Hiện tượng mưa axit

Posted on February 27, 2010

0


Trong nước mưa thường có mọt lưuợng rất bé của axit sinh ra do nưuớc hoà tan khí cacbonic và các khí là oxit của lưư huỳnh và nitơ. Trong thiên nhiên, khí SO2 thoát ra từ núi lửa và từ các vật liệu hưữ cơ bị thối rữa, khí NO được tạo ra do sấm sét. Nước mưa “sạch”, nghĩa là nước mưa ko bị ô nhiễm, thường có pH từ 5,6 đến 6,5 và ko có hại đối với môi trường sống của sinh vật.
Mưa cho nước có pH <5,6 được gọi là mưa axit. Ngày nay có nhiều vùng công nghiệp lớn và thành phố, ở đó nước mưa có pH từ 4 đến 4,5. Có nơi pH của sương mù đạt tới 2, nghĩa là độ axit tương đưong với nứowc của quả chanh.
Mưa axit có tác hại lớn đối với những sinh vật sống trong đất và trong nước ao hồ. Ở pH < 4, tất cả động vật có xương sống, đa số động vật không sương sống và các vi khuẩn đều bị tiêu diệt. Mưa axit bào mòn nhanh chóng những công trình kiến truclàm bằng kim loịa và đá. Mưa axit còn hoà tan những khoáng vật độc ở trong đất và đưa vào nước sông những ion ki loại có hại cho sinh vật như nhôm, natri, thuỷ ngân…
(Hoá học vô cơ-tập 2- HOÀNG NHÂM)

1. Nguyên nhân của hiện tượng mưa axit

Nguyên nhân của hiện tượng mưa axit là sự gia tăng mạng lượng oxit cua lưu huỳnh và nitơ ở trong khí quyển do hoạt động của con người gây nên. Otô, 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 ưnứg đốt nhiên liệu. Khí NO tác dụng với oxi không khí tạo thành khí NO2 rồi NO2 tác dụng với hơi ẩm của không khí tạo thành HNO3. Qua trình oxi hoá SO2 thành SO3 bởi oxi không khí xảy ra chậm hơn nhưng đuọwc xúc tiến nhừo xúc tác của những lượng nhỏ các hợp chất của mangan và sắt có trong khí quyển. Khí SO3 kết hợp với hơi ẩm của không khí tạo thành H2SO4.
Biện pháp tốt nhất đẻ tránh hiện tượng mưa axit là hạn chế tối đa việc xả các oxit của lưu huỳnh và nitơ vào không khí. Muốn vậy cần xử lý khí xả ô tô và của các nhà máy trước khi xả vào không khí. Mặt khác cần phải có kế hoạch khai thác các nhiên liệu khác ngaòi nhiên liệu có nguồn gốc hoá thạch.

2.Quá trình tạo nên mưa axít

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 sunfuaric (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:
a.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 hiđrôxít.
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.
b.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.

3.Tác hại

Mưa axit được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1948 tại Thuỵ Điển. Người ta đã thấy rằng mưa axit rất nguy hại đến môi trường sống, trong xây dựng, trong bảo tồn di tích lịch sử…
Mưa axit ảnh hưởng xấu tới các thuỷ vực (ao, hồ). Các dòng chảy do mưa axit đổ vào hồ, ao sẽ làm độ pH của hồ, ao giảm đi nhanh chóng, các sinh vật trong hồ, ao suy yếu hoặc chết hoàn toàn. Hồ, ao trở thành các thuỷ vực chết. Mưa axit ảnh hưởng xấu tới đất do nước mưa ngầm 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.
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 methane tự nhiên của vi khuẩn trong đầm lầy.Methane 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%.

4.Biện pháp

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.

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. 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 (Nhân dân tệ-đơn vị tiền tệ của Trung Quốc) 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.

Theo wikipedia

About these ads
Tagged: