Hiệu ứng nhà kính là gì? Nguyên nhân, biện pháp khắc phục

Hiệu ứng nhà kính là gì mà lại khiến Trái Đất ngày càng nóng lên, ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường sống của chúng ta? Bài viết này của Môi Trường Song Phụng sẽ giải thích chi tiết về thế nào là hiệu ứng nhà kính, nguyên nhân, hậu quả của hiệu ứng này và đề xuất các biện pháp thiết thực để giảm thiểu tác động, bảo vệ môi trường sống.

Hiệu ứng nhà kính là gì?

Hiệu ứng nhà kính là hiện tượng năng lượng bức xạ từ Mặt Trời xuyên qua tầng khí quyển, được hấp thụ bởi bề mặt Trái Đất và chuyển hóa thành nhiệt lượng. Nhiệt lượng này sau đó được bức xạ trở lại khí quyển dưới dạng sóng dài, nhưng các khí nhà kính như CO2, CH4, hơi nước, CFC… hấp thụ và giữ lại phần nhiệt này, khiến không khí xung quanh Trái Đất nóng lên, dẫn đến hiện tượng nóng lên toàn cầu.

Quá trình này hoạt động như một lớp cách nhiệt tự nhiên, giữ nhiệt độ bề mặt Trái Đất ở mức ổn định, ngăn không cho nó bị đóng băng và duy trì điều kiện sống cho các sinh vật. Tuy nhiên, khi nồng độ khí nhà kính tăng lên do các hoạt động của con người, hiệu ứng này cũng mạnh lên, gây ra tình trạng nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậu.

Nguyên nhân gây ra hiệu ứng nhà kính

Hiện nay, nồng độ khí nhà kính không ngừng tăng lên, đặc biệt là carbon dioxide (CO2) đang tăng cao. Điều này khiến cho nhiệt lượng dư thừa không thoát ra được, dẫn đến nhiệt độ trung bình trên toàn cầu ngày càng tăng. 

Trong nhiều thế kỷ trước nồng độ khí CO2 trong khí quyển chỉ nằm ở mức khoảng từ 200 đến 280 phần triệu (tức là 200 đến 280 phân tử khí trên một triệu phân tử không khí). Nhưng vào năm 2013, bắt nguồn từ nạn phá rừng và đốt nhiên liệu hóa thạch, CO2 trong khí quyển đã vượt quá 400 phần triệu, đây là hiện tượng đáng báo động, tính đến năm 2023, nồng độ này đã đạt hơn 420 phần triệu.

Điều này cho thấy nguyên nhân chủ yếu gây ra hiệu ứng nhà kính chính là các loại khí thải nhà kính như CO2, CH34, N2O, HFC,…

Loại khí thải nhà kính phổ biến

Khí nhà kính là gì?

Khí nhà kính là những loại khí tồn tại trong khí quyển có khả năng hấp thụ và phát xạ năng lượng bức xạ ở bước sóng nhiệt hồng ngoại (bức xạ sóng dài) mà Trái Đất phản xạ sau khi được ánh sáng Mặt Trời chiếu sáng. Quá trình này làm giữ lại nhiệt lượng trong khí quyển, gây ra hiệu ứng nhà kính, giúp duy trì nhiệt độ trung bình trên Trái Đất ở mức phù hợp cho sự sống

Dưới đây là 5 loại khí thải phổ biến và chính nó là nguyên nhân gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu:

Carbon dioxide (CO2)

Carbon dioxide (CO₂) là khí nhà kính phổ biến nhất và cũng là tác nhân chính gây nên hiệu ứng nhà kính, chiếm khoảng 76% tổng lượng phát thải khí nhà kính toàn cầu (theo báo cáo IPCC 2014). Khí CO₂ sinh ra chủ yếu từ hoạt động đốt nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu mỏ, khí tự nhiên trong sản xuất điện, giao thông, công nghiệp, cũng như từ việc phá rừng và sản xuất công nghiệp (như xi măng, thép). Nồng độ CO₂ trong khí quyển trước thời kỳ công nghiệp (trước năm 1750) chỉ vào khoảng 280 ppm (phần triệu). Tuy nhiên, cùng với sự phát triển công nghiệp và gia tăng dân số, nồng độ này đã tăng nhanh chóng: đến năm 2013 vượt mốc 400 ppm và đến năm 2023 đã đạt khoảng 420 ppm — mức cao kỷ lục trong hàng triệu năm qua.

