Mưa axít

Từ FOSS Vietnam - Giáo Dục Môi Trường
Bước tới: chuyển hướng, tìm kiếm
Mua axit 8.jpg

Mưa axít là hiện tượng mưa mà nước mưa có độ pH dưới 5,6. Đây là hậu quả của quá trình phát triển sản xuất con người tiêu thụ nhiều than đá, dầu mỏ và các nhiên liệu tự nhiên khác.

Mưa axit được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1872 tại Anh. Người ta đã thấy rằng: Mưa axit là do sự kết hợp của các oxit phi kim và nước. Nước có sẵn trong tự nhiên, các oxit được thải ra từ hoạt động của con người, đặc biệt là việc sử dụng các loại nhiên liệu hóa thạch và điều đó dẫn đến kết quả là những cơn mưa chứa đầy chất axit.

Nguyên nhân gây ra mưa axít

Nguyên nhân của mưa acid là do trong nước mưa có hoà tan những khí SO2, SO3,NO, NO2, N2O. Các khí này hoà tan trong nước mưa tạo ra các acid tương ứng của chúng, làm cho độ pH thấp gây nên hiện tượng mưa acid , các khí này có nguồn gốc từ tự nhiên trong các hoạt động của núi lửa, nhưng chủ yếu chúng được thải ra từ các hoạt động của con người trong đó chủ yếu từ hoạt động của ngành công nghiệp.

Mua axit 2.jpg

Quá trình tạo nên mưa axít

Mua axit 3.jpg

Cơ chế hình thành mưa acid là cơ chế hình thành những chất hoá học hình thành lên acid, đó là SO2, NOx,các chất này từ các nguồn khác nhau được thải vào bầu khí quyển. Trong khí quyển những chất này trải qua nhiều phản ứng hoa học khác nhau,kết hợp với nước tạo thành các hạt acid sulfuric(H2SO4), acid nitơric (HNO3). Khi trời mưa, tuyết, các hạt acid này tan trong nước mưa, hoặc lắng đọng trong tuyết làm độ pH giảm, gây mưa acid .

Trong thành phần các chất đốt tự nhiên như than đá và dầu mỏ có chứa một lượng lớn lưu huỳnh, còn trong không khí lại chứa nhiều nitơ. Quá trình đốt sản sinh ra các khí độc hại như :lưu huỳnh đioxit (SO2 ) và nitơ đioxit (NO2 ). Các khí này hòa tan với hơi nước trong không khí tạo thành các axit sunfuric (H2SO4) và axit nitric(HNO3). Khi trời mưa, các hạt axit này tan lẫn vào nước mưa, làm độ pH của nước mưa giảm. Nếu nước mưa có độ pH dưới 5,6 được gọi là mưa axit. Do có độ chua khá lớn, nước mưa có thể hoà tan được một số bụi kim loại và ôxit kim loại có trong không khí như ôxit chì,... làm cho nước mưa trở nên độc hơn nữa đối với cây cối, vật nuôi và con người.

Quá trình này diễn ra theo các phản ứng hoá học sau đây:

  • Lưu huỳnh:
S + O2 → SO2;

Quá trình đốt cháy lưu huỳnh trong khí oxi sẽ sinh ra lưu huỳnh điôxít.


SO2 + OH· → HOSO2·;

Phản ứng hoá hợp giữa lưu huỳnh điôxít và các hợp chất gốc hiđrôxyl.


HOSO2· + O2 → HO2· + SO3;

Phản ứng giữa hợp chất gốc HOSO2· và O2 sẽ cho ra hợp chất gốc HO2· và SO3 (lưu huỳnh triôxít).


SO3(k) + H2O(l) → H2SO4(l);

Lưu huỳnh triôxít SO3 sẽ phản ứng với nước và tạo ra axít sulfuric H2SO4. Đây chính là thành phần chủ yếu của mưa axít.


  • Nitơ:
N2 + O2 → 2NO;

2NO + O2 → 2NO2;

3NO2(k) + H2O(l) → 2HNO3(l) + NO(k);

Axít nitric HNO3 chính là thành phần của mưa axít.

Những ảnh hưởng của mưa axít

Ảnh hưởng của mưa acid lên ao hồ và hệ thủy sinh vật

Mua axit 4.jpg

Mưa acid ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến các ao hồ và hệ thủy sinh vật.

