Mưa axít

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm
Mưa axít

Mưa axít là hiện tượng mưa mà trong nước mưa có độ pH dưới 5,6, được tạo ra bởi lượng khí thải SO2 và NOx từ các quá trình phát triển sản xuất con người tiêu thụ nhiều than đá, dầu mỏ và các nhiên liệu tự nhiên khác.

Đám mây axit có thể phát triển trên SO 2 phát thải từ nhà máy lọc dầu, như đã thấy ở Curacao

Lịch sử[sửa | sửa mã nguồn]

Ảnh hưởng ăn mòn của không khí thành phố bị ô nhiễm và có tính axit lên đá vôi và đá hoa được ghi nhận vào thế kỷ 17 bởi John Evelyn, ông cho rằng đó là do điều kiện kém của đá hoa Arundel.[1] Kể từ cộc cách mạng công nghiệp, phát thải khí đioxit lưu huỳnh và ôxit ni-tơ vào khí quyển đã tăng lên.[2][3] Năm 1852, Robert Angus Smith là người đầu tiên đưa ra mối quan hệ giữa mưa a-xít và ô nhiễm khí quyển ở Manchester, England.[4]

Mặc dù mưa axit được phát hiện năm 1853, nhưng mãi đến cuối thập niên 1960 các nhà khoa học mới bắt đầu quan sát và nghiên cứu hiện tượng này rộng rãi.[5] Thuật ngữ "mưa axit" được Robert Angus Smith đưa ra năm 1872.[6] Canadian Harold Harvey là một trong những người đầu tiên nghiên cứu hồ "chết". Việc nâng cao nhận thức cộng đồng về mưa axit ở Hoa Kỳ được tăng cao trong thập niên 1970 sau khi tờ The New York Times cho đăng tải các báo cáo về Hubbard Brook Experimental ForestNew Hampshire về những tác động tiêu cực đến môi trường vô kể của mưa axit.[7][8]

Các số liệu pH được ghi nhận thường xuyên trong nước mưa và nước sương dưới 2,4 ở các khu vực công nghiệp hóa.[2] Mưa axit công nghiệp là một vấn đề quan trọng đối với Trung QuốcNga[9][10] và các khu vực dưới hướng gió của chúng. Những khu vực này đốt các nhiên liệu than chứa lưu huỳnh để cấp nhiệt và phát điện.[11]

Vấn nạn mưa axit không chỉ tăng theo tốc độ phát triển dân số và công nghiệp mà còn ngày trở nên phân bố rộng rãi hơn. Việc sử dụng các ống khói cao để giảm ô nhiễm đã góp phần phát tán mưa axit bằng cách thải khí thải vào khu vực tuần hoàn của khí quyển.[12][13]

Quá trình tạo nên mưa axít[sửa | sửa mã nguồn]

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 loạiôxit 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 hiđrôxit.
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.

Tác hại[sửa | sửa mã nguồn]

Mưa axit được phát hiện ra đầu tiên năm 1952 nhưng đến những năm 1960 thì các nhà khoa học mới bắt đầu quan sát và nghiên cứu về hiện tượng này. Thuật ngữ “mưa axit” được đặt ra bởi Robert Angus Smith vào năm 1972. Người ta đã thấy rằng mưa axit rất nguy hại đến môi trường sống, trong xây dựng, trong bảo tồn di tích lịch sử...

Phát hiện tại Đức năm 1984 cho thấy, hơn một nửa các cánh rừng của miền Tây nước này đã và đang ở vào thời kỳ bị phá hủy với những mức độ khác nhau và sản lượng gỗ bị hủy ước tính khoảng 800 triệu đôla. Hay như ở Thụy Sĩ bị thiệt hại khoảng 12 triệu cây (chiếm 14% diện tích rừng), trong khi đó ở Hà Lan diện tích rừng bị phá hủy lên đến 40%. Sở dĩ mưa axit "giết hại" các khu rừng, vì chúng rửa trôi toàn bộ chất dinh dưỡng và những vi sinh vật có lợi, làm yếu đi sức đề kháng của cây cối, khiến cây dễ bị mắc bệnh do nhiễm kí sinh trùng. Lá cây gặp mưa axit bị "cháy" lấm chấm, mầm chết khô… Thông là loài cây đặc biệt nhạy cảm với mưa axit[14] 

Không những thế, mưa axit còn ảnh hưởng xấu tới ao, hồ. Lượng mưa axit đổ vào ao, hồ làm độ pH ở đây bị giảm, các sinh vật sống trong đó bị suy yếu hoặc chết hoàn toàn. Hậu quả, hồ, ao trở thành các thuỷ vực chết. Cơn mưa axit đầu tiên được phát hiện tại Na - Uy vào những năm 50 thế kỉ 20 bởi hiện tượng nhiều loài cá trong các hồ của Na - Uy bị thoái hóa, cũng trong năm đó Thụy Điển phát hiện 4.000 hồ không có cá; 9.000 hồ bị mất một phần lớn các loài cá đang sinh sống, 20.000 hồ khác bị biến đổi môi trường nước.

