GIÁO TRÌNH MÔN HÓA HỌC XANH

Danh pháp và phân lo i enzym ..... Ngu n gây ô nhi m do thiên nhiên nh nham th ch nóng, khí... Mike Lancaster, Green Chemistry: An Introductory Text, The Royal Society of Chemistry, 2012

M C L C

CH NG 1: L ch s và quá trình phát tri n c a hóa h c xanh 1

1.1 Các v n đ v môi tr ng toàn c u 1

1.1.1 R ng đang b phá h y 2

1.1.2 Ô nhi m môi tr ng 3

1.1.3 S nóng d n lên c a Trái đ t 8

1.1.4 S suy gi m t ng ozon 11

1.1.5 M t mát đa d ng sinh h c 11

1.1.6 S ô nhi m đ i d ng và bi n 13

1.1.7 S hoang m c hóa 14

1.1.8 Nhiên li u hóa th ch đang c n ki t 14

1.1.9 S v n chuy n xuyên biên gi i các ch t th i nguy h i 16

1.2 Nguyên nhân c a các v n đ môi tr ng toàn c u 17

1.2.1 Bùng n dân s 17

1.2.2 L ng th c và nông nghi p 17

1.2.3 N ng l ng 17

1.2.4 Công nghi p 17

1.2.5 S c kho và đ nh c 18

1.2.6 Quan h kinh t qu c t 18

1.3 S phát tri n b n v ng 18

1.3.1 Phát tri n b n v ng và b o v môi tr ng 19

1.3.2 Các nguyên t c xây d ng xã h i b n v ng 19

1.4 Hóa h c xanh và phát tri n b n v ng 20

1.4.1 nh ngh a hóa h c xanh 21

1.4.2 Các giai đo n phát tri n c a hóa h c xanh 22

1.4.3 Vai trò c a hóa h c xanh trong phát tri n b n v ng 23

1.5 K thu t xanh 25

1.5.1 nh ngh a k thu t xanh 25

1.5.2 Các giai đo n phát tri n c a k thu t xanh 25

1.5.3 Vai trò c a k thu t xanh trong phát tri n b n v ng 26

CH NG 2: Nguyên lý và nguyên t c c a hóa h c xanh và k thu t xanh 28

2.1 Các nguyên t c c a hóa h c xanh: 29

2.2 Các nguyên t c c b n c a k thu t xanh 36

2.3 Nh ng thành t u nghiên c u và ng d ng c a hóa h c xanh 44

2.4 o l ng m c đ xanh 47

CH NG 3: ánh giá vòng đ i s n ph m (LCA) 50

3.1 nh ngh a và ng d ng c a ph ng pháp đánh giá vòng đ i s n ph m (LCA) 50

3.2 L ch s phát tri n c a LCA 52

3.3 H n ch c a vi c th c hi n LCA 53

3.4 Ph ng pháp LCA 54

3.4.1 M c tiêu đ nh ngh a và ph m trù 54

3.4.2 Vòng đ i ki m kê 56

3.4.3 ánh giá tác đ ng vòng đ i 80

3.4.4 Gi i thích vòng đ i 85

CH NG 4: Nh ng lãnh v c nghiên c u c a Hóa h c xanh 93

4.1 Dung môi xanh 95

4.1.1 Khái ni m v dung môi 95

4.1.2 Tính ch t v t lý c a dung môi h u c 96

4.1.3 ng d ng c a dung môi h u c 98

4.1.4 nh h ng c a vi c s d ng dung môi h u c 101

4.1.5 Dung môi xanh 102

4.2 Các ph ng pháp t ng h p hi n đ i 111

4.2.1 Ph ng pháp siêu âm 111

4.2.2 Ph ng pháp vi sóng 125

4.2.2.8 K t h p thi t b siêu âm và vi sóng 141

4.3 Xúc tác xanh 142

4.3.1 nh ngh a xúc tác sinh h c 142

4.3.2 Danh pháp và phân lo i enzym 144

4.3.3 u đi m c a xúc tác sinh h c: 145

4.3.4 H n ch c a xúc tác sinh h c: 145

4.3.5 ng d ng c a xúc tác sinh h c trong k thu t: 145

4.3.6 Ph ng pháp nghiên c u enzym 146

4.3.7 Ngu n enzym 148

4.3.8 So sánh xúc tác sinh h c v i các lo i xúc tác khác 148

4.3.9 c đi m c a ph n ng s d ng xúc tác sinh h c (enzym) 150

4.3.10 B n ch t hóa h c c a enzyme 154

4.3.11 Thành ph n c u t o c a enzyme 154

4.3.12 C u trúc b c 4 c a enzyme: 155

4.3.13 nh h ng c a các y u t đ n đ b n c a enzym 156

4.3.14 ng h c c a ph n ng enzyme hai c ch t: 157

4.3.15 Ho t hóa enzyme: 158

4.3.16 C ch làm t ng t c đ ph n ng c a enzyme: 158

4.3.17 Các nhóm enzyme: 159

4.3.18 M t s ví d ng d ng c a xúc tác sinh h c 161

CH NG

L ch s và quá trình phát tri n c a hóa h c xanh

1.1 Các v n đ v môi tr ng toàn c u

Trong kho ng hai th k qua, hóa h c đã phát tri n trên quy mô ngày càng t ng

Nh ng thành qu c a hóa h c và ngành công nghi p hóa ch t đã góp ph n nâng cao đ i

s ng tinh th n, v t ch t và s c kh e c a con ng i thông qua vi c phát tri n s n xu t các

ngành công nghi p d c ph m, phân bón, y khoa, đi n t , hàng không, xây d ng, v t li u

m i; đ c bi t là t ng n ng su t trong s n xu t nông nghi p Cùng v i các thành t u v t

b c c a các ngành khoa h c k thu t khác, hóa h c và ngành công nghi p hóa ch t đã t o ra

nh ng giá tr làm t ng ch t l ng c a cu c s ng c a con ng i Bên c nh s phát tri n v t

b c c a khoa h c k thu t ph c v đ i s ng con ng i trong nh ng n m qua, v n đ ô

nhi m môi tr ng, c n ki t tài nguyên, nóng m khí h u toàn c u đang có d u hi u báo

đ ng gây nguy h i cho môi tr ng, các sinh v t s ng k c con ng i t s phát th i các

ch t đ c h i, không có kh n ng phân h y, khai thác phá h y r ng, s d ng các nguyên v t

li u không có kh n ng tái t o

Môi tr ng là t p h p t t c các y u t t nhiên và xã h i bao quanh con ng i, nh

h ng t i con ng i và tác đ ng đ n các ho t đ ng s ng c a con ng i nh : không khí,

n c, đ t, đ m, sinh v t, xã h i loài ng i và các th ch Nh ng ngu n nguy h i cho môi

tr ng là nh ng ngu n gây nh h ng tr c ti p đ n không khí, n c, đ t, xã h i…

Môi tr ng t nhiên không có ranh gi i rõ r t vì các thành ph n c a môi tr ng t nhiên đ u có quan h ch t ch và tác đ ng l n nhau Không khí hay đ i s ng c a các đ ng

v t hoang dã không th chia theo biên gi i qu c gia Vi c phá r ng các n c Châu M

La tinh và Châu Á đang gây ra n n l t l i có s c tàn phá ngày càng l n đ i v i các qu c gia

n m phía h l u M a axit và phóng x h t nhân có th xuyên biên gi i c a nhi u qu c

gia V n n n môi tr ng không ch gi i h n trong ph m vi c a qu c gia gây ra mà có th

xuyên biên gi i và đ t đ n m c đ toàn c u Các v n đ môi tr ng toàn c u t p trung vào

các n i dung chính nh sau:

- R ng đang b phá hu

- Môi tr ng b ô nhi m nghiêm tr ng

- Khí h u Trái đ t đang nóng d n lên

- T ng ozon b suy thoái

- S suy gi m nhanh đa d ng sinh h c

- Ô nhi m bi n và đ i d ng

- S hoang m c hoá

- Ngu n nhiên li u hóa th ch đang c n ki t

- S v n chuy n xuyên biên gi i các ch t th i nguy hi m

Nh ng v n đ v môi tr ng toàn c u không tách bi t và đ c l p mà có quan h ph c

t p và tác đ ng qua l i l n nhau Vi c ch t phá và đ t r ng làm nông nghi p hay s n xu t

b t gi y s phá hu r ng, làm suy gi m tài nguyên đa d ng sinh h c và phá h y môi tr ng

s ng c a sinh v t và làm t ng l ng CO2 trong khí quy n là nguyên nhân chính c a vi c khí h u toàn c u đang nóng m d n lên Ngoài ra vi c s d ng nhiên li u hóa th ch nh

d u, x ng và than c ng làm t ng l ng CO2 và các khí NOx và SO2 là nguyên nhân gây ra

m a axít c ng đang là m t trong nh ng v n n n môi tr ng đ c bi t các n c đang phát

tri n V n đ môi tr ng toàn c u ph n l n do các ho t đ ng c a con ng i gây ra và chính con ng i là n n nhân c a các nh h ng và tác h i c a chúng Con ng i đang s n xu t,

tiêu th và lo i m t l ng l n rác th i đ ng th i khai thác s d ng m t l ng l n v tài nguyên và n ng l ng là m t trong nh ng nguyên nhân chính c a các v n n n môi tr ng

toàn c u

1.1.1 R ng đang b phá h y

R ng xanh trên th gi i che ph kho ng m t ph n ba di n tích đ t li n c a Trái đ t,

chi m kho ng 40 tri u km2 Tuy nhiên, các vùng r ng r m t t t i đã b suy thoái nhanh

chóng trong nh ng n m g n đây Các h sinh thái r ng bao ph kho ng 10% di n tích Trái

đ t, kho ng 30% di n tích đ t li n Tuy nhiên, các vùng có r ng che ph đã b gi m đi

kho ng 40% trong vòng 300 n m qua và theo đó mà các loài đ ng th c v t, thành ph n

quan tr ng c a các h sinh thái r ng c ng b m t mát đáng k Loài ng i đã làm thay đ i

các h sinh thái m t cách h t s c nhanh chóng trong kho ng 50 n m qua, nhanh h n b t k

th i k nào tr c đây Di n tích các vùng đ t hoang dã đã đ c chuy n thành đ t nông

nghi p, ch tính riêng t n m 1945 đ n nay đã l n h n c trong th k th XVIII và XIX

c ng l i Di n tích đ t hoang hóa ngày càng m r ng Trong kho ng 50 n m qua, trên toàn

th gi i đã m t đi h n 1/5 l p đ t màu các vùng nông nghi p, trong lúc đó, nhi u vùng

đ t nông nghi p màu m đang đ c chuy n đ i thành các khu công nghi p

Nguyên nhân làm suy thoái h sinh thái r ng trong vòng 50 n m qua, ph n chính là

do chuy n đ i r ng thành đ t nông nghi p Trong nh ng n m g n đây, s m t mát r ng

t ng lên khá nhanh là do vi c chuy n đ i t n n kinh t t cung t c p sang n n kinh t ti n

t , đ s n xu t l ng th c và th t nhi u h n n a nh m cung c p cho dân s t ng nhanh, và thêm vào đó là s thay đ i v quan ni m c a ng i dân v thiên nhiên (tr c đây, h xem

thiên nhiên, r ng núi, sông bi n là th n linh v i thái đ kính tr ng và s hãi, không dám

xâm ph m)

Nguyên nhân chính m t r ng trên th gi i là do ho t đ ng c a con ng i: l y đ t đ

ch n nuôi và tr ng tr t, phát n ng làm r y, khai thác g , xây d ng các công trình th y

đi n, th y l i, giao thông, xây d ng khu dân c m i và khai khoáng, nh t là t i các n c đang phát tri n Hàng n m, có kho ng 20.000 đ n 30.000 km2

r ng nhi t đ i b phá h y đ

s n xu t l ng th c, tr ng cây công nghi p và làm đ ng c đ ch n nuôi Ngoài ra, công

vi c khai thác khoáng s n c ng gây nên s tàn phá r ng nghiêm tr ng nhi u vùng, nh t là

t i các n c đang phát tri n C ng vì th mà s suy thoái và m t r ng t i các vùng nhi t đ i

là v n đ nguy c p nh t

Các h sinh thái r ng cung c p cho chúng ta dòng n c trong lành, an toàn và nhi u

d ch v c n thi t khác S gi m sút di n tích r ng làm cho l ng h i n c thoát ra t r ng

b gi m sút, do đó, l ng m a c ng ít đi, ngu n n c cung c p b h n ch , gi m sút, nh

h ng đ n cu c s ng và s c kh e c a ng i dân trong vùng, đ ng th i, b nh t t c ng t ng

thêm Gi m di n tích r ng c ng đ ng ngh a v i vi c t ng xói mòn, s t l đ t, nh t là trong mùa m a l , do đ che ph c a đ t b suy gi m R ng còn đem l i nhi u l i ích khác cho chúng ta, trong đó, vi c đ m b o s n đ nh chu trình ôxy và cacbon trong khí quy n và

trên m t đ t là r t quan tr ng Cây xanh h p th l ng l n CO2 và th i ra khí ôxy, r t c n thi t cho cu c s ng T tr c đ n nay, l ng CO2 có trong khí quy n luôn n đ nh nh s

quang h p c a cây xanh Tuy nhiên, trong nh ng n m g n đây, m t di n tích l n r ng b

phá h y, nh t là r ng r m nhi t đ i, do đó hàng n m, có kho ng 6 t t n CO2 đ c th i

thêm vào khí quy n trên toàn th gi i, t ng đ ng kho ng 20% l ng khí CO2 th i ra do

s d ng các nhiên li u hóa thach (26 t t n/n m) i u đó có ngh a là vi c gi m b t s

d ng nhiên li u hóa th ch và khuy n khích b o v r ng và tr ng r ng đ gi m b t tác đ ng

c a bi n đ i khí h u là r t quan tr ng

Theo báo cáo th t c a IPCC, có th gi m phát th i kho ng 1,3 đ n 4,2 t t n CO2hàng n m b ng cách t ng c ng tr ng r ng và b o v r ng Tuy nhiên, hi n nay chúng ta

c ng ch a th nói d ki n đó có th hi n th c hay không, vì r ng r ng nhi u vùng trên

th gi i, nh t là Nam M , châu Phi và Nam Á v n đang ti p t c b suy thoái nghiêm

tr ng Có th nói r ng, r ng nhi t đ i Nam M , Nam Á và Trung Phi đã s n xu t ra h n 40% l ng ôxy đ c sinh ra trên Trái đ t qua con đ ng quang h p c bi t, r ng nhi t

đ i Amazon Nam M đã sinh ra 1/4 l ng ôxy trên Trái đ t, vì th mà ng i ta g i r ng

vùng Amazon là “lá ph i c a Trái đ t” Brazil là n c s n xu t l n v th t và đ u nành,

chính vì th mà vào nh ng n m cu i th p k 1980, r ng nhi t đ i l u v c sông Amazon đã

b đ t tr i đ làm đ ng c và t n m 1994 đ n n m 2007, s bò Brazil đã t ng lên 42 tri u

con, kho ng 80% đ c nuôi l u v c sông Amazon H n n a, trong nh ng n m g n đây,

nhi u vùng r ng nhi t đ i đã đ c chuy n đ i thành vùng tr ng đ u nành, ngô, mía, dùng

đ ch n nuôi và làm nhiên li u sinh h c

N u không có các bi n pháp h u hi u đ ng n ch n n n phá r ng, thì r ng nhi t đ i

v n còn b tàn phá và ch trong vòng vài th p k n a, r ng nhi t đ i Amazon – “lá ph i c a Trái đ t” – và nhi u vùng r ng quan tr ng khác châu Phi, Nam Á s không còn n a V n

đ ô nhi m môi tr ng toàn c u s n ng n h n và hi n t ng nóng lên toàn c u khó lòng

h n ch đ c nh mong mu n c a nhân lo i c tính, đã có kho ng 60% kh n ng d ch

v cho s s ng trên Trái đ t c a các h sinh thái, nh t là các h sinh thái r ng – nh ngu n

n c ng t, ngu n cá, đi u ch nh không khí và n c, đi u ch nh khí h u vùng, đi u ch nh

các thiên tai và d ch b nh t nhiên – đã b gi m sút, gây thi t h i l n cho nhi u ng i, nh t

là nh ng ng i dân nghèo Các nhà khoa h c c ng đã c nh báo r ng, tác đ ng tiêu c c c a

nh ng suy thoái nói trên s t ng lên nhanh chóng trong 50 n m s p t i n u không có các

bi n pháp tích c c (UNEP, 2010)

