Tài liệu Tiểu luận mưa axit

  • Số trang: 22 |
  • Loại file: DOCX |
  • Lượt xem: 894 |
  • Lượt tải: 3
nguyenthithuong

Đã đăng 7 tài liệu

Mô tả:

Mưa rất quan trọng cho cuộc sống của chúng ta, mưa đem đến cho chúng ta nước mà chúng ta cần, làm sạch phổ biến nhất môi trường không khí, nhờ mưa mà bụi và các chất gây ô nhiễm có thể được loại ra khỏi khí quyển. Thế nhưng, ở nhiều nơi trên thế giới, thậm chí... tại nơi chúng ta sống mưa đang trở thành một mối nguy hại bởi vì khí quyển bị ô nhiễm, các khí thải từ các nhà máy, xe ôtô và các hoạt động của con người đã làm cho mưa ngày càng trở nên nguy hiểm hơn cho sự sống của mọi sinh vật kể cả con người loại mưa đó được gọi là mưa axit.
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM  Tiểu luận: MƯA AXIT GVHD : PHẠM THỊ HÀ NHÓM: NGUYỄN THỊ THƯƠNG NGUYỄN THỊ HƯỜNG NGUYỄN THỊ TIẾN DƯƠNG QUANG HƯNG. 1|Page MỤC LỤC Phần I. Mở đầu:..........................................................................................03 Phần II. Nội dung:.................................................................................. 03 I. Khái niệm:....................................................................................03 II. Nguyên nhân:...............................................................................05 III. Quá trình hình thành:.................................................................06 1. Lưu huỳnh dioxide (SO2):.....................................................07 2. Khí NOx:.................................................................................08 3. Cacbonic:...............................................................................09 IV. Ảnh hưởng:..................................................................................10 1. Ảnh hưởng của mưa axit lên ao hồ và hệ thủy sinh vật:...10 2. Ảnh hưởng đến thực vật và đất:..........................................12 2.1. Ảnh hưởng đến thảm thực vật 2.2. Ảnh hưởng tới đất 3. Ảnh hưởng đến các vật liệu và công trình xây dựng:........15 4. Ảnh hưởng đến con người:...................................................16 5. Ảnh hưởng đến khí quyển:...................................................16 6. Lợi ích của những cơn mưa axit:.........................................16 V. Mưa axit ở Việt Nam:.................................................................17 1. Tình hình mưa axit ở Bắc và Trung Bộ:.............................17 2. Hiện trạng mưa axit khu vực Nam Bộ:...............................18 VI. Biện pháp hạn chế mưa axit:......................................................18 1. Biện pháp quản lí nguồn ô nhiễm:.......................................18 2. Các biện pháp công nghệ:....................................................19 2.1. Làm sạch anhydryt sufuro SO2 2.2. Làm sạch nito oxit trong khí 3. Phương pháp sinh học khắc phục hậu quả mưa axit:.......21 Phần III. Kết luận:..........................................................................................21 Tài liệu tham khảo:.........................................................................................22 PHẦN I. MỞ ĐẦU 2|Page Mưa rất quan trọng cho cuộc sống của chúng ta, mưa đem đến cho chúng ta nước mà chúng ta cần, làm sạch phổ biến nhất môi trường không khí, nhờ mưa mà bụi và các chất gây ô nhiễm có thể được loại ra khỏi khí quyển. Thế nhưng, ở nhiều nơi trên thế giới, thậm chí... tại nơi chúng ta sống mưa đang trở thành một mối nguy hại bởi vì khí quyển bị ô nhiễm, các khí thải từ các nhà máy, xe ôtô và các hoạt động của con người đã làm cho mưa ngày càng trở nên nguy hiểm hơn cho sự sống của mọi sinh vật kể cả con người loại mưa đó được gọi là mưa axit. Ngày nay, thuật ngữ mưa axit đã trở nên khá phổ biến và theo nguyên cứu, thống kê của viện khoa học khí tượng thủy văn và môi trường thì trong khoảng 10 năm trở lại đây tỉ lệ mưa axit đã xuất hiện ngày một nhiều tại các đô thị lớn như Hà Nội và Hồ Chí Minh. Trong khi đó trên thế giới, đặc biệt là các quốc gia công nghiệp Trung Âu thì tỉ lệ này lên đến 100%, bài báo cáo này sẽ làm rõ bản chất của hiện tượng này từ đó đề xuất biện pháp phòng tránh, khắc phục. PHẦN II. NỘI DUNG I. KHÁI NIỆM: Thông thường ngay cả khi không khí không bị ô nhiễm thì nước ngưng tụ (bao gồm mưa, mưa đá, tuyết sương mù ) cũng không phải là nước nguyên chất. Nước ngưng tụ chứa một lượng đáng kể bụi, chất rắn và khí hoà tan. Nước mưa tự nhiên có hòa tan một phần CO2 của khí quyển nên có môi trường axit yếu với pH khoảng 6 - 6,5. Vậy mưa axit là gì ? Thuật ngữ mưa axit chỉ dùng cho loại nước ngưng tụ có pH nhỏ hơn pH nước sạch một cách đáng kể. Mưa axit là nước mưa có độ pH dưới 5,6. Trong phân định thực tế, các cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ (ERA) đã coi nước mưa có độ pH nằm trong khoảng từ 5 – 6,5 là mưa trung tính. Nếu mưa có pH ≤ 5 là mưa axit. Các nước thuộc Ủy ban kinh tế châu Âu (ECE) lại coi nước mưa có pH ≤ 5,5 là mưa axit. Đối với các nước như Ấn Độ, Indonesia, Hàn Quốc, Thái Lan lại lấy pH là 5,6 để làm căn cứ xác định nếu nước mưa có pH < 5,6 là mưa axit. pH nước mưa 3|Page Tính chất mưa <4 Mưa axit nặng 4 – 4,9 Mưa axit 5 – 5,5 Mưa axit nhe 5,6 Trung tính Bảng 1. Tiêu chuẩn phân loại mưa theo pH nước mưa Ở Việt Nam, mưa axit thường xảy ra vào đầu mùa mưa lý do là khi vào mùa khô, lượng khí thải bốc lên không trung rất nhiều và không gặp mưa nên tích tụ trên khí quyển, vào đầu mùa mưa khi mà mưa xảy ra thì hàm lượng axit trong nước mưa rất lớn. Một vấn đề nữa là khi vào thời gian gió mùa đông bắc, các thành phố ở phía bắc Việt Nam thường xuất hiện mưa axit nhiều hơn, có thể do lan truyền ô nhiễm không khí từ nước ngoài vào Việt Nam. Hình 1. Sự lan truyền của ô nhiễm không khí II. NGUYÊN NHÂN: 4|Page Tính axit trong nước mưa là do các phản ứng giữa các chất ô nhiễm sơ cấp, chủ yếu là SO2 và NOx và nước trong khí quyển để tạo thành các axit mạnh như axit sulphuric và axit nitric). Khi trời mưa các hạt axit này tan lẫn vào nước mưa, làm độ pH của nước mưa giảm. Các nguồn chủ yếu của các loại chất ô nhiễm này là các loại xe cộ và hoạt động công nghiệp. Trong khói xe và phân bón hóa học hiện đang tích tụ dày lên trong tầng khí quyển và có thể tạo ra mưa axit nitric bất cứ lúc nào. Khói ô tô chính là thủ phạm mới gây ra các trận mưa axit nitric. Axit ngưng tụ, hoà trong mưa, tuyết, sương, là sản phẩm phụ của quá trình đốt các nhiên liệu hóa thạch. Ngoài ra còn có hiện tượng mưa axit trong tự nhiên do những đợt phun trào núi lửa, hay các đám cháy… Một ví dụ minh chứng do hoạt động của con người gây nên, chỉ trong một năm, nước Mĩ đã thải vào bầu khí quyển 31 triệu tấn oxit sulful và 22 triệu tấn oxit nito. Các nguồn nguyên nhân gây mưa axit     Thiên tai: núi lửa, cháy rừng, sét,... Hoạt động con người: đốt rừng, phân bón hóa