Mưa axit là gì? Tác hại và thực trạng mưa axit ở Việt Nam

Mưa axit được xem như là một trong những thảm họa thiên nhiên, gây tác động xấu đến con người, sinh vật cũng như môi trường tự nhiên. Vậy hiện tượng mưa axit là gì? Nguyên nhân dẫn đến hiện tượng này và quá trình hình thành nó như thế nào? Tác hại của mưa axit ra sao? Bên cạnh tác hại thì mưa axit có lợi ích gì không? Hãy cùng đón đọc bài viết sau của VietChem để có câu trả lời cho các vấn đề trên.

Hiện tượng mưa axit là gì?

Mưa axit là một trong những hiện tượng xảy ra khi diễn ra tình trạng ô nhiễm môi trường không khí. Theo đó, mưa axit là hiện tượng mà nước mưa có độ pH dưới 5,6, được tạo ra bởi lượng khí thải SO₂ cùng NO_x từ các quá trình phát triển sản xuất, con người đã tiêu thụ nhiều than đá hay dầu mỏ và các nhiên liệu tự nhiên khác.

Mưa axit là gì?

Lịch sử hình thành thuật ngữ “mưa axit”

- Robert Angus Smith là người đầu tiên đã đưa ra mối quan hệ giữa mưa axit và ô nhiễm khí quyển ở Manchester, Anh vào năm 1852. Ông được Hiệp hội Hóa học Hoàng gia gọi là “cha đẻ của mưa axit”. Robert Angus Smith đã đặt ra thuật ngữ “mưa axit” khi kiểm tra thành phần hóa học của nước mưa gần các thành phố công nghiệp ở Anh cùng Scotland. Ông đã ghi lại những phát hiện của mình vào năm 1872 trong cuốn sách có tựa đề “Air and Rain: The Beginnings of a Chemical Climatology”.

- Từ những năm 50, các nhà khoa học ở Mỹ đã bắt đầu nghiên cứu về hiện tượng này. Đến những năm 60 và đầu những năm 70, mưa axit trở thành một vấn đề môi trường có sức ảnh hưởng đến các khu vực Tây Âu và Đông Bắc Mỹ.

??? Axit là gì? Các loại axit mạnh và cách gọi tên của chúng

Nguyên nhân gây mưa axit

- Có rất nhiều nguyên nhân dẫn đến hiện tượng mưa axit như sự phun trào của núi lửa hay khói từ các đám cháy,… Tuy nhiên, nguyên nhân chính vẫn là do con người. Cụ thể, con người đã sử dụng than đá, dầu mỏ làm chất đốt. Trong than đá cùng dầu mỏ thường chứa một lượng lưu huỳnh, mà trong không khí lại có lượng lớn khí nitơ.

- Nguyên nhân gây ra mưa axit là sự gia tăng lượng oxit của lưu huỳnh và nitơ trong khí quyển bởi các hoạt động của con người. Ô tô, các nhà máy nhiệt điện cùng một số nhà máy khác khi đốt nhiên liệu đã xả ra khí SO₂ vào trong khí quyển. Nhà máy luyện kim, lọc dầu cũng góp phần vào việc tăng lượng khí SO₂. Trong khí xả, ngoài SO₂ còn có khí NO được không khí tạo ra ở nhiệt độ cao từ phản ứng đốt nhiên liệu. Các nhiên liệu như than đá, dầu khí đều có chứa S và N. Khi cháy tại môi trường không khí có thành phần O₂, sẽ chuyển thành SO₂ và NO₂ với đặc tính sễ tan trong nước. Trong quá trình mưa, dưới tác động của bức xạ môi trường, các oxit sẽ phản ứng với hơi nước trong khí quyển và tạo thành các axit như H₂SO₄, HNO₃. Sau đó chúng sẽ rơi xuống mặt đất cùng với các hạt mưa hoặc lưu lại trong khí quyển cùng với mây trên trời. Chính các axit này đã tạo cho nước mưa có tính axit.

Có nhiều nguyên nhân dẫn đến mưa axit nhưng chủ yếu do là con người gây nên

Giải thích hiện tượng mưa axit

- Như ở trên, chúng ta đã biết trong chất đốt tự nhiên như than đá và dầu mở có chứa một lượng lớn chất lưu huỳnh, trong khi đó, không khí lại chứa nhiều nitơ. Quá trình đốt cháy diễn ra làm sản sinh ra các khí độc hại như SO₂, NO₂. Các khí này hòa tan với hơi nước sẽ tạo ra H₂SO₄, HNO₃. Khi trời mưa, các hạt axit này hòa lẫn vào với nước mưa, làm giảm độ pH của nước mưa. Nước mưa nếu có độ pH dưới 5,6 được gọi là mưa axit. Với độ chua khá lớn, nước mưa có khả năng hòa tan được một số bụi lim loại và oxit kim loại có mặt trong không khí như oxit chì,… làm nước mưa trở nên độc hơn với cây cối, vật nuôi cũng như con người.

- Quá trình này được mô tả thông qua các phương trình hóa học sau:

• Lưu huỳnh

S + O₂ → SO₂

• Khi đốt cháy lưu huỳnh trong khí oxi sê tạo ra lưu huỳnh điôxít

SO₂ + OH → HOSO₂

• Phản ứng hóa hợp giữa lưu huỳnh điôxít cùng với các hợp chất hiđrôxít

HOSO₂ + O₂ → HO₂ + SO₃

• Phản ứng giữa hợp chất gốc HOSO₂ với O₂ cho ra hợp chất gốc HO₂ cùng SO₃

SO₃(k) + H₂O(l) → H₂SO₄(l)

SO₃ sẽ phản ứng với nước và tạo thành axit sulfuric (H₂SO₄). Đây là thành phần chủ yếu của mưa axit

• Nitơ:

N₂ + O₂ →2NO

2NO + O₂ → 2NO₂

3NO₂(k) + H₂O(l) → 2HNO₃(l) + NO(k)

• Axit nitric (HNO3) cũng là một thành phần của mưa axit.

Quá trình hình thành nên hiện tượng mưa axit

Hiện tượng lắng đọng axit

1. Lắng đọng ướt

Lắng đọng ướt axit được xảy ra dưới bất kỳ hình thức mưa nào như mưa, tuyết,… Loại bỏ axit trong khí quyển đồng thời cũng cung cấp nó cho bề mặt trái đất. Đây có thể là kết quả của sự lắng động của axit đã được sản xuất trong những giọt nước mưa hay do kết tủa loại bỏ các axit hoặc trong đám mây hay dưới các đán mây.

2. Lắng đọng khô

Lắng đọng axit cũng được xảy qua thông qua sự lắng đọng khô khi không có mưa. Trường hợp này chiếm khoản 20 – 60% tổng số axit lắng đọng. Nó xảy ra khi các hạt và các loại khí dính vào mặt đất, thực vật hay các bề mặt khác.

Tác hại của mưa axit

1. Ảnh hưởng đến sức khỏe của con người

Mưa axit gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người tiêu biểu như:

• Khi sử dụng nước mưa chứa nhiều axit trong các hoạt động sinh hoạt hằng ngày có thể gây viêm da, mển ngứa, nấm,.. Nếu dùng để ăn uống sẽ gây ảnh hưởng lớn cho hệ tiêu hóa.
• Mưa axit dẫn đến việc hình thành các hợp chất độc hại bằng cách phản ứng với các hợp chất hóa học tự nhiên. Sau đó, nó có thấm vào nước uống, thậm chí là vào trong chuỗi thực phẩm. Khi ăn phải thực phẩm ô nhiễm này có thể gây tổn hại thần kinh ở trẻ em hay làm tổn thương não, nghiêm trọng hơn có thể tử vong.
• Ngoài ra, nếu sử dụng loại nước mưa này thường xuyên người dùng dễ mắc các bệnh về đường hô hấp. Bên cạnh đó, nó cũng có khả năng làm giảm sức đề kháng.

2. Tác động đến sinh vật dưới nước

• Mưa axit sẽ làm giảm khả năng hỗ trợ sự sống của các loại thủy hải sản đang sinh sống trong sông ngòi, ao hồ. Do nó làm axit hóa, gây giảm độ pH trong nước sông hồ, khiến các sinh vật sống trong đó bị suy yếu hay chết hoàn toàn.
• Đối với sinh vật biển: nếu nước biển có chứa một lượng lớn axit sulfuric sẽ ảnh hưởng đến sự hấp thụ chất dinh dưỡng, muối và oxy của các loài cá. Khi nước biển bị giảm độ pH cũng gây nên tình trạng mất cân bằng muối trong các mô, làm suy yếu khả năng duy trì nồng độ canxi của cá. Từ đó, gây ảnh hưởng đến quá trình sinh sản, làm biến dạng xương cũng như suy yếu cột sống.

3. Gây xói mòn bề mặt các công trình kiến trúc

• Mưa axit cũng gây thiệt hại cho các công trình kiến trúc do có khả năng có thể hòa tan được các vật liệu như đá sa thạch, đá vôi, sứ, kim loại,…

4. Đối với thực vật

• Khi có mưa axit, nước mưa sẽ thấm sâu vào đấy hòa tan các chất độc hại có trong đất, được rễ cây hấp thụ gây ảnh lớn đến cây trồng. Đồng thời, nó cũng hòa tan các khoáng chất có lợi cùng các chất dinh dưỡng trong đất, gây ra sự thiếu hụt chất dinh dưỡng ở cây và cây sẽ chết dần nếu không được bổ sung kịp thời.
• Mưa axit cũng ăn mòn lớp phủ bảo vệ sáp của lá, làm lá dễ hư hỏng, gây mất khả năng sản sinh đủ lượng dinh dưỡng cho cây.

Mưa axit gây ảnh hường lớn đến các loại thực vật

Mưa axit góp phần ngăn Trái Đất nóng lên

Theo điều tra cho thấy, thành phần sunphua có trong các cơn mưa axit có thể ngăn Trái Đất nóng lên. Việc này có thể thực hiện được nhờ vào việc tác động vào quá trình sản xuất khí metan tự nhiên của các vi khuẩn trong đầm lầy.

• Trong các yếu tố gây ra hiệu ứng nhà kính thì metan chiếm tới 22% và các vi khuẩn ở đầm lầy là thủ phạm sản xuất chính. Chúng tiêu thụ chất nền có trong than bùn và giải phóng khí metan vào khí quyển.
• Bên trong đầm lầy, ngoài vi khuẩn sinh ra metan còn có vi khuẩn ăn sunphua, cạnh tranh thức ăn với chúng. Khi có mưa axit đổ xuống, nhóm vi khuẩn này sẽ sử dụng sunphua. Đồng thời, cũng tiêu thụ luôn phần chất nền dành cho vi khuẩn sinh metan. Vì vậy, các vi khuẩn metan bị “đói” và sẽ sản xuất ra ít khí nhà kính hơn. Nhiều thí nghiệm đã cho thấy, phần sunphua lắng đọng có khả năng giảm quá trình sinh metan lên tới 30%.

☢️☢️☢️ Ô nhiễm môi trường biển là gì? Nguyên nhân & biện pháp khắc phục

Biện pháp khắc phục mưa axit

• Cần lắp thiết bị khử sunphua ở các nhà máy nhiệt điện
• Việc đốt tầng sôi cũng có thể làm giảm lượng lưu huỳnh sinh ra từ sản xuất năng lượng
• Kiểm soát lượng khí thải từ các phương tiện giao thông sản sinh ra các oxit nitơ
• Tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về phát thải nhằm hạn chế tối đa lượng SOx và NOx phát tán vào khí quyển.
• Năng cao chất lượng của nhiên liệu hóa thạch bằng cách loại bỏ triệt để các chất lưu huỳnh và nitơ có trong dầu mỏ, than đá trước khi đưa vào sử dụng.
• Tìm kiếm và thay thế dần các nhiên liệu hóa thạch bằng các nhiên liệu sạch và sử dụng các năng lượng xanh thân thiện với môi trường.
• Cải tiến các động cơ của phương tiện giao thông theo tiêu chuẩn EURO giúp đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu, gắn thêm hộp xúc tác để khử NOx và SOx nhằm hạn chế lượng khí thải ra môi trường ở mức thấp nhất.

Thực trạng mưa axit ở Việt Nam

- Tại Việt Nam, mưa axit ở một số nơi đã có biểu hiện rõ rệt, vượt ngưỡng cho phép. Trên tổng thê, tại khu vực miền Bắc và miền Trung có tần suất xuất hiện mưa axit từ 15 đến 85%. Trong đó, lượng mưa axit cao nhất đã đo được ở trạm Đà Nẵng (tần suất hơn 83,1%), tiếp theo là Cúc Phương, Ninh Bình (tần suất 55%) và Hòa Bình (34,9%). Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh có nồng độ mưa axit thấp hơn nhiều so với những địa phương trên.

- Theo các chuyên gia, sự gia tăng tình trạng ô nhiễm không khí bởi các hoạt động phát triển đô thị, giao thông,… đang khiến cho hiện tượng mưa axit xuất hiện ngày một nhiều hơn. Tại một số khu vực phía Bắc như Lạng Sơn, Lào Cai dù không có nguồn phát thải đáng kể nhưng vẫn xảy ra các trận mưa có nồng độ axit cao. Điều này chứng tỏ, mưa axit ở Việt Nam ngoài chịu ảnh hưởng từ nguồn phát thải nội địa còn có cả nguồn phát lan truyền xuyên biên giới.

Trên đây là những thông tin về hiện tượng mưa axit mà VietChem đã tổng hợp. Qua đây, mong rằng bạn đọc đã có thể biết được nguyên nhân cũng như tác hại to lớn mà mưa axit gây ra. Từ đó, cùng chung tay bảo vệ môi trường không khí nói riêng và môi trường nói chung.