1.1.2 Ô nhi m môi tr ng

Ô nhi m môi tr ng (environmental pollution) là s thay đ i thành ph n và tính ch t

c a môi tr ng, có h i cho các ho t đ ng s ng bình th ng c a con ng i và sinh v t

Thông th ng s an toàn c a môi tr ng đ c qui đ nh b i các ng ng hay các giá tr gi i

h n trong tiêu chu n môi tr ng, nên có th nói "ô nhi m môi tr ng là s làm gi m tính

ch t môi tr ng, vi ph m tiêu chu n môi tr ng" Các ch t mà s có m t c a chúng gây ra

s ô nhi m môi tr ng g i là các tác nhân hay ch t ô nhi m (pollutants)

1.1.2.1 Ô nhi m n c

Ô nhi m n c là s thay đ i thành ph n và tính ch t c a n c, có h i cho ho t đ ng

s ng bình th ng c a con ng i và sinh v t, do s có m t c a các tác nhân quá ng ng cho

phép Hi n ch ng Châu Âu đ nh ngh a: "S ô nhi m n c là m t s bi n đ i nói chung do con ng i gây đ i v i ch t l ng n c, làm ô nhi m n c và gây nguy h i đ i v i vi c s

d ng c a con ng i, cho công nghi p, nông nghi p, nuôi cá, ngh ng i - gi i trí c ng nh

đ i v i các đ ng v t nuôi, các loài hoang d i"

S ô nhi m n c có th có ngu n g c t nhiên hay nhân t o Ô nhi m t nhiên do

nhi m m n, nhi m phèn, gió, bão, l l t N c m a r i xu ng m t đ t, mái nhà, đ ng

ph đô th khu công nghi p, kéo theo các ch t b n xu ng sông, h ho c các s n ph m c a

ho t đ ng s ng c a sinh v t, vi sinh v t k c các xác ch t c a chúng S ô nhi m này g i

là ô nhi m không xác đ nh đ c ngu n Ô nhi m nhân t o ch y u do x n c th i t các vùng dân c , khu công nghi p, ho t đ ng giao thông v n t i, do s c tràn d u, thu c tr

sâu, thu c di t c và phân bón trong nông nghi p, các ph ng ti n giao thông v n t i đ c

bi t là giao thông v n t i đ ng bi n

Các nguyên nhân c a v n đ ô nhi m n c nghiêm tr ng mang tính ch t toàn c u là:

- u tiên phát tri n kinh t b t ch p các h u qu v m t môi tr ng

- Cho r ng vi c th i b các ch t th i công nghi p và sinh ho t vào n c là không có v n

đ gì ho c là có ít ho c không gây ra nh ng nh h ng x u Thi u ki n th c v các

ch t gây ô nhi m xâm nh p vào n c đâu và nh th nào (ví d , các ch t th i d i

đ t s xâm nh p vào n c ng m)

- Thi u hi u bi t v các ch t gây ô nhi m di chuy n trong l u v c nh th nào

- Thi u hi u bi t v m i liên h gi a các ho t đ ng trong đ t li n nh canh tác và đ n g

- Thi u ti n đ xây d ng các nhà máy x lý n c th i

- S gia t ng dân s và nhu c u n c ngày càng gia t ng

- S phân tán quy n l c: m t l u v c có th thu c nhi u quy n h n chính tr khác nhau Trong m t s n c hay m t s qu c gia, các t ch c ch u trách nhi m v n c s ch không ki m soát đ c các ho t đ ng gây nh h ng đ n s l ng và ch t l ng n c

V i s gia t ng dân s và t c đ phát tri n công nghi p hi n nay thì di n tích đ t canh

tác ngày càng b thu h p, ch t l ng đ t ngày càng gi m d n S suy thoái tài nguyên đ t là

v n đ h t s c lo ng i và r t nghiêm tr ng t là n i h ng ch u t t c các ngu n ô nhi m

T đ t, sau khi các ch t th i ng m xu ng s hòa tan vào các m ch n c ng m s gây ô

nhi m ngu n n c t là n i con ng i sinh s ng và làm vi c, là n i canh tác t o ra l ng

th c, th c ph m nên ô nhi m đ t s nh h ng đ n an ninh l ng th c

1.1.2.2 Ô nhi m không khí

Ô nhi m không khí là s có m t m t ch t l ho c m t s bi n đ i quan tr ng trong

thành ph n không khí, làm cho không khí không s ch ho c gây ra s t a mùi, có mùi khó

ch u, gi m t m nhìn xa (do b i) Thu t ng "v t gây ô nhi m không khí" th ng đ c s

d ng đ ch các ph n t b th i vào không khí do k t qu ho t đ ng c a con ng i và t

nhiên gây tác h i x u đ n s c kho con ng i, các h sinh thái và các v t li u khác nhau

Các "v t gây ô nhi m không khí" có th th r n (b i, m hóng, mu i than), hình th c

gi t (s ng mù quang hoá) hay th khí (SO2, NO2, CO, )

Hai ngu n gây ra ô nhi m c b n đ i v i môi tr ng không khí là thiên nhiên và các

ho t đ ng c a con ng i Ngu n gây ô nhi m do thiên nhiên nh nham th ch nóng, khí

CH4 và nhi u lo i khí khác và khói b i giàu sulfua khi núi l a ho t đ ng Không khí ch a

b i lan t a đi r t xa vì nó đ c phun lên r t cao Cháy r ng và đ ng c do các quá trình t nhiên nh s m ch p, c sát gi a th m th c v t và c khô th ng lan truy n r ng và phát

th i nhi u b i và khí Bão b i gây ra do gió m nh và m a bão bào mòn đ t sa m c và đ t

tr ng th i tung lên thành b i N c bi n b c h i cùng v i sóng bi n tung b t mang theo b i

mu i lan truy n vào không khí Các quá trình th i r a c a các đ ng v t và th c v t ch t

t nhiên c ng th i ra các ch t khí ô nhi m Các ph n ng hóa h c gi a các khí t nhiên t o

ra các khí sulfua, nitric, các lo i mu i

Ng i ta phân lo i ngu n ô nhi m do ho t đ ng c a con ng i nh sau:

- Do công nghi p: khói c a các nhà máy trong quá trình s n xu t do đ t nhiên li u có

ch a các ch t khí SO2, CO2, CO, , b i và các khí đ c h i khác ho c các ch t khí b

b c h i, rò r th t thoát trong dây chuy n s n xu t, trên các đ ng d n th i vào môi

tr ng c đi m c a ch t th i công nghi p là n ng đ ch t đ c h i cao và t p trung

Các ngành công nghi p n ng l ng, công nghi p d u khí, công nghi p hoá ch t, công

nghi p luy n kim, công nghi p c khí, công nghi p v t li u xây d ng và các ngành

công nghi p nh là nguyên nhân chính gây ô nhi m Do tính đa d ng c a ngu n ô

nhi m công nghi p nên vi c xác đ nh và tìm các bi n pháp x lý các khu công

nghi p l n g p r t nhi u r t khó kh n

- Do giao thông v n t i: giao thông v n t i sinh ra g n 2/3 khí CO2 và 1/2 khí CO cùng

v i khí NO i m n i b t c a ngu n này là ô nhi m tính theo đ n v ph ng ti n v n

t i có quy mô nh nh ng l i t p trung su t d c tuy n giao thông nên tác h i l n c

bi t ô tô c.n gây b i đ t đá đ i v i môi tr ng không khí và b i r t đ c h i qua ng x

là b i h i ch và tàn khói Tàu h a, tàu th y, ch y b ng nhiên li u than hay x ng d u

c ng gây ô nhi m môi tr ng t ng t nh ôtô c đi m n i b t c a ngu n ô nhi m

giao thông v n t i là ngu n ô nhi m th p, di đ ng, kh n ng khuy ch tán các ch t ô

nhi m giao thông v n t i r t ph thu c vào đ a h.nh và quy ho ch ki n trúc các ph

ph ng hai bên đ ng Máy bay c ng là ngu n gây ô nhi m b i, h i đ c h i và ti ng

n B i và h i đ c h i do máy bay th i ra nói chung là nh , tính t l trên nhiên li u tiêu hao trên đ ng bay c ng ít h n ô tô M t đi u đáng chú là máy bay siêu âm bay

đ cao l n th i ra khí Nit oxit (NO2) gây h h i t ng ozon

- Do sinh ho t: sinh ra do các ho t đ ng sinh ho t c a con ng i nh b p đun và các lò

s i s d ng nhiên li u g , c i, than, d u m ho c khí đ t Quá trình đ t nhiên li u

không hoàn toàn t o ra CO2 và CO N ngu n ô nhi m này nh nh ng có đ c đi m là tác

đ ng c c b tr c ti p trong m i gia đình nên có th đ l i h u qu l n v lâu dài C ng

rãnh và môi tr ng n c m t nh ao h , kênh r ch, sông ngòi b ô nhi m c ng b c h i, thoát khí đ c h i gây ô nhi m môi tr ng không khí, các đô th ch a thu gom và x

lý rác t t thì s th i r a, phân h y rác h u c v t b a bãi ho c chôn không đúng k

thu t c ng là m t ngu n gây ô nhi m không khí Các khí ô nhi m t các ngu n th i

sinh ho t trên ch y u là khí CH4, H2S, NH4, mùi hôi th i làm ô u không khí các khu

dân c trong đô th

M t ch t sau khi b th i vào không khí, s khuy ch tán đi các n i và phát tán s ô

nhi m Các đi u ki n khí h u, đ a hình khu v c và thành ph n khí và b i th i, đã nh

h ng đ n s phân b c a ch t ô nhi m trong không gian và th i gian Nhi t đ c a không

khí có nh h ng đ n s phân b n ng đ ch t ô nhi m trong không khí t ng g n m t đ t Tính n ng h p th và b c x nhi t c a m t đ t đ t nh h ng đ n s phân b nhi t đ không khí theo ph ng th ng đ ng Tùy tr ng thái b m t đ t, đ c đi m đ a hình m i vùng

mà gradian nhi t đ l p không khí c a m i vùng khác nhau Thông th ng càng lên cao

nhi t đ không khí càng gi m, trong tr ng h p thu n nhi t này, các ch t ô nhi m đ c

đ a lên cao và lan truy n đi xa Trong m t s tr ng h p có hi n t ng ng c l i, khi càng

lên cao (trong t m cao nào đó) nhi t đ không khí càng t ng Hi n t ng này g i là s

"nghch đ o nhi t" (h.nh 5.1) và nó có nh h ng đ c bi t đ i v i s phát tán ch t ô nhi m

trong không khí c a t m cao này mà h u qu là làm c n tr s phát tán, gây n ng đ đ m

đ c n i g n m t đ t ã t ng x y ra nh ng t n s ngh ch đ o nhi t c a m t vài vùng, đ l i

tác h i l n nh s ki n ng đ c khí Luân ôn (tháng 12/1952) Trong th i gian này, c

thành ph Luân ôn chìm ng p trong s ng mù dày đ c, ng i ta có c m giác có chi c

vung l n úp trên vùng tr i Luân ôn Khói than do các nhà máy, các h dân c x ra b d n

t d i chi c vung đó khi n không khí trong thành ph b ô nhi m r t nghiêm tr ng, k t

qu là trong v.ng m t tháng có đ n 8.000 ng i ch t T ng t v i tr ng h p c a thành

ph Los Angeles (tháng 10/1948)

m và m a c ng có nh h ng t i s lan truy n ch t ô nhi m M t s ch t ô

nhi m khí và b i khi g p m a s theo n c m a r i xu ng b m t đ t Nh v y, m a có tác

d ng làm s ch không khí, lá cây, chuy n các ch t ô nhi m không khí vào môi tr ng n c,

đ t Nh ng m a c ng là m t y u t r t quan tr ng khi các ch t khí SO2, CO2, g p m a s

t o ra m a axit gây tác h i r t l n đ n môi tr ng

Cùng v i vi c môi tr ng không khí ngày càng b ô nhi m d n đ n kh n ng h p th

b c x M t Tr i c a khí quy n t ng lên, "hi u ng nhà kính" do khí th i CO2 càng tr nên

rõ r t làm nhi t đ trung bình c a trái đ t t ng lên Ngoài ra các h t v t ch t nh b i khói

t ng lên s làm gi m l ng b c x m t tr i đi đ n m t đ t có kh n ng gây nên "hi u ng

làm l nh" c a khí h u th gi i, cu i cùng t o ra m t k nguyên b ng giá Hi n nay ng i ta

ch a d đoán đ c hi u ng nào s th ng th , tuy nhiên s tác đ ng qua l i c a chúng s

gây ra s b t n v th i ti t trong qui mô toàn c u

M a acid là tác nhân ô nhi m th c p, c ng là v n đ quan tr ng trong ô nhi m

không khí N c m a bình th ng ch mang tính acid nh , không có tác h i N u n c m a

có đ acid d i 5,6 đ c g i là m a acid M a acid nh h ng x u t i các thu v c Ph n

l n các h n c B c Âu b acid hóa Riêng Canada có t i 4.000 h n c b acid hóa

Các dòng ch y do m a acid đ vào ao, h s làm đ pH c a ao, h gi m nhanh chóng, các

sinh v t trong ao, h , suy y u ho c ch t hoàn toàn H , ao tr thành các thu v c ch t M a

acid nh h ng x u t i đ t do n c m a ng m xu ng đ t làm t ng đ chua c a đ t, làm suy thoái đ t, cây c i kém phát tri n Lá cây g p m a acid s b "cháy" l m ch m, m m s ch t

khô, kh n ng quang h p c a cây gi m, cho n ng su t th p Nh ng tác h i do m a acid gây

ra cho nhi u n c Châu Âu, B c M Hàng tri u ha r ng b nh h ng c a m a acid

M a acid còn phá hu các v t li u làm b ng kim lo i, làm gi m tu i th c a các công tr.nh

xây d ng, các t ng đài, các di tích l ch s và v n hoá nh c cung B c Kinh, Kim t

tháp Ai C p, l ng Taj Mahal n , nh ng di tích đó đ c làm b ng đá quí r t c ng

chi m d ng đ t làm bãi th i, D a vào tác nhân gây ô nhi m, ng i ta phân lo i ô nhi m

đ t do tác nhân sinh h c, tác nhân hóa h c, tác nhân v t lý

Ô nhi m đ t b i các tác nhân sinh h c: Do dùng phân h u c trong nông nghi p ch a

qua x lý các m m b nh ký sinh trùng, vi khu n đ ng ru t, đã gây ra các b nh truy n t

đ t cho cây sau đó sang ng i và đ ng v t t đ c coi là n i l u gi các m m b nh

Tr c h t là các nhóm tr c khu n và nguyên sinh v t gây b nh đ ng ru t nh tr c khu n

l , th ng hàn và phó th ng hàn, phây khu n t , l amíp, xo n trùng vàng da, tr c trùng

than, n m, b nh u n ván, và các b nh ký sinh nh giun, sán lá, sán dây, ve bét, các

n c đang phát tri n, ô nhi m đ t b i các tác nhân sinh h c r t n ng vì không đ đi u ki n

di t m m b nh tr c khi đ a chúng tr l i đ t Các b nh d ch lây lan r ng nh b nh đ ng

ru t, b nh ký sinh trùng, lan truy n theo đ ng ng i - đ t - ng i hay đ ng v t nuôi -

đ t - ng i; đ t - ng i

Ô nhi m đ t b i các tác nhân hóa h c: Ch t th i t các ngu n th i công nghi p nh

ch t th i c n b , các s n ph m ph , d l ng thu cb o v th c v t nh phân bón, thu c tr

sâu, di t c , Phân bón và các thu c tr sâu, di t c đ c dùng v i m c đích t ng thu

ho ch mùa màng và các lo i mu i có trong n c t i cho cây tr ng không đ c h p th h t

đ u gây ô nhi m cho đ t Các tác nhân gây ô nhi m không khí khi l ng đ ng, các ch t phân

h y t các bãi rác lan truy n vào đ t đ u là nh ng tác nhân hóa h c gây ô nhi m đ t Thu c

tr sâu là tác nhân s m t gây ô nhi m đ t ã có h n 1.000 hóa ch t là thu c tr sâu mà

DDT là ph bi n nh t t tr c đ n nay DDT là ch t khó phân h y trong n c và t o ra

nh ng d l ng đáng k trong đ t sau đó đi vào chu tr.nh đ t - cây - đ ng v t - ng i t

b ô nhi m tr c tiên s gây tác h i đ n h sinh v t s ng trong đ t, các đ ng v t và th c v t

s ng trên đ t t thi u sinh v t tr nên môi tr ng tr , không th s d ng vào s n xu t

nông nghi p đ c n a

Ô nhi m đ t do tác nhân v t lý g m có ô nhi m nhi t và phóng x Ô nhi m nhi t ch

y u t các quá trình s n xu t công nghi p và th ng mang tính c c b nh t ngu n n c

th i công nghi p, khí th i, Ngoài ra có các ngu n ô nhi m t t nhiên Nhi t đ trong đ t

t ng s nh h ng đ n ho t đ ng c a vi sinh v t do làm gi m l ng oxy và s phân h y

di n ra theo ki u k khí v i nhi u s n ph m trung gian gây đ c cho cây tr ng nh NH3,