học Khí thải từ phương tiện giao thông Quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch: than đá, dầu mỏ. Gần các vùng sử dụng nguyên liệu hóa thạch làm nhiên liệu, pH nước mưa có thể xuống dưới 4. Nếu gặp sương mù dày đặc, pH có thể giảm xuống nữa. Phân tích mẫu nước mưa có pH là 4,2 thu được: Cation 5|Page Nồng độ (ppm mol) Anion Nồng độ (ppm mol) H+ 56 SO4 2- 51 NH4+ 10 NO3 - 20 Ca2+ 7 Cl- 12 K+ 5 Mg2+ 3 Na+ 2 Tổng cộng 83 83 Bảng 2. Nồng độ cation và anion trong nước mưa có pH 4,2 Các oxit Nitơ (NOx) và sulfur dioxide (SO2) là hai nguồn chính của mưa axit. III. QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH: Hình 3. Sơ đồ hình thành mưa axit. Quá trình tạo mưa axit diễn ra theo các phản ứng hóa học sau đây: 1. Lưu huỳnh dioxide (SO2): Sulfur dioxide, một loại khí không màu, được phát sinh như một sản phẩm phụ khi nhiên liệu hóa thạch có chứa lưu huỳnh bị đốt cháy trong các nhà máy điện và trong các nồi hơi công nghiệp. Có nhiều quá trình công nghiệp như chế biến dầu thô, sản xuất điện, sản xuất sắt thép và các ngành công nghiệp khác tạo ra loại khí này. Trong sản xuất sắt thép, quá trình nấu chảy quặng sunfat kim loại tạo kim loại nguyên chất sinh ra khí SO2. Các kim loại khác như Ni, Zn, Cu cũng được tạo ra bởi quá trình này. Ngoài ra SO2 được tạo ra từ các quá trình tự nhiên: khoảng 10% từ núi lửa, bụi nước biển, sinh vật phù du và thối rữa thực vật. Và có khoảng 69,4% lượng SO2 sinh ra từ quá trình đốt công nghiệp, chỉ khoảng 3,7% được tạo ra từ quá trình giao thông vận tải. Vì SO2 không phản ứng với hầu hết các hóa chất có trong khí quyển, nên nó có thể đi một khoảng rất xa trong khí quyển. Tuy nhiên khí SO 2 kết hợp với Ozon hay Hidropeoxide tạo thành SO3, SO3 có thể hòa tan trong nước tạo ra dung dịch H2SO4 loãng. 6|Page Dạng Nguồn SO2,SO3 Nhiệt điện Công nghiệp khác Núi lửa Biển Phân hủy sinh học SO4 Lượng Tính ra S (106 tấn) 60 24,5 1,35 118 (106 tấn) 30 12,2 0,68 39 185 175 102 95 (biển) Phân hủy sinh học (cạn) Các ngành công H2S 2,7 2,5 nghiệp Bảng 3. Lượng lưu huỳnh đưa vào khí quyển từ các nguồn khác nhau. a) SO2 kết hợp với các hợp chất gốc hidrooxide - Phản ứng hoá hợp giữa lưu huỳnh dioxide và các hợp chất gốc hiđrôxít: SO2 + OH - HOSO2- - Phản ứng giữa hợp chất gốc HOSO2 và O2 sẽ cho ra hợp chất gốc HO2 và SO3 HOSO2- + O2 HO2- + SO3 - Phản ứng giữa lưu huỳnh trioxit với H2O: SO3 + H2O H2SO4 b) SO2 kết hợp với ôzon Trong khí quyển SO2 được Oxi hóa từng phần thành SO3 nhờ các phản ứng quang hóa có liên quan đến Ozon, Cacbonhydro và NOx trong mù quang hóa: SO2 + O3 SO3 + H2O  SO3 + O2  H2SO4 c) Ngoài ra quá trình Oxi hóa có thể xảy ra trên bụi bồ hóng, nhờ sự có mặt của các oxit kim loại: Bụi bồ hóng 2SO2 + O2 -------------------- 2SO3 7|Page chứa các oxit kim loại Các ion sulfate sau đó kết hợp với các nguyên tử hydro từ khí quyển để tạo thành axit sunfuric trong trạng thái dung dịch nước. SO3 + H2O  H2SO4 Đây là thành phần chính của mưa axít. 2. Khí NOx: Nitrogen oxioxide là một thành phần chính của axit. Các hợp chất nitơ có chứa các nguyên tử oxy, được gọi là oxit ni-tơ. Ví dụ mưa, nitơ dioxit và nitơ monoxit là oxit nitơ, gọi là NO x. Các chất khí này được sản xuất trong quá trình đốt cháy, trong đó liên quan đến nhiệt độ quá cao. Ví dụ như các nhà máy điện, xe ôtô và các ngành công nghiệp hóa học trong sản xuất phân bón. Nito có mặt trong khí quyền với một tỉ lệ lớn