BÁO CÁO MÔN HÓA MÔI TRƯỜNG NGUYỄN THỊ THUỲ
TRANG
LỜI MỞ ĐẦU
Trong khoảng hơn 30 năm trở lại đây, ô nhiễm không khí đã và đang trở thành vấn
đề cấp bách đòi hỏi phải quan tâm giải quyết không chỉ đối với các nước công nghiệp
phát triển, mà còn đối với các nước đang phát triển như Việt Nam. Như chúng ta đều
biết, nước mưa khi rơi xuống sẽ quét phần không khí mà nó đi qua và do đó nước mưa
sẽ chứa đựng không những các chất hoá học trong mây mà còn kéo theo các chất ô
nhiễm có sẵn trong không khí. Do vậy biến đổi hoá học nước mưa theo không gian và
thời gian giúp chúng ta mô tả về hoá học khí hậu không những cho một vùng mà cho cả
một lãnh thổ. Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hoá học khí hậu: phát thải các chất ô
nhiễm vào không khí, các chất đó được trộn lẫn, được khuếch tán lại chỗ hay di
chuyển, hay biến đổi hoá học như thế nào trong không khí, và cuối cùng chúng ở trạng
thái nào trong nước mưa. Như vậy, toàn bộ quá trình từ phát thải đến rơi xuống mặt đất
nếu có thể kiểm soát được chúng ta sẽ có những bức tranh tương đối toàn diện về ô
nhiễm không khí mà trong đó hoá học nước mưa đóng góp một phần quan trọng.
Một trong những hậu quả nghiệm trong của ô nhiễm không khí là mưa axit. Mưa
axit đã gây tác hại nặng nề cho môi trường, hệ sinh thái và con người. Mưa axit được
phát hiện lần đầu tiên ở nước Anh vào cuối thế kỷ XIX, sau đó ở Bắc Mỹ, châu Âu và
nhiều nơi khác trên thế giới. Hiện nay việc nghiên cứu, đặc biệt là monitoring mưa axit
ở nhiều nước trên thế giới đã trở nên rất bài bản và quy củ. Nhiều nước đã có luật liên
quan đến phát thải khí gây mưa axit như nước Mỹ nhiều nước và đang triển khai các
mạng lưới nhằm tìm hiểu và đánh giá mức độ tham gia của các chất ô nhiễm không khí
đến lưu vực (chất lượng nước) và sinh thái như ở các nước trong Liên minh châu Âu.
Việt Nam, mặc dù công nghiệp và đô thị chưa ở mức cao trên thế giới và khu vực,
nhưng lại có tiềm năng mưa axit cao đó là do mức tăng trưởng mạnh về kinh tế và mặt
khác nước ta có đường biên giới đất liền và biển rất lớn. Số liệu hoá học nước mưa
những năm gần đây cho thấy đã có dấu hiệu của mưa axit ở một số nơi.
1
BÁO CÁO MÔN HÓA MÔI TRƯỜNG NGUYỄN THỊ THUỲ
TRANG
CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MƯA AXIT
1.1 MƯA AXIT LÀ GÌ?
Mưa axit là hiện tượng mưa mà nước mưa có độ pH dưới 5,6. Đây là hậu quả của
quá trình phát triển sản xuất con người tiêu thụ nhiều than đá, dầu mỏ và các nhiên liệu
tự nhiên khác.
Mưa axit là do sự kết hợp của các oxit phi kim và nước. Nước có sẵn trong tự
nhiên, các oxit được thải ra từ hoạt động của con người, đặc biệt là việc sử dụng
các loại nhiên liệu hóa thạch. Và điều đó dẫn đến kết quả là những cơn mưa
chứa đầy chất axit.
1.2 NGUYÊN NHÂN GÂY MƯA AXIT
Nguyên nhân chủ yếu là các loại oxit nitơ (N
2
O, N
2
O
3
, N
2
O
4
…) và oxit lưu
huỳnh (SO, SO
2
, SO
3
). Những loại oxit này tạo nên những loại axit mạnh nhất là axit
nitric (HNO
3
), và axit sulfuric (H
2
SO
4
). Ngoài ra còn một số nguyên nhân dẫn đến hiện
tượng mưa axit trong tự nhiên như những vụ phun trào của núi lửa, hay các đám
cháy…
Tuy nhiên nguyên nhân chủ yếu vẫn bắt nguồn các hoạt động của con người, đặc
biệt chính là sự lạm dụng các nhiên liệu hóa thạch đã khiến những cơn mưa chứa đầy
chất axit bởi do các hoạt động như: các phương tiện giao thông, các nhà máy nhiệt điện
dùng than, các thiết bị công nghiệp, khai khoáng đều tạo ra một lượng lớn các khí SO
X
và NO
X
. Chỉ trong năm 1977, nước Mĩ đã thải vào bầu khí quyển 31 triệu tấn oxit
sulfur và 22 triệu tấn oxit nitơ. Trong đó, 80% oxit sulfur là do hoạt động của các thiết
bị tạo năng lượng, 15% là do hoạt động đốt cháy của các ngành công nghiệp khác nhau,
và 5% từ các nguồn khác. Còn đối với oxit nito, 1/3 là do hoạt động của các máy phát
năng lượng, 1/3 khác là do hoạt động đốt nhiên liệu để chuyển hóa thành năng lượng và
phần còn lại cũng do các nguồn khác nhau.
