LUYỆN CHỦ ĐỀ Đọc hiểu chủ đề môi trường - Đề 4

NHẬN BIẾT (37%)

THÔNG HIỂU (47%)

VẬN DỤNG (16%)



  • 1Làm xong biết đáp án, phương pháp giải chi tiết.
  • 2Học sinh có thể hỏi và trao đổi lại nếu không hiểu.
  • 3Xem lại lý thuyết, lưu bài tập và note lại các chú ý
  • 4Biết điểm yếu và có hướng giải pháp cải thiện

Đọc văn bản sau và trả lời câu hỏi bên dưới:

Hiện tượng băng tan để lại những hậu quả nặng nề như thế nào?

Hiện nay bên cạnh việc đối mặt với sự ô nhiễm trầm trọng của môi trường hay hiện tượng hiệu ứng nhà kính,… thì Trái Đất của chúng ta còn đang phải đối mặt với một hiện tượng đáng lo ngại nữa đó chính là hiện tượng băng tan ở cả 2 cực (Bắc cực và Nam cực). Biến đổi khí hậu trên trái đất khiến băng tan nhanh chóng và mực nước biển dâng cao. Việc này vô cùng nghiêm trọng. Thậm chí có thể khiến nhiều thành phố ven biển biến mất. Trong đó có cả những thành phố thuộc Việt Nam.

1. Nguyên nhân của hiện tương băng tan

Nguyên nhân tự nhiên

Trái Đất nóng lên toàn cầu là do việc phát thải lượng lớn khí metan quá mức cho phép ở ngưỡng giới hạn nhất định từ Bắc Cực và các vùng đất ẩm ướt. Mà khí metan chính là loại khí nhà kính giữ nhiệt.

Hiện tượng núi lửa phun trào cũng là một trong những nguyên nhân gây ra hiện tượng băng tan. Bởi với khối lượng hàng tấn tạo thành tro bụi mỗi lần phun trào. Đây chính là 1 trong những nguyên nhân làm cho khí hậu nóng lên toàn cầu.

Đặc biệt, khi nhiệt độ trung bình của Trái Đất nóng lên thì sẽ làm cho lượng băng ở Nam Cực và Bắc Cực tan ra. Khi lượng băng tan thì sẽ làm lộ ra lớp băng CO2 vĩnh cửu. Lớp băng này sẽ bặt đầu tham gia vào quá trình tuần hoàn CO2 trên Trái Đất. Khi đó, cây xanh sẽ ngày càng ít đi, không có khả năng để điều hòa lượng khí CO2. Vì lượng khí lúc này đã quá tải, vượt quá mức giới hạn của tự nhiên nên Trái Đất càng ngày càng nóng lên. Và cuối cùng lại lặp lại một chu kì như trên.

Nguyên nhân nhân tạo

Nguyên nhân gây ra hiện tượng trên chủ yếu là do con người. Con người hoạt động công nghiệp xả khí thải ra môi trường, hoạt động giao thông, chặt phá rừng bừa bãi, làm khí hậu toàn cầu bị biến đổi. Các khí nhà kính bị tích lũy quá nhiều mà chủ yếu là metan và CO2. Theo đó, những khí này khi thải vào khí quyển sẽ ngăn bức xạ mặt trời phản xa ra ngoài làm cho nhiệt độ trái đất tăng lên. Một số nguyên nhân cụ thể như:

Quá trình công nghiệp hóa

- Do sự phát triển nhanh chóng như vũ bão của khoa học công nghệ. Cùng sự phát triển của nền kinh tế nên nhiều nhà máy xả thải trực tiếp và phun khí thải vào môi trường. Số lượng phương tiện từ xe cộ (xe máy, xe đạp, ô tô…) cũng đã thải ra một lượng lớn khí CO2.

- Các hoạt động đốt cháy nhiên liệu hóa thạch (dầu, khí đốt, than đá…). Cùng các loại khí thải khác nên lượng nhiệt bị giữ lại ở bầu khí quyển.

- Khi lượng khí CO2 có nhiều trong bầu khí quyển do ánh nắng Mặt Trời chiếu vào. Làm tăng nhiệt độ của bề mặt Trái Đất.

