Hồ sơ biến đổi khí hậu – Kỳ 2: Khám phá về mưa axit

Ở kỳ trước, chúng ta đã được chứng kiến cách ngành công nghiệp thuốc lá gieo rắc những nghi ngờ trong công luận, tạo ra ấn tượng rằng giới khoa học vẫn “đang bất đồng” về các tác hại của thuốc lá đến sức khỏe.

Chiến lược “dùng khoa học đánh khoa học” này được những người ủng hộ các ngành công nghiệp sản xuất học tập. Họ dùng nó chống lại bất kỳ bằng chứng nào về tác hại tiêu cực của con người gây ra đối với môi trường. Câu chuyện về mưa axit, được kể lại trong chương ba của quyển sách “Merchants of Doubt”, là một minh chứng sinh động.

Ô nhiễm không tự sinh ra và không tự mất đi

Vào những ngày cuối năm 1952, thành phố London chìm trong màn sương mù dày đặc. Ở nơi được gọi là “xứ sở sương mù”, hiện tượng này có vẻ không có gì lạ. Người dân không mấy hoảng hốt, cho dù gần như không thể nhìn thấy gì trước mặt, còn trên trời các đám mây như biến thành màu vàng, và không khí đặc quánh đầy mùi trứng thối.

Năm nào tới thời điểm này cũng xuất hiện xoáy nghịch (anticyclone), dày đặc sương mù. Ai cũng nghĩ đây là chuyện bình thường.

Sau năm ngày, sương mù dần tan. Kéo theo đó là sinh mạng của khoảng 12.000 người.

Sự kiện này về sau được đặt cái tên “Trận đại dịch sương mù” (The Great Smog). Đó là một trong những đợt ô nhiễm không khí gây thiệt hại sinh mạng đáng kể nhất trong lịch sử. Điều kỳ lạ là, cho đến tận ngày nay, nó rất ít khi được nhắc đến.

Vào thời điểm trên, ngay chính người dân London cũng không ý thức được mức độ nghiêm trọng của tai họa. Internet chưa xuất hiện. Chỉ có những lời truyền miệng râm ran về những người gặp nạn. Các bác sĩ tại bệnh viện cũng chỉ nghĩ đợt này đông bệnh nhân hơn thường lệ. Báo chí thì bận đua tin tức về một tay giết người hàng loạt vừa bị phát hiện.

Một thời gian ngắn sau, khi tất cả đều bàng hoàng trước quy mô của thảm họa, chính phủ vẫn còn lắc đầu bảo những người bị chết không liên quan gì tới ô nhiễm không khí – vốn xuất phát từ việc sử dụng than rẻ tiền, là nhiên liệu chính cho tất cả các hoạt động lớn nhỏ của London khi đó.

Nhưng sự thật không thể bị chối mãi, nhất là khi nó dẫn tới cái chết ngay trước mặt. Từ thảm họa này, Anh trở thành quốc gia đầu tiên trên thế giới thông qua Đạo luật Không khí Sạch (Clean Air Act).

Để giảm thiểu ô nhiễm, người ta buộc những nhà máy, đặc biệt là nhà máy nhiệt điện, phải xây ống khói cao hơn, đưa khói bụi ra xa khỏi khu dân cư, càng xa càng tốt.

Giải pháp này đã giúp giảm bớt đáng kể ô nhiễm không khí tại chỗ. Nhưng ô nhiễm không tự sinh ra và không tự mất đi. Chúng chỉ chuyển từ chỗ này sang chỗ khác.

Ống khói cao giúp đẩy những chất ô nhiễm ra xa khỏi nơi chúng được sinh ra. Lưu huỳnh (sulfur) có trong đó khi lên cao kết hợp với các phản ứng hóa học, tạo thành Sulfuric Acid (H2SO4), sẽ làm tăng tính axit trong mưa lên gấp nhiều lần. Ni-tơ (nitrogen) được thải ra kèm theo, cùng với lượng ni-tơ sinh ra từ động cơ đốt trong của các phương tiện giao thông chạy bằng xăng dầu, tạo thành Nitric Acid (HNO3), tăng thêm tính axit cho mưa.

Sau này những chính phủ có trách nhiệm sẽ buộc các nhà máy, đặc biệt là nhà máy nhiệt điện, phải lắp đặt các hệ thống lọc (scrubbers), giảm thiểu lưu huỳnh, lọc bỏ những hạt vi chất (particulates) độc hại trước khi thải ra ngoài. Nhưng quá trình đó mất hàng chục năm.

Đến nay, vẫn còn rất nhiều những nhà máy nhiệt điện trên khắp thế giới, kể cả ở Mỹ, không đáp ứng các yêu cầu tối thiểu đảm bảo môi trường này.

Quay lại thời điểm giữa thế kỷ 20, các nhà khoa học bắt đầu phát hiện ra mưa axit xuất hiện ở những nơi cách xa khu dân cư, khu sản xuất đến hàng trăm km.