H2S, CH4 đ ng th i làm chai c ng và m t ch t dinh d ng Các ho t đ ng cháy r ng, đ t

n ng làm r y c ng là ngu n gây ô nhi m nhi t Ngu n ô nhi m do phóng x là các ch t

ph th i c a các c s khai thác, nghiên c u và s d ng các ch t phóng x Các ch t phóng

x đi vào đ t, t đ t vào cây tr ng sau đó có th đi vào ng i

Suy thoái và ô nhi m đ t s d n đ n gi m n ng su t cây tr ng, v t nuôi, làm nghèo

th m th c v t, suy gi m đa d ng sinh h c ng th i chúng có tác đ ng ng c l i càng làm

cho quá trình xói mòn, thoái hóa đ t di n ra nhanh h n S tích t các ch t đ c h i, các kim

lo i n ng trong đ t s làm t ng kh n ng h p th các nguyên t có h i trong cây tr ng, v t

nuôi và gián ti p gây nh h ng x u t i s c kh e con ng i

Do s d ng nhi u hóa ch t trong nông nghi p, hi n nay tình hình ng đ c th c ph m

do các hóa ch t đ c, trong đó có thu c b o v th c v t di n ra ph c t p và có chi u h ng

gia t ng Theo th ng kê c a C c An toàn v sinh th c ph m, n m 2004 có 145 v ng đ c

(trong đó th c ph m đ c chi m 23%, hóa ch t 13%) v i 3.580 ng i m c, có 41 ng i t

vong

1.1.3 S nóng d n lên c a T rái đ t

1.1.3.1 C ch nóng lên toàn c u

Qua nhi u n m nghiên c u, các nhà khoa h c đã làm sáng t đ c nguyên nhân c a

hi n t ng nóng lên toàn c u Ánh sáng m t tr i chi u xu ng Trái đ t làm cho khí quy n và

m t đ t m lên Trong khí quy n có ch a m t s khí đ c g i là “khí nhà kính” nh CO2,

CH4 và h i n c có kh n ng h p th m t ph n tia h ng ngo i làm cho l p d i c a khí

quy n và m t đ t m lên C ch gi nhi t này đã t o cho nhi t đ c a khí quy n Trái đ t

phù h p v i m i sinh v t sinh s ng trên hành tinh này Nh ng khi n ng đ khí nhà kính

t ng quá cao, tia h ng ngo i b l u gi quá nhi u làm cho nhi t đ khí quy n, m t đ t và

đ i d ng t ng lên do đó nhi t đ trung bình c a Trái đ t nóng lên

1.1.3.2 Ngu n phát th i khí nhà kính

Hi n t ng t ng n ng đ khí CO2 trong khí quy n đã đ c các nhà khoa h c nghiên

c u t lâu áng ghi nh nh t là nhà khí t ng h c ng i M Charles D Keeling và đ ng

nghi p, làm vi c t i tr m khí t ng Mauna Loa Haoai, đã kiên nh n hàng ngày t n m

1957 đ n nay l y m u không khí đ phân tích CO2 trong khí quy n và đ t đ c k t qu b t

ng , r t quan tr ng là: n ng đ khí CO2 trong khí quy n t ng đ u đ n t n m này đ n n m khác, đ đi đ n k t lu n s t ng n ng đ khí CO2 (khí nhà kính) trong khí quy n là nguyên nhân chính gây nên hi n t ng nóng lên toàn c u Theo k t qu nghiên c u c a Keeling thì trong 50 n m qua, n ng đ CO2 trong khí quy n đã t ng kho ng 20% Báo cáo l n th t

c a IPCC n m 2007 đã c nh báo r ng, “r t nhi u kh n ng” là n ng đ CO2 trong khí quy n t ng lên là do các ho t đ ng c a con ng i, khác v i báo cáo l n th ba n m 2001 là

“có kh n ng” C ng theo báo cáo l n th t c a IPCC, nhi t đ trung bình toàn c u đã

t ng 0,7o

C so v i tr c kia Do nóng lên toàn c u, dù ch m i t ng 0,7o

C mà trong nh ng

n m qua, thiên tai nh bão t , l l t, h n hán, n ng nóng b t th ng, cháy r ng đã x y ra

t i nhi u vùng trên th gi i, gây thi t h i vô cùng n ng n cho nhi u n c, nh ng đâu,

nh ng ng i nghèo và n c nghèo c ng ph i ch u đau kh nhi u nh t Tr n bão Nargis đ u

tháng 5 n m 2008 Myanma, v i t c đ gió h n 200 km/gi , đã phá h y nhi u vùng r ng

l n, h n 130.000 ng i ch t và m t tích đ t n c này là m t ví d

S t ng nhi t đ Trái đ t quan sát đ c trong 50 n m qua là m t b ng ch ng m i l ,

đ c kh ng đ nh là do nh h ng c a các ho t đ ng c a con ng i và các hi n t ng b t

th ng v khí h u t ng d n v t n s , c ng đ và th i gian, nh s ngày nóng s nhi u

h n, nhi u đ t n ng nóng h n, các đ t m a to s nhi u h n, s ngày l nh s ít h n trong

nh ng n m s p t i, bão t cùng ngày càng d d i h n M c đ thay đ i khí h u c ng s tùy

thu c vào t ng vùng khác nhau, tuy nhiên, t t c các vùng trên th gi i đ u có th b tác

đ ng nhi u hay ít, nh ng h u qu l n nh t s là các vùng nhi t đ i, nh t là t i các n c đang phát tri n công nghi p nhanh châu Á (Crutzen, 2005)

Ngu n phát th i khí nhà kính chính t các nhà máy s n xu t công nghi p, các ph ng

ti n giao thông và các ho t đ ng s ng c a con ng i Khí SO2 là ch t có n ng đ th p

trong khí quy n, t p trung ch y u t ng đ i l u sinh ra do núi l a phun, đ t nhiên li u

than, d u, khí đ t, sinh kh i th c v t, qu ng sunfua, SO2 r t đ c h i đ i v i s c kho c a

ng i và sinh v t, gây ra các b nh v ph i, là m t trong nh ng nguyên nhân gây ra hi n

t ng m a axit Khí CO đ c hình thành do vi c đ t cháy không h t nhiên li u t các đ ng

c nh xe máy, ô tô, máy bay Hàng n m trên toàn c u phát th i kho ng 600 tri u t n khí

CO CO không đ c v i th c v t vì cây xanh có th chuy n hoá CO thành CO2 s d ng trong quá trình quang h p Vì v y, th m th c v t đ c xem là tác nhân t nhiên có tác d ng

làm gi m ô nhi m khí CO Con ng i có th s b t vong n u n ng đ khí CO trong không

khí kho ng 250 ppm Khí Clorofluorocacbon (vi t t t là CFC) là nh ng hoá ch t do con

ng i t ng h p đ s d ng trong nhi u ngành công nghi p nh nhi t l nh, cách đi n, dung

môi, h n h p đ y trong bình x t CFC11 ho c CFCl3 ho c CFCl2 ho c CF2Cl2 (còn g i là Freon 12 ho c F12), CCl4 và CF4 là nh ng ch t thông d ng c a CFC có ý ngh a kinh t

cao, đ c s n xu t và s d ng t ng lên r t nhanh trong hai th p k v a qua Các CFC có

tính n đ nh cao và không b phân hu Khi CFC đ t t i th ng t ng khí quy n s đ c các

tia c c tím phân hu thành các ion Clo t do Các ion Clo này ph n ng v i ozon đ t o

thành khí oxy làm cho t ng ozon b m ng d n và b phá h y i u này làm cho các tia c c

tím trong b c x M t tr i có th chi u tr c ti p xu ng Trái đ t Khí N2O đ c sinh ra trong quá trình đ t các nhiên li u hoá th ch ho c là k t qu c a quá trình nitrat hoá các lo i phân

bón h u c và vô c Hi n nay hàm l ng c a nó đang t ng d n trên ph m vi toàn c u, hàng n m kho ng t 0,2 - 0,3% Khí CH4 là thành ph n chính c a khí t nhiên, khí d u m ,

khí đ m ao, đ m l y CH4 đ c dùng làm khí đ t và sinh ra t các quá trình sinh h c nh men hoá đ ng ru t c a đ ng v t có gu c, c u và nh ng đ ng v t khác, s phân gi i k

khí đ t ng p n c, ru ng lúa, cháy r ng và đ t nhiên li u hoá th ch Ch n nuôi gia súc

nhai l i hàng n m đã phát th i m t l ng khí methane b ng m t ph n ba l ng khí CH4

toàn c u CH4thúc đ y s ôxy hoá h i n c t ng bình l u S gia t ng h i n c gây hi u

ng nhà kính m nh h n nhi u so v i hi u ng tr c ti p c a CH4 Khí CH4 chi m 14% t ng

l ng phát th i khí gây hi u ng nhà kính

Nguyên nhân chính c a hi n t ng nóng lên toàn c u là do s gia t ng n ng đ các

khí nhà kính trong khí quy n trong đó 55% là t công nghi p (riêng Hoa K chi m 25%

t ng l ng phát th i) Ngoài ra còn do suy gi m di n tích r ng vì khai thác quá m c Vi c

phá r ng gây ra tác đ ng kép v a th i vào khí quy n 1 l ng l n khí CO2 v a m t đi ngu n

h p th CO2 do quang h p đ i phó v i tình tr ng trên, n m 1988 U ban liên chính ph

v thay đ i khí h u (IPCC: Inter-governmental Panel on Climate Change) đ c thành l p

N m 1992, 167 n c phê chu n Công c khung v bi n đ i khí h u t i H i ngh th ng

đ nh c a Liên H p Qu c Rio de Janeiro N m 1997, H i ngh v thay đ i khí h u toàn

c u Nh t đã cho ra đ i Ngh đ nh th Kyoto Theo đó, t 2008 đ n 2010, 39 qu c gia

công nghi p ph i c t gi m phát th i 6 khí nhà kính xu ng d i 5,2% m c phát th i n m

1990 Ngh đ nh th ch có hi u l c khi đ c phê chu n b i 55% s qu c gia phát th i ít

nh t 55% khí nhà kính Tuy nhiên, sau các H i ngh v Công c khung c a Liên Hi p

Qu c v bi n đ i khí h u t i Hague (10/2000), Born (7/2001) v n ch a đ t đ c tho thu n

t ng lên 5 - 10%, b ng hai c c và các núi cao s tan nhi u h n, nhanh h n, nhi t đ n c

bi n m lên, m c n c bi n s dâng lên kho ng 70 - 100 cm hay h n n a Nhi u bi n đ i

b t th ng v khí h u, thiên tai s di n ra khó l ng tr c đ c c v t n s và m c đ

Hi n t ng b ng tan hai c c không ph i là d đoán mà đã tr thành s th t hi n nhiên

Theo hình nh v tinh do NASA ti t l (đ u n m 2008) đã cho th y s suy gi m đáng s v

kh i b ng bi n v nh c u – lo i b ng dày nh t và c nh t B c C c –và d ki n không lâu

n a B c C c s h t s ch b ng C quan Hàng không V tr Nh t B n (JAXA) c ng cho

bi t là mùa hè n m 2008, di n tích b ng B c C c gi m xu ng m c th p nh t k t khi

các nhà khoa h c Nh t B n ti n hành quan sát B c C c t v tr (n m 1978) Trung tâm d

li u qu c gia v tuy t và b ng c a M ngày 25/3/2008 cho bi t do nh h ng c a tình tr ng

Trái đ t m lên, m t kh i b ng h n 400 km2đã tách kh i kh i núi b ng Wilkin Nam C c

Theo báo cáo l n th t c a IPCC, n u nhi t đ t ng lên 2o

C s có thêm kho ng 100 tri u

ng i n a b thi u n c ng t, 30% s loài trong các h sinh thái s g p ph i nguy c tuy t

ch ng cao, s n xu t l ng th c s gi m sút t i các vùng th p, s tàn phá do bão t và l t l i

s t ng lên t i các vùng b bi n và s có nhi u ng i b nhi m b nh M c n c bi n s

dâng cao h n gây ng p úng nh ng vùng đ t th p ven bi n i u đó đã x y ra t i m t vài

đ o qu c nh Tuvala và Maldives

Báo cáo c a Ngân hàng Phát tri n Châu Á (ADB) n m 2010 c nh báo các n c châu

Á – Thái Bình D ng c n chu n b đ i phó v i làn sóng di c t ng nhanh do bi n đ i khí

h u trong nh ng n m s p t i, nh t là các thành ph ven bi n châu Á Các đi m nóng v di

c do bi n đ i khí h u này đang đ ng tr c các s c ép l n t dân s t ng đ t bi n do dân

c nông thôn đ v các thành ph đ tìm ki m cu c s ng m i t t h n S c ép này càng

ph c t p h n do s l ng đông đ o các n n nhân b tác đ ng c a các th m h a thiên nhiên

Báo cáo c a ADB l u ý r ng, các n c châu Á – Thái Bình D ng không ch t p trung gi i

quy t tình tr ng di c và t n n khí h u, mà còn c n kh n c p phát tri n các chính sách và các c ch đ i phó v i s gia t ng dân s Nhi t đ trung bình c a Trái đ t hi n nay nóng

h n g n 4o

C so v i nhi t đ trong k b ng hà g n nh t, kho ng 13.000 n m tr c Tuy nhiên trong 100 n m qua, nhi t đ trung bình b m t Trái t t ng 0,6 - 0,7o

C và d báo s

t ng 1,4 - 5,8oC trong 100 n m t i (Báo cáo c a IPCC, 2/2001) M c t ng này không nhi u

nh ng là r t l n so v i m t giai đo n t ng đ i ng n Tr c đây, s thay đ i v khí h u là

nh ng hi n t ng t nhiên và quá trình bi n đ i đó kéo dài hàng ngàn n m, do đó các loài

sinh v t có đ th i gian đ thích nghi S thay đ i nhi t đ trong m t th i gian ng n d d n

đ n n n hu di t các sinh v t trên di n r ng

M t trong nh ng h q a t t y u c a s gia t ng nhi t đ c a trái đ t là s gia t ng

m c n c bi n Theo nguyên t c giãn n do nhi t, nhi t đ trái đ t gia t ng s làm n c

bi n giãn n gây ra vi c n c bi n dâng cao Ngoài ra, nhi t đ t ng lên s làm b ng hai

vùng c c tan ch y gây nên l t l i và góp ph n gia t ng m c n c bi n Ng i ta c tính

n u 1/6 l ng b ng Nam C c tan ra thì m c n c bi n s t ng thêm 1 mét, lúc đó 30%

đ t đai tr ng tr t trên hành tinh chúng ta và nhi u thành ph trên th gi i New York, B ng

C c, London s b bi n thành đ m l y S dâng cao m c n c bi n c ng s làm t ng s

nhi m m n c a các vùng đ t n m sâu trong n i đ a, làm nh h ng đ n các h sinh thái và

làm cho san hô ch t hàng lo t

Các nhà khoa h c cho bi t r ng s nóng d n lên c a trái đ t không ph i là nguyên

nhân chính c a hi n t ng El Nino nh ng làm cho El Nino thêm ph n kh c li t và s xu t

hi n c a nó th ng xuyên h n Hi n t ng El Nino x y ra m nh trong n m 1997 - 1998

d n đ n nhi u thay đ i khí h u b t th ng nh m a nhi u đông Thái Bình D ng, khô

h n Tây Thái Bình D ng H u qu là nhi u v cháy r ng x y ra Indonesia (8/1997),

h n hán Châu Phi và Trung M (7 - 9/1997) Theo WWF n m 1997 là n m th m ho

cháy r ng - m t nguy c nguy hi m h n n n phá r ng nhi t đ i n c ta, l l t và h n hán c ng đang là m t hi n t ng b t th ng v th i ti t trong nh ng n m g n đây do nh

h ng c a El Nino C n bão s 5 (Typhoon Lynda) kh ng khi p tràn vào Cà Mau n m

1998 đã gi t h i trên 600 ng i, làm m t tích kho ng 2000 ng i trên bi n và gây nhi u

thi t h i n ng n khác v ng i và tài s n Sau đó là l t l i mi n Trung c p đi sinh

m ng hàng tr m ng i

1.1.4 S suy gi m t ng ozon

L th ng ozon đ c phát hi n t n m 1985 Nam c c n n m 1989, các nhà khoa

h c c ng kh ng đ nh kh n ng h y ho i trên qui mô l n t ng ozon B c c c và trên các

vùng có m t đ dân s cao S suy gi m nhanh t ng ozon có tác đ ng nghiêm tr ng lên

ph n l n các d ng s ng c a hành tinh Theo các nhà khoa h c, n u t ng ozon gi m 10% thì

m c t ng tia c c tím đ n Trái đ t là 20% B c x tia c c tím v i n ng đ cao có th làm thay đ i c u trúc gen theo h ng b t l i, gây thi t h i đ n mùa màng, gi t h i các đ ng

th c v t phù du bi n làm phá v chu i th c n trong bi n và góp ph n gia t ng s nóng

lên toàn c u b i s tác đ ng lên n ng l c h p th CO2 c a các sinh v t phù du trong đ i

d ng Tia c c tím c ng gây ung th da và đ c th y tinh th Các ph n ng mi n d ch có

th b gi m đ i v i các ng i ti p xúc nhi u v i b c x c c tím, các ch ng trình tiêm

ch ng s tr nên kém hi u qu , các b nh lây nhi m tr nên ph bi n và nghiêm tr ng h n