Rừng bị tàn phá

- Nếu như khí CO2 thải ra thì theo quy luật tự nhiên sẽ được cây xanh quang hợp. Để cung cấp lượng oxi cần thiết cho con người. Tuy nhiên, số lượng cây xanh đã bị tàn phá hết nên đã không thể phân giải hết lượng khí CO2 trong môi trường. Khiến cho Trái Đất càng ngày càng nóng lên rõ rệt.

- Diện tích rừng bị tàn phá ngày càng rộng nên tia nắng Mặt Trời chiếu xuống Trái Đất không có tầng lá xanh của cây chặn lại. Nên khi chiếu xuống mặt đất sẽ hình thành nên những vùng đất khô cằn, nóng như hoang mạc. Mùa mưa không có rừng để giữ nước lại nên sẽ gây lũ lụt còn mùa khô thì xảy ra hạn hán.

Điều đó gây nên những thay đổi về khí hậu làm ảnh hưởng rất nhiều đến môi trường sống, bầu khí quyển và khí hậu nói chung. Không những thế nó còn làm ảnh hưởng đến hệ sinh thái. Và tác động trực tiếp đến đời sống của con người.

2. Hậu quả khi băng tan

Biến đổi khí hậu

Khoảng hàng trăm triệu tấn khí mêtan, đang bị nhốt dưới tầng đóng băng vĩnh cửu ở Bắc Cực. Một trong những mối lo ngại lớn nhất là: hiện tượng băng tan vào mùa hè ở biển Bắc Cực, và nhiệt độ gia tăng nhanh chóng trên toàn bộ khu vực, sẽ làm cho lượng khí mêtan khổng lồ đang bị mắc kẹt có thể bất ngờ phát thải vào khí quyển, dẫn đến sự biến đổi khí hậu (trên phạm vi toàn cầu) nhanh chóng và nghiêm trọng

Đặc biệt, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng tầng đất bị đóng băng vĩnh cửu ở Bắc cực chứa tới 1672 tỷ tấn cacbon. Chúng cao gấp đôi lượng COtrong khí quyển. Lượng khí này nếu được giải phóng khi lớp băng vĩnh cửu ở Bắc cực tan sẽ làm cho nhiệt độ của Trái Đất tăng lên. Gây ra hiệu ứng nhà kính và suy giảm tầng ozon,  đẩy mạnh sự biến đổi khí hậu theo hướng tiêu cực.

Nắng nóng kéo dài

Các đợt nắng nóng kéo dài khiến đất đai khô cằn, gây ra tình trạng khan hiếm nước sạch, cháy rừng lan rộng mất kiểm soát, bão bụi và lũ quét. Ở nhiều nơi trên thế giới, việc thiếu nước dẫn tới bệnh dịch nghiêm trọng. Trái lại, mưa lớn khiến sông hồ tràn nước, phá hủy nhà cửa. Làm nguồn nước uống nhiễm bẩn, rác thải lan tràn và không khí ô nhiễm. Đồng thời, điều kiện nóng ẩm cũng tạo thuận lợi cho bệnh dịch lây lan qua nước và thức ăn phát triển.

Ảnh hưởng tới tàu thuyền qua lại trên biển

Hiện tượng băng tan sẽ tạo nên những tảng băng lớn. Làm ảnh hưởng tới tàu thuyền qua lại. Khi các con thuyền đi trên biển va phải các tảng băng trôi cò kích thước lớn sẽ làm tàu bị hư hỏng nặng. Thậm chí có thể bị nhấn chìm.

 

Mực nước biển dâng cao

Các nhà khoa học đã tính toán rằng, khi toàn bộ băng trên hành tinh tan chảy vì biến đổi khí hậu. Mực nước biển sẽ tăng lên 65m. Có thể dẫn đến hiện tượng “biển lấn” – nước biển xâm nhập sâu vào trong đất liền. Dẫn đến tình trạng các vùng đất ven biển, ven sông nhiễm mặn ngày càng nhiều. Đặc biệt, nó còn thiếu cả nước ngọt cho sản xuất và sinh hoạt. Hơn nữa các đảo, quần đảo và các vùng ven biển cũng có thể sẽ bị nhấn chìm, con người sẽ mất đất, mất nhà.