Mưa trong tự nhiên vốn dĩ có tính axit nhẹ, nhưng không làm thay đổi nhiều độ kiềm trung tính (pH6). Trải qua một thời gian rất dài, đa phần hệ sinh vật đã tiến hoá thích nghi với môi trường kiềm này. Nhờ vào sulfur và nitrogen thải ra từ các hoạt động tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch của con người, axit trong mưa có thể được đẩy lên tới mức pH3. Với mỗi nấc pH, độ axit tăng/ giảm 10 lần. Điều đó có nghĩa là bàn tay con người đã làm tăng 1.000 lần mức độ axit có trong mưa.

Ngày nay, chúng ta biết rằng những cơn mưa với tính axit cao như vậy sẽ giết chết cây cối, làm xói mòn chất dinh dưỡng trong đất, thay đổi môi trường nước, khiến cá chết hàng loạt, hủy hoại các công trình xây dựng… Đó là những kiến thức phổ thông không ai tranh cãi.

Nhưng vào giữa thế kỷ 20, rất ít người biết những việc này.

Khám phá mưa axit

Năm 1955, Bộ Nông nghiệp Mỹ thành lập một “phòng lab” ngoài trời tại khu rừng thuộc bang New Hampshire với tên gọi Rừng Thực nghiệm Hubbard Brook, phục vụ các nghiên cứu về môi trường.

Năm 1963, các nhà khoa học phát hiện lượng mưa tại khu vực này có nồng độ axit cao bất thường. Trong số các mẫu thu thập, có mẫu đo được độ pH đến 2,85, gần bằng nước chanh.

Hubbard Brook nằm ở khu vực rừng núi hoang vu, cách xa các thành phố lớn và nhà máy. Sự xuất hiện của mưa axit tại đây khiến các nhà khoa học lo lắng. Họ xắn tay áo tìm lời giải.

Năm 1974, Gene Likens, thay mặt nhóm nghiên cứu tại Hubbard Brook, công bố kết quả trên tạp chí khoa học uy tín Science, khẳng định “mưa axit đang đổ xuống hầu hết các vùng Đông Bắc của nước Mỹ”. Kết quả nghiên cứu cho thấy mưa axit đã xuất hiện tại Hubbard Brook trước đó gần 20 năm. Thời điểm này trùng với việc các nhà máy tại vùng Trung Tây của Mỹ áp dụng giải pháp “bảo vệ môi trường” bằng việc xây ống khói cao hơn.

Nhóm của Gene Likens tại Mỹ không phải những người đầu tiên khám phá ra mưa axit và các tác hại của nó. Những nhà khoa học Thụy Điển đã làm việc đó nhiều năm trước. Nhưng các nghiên cứu của họ, công bố bằng tiếng Thụy Điển, không có bao nhiêu người đọc. Chỉ sau khi các nhà khoa học bỏ công ráp nối các nghiên cứu ở khắp nơi lại, họ mới bắt đầu khiến dư luận chú ý.

Năm 1971, một ủy ban các nhà khoa học Thụy Điển thay mặt chính phủ Thụy Điển đăng tải báo cáo tại Hội nghị Liên Hiệp Quốc về Môi trường Con người. Ủy ban này do Bert Bolin và Svante Odén, hai nhà khoa học hàng đầu về môi trường, dẫn dắt.

Báo cáo của họ nêu rõ các bằng chứng khoa học về mưa axit, cơ chế hình thành và phát tán của nó, các tác hại đối với sức khỏe con người, cây cối, đất, sông hồ (cùng với hệ động thực vật trong đó), và ảnh hưởng đối với các công trình xây dựng.

Các nhà khoa học Thụy Điển nhấn mạnh, dù vẫn còn nhiều vấn đề phải tiếp tục nghiên cứu về quy mô ảnh hưởng của hiện tượng này, sự tồn tại và hậu quả của nó là không có gì phải bàn cãi.

Họ cũng đồng thời đưa ra cảnh báo như thấy trước được tương lai: hậu quả của mưa axit diễn ra âm thầm chậm rãi chứ không mồn một ngay trước mắt, nhưng không thể vì thế mà ta có thể khoanh tay ngồi yên không hành động gì.

Báo cáo kết luận tình hình là nghiêm trọng, nhưng không tuyệt vọng, vì chúng ta biết nguyên nhân và cả giải pháp: chỉ cần cắt giảm toàn bộ lượng khí thải từ các hoạt động tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch.

Trong vòng mười năm tiếp theo, các nhà khoa học trên toàn thế giới chung tay nghiên cứu, cung cấp thêm nhiều bằng chứng, cũng như làm sáng tỏ thêm nhiều vấn đề. Các nghiên cứu được công bố liên tục trên các tạp chí khoa học uy tín. Bằng chứng về mưa axit ngày càng nhiều: gây hại cho môi trường sông hồ, cá chết hàng loạt tại Canada và Na Uy, chất dinh dưỡng trong đất bị hủy hoại.