Metan (CH4)

Metan (CH₄) là khí nhà kính có hiệu ứng giữ nhiệt mạnh gấp khoảng 25 lần so với CO₂ nếu xét trên chu kỳ 100 năm. Mặc dù chỉ chiếm khoảng 16% tổng lượng phát thải khí nhà kính, song khả năng gây nóng lên toàn cầu của metan lại rất đáng lo ngại. Nồng độ metan trong khí quyển đã tăng từ mức khoảng 722 ppb (phần tỷ) trước thời kỳ công nghiệp lên khoảng 1.900 ppb vào năm 2020. Các nguồn phát thải chính của metan bao gồm: chăn nuôi gia súc (quá trình tiêu hóa ở động vật nhai lại), phân hủy chất hữu cơ tại các bãi rác, quá trình khai thác và vận chuyển dầu khí, than đá, cũng như từ ruộng lúa nước — nơi metan sinh ra dưới điều kiện yếm khí.

Nito oxit (N2O)

Khí nitrous oxide (N₂O), mặc dù chiếm tỷ trọng nhỏ hơn (khoảng 6% tổng lượng phát thải khí nhà kính), nhưng có hiệu ứng nhà kính mạnh gấp khoảng 298 lần so với CO₂ trên chu kỳ 100 năm. Nồng độ N₂O trong khí quyển đã tăng từ mức khoảng 270 ppb trong giai đoạn tiền công nghiệp lên đến 334 ppb vào năm 2020. Nguồn phát thải chủ yếu của N₂O đến từ nông nghiệp (đặc biệt là việc sử dụng phân bón hóa học), quá trình xử lý nước thải, chăn nuôi, và một số hoạt động công nghiệp hóa học.

Ozone tầng đối lưu (O₃)

Ozone (O₃) ở tầng đối lưu, tuy không phải là khí nhà kính lâu dài, nhưng vẫn đóng góp vào hiện tượng nóng lên toàn cầu. Ozone hình thành trong tầng đối lưu chủ yếu từ các phản ứng quang hóa giữa các hợp chất nitơ oxit (NOx), hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs) dưới tác động của ánh sáng mặt trời. Đây cũng là thành phần chính gây ô nhiễm không khí tại các đô thị lớn, đồng thời góp phần làm tăng hiệu ứng nhà kính ở tầng thấp của khí quyển.

Hơi nước

Hơi nước là loại khí nhà kính phổ biến nhất, nhưng nó khác với các khí nhà kính khác vì nồng độ của nó không tăng lên trực tiếp do hoạt động của con người. Thay vào đó, khi các khí nhà kính khác (như CO₂) làm Trái Đất nóng lên, không khí trở nên ấm hơn và có thể giữ được nhiều hơi nước hơn.

Điều này tạo ra một vòng phản hồi: nhiều hơi nước trong khí quyển sẽ hấp thụ thêm nhiệt, làm Trái Đất ấm lên hơn nữa. Tuy nhiên, tác động tổng thể của vòng phản hồi này vẫn còn chưa chắc chắn vì hơi nước cũng làm tăng lượng mây, phản xạ năng lượng mặt trời trở lại không gian ban ngày nhưng giữ nhiệt lại vào ban đêm.

Các hợp chất halocarbon (CFCs, HFCs, PFCs, SF₆)

Ngoài các khí nêu trên, một số hợp chất tổng hợp như CFCs, HFCs, PFCs và SF₆ cũng đóng vai trò trong hiệu ứng nhà kính, mặc dù chiếm tỷ lệ nhỏ hơn trong tổng phát thải. Tuy nhiên, khả năng giữ nhiệt của các chất này lại cực kỳ mạnh. Ví dụ: HFC-134a có chỉ số giữ nhiệt cao hơn CO₂ khoảng 1.430 lần; SF₆ thậm chí mạnh hơn tới khoảng 23.500 lần. Những khí này chủ yếu phát sinh từ các ngành công nghiệp như: sản xuất thiết bị làm lạnh, điều hòa không khí, chế tạo điện tử và các thiết bị điện cao thế.

Hậu quả của hiệu ứng nhà kính

Hiệu ứng nhà kính gia tăng gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng đối với môi trường và các sinh vật sống. Dưới đây là một số tác động cụ thể:

Sự nóng lên toàn cầu

Hiệu ứng nhà kính gia tăng khiến nhiệt độ trung bình toàn cầu tăng lên liên tục. Theo báo cáo của IPCC (2021), nhiệt độ trung bình toàn cầu hiện đã tăng khoảng 1,1°C so với thời kỳ tiền công nghiệp (1850-1900). Dự báo nếu không có các biện pháp kiểm soát mạnh mẽ, mức tăng có thể vượt 2°C hoặc thậm chí 3-4°C vào cuối thế kỷ 21. Nhiều năm gần đây liên tục ghi nhận kỷ lục về nhiệt độ nóng nhất trong lịch sử, gây ra những thay đổi sâu sắc đến toàn bộ hệ sinh thái toàn cầu.