Ngoài ra, ch t l ng không khí s x u đi do vi c gia t ng b c x c c tím s kích thích các

ph n ng hóa h c, gây ra s ng mù và m a axit làm cho hàng lo t v t li u nh ch t d o,

cao su thoái hóa nhanh chóng

Theo d báo, s suy gi m t ng ozon v n ti p t c trong th k t i Hi n nay, các nhà khoa h c cho bi t l th ng ozon đang đ t di n tích l n nh t Nam c c N m 1985, 21 qu c

gia và C ng đ ng Châu Âu đã ký "Công c b o v t ng ozon" t i Vienne N m 1987,

Ngh đ nh th Montreal v vi c thay th ho c h n ch s d ng CFC trong k ngh l nh

đ c phê chu n N m 1990, v n b n London t ng c ng Ngh đ nh th v i m c tiêu ng ng

s n xu t và tiêu th các CFC vào n m 2000 N m 1992, v n b n t ng c ng Copenhagen

v i th i h n lo i tr CFC rút xu ng n m 1995 và đ a thêm m t s h p ch t vào danh sách

ki m soát Tuy nhiên, các CFC khó phân h y có th t n t i trong khí quy n 80 -180 n m

nên tác d ng phân hu ozon v n ti p t c vài ch c n m sau khi ng ng th i

1.1.5 M t mát đa d ng sinh h c

1.1.5.1 a d ng sinh h c là tài nguyên vô giá

K t khi xu t hi n trên Trái đ t cách đây kho ng 4 t n m, các d ng s ng ti p t c

phát tri n và ti n hóa không ng ng đ t o nên th gi i sinh v t r t đa d ng Qua l ch s ti n

hóa, các sinh v t đ n bào đã ti n hóa thành các sinh v t đa bào, r i t đó mà phát tri n

thành các sinh v t khác nhau sinh s ng trên m t đ t Con ng i c ng đã đ c sinh ra t quá

trình sinh h c này và vì th mà chúng ta không th tách ra kh i m i liên h v i các sinh v t

khác đang sinh s ng trên Trái đ t a d ng sinh h c đ c phát tri n qua quá trình ti n hóa

lâu dài hàng t n m a d ng sinh h c đ c th hi n:

- a d ng sinh thái: có nhi u h sinh thái khác nhau đ c hình thành tùy thu c và các

đi u ki n khác nhau c a môi tr ng

- a d ng loài sinh v t: các loài khác nhau đ c hình thành và t n t i trong các vùng khác nhau và có môi tr ng s ng khác nhau

- a d ng trong m i loài: m i loài sinh v t có nhi u d ng khác nhau vì có ch a m t s

gen khác nhau

M t h sinh thái đ c hình thành và phát tri n là nh có đ c nh ng s cân b ng r t

ph c t p trong h sinh thái đó Ch c n ng c a m t h sinh thái ph thu c r t ch t ch vào

s đa d ng c a các sinh v t sinh s ng trong h sinh thái đó và m i quan h h tr l n nhau

gi a các loài đó đ chúng t n t i và phát tri n S tiêu di t m t loài trong h sinh thái s

làm cho s cân b ng b t n th ng và làm gi m giá tr c a h sinh thái Trong cu c s ng

hàng ngày, chúng ta không nh n bi t đ c tính nghiêm tr ng c a s m t mát c a các loài,

nh ng chúng ta c n ph i hi u đ c r ng t i sao s m t mát đó l i có tác đ ng nghiêm tr ng

đ n thiên nhiên Tr c kia, cu c s ng c a loài ng i ph thu c tr c ti p đ n thiên nhiên và

các chu trình c a thiên nhiên Loài ng i đã nh n đ c r t nhi u u đãi t thiên nhiên, t

các sinh v t khác nhau, t môi tr ng s ng xung quanh và luôn tôn tr ng thiên nhiên

Nh ng t khi th i đ i m i b t đ u, con ng i l i tàn phá thiên nhiên b ng các ho t đ ng

c a mình mà chúng ta th ng g i là “đ phát tri n” Chính s phát tri n này đã gây nên

nhi u t n th t v môi tr ng t i t ng vùng và c th gi i

S c kh e và h nh phúc c a con ng i tùy thu c vào các d ch v c a các h sinh thái,

t c là t s đa d ng sinh h c Thiên nhiên, các h sinh thái, nh có đa d ng sinh h c đã

cung c p cho con ng i không nh ng l ng th c, th c ph m, các nguyên v t li u g , s i,

thu c ch a b nh Trong nh ng n m g n đây nh có hi u bi t v giá tr c a các gen và nh

có nh ng ti n b v khoa h c và k thu t mà các nhà khoa h c đã t o ra nhi u thu c ch a

b nh có giá tr , các s n ph m m i v l ng th c và n ng l ng (d ch v cung c p) a

d ng sinh h c còn gi vai trò quan tr ng trong vi c làm s ch không khí và dòng n c, gi

cho môi tr ng thiên nhiên trong lành, nh th s c kh e c a con ng i đ c c i thi n (d ch

v đi u ch nh) a d ng sinh h c còn có vai trò quan tr ng là ngu n g c và nuôi d ng các

phong t c t p quán đ a ph ng liên quan đ n các lo i l ng th c, th c ph m, thu c ch a

b nh và v n hóa truy n th ng, đ c hình thành t nh ng u đãi c a thiên nhiên nh núi,

r ng, sông, bi n c a t ng vùng (d ch v v n hóa) a d ng sinh h c còn góp ph n t o ra

l p đ t màu, t o đ phì c a đ t đ ph c v s n xu t nông nghi p (d ch v h tr ) T t c

các d ch v c a h sinh thái trên toàn th gi i đã đem l i l i ích cho con ng i v i giá tr

c l ng kho ng 21-72 t đô la M /n m, so v i T ng s n ph m toàn c u n m 2008 là 58

t đô la M (UNEP, 2010)

1.1.5.2 M t mát đa d ng sinh h c

T khi cu c s ng trên Trái đ t ph n th nh, hành tinh c a chúng ta có s l ng loài h t

s c đa d ng Vào kho ng 250 tri u n m tr c đây, trên Trái đ t c tính ch có kho ng

250.000 loài sinh v t, nh ng t khi các sinh v t chuy n đ c t môi tr ng bi n c lên môi

tr ng đ t li n, thì s loài t ng lên r t nhanh và hi n nay đã có ít nh t kho ng vài ba tri u loài đang sinh s ng trên Trái đ t Trong l ch s phát tri n c a Trái đ t, đã t ng x y ra 5 l n

m t mát l n các loài Có th nói r ng nhi u loài đã b tuy t ch ng do các tai bi n t nhiên

nh s va ch m m nh gi a thiên th ch và Trái đ t, hay do các bi n đ i, di chuy n c a các

đ a t ng c a v Trái đ t M c d u có nh ng tai bi n l n, nh ng sau khi môi tr ng đ c

h i ph c, đ m b o đ c s s ng, thì các loài sinh v t l i phát tri n m t cách m nh m và

t o nên s đa d ng sinh h c có đ c nh ngày nay Sau l n tuy t ch ng l n th n m, cách đây kho ng 65 tri u n m – tuy t ch ng các loài kh ng long – ngày nay các sinh v t trên Trái đ t l i đang tr i qua m t th i k tuy t ch ng l n l n th sáu Các nhà khoa h c đã

ch ng minh đ c r ng s m t mát l n này có t c đ nhanh h n r t nhi u so v i các l n

tr c Có bao nhiêu loài đã b tuy t ch ng trong nh ng n m qua? Theo nghiên c u c a các

nhà khoa h c thì c tính đã có kho ng 40% s loài đã m t đi trong kho ng t 1970 đ n

2000 Riêng các loài n c ng t đã m t đi kho ng 50% Th thì có bao nhiêu loài hi n đang t n t i có nguy c b tuy t ch ng? Con ng i đã bi t đ c có kho ng 1,6 tri u loài

sinh v t hi n đang s ng trên Trái đ t H u h t các loài đ ng v t có x ng s ng đã đ c

bi t, s loài ch a bi t đ n ph n l n thu c v nhóm đ ng v t không x ng s ng Trong s

1,6 tri u loài đã bi t, IUCN đã nghiên c u k kho ng 45.000 loài và đã đ a ra k t lu n là

có kho ng 45% các loài đang có nguy c b tiêu di t (ASAHI, 2010) ây là l n đ u tiên

trong th i đ i hi n đ i, k t l n m t mát hàng lo t các loài kh ng long cách đây kho ng 65

tri u n m, các loài đang b tiêu di t m t cách nhanh chóng v i t c đ ch a t ng x y ra

tr c đây i v i các loài chim, thú và ch nhái, đã có kho ng 100 loài b m t đi trong vòng 100 n m qua, m i n m m t m t loài, nh v y là v i t c đ g p t 50-500 l n so v i

m c tiêu di t loài m t cách t nhiên tr c đây N u tính c nh ng loài mà chúng ta ch a

bi t (trong đó ph n l n là các loài côn trùng), thì t c đ m t các loài nhanh g p 1.000 l n so

v i m c bình th ng trong thiên nhiên, và nh v y là hàng n m có th m t đi vài ch c

nghìn loài

M t đa d ng sinh h c ngày nay đang di n ra m t cách nhanh chóng ch a t ng có, c

tính g p kho ng 100 l n so v i t c đ m t các loài trong l ch s Trái đ t và trong nh ng

th p k s p t i m c đ bi n m t c a các loài s g p 1.000-10.000 l n (MA, 2005) Có

kho ng 10% các loài đó th gi i c n ph i có nh ng bi n pháp b o v , trong đó có kho ng 16.000 loài đ c xem là đang có nguy c b tiêu di t Tình tr ng nguy c p c a các loài

không phân b đ u gi a các vùng trên th gi i, các vùng r ng m nhi t đ i có s loài nguy

c p nhi u nh t, trong đó có n c ta, r i đ n các vùng r ng khô nhi t đ i, vùng đ ng c

mi n núi Ngh khai thác th y s n b suy thoái nghiêm tr ng và có đ n 75% ng tr ng

trên th gi i đã b khai thác c n ki t hay khai thác quá m c (UNEP, 2007)

1.1.5.3 H u qu m t đa d ng sinh h c

Theo báo cáo t m th i “Kinh t c a h sinh thái và đa d ng sinh h c” do nhóm TEEB

trình bày t i H i ngh l n th chín c a Công c a d ng Sinh h c (COP9) t ch c n m

2008, thì t n th t v kinh t gây ra do m t đa d ng sinh h c có th đ t đ n 6% GDP toàn

th gi i vào n m 2050 n u không có bi n pháp ng n c n h u hi u V i s t n th t v đa

d ng sinh h c m c đ toàn c u nh hi n nay, vi c cung c p s n ph m các lo i (s n ph m

nông nghi p và các lo i s n ph m khác), các d ch v sinh thái (l c n c và không khí, ki m

soát bi n đ i khí h u và thiên tai, không gian phù h p cho du l ch, vui ch i) s g p nhi u khó kh n so v i nh ng gì mà chúng ta đang đ c h ng nh hi n nay H n th n a, các h

sinh thái có th s b thay đ i, d n đ n đ o l n và s p đ Ví d nh , n u nh m t s n ph m

nông nghi p ch tùy thu c vào m t lo i gi ng cây tr ng nào đó, mà gi ng đó l i b thi t h i

n ng do d ch b nh hay s phá ho i c a côn trùng ch ng h n, thì c ng đ ng dân c s ng d a

chính vào lo i s n ph m đó s g p ph i nhi u đi u khó kh n N u có nhi u loài khác nhau,

thì h th ng thiên nhiên có th ch ng đ đ c m t cách d dàng v i nh ng y u t thay đ i

đ t xu t c a môi tr ng

S s p đ h sinh thái và m t đa d ng sinh h c s gây nên m t s tác đ ng nghiêm

tr ng lên ng i dân sinh s ng tùy thu c tr c ti p vào các d nh v c a h sinh thái quanh h

Ví d nh , nhóm dân c sinh s ng trong m t vùng có thiên nhiên phong phú t i các n c đang phát tri n, h có đ y đ n c cho sinh ho t, có đ th c n, c i đ t và các v t d ng

khác c n thi t có th khai thác đ c t r ng quanh đó N u nh h sinh thái b phá h y, h

s m t h t ngu n cung c p các th c n thi t cho cu c s ng hàng ngày, và n u nh vùng

s ng c a h ch a phát tri n v kinh t , h không th mua đ c các th c n thi t nh n c

u ng, l ng th c và các s n ph m khác Nh v y, s suy thoái đa d ng sinh h c và h sinh

thái s gây nên nhi u khó kh n trong cu c s ng, nh t là đ i v i nh ng ng i nghèo kh ,

nh ng vùng nghèo, hay vùng sâu, vùng xa Vì th cho nên, vi c b o t n đa d ng sinh h c là

h t s c quan trong trong công cu c xóa đói gi m nghèo mà chúng ta đang đeo đu i trong

s phát tri n xã h i n c ta

1.1.6 S ô nhi m đ i d ng và bi n

M t ngh ch lý c a v n minh nhân lo i là xem đ i d ng là n i cung c p ngu n th c

ph m vô giá cho con ng i và là m t b kh ng l h p th cacbon trong không khí nh là

nh ng bãi ch a rác không đáy đ đ b các ch t th i k c các ch t th i đ c h i ch a nhi u

kim lo i n ng Có 6 nguy c chính đe do môi tr ng đ i d ng và bi n:

- Gia t ng ho t đ ng v n t i bi n, d n đ n t ng l ng d u th i, s c tràn d u, ch t th i

t các tàu và khu v c c ng bi n

- th i tr c ti p xu ng bi n ngày càng gia t ng m c dù Công c Luân ôn v đ

th i xu ng bi n (1972) đã đi u ch nh v n đ có qui mô toàn c u này

- Dòng ch y mang ch t th i và phát th i ô nhi m t đ t li n là nguyên nhân gây ra h n

70% ô nhi m trong bi n và đ i d ng, đ c bi t là các ch t ô nhi m có ngu n g c h u

c b n v ng do s d ng hóa ch t trong nông nghi p đã tác đ ng đ n môi tr ng và

các h sinh thái bi n và ven bi n

- Khai thác khoáng s n d i đáy bi n nh d u khí ngoài kh i, các ngu n khoáng s n

bi n (cát s i, kim lo i, ph t phát ) đang ngày càng gia t ng

- S phát tri n t p trung c a vùng ven b v i h n 60% dân s th gi i s ng trong vùng

ven b bi n nh ng siêu đô th công nghi p ngày càng de d a môi tr ng bi n

- Ô nhi m không khí c ng có tác đ ng m nh m t i ô nhi m bi n N ng đ CO2 cao trong không khí s làm cho l ng CO2 hoà tan trong n c bi n t ng Nhi u ch t đ c

h i và b i kim lo i n ng đ c không khí mang ra bi n

đ i phó v i s ô nhi m ngày càng gia t ng c a bi n và đ i d ng, đã có m t s công c qu c t nh Công c v phòng ng a ô nhi m bi n do đ ch t th i và các ch t

khác (1972), Công c c a Liên h p qu c v Lu t bi n (1982), Công c MARPOL

(1989) v ng n ng a ô nhi m do tàu bi n, Công c qu c t v vi c s n sàng ng phó và

h p tác qu c t ch ng ô nhi m d u (1990)

1.1.7 S hoang m c hóa

Hoang m c hoá là quá trình suy thoái đ t do nh ng thay đ i v khí h u và do tác

đ ng c a con ng i Hoang m c hoá đ c bi t tác đ ng m nh đ i v i các vùng đ t khô h n

mà v m t sinh thái đã b suy y u Hoang m c hoá gây ra s suy gi m v s n xu t l ng

th c, s nghèo đói Hi n nay có t i 70% t ng s các vùng đ t khô h n c a th gi i (3,6 t

ha) b nh h ng do suy thoái ng n ch n n n hoang m c hoá, vi c s d ng đ t bao g m

c v n đ tr ng tr t và ch n th ph i đ c ti n hành m t cách đúng đ n v m t môi tr ng

M t trong nh ng công c ch ng hoang m c hoá hi n nay là vi c tr ng cây đ có th gi

n c và duy trì ch t l ng đ t Nghèo đói là nhân t chính đ y m nh t c đ c a s suy thoái đ t và hoang m c hoá

1.1.8 Nhiên li u hóa th ch đang c n ki t

Nhiên li u hóa th ch (NLHT) đ c hình thành t quá trình phân h y k khí c a xác

các sinh v t, bao g m th c v t phù du và đ ng v t phù du l ng đ ng xu ng đáy bi n (h )

v i s l ng l n trong các đi u ki n thi u ôxy, cách đây hàng tri u n m Tr i qua th i gian

đ a ch t, các h p ch t h u c này tr n v i bùn và b chôn vùi bên d i các l p tr m tích

n ng Trong đi u ki n nhi t đ và áp su t cao làm cho các v t ch t h u c b bi n đ i hóa

h c, đ u tiên là t o ra kerogen d ng sáp Chúng đ c tìm th y trong các đá phi n sét d u

và sau đó khi b nung nhi t cao h n s t o ra hydrocacbon l ng và khí b i quá trình phát sinh ng c Ng c l i, th c v t đ t li n có xu h ng t o thành than M t vài m than

đ c xác đ nh là có niên đ i vào k Ph n tr ng

C quan thông tin n ng l ng Hoa K (EIA) c tính n m 2006 r ng ngu n n ng

l ng nguyên th y chi m 86% nhiên li u nguyên th y s n xu t trên th gi i bao g m

36,8% d u m , 26,6% than và 22,9% khí thiên nhiên Các ngu n nhiên li u không hóa

th ch bao g m th y đi n 6,3%, n ng l ng h t nhân 6,0%, và n ng l ng đ a nhi t, n ng

l ng m t tr i, n ng l ng gió, nhiên li u g , tái ch ch t th i chi m 0,9% Tiêu th n ng

l ng trên th gi i t ng m i n m kho ng 2,3% Các nhiên li u hóa th ch là tài nguyên

không tái t o b i vì Trái đ t m t hàng tri u n m đ t o ra chúng và l ng tiêu th đang di n

ra nhanh h n t c đ đ c t o thành Vi c đ t nhiên li u hóa th ch t o ra kho ng 21,3 t t n

CO2hàng n m làm t ng hàm l ng CO2 lên 10,65 t t n m i n m trong khí quy n (m t t n cacbon t ng đ ng 44/12 hay 3,7 t n CO2)

Con ng i đã đ t đ c b c ti n r t l n trong quá trình phát tri n b ng cu c Cách

m ng công nghi p nh s tiêu th l n các ngu n NLHT Vào th k XVIII, s phát minh

máy h i n c đã thúc đ y Cách m ng Công nghi p và than đá đã tr thành lo i ch t đ t

chi m u th trong th i k này Ti p theo, cu i th k th XIX, đ ng c đ t trong (đ ng c

ch y b ng x ng, d u) đ c phát minh và ôtô d n d n đ c s d ng r ng rãi Sau đó, vi c

phát minh máy bay đã đánh d u b c nh y v t v k thu t giao thông, v n t i Vào th k

XX, con ng i b t đ u tiêu th d u m v i m c đ c c l n cho phát tri n công nghi p s n

xu t, v n t i và giao thông đ ng th i t ng cao phát th i các khí đ c h i cho môi tr ng

Hoa K chi m ¼ dân s th gi i nh ng th i ra 30% l ng CO2 c a toàn th gi i Hoa K là

n c tiêu th d u m hàng ngày nhi u nh t, chi m kho ng 1/4 l ng đ u m tiêu th hàng

ngày trên th gi i

c l ng ngu n d tr d u m trên th gi i ch còn s d ng đ c trong vòng 40

n m n a, d tr khí t nhiên đ c 60 n m và than đá kho ng 120 n m N u con ng i v n

b l thu c vào NLHT thì không th đáp ng đ c nhu c u n ng l ng ngày càng cao và s

ph i đ i đ u v i s c n ki t nhanh chóng ngu n tài nguyên thiên nhiên này trong th i gian

t i

Trung Qu c có ngu n than đá và khí đ t thiên nhiên d i dào đang t ng s c tiêu th

ngu n n ng l ng này m t cách nhanh chóng Trung Qu c tiêu th hàng đ u này t 961

tri u t n (t ng đ ng d u m ) vào n m 1997 lên 1.863 tri u t n vào n m 2007 (t ng g n

g p đôi trong kho ng 10 n m) Nh v y l ng CO2 th i ra c ng t ng lên b ng g n 1/2

l ng th i c a M n m 2000 Hi n nay, Trung Qu c đã tr thành n c th i l ng khí CO2

l n nh t trên th gi i, v t qua c M n m 2007 Ngành công nghi p Trung Qu c tiêu th

kho ng 70% n ng l ng s d ng c n c Trung Qu c đã khuy n khích các công ty n c

ngoài kinh doanh t i n c mình v i giá lao đ ng và đ t th p làm cho Trung Qu c phát tri n

thành m t “nhà máy th gi i” đ phát tri n s n ph m công nghi p c a mình và tiêu th

l ng NLHT kh ng l Nói m t cách khác, khi các n c nh p các s n ph m giá th p t

Trung Qu c là đã cho Trung Qu c phát th i khí CO2 thay cho n c mình vì đã s d ng

n ng l ng đ s n xu t các s n ph m đó

S phát tri n kinh t b ng cách công nghi p hóa đã nâng cao đ c ch t l ng cu c

s ng c a nhân dân Trung Qu c N m 1980, Trung Qu c ch có kho ng 1,87 tri u ôtô,

n m 2005, s l ng ôtô đã t ng lên 18 l n v i 32 tri u chi c và r i đây s còn t ng thêm

n a Vi c s d ng các d ng c ch y đi n trong gia đình đang gia t ng các đô th vào

n m 2000, ch có 30 máy đi u hòa nhi t đ cho 100 gia đình, đ n n m 2005 đã có đ n 80

máy, vì th mà nhu c u s d ng đi n trong mùa hè t ng lên nhanh chóng Hi n nay, Trung

Qu c đã có trình đ t ng đ ng v i Nh t B n trong th i k phát tri n kinh t vào nh ng

n m 1950 đ n nh ng n m 1979 phát tri n kinh t , Trung Qu c đang theo đúng con

đ ng mà các n c đã phát tri n đã tr i qua tr c đây, là tiêu th nhi u n ng l ng và tài

nguyên thiên nhiên B ng cách nh v y, các n c đã phát tri n không th ép bu c Trung

Qu c ph i quan tâm đ n v n đ c n ki t tài nguyên và nóng lên toàn c u Tuy nhiên, n u các n c v n theo con đ ng tiêu th nhi u ch t đ t hóa th ch đ phát tri n kinh t nh các

n c công nghi p hóa đã th c hi n tr c đây, thì cu c s ng trên Trái đ t không th b n

v ng đ c Hi n nay, l ng phát th i CO2trên đ u ng i Trung Qu c ch b ng 1/5 l ng

phát th i c a M và b ng 1/2 c a Nh t N u Trung Qu c và n , v i s dân kh ng l ,

v n theo con đ ng tiêu th nhi u n ng l ng, thì ngu n tài nguyên ch t đ t d tr s s m

c n ki t, chúng ta s lâm vào tình tr ng khó kh n v môi tr ng toàn th gi i, khó lòng có

th h i ph c do b ô nhi m n ng và tình tr ng nóng lên toàn c u v n không th kh ng ch

đ c Châu Á đ c xem là vùng đang có xu th phát tri n kinh t nhanh trong nh ng n m

g n đây, r i s tr thành vùng phát th i CO2 l n nh t trên th giói và là chìa khóa c a s thành công hay th t b i trong vi c ch ng l i s nóng lên toàn c u trong t ng lai M t khác, các n c đã phát tri n c ng ph i xem xét l i m t cách c b n v vi c tiêu th nhi u tài

nguyên, thói quen tiêu th tr c đây c a mình và ch u ph n trách nhi m chuy n giao công

ngh và s d ng n ng l ng b n v ng D a vào gi thi t đó, các n c đã phát tri n, các

n c đang ti n vào th i k phát tri n kinh t và nh ng n c s phát tri n trong t ng lai

ph i c ng tác v i nhau đ gi i quy t nh ng v n đ chung mà loài ng i đang ph i đ i đ u

1.1.9 S v n chuy n xuyên biên gi i các ch t th i nguy h i

các n c công nghi p phát tri n (Châu Âu, B c M ) do g p khó kh n v x lý ch t

th i nguy h i trong n c (quy đ nh nghiêm ng t, chi phí cao, d lu n ph n đ i) nên đã

"xu t kh u" ch t th i sang các n c đang phát tri n và các n c nghèo Ví d nh :

- M t l ng l n ch t th i hoá h c ch a PCB và Dioxin t n đ ng c ng Klongtoy (Bangkok) n m 1985 ph n l n là c a các đ i lý ch hàng không Singapore, c,

Nh t, M

- 8/1986, 3.800 t n ch t th i hoá h c c a Châu Âu đ c đ vào phía Nam c ng Kaka

trên sông Niger c a Nigeria v i giá 100 USD/t n trong khi đó chi phí cho vi c đ các

ch t th i đó Châu Âu t 380 - 1.750 USD/t n

- 10/1987, t i Venezuela, 11.000 thùng ch t th i hoá h c đ c chuy n tr l i cho Italia

sau khi m t t p đoàn t nhân Italia tìm cách đ a chúng vào c ng Puero Cabello

- N m 2000, chính ph Campuchia bu c tái xu t m t lô hàng c p c ng Phnompenh v

phát hi n có ch a ch t th i công nghi p

- 5/2003, t ch c Toxic Link c a n c nh báo r ng đ t n c này cho nh p quá

nhi u rác th i hàng đi n t là các máy vi tính đã qua s d ng t M , Nh t, Hàn Qu c

Trong máy tính có ch a 1 s kim lo i nh h ng đ n s c kho con ng i nh chì,

cadimi, thu ngân, v.v

Tr c nh ng nguy c các ch t th i nguy h i có khuynh h ng đ d n v các n c nghèo và các n c đang phát tri n, n m 1989, c ng đ ng qu c t đã thông qua Công c

Basel Th y S v Ki m soát s v n chuy n và th i các ch t th i nguy hi m xuyên biên

gi i Vào tháng 5/2001, nhi u qu c gia đã ký Công c Stockholm v các ch t ô nhi m

h u c b n v ng, ti n t i lo i b s n xu t, v n chuy n và s d ng 12 ch t h u c nguy

hi m v i môi tr ng

1.2 Nguyên nhân c a các v n đ môi tr ng toàn c u

Trong kho ng vài th p k qua đã n y sinh nhi u v n đ nh h ng đ n môi tr ng

chung cho toàn c u và đòi h i t t c các n c và m i ng i và m i ng i dân trên Trái đ t

cùng quan tâm gi i quy t Ch ng tr.nh môi tr ng Liên Hi p Qu c (UNEP) đ đ a ra th o

lu n và thông qua m t ngh quy t (ngh quy t 42/186) d i tên g i "Vi n c nh môi tr ng

đ n n m 2000 và sau đó" Ngh quy t đ đ c p nh ng v n đ chính có nh h ng đ n môi

tr ng toàn c u sau đây:

1.2.1 Bùng n dân s

S đóng góp t i u c a các ngu n nhân l c đ đ t đ c s phát tri n b n v ng là

ch a th c hi n đ c Tuy v y s gia t ng dân s và s phân b dân s không đ u đang ti p

t c đè n ng lên môi tr ng nhi u n c Trong các y u t đó, s gia t ng dân s nhanh l i

làm cho ng i dân càng nghèo thêm M i quan h tiêu c c gi a dân s và môi tr ng có xu

h ng t o ra các c ng th ng xã h i

1.2.2 L ng th c và nông nghi p

Do thi u l ng th c nhi u n c đang phát tri n nên đ t o ra t.nh tr ng thi u an toànvà đe d a cho môi tr ng Các n l c nh m đáp ng các nhu c u l ng th c đã t ng

lên r t nhanh và thêm vào đó là s l là đ i v i các tác đ ng x u đ n môi tr ng c a các

chính sách và thông l Nh ng hu ho i cho môi tr ng g m:

- Suy thoái và c n ki t d i h.nh th c m t đ t và m t r ng, h n hán và hoang m c hoá

- M t và suy thoái tài nguyên n c m t và n c ng m

- Gi m tính đa d ng di truy n và tài nguyên thu s n

- Hu ho i th m đáy bi n

- M n hoá, b i l p v c n c

- Ô nhi m không khí, n c, đ t

1.2.3 N ng l ng

S m t cân b ng trong các mô h.nh tiêu th n ng l ng là quá l n Các nhu c u thúc

đ y m c t ng tr ng kinh t và gia t ng dân s đ đ.i h i ph i phát tri n nhanh vi c s n

xu t và tiêu th n ng l ng V v n đ này hi n đang c.n nh ng t n t i là: c n ki t các

ngu n cung c p n ng l ng, c i đun n u không đ , nh ng tác đ ng môi tr ng x u do s n

xu t, chuy n hoá và s d ng n ng l ng hoá th ch nh vi c axit hoá môi tr ng, tích lu

"khí nhà kính" và h u qu là làm thay đ i khí h u M c dù n ng l ng là y u t quan tr ng

cho quá tr.nh phát tri n kinh t x h i nh ng c.n quá ít nh ng ho t đ ng mà chúng ta cùng

nhau làm đ cân b ng nhu c u n ng l ng và b o v môi tr ng

1.2.4 Công nghi p

Phát tri n công nghi p th ng mang l i l i ích r ràng nh ng phát tri n công nghi p

c ng th ng đ l i h u qu cho môi tr ng, nh h ng đ n s c kho con ng i Nh ng tác

đ ng tiêu c c ch y u là s d ng l.ng phí, làm c n ki t các tài nguyên hi m, làm ô nhi m không khí, n c, đ t, gây m t v sinh, tích t các ch t th i đ c h i và tai bi n môi tr ng

Các mô h.nh công nghi p hoá d n đ n m t cân b ng tài nguyên khai thác và ch t l ng môi

tr ng Do v y, tri n v ng phát tri n nhanh công nghi p trong đi u ki n b o v đ c môi

tr ng là r t m ng manh, h n n a l i thi u hi u bi t v công ngh c ng nh h p tác qu c

t

1.2.5 S c kho và đ nh c

M c dù đã thu đ c nh ng ti n b đáng k trong khi gi i quy t các v n đ v s c

kho và đ nh c nh ng các n n t ng c s c a môi tr ng đ c i thi n l i đang b thoái hoá

Thi u nhà và ti n nghi t i thi u, nông thôn kém phát tri n, thành ph quá đông ng i,đô

th xu ng c p, ngu n n c cung c p cho sinh ho t thi u và kém ch t l ng, đi u ki n v

sinh t i tàn, các đi u ki n môi tr ng suy thoái, b nh d ch ti p t c hoành hành, s c kho

gi m, t l t vong t ng Nghèo, suy dinh d ng và ngu d t là t ng h p c a nh ng v n đ

này

1.2.6 Quan h kinh t qu c t

S b t bình đ ng trong quan h kinh t qu c t v i các chính sách kinh t không thích

h p nhi u n c đ phát tri n và đang phát tri n khi n các v n đ môi tr ng thêm tr m

tr ng

1.3 S phát tri n b n v ng

Loài ng i đang ph i đ i m t v i th m h a c n ki t tài nguyên thiên nhiên, môi

tr ng s ng b ô nhi m, nhi u b nh t t m i xu t hi n và phát tri n, thiên tai ngày càng n ng

n T t c nh ng th m h a đó và c nh ng hi n t ng b t th ng v th i ti t trong nh ng

n m qua t i nhi u vùng trên th gi i đã gây tác h i vô cùng nghiêm tr ng có nguyên nhân

chính là do các ho t đ ng c a con ng i.Tr c nh ng c nh báo v nguy c đ i v i s s ng trên trái đ t do chính bàn tay con ng i gây nên, n m 1972, H i ngh Liên h p qu c v môi

tr ng t i Stockholm (Th y i n) đã đ c tri u t p Khái ni m m i ra đ i, đó là “phát

tri n tôn tr ng môi sinh” v i n i hàm là b o v môi tr ng, tôn tr ng môi sinh, qu n lý h u

hi u tài nguyên thiên nhiên, th c hi n công b ng và n đ nh xã h i Nh ng c nh báo khoa

h c nghiêm túc đã làm cho các qu c gia d n t ng b c ý th c đ c m i liên h nhân qu

gi a l i s ng c a loài ng i v i môi tr ng sinh thái, gi a phát tri n kinh t -xã h i v i b o

t n tài nguyên thiên nhiên u th p niên 80 c a th k XX, khái ni m phát tri n b n v ng

xu t hi n n n m 1987, U ban Th gi i v Môi tr ng và Phát tri n m i ti p thu và

tri n khai trong B n phúc trình mang t a đ “T ng lai c a chúng ta”, trong đó đã đ a ra