Bên cạnh đó, nước biển cũng có độ axit cao hơn, phần lớn là do hấp thụ khí thải. Nếu nồng độ này tiếp tục tăng lên, hệ sinh vật dưới biển sẽ phải đối mặt với nguy cơ diệt vong lớn. Nhất là các loài có vỏ hoặc xương như thân mềm, cua, san hô,…

Băng tan gây ô nhiễm không khí

Nhiệt độ tăng cao cũng khiến tình trạng ô nhiễm không khí trầm trọng hơn do tầng ozone. Đặc biệt là lượng khí thải từ xe cộ, nhà máy, các nguồn khác phản ứng với ánh sáng mặt trời và nhiệt độ,… Tầng ozone mặt đất là nhân tố chính gây sương mù quang hóa. Và nhiệt độ càng tăng thì lớp sương mù càng dày. Không khí bẩn khiến tỷ lệ nhập viện và tử vong ở bệnh nhân hen suyễn tăng lên. Làm tình trạng người bị bệnh tim hay phổi trầm trọng hơn.

Ảnh hưởng tới động vật

Nhiệt độ trái đất hiện nay đang làm cho các loài sinh vật biến mất hoặc có nguy cơ tuyệt chủng. Do mất môi trường sống vì đất bị hoang hóa, do nạn phá rừng và do nước biển ấm lên. Khoảng 50% các loài động thực vật sẽ đối mặt với nguy cơ tuyệt chủng vào năm 2050. Nếu nhiệt độ trái đất tăng thêm từ 1,1 đến 6,4 độ C nữa. Ví dụ như là loài cáo đỏ, trước đây chúng thường sống ở Bắc Mỹ thì nay đã chuyển lên vùng Bắc cực.

Loài gấu Bắc cực cũng là một loài điển hình. Nếu lượng băng tan với tốc độ chóng mặt như hiện nay thì việc kiếm ăn của loài gấu này gặp rất nhiều khó khăn. Cũng tương tự như Gấu Bắc cực, chim cánh cụt ở Nam cực cũng chịu chung số phận. Khi mà diện tích băng ngày càng giảm đồng nghĩa vời việc bị mất nơi cư trú và nguồn thức ăn.

Tác động của băng tan tới con người

Và con người cũng không thể nào tránh được những hậu quả mà chính họ góp phần tạo nên. Ví dụ như bệnh dịch, thiên tai, mùa màng thất bát,… Chúng đã, đang và sẽ ảnh hưởng tới đời sống của nhân loại. Nhân loại sẽ phải đối mặt với khó khăn lớn đe dọa tới sự sống trên Trái Đất.

Hãy cùng chung tay bảo vệ sự trong lành của Trái Đất. Điều đó cũng chính là bảo vệ sự sống của chính mình và nhân loại..

(Nguồn: aqualife.vn)

Để sản xuất beta-glucan, chất bổ sung sinh học nhờ vào khả năng kích thích hệ thống kháng thể trên quy mô công nghiệp và không gây ô nhiễm môi trường, Nguyễn Văn Năm cùng với các cộng sự ở Công ty CP Công nghệ Hóa sinh Việt Nam tìm ra phương pháp sinh học đảm bảo chất lượng beta-glucan được tách chiết từ thành tế bào nấm men bia.

1. Tận dụng phế thải ngành sản xuất bia

Từ lâu, beta-glucan đã được sử dụng nhiều trong y học cũng như chăn nuôi gia súc, gia cầm, nuôi trồng thủy sản nhằm tăng cường hệ miễn dịch đề phòng chống, ngăn ngừa và hỗ trợ điều trị bệnh cho người, vật nuôi. Bởi vậy, các nhà nghiên cứu luôn tìm kiếm các phương pháp để tách chiết được beta-glucan tinh sạch, có chất lượng cao. Theo ông Nguyễn Văn Năm, từ lâu các nhóm nghiên cứu trên thế giới và cả Việt Nam đã sử dụng nhiều phương pháp khác nhau để tách chiết được beta-glucan từ thành tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae. “Nấm men bia có cấu trúc sinh học với liên kết vững chãi và có thể sản xuất trên quy mô công nghiệp. Đây là 2 đặc tính rất quan trọng với ngành công nghiệp sản xuất beta-glucan” – ông Năm nói.