Bàn tay của con người

Tác hại thì đã rõ, nhưng vẫn còn đó những nghi ngờ: có gì chứng minh mưa axit là do con người tạo ra?

Bert Bolin cùng các đồng nghiệp Thụy Điển xem xét ba nguồn có thể thải ra lưu huỳnh: ô nhiễm từ các hoạt động của con người, hoạt động của núi lửa, và bụi nước biển.

Khu vực Bắc Âu không có núi lửa nào đang hoạt động. Bụi nước biển thì không di chuyển xa được. Hầu hết mưa axit tại khu vực này vì thế phải đến từ ô nhiễm không khí.

Cho dù logic, đây chỉ là suy luận gián tiếp. Những người nghi ngờ sẽ luôn đòi hỏi phải có bằng chứng trực tiếp.

Bằng chứng này được các nhà khoa học đưa ra nhờ vào việc phân tích so sánh chất đồng vị (isotopes).

Chất đồng vị là những nguyên tử thuộc cùng nguyên tố nhưng khác trọng lượng. Nếu chất đồng vị có tính phóng xạ và phân rã theo thời gian (ví dụ như carbon-14), nó được dùng để xác định tuổi của các vật thể, như các hóa thạch và công trình cổ đại. Nếu chất đồng vị ổn định không thay đổi (như carbon-13 hay sulfur-34), người ta có thể dựa vào đó xác định nguồn gốc xuất hiện của chúng.

Các nguồn phát tán lưu huỳnh (sulfur) khác nhau có số lượng đồng vị sulfur-34 khác nhau, một dạng như “chữ ký riêng” hoặc “dấu vân tay”.

Năm 1978, các nhà khoa học Canada đã chứng minh “vân tay” lưu huỳnh trong mưa axit tại Sudbury giống y hệt với “vân tay” tại các mỏ khai thác mạ kền (nickel) gần đó.

Trước những bằng chứng dồn dập không thể tranh cãi này, các chính phủ buộc phải hành động.

Năm 1979, Ủy ban Kinh tế Liên Hiệp Quốc cho Châu Âu thông qua Hiệp ước về Ô nhiễm Xuyên biên giới (Convention on Long-range Transboundary Pollution). Dựa trên tuyên bố tại Hội nghị Liên Hiệp Quốc về Môi trường Con người (nơi mà các nhà khoa học Thụy Điển đã công bố báo cáo), hiệp ước khẳng định tất cả các nước phải có trách nhiệm “đảm bảo những hoạt động trong thẩm quyền hoặc sự kiểm soát của họ không được gây ra thiệt hại môi trường cho quốc gia hoặc khu vực khác nằm bên ngoài quyền tài phán của quốc gia diễn ra hoạt động”.

Nói cách khác, không ai được đổ chất ô nhiễm của mình sang nhà người khác, bất kể bằng phương tiện gì, xe tải hay ống thải.

Hiệp ước năm 1979 cũng yêu cầu kiểm soát mức độ khí thải gây hại cho môi trường và sức khỏe con người.

Cùng năm đó, Mỹ và Canada, hai nước có chung đường biên giới, đưa ra Tuyên bố chung về Dự định (Joint Statement of Intent) tiến tới thông qua thỏa thuận về cắt giảm khí thải và mưa axit. Các nhà khoa học và quan chức của hai bên đã gặp gỡ trao đổi, đề xuất các hành động thiết thực để giải quyết vấn đề.

Tất cả đều lạc quan, như chia sẻ của đại diện phái đoàn Mỹ, Gus Speth, chủ tịch Hội đồng về Chất lượng Môi trường (Council on Environmental Quality), rằng “ở trong lẫn ngoài nước, chúng ta đều đã bắt đầu dành sự quan tâm nghiêm túc đúng mực đến vấn đề mưa axit”.

Chính phủ Mỹ khi đó của Tổng thống Jimmy Carter đích thực đã quan tâm nghiêm túc và có hành động.

Dựa trên kết luận từ nghiên cứu, rằng hơn một nửa lượng mưa axit rớt xuống Canada được tạo ra từ lãnh thổ của Mỹ, năm 1980, Carter ký ban hành Đạo luật Mưa Axit (Acid Precipitation Act) và cho thành lập Chương trình Thẩm định Mưa Axit Quốc gia (NAPAP). Đây là một dự án nghiên cứu kéo dài mười năm, có mục đích giám sát, thẩm tra các hệ quả của lưu huỳnh và ni-tơ thải ra đối với môi trường và sức khỏe con người.

Một ủy ban liên bang điều phối về vấn đề mưa axit cũng được Carter thành lập, kết hợp làm việc với quan chức và các nhà khoa học bên phía Canada.

Hai nước tiến thêm một bước, ký kết Bản ghi nhớ về Dự định (Memorandum of Intent), cam kết thực thi các giải pháp kiểm soát cắt giảm ô nhiễm không khí xuyên quốc gia.

Một không khí phấn khởi bao trùm. Cho đến khi gió đổi chiều.