nhất 78%. Khi được đốt nóng tới nhiệt độ của nồi hơi và động cơ đốt trong, N 2 có thể kết hợp với Oxi phân tử có trong khí quyển để tạo ra NO và NO2 (gọi chung là NOx). NOx có thể hòa tan trong nước, tạo ra dung dịch loãng axit nitric và axit nitro. Có khoảng 5% NO x được tạo ra từ quá trình tự nhiên như: phân hủy của vi khuẩn đất, cháy rừng, núi lửa và sét. Giao thông vận tải tạo ra 43% NOx và 32% do quá trình đốt cháy công nghiệp. Trong bầu khí quyển có đến 78%N2 và 21% O2 do hiện tượng phóng điện trong khí quyển, môi trường không khí nóng lên khoản 1210 - 17680C tạo thành NO: 1210-17650C N2 + O2 ----------------------> 2NO Ở tầng bình lưu Ozon, Nito và NO bị phản ứng quang hóa kích thích phân hủy thành oxi nguyên tử và N2: O3 + hv ------------> O* + O2 N2 + hv -----------> N* + N* Từ đó mà hình thành HNO3 qua các phản ứng quang hóa sau đây: NO + O3 + hv ------> NO2 + O2 NO2 + O3 ---------> NO3 + O2 NO2 + NO3 ---------> N2O5 8|Page N2O5 + H2O --------> 2HNO3 Trong môi trường có mù quang hóa có thể xảy ra phản ứng trực tiếp: 3NO2 (k) + H2O(l) 2HNO3(l) + NO(k) Axit nitric( HNO3) và H2CO3 chính là thành phần của mưa axit. 3. Cacbonic: CO2 + H2O H2CO3 + H2CO3 H + HCO3IV. ẢNH HƯỞNG: Hình 4. Ảnh hưởng của mưa axit 1. Ảnh hưởng của mưa axit lên ao hồ và hệ thủy sinh vật: Mưa acid ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến các ao hồvà hệ thủy sinh vật. Hầu hết các hồ và suối có độ pH trong khoảng 6 – 8 (khoảng pH được xem là an toàn cho sinh vật). Có nhiều nguồn gốc mà nhờ đó mưa axit có thể đi vào các hồ. Các dòng chảy do mưa axit đổ vào hồ, ao sẽ làm độ pH của hồ giảm xuống, lượng nước trong hồ ao sẽ giảm đi nhanh chóng, ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng hấp thụ oxy, muối và các dưỡng chất để sinh tồn. Đối với các loài cá nước ngọt 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 9|Page nhầy trong mang của chúng làm ngăn cản khả năng hấp thu oxygen của các làm cho cá bị ngạt. Việc 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. Đánh giá về mức độ ảnh hưởng của mưa axit lên tôm sú, Thạc sĩ Nguyễn Thị Kim Lan (Phân viện Khí tượng Thủy văn và Môi trường phía Nam) cho biết kết quả thực nghiệm như sau: Ứng với nước ao có độ mặn 6 phần nghìn và pH là 6,6 – 6,7 thì lô tôm sú thí nghiệm chết 46% sau một trận mưa. Nguyên nhân do pH nước mưa là 4,3 khiến pH nước ao giảm đột ngột 0,8 đơn vị, độ axit trong nước ao tăng khiến tôm sú chết. pH < 6 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 biến dạng do thiếu dinh dưỡng, cá bị chết do ngạt. pH < 5 Quần thể cá bị chết. pH < 4 Xuất hiện các sinh vật mới khác với sinh vật ban đầu. Bảng 4. Các ảnh hưởng của pH đến hệ thủy sinh vật. Vào mùa xuân, ở một số nơi có hiện tượng “Cú sốc axit”. Mùa xuân là mùa nhạy cảm đối với nhiều loài bởi đây là thời điểm cho sự sinh sản. Sự thay đổi đột ngột của pH là rất nguy hiểm bởi axit có thể làm biến dạng những cơ thể còn non. Nhìn chung những cơ thể còn non của hầu hết các loài nhạy cảm hơn những cơ thể lớn hơn. Nhưng không phải tất cả các loài đề chịu cùng một mức axit giống nhau. Chẳng hạn ếch có thể chịu được mức axit cao, trong khi ốc sên nhạy cảm với sự thay đổi pH. 10 | P a g e Hình 5. Sơ đồ sự biến mất của động vật thân mềm và con trai khi độ pH giảm. Khi mưa axit chảy qua đất trồng trọt mang theo phân bón vào nước mặt, do đó gia tăng hàm lượng nitơ tạo điều kiện thuận lợi cho tảo