2
Hình 1. Các hoạt động gây ra mưa axit như: khí thải công nghiệp, xe cộ, cháy rừng và phun
trào của núi lửa…
BÁO CÁO MÔN HÓA MÔI TRƯỜNG NGUYỄN THỊ THUỲ
TRANG
3
Hình 3. Sơ đồ hình thành mưa axit
Hình 2. Sơ đồ tạo mưa axit
BÁO CÁO MÔN HÓA MÔI TRƯỜNG NGUYỄN THỊ THUỲ
TRANG
CHƯƠNG II. QUÁ TRÌNH TẠO THÀNH 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 (SO
2
) và nitơ đioxit (NO
2
). Các khí này hòa tan với
hơi nước trong không khí tạo thành các axit sunfuric (H
2
SO
4
) và axit nitric (HNO
3
). 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.
4
Hình 4. Sơ đồ diễn biến mưa axit
BÁO CÁO MÔN HÓA MÔI TRƯỜNG NGUYỄN THỊ THUỲ
TRANG
Quá trình này diễn ra theo các phản ứng hoá học sau đây:
Lưu huỳnh:
S + O
2
→ SO
2
Quá trình đốt cháy lưu huỳnh trong khí oxi sẽ sinh ra lưu huỳnh đioxit.
SO
2
+ OH· → HOSO
2
·
Phản ứng hoá hợp giữa lưu huỳnh đioxit và các hợp chất gốc hiđroxyl.
HOSO
2
· + O
2
→ HO
2
· + SO
3
Phản ứng giữa hợp chất gốc HOSO
2
· và O
2
sẽ cho ra hợp chất gốc HO
2
·
và SO
3
(lưu huỳnh trioxit).
SO
3
(k) + H
2
O(l) → H
2
SO
4
(l)
Lưu huỳnh trioxit SO
3
sẽ phản ứng với nước và tạo ra axit sulfuric
H
2
SO
4
. Đây chính là thành phần chủ yếu của mưa axit.
Nitơ:
N
2
+ O
2
→ 2NO
2NO + O
2
→ 2NO
2
3NO
2
(k) + H
2
O(l) → 2HNO
3
(l) + NO(k)
Axi t nitric HNO
3
chính là thành phần của mưa axit.
5
BÁO CÁO MÔN HÓA MÔI TRƯỜNG NGUYỄN THỊ THUỲ
TRANG
CHƯƠNG III. TÌNH HÌNH MƯA AXIT Ở VIỆT NAM
3.1. MƯA AXIT Ở VIỆT NAM
Trong cả nước, mưa axit chiếm tới 30-50% số lần mưa. Những nơi có tần suất cao
lên tới 50%, điển hình như Việt Trì, Tây Ninh và Huế. Tính riêng khu vực Hà Nội, tần
suất xuất hiện mưa axit là 11%. Theo số liệu quan trắc, Hà Nội và TP.HCM có tần suất
mưa axit thấp hơn các vùng khác.
Mặc dù vậy, trong đề tài “Đánh giá hiện trạng mưa axit ở Việt Nam” của Viện Khoa
học Khí tượng Thủy văn và Môi trường, ở các thành phố công nghiệp lớn như Hà Nội,
Hải Phòng, Đà Nẵng, TP.HCM, lượng mưa axit luôn cao hơn gấp 2 tới 3 lần so với các
khu vực có giá trị sinh thái cao như Cúc Phương, Nha Trang, Cà Mau...
Hà Nội và các thành phố lớn là nơi lưu giữ khá nhiều di tích lịch sử, các công trình
kiến trúc… có giá trị quan trọng của cả nước. Do vậy, việc bảo tồn và giữ gìn các công
trình này khỏi ảnh hưởng của thiên nhiên là cả bài toán lớn.
Ông Dương Hồng Sơn - Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Môi trường (Viện Khoa
học Khí tượng Thủy văn và Môi trường) khẳng định: “Còn nhiều công trình và hiện vật
lịch sử đặt ngoài trời nên ảnh hưởng của mưa axit tới các công trình này là không tránh
khỏi. Nhưng để đo được mức ảnh hưởng, mức thiệt hại ra sao thì rất khó”.
Tuy nhiên, đây là vấn đề còn rất ít được nghiên cứu. Theo ông Dương Hồng Sơn:
“Việc nghiên cứu những ảnh hưởng của mưa axit chưa được tiến hành không hẳn do
thiếu kinh phí hay thiếu nhân tố con người. Mà thực tế cho thấy, ảnh hưởng của mưa
axit chưa được nhìn nhận sâu sắc. Khi nói về ô nhiễm không khí, hiện tại người ta chỉ
quan tâm tới bụi. Còn đối với các nhà hoạch định chính sách trên thế giới hiện nay, vấn
đề nổi bật và được ưu tiên hơn hết là ô nhiễm nước nên số 1 chưa phải là ô nhiễm
không khí”.
Ông Sơn khẳng định: “Mưa axit gây tác hại lớn cho con người, vật nuôi, cây trồng
cũng như các cơ sở hạ tầng và các công trình kiến trúc. Tuy nhiên, những nghiên cứu
về những ảnh hưởng của mưa axit hầu như chưa có và còn khá mới mẻ ở Việt Nam”.
6