đ nh ngh a: “Phát tri n b n v ng là s phát tri n nh m th a mãn các nhu c u hi n t i

nh ng không làm t n h i đ n kh n ng c a các th h t ng lai trong vi c đáp ng nhu

c u c a chính h ”

N m 1992, Liên h p qu c t ch c H i ngh th ng đ nh v Trái đ t t i Rio de

Janeiro, Brazil T i đây các qu c gia đã th a thu n m t ch ng trình ngh s v phát tri n

b n v ng cho th k XXI (g i t t là Agenda 21), và c ng đã thông qua đ c Công c chung, theo đó vi n tr phát tri n chính th c (ODA) cho các n c nghèo thu c th gi i th

ba c n ph i chi m ít nh t 0,7% t ng s n ph m qu c dân (GNP) c a các qu c gia công nghi p phát tri n M i n m sau, n m 2002, Liên h p qu c l i t ch c H i ngh khác t i Johannesburg, Nam Phi, đã xác đ nh ph i xúc ti n và th c hi n Agenda 21 và đ ra các m c

tiêu cho Thiên niên k Trong phát tri n b n v ng mà hi n nay các qu c gia đ u theo đu i,

có ba n i dung c b n là:

- B o đ m phát tri n kinh t nhanh, và duy trì t c đ y trong m t th i gian dài

- Môi tr ng sinh thái đ c b o v m t cách t t nh t

- i s ng xã h i đ c b o đ m hài hòa

1.3.1 Phát tri n b n v ng và b o v môi tr ng

Có th nói m i v n đ v môi tr ng đ b t ngu n t phát tri n Nh ng con ng i

c ng nh các sinh v t khác không th đình ch ti n hoá và ng ng phát tri n c a mình ó là

quy lu t s ng c a t o hoá mà v n v t đ u ph i tuân theo m t cách t giác hay không t

giác Con đ ng đ gi i quy t mâu thu n gi a môi tr ng và phát tri n là ph i ch p nh n

phát tri n nh ng phát tri n không tác đ ng m t cách tiêu c c t i môi tr ng Phát tri n

đ ng nhiên s bi n đ i môi tr ng nh ng làm sao cho môi tr ng v n đ y đ các ch c

n ng c b n c a nó Hay nói m t cách khác, gi cân b ng gi a ho t đ ng b o v môi

tr ng và phát tri n kinh t xã h i Phát tri n b n v ng là s phát tri n nh m tho mãn các

nhu c u hi n t i c a con ng i nh ng không t n h i t i s tho mãn các nhu c u c a th h

t ng lai

1.3.2 Các nguyên t c xây d ng xã h i b n v ng

H i ngh Th ng đ nh v Môi tr ng và Phát tri n b n v ng t i Rio Janeiro (Braxin) tháng 6 n m 1992 đã đ a ra ý ki n th ng nh t c a 172 Qu c gia v s c n thi t ph i xây

d ng m t xã h i b n v ng trên Trái đ t ây là xã h i k t h p hài hoà gi a vi c phát tri n

kinh t và b o v môi tr ng, m t xã h i có n n kinh t và môi tr ng b n v ng

xây d ng m t xã h i phát tri n b n v ng, các nhà môi tr ng đã đ ra 9 nguyên

t c:

- Tôn tr ng và quan tâm đ n đ i s ng c ng đ ng: N n đ o đ c d a vào s tôn tr ng và

quan tâm l n nhau và Trái đ t là n n t ng cho s s ng b n v ng S phát tri n không

đ c làm t n h i đ n l i ích c a các nhóm khác hay các th h mai sau, đ ng th i không đe d a đ n s t n t i c a nh ng loài khác

- C i thi n ch t l ng cu c s ng con ng i: M c tiêu c a phát tri n là c i thi n ch t

l ng cu c s ng con ng i M i dân t c có nh ng m c tiêu khác nhau trong s

nghi p phát tri n, nh ng l i có m t s đi m th ng nh t ó là m c tiêu xây d ng m t

cu c s ng lành m nh, có m t n n giáo d c t t, có đ tài nguyên b o đ m cho cu c

s ng không nh ng cho riêng m.nh mà cho c th h mai sau, có quy n t do bình

đ ng, đ c b o đ m an toàn và không có b o l c, m i thành viên trong x h i đ u

mong có cu c s ng ngày càng t t h n

- B o v s c s ng và tính đa d ng trên Trái t: Phát tri n ph i d a vào b o v c u

trúc, ch c n ng và tính đa d ng c a nh ng h t nhiên th gi i mà con ng i đang

ph thu c Do đó c n ph i b o v các h duy trì s s ng, b o v tính đa d ng sinh

h c, b o đ m cho vi c s d ng b n v ng các tài nguyên tái t o

- Gi m đ n m c th p nh t s khánh ki t ngu n tài nguyên không tái t o S khánh ki t ngu n tài nguyên không tái t o nh khoáng s n, d u khí và than ph i đ c gi m đ n

m c th p nh t “Tu i th ” c a nh ng tài nguyên không tái t o có th đ c t ng lên

b ng cách tái ch

- Tôn tr ng kh n ng ch u đ ng c a trái đ t: S c ch u đ ng c a các h sinh thái c a trái

đ t là r t có h n, m i khi b tác đ ng vào, các h sinh thái và sinh quy n khó có th tránh kh i nh ng suy thoái nguy hi m S t ng dân s và tiêu th tài nguyên c n ph i

đ c đ t trong m t gi i pháp t ng h p và hi n th c trong quy ho ch và chính sách phát tri n qu c gia

- Thay đ i thái đ và hành vi cá nhân thông qua đào t o và giáo d c

- Giúp cho các c ng đ ng có kh n ng t gi gìn môi tr ng c a mình

- Xây d ng kh i liên minh toàn c u: Tính b n v ng toàn c u ph thu c vào s liên minh v ng ch c gi a t t c các qu c gia nh ng m c đ phát tri n trên th gi i l i không đ ng đ u và các n c có thu nh p th p h n đ c giúp đ đ phát tri n b n

v ng và đ b o v môi tr ng c a mình

Mô hình phát tri n b n v ng là m t tam giác v i 3 c nh n i gi a các đ nh: Kinh t ,

Xã h i và Môi tr ng Thi t k h ng t i phát tri n b n v ng pcó ti m n ng c i thi n hi u

su t, nâng cao ch t l ng s n ph m và m r ng các c h i v th tr ng (n i đ a và xu t

kh u) đ ng th i có th gi m b t các tác đ ng x u đ n môi tr ng

1.4 Hóa h c xanh và phát tri n b n v ng

S n xu t các ngành công nghi p hóa ch t chi m 7% thu nh p và 9% th ng m i và

80% s n l ng công nghi p c a th gi i S n xu t d ki n s t ng 85% vào n m 2020 so

v i m c n m 1995 T i Hoa K , các ngành công nghi p hóa h c góp ph n 5% c a GDP và

t ng thêm 12% giá tr GDP i u này nói lên t m quan tr ng c a ngành công nghi p hóa

h c trong cu c s ng h ng ngày c a con ng i và trong vi c h tr n n kinh t c a qu c gia

Hình 1 1 Th ng kê s n l ng các s n ph m hóa ch t c a các qu c gia

Tuy nhiên ngành công nghi p hóa ch t và các ngành công nghi p khác nh đi n, đi n

t còn là m t trong nh ng nguyên nhân gây ra các v n đ môi tr ng toàn c u nh c n ki t

NLHT không th tái t o, ô nhi m môi tr ng, x ch t th i đ c h i, gây nh h ng đ n môi

tr ng sinh thái và s c kh e c a con ng i Các ngành công nghi p M chi kho ng $ 10 t đôla m i n m R & D v môi tr ng Quá trình s n xu t lý t ng yêu c u đ n gi n, m t giai

đo n, an toàn, s d ng n ng l ng tái t o, thân thi n v i môi tr ng, không rác th i, hi u

su t cao, giai đo n tách đ n gi n S n ph m lý t ng đòi h i n ng l ng s n xu t và bao bì

t i thi u, an toàn, phân h y sinh h c 100% và có th tái ch Ng i s d ng lý t ng ch m sóc cho môi tr ng, s d ng ti n t i thi u, tái ch , tái s d ng và hi u tác đ ng môi tr ng

c a s n ph m Ngoài ra, ng i s d ng lý t ng khuy n khích sáng ki n "xanh" Ph m vi

c a các s n ph m hóa ch t ngày nay r t l n và đóng góp vô giá cho ch t l ng cu c s ng

nh thi t k và s n xu t các d c ph m ch a cácb nh nan y, ch t b o v th c v t và t ng

tr ng cho phép t ng s n l ng l ng th c c a chúng ta m t cách đáng k Hóa h c đã đóng và ti p t c gi m t vai trò c b n trong h u h t m i khía c nh c a xã h i hi n đ i

trong lãnh v c ch m sóc s c kh e, th c ph m, ch , ph ng ti n giao thông và hàng hóa

tiêu dùng, … do đó nhu c u v hóa ch t c a các ngành công nghi p s v n ti p t c t ng

cao

Ngay t n m 1850, nh ng thành tích đ t đ c trong hóa h c, đ c bi t quy mô công

nghi p th ng đ l i h u qu l n có h i cho môi tr ng T đ u nh ng n m 60 c a th k

tr c, nh ng tiêu chu n và lu t v môi tr ng phát tri n m nh theo h ng t ng kinh phí và

hình ph t, h n ch vi c s d ng các lo i hóa ch t đ c h i Công chúng c ng yêu c u đ c

bi t thêm thông tin v các lo i hóa ch t mà h g p ph i trong đ i s ng K t qu ngành công

nghi p đã ph i đ i m t v i m t áp l c r t l n, không ch trong vi c gi m s phát th i nh ng

hóa ch t đ c h i vào môi tr ng và còn ph i gi m s d ng nh ng hóa ch t đ c h i nói chung i u này đã tr thành đ ng l c m nh m cho các ngành công nghi p hóa ch t ph i

tìm ra nh ng s thay th , c i ti n hay nâng c p s n xu t nh ng s n ph m an toàn và thân thi n h n v i môi tr ng Sau tai n n kh ng khi p c a ngành s n xu t hóa ch t x y ra

Bohpal ( n ) n m 1984, n m 1987 Liên Hi p Qu c đã đ ra kh u hi u “phát tri n b n

v ng”

Khái ni m v Hóa h c xanh xu t phát t các ki n ngh c a Hi p c Phòng ch ng ô

nhi m đ c Qu c h i Hoa K thông qua vào n m 1990 Ý t ng v cách t t nh t đ gi m

chi phí do ô nhi m là ki m soát ngay t i ngu n h n là gi i quy t các v n đ liên quan đ n

vi c th i ch t đ c hóa h c vào môi tr ng Hóa h c xanh k t h p cách ti p c n m i đ i v i

các quá trình t ng h p, ch bi n và s d ng các hóa ch t đ gi m thi u m i đe d a đ i v i

Hóa h c xanh là khái ni m v phát tri n hóa h c m t cách b n v ng (còn g i là hóa

h c b n v ng), qua đó khuy n khích phát tri n các ph ng pháp và quá trình t o ra s n

ph m nh m h n ch s n xu t và s d ng các hóa ch t đ c h i Hóa h c xanh tìm cách gi m

thi u và ng n ng a ô nhi m t i ngu n phát sinh Nh ng n m g n đây, Hóa h c xanh đóng

vai trò ch đ o trong vi c phát tri n, nh n bi t nh ng v n đ liên quan đ n môi tr ng Vai

trò c a Hóa h c xanh trong phát tri n b n v ng là h t s c c n thi t đ ng th i đáp ng đ c

c nh ng nhu c u v phát tri n kinh t và các m c tiêu v môi tr ng

1.4.1 nh ngh a hóa h c xanh

Hóa h c xanh là s d ng m t t p h p các nguyên t c gi m ho c lo i b vi c s d ng hay t o ra các ch t đ c h i trong các thi t k , s n xu t và áp d ng các s n ph m hóa ch t

c tr ng c a là h n ch t i đa ch t th i t i ngu n, s d ng hoá ch t không đ c h i,

s d ng các ngu n tài nguyên tái t o, c i thi n ch s ti t ki m nguyên t (E.A), s d ng dung môi không đ c h i Hóa h c xanh v n d ng các nguyên lý c a hóa h u c , hóa vô c ,

hóa sinh, hóa phân tích, và hóa lý trong vi c tìm ki m các gi i pháp gi m thi u nguy h i và

t i đa hhi u qu c a s l a ch n hóa ch t s d ng Khác bi t v i hóa h c môi tr ng là t p

trung vào các hi n t ng hóa h c trong môi tr ng Công th c quan tr ng c a ngành hóa

h c xanh đ c cho b i thu t toán sau:

Nguy c = f(s nguy hi m x r i ro)

H u h t lu t pháp liên quan đ n môi tr ng trên kh p th gi i đ a ra đ u nh m m c đích gi m thi u t i m c th p nh t nh h ng c a các ch t đ c h i t i môi tr ng Kh u

hi u hàng đ u c a ngành hóa h c xanh là: “s n xu t các hóa ch t ph i gi m thi u và lo i b

nh ng h p ch t gây h i, c i ti n và phát minh ra nh ng h p ch t m i đ thay th thân thi n

v i môi tr ng” Gi i Nobel Hoá h c n m 2005 đ c trao cho 3 nhà khoa h c Robert H Grubbs và Richard R Schrock đ n t M , cùng Yves Chauvin đ n t Pháp nh vi c tìm ra

cách làm gi m ch t th i đ c h i khi t o ra các hoá ch t m i, gi m thi u ch t th i đ c h i

b ng m t quá trình s n xu t thông minh h n H đã phát tri n ra ph ng pháp hoán v

trong quá trình t o ra các phân t h u c m i

1.4.2 Các giai đo n phát tri n c a hóa h c xanh

Hóa h c xanh liên quan đ n v n đ gi m ch t th i, v t li u, nguy hi m, r i ro, n ng

l ng, tác đ ng môi tr ng, chi phí Khái ni m v Hóa h c xanh xu t phát t các ki n ngh

c a Hi p c Phòng ch ng ô nhi m đ c Qu c h i Hoa K thông qua vào n m 1990 Ý

t ng v cách t t nh t đ gi m chi phí do ô nhi m là ki m soát ngay t i ngu n h n là gi i

quy t các v n đ liên quan đ n vi c th i ch t đ c hóa h c vào môi tr ng Hóa h c xanh

k t h p cách ti p c n m i đ i v i các quá trình t ng h p, ch bi n và s d ng các hóa ch t

sao cho gi m thi u m i đe d a đ i v i s c kh e và môi tr ng

N m 1998, Paul T Anastas và John C Warner thu c C quan b o v môi tr ng M (EPA) đã đ ra 12 nguyên t c n n t ng cho Hóa h c xanh [1] B t k quá trình hóa h c nào

đ u ph i đáp ng đ c 12 tiêu chu n trên m i đ c xem là th c s b n v ng, không tác

đ ng x u t i môi tr ng N m 2001, Winterton đ a ra 12 nguyên t c khác, nh m làm rõ

h n 12 nguyên t c ban đ u [2] N m 2005, Tang, Smith và Poliakoff rút g n 12 nguyên t c

l i thành thu t ng PRODUCTIVELY đ d nh [3]

T đ u nh ng n m 60 c a th k tr c, nh ng tiêu chu n và lu t v môi tr ng phát

tri n m nh theo h ng t ng kinh phí và hình ph t, h n ch vi c s d ng các lo i hóa ch t

đ c h i Công chúng c ng yêu c u đ c bi t thêm thông tin v các lo i hóa ch t mà h g p

ph i trong đ i s ng K t qu là, ngành công nghi p đã ph i đ i m t v i m t áp l c r t l n,

không ch trong vi c gi m s phát th i nh ng hóa ch t đ c h i vào môi tr ng và còn ph i

gi m s d ng nh ng hóa ch t đ c h i nói chung i u này đã tr thành đ ng l c m nh m

cho cho ngành công nghi p hóa ch t ph i tìm ra nh ng s thay th , nh ng s nâng c p

Nh ng n m g n đây, Hóa h c xanh đóng vai trò ch đ o trong vi c phát tri n, nh n

bi t nh ng v n đ liên quan đ n môi tr ng Qua ng d ng các nguyên t c c a hóa h c và

khoa h c phân t , ng i ta th y vai trò c a Hóa h c xanh trong phát tri n b n v ng là h t

s c c n thi t th c hi n đ c đi u này thì n n hóa h c ph i đ ng th i đáp ng đ c c

nh ng nhu c u v phát tri n kinh t và các m c tiêu v môi tr ng qua vi c áp d ng nh ng

nguyên t c khoa h c c b n

V y có th hi u m t cách t ng quát v khái ni m Hóa h c xanh nh s phát minh,

thi t k , ng d ng các s n ph m hóa h c, các quá trình hóa h c nh m gi m ho c lo i b hoàn toàn vi c s d ng và phát th i các hóa ch t đ c h i

Trong đ u nh ng n m 1990 c a C quan B o v Môi tr ng Hoa K (EPA) đ t ra

c m t Hóa h c xanh " thúc đ y hoá ch t sáng t o công ngh đ gi m ho c lo i b vi c

s d ng hay t o ra nguy hi m ch t trong vi c thi t k , s n xu t và s d ng các s n ph m hóa ch t Ngày nay Hóa h c xanh đã d n d n đ c công nh n là m t ph ng pháp đ đ t

đ c tính b n v ng Hóa h c xanh là m t quá trình gi m (Hình 1.1): gi m s d ng nguyên

v t li u, gi m ch t th i, gi m n ng l ng, gi m đ c h i, gi m r i ro, … Thách th c chính

đ i v i ngành công nghi p hóa ch t là ti p t c cung c p nh ng l i ích cho xã h i mà không

quá t i hay gây thi t h i cho môi tr ng v i chi phí ch p nh n đ c

Hình 1 2 S đ “gi m” c a Hóa h c xanh

1.4.3 Vai trò c a hóa h c xanh trong phát tri n b n v ng

Hóa h c xanh còn đ c g i là Hóa h c b n v ng đã đ c C quan b o v môi tr ng

Hoa K (US EPA) đ x ng l n đ u tiên v i m c đích phòng ng a ô nhi m, tìm ki m

nh ng bi n pháp gi i quy t, sáng ki n k thu t t i u h n là vi c qu n lý và x lý các ch t

th i r n, l ng và khí t s n xu t

Trong H i ngh Th ng đ nh Liên hi p qu c v phát tri n b n v ng t i Johannesburg

n m 2002, GS Jurgen Metzger thu c đ i h c Oldenburg ( úc) có nêu lên nh ng ti n b

c a th gi i trong vi c ng d ng Ngh trình 21 c nh s d ng hóa ch t an toàn c ng

nh l u tâm nhi u đ n s c kh e c a con ng i và môi tr ng ây chính là m t đóng góp

l n c a các công ty s n xu t hóa ch t trên th gi i Công ty Dow Chemical (Hoa K ) là

m t công ty s n xu t hóa ch t l n nh t th gi i đã gi m đ c s th i khí CO2 trong các quy

trình s n xu t t 28,1 tri u t n cho n m 1994 xu ng còn 26,1 tri u t n n m 2002 GS Metzger đã đ ngh Vi n ki n 2020 v i m t m c tiêu rõ ràng là gi m thi u 30% n ng l ng

so v i n m 2002 trong các công ngh s n xu t hóa ch t toàn c u Ông c ng d đoán s có

25% hóa ch t h u c đ c s n xu t t các ngu n nguyên li u tái sinh Tuy nhiên, ông c ng

nghi v n là s khó kh n đ ph n đông th gi i áp d ng các k thu t m i này c ng nh “s

ù lì” c a m t s đ i công ty v n còn mu n đi theo l l i c s d ng ngu n nguyên li u hóa

d u đ s n xu t ra s n ph m hóa h c h n là áp d ng ngu n nguyên li u tái sinh…

M t trong nh ng vi c làm đáng ca ng i c a công ty Cargill Dow thu c nhóm Nature Works là đã thành công trong vi c s n xu t ch t d o (plastic) t b p ây là m t cu c cách

m ng xanh l n nh t vào đ u th k 21 Polylactic acid hay PLA là m t lo i ch t d o th c

v t có đ c t vi c t ng h p đ ng dextrose trong b p Phát minh n y đã đ c gi i th ng Presidential Green Chemistry Challenge n m 2002 Lo i plastic “b p” n y có th áp d ng

trong các công ngh s n xu t qu n áo, kh n, th m, bao bì cho th c ph m và nhi u ng

d ng khác trong nông nghi p Theo Cargill Dow, s n xu t ch t d o trong đi u ki n trên s

gi m thi u 20% đ n 50% n ng l ng s d ng so v i vi c s n xu t theo quy trình truy n

th ng Công ty Blair, Nebraska đã b t đ u s n xu t 140.000 t n/n m t n m 2002 và d

ki n t ng lên 500.000 t n vào n m 2006 EPA Hoa K đã t ng k t t t c các thành qu c a

Hóa h c xanh t n m 1996 đ n 2002, trung bình hàng n m Hoa K đã lo i b 800.000 t n

hóa ch t trong đó có chlorofluorocarbon (CFC), h p ch t h u c nh , đ c h i và không b

sinh thoái hóa, gi m 650 tri u gallon dung môi h u c , gi m 138 t gallon n c dùng trong

vi c s n xu t các k ngh d t, phim nh, ch t bán d n, gi m đ c 90.000 t đ n v n ng

l ng tiêu th Btu và 430.000 t n khí th i CO2 vào không khí, gi i quy t đ c 19 tri u t n

ph th i đ c h i đã đ c x lý hay tái sinh

ng trên c n b n l i nhu n, vi c chuy n đ i các quy trình c đi n sang quy trình

s ch thích h p v i ti n trình toàn c u hóa là m t vi c không d dàng Vì th , tích cách “b o

th trong s n xu t” là m t trong nh ng tr ng i chính vi c nghiên c u, tri n khai, ng d ng Hóa h c xanh trong công ngh s n xu t Thí d trong k ngh d c ph m: Theo c tính,

m t công ty đã nghiên c u thành công dây chuy n s n xu t s ch nh ng trong giai đo n

chuy n ti p, công ty có th b gián đo n hay gi m 50% s n xu t, t đó vi c m t l i nhu n là

nh ng con s đáng k mà khó có công ty nào ch p nh n hy sinh Do đó ngoài vi c nghiên

c u quy trình s ch, các công ty ph i th c hi n song hành v i vi c nghiên c u tài chính và

th tr ng trong giai đo n chuy n đ i công ngh

Chuy n hóa t hóa h c hi n t i qua hóa h c xanh là m t cu c cách m ng toàn di n,

do đó các nhà khoa h c và công nghi p g p nhi u khó kh n vì t t c đ u d a trên các k t

qu nghiên c u đang b t đ u đ c đ nh hình và tìm ki m

Ngày nay công ngh thông tin đã hoàn toàn chi m l nh và đóng vai trò thi t y u trong

đ i s ng c a m i ng i trên th gi i Công ngh này là công c hàng đ u trong trao đ i

gi a các qu c gia tr c ti n trình toàn c u hóa Yêu c u c a Hóa h c xanh đ t ra trong vi c

phát tri n công ngh thông tin là ki m soát nhu c u n ng l ng và gi i quy t ph th i Theo

th ng kê c a SandOaks, Texas, n ng l ng dùng cho vi c s d ng công ngh thông tin đã

t ng g p đôi trong vòng 6 n m qua và hàng n m t ng thêm kho ng 3% m c n ng l ng

dùng Hoa K Do đó, m c tiêu hàng đ u c a các đ i công ty s n xu t là gi m thi u m c

n ng l ng s d ng xu ng còn 40% đ n 45% trong nh ng n m s p đ n đ cân b ng v i

nhu c u s n xu t t ng tr ng 3% hàng n m Theo tính toán, m c đi n n ng tiêu th trong

m t máy đi n toán là 33% cho b ph n màn hình, 10% cho CPU, 10% h th ng đi n cung

c p, 9% cho b nh , 8% cho ph n ph n c ng v.v… M t khác, nhà s n xu t công ngh thông tin c n ph i tuân th tinh th n Ngh đ nh th Kyoto qua vi c gi m thi u ph th i, tái

t o nguyên li u dùng cho s n xu t các máy móc đi n t v.v…Có th th y tinh th n hoá h c

xanh áp d ng cho các ngành công ngh khá ph c t p và nhi u tr ng i nh ng rõ ràng các

bi n pháp c a hóa h c xanh đang góp ph n vào vi c phòng ng a ô nhi m h u hi u nh t

Câu h i đ c đ t ra là li u các nguyên li u đ n t vi c chuy n hóa sinh h c hay tái

sinh có th hoàn toàn thay th đ c nguyên li u đi t NLHT hay không? CO2 và các ngu n

khí th i khác có th đ c thu h i và chuy n đ i thành hóa ch t an toàn khác hay không?

Li u khí H2 có th là m t ngu n n ng l ng chính trong t ng lai? Li u các hóa ch t s

d ng trong nông nghi p và d c ph m s là nh ng hóa ch t có th d b phân h y và không

còn nh h ng lên môi tr ng? Ho c li u nh ng ph ph m và ph ph m c a công ngh thông tin có đ c x lý đúng đ n hay không hay ch là m t gi i pháp cháp vá nh chuy n

t i ph th i t các qu c gia đã phát tri n nh Hoa K sang các qu c gia đang phát tri n nh

Trung Qu c ho c Vi t Nam thu h i nh ng nguyên v t li u đ tái s d ng? Nhi u nhà khoa

h c môi tr ng v n còn nghi ng s thành công c a khái ni m hóa h c xanh và công ngh

xanh t đó cho r ng s phát tri n b n v ng đúng ngh a không th th c hi n đ c Ng c

l i, nh ng ng i l c quan tin t ng r ng ti n trình phát tri n b n v ng là m t h ng đi ch

không ph i là m c tiêu đ đ n Hóa h c xanh và công ngh xanh là m t c m nang c n b n

d n đ n vi c làm s ch và b o v môi tr ng đ b o đ m cho quá trình phát tri n b n v ng

toàn c u

1.5 K thu t xanh

Trong nh ng n m c a th p k cu i cùng, các nhà khoa h c đã nh n th c đ c r ng

s t ng tr ng kinh t nhanh chóng và s d ng t do ngu n tài nguyên thiên nhiên đã gây

ra các v n đ môi tr ng nghiêm tr ng và phá v tính b n v ng trong t ng lai c a nhi u

vùng trên th gi i Theo đu i m c tiêu t ng tr ng cao nh ng không cân nh c đ n v n đ suy thoái môi tr ng và c n ki t tài nguyên thiên nhiên s đe d a tính b n v ng c a s phát

tri n Các phong trào môi tr ng trên th gi i c a nh ng n m 1960 và 1970 đã ph n đ i các xu h ng phát tri n kinh t và kèm theo ô nhi m môi tr ng trên quy mô qu c gia, khu

v c và toàn c u Các v n đ môi tr ng nh l th ng ozon trong t ng bình l u, s nóng lên

toàn c u và hi u ng nhà kính, s lây lan c a ô nhi m môi tr ng, ô nhi m c a các đ i

d ng, s c n ki t c a các ngu n tài nguyên thiên nhiên và n c ng t, sa m c hóa, … đang

là nh ng v n đ tr ng tâm c a th gi i

Hóa h c xanh là m t phong trào khoa h c c a nh ng n m 1990 v i m c đích đ i m i

trong thi t k và trong ngành công nghi p hóa ch t đã đ c m r ng sang Công ngh xanh

bao g m các ng d ng công ngh , quy trình k thu t và s n xu t s n ph m

1.5.1 nh ngh a k thu t xanh

Theo C quan B o v Môi tr ng c a Hoa K ( EPA ) : K thu t xanh là nh n th c

v các quy t đ nh b o v s c kh e con ng i và môi tr ng có th có nh h ng l n nh t

và chi phí hi u qu khi áp d ng s m đ thi t k và phát tri n giai đo n c a m t quá trình

công nghi p ho c s n ph m M c tiêu c a k thu t xanh là k t h p các khái ni m liên quan

đ n r i ro vào vi c thi t k các quá trình hóa h c và các s n ph m trong nghiên c u h c

thu t và công nghi p s n xu t

K thu t xanh h ng t i b n b ph n ch y u c a khoa h c và công ngh : h c vi n,

gi ng viên đ i h c h ng d n h c sinh v t duy m i trong quy trình k thu t và ng d ng

thông qua các bài gi ng h c t p và h i th o mà ph bi n tài li u k thu t xanh, các nhà khoa h c nghiên c u ph n m m cung c p các thi t b có công c tích h p đ đánh giá m i

nguy hi m trong quá trình thi t k , k s hóa công nghi p và các nhà khoa h c khác cung

c p các khóa h c giáo d c, tài li u h c t p m i, ph ng pháp và các bài t p tình hu ng mô

t s thay th k thu t xanh trong quá trình hóa h c, thi t k và đ i m i công ngh v i tiêu

chí xanh, ph bi n liên t c các ngu n và tài li u k thu t xanh đ n h c vi n và ngành công

nghi p nh là dòng ch y liên t c c a thông tin và ý t ng cho các nghiên c u tình hu ng

m i và ph ng pháp thi t k quy trình c a k thu t xanh

1.5.2 Các giai đo n phát tri n c a k thu t xanh

Theo đ nh ngh a, ‘k thu t xanh’ (green engineering) liên quan đ n vi c thi t k ,

th ng m i hóa, s d ng các quá trình và s n ph m sao cho v a có tính kh thi c ng nh

tính kinh t , v a có th h n ch t i đa v n đ ô nhi m t i ngu n c ng nh các r i ro hi m

h a đ i v i s c kh e con ng i và môi tr ng s ng hi u rõ và v n d ng m t cách t t

nh t k thu t xanh trong ho t đ ng s n xu t và trong ho t đ ng nghiên c u c n ph i có

nguyên t c đ nh h ng c th Có th xem các v n đ v k thu t xanh và các nguyên t c

c a nó đ c th t s kh i x ng n m 2001 h i ngh t ch c t i Virginia, Hoa k , mang

tên: ‘Green Engineering: Sustainable and Environmetally Conscious Engineering’, t m

d ch là: ‘k thu t xanh: k thu t b n v ng và có nh n th c v môi tr ng’ T i h i ngh các

nhà khoa h c đ u ngành v l nh v c này đã đ a ra k t lu n c n ph i t ch c riêng m t h i

ngh đ th o lu n m t cách sâu s c và chi ti t v tinh th n chung, các nguyên t c c ng nh

ph m vi c a k thu t xanh n n m 2003 kho ng trên 65 nhà khoa h c đã t p trung v h i

ngh t ch c t i Floria, Hoa k , đ th o lu n v nguyên t c xanh đ đ t đ c phát tri n b n

v ng thông qua khoa h c và công ngh K thu t xanh đ c ki m soát b ng 12 nguyên t c

do Paul T Anastas và Julie B Zimmerman kh i x ng

1.5.3 Vai trò c a k thu t xanh trong phát tri n b n v ng

K thu t xanh là quá trình và thi t k c a s n ph m nh m b o t n tài nguyên thiên nhiên d n đ n m c tiêu phát tri n b n v ng Ngoài ra, k thu t xanh nh m gi m tác đ ng

x u c a các quá trình và s n ph m đ n môi tr ng t nhiên K thu t xanh đ c áp d ng

cho r t nhi u các s n ph m nh nhà c a, xe c , các s n ph m tiêu dùng (v t li u, thi t b

đi n và đi n t ) và các thi t b đòi h i công ngh k thu t trong c u trúc và s n xu t

các n c công nghi p phát tri n hi n nay có nhi u ngành đào t o chuyên ngành k

s xanh Sinh viên t t nghi p các chuyên ngành k thu t khác có th đ c đào t o ho c

tham d các l p đ c bi t đ hi u nh ng ph ng pháp thân thi n v i môi tr ng đ s n xu t

các nguyên v t li u ho c các thành ph n khác Ví d các k s ho c ki n trúc s quan tâm

đ n thi t k nhà có th tìm hi u v v t li u xây d ng ho c k thu t xây d ng m i

nh t K thu t và thi t k xanh ngày nay là m t b ng c p hay ch ng ch thêm r t quan

tr ng trong m i lãnh v c c a k thu t

C u trúc c a K thu t Xanh d a vào 12 nguyên t c c a nó đ gi i quy t m t s các

quy trình công ngh quan tr ng nh t và các v n đ k thu t đ c phát tri n trong th p k

qua 12 nguyên lý c a k thu t xanh không ph i là danh sách các m c tiêu mà là t p h p

các ph ng pháp lu n quan tr ng c n ph i thay đ i đ đ t đ c nh ng m c tiêu và thúc đ y

phát tri n b n v ng

Vi c giáo d c các k s công ngh và làm thay đ i nh n th c và ph ng pháp c a

các chuyên gia và nhà khoa h c b o th là nh ng y u t quan tr ng đ thành công trong

thi t k xanh và l a ch n thay th sáng t o Các k s m i ph i đ c giáo d c đ ti p c n

có h th ng 12 nguyên t c trong thi t k phân t , s n ph m, quy trình và ph ng pháp s n

xu t vì l i ích c a xã h i và môi tr ng Nh ng ph ng pháp s n xu t c ph i đ c thay

đ i Chúng ta c n ph i đ nh ngh a l i các v n đ c a s b n v ng, nguyên li u tái t o, ngu n n ng l ng m i và chi n l c đ đáp ng nhu c u nh ng đ ng th i v n b o v

đ c môi tr ng

các n c công nghi p phát tri n , trong nh ng n m g n đây nhi u tr ng

đ i h c đã cung c p các khóa h c v k thu t xanh và công ngh s n xu t xanh và s ch.