phát triển, sau đó xảy ra hiện tượng “phú dưỡng”. Lượng ion nhôm được giải phóng sẽ theo dòng nước đi vào các thủy vực nước mặt, tiếp tục gây hại cho các thủy sinh vật. Mặc dầu nhiều loại cá có thể sống trong môi trường pH thấp đến 5,9 nhưng đến pH này Al 2+ trong đất bị phóng thích vào ao hồ gây độc cho cá. Al2+ làm hỏng mang cá và tích tụ trong gan cá. Một ví dụ chứng minh thì vào những năm 50 của thế kỉ 20 tại Na-uy đã xảy ra hiện tượng cá trong hồ bị thoái hóa. Đến năm 1978, do hiện tượng axit hóa các dòng sông có cá hồi đã làm giảm ½ sản lượng cá tại Na-Uy. Thụy Điển – đất nước láng giềng – có 4000 hồ không hề có cá; 9000 hồ bị mất một phần lớn cá đang sinh sống, có tới 20000 hồ khác cũng bị ảnh hưởng của mưa axit. Ở Canada có hơn 4000 hồ bi axit hóa khiến các loài sinh vật trong hồ chết hết. Hồ biến thành hồ chết. 2. Ảnh hưởng đến thực vật và đất: Một trong những tác hại nghiêm trọng của mưa acid là các tác hại đối với thực vật và đất. 2.1. Ảnh hưởng đến thảm thực vật: Mưa axit làm cây cối yếu đi bằng cách phá hủy lá cây, do đó làm hạn chế lượng chất dinh dưỡng cho cây sử dụng. Mặt khác mưa axit thấm vào đất, gây độc cho cây 11 | P a g e thông qua rễ. Nước mưa axit hòa tan chất dinh dưỡng và những khoáng chất hữu ích có trong đất, chúng sẽ bị rửa trôi trước khi được cây sử dụng. Ngoài ra mưa axit còn giải phóng những chất độc hại cho cây như ion nhôm. Do bình thường những kim loại này bị giữ chặt trong các hạt đất, nhưng do sự có mặt nồng độ ion hiđrô cao đã làm cho đá và các hạt đất bao bọc chúng bị vỡ. Khi mưa axit xảy ra thường xuyên, lá cây bị mất lớp màng bảo vệ bên ngoài, khi đó cây dễ dàng bị sâu bệnh xâm hại. Do lá cây bị phá hủy, cây không sản xuất đủ năng lượng để duy trì quá trình tồn tại và sinh trưởng bình thường. 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 SO 2. Khi khí này tiếp xúc với lá cây, nó sẽ làm tắt 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. Hình 7. Một cánh rừng thông của Czech bị hủy hoại bởi mưa axit. (ảnh chụp tháng 7/2006, theo PD) Theo đánh giá, mưa axit ảnh hưởng rất lớn đến thảm thực vật. 12 | P a g e - Phá hoại cây cối: Do mưa axit mỗi năm Thụy Điển tổn thất mất đến 4,5 triệu m gỗ. Năm 1984, Thụy Sỹ bị thiệt hại khoảng 12 triệu cây (14% diện tích rừng cả nước), còn diện tích rừng bị mưa axit phá hủy ở Hà Lan là 40%. Sản lượng gỗ ở các khu vực rừng phía đông bắc nước Mỹ bình quân mất 5%. Theo nghiên cứu đánh giá năm 1990 thiệt hại do mưa axit đối với rừng châu Âu là khoảng 30 tỷ USD/năm. - Phá hoại mùa màng, làm giảm năng suất: Mưa axit làm các mầm cây non bị mềm rũ như hơ lửa, nặng thì bị chết khô. Hậu quả là nhẹ thì bị giảm năng suất, nặng thì mất trắng nhất là vào các giai đoạn quyết định như lúc phơi màu lúa, phun râu ngô,… Từ kết quả thực nghiệm với rau cải, ThS Lan nhận định rằng, mưa axít có thể làm giảm 20-69% năng suất rau trồng. 2.2. Ảnh hưởng tới đất: 3 Đất bị axit hóa chậm Làm đất mặn hóa: Mưa axit hòa tan các khoáng ít tan trong đất, đẩy nhanh quá trình phong hóa khoáng, tăng nhanh tổng số muối tan trong đất làm cho đất bị mặn hóa.  Làm mất chất dinh dưỡng của đất: Mưa axit rửa trôi các cation kiềm, kiềm thổ trong đất làm đất chua dần, hoạt động của các vi sinh vật hữu ích bị cản trở. Các cation kiềm bị rửa trôi làm độ bão hòa bazo của đất giảm, đất mất dần độ phì nhiêu. Độ bão hòa bazo xuống quá thấp khoáng sét bị phá hủy. Catio kiềm tiếp tục bị rửa trôi, môi trường quá chua khoáng sét biến thành hydrargilit và SiO2 thứ sinh.  Giải phóng các kim loại độc hại: Đất có hàm lượng kim loại nặng khá cao do bản thân đất hoặc do đất bị ô nhiễm, khi gặp môi trường kiềm, chúng trở nên không linh động, nên không phát tác được. Gặp mưa axit đất chua đi, các kim loại nặng trở nên linh động hơn, tác động xấu đến môi trường.  Ion photphat bị giữ chặt hơn trong đất. Nồng độ ion nhôm hòa tan tăng lên ảnh hưởng gián tiếp đến thực vật. Ion nhôm được giải phóng bao bọc ion photpho dinh dưỡng cần thiết (dạng nhôm photphat) và làm giảm khả năng hấp thụ photphat của thực vật. Quá trình phân hủy đất chậm trong điều kiện môi trường axit làm hàm lượng photphat giảm. Ngoài ra các chất dinh dưỡng vi lượng quan trọng như molipđen, Bo,Se đi đến thực vật cũng giảm do đất bị axit hóa.  13 | P a g e Hình 8. Sự giải phóng các kim loại ra khỏi khoáng đất theo pH 3. Ảnh hưởng đến các vật liệu và công trình xây dựng: Mưa axit không chỉ gây hại cho hệ sinh thái tự nhiên mà còn tác động tiêu cực đến các vật liệu nhân tạo và công trình xây dựng. Đá hoa, đá vôi, và đá cát có thể bị hòa tan do mưa axit. Kim loại, sơn, sợi, sách và đồ gốm có thể bị ăn mòn. Mưa axit còn làm giảm chất lượng da và cao su, làm các biểu tượng, hình ảnh trên các bia mộ, công trình kỷ niệm bị mờ đi, có thể mất hẳn. Trong đá vôi, mưa axit phản ứng với canxi tạo ra thạch cao: CaCO3 + H2SO4 -----------------> CaSO4 + H2O+ CO2 TCaCO3 ~ 10-10 TCaSO4 ~ 10-5 CaCO3 + 2 HNO3 -----------------> Ca(NO3)2 + CO2+ H2O CaCO3 + 2HCl -----------------> CaCl2 + CO2 + H2O Hình 10. Mưa axit tác động lên bức tượng tại thủ đô Viên , Áo. Ảnh D.H.S 14 | P a g e Đối với sắt: 4Fe(rắn) + 2O2 (khí) + 8H2SO4(dd loãng) ----- 4Fe2+ + 8SO42 –(dd loãng) +H2O(l) 4Fe2+ + H2SO4(dd loãng) + 2O2 (khí) + 4H2O(l)--- 2Fe2O3(rắn) + 8H+ + SO42-(dd loãng) 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 SO 2 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. Ở thủ đô London, mưa axit đang tàn phá nghiêm trọng các công trình nghệ thuật bằng đá từ thế kỉ 18, 19, như Nghị viện Anh, Tu viện Westminster và Nhà thờ Saint Paul. 4. Ảnh hưởng đến con người: Mưa axit có thể làm hại con người thông qua khí quyển hoặc thông qua đất mà từ đó thức ăn của chúng ta được trồng và tiêu thụ. Mưa axit làm cho các kim loại độc hại được giải phóng từ các hợp chất hóa học tự nhiên. Kim loại độc bản thân chúng rất nguy hiểm, nhưng nếu chúng được liên kết với những nguyên tố khác, chúng là vô hại. Các kim loại độc hại sẽ đi vào nguồn nước uống, lương thực hay động vật mà con người sử dụng. Những thức ăn bị nhiễm độc khi được ăn có thể gây ra tổn hại thần kinh của trẻ em hay tổn hại bộ não nghiêm trọng, thậm chí dẫn tới chết. Các nhà khoa học tin rằng nhôm có mối liên quan đến bệnh Alzemer. Một trong những ảnh hưởng nghiêm trọng của mưa axit đến con người là những vấn đề về đường hô hấp. Sự phát thải SO2 và NOx gây ra những nguy cơ tới vấn đề về hô hấp như khô họng, bệnh hen, đau đầu, mắt, mũi và rát họng. Nước mưa bị ô nhiễm đặc biệt có hại cho những người bị bệnh hen suy hay những người khó thở. Nhưng ngay cả những người khoẻ cũng bị tổn hại về phổi bởi những chất ô nhiễm không khí có tính axit. Mưa axit có thể làm giảm khả năng thở và có thể làm tăng những loại bệnh nguy hiểm. NOx bản thân nó là một khí nguy hiểm. Loại khí này tấn công lớp màng của cơ quan hô hấp