Mưa acid rơi trên mặt đất sẽ rửa trôi các chất dinh dưỡng trên mặt đất và mang các kim loại độc xuống ao hồ. Ngoài ra vào mùa xuân khi băng tan, acid (trong tuyết) và kim loại nặng trong băng theo nước vào các ao hồ và làm thay đổi đột ngột pH trong ao hồ, hiện tượng này gọi là hiện tượng "sốc" acid vào mùa xuân. Các thủy sinh vật không đủ thời gian để thích ứng với sự thay đổi này. Thêm vào đó mùa xuân là mùa nhiều loài đẻ trứng và một số loài khác sống trên cạn cũng đẻ trứng và ấu trùng của nó sống trong nước trong một thời gian dài, do đó các loài này bị thiệt hại nặng. Acid sulfuric có thể ảnh hưởng đến cá theo hai cách: trực tiếp và gián tiếp. Acid sulfuric ảnh hưởng trự c tiếp đến khả năng hấp thụ oxy, muối và các dưỡng chất để sinh tồn. Đối với các loài cá nước ngọ t acid sulfuric ảnh hưởng đến quá trình cân bằng muối và khoáng trong cơ thể chúng. Các phân tử acid trong nước tạo nên các nước nhầy trong mang của chúng làm ngăn cản khả năng hấp thu oxygen của các làm cho cá bị ngạt. Việ c mất cân bằng muối Canxi làm giảm khả năng sinh sản của các, trứng của nó sẽ bị hỏng ... và xương sống của chúng bị yếu đi.

Muối đạm cũng ảnh hưởng đến cá, khi nó bị mưa acid rửa trôi xuống ao hồ nó sẽ thúc đẩy sự phát triển của tảo, tảo quang hợp sẽ sinh ra nhiều oxygen. Tuy nhiên do cá chết nhiều, việc phân hủy chúng sẽ tiêu thụ một lượng lớn oxy làm suy giảm oxy của thủy vực và làm cho cá bị ngạt. Các ảnh hưởng của pH đến hệ thủy sinh vật có thể tóm tắt như sau:

  • pH < 6,0 Các sinh vật bậc thấp của chuỗi thức ăn bị chết (như phù du, stonefly), đây là nguồn thức ăn quan trọng của cá
  • pH < 5,5 Cá không thể sinh sản được. Cá con rất khó sống sót. Cá lớn bị dị dạng do thiếu dinh dưỡng. Cá bị chết do ngạt pH < 5,0 Quần thể cá bị chết
  • pH < 4,0 Xuất hiện các sinh vật mới khác với các sinh vật ban đầu

Hơn nữa, do hiện tượng tích tụ sinh học, khi các loài chim sống ở các vung này, ăn các loài thuy sinh bị nhiễm các độc tố đó và tich tụ lai trong cơ thể chúng. Do đó, hệ sinh thái bị biến đổi dẫn đến suy thoái hiện tượng mất cân bằng sinh thái . Khi con người ăn các loại cá có chứa độc tố, các độc tố này sẽ tích tụ trong cơ thể con người và gây nguy hiểm đối với sức khoẻ con người.

Bạn có biết theo tiêu chuẩn an toàn lương thực của Canada, lượng muối thủy ngân trong các sông hồ chỉ được ở mức 0,005 ppm. Nhưng hiện nay người Eskimos và người dân da đỏ ở mộ t số vùng của Canada ăn thịt cá và hải cẩu có hàm lượng thủy ngân lên đến 17,5, thậm chí 32,7 ppm.

Ảnh hưởng của mưa acid lên thực vật và đất

Một trong những tác hại nghiêm trọng của mưa acid là các tác hại đối với thực vật và đất. Khi có mưa acid, các dưỡng chất trong đất sẽ bị rữa trôi. Các hợp chất chứa nhôm trong đất sẽ phóng thích các ion nhôm và các ion này có thể hấp thụ bởi rễ cây và gây độc cho cây. Như chúng ta đã nói ở trên, không phải toàn bộ SO2 trong khí quyển được chuyển hóa thành acid sulfuric mà một phần của nó có thể lắng đọng trở lại mặt đất dưới dạng khí SO2. Khi khí này tiếp xúc với lá cây, nó sẽ làm tê liệt các thể soma của lá cây gây cản trở quá trình quang hợp. Một thí nghiệm trên cây Vân Sam (cây lá kim) cho thấy, khi phun một hỗn hợp acid sulfuric và acid nitric có pH từ 2,5 - 4,5 lên các cây Vân Sam con sẽ làm xuất hiện và phát triển các vết tổn thương có màu nâu trên lá của nó và sau đó các lá này rụng đi, các lá mới sẽ mọc ra sau đó nhưng với một tốc độ rất chậm và quá trình quang hợp bị ảnh hưởng nghiêm trọng.