2. Thực tế, nấm men bia được tách chiết từ phế thải của nhà máy sản xuất bia. Trung bình để sản xuất 1000 lít bia xả ra 10 kg men thải với độ ẩm trung bình khoảng 85%. Lâu nay, lượng nấm men này chủ yếu được dùng để chế biến thức ăn động vật hoặc thải ra ngoài môi trường. Trong tế bào nấm men, thành tế bào chiếm khoảng 10-20% trọng lượng khô, trong đó beta-glucan chiếm 50-60% lượng chất khô của thành tế bào nấm men. Vì thế, việc tách chiết beta-glucan từ nấm men bia rất phù hợp với quy mô sản xuất công nghiệp so với tách chiết từ các loại nấm khác.

Ông Năm giải thích: ‘Nếu như tách từ nấm rơm, nấm linh chi… giá thành không chỉ đắt đỏ mà còn khó sản xuất trên quy mô công nghiệp. Trong khi đó, nấm men bia cho giá thành rẻ và đồng đều về chất lượng do là kết quả của quá trình sản xuất bia công nghiệp. Điều này sẽ tăng khả năng cạnh tranh với sản phẩm nhập khẩu”.

3. Không chỉ vậy, nấm men bia còn có ưu thế về mặt cấu trúc với liên kết hình cầu, mà trong hình học là cấu trúc vững chắc nhất. Trong khi đó, beta-glucan sau khi tách chiết phải giữ được đầy đủ hai liên kết 1-3, 1-6 mới có giá trị cao về hoạt tính sinh học.

Do thành tế bào nấm men có cấu trúc rất bền vững nên việc tách chiết beta-glucan từ thành tế bào rất khó khăn bởi khi đó sẽ rất khó thu được hoạt chất có độ tinh sạch cao. Thông thường, cách dễ nhất để tách chiết beta-glucan là sử dụng kiềm nồng độ cao hoặc nấu kiềm kết hợp xử lý bằng axit, hoặc sử dụng tác nhân oxy hóa, tác nhân khử và các dung môi hữu cơ. Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này là ảnh hưởng tới cấu trúc liên kết, và dẫn đến việc ảnh hưởng tới hoạt tính sinh học của beta-glucan. Đó là chưa kể tới việc, chất thải ra môi trường sau quy trình tách chiết sẽ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.

4. Một số nhóm nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam đã chuyển đổi từng phần hoặc hoàn toàn việc sản xuất bằng công nghệ sinh học sử dụng enzym trong điều kiện mềm và ít gây ô nhiễm môi trường hơn.

Do đó vào năm 2018, ông Nguyễn Văn Năm và nhóm nghiên cứu tại công ty đã đề xuất thực hiện đề tài “Nâng cấp và hoàn thiện công nghệ sản xuất beta-glucan và probiotic - đa enzyme sử dụng trong nuôi tôm công nghiệp thay thế kháng sinh và hoá chất diệt khuẩn độc hại” thuộc dự án “Đẩy mạnh đổi mới sáng tạo thông qua nghiên cứu, khoa học và công nghệ" (Dự án FIRST) do Bộ KH&CN quản lý và Ngân hàng Thế giới tài trợ. Ông Năm nói: “Trước khi tham gia vào dự án FIRST thì chúng tôi đã có một số kết quả nghiên cứu làm tiền đề nhưng mới ở quy mô phòng thí nghiệm. Việc tham gia dự án FIRST được chúng tôi kỳ vọng sẽ là cơ hội để chúng tôi có được một giải pháp công nghệ ổn định và có thể mở rộng sản xuất ở quy mô công nghiệp”. Khi đó, ông đặt mục tiêu là tìm ra quy trình tách chiết beta-glucan không sử dụng nồng độ kiềm hoặc axit cao, không sử dụng nhiệt độ cao, ít gây ô nhiễm môi trường.

Để đạt được mục tiêu này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng hydro peroxit và chế phẩm enzym để phá hủy/thủy phân các thành phần cấu trúc đồng hành với beta-glucan trong thành tế bào nấm men bia. Cơ sở của giải pháp này là protein trong thành tế bào có thể bị thủy phân bởi proteinaza và anpha-glucan bị thủy phân bởi amylaza. Khi đó, các protein sẽ được loại bỏ khỏi beta -glucan trong điều kiện nồng độ kiềm và nhiệt độ xử lý thấp hơn.