và làm tăng các bệnh về đường hô hấp. Các tác hại gián tiếp sinh ra do hiện tượng tích tụ sinh học các kim loại trong cơ thể con người từ các nguồn thực phẩm bị nhiễm các kim loại này do mưa acid. 5. Ảnh hưởng đến khí quyển: 15 | P a g e 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. Các hạt sulphate, nitrate tạo thành trong khí quyển sẽ làm hạn chế tầm nhìn. Các sương mù axit làm ảnh hưởng đến khả năng lan truyền ánh sáng Mặt trời. 6. Lợi ích của những cơn mưa axit:  Mưa axit làm mát trái đất: Các nhà khoa học phát hiện những cơn mưa chứa axit sunphuaric làm giảm phát thải methane từ những đầm lầy, nhờ đó hạn chế hiện tượng trái đất nóng lên, bằng việc tác động vào quá trình sản xuất khí methane tự nhiên của vi khuẩn trong đầm lầy. Metan chiếm 22% trong các yếu tố gây ra hiệu ứng nhà kính.Các vi khuẩn đầm lầy là thủ phạm sản xuất chính. Chúng tiêu thụ hydro và axetat(chất nền) trong than bùn, rồi giải phóng methane vào khí quyển. Ngoài ra còn có vi khuẩn ăn sunphua cạnh tranh thức ăn với vi khuẩn sinh methane. Khi mưa axit đổ xuống, nhóm vi khuẩn đó sẽ sử dụng sunphua, đồng thời tiêu thụ phần chất nền dành cho vi khuẩn sinh methane. Do đó vi khuẩn sinh methane bị đói và sinh ra ít khí nhà kính. Nhiều thí nghiệm cho thấy phần sunphua lắng đọng làm giảm 30% quá trình sinh methane.  Cân bằng hệ sinh thái rừng: Sự thiếu vắng các trận mưa axit cũng có thể gây ra nhiều vấn đề với môi trường. Vì lượng cacbon dioxide ngày càng tăng trong khí quyển là loại khí gây ra quá trình axit hoá ở các nguồn nước tinh khiết. V. Mưa axit ở Việt Nam: Việt Nam hiện đã xây dựng được hệ thống 5 trạm đo mưa axit dặt tại Hà Nội, Hòa Bình, Ninh Bình, Đà Nẵng, TP Hồ Chí Minh. Số liệu quan trắc cho thấy, một số nơi ở Việt Nam đã có biểu hiện mưa axit rõ rệt với giá trị pH trong nước mưa thấp hơn 5,6. Trên tổng thể, khu vực miền Bắc và miền Trung có tần suất xuất hiện mưa axit từ 15-85%. Trong đó, lượng mưa axit cao nhất đo được ở trạm Đà Nẵng (với tần suất hơn 83,1%), tiếp đó là Cúc Phương (Ninh Bình) với tần suất 55%, Hòa Bình (34,9%). Hà Nội và TP Hồ Chí Minh có nồng độ mưa axit thấp hơn nhiều so với các địa phương trên. 16 | P a g e (Theo Báo cáo môi trường quốc gia 2013 ) 1. Tình hình mưa axit ở Bắc và Trung Bộ:  Theo kết quả quan trắc các mẫu nước mưa có giá trị pH<5.5 đang có xu hướng tăng lên, đặc biệt là ở các thành phố lớn như Hà Nội, Việt Trì, Đà Nẵng,...  Mưa axit xảy ra chủ yếu ở giai đoạn mùa khô khi lượng mưa giảm xuống (tháng 11 - tháng 3) 2. Hiện trạng mưa axit khu vực Nam Bộ: Kết quả phân tích thống kê của nước mưa 4 trạm Tân Sơn Hòa, Tây Ninh, Cần Thơ và Cà Mau cho thấy: - Mưa axit ở khu vực Nam Bộ xuất hiện cuối mùa mưa (tháng 9, tháng 10) và tháng chuyển tiếp từ mùa mưa sang mùa khô (tháng 11), tháng 10 có tần suất mưa axit cao nhất. - So với các trạm khác ở khu vực Đông Á, tình hình xảy ra mưa axit ở khu vực Nam Bộ còn thấp. VI. Biện pháp hạn chế mưa axit: Hình 13. Một số biện pháp hạn chế mưa axit 17 | P a g e 1. Biện pháp quản lý nguồn ô nhiễm: - Quản lí nguồn gây ô nhiễm, không cho các nguồn khí này phát sinh và xả tự do vào môi trường. - Xây dựng công ước, điều luật về môi trường trong việc xả và thải các khí gây mưa axit như Công ước Kyoto, Công ước Born, hay công ước về nhiễm bẩn bầu không khí trong phạm vi rộng (LRTAP). - Hợp tác quốc tế đó 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 axit. - Có