TÀI LI U THAM KH O

[1] Phan Thanh S n Nam, Hóa h c xanh, NXB HQG TPHCM, (2014)

[2] Mike Lancaster, Green Chemistry: An Introductory Text, The Royal Society of Chemistry, (2012)

[3] Mukesh Doble, Anil Kumar Kruthiventi, Green Chemistry and Processes, Elsevier, (2007)

[4] James Clark, Duncan Macquarrie, Handbook of Green Chemistry And Technology, Backwell, (2002)

[5] Paul T Anastas and Julie B Zimmerman, Through the 12 rinciples Green engineering, Environmental science & technology, 1, 95-101 (2003)

GHI CHÚ

CH NG 2

Nguyên lý và nguyên t c c a hóa h c xanh

và k thu t xanh

M c đích quan tr ng nh t c a hóa h c xanh đã đ c xác đ nh trong m i hai nguyên

t c Hóa h c xanh bao g m nh ng nguyên t c c b n đ gi m ho c lo i b ô nhi m môi

tr ng Nó t p trung vào các v n đ nh tìm ki m các hóa ch t có th thay th và thân thi n

v i môi tr ng, t ng t c đ ph n ng, h nhi t đ ph n ng đ ti t ki m n ng l ng, hi u

qu ph n ng, s d ng các dung môi ít đ c h i h n, gi m thi u nguyên li u s d ng và s n

ph m đ c h i, gi m ch t th i

Paul Anastas T., - m t nhà hóa h c h u c làm vi c trong V n phòng Phòng ng a ô

nhi m và đ c t t i EPA và John C Warner đã phát tri n m i hai nguyên t c c a hóa h c

xanh vào n m 1991 Nh ng nguyên t c này có th đ c chia thành các nhóm:

- Ít: s d ng ít hóa ch t, dung môi và n ng l ng

- An toàn: s d ng nguyên li u, quá trình và dung môi an toàn

- Quá trình: quá trình hi u qu không ch t th i, không s d ng d n xu t và s d ng xúc tác

- Ch t th i: ch t th i phát sinh ph i đ c theo dõi trong th i gian th c t và ph i phân

h y

- B n v ng: hóa ch t, nguyên li u và n ng l ng ph i tái t o đ c và b n

Hình 2 1 Paul Anastas T – Cha đ c a hóa h c xanh

2.1 Các nguyên t c c a hóa h c xanh:

Nguyên t c 1: Phòng ng a

Phòng ng a s phát sinh c a ch t th i thì t t h n là x lý hay làm s ch khi chúng

đ c t o ra trong quá trình i u này đ c d a trên các khái ni m v "ng n ch n ô nhi m

Hình 2 4 Ph ng pháp xanh t ng h p Ibuprofen

Nguyên t c 2: Ti t ki m nguyên t

Các b c t ng h p ho c ph n ng nên đ c thi t k đ t i đa hóa s k t h p c a t t

c các nguyên li u đ c s d ng trong quá trình vào s n ph m cu i cùng thay vì t o ra s n

ph m vô d ng ho c không mong mu n

(%) ti t ki m nguyên t E.A: t l c a t ng kh i l ng c a các nguyên t trong s n

ph m cu i cùng so v i t ng kh i l ng c a các nguyên t c a tác ch t

% ti t ki m =kh i l ng các nguyên t trong s n ph m

kh i l ng các nguyên t trong tác ch t x100

Ý ngh a c a A.E: đo hi u qu c a ph n ng (có bao nhiêu nguyên t k t h p v i nhau

trong s n ph m và có bao nhiêu nguyên t b b đi) Ph n ng có hi u su t cao nh ng A.E

th p thì có nhi u ch t th i Khi thi t k quy trình hóa h c xanh ph i tính đ n c hi u su t và

CH3

O n OH

HO

CH3

CH3

o Ph ng pháp xanh s d ng diphenyl cacbonat, không s d ng h p ch t clo, diphenyl

cacbonat là ch t r n, polycacbonat có hi u su t cao h n

+

OH HO

CH3

CH3

O n

Nguyên t c 4: Thi t k cho hóa ch t an toàn h n

S n ph m hóa ch t nên đ c thi t k đ không ch th c hi n ch c n ng thi t k c a

mình mà còn ph i ít đ c h i trong ng n h n và dài h n

Ví d đi u ch acid adipic là hóa ch t dùng cho t ng h p nylon và d u nh n s d ng

nguyên li u là benzen có ngu n g t d u m và s n ph m ph là NO2 m t trong tác nhân

gây ra m a acid đã đ c thay b ng nguyên li u đ ng gluco có th tái t o đ c

370-800 psi 120-140 psi

HNO 3

O

OH OH

OH OH

OH

OH OH O

Nguyên t c 5: Dung môi và các ch t ph tr an toàn h n

S d ng các ch t ph tr nh dung môi ho c ch t tách khi th t c n thi t và n u dùng

nên s d ng các ch t không có tính đ c h i

Hình 2 5 Thi t k quy trình không tái s d ng và có tài s d ng l i dung môi và xúc tác

Nguyên t c 6: Thi t k cho hi u qu n ng l ng

Các quá trình hóa h c ph i đ c tính toán đ tác đ ng n ng l ng đ i v i kinh t và môi tr ng th p nh t N u có th , t t c các ph n ng nên đ c ti n hành nhi t đ và áp

Nguyên t c 7: S d ng nguyên li u có th tái sinh

Nguyên li u dùng cho các quá trình hóa h c nên tái s d ng h n là lo i b khi đáp

ng đ c v m t kinh t và k thu t

Hình 2 7 Các ngu n biomass cho hóa h c xanh

Solazyme Inc., South San Francisco, California phát tri n m t quá trình t ng h p các

lo i d u máy may t vi t o s d ng k t h p c a k thu t lên men và k thu t gen D u t o

có th s n xu t ra các lo i d u khác có nhi u tính n ng khác nhau nhau đáp ng đ c yêu

c u c a khách hàng S n ph m đang đ c th nghi m và th ng m i hóa cho nhi u ng

d ng khác nhau bao g m th c ph m, nhiên li u, ch m sóc cá nhân và gia đình và các s n

ph m công nghi p Hi u su t cao, l ng phát th i h p ch t h u c d bay h i th p và gi m đáng k l ng khí th i carbon là nh ng l i th c a quá trình Solazyme

Hình 2 8 S đ nghiên c u đi u ki n ph n ng xanh h n c a Solazyme

Nhà khoa h c Masaru Aoyagi c a Vi n Khoa h c Công nghi p và Công ngh Tiên

ti n Qu c gia (AIST) đã nghiên c u s d ng các ng nano d ng ph c h u c v i nickel (Ni

- ONTs ) làm ch t xúc tác cho ph n ng oxy hóa quan tr ng không th thi u trong nhi u ngành công nghi p c a nhi u các h p ch t h u c khác nhau Ph n ng x y ra trong môi

tr ng n c và nhi t đ phòng Ni - ONT đ c t ng h p b ng cách tr n phân t có hai

đ u a n c và k n c (amphiphilic) r ti n, glycylglycine k t n i v i m t acit béo, mu i

niken trong dung môi T t c các ion niken đ c ti p xúc bên trong và bên ngoài b m t

c a ng nano, do đó Ni – ONT s cung c p các tâm xúc tác hi u qu cho ph n ng Xúc tác

Ni - ONT r n có th d dàng thu h i sau khi ph n ng và tái s d ng nhi u l n

Hình 2 9 Ph n ng oxy hóa hi u qu v i xúc tác c a ion Ni g n trên b m t ng nano

Nguyên t c 10: Thi t k cho suy thoái

Thi t k s n ph m đ sau s d ng có th suy thoái ho c không t n t i trong môi

tr ng

Hình 2 10 Màng biopolyme th c ph m có kh n ng phân h y

Nguyên t c 11: Phân tích th i gian th c đ ng n ng a ô nhi m

Phân tích th i gian h u ích đ ng n ng a ô nhi m: Phát tri n các ph ng pháp phân tích đ giám sát và ki m soát vi c t o thành các ch t th i nguy h i ngay trong quy trình

Hình 2 11 Giám sát m c đ ô nhi m không khí c a B c King n m 2013

Nguyên t c 12: Hóa h c an toàn h n đ đ phòng các s c

Các ch t s d ng trong quá trình hóa h c c n đ c ch n l a đ h n ch t i đa kh

n ng gây ra tai n n k c vi c thoát ra môi tr ng, n hay cháy

ch ng vi c hào bám vào các tàu, thuy n trên bi n gây thi t h i nhi u v kinh t và tàu thuy n ng i ta s d ng h p ch t h u c c a Sn khá đ c cho môi tr ng bi n Hi n nay

công ty Rohm và Haas đã s n xu t h p ch t Sea-NineTM

thay th nh ng không đ c h i

S

C8H17Cl

4,5-dicloro-2-n-octyl-4-isothiazolin-3-on (DCOI)

Công ty Solberg nghiên c u thành công b t ch a cháy t t h n và thân thi n v i môi

tr ng tên RE - HEALING b ng cách m t pha tr n ch t ho t đ ng b m t v i đ ng so v i

b t ch ng cháy truy n th ng làm t b t có n ng đ cao c a flo Thành công này đã lo i b

ch t ho t đ ng b m t dây dài đã flo hóa trong b t ch ng cháy có kh n ng phân h y th p,

tích t sinh h c và đ c h i hay ch t ho t đ ng b m t dây ng n đã flo hóa ít đ c h i nh ng

v n t n t i dai d ng trong môi tr ng Các b t c a công ty Solberg đã đ c ch ng nh n và đáp ng t t c các tiêu chí th c hi n ch a cháy c n thi t

Hình 2 12 Quy trình t ng h p xanh h n cho b t ch ng cháy không có halogen

Hình 2 13.Các nhóm chính c a 12 nguyên t c c a hóa h c xanh

Các nguyên t c hóa h c đã đ c áp d ng trong nghiên c u ng d ng công nghi p khác nhau đã r t thành công v im c tiêu gi m thi u tiêu th n ng l ng, s n ph m ít đ c

h i và ch t th i t i thi u Nh ng ti n b này đã đóng góp ph n quan tr ng vào s an toàn và

s c kh e c a ng i lao đ ng làm vi c tr c ti p s n xu t trong các ngành công nghi p hóa

ch t, nh ng ng i tham gia v n chuy n, phân ph i các s n ph m và ng i tiêu dùng

Vi c áp d ng hóa h c xanh đã tìm th y con đ ng c t gi m tiêu th n ng l ng, ho c

b ng cách thay đ i các quy trình, ho c thông qua vi c s d ng các xúc tác m i Vi c này

không ch mang l i l i ích kinh t mà quan tr ng là gi m các v n đ môi tr ng

V i vi c s d ng các dung môi thay th (ví d nh toluen h n c a benzen, cyclohexan h n là carbon tetrachlorid, dichloromethan hay chloroform) hóa h c xanh c ng

làm gi m đáng k v n đ môi tr ng

Hóa h c xanh đ t v n đ đ i m i trong hi t k các s n ph m công nghi p đ i v i quá

trình s d ng và sau chu k s ng h u ích ây là thay đ i r t quan tr ng đ i v i m c tiêu

phát tri n b n v ng Hóa h c Xanh thông qua vi c thi t k và l a ch n các ph ng án t ng

h p t t h n làm cho k thu t s n xu t s ch h n và các s n ph m tiêu dùng ít đ c h n t

thu c tr sâu, phân bón, ch t đàn h i, nh a, thu c ch a b nh, thu c th phân tích và s n

ph m th ng m i khác Các t p đoàn công nghi p l n hi n nay đ u quan tâm t p trung cho

s n xu t các s n ph m an toàn, kh e m nh và lành tính h n cho các môi tr ng

Hình 2 14.M i quan h gi a các nguyên t c c a hóa h c xanh

2.2 Các nguyên t c c b n c a k thu t xanh

Do đó h ng gi i quy t nh v y không ph i là ph ng pháp b n v ng v m t kinh t

c ng nh v m t môi tr ng Thông qua đánh giá c a các nhà thi t k quá trình, ngu n

nguyên v t li u thân thi n nh t v i môi tr ng s đ c l a ch n cho quá trình, và đây s là

b c đ u tiên trong quy trình thi t k ra các s n ph m, quá trình hay h th ng th n thi n

v i môi tr ng T ng t nh v y, các nhà thi t k c ng s phát tri n các k thu t hay gi i

pháp công ngh đ có th s n xu t ra ngu n nguyên v t li u và ngu n n ng l ng m t cách

thân thi n v i môi tr ng nh t

i v i các tr ng h p b t bu c s d ng các nguyên v t li u đ c h i, các hóa ch t

đ c h i ph i đ c lo i tr ngay trong quá trình (th ng là giai đo n tách và tinh ch ), n u

không s g n k t vào s n ph m c a quá trình Các hóa ch t đ c h i đó có th đ c lo i tr

ngay trong quá trình b ng cách t i u hóa đi u ki n v n hành i u này th ng đòi h i s

giám sát quá trình m t cách nghiêm ng c và ph i có các bi n pháp phòng ng a thích h p Không ph i lúc nào các bi n pháp này c ng ph i thành công Th c t v n có các chi n l c

g n k t các quá ch t đ c h i vào s n ph m hay quá trình v i đi u ki n chúng đ c thu h i

và tái s d ng Tuy nhiên h ng gi i quy t này đòi h i chi phí cao cho vi c ki m tra giám

sát ch t ch trong su t vòng đ i c a chúng Bên c nh đó, ph ng pháp này còn ph thu c

vào vi c truy n v n các hóa ch t này đ bào đ m m t chu trình khép kín, và đi u này s làm t ng nguy c rò r hay tai n n Lý t ng nh t, ngu n nh p li u c a m t h th ng nên càng ít đ c h i càng t t, s làm gi m m t cách đáng k các r i ro c ng nh chí phí cho vi c

ki m tra giám sát hay chi phí cho các bi n pháp phòng ng a

Nguyên t c th 2: Phòng ng a thay vì x lý

Ng n ng a vi c hình thành các ch t th i sinh ra trong m t quy trình s có hi u qu đáng k h n so v i vi c x lý l ng ch t th i đã đ c sinh ra Vi c đ xu t các h th ng

quy trình s n xu t không ch t th i th ng b ch trích là không tính đ n các đ nh lu t nhi t

đ ng h c c ng nh các v n đ liên quan M t đi m quan tr ng th ng b b qua, khái ni m

ch t th i là do con ng i ngh ra Nói m t cách khác, b n ch t c a n ng l ng c ng hay v t

ch t v n không ph i là ch t th i Khái ni m ch t th i xu t phát t vi c chúng không d c

s d ng m t cách hi u qu Theo cách đánh giá đó, các v t li u hay n ng l ng không

đ c khai thác s d ng m t cách hi u qu đ mang l i l i ích trong quá trình đ u s đ c đánh giá ch t th i Vi c hình thành c ng nh vi c s lý ch t th i th ng đòi h i nhi u ch t

th i th ng đ i h i nhi u công s c, th i gian và ti n b c c bi t là đ i v i các ch t th i

đ c h i, chi phí dành cho vi c ki m tra, đi u khi n th ng r t cao

M c dù vi c hình thành ch t th i rõ ràng nên đ c hay h n ch b t c lúc nào c ng

có th , th c t c ng có nhi u ví d trong đó ch t th i không ph i đ c hình thành m t cách

tình c mà do quy trình đ c thi t k m t cách không đúng đ n Các công ngh th ng

h ng đ n vi c thi t k không ch t th i quy mô nào c ng d a trên khái ni m c b n:

nh p li u đ c thi t k đ tr thành m t ph n c a s n ph m quy mô phân t khái ni n này đ c g i là ‘ti t ki m nguyên t ’ (atom economy), và các quy mô l n h n s đ c

g i là ‘ti t ki m nguyên v t li u” (material economy)

Nguyên t c này có th đ c minh h a b ng cách xem xét vi c thi t k các h th ng

s n xu t n ng l ng t ngu n nguyên li u hóa th ch, trong đó m i giai đo n c a chu trình đ u sinh ra ch t th i M c dù ch t th i c ng sinh ra ngay trong quá trình khai thác và

ch bi n, ph n l n ch t th i l i đ c hình thành trong quá trình s d ng Vi c đ t cháy các

nhiên li u hóa th ch s hình thành các ch t khí gây hi u ng nhà kính c ng nh các ch t

th i d ng b i r n và đây là m t trong nh ng nguyên nhân gây ra vi c thay đ i khí h u toàn

c u và các h qu c a nó Trong khi đó vi c s n xu t n ng l ng d a trên các ph n ng