Băng tan và mực nước biển dâng

Sự nóng lên toàn cầu làm tan nhanh băng tại hai cực và các dãy núi cao, gây mực nước biển dâng. Theo số liệu từ NASA và IPCC, băng Greenland mất khoảng 280 tỷ tấn/năm, trong khi băng Nam Cực mất khoảng 150 tỷ tấn/năm. Mực nước biển trung bình toàn cầu đã dâng khoảng 20 cm so với năm 1900 và tiếp tục tăng với tốc độ khoảng 3,3 mm/năm. Hậu quả là nhiều vùng đất thấp, đặc biệt là các quốc đảo, vùng ven biển như đồng bằng sông Cửu Long ở Việt Nam đang đứng trước nguy cơ bị ngập mặn và mất đất canh tác.

Ngoài ra, sự nóng lên toàn cầu làm thay đổi môi trường sống tự nhiên của nhiều loài, đặc biệt là các loài nhạy cảm với nhiệt độ như gấu Bắc Cực, san hô và động vật sống ở vùng cực. Tốc độ thay đổi môi trường nhanh chóng khiến nhiều loài không kịp thích nghi, dẫn đến suy giảm hoặc tuyệt chủng ở một số loài.

Thời tiết cực đoan gia tăng

Biến đổi khí hậu do hiệu ứng nhà kính làm gia tăng tần suất và cường độ của các hiện tượng thời tiết cực đoan. Các đợt sóng nhiệt khắc nghiệt với nhiệt độ lên đến 45-50°C xảy ra ở nhiều nơi như châu Âu, Mỹ trong năm 2023. Bão và siêu bão xuất hiện dày đặc hơn với sức tàn phá lớn hơn. Các trận mưa cực đoan gây lũ lụt nghiêm trọng, trong khi nhiều khu vực khác phải đối mặt với hạn hán kéo dài, làm gia tăng nguy cơ cháy rừng trên diện rộng.

Điều này cũng dẫn đến thời tiết trở nên bất thường, làm thay đổi chu kỳ sinh trưởng của cây cối, có thể ảnh hưởng đến năng suất cây trồng. Khí hậu ấm lên giúp một số loài sâu bệnh phát triển mạnh, đe dọa đến mùa màng và cây trồng.

 

Đối với con người

Nhiệt độ tăng cao cùng với các hiện tượng thời tiết cực đoan làm gia tăng nguy cơ mắc các bệnh liên quan đến nắng nóng, bệnh tim mạch, bệnh hô hấp do ô nhiễm không khí. Ngoài ra, sự thay đổi về khí hậu cũng làm mở rộng phạm vi sinh sống của nhiều loài côn trùng truyền bệnh như muỗi, dẫn đến nguy cơ bùng phát các dịch bệnh truyền nhiễm như sốt xuất huyết, sốt rét. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) ước tính rằng đến năm 2050, biến đổi khí hậu có thể gây thêm khoảng 250.000 ca tử vong mỗi năm.

Tác động đến hệ sinh thái và đa dạng sinh học

Nhiệt độ tăng làm thay đổi môi trường sống của rất nhiều loài sinh vật, dẫn đến nguy cơ suy giảm và tuyệt chủng hàng loạt. Theo báo cáo IPBES (2019), có khoảng 1 triệu loài động thực vật đang đứng trước nguy cơ tuyệt chủng. Hệ sinh thái biển bị ảnh hưởng nghiêm trọng với hiện tượng tẩy trắng san hô do nước biển ấm lên, gây mất cân bằng hệ sinh thái dưới nước và làm suy giảm nguồn lợi thủy sản. Cụ thể:

• Lượng CO₂ gia tăng làm đại dương hấp thụ nhiều khí này hơn, dẫn đến axit hóa, gây tổn hại đến các loài sinh vật biển như san hô, ốc, và các sinh vật có vỏ canxi.
• Nước biển ấm lên và thay đổi độ pH ảnh hưởng đến nhiều loài cá và sinh vật biển, làm giảm sản lượng thủy sản và ảnh hưởng đến sinh kế của các cộng đồng phụ thuộc vào nguồn lợi biển.

Đối với nguồn nước

Biến đổi khí hậu làm gia tăng tình trạng hạn hán kéo dài tại nhiều khu vực, khiến nguồn nước ngọt ngày càng suy giảm. Nhiệt độ tăng cao thúc đẩy quá trình bốc hơi nhanh hơn, làm cho đất đai khô cằn và lượng nước trong các sông hồ, hồ chứa bị sụt giảm nghiêm trọng. Điều này dẫn đến tình trạng khan hiếm nước phục vụ cho nông nghiệp, sinh hoạt và công nghiệp ở nhiều nơi trên thế giới.