Mưa axit không chỉ gây ra những ảnh hưởng trước mắt, mà còn để lại hậu quả lâu dài. Với lượng khí mà nước Mỹ thải vào bầu khí quyển trong năm 1977 là 31 triệu tấn oxit sulfur và 22 triệu tấn oxit nitơ, thì đôi khi, kể cả tuyết cũng có axit. Những bông tuyết thậm chí còn có thể bị nhuốm đen, khi những bông tuyết tan, nguồn nước sinh ra từ đó có nồng độ axit cao gấp 10 lần, so với mưa axit thông thường. Nước này ngấm xuống đất làm tăng độ chua của đất, làm suy thoái đất và gây ảnh hưởng xấu tới nguồn ngầm. Các nhà khoa học ước tính, tại Na - Uy có đến 56.000 tấn oxit sulfur theo mưa thấm vào lòng đất /năm, tại Anh các cơn mưa axit diễn ra ở vùng Perth (Scotland), khiến nồng độ axit cao gấp 500 lần so với axit có trong tự nhiên.[15]

Mưa axit ảnh hưởng xấu tới đất do nước mưa ngấm xuống đất làm tăng độ chua của đất, hoà tan các nguyên tố trong đất cần thiết cho cây như canxi (Ca), magiê (Mg)... làm suy thoái đất, cây cối kém phát triển. Lá cây gặp mưa axit sẽ bị "cháy" lấm chấm, mầm sẽ chết khô, làm cho khả năng quang hợp của cây giảm, cho năng suất thấp. Mưa axit còn phá huỷ các vật liệu làm bằng kim loại như sắt, đồng, kẽm,... làm giảm tuổi thọ các công trình xây dựng, làm lở loét bề mặt bằng đá của các công trình.

Mưa axit gây hư hại các công trình, song cũng đem lại lợi ích đáng kể. Các nhà khoa học vừa phát hiện thấy những cơn mưa chứa axit sunphuaric làm giảm phát thải methane từ những đầm lầy (đầm lầy là nơi sản ra lượng lớn khí methane), nhờ đó hạn chế hiện tượng Trái Đất nóng lên.

Hầu hết tất cả , mưa axit ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người . Nó có thể làm hại chúng ta thông qua không khí và ô nhiễm đất. Mưa axit dẫn đến sự hình thành các hợp chất độc hại bằng cách phản ứng với các hợp chất hóa học tự nhiên . Một khi các hợp chất độc hại được hình thành , họ có thể thấm vào nước uống , và cũng thâm nhập vào chuỗi thực phẩm. Thực phẩm bị ô nhiễm này có thể gây tổn hại các dây thần kinh ở trẻ em, hoặc dẫn đến tổn thương não nghiêm trọng , thậm chí tử vong . Các nhà khoa học nghi ngờ rằng nhôm , một trong những kim loại bị ảnh hưởng bởi mưa axit , có liên quan đến bệnh Alzheimer. Lượng khí thải của nitơ oxit và các vấn đề nguyên nhân sulfur dioxide như kích thích cổ họng , mũi và mắt, đau đầu , hen suyễn và ho khan[16].

Lợi ích[sửa | sửa mã nguồn]

Mưa axit đa phần là gây tổn hại đến môi trường. Tuy nhiên, một cuộc điều tra toàn cầu mới đây đã cho thấy thành phần sunphua trong các cơn mưa này có thể ngăn cản Trái Đất ấm lên, bằng việc tác động vào quá trình sản xuất khí metan tự nhiên của vi khuẩn trong đầm lầy. Metan chiếm 22% trong các yếu tố gây ra hiệu ứng nhà kính. Và các vi khuẩn ở đầm lầy là thủ phạm sản xuất chính. Chúng tiêu thụ chất nền (gồm hydro và axetat) trong than bùn, rồi giải phóng methane vào khí quyển. Nhưng trong đầm lầy ngoài vi khuẩn sinh methane, còn có vi khuẩn ăn sunphua cạnh tranh thức ăn với chúng. Khi mưa axit đổ xuống, nhóm vi khuẩn này sẽ sử dụng sunphua, đồng thời tiêu thụ luôn phần chất nền đáng lý được dành cho vi khuẩn sinh methane. Do vậy, các vi khuẩn sinh methane bị "đói" và sản xuất ra ít khí nhà kính. Nhiều thí nghiệm cho thấy phần sunphua lắng đọng có thể làm giảm quá trình sinh methane tới 30%.

Biện pháp[sửa | sửa mã nguồn]

Một điều nghịch lý là chính các biện pháp chống ô nhiễm, áp dụng ở khu vực xung quanh những cơ sở sản xuất điện, lại góp phần gieo rắc mưa axit trên diện rộng. Do các nhà máy buộc phải xây ống khói thật cao nhằm tránh ô nhiễm cho môi trường địa phương, các hóa chất gây mưa axit đã lan tỏa đi xa hàng trăm, thậm chí hàng nghìn km khỏi nguồn. [17]

Để giảm lượng khí thải SO2 từ các nhà máy nhiệt điện xuống còn 7,84 tỷ tấn năm 2020, trước năm 2005, 80% các nhà máy nhiệt điện phải lắp đặt thiết bị khử sunphua. Đây cũng là một trong những giải pháp hạn chế mưa axít mà nhà nước Trung Quốc đã đề ra năm ngoái. Các nhà máy nhiệt điện lắp đặt thiết bị này sẽ được bán điện với giá cao hơn. [18]

Tuy nhiên, quy định này không dễ thực hiện đối với các nhà máy nhiệt điện lâu đời. Rất ít trong số nhà máy này lắp đặt thiết bị khử sunphua bởi vì để lắp đặt được hệ thống khử sunphua hiệu quả phải chi khoản tiền trị giá 1/3 tổng đầu tư xây dựng một nhà máy nhiệt điện. Họ thà bị phạt còn hơn phải lắp đặt hệ thống khử sunphua. Năm ngoái, Chính phủ Trung Quốc tăng lượng phạt khí thải SO2 từ 210 NDT lên 420 NDT/tấn, năm tới mức phạt sẽ là 630 NDT. Ở tỉnh Quý Châu, chỉ có 2 trong số 9 nhà máy nhiệt điện lắp đặt thiết bị này. Các chuyên gia cho rằng, chính phủ nên rót thêm tiền để nâng cấp nhà máy lâu đời. [19]

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ E. S. de Beer, ed. The Diary of John Evelyn, III, 1955 (19 September 1667) p. 495.
  2. ^ a ă Glossary, United States: NASA Earth Observatory, acid rain, Bản gốc lưu trữ ngày 13 tháng 12 năm 2011, truy cập ngày 15 tháng 2 năm 2013 
  3. ^ Weathers, K. C. and Likens, G. E. (2006). "Acid rain", pp. 1549–1561 in: W. N. Rom and S. Markowitz (eds.). Environmental and Occupational Medicine. Lippincott-Raven Publ., Philadelphia. Fourth Edition, ISBN 0-7817-6299-5.
  4. ^ Seinfeld, John H.; Pandis, Spyros N (1998). Atmospheric Chemistry and Physics — From Air Pollution to Climate Change. John Wiley and Sons, Inc. ISBN 978-0-471-17816-3
  5. ^ Likens, G. E., Bormann, F. H. and Johnson, N. M. (1972). “Acid rain”. Environment 14 (2): 33–40. doi:10.1080/00139157.1972.9933001. 
  6. ^ Acid Rain in New England, A Brief History. Epa.gov. Retrieved on 2013-02-09.
  7. ^ Likens, G. E. and Bormann, F. H. (1974). “Acid Rain: A Serious Regional Environmental Problem”. Science 184 (4142): 1176–9. doi:10.1126/science.184.4142.1176. PMID 17756304. 
  8. ^ Keller, C. K.; White, T. M.; O'Brien, R.; Smith, J. L. (2006). “Soil CO2 dynamics and fluxes as affected by tree harvest in an experimental sand ecosystem”. Journal of Geophysical Research 111. doi:10.1029/2005JG000157. 
  9. ^ Galloway, JN; Dianwu, Z; Jiling, X; Likens, GE (1987). “Acid rain: China, United States, and a remote area”. Science 236 (4808): 1559–62. doi:10.1126/science.236.4808.1559. PMID 17835740. 
  10. ^ Chandru (9 tháng 9 năm 2006). “CHINA: Industrialization pollutes its country side with Acid Rain”. Southasiaanalysis.org. Truy cập ngày 18 tháng 11 năm 2010.  [liên kết hỏng]
  11. ^ Lefohn, A.S.; Husar, J.D.; Husar, R.B. (1999), Global Sulfur Emissions Database, United States: A.S.L. & Associates 
  12. ^ Likens, G. E., Wright, R. F.; Galloway, J. N. and Butler, T. J. (1979). “Acid rain”. Scientific American 241 (4): 43–51. doi:10.1038/scientificamerican1079-43. 
  13. ^ Likens, G. E. (1984). “Acid rain: the smokestack is the "smoking gun"”. Garden 8 (4): 12–18. 
  14. ^ [1]
  15. ^ http://hoahoc.somee.com/Hoahocvadoisong/muaaxit.html
  16. ^ http://www.moitruongvietco.vn/tin-tuc-su-kien/215-nguyen-nhan-va-anh-huong-cua-mua-axit.html
  17. ^ http://vnexpress.net/tin-tuc/khoa-hoc/my-chua-kiem-soat-duoc-nan-mua-axit-1957348.html
  18. ^ http://hoahocvui.wordpress.com/2010/02/27/mua-axit-ngay-cang-tram-trong/
  19. ^ http://hoahocvui.wordpress.com/2010/02/27/mua-axit-ngay-cang-tram-trong/