chương trình giáo dục tuyên truyền người dân có ý thức trong việc bảo vệ môi trường. Một số biện pháp cụ thể như sau: - Tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về phát thải nhằm hạn chế tối đa phát tán SO x và NOx vào khí quyển. - Đổi mới công nghệ để giảm lượng khí thải SO 2 từ các nhà máy nhiệt điện bằng cách lắp đặt các thiết bị khử và hấp phụ SOx và NOx. - Nâng cao chất lượng nhiên liệu hóa thạch bằng cách loại bỏ triệt để lưu huỳnh và nitơ có trong dầu mỏ và than đá trước khi sử dụng. - Đối với các phương tiện giao thông, tiến hành cải tiến các động cơ theo các tiêu chuẩn EURO để đốt hoàn toàn nhiên liệu, gắn hộp xúc tác để khử NO x (DeNOx) và SOx nhằm hạn chế đến mức thấp nhất lượng khí thải ra. - Tìm kiếm và thay thế dần các nhiên liệu hóa thạch bằng các nhiên liệu sạch như hydro, sử dụng các loại năng lượng tái tạo thân thiện với môi trường. 2. Các biện pháp công nghệ: 2.1. Làm sạch anhydryt sunfurơ SO2:  Phương pháp làm sạch SO2 bằng sữa vôi: Khí SO2 được thu hồi trong tháp rửa bằng sữa vôi, sữa vôi tác dụng với SO2 18 | P a g e 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 Lưu ý: Có thể thay dịch vôi sữa bằng vôi bột: CaCO3 + SO2 → CaSO3 + CO2  Phương pháp làm sạch SO2 bằng Amoniac: Sau khi làm sạch bụi trong khí, khí được làm nguội đến nhiệt độ 35- 400C Rửa khí bằng dung dịch chứa (NH4)2SO3: (NH4)2SO3 + SO2 + H2O = 2NH4SO3 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 khí được rửa bằng dung dịch chứa ZnO, phản ứng xảy ra như sau: ZnO + SO2 +H2O = ZnSO3.H2O (rắn) Dùng phương pháp lọc hoặc ly tâm để tách sản phẩm ra khỏi dịch thể, sau đó đem nung đến nhiệt độ 3500C được sản phẩm H2O, SO3, ZnO. ZnO được tái sử dụng lại trong chu trình trên. Lưu ý: Có thể dùng MgO thay cho ZnO vẫn đạt hiệu quả. 2.2. Làm sạch nito oxit trong khí:  Phương pháp hấp phụ, dung dịch hấp phụ dùng thường là dịch kiềm hay nước: - Dùng nước: 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO Nito oxit (NO) bị oxy hoá trong không khí, vận tốc oxy hoá tuỳ thuộc nhiệt độ, nồng độ NO, O2. Vì vậy phương pháp này hoàn lại 1/3 NO, nên sự làm sạch nito 19 | P a g e oxyt không hoàn toàn. Phương pháp này áp dụng khi hàm lượng nito oxyt lớn hơn 1%. - Dung dịch kiềm, chẳng hạn dịch chứa NaOH: 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 đốt "Overfire Air" - Chuyển không khí cần thiết cho quá trình đốt lên phía trên buồng đốt. - Xử lí khí thải bằng chất xúc tác. Cho amoniac tác dụng với NO trong một buồng xúc tác: 4NO + 4NH3 + O2 = 4N2 + 6H2O 2NO2 + 4NH3 + O2 = 3N2 + 6H2O Trong các động cơ xe người ta gắn thêm một bộ phận lọc khí có hình tổ ong được mạ platinum, pallandium hoặc Rhodium. Ở tại bộ phận này sẽ diễn ra phản ứng oxy hóa, phản ứng khử để biến NO x, CO2 và các HCs thành các chất khí không gây hại. 3. Phương pháp sinh học khắc phục hậu quả mưa axít:  Vật liệu xây dựng: Quét hay phun các dung dịch chứa vi khuẩn Myxococcus xanthus lên các bề mặt vật liệu bằng đá nó sẽ xâm nhập vào đá vôi với độ sâu 0,5mm, tạo nên một lớp carbonate hay vữa sinh học bền hơn đá vôi và chịu được mưa axit (theo nghiên cứu của Rodriguez-Navarro và đồng nghiệp thuộc ĐH Granada, Tây Ban Nha). Ví dụ nhà thờ lớn Granada được vi khuẩn bảo vệ.  Trong nông nghiệp: - Sử dụng các chủng giống vi sinh vật có khả năng quang hợp để chuyển hóa H2S, loại bỏ lưu huỳnh trong nhiên liệu trước khi đốt. 20 | P a g e
- Xem thêm -