nhiệt phân đá vôi trong sản xuất vôi, sản xuất xi măng …)
- Đốt cháy các hợp chất hữu cơ, quá trình lên men trong sản xuất bia, rượu…
Trang 10- Sinh ra do quá trình hô hấp của người và động vật
Gia tăng lượng khí CO 2 trong khí quyển
Lò vôi
* Để giảm lượng CO 2 sinh ra từ các nguồn trên
- Trồng nhiều cây xanh
Trang 11Trồng cây xanh để giảm lượng CO2 gây hiệu ứng nhà kính ( biến đổi khí hậu) Bài 17 SILIC VÀ HỢP CHẤT CỦA SILIC
GV giới thiệu với học sinh hợp chất của silic có nhiều ứng dụng như dùng sản xuất thủy tinh, gạch ngói, xi măng Trong quá trình sản xuất xi măng sinh ra rất nhiều bụi, sol khí có thể gây hiệu ứng nhà kính ( biến đổi khí hậu)
* Yêu cầu học sinh tìm hướng khắc phục, hạn chế lượng sol khí thải ra
từ các nhà máy sản xuất xi măng, sau đó nhận xét, bổ sung( nếu cần)
*Các nhà máy sản xuất xi măng cần có hệ thống lọc khí, hoạt động giống như máy li tâm để giữ bụi lại, trước khi xả khí thải
Nhà máy xi măng 12/9 ở huyện Anh Sơn – Ngệ An không có bộ phận lọc bụi trước khi thải khí
Trang 12Nhà máy xi măng Tuyên Quang có sử dụng hệ thống lọc bụi tĩnh điện
Bài 20 MỞ ĐẦU VỀ HÓA HỌC HỮU CƠ
Đặc điểm chung của hợp chất hữu cơ là kém bền với nhiệt và dễ cháy ( như xăng, dầu, khí ga…) Giáo viên thuyết trình vì hợp chất hữu cơ là hợp chất của cacbon nên khi cháy thu được sản phẩm là CO2
Đặt câu hỏi cho học sinh: Quá trình cháy của hợp chất hữu cơ sinh ra khí CO2
có ảnh hưởng gì đến cuộc sống của chúng ta ?
CO2 là tác nhân gây hiệu ứng nhà ứng ( biến đổi khí hậu)
Ngoài nguyên tố cacbon, một lượng lớn các hợp chất hữu cơ cũng chứa nguyên tố hiđro ( như hiđrocacbon, các dẫn xuất của hiđrocacbon) nên sản phẩm cháy ngoài CO2 còn có hơi nước cũng là một chất gây hiệu ứng nhà kính
+ Làm thế nào để giảm thiểu lượng CO2, H2O sinh ra do sự cháy các hợp chất hữu cơ ?
Các hợp chất hữu cơ khi cháy đều tỏa ra nhiều nhiệt nên được sử
dụng làm năng lượng ( xăng, dầu, khí ga, etanol…) vì vậy cần tìm ra và phát
triển những nguồn năng lượng mới không phụ thuộc vào cacbon ( như phong
gió, thủy điện, năng lượng mặt trời….)
- Xăng và dầu được sử dụng làm nhiên liệu trong động cơ xe máy, xe ôtô… Vì vậy để giảm khí CO2 thải ra từ động cơ các loại xe này nên hạn chế
sử dụng các loại phương tiện cá nhân, nên sử dụng các phương tiện công cộng như xe buýt, tàu điện ngầm…, sử dụng xăng sinh học thay cho xăng, dầu hiện nay.
- Trồng nhiều cây xanh
Trang 13Giàn khoan đốt củi
Sử dụng phương tiện cá nhân nhiều thải ra nhiều khí CO2 do sử dụng nhiên liệu xăng, dầu cho động cơ
Sử dụng phương tiện công cộng ( như: xe buýt, tàu điện ngầm ) góp phần làm giảm khí thải chứa CO2
Bài 25 ANKAN
Một trong những ứng dụng quan trọng của ankan là dùng làm nhiên liệu như: khí ga, xăng, dầu… Sản phẩm cháy sinh ra CO2 gây biến đổi khí hậu ( đã tích hợp trong bài MỞ ĐẦU VỀ HÓA HỌC HỮU CƠ), bên cạnh đó
Trang 14bản thân metan (CH4) cũng là chất gây hiệu ứng nhà kính ( biến đổi khí hậu)
cụ thể khímetan gây hiệu ứng nhà kính gấp 20 lần CO2
Khí metan chủ yếu có nguồn gốc tự nhiên ( là thành phần chính của khí thiên nhiên), thì một lượng lớn metan cũng được sinh ra từ các quá trình sinh học, như sự men hoá đường ruột của động vật nhai lại ( như trâu, bò) , sự phân giải kỵ khí ở đất ngập nước, ruộng lúa, cháy rừng và đốt nhiên liệu hoá thạch CH4 thúc đẩy sự ôxy hoá hơi nước ở tầng bình lưu Sự gia tăng hơi nước gây hiệu ứng nhà kính mạnh hơn nhiều so với hiệu ứng trực tiếp của
CH4 Hiện nay hàng năm khí quyển thu nhận khoảng từ 400 đến 765x1012g CH4
* Vậy làm thế nào để giảm bớt lượng CH4 thải vào khí quyển ?
Ngoài lượng metan có nguồn gốc tự nhiên, thì chúng ta có thể giảm bớt lượng metan bằng cách bảo vệ rừng, hạn chế việc đốt nhiên liệu hóa thạch Đồng thời bằng phương pháp hóa học chuyển CH4 thành C2H2 ( axetilen) để điều chế PVC theo PTHH:
Đốt khí metan từ nguồn khí biogas Hầm khí biogas
Từ metan có thể điều chế được các hợp chất CF2Cl2, CFCl3…gọi chung
là freon, viết tắt là CFC CFC được dùng làm chất sinh hàn trong các máy lạnh, tủ lạnh, chất xịt trong các loại thuốc trừ sâu, các loai sơn, làm chất chữa cháy, dung môi trong mĩ phẩm Tuy có nhiều ứng dụng, nhưng các khí này khi thải ra môi trường thì có thể phá hủy tầng ozon, gây hiệu ứng nhà kính ( biến đổi khí hậu) CFC–11, CFC-12 gây hiệu ứng nhà kính so với CO2 lần lượt gấp 12000 và 16000 lần, là tác nhân gây hiệu ứng nhà kính đứng thứ hai sau CO2 Đây là các chất rất bền, khó bị phân hủy Vậy làm thế nào để giảm tác động của CFC đối với sự biến đổi khí hậu?
CFC là chất được sản xuất nhân tạo, chúng không có trong tự nhiên
Vì vậy để giảm tác động xấu của CFC chúng ta cần ngưng các hoạt động sản xuất và cấm sử dụng CFC Ở Việt Nam đã cấm nhập khẩu toàn bộ các chất nhóm CFC kể từ ngày 01.01.2010 Các thiết bị làm lạnh như máy lạnh, tủ