Ảnh hưởng đến khí quyển

Mưa axít gây ảnh hưởng đến hệ thống khí quyển. Nó góp phần gây hiệu ứng nhà kính làm gia tăng nhiệt độ ở hạ tầng khí quyển. Nó gây hiện tượng nóng lên toàn cầu (global warming). Băng ở 2 cực trái đất tan, nước biển dãn nở làm chìm ngập các vùng thấp và các hải đảo. Ngoài ra, hạn hán, lũ lụt sẽ thường xuyên hơn; mưa bão dữ dội hơn. Các hạt sulphate, nitrate tạo thành trong khí quyển sẽ làm hạn chế tầm nhìn. Các sương mù acid làm ảnh hưởng đến khả năng lan truyền ánh sáng Mặt trời. Ở Bắc cực, nó đã ảnh hưởng đến sự phát triển của Địa y, do đó ảnh hưởng đến quần thể Tuần lộc và Nai tuyết loại động vật ăn địa y.

Ảnh hưởng đến các công trình kiến trúc

Mưa axít làm giảm tuổi thọ của các công trình kiến trúc. Những hạt mưa axít ăn mòn kim loại, đá, gạch của các tòa nhà, cầu, tượng đài. Nó làm hư hỏng các hệ thống thông khí, các thư viện, viện bảo tàng và phá hủy các vật liệu như giấy, vải... khi các hạt acid khi rơi xuống nhà cửa và các bức tượng điêu khắc sẽ ăn mòn chúng. Ví dụ như tòa nhà Capitol ở Ottawa đã bị tan rã bởi hàm lượng SO2 trong không khí quá cao. Vào năm 1967, cây cầu bắc ngang sông Ohio đã sập làm chết 46 người nguyên nhân cũng là do mưa acid.

Như ta đã nói ở trên, những tác động của mua aicd đến môi trường cũng như con người hết sức nghiêm trọng. Mưa acid đã trở thành vấn nạn đối với con người. Vấn nạn đó không chỉ bó gọn trong từng quốc gia, từng lãnh thổ,từng khu vực, mà nó mang tính toàn cầu . Do đó, để giai quyết vấn đề trên không thể chỉ bó hẹp trong từng quốc gia mà cần có sự hợp tác toàn thể các nước trên toàn thế giới. giải quyết vấn đề mưa aicd, chúng ta không chỉ chú ý đến cộng nghệ xử lí cũng như khăc phục hậu quả mưa acid gây ra mà còn chú ý đến nguôn gốc gây ra mưa acid và quản lí nó

Mưa axít tác động lên cột chính của nhà tưởng niệm các tổng thống Mỹ

Mưa axít tác động lên bức tượng tại thủ đô Viên - Áo

Biện pháp

Biện pháp quản lí nguồn ô nhiễm

Mua axit 7.jpg

Biện pháp quản lí tức là chúng ta quản lí nguồn gây ô nhiễm, không cho các nguôn khí này phát sinh và xả tự do vào môi trường. Để làm được điếu đó, chúng ta có thể xây dựng công ước, điều luột về môi trường trong việc xả và thải các khí trên. Công ước điều luột đó phải được áp dụng trên toàn cầu các quôc gia phải thực hiện . Hơn thế trong từng quốc gia cần có biện pháp ngăn ngừa phát thải các nguồn khí ô nhiễm nói trên.

Hợp tác là sự quan tâm tất cả các quốc gia, không phân biệt phát triển hay không phát triển. Hợp tác chính là sự giúp đỡ của các nước phát triển đối với các nước nghèo trong việc khắc phục và xử lí hậu quả của mưa acid. Tôn trọng chính là việc thực hiện các công ước hay điều luột quốc tế về môi trường. Đó chính là công ước Kyoto, công ước Born hay công ước về nhiễm bẩn bầu không khí trong phạm vi rộng (LRTAP).

Ngoài ra, chúng ta có thể xây dựng điều luật về môi trường CAA như nước Mỹ đã áp dụng hay xây dựng luật thuế về việc xả thải các chất khí gây ra mưa acid ở các nước phat triển, thuế này được đánh trên giá bán nhiên liệu . Trong tưng quốc gia, ngoài việc tham gia các công ước quốc tế về môi trường thê giới mà từng quôc gia cần xây dựng điều luôt riêng phù hợp với hoàn cảnh từng nước. các nước có thể ghi sổ đen những thành phố hay địa điểm gây ô nhiễm để theo dõi và sử phạt.

Bên cạnh đó nhà nước luôn cần có chương trình giáo dục tuyên truyền người dân có ý thức trong việc bảo vệ môi trường

Các biện pháp công nghệ

Các khí gây ô nhiễm hay gây mưa acid khi đã phát thải vào môi trường thì chúng ta không thể làm sạch khí quyển được. Do vậy chúng ta chỉ có thể dùng biện pháp công nghệ giảm thiểu hay hấp thu các khí trên trước khi chúng xả vào bầu khí quyển.