5. Để tách chiết beta -glucan từ thành tế bào nấm men bia, nhóm nghiên cứu thực hiên việc tự phân tế bào nấm men bia; dùng chế phẩm oryzaezyme thủy phần để thu về chủng nấm mốc tương Aspergillus oryzae; xử lý sản phẩm thu được bằng hydro peroxit; xử lý bằng dung dịch NaOH 0,2-0,3M ở nhiệt độ phòng; xử lý bằng dung dịch NaOH 0,2-0,3M ở nhiệt độ 80 độ C, trung hòa và chiết β-glucan bằng dung dịch axit axetic 0,5N hoặc etanol 96% rồi rửa bằng nước RO. Kết quả nghiệm thu từ dự án FIRST, ông Nguyễn Văn Năm và nhóm nghiên cứu sản xuất được 5,1 tấn beta -glucan với độ tinh khiết từ 40% - 60%.

6. Cạnh tranh trong ngành sản xuất thức ăn chăn nuôi

Ông Nguyễn Văn Năm tự hào nói rằng, kết quả thu được từ dự án trên,công ty đã tiếp tục hoàn thiện quy trình cũng như xây dựng thêm một nhà máy sản beta–glucan ở Thạch Thất để đáp ứng nhu cầu sản xuất trên quy mô công nghiệp. Khách hàng chủ yếu là các công ty sản xuất thức ăn chăn nuôi gia súc, gia cầm và thủy sản và sản xuất thuốc thú y. Việc có được nhà máy sản xuất giúp Công ty CP Công nghệ Hóa sinh Việt Nam có thể chủ động sản xuất beta-glucan theo yêu cầu của phía đơn vị nhập hàng. Tùy vào nhu cầu sử dụng mà các doanh nghiệp sẽ yêu cầu độ tinh khiết cũng như sản phẩm ở dạng dung dịch hay bột. “Chúng tôi tự tin sản phẩm đủ sức cạnh tranh với hàng nhập khẩu về chất lượng mà giá thành lại rẻ hơn 5-10%. Chúng tôi cũng đã hoàn thành quy trình tách chiết beta-glucan dạng tan cũng như có độ tinh khiết lên tới 80% – ông Năm nói.

7. Là thành viên của Hội nghề cá Việt Nam, nhiều năm qua, ông vẫn luôn đau đáu việc ngành nuôi trồng thủy sản đã và đang sử dụng quá nhiều chất độc hại thải ra môi trường. Bởi vậy, từ beta–glucan, ông Năm và các cộng sự tại Công ty CP Công nghệ Hóa sinh Việt Nam xây dựng nhiều sản phẩm để “nâng bước cho con tôm” từ việc nâng cao hệ miễn dịch đến bổ sung các yếu tố lợi khuẩn, tăng sức đề kháng qua thức ăn và sử dụng các chế phẩm sinh học có probiotic để xử lý môi trường.

Tuy nhiên trong 2 năm trở lại đây, nguồn nguyên liệu đầu vào là nấm nem bia sụt giảm nghiêm trọng do ảnh hưởng cũng dịch bệnh cũng như lượng tiêu thụ bia trên thị trường Việt Nam cũng thấp hơn trước đây. Nhiều nhà máy đóng cửa, số nhà máy còn lại, công suất chỉ còn khoảng 3/4. Để đối phó với tình huống này, ông Nguyễn Văn Năm cho biết, nhóm tiếp tục hoàn thiện quy trình tách chiết, tối ưu các công thức để tận dụng tối đa nguồn nguyên liệu đầu là cách duy nhất. Trong đó, beta–glucan sẽ được xuất đi với chất lượng và độ tinh khiết cao hơn và tận dụng các hoạt chất khác như protease, probiotic… để sản xuất các sản phẩm phục vụ chăn nuôi. 

Quy trình tách chiết glucan của ông Nguyễn Văn Năm và các công sự đã được Cục Sở hữu trí tuệ cấp bằng độc quyền giải pháp hữu ích số 2-0002686 được công bố ngày 25/8/2021. 

Nguồn: Bài viết hợp tác giữa Cục Sở hữu trí tuệ và Báo Khoa học và Phát triển