Khoa học về sương khói - Kim Preshoff

Xem trang Patreon của chúng tôi tại: https://www.patreon.com/teded

Xem bài học đầy đủ hơn tại: https://ed.ted.com/lessons/the-science-of-smog-kim-preshoff

Vào ngày 26 tháng 7, Los Angeles đã bị bao phủ bởi một lớp khí dày, khiến mọi người khó chịu và che lấp ánh mặt trời. Những cư dân hoảng loạn tin rằng thành phố của họ đã bị tấn công bằng vũ khí hóa học. Nhưng đám khí này không phải là một hành động chiến tranh. Nó là sương khói. Vậy đám khí dày màu xám này được làm từ cái gì? Và vì sao nó chỉ ảnh hưởng tới một số thành phố mà không phải những nơi khác? Kim Preshoff sẽ giải thích tính khoa học của sương khói.

Bài giảng bởi Kim Preshoff, minh họa bởi Juan M. Urbina Studios.

Vào ngày 26 tháng 7 năm 1943,

Los Angeles bị bao phủ bởi một lớp khí dày
làm khiến mọi người đau mắt,

và che lấp ánh mặt trời.

Những cư dân hoảng loạn tin rằng
thành phố đã bị tấn công bởi vũ khí hóa học.

Nhưng đám mây khí đó
không phải do chiến tranh.

Nó là "Sương khói".

Một hỗn hợp của khói bụi và sương mù.

Từ "sương khói" ra đời vào đầu thế kỉ 20

để miêu tả đám khí xám dày
bao phủ các thành phố

như là Luân Đôn,

Glasgow,

và Edinburgh.

Đám sương khí từ công nghiệp này
được hình thành

khi khói bụi từ than đốt
trong lò sưởi ở nhà và các xí nghiệp

hòa quyện với hơi nước ở trong không khí.

Nhưng đám sương khí
trong vụ hoảng loạn ở LA lại khác.

Nó có màu vàng và nồng nặc mùi hóa chất.

Vì trong thành phố không đốt nhiều than,
nguyên nhân của đám khói vẫn là bí ẩn lớn

cho đến khi nhà hóa học Arie Haagen-Smit
phát hiện hai thủ phạm,

các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs)

và khí đinitơ oxít.

VOCs là hỗn hợp các chất dễ dàng bay hơi

và có thể chứa các nguyên tố, như cacbon,

oxi,

hidro,

clo,

và lưu huỳnh.

Một số khí được tổng hợp tự nhiên
bởi động - thực vật,

nhưng số khác lại đến
từ các nguồn nhân tạo,

như dung môi,

sơn,

keo dán,

và xăng dầu.

Trong khi đó, quá trình đốt nhiên liệu
không hoàn toàn trong động cơ xe cộ

thải ra khí đinitơ oxit.

Đó là lý do mà đám khí này có màu vàng.

VOCs và đinitơ oxit phản ứng với ánh nắng,

tạo ra chất ô nhiễm thứ cấp gọi là PANs
và ozon tầng đối lưu,

hay ozon dưới mặt đất.

PANs và ozon làm mắt khó chịu
và hủy hoại chức năng phổi.

Đây là hai nhân tố hóa học chính
trong sương khói quang hóa,

đó là thứ đã gây ra phiền nhiễu ở LA.

Vậy tại sao sương khói chỉ ảnh hưởng
tới một số thành phố nhất định?

Sương khói do công nghiệp và quang hóa
là các nhân tố nhân tạo,

kết hợp với thời tiết địa phương
và vị trí địa lý.

Độ ẩm cao ở Luân Đôn biến nó thành
nơi hoàn hảo cho sương khói công nghiệp.

Khói bụi quang hóa xuất hiện nhiều nhất
ở những khu đô thị lặng gió,

khô, ấm áp và nhiều nắng.

Bức xạ cực tím từ mặt trời
cung cấp năng lượng cần thiết

để phân hủy các phân tử góp phần
tạo nên sương khói.

Các thành phố có núi bao quanh, như LA,

hoặc nằm trên khu vực lòng chảo,
như Bắc Kinh,

đặc biệt xuất hiện nhiều sương khói
do không có cách nào để chúng tiêu tan.

Chuyện này một phần do hiện tượng
được gọi sự nghịch nhiệt,

khi đó, thay vì khí nóng
liên tiếp nổi lên trên,

một tầng khí ô nhiễm bị kẹt lại
ở bề mặt Trái Đất

do một tầng khí ấm hơn bên trên.

Sương khói không chỉ gây đau mắt.

Hai loại sương khói
đều gây khó chịu cho mắt,

mũi,

và họng,

làm bệnh hen suyễn
và tràn khí phổi trầm trọng hơn,

và tăng nguy cơ các bệnh
về đường hô hấp như viêm phế quản.

Sương khói đặc biệt nguy hiểm
với trẻ nhỏ và người già,

phụ nữ mang thai bị phơi nhiễm
có thể sinh con nhẹ cân

và mang các khuyết tật bẩm sinh.

Chất gây ô nhiễm thứ phát
trong khói bụi quang hóa

có thể hủy hoại, gây suy yếu hoa màu
và giảm năng suất,

làm cho chúng dễ nhiễm sâu bệnh hơn.

Sau hàng thập kỷ, sương khói vẫn được coi
như cái giá tất yếu của văn minh.

Người dân Luân Đôn đã quen
với loại "sương mù đậu súp" nổi tiếng

quét qua mọi nẻo đường cho đến năm 1952,

khi trận sương khói lớn làm tê liệt
giao thông của thành phố trong nhiều ngày,

và khiến hơn 4000 người chết
vì bệnh hô hấp.

Kết quả là, đạo luật
Không khí Sạch năm 1956

đã cấm đốt than tại mốt số khu vực
nhất định trong thành phố,

dẫn đến sự giảm thiểu
lượng lớn sương khói.

Tương tự, những điều luật
về hàm lượng khí thải xe cộ và khí ga ở Mỹ

đã giúp giảm nồng độ chất dễ bay hơi
và nồng độ sương khói trong không khí.

Sương khói vẫn là
một vấn đề lớn trên thế giới.

Trung Quốc và Ba Lan, những nước
sử dụng nhiều năng lượng từ than,

đều có nồng độ sương khói công nghiệp cao.

Sương khói quang hóa
và các phần tử từ khí thải xe cộ

ảnh hưởng tới nhiều thành phố
đang phát triển nhanh,

từ Mexico và Santiago

đến New Delhi và Tehran.

Các chính phủ đã đề xuất
nhiều cách giải quyết,

như cấm xe cộ đi lại
tại một thời điểm xác định trong ngày.

Vì hơn nửa dân số thế giới
đổ xô đến thành phố để sinh sống,

chuyển đổi sang các phương tiện công cộng
và loại bỏ nhiên liệu hóa thạch

có thể giúp chúng ta thở dễ dàng hơn.