Làm sạch anhydryt sunfurơ SO2

Phương pháp làm sạch SO2 bằng sữu vôi

Khí SO2 được thu hồi trong tháp rửa bằng sữu vôi, sữu vôi tác dụng với SO2 theo phản ứng:SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3 + H2O Khí chứa SO2 được dẫn vào trong tháp rửa, lượng khí này được rửa bằng dung dịch vôi sữa dưới dạng phun. Lượng vôi sữa này cần được dùng với lượng lớn tránh bị tắc trong lớp ô đệm do phản ứng CaSO3 và thạch cao CaSO4 .H2O. Đối với phương pháp này, có thể thay dịch vôi sữa bằng vôi bột . CaCO3 + SO2 → CaSO3 + CO2

Phương pháp làm sạch SO2 bằng Amoniac

Sau khi làm làm sạch bụi trong khí, nếu còn chứa SO2 với hàm lượng nhất định thì khí được làm nguội đến nhiệt độ 35- 400C sau đó rửa khí bằng dung dịch chứa (NH4)2SO3 Khi đó phản ứng trong thiết bị xảy ra:

NH4)2SO3 + SO2 + H2O = 2NH4SO3

Kết quả phản ứng này cho thu hồi SO2. Khi đun dung dịch nhận được là amon bisunfit đến nhiệt độ sôi, phản ứng theo chiều nghịch cho ra SO2. Khí SO2 thu được với nồng độ cao dùng để sản xuất lưu huỳnh nguyên tố, acid sunfuric và các sản phẩm khác.

Chất hấp thụ trong phương pháp này được tái sử dụng thực hiện theo chu trình vòng.

Phương pháp kẽm

Khí chứa SO2 cần làm sạch khi được rửa bằng dung dịch chứa ZnO, phản ứng xảy ra như sau:

ZnO + SO2 +H2O = ZnSO3 H2O

Sản phẩm của phản ứng trên tồn tại dưới dạng rắn có thể tách ra khỏi dịch thể bằng phương pháp lọc hoặc ly tâm, sau đó đem lung đến nhiệt độ 3500C được sản phẩm H2O, SO3 ZnO. ZnO được tái sử dụng lại trong chu trình trên. Theo phương pháp trên, chúng ta có thể dung MgO thay cho ZnO vẫn đạt hiệu quả.

Làm sạch nito oxit trong khí

Các khí NO, NO2, trong hỗn hợp khí thải có thể làm sạch theo phương pháp hấp phụ, dịch hấp phụ dùng thường là dịch kiềm hay chỉ nước không.

3NO2 + H2O 2HNO3 + NO

Nito oxit (NO) sẽ bị oxy hoá trong không khí, vận tốc oxy hoá tuỳ thuộc nhiệt độ, nồng độ NO, O2 Vì vậy phương pháp này đã hoàn lại 1/3 NO, nên sự làm sạch nito oxyt không hoàn toàn. Phương pháp này áp dụng khi hàm lượng nito oxyt lớn hơn 1%.

Khi ta dùng dịch hấp thụ kiềm, chẳng hạn dịch chứa NaOH phản ứng hấp thụ là

2NaOH + 2NO2 = NaNO3 + NaNO2 + H2O

Để làm sạch nito oxyt, khí chứa nito oxyt được rửa bằng dịch các chất oxy hoá như :

KBrO3, KMnO4 , H2O2 để tạo hiệu suất cao hơn.

Phương pháp sinh học khắc phục hậu quả mưa axít

Tuy nhiên,một phươn pháp để khắc phục hậu quả mưa acid bằng phương pháp sinh học. Theo phưong pháp này chunngs ta dùng một loại vi khuẩn để bảo vệ các công trình kiến trúc,vật liệu hay các tác phẩm điêu khắc khỏi sự ăn mòn của mưa acid. Loại vi khuẩn dùng đó là Myxococcus xanthus . Với loại vi khuẩn này, khi được quét hay phun các dung dịch chứa loại vi khuẩn trên lên các bề mặt vật liệu bằng đá nó sẽ xâm nhập vào đá vôi với độ sâu 0,5mm. Chúng tạo nên một lớp carbonate hay vữa sinh học bền hơn chính đá vôi và chịu được mưa acid (theo nghiên cứu của Rodriguez-Navarro và đồng nghiệp thuộc ĐH Granada, Tây Ban Nha). Đây là một phương pháp khá đơn giản mà lại hiệu quả mà chúng ta có thể nhân rộng và sử dụng.

Ngoài những biện pháp xử lý đắt tiền chúng ta hãy hợp tác chung tay xây dựng một hành tinh ngày càng xanh, sạch hơn, trồng thêm hàng triệu ha rừng, quy hoạch phát triển đô thị hóa đúng mức, chính phủ mỗi nước phải có những tầm nhìn lâu dài, bền vững về môi trường trong tương lai.

Liên kết ngoài