Những nguyên nhân và những ảnh hưởng của mưa axit

1. Khái niệm mưa axit

Mưa axit là một hình thức ô nhiễm có thể gây ra nhiều thiệt hại cho các hệ sinh thái, các đối tượng con người tạo ra, cũng như sức khỏe con người. Đọc bài viết này để biết thêm về nguyên nhân và ảnh hưởng của nó.

Mưa axit, hay chính xác hơn lượng mưa axit, là thuật ngữ dùng để mô tả lượng mưa có độ pH thấp hơn 5,6. Đây là loại ô nhiễm môi trường là một vấn đề của cuộc tranh luận lớn hiện nay do tiềm năng của nó gây thiệt hại môi trường trên khắp thế giới. Trong thập kỷ qua, mưa axit đã gây ra sự phá hủy hàng trăm hồ và suối ở nhiều nơi trên thế giới, trong đó có Mỹ, Canada và châu Âu. Mưa axit tạo thành do các oxit lưu huỳnh và nitơ kết hợp với độ ẩm của không khí, dẫn đến sự hình thành các axit sulfuric và nitric. Các axit có thể được phân tán xa từ nơi xuất xứ.

Các oxit ni-tơ hoặc NOx và sulfur dioxide hoặc SO2 là hai nguồn chính của mưa axit:

• Dioxide lưu huỳnh
• Sulfur dioxide, một loại khí không màu, được phát hành như một sản phẩm phụ khi nhiên liệu hóa thạch có chứa lưu huỳnh bị đốt cháy.

 

2. Nguyên nhân gây mưa axit

Có rất nhiều nguyên nhân dẫn đến hiện tượng mưa axit như sự phun trào của núi lửa hay các đám cháy… Nhưng nguyên nhân chính vẫn là con người.

Con người đốt nhiều than đá, dầu mỏ mà trong than đá dầu mỏ thường chứa một lượng lưu huỳnh, còn trong không khí lại chứa rất nhiều khí nitơ.

Nguyên nhân của hiện tượng mưa axit là sự gia tăng lượng oxit của lưu huỳnh và nitơ ở trong khí quyển do hoạt động của con người gây nên. Ôtô, nhà máy nhiệt điện và một số nhà máy khác khi đốt nhiên liệu đã xả khí SO2 vào khí quyển. Nhà máy luyện kim, nhà máy lọc dầu cũng xả khí SO2. Trong khí xả, ngoài SO2 còn có khí NO được không khí tạo nên ở nhiệt độ cao của phản ứng đốt nhiên liệu. Các loại nhiên liệu như than đá, dầu khí mà chúng ta đang dùng đều có chứa S và N. Khi cháy trong môi trường không khí có thành phần O2, chúng sẽ biến thành SO2 và NO2, rất dễ hòa tan trong nước. Trong quá trình mưa, dưới tác dụng của bức xạ môi trường, các oxid này sẽ phản ứng với hơi nước trong khí quyển để hình thành các axit như H2SO4, axit Sunfur, axit Nitric. Chúng lại rơi xuống mặt đất cùng với các hạt mưa hay lưu lại trong khí quyển cùng mây trên trời. Chính các axit này đã làm cho nước mưa có tính axit

3. Quá trình tạo nên mưa axit

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 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.

4. Ảnh hưởng của mưa axit.

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

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.

Ảnh hưởng của mưa axit đến cuộc sống thực vật

Axit mưa thấm vào đất và cây bằng cách hòa tan các chất độc hại trong đất , chẳng hạn như nhôm , mà được hấp thụ bởi rễ . Mưa này cũng hòa tan các khoáng chất có lợi và các chất dinh dưỡng trong đất mà sau đó được rửa sạch , trước khi các loại cây có cơ hội sử dụng chúng để phát triển .

Khi có mưa axit thường xuyên , nó ăn mòn lớp phủ bảo vệ sáp của lá. Khi lớp bảo vệ này trên lá bị mất, hậu quả của nó làm cho cây dễ bị bệnh . Do lá bị hư hỏng làm mất khả năng sản sinh đủ lượng dinh dưỡng mà cần để cho nó được khỏe mạnh. Nó là kết quả trong việc làm cho cây dễ bị tổn thương với thời tiết lạnh, côn trùng và bệnh tật, mà có thể biến dẫn đến cái chết.

Ảnh hưởng của mưa axit đến cuộc sống dưới nước

Mưa axit cũng ảnh hưởng xấu đến sinh vật dưới nước . Một số lượng cao của acid sulfuric trong nước biển gây trở ngại cho khả năng của cá để có chất dinh dưỡng, muối và oxy . Các phân tử kết quả axit trong chất nhầy hình thành trong mang của chúng , giúp ngăn chặn hấp thụ oxy với số lượng đầy đủ. Thêm vào đó, nồng độ axit , làm giảm độ pH , gây ra sự mất cân bằng muối trong các mô của cá .

Sự thay đổi này trong độ pH cũng làm suy yếu một số khả năng của cá để duy trì nồng độ canxi của nó . Nó sẽ ảnh hưởng đến quá trình sinh sản của cá. Thiếu canxi cũng gây ra biến dạng xương và cột sống bị suy yếu .

Ảnh hưởng của mưa axit đến đối tượng nhân tạo

Khác hơn gây nguy hại cho các hệ sinh thái , mưa axit cũng gây thiệt hại nhân tạo cấu trúc và vật liệu. Ví dụ , mưa axit hòa tan đá sa thạch , đá vôi, đá cẩm thạch . Nó cũng ăn mòn sứ, dệt may, sơn, và kim loại . Cao su và da xấu đi nếu tiếp xúc với mưa axit . Di tích đá và chạm khắc mất bóng của họ khi tiếp xúc với mưa bị ô nhiễm này .

Ảnh hưởng của mưa axit đến con người

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.