Ngoài ra, nhiệt độ toàn cầu tăng còn làm băng ở hai cực và các dòng sông băng tan chảy nhanh hơn, ban đầu có thể làm gia tăng lượng nước ngọt tạm thời nhưng về lâu dài lại gây cạn kiệt nguồn dự trữ nước. Cùng với đó, sự gia tăng về số lượng và cường độ của các cơn bão, mưa lớn làm gia tăng nguy cơ lũ lụt, cuốn trôi chất thải, hóa chất và mầm bệnh, gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước ngọt tự nhiên.

>>> Xem thêm: Xả nước thải ra môi trường có vi phạm? Giải pháp xử lý nước thải hiệu quả

Biện pháp khắc phục hiệu ứng nhà kính

Hiệu ứng nhà kính là một vấn đề toàn cầu đòi hỏi sự chung tay của cả cộng đồng. Dưới đây là một số biện pháp có thể giúp giảm thiểu hiệu ứng nhà kính:

• Bảo vệ rừng và trồng nhiều cây xanh: Cây xanh hấp thụ khí CO2 qua quá trình quang hợp, giúp giảm lượng khí nhà kính trong khí quyển. Việc ngăn chặn phá rừng và trồng mới rừng là biện pháp quan trọng để giảm phát thải CO2 và cải thiện môi trường.
• Sử dụng năng lượng sạch và năng lượng tái tạo: Thay thế nhiên liệu hóa thạch bằng các nguồn năng lượng như năng lượng mặt trời, gió, thủy điện, địa nhiệt giúp giảm phát thải CO2. Đồng thời, tiết kiệm năng lượng trong sinh hoạt và sản xuất cũng góp phần giảm hiệu ứng nhà kính.
• Tiết kiệm và sử dụng năng lượng hiệu quả: Hạn chế sử dụng điện và nhiên liệu không cần thiết, sử dụng thiết bị tiết kiệm điện, tắt nguồn khi không dùng, ưu tiên phương tiện giao thông công cộng hoặc phương tiện ít phát thải như xe đạp, xe điện.
• Tái sử dụng và tái chế chất thải: Tái chế giấy, nhựa, thủy tinh, kim loại giúp giảm lượng rác thải hữu cơ phân hủy sinh khí methane – một khí nhà kính mạnh.
• Cải tạo, nâng cấp hạ tầng thân thiện môi trường: Xây dựng hạ tầng giao thông tối ưu, sử dụng công nghệ sạch trong sản xuất công nghiệp để giảm tiêu thụ nhiên liệu và phát thải.
• Đầu tư và ứng dụng công nghệ sạch: Nghiên cứu, phát triển và áp dụng công nghệ sản xuất ít phát thải, công nghệ chuyển hóa CO2, sử dụng môi chất lạnh thân thiện môi trường, áp dụng kỹ thuật canh tác nông nghiệp giảm phát thải khí nhà kính.
• Tuyên truyền, nâng cao ý thức cộng đồng: Giáo dục và tuyên truyền giúp con người nhận thức rõ tác hại của hiệu ứng nhà kính, từ đó thay đổi thói quen sinh hoạt, tiêu dùng và bảo vệ môi trường.
• Khuyến khích chế độ ăn uống và lối sống bền vững: Giảm tiêu thụ thịt, ưu tiên thực phẩm hữu cơ, giảm lãng phí thực phẩm cũng góp phần giảm phát thải khí nhà kính.
• Hợp tác quốc tế và quản lý rừng, đất đai bền vững: Các quốc gia cần phối hợp thực hiện các cam kết giảm phát thải, đồng thời quản lý rừng và đất đai để tăng khả năng hấp thụ carbon.

>>> Tìm hiểu: Top 5 công nghệ xử lý nước thải hiện đại, tối ưu nhất hiện nay

Việc khắc phục hiệu ứng nhà kính là một quá trình lâu dài và đòi hỏi sự chung tay của toàn xã hội. Mỗi hành động nhỏ của chúng ta đều có ý nghĩa rất lớn trong việc bảo vệ môi trường và đảm bảo một tương lai bền vững cho các thế hệ sau. Liên hệ ngay với Môi Trường Song Phụng để tìm hiểu các thiết bị lọc nước, bảo vệ môi trường.

Xem thêm dịch vụ tại Song Phụng:

• Bảo trì hệ thống xử lý nước thải định kỳ tối ưu chi phí
• Thi công và lắp đặt hệ thống xử lý nước uy tín, giá tốt