NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA MƯA AXÍT ĐẾN SỰ THAY ĐỔI MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT TRỒNG CÂY ĐẬU TƯƠNG (GLYCINE MAX (L.)MERR.) Ở TỈNH HÒA BÌNH

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
----------------------------------

Bùi Năng Kha

NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA MƯA AXÍT ĐẾN SỰ THAY
ĐỔI MỘT SỐ TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA ĐẤT TRỒNG CÂY ĐẬU
TƯƠNG (GLYCINE MAX (L.)MERR.) Ở TỈNH HÒA BÌNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA MÔI TRƯỜNG
Em bỏ cái diềm ở ngoài đi, ko cần thiết, chỉ để khung thôi. Theo cô nên để font chữ 13 thôi

BÙI NĂNG KHA

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA MƯA
AXÍT ĐẾN SỰ THAY ĐỔI TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA
ĐẤT TRỒNG CÂY ĐẬU TƯƠNG (GLYCINE MAX
(L.)MERR.) Ở HUYỆN YÊN THỦY, TỈNH HÒA BÌNH

Khóa luận tốt nghiệp đại học hệchính quy
Ngành Khoa học Môi trường
(Chương trình đào tạo chuẩn)

Hà Nội - 2017

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA MÔI TRƯỜNG


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
----------------------------------

Bùi Năng Kha

NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA MƯA AXÍT ĐẾN SỰ
THAY ĐỔI MỘT SỐ TÍNH CHẤTẤT HÓA HỌC CỦA ĐẤT TRỒNG CÂY
ĐẬU TƯƠNG (GLYCINE MAX (L.)MERR.) Ở TỈNH HÒA BÌNH

Chuyên ngành: Môi trường và Phát triển bền vững
Mã số

:14005428

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC


BÙI NĂNG KHA

NGHIÊN C KHAỜNGKHOA HỌC TỰ NHIÊN ính quyÍT
ĐẾN SỰ THAY ĐỔI TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA ĐẤT
TRỒNG CÂY ĐẬU TƯƠNG (GLYCINE MAX
(L.)MERR.) .)MERR.AX ỜNGKHOA HỌC TỰ NHIÊN í

Khóa luR.AX ỜNGKHOA HỌC TỰ NHIÊN ính quy
Ngành Khoa hỜNGKHOA HỌC TỰ NHIÊN ính quyÍT ĐẾN SỰ THAY

Cán bộ hướng dẫn 1 : TS. Phạm Thị Thu Hà
Cán bộ hướng dẫn 2 : PGS.TS. Nguyễn Xuân Hải

Hà Nội - 2017
LỜI CẢM ƠN

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các Thầy cô giáo tại trường Đại
học Khoa học Tự nhiên - ĐHQG Hà Nội, đặc biệt các thầy cô giáo tại Khoa Môi
trường những người đã tận tình giảng dạy, tạo điều kiện cho em trong suốt quá
trình học tập và nghiên cứu tại Ttrường.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Cô giáo hướng dẫn TS. Phạm Thị
Thu Hà và Thầy giáo hướng dẫn PGS.TSKH Nguyễn Xuân Hải đã tận tình
hướng dẫn, chỉ bảo giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện Luận văn.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình những gia đình tại huyện
Lạc Thủy và Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình đã hỗ trợ em trong quá trình tiến hành
thí nghiệm thực địa; các thầy cô giáo của Bộ môn Thổ nhưỡng và Môi trường


đất, Phòng phân tích thí nghiệm thuộc Bộ môn Thổ nhưỡững và Môi trường
đất, Phòng phân tích thí nghiệm địa chất thuộc Tổng cục Địa chất và Khoáng Sản
Việt Nam, Chi cục bảo vệ môi trường tỉnh Hoà Bình, Phòng Tài nguyên và Môi
trường và phòng Nông nghiệp huyện Yên Thuỷ và Lạc Thuỷ đã hỗ trợ và tạo điều
kiện tốt nhất cho em trong quá trình thu thập tài liệu và phân tích các chỉ tiêu lý
hoá học đất.tại Bộ môn.
TôiEm cũng xin gửi lời cảm ơn đến bạnChị Đỗ Thị Ngọc Ánh – Trường
Đại học Nông Lâm Bắc Giang; bạn Thầy Phạm Văn Quang, Thầy Trần Thiện
Cường, bạnAnh Phạm Mạnh Hùng – Bộ môn Thổ nhưỡng và Môi trường đất

-Trường ĐHKHTN, bạn Phan Thị Thanh Ngân trong nhóm nghiên cứu đề tài đã
hỗ trợ giúp đỡ tôiem trong quá trình thu thập tài liệu, bổ sung các kiến thức
trong phòng thí nghiệm và quá trình phân tích các chỉ tiêu lý hoá học đất trong
phòng thí nghiệm bộ môn Thổ Nhưỡng và Môi trường đất.và có những đóng góp ý
kiến cho Luận văn này.
Em xin cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè đã luôn ủng hộ, động viên
em, giúp em hoàn thành Luận văn tốt nghiệp ngày hôm nay.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 05 05 tháng 12 năm 2017
Học viên

Bùi Năng Kha

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT


Ca2+TĐ:
CEC:

Canxi trao đổi
Dung tích trao đổi cation

CT:

Công thức

ĐHKHTN:

Đại học Khoa học Tự nhiên

ĐHQGHN:

Đại học Quốc gia Hà Nội

KDT:

Kali dễ tiêu

Sở NN&PTNT:

Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông
thôn

KTTV:

Khí tượng Thuỷ văn

LM:

Lượng mưa

Mg2+TĐ:

Magie trao đổi

NDT:

Nitơ dễ tiêu

PDT:

Phốtpho dễ tiêu

TS:

Tần suất

OM:

Chất hữu cơ

HST

Hệ sinh thái

ĐC

Đối chứng


DANH MỤC HÌNH

Hình 1: Sơ đồ mô phỏng sự hình thành mưa axit.......................................................6
Hình 2: Sơ đồ diễn biến mưa axit..............................................................................7
Hình 3: Ảnh hưởng của mưa axit đối với thực vật (một cánh rừng thông ở Czech). .9
Hình 4: Bức tượng bị ăn mòn bởi mưa axit.............................................................10
Hình 5: Vị trí địa lý tỉnh Hòa Bình..........................................................................25
Hình 6: Độ chua của 6 mẫu đất................................................................................43
Hình 7: Hàm lượng Ca2+ , Mg2+ và CEC trong đất...................................................44
Hình 8: Hàm lượng chất hữu cơ trong đất...............................................................45

Hình 9: Hàm lượng Nitơ, Kali và Phốtpho dễ tiêu trong đất....................................46
Hình 10: Hàm lượng Fe3+ và Al3+ trong đất..............................................................46
Hình 11: Hàm lượng SO42- trong đất........................................................................47
Hình 12: Độ chua của đất trồng đậu tương sau khi tiến hành thí nghiệm................51
Hình 13: Mối tương quan giữa độ chua của đất với pH của mưa axit mô phỏng.....53
Hình 14: Hàm lượng chất hữu cơ trong đất của các công thức thí nghiệm..............54
Hình 15: Mối tương quan giữa hàm lượng chất hữu cơ trong đất với pH mưa axít
mô phỏng................................................................................................................. 55
Hình 16: Hàm lượng CEC và các cation Ca2+ , Mg2+ trao đổi sau khi tiến hành thí
nghiệm.....................................................................................................................56
Hình 17: Mối tương quan giữa hàm lượng CEC và các cation Ca 2+ , Mg2+ trao đổi
với pH của mưa axít mô phỏng................................................................................58
Hình 18: Hàm lượng N, P, K dễ tiêu trong các công thức thí nghiệm......................59
Hình 19: Mối tương quan giữa N, P, K dễ tiêu với pH mưa axít mô phỏng.............61
Hình 20. Nồng độ SO42- của đất trong các công thức thí nghiệm.............................62
Hình 21. Mối tương quan giữa pH mưa axít với hàm lượng SO42- trong đất............63
Hình 22: Hàm lượng Al3+, Fe3+, Mn2+ trong đất sau thí nghiệm...............................64
Hình 23: Mối tương quan giữa Al3+, Fe3+, Mn2+ trong đất với pH mưa axít mô phỏng
................................................................................................................................. 65
Hình 24: pH của 03 mẫu..........................................................................................67
Hình 25: Hàm lượng chất hữu cơ trong đất.............................................................67


Hình 26: Hàm lượng các cation trong đất của 03 mẫu.............................................68
Hình 27: Hàm lượng của một số chỉ tiêu trong đất..................................................68
Hình 28. Giá trị pH của đất trồng cây đậu tương.....................................................72
Hình 29: Mối tương quan giữa pH đất và pH mưa axít mô phỏng...........................73
Hình 30. Hàm lượng chất hữu cơ (OM) trong đất trồng cây đậu tương...................74
Hình 31: Mối tương quan pH mưa axít với hàm lượng chất hữu cơ trong đất.........75
Hình 32. Hàm lượng N, P và K dễ tiêu trong đất trồng đậu tương...........................76

Hình 33: Mối tương quan giữa N, P, K dễ tiêu và pH mưa axít...............................77
Hình 34. Hàm lượng Ca2+TĐ, Mg2+TĐ và CEC của đất trồng đậu tương.....................78
Hình 35: Mối tương quan giữa Ca2+TĐ, Mg2+TĐ và CEC với pH của mưa axít..........80
Hình 36. Hàm lượng SO42- trong đất trồng đậu tương..............................................80
Hình 37. Mối tương quan giữa pH mưa axít với hàm lượng SO42- trong đất............81
Hình 38. Hàm lượng Al3+, Fe3+, Mn2+ trong đất trồng đậu tương..............................82
Hình 39: Mối tương quan giữa Al3+, Fe3+, Mn2+ với pH của mưa axít mô phỏng......83


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1: Các đơn vị hành chính cấp huyện...............................................................27
Bảng 2. Các công thức thí nghiệm...........................................................................38
Bảng 3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm...............................................................................39
Bảng 4. Một số tính chất đất huyện Lạc Thủy, tỉnh Hòa Bình.................................42
Bảng 5: Hàm lượng các chỉ tiêu lý hóa học trong đất thí nghiệm............................49
Bảng 6. Kết quả phân tích tính chất đất huyện Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình................65
Bảng 7: Thí nghiệm xác định thành phần cơ giới (thí nghiệm được lặp lại 3 lần). . .69
Bảng 8: Hàm lượng các chỉ tiêu trong đất sau thí nghiệm.......................................71


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU...........................................................................................................1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN.............................................................................4
1.1. Giới thiệu chung về mưa axit.....................................................................4
1.1.1. Khái niệm mưa axit.................................................................................4
1.1.2. Nguyên nhân gây ra mưa axit..................................................................4
1.1.3. Quá trình tạo thành mưa axit...................................................................6
1.2. Ảnh hưởng của mưa axit đối với môi trường và sinh vật...........................7
1.2.1. Ảnh hưởng tiêu cực:................................................................................7

1.2.2. Ảnh hưởng tích cực...............................................................................10
1.3. Ảnh hưởng của mưa axit đối với môi trường đất.....................................10
1.3.1. Đất và sự hình thành đất........................................................................10
1.3.2. Các chỉ tiêu hóa học trong đánh giá chất lượng môi trường đất...........12
1.4. Tổng quan các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về ảnh hưởng
của mưa axit đến môi trường đất.....................................................................20
1.4.1. Các công trình trên thế giới...................................................................20
1.4.2. Các công trình trong nước......................................................................23
1.5. Tổng quan khu vực nghiên cứu................................................................25
1.5.1. Tổng quan về tỉnh Hòa Bình.................................................................25
1.5.2. Tổng quan về huyện Lạc Thủy, tỉnh Hòa Bình.....................................31
1.5.3. Tổng quan về huyện Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình.....................................34
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...............38
2.1. Đối tượng nghiên cứu...............................................................................38
2.2. Phương pháp nghiên cứu..........................................................................38
2.2.1. Phương pháp thu thập, tổng hợp và phân tích số liệu, tài liệu thứ cấp..38
2.2.2. Phương pháp khảo sát thực địa..............................................................38
2.2.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm..............................................................38
2.2.4. Phương pháp trong phòng thí nghiệm...................................................42


2.2.5. Phương pháp tổng hợp đánh giá............................................................43
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.........................45
3.1. Hiện trạng mưa axit tại Hòa Bình giai đoạn 2000 – 2015........................45
3.2. Đánh giá ảnh hưởng của mưa axit đến sự thay đổi tính chất đất trồng cây
đậu tương ở huyện Lạc Thủy, Hòa Bình.........................................................45
3.2.1. Đánh giá chung về tính chất đất tại huyện Lạc thủy, hòa Bình.............45
3.2.2. Ảnh hưởng của mưa axit đến sự thay đổi tính chất hóa học của đất
trồng cây đậu tương ở huyện Lạc Thủy, tỉnh Hòa Bình..............................50
3.3. Đánh giá ảnh hưởng của mưa axit đến sự thay đổi tính chất đất trồng cây

đậu tương ở huyện Yên Thủy, Hòa Bình.........................................................67
3.3.1. Đánh giá chung về tính chất đất tại Yên Thủy, Hòa Bình.....................67
3.3.2. Đánh giá sự thay đổi tính chất đất với ở các công thức thí nghiệm khác
nhau.............................................................................................................71
3.3.3. Đánh giá chung sự thay đổi của tính chất đất sau khi tiến hành thí
nghiệm.........................................................................................................85
3.4. Đánh giá chung về sự thay đổi của tính chất đất dưới ảnh hưởng của mưa
axit ở tỉnh Hòa Bình........................................................................................86
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................87
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................90
PHỤ LỤC..........................................................................................................1



MỞ ĐẦU
Trong quá trình phát triển kinh tế, xã hội. Con người đã sử dụng rất
nhiều nguồn tài nguyên thiên nhiên để phục vụ như cầu sống. Cùng với đó là
việc thải bỏ những chất thải ra ngoài môi trường. Hiện nay, từ không khí, đất,
nước đến bầu khí quyển đều bị ô nhiễm một cách nghiêm trọng: biến đổi khí
hậu, hiệu ứng nhà kính,… đã và đang hủy hoại hành tinh xanh này. Trong đó
việc ô nhiễm bầu khí quyển được thể hiện rõ nhất là không khí chúng ta đang
thở và những cơn mưa axit.
Mưa axit là kết quả của việc ô nhiễm không khí kéo dài. Mưa axit
thường xảy ra ở những khu vực phát triển mạnh về công nghiệp như Châu Âu,
Bắc Mỹ và hiện nay là Châu Á.
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 giám sát 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 trên thế giới 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.
Hòa Bình là địa danh nổi tiếng gắn liền với công trình Thủy điện Hòa
Bình cung cấp điện từ những ngay đầu của Đất nước. Những năm gần đất,
Hòa Bình với địa thế thuận lợi giáp danh với Hà Nội tỉnh đang trên đà phát
triển kinh tế - xã hội. Trong công cuộc hiện đại hóa đất nước, Hòa Bình đang
dần nhận được sự quan tâm của các nhà đầu tư trong nước và quốc tế. Bên
cạnh đó, việc phát triển các ngành nông nghiệp vẫn rất được quan tâm. Hòa
Bình đang ứng dụng trồng xen cây đậu tương với các loại cây khác như Bạch
đàn trên đất dốc, bước đầu đã thu được những kết quả nhất định.
Đậu tương hay đỗ tương, đậu nành (tên khoa họcGlycine Max (L.)
Merr. Glycine max) là loại cây họ Đậu (Fabaceae) giàu hàm lượng chất
đạmprotein, được trồng để làm thức ăn cho người và gia súc. Trong hạt đậu
nành có các thành phần hoá học sau Protein (40%), lipid (1225%), glucid (10-15%); có các muối khoáng Ca, Fe, Mg, P, K, Na, S; các
vitamin A, B1, B2, D, E, F; các enzyme, sáp, nhựa, cellulose.Trong đậu nành
có đủ các acid amin cơ bản isoleucin, leucin, lysin, metionin,
phenylalanin, tryptophan, valin. Ngoài ra, đậu tương được coi là một nguồn

1


cung cấp protein hoàn chỉnh vì chứa một lượng đáng kể các amino acid
không thay thế cần thiết cho cơ thể. Đậu tương rất nhạy cảm với môi
trường, đặc biệt là mưa axit. Đất bị dínhảnh hưởng của mưa axit sẽ bị làm

xói mòn và rửa trôi các chất cần thiết cho cây đậu tương.
Theo nghiên cứu của Phạm Thị Thu Hà và nnk (tháng 9/2016): “Đánh
giá diễn biến mưa axit ở tỉnh Hòa Bình giai đoạn 2000-2014” được đăng trên
Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia hà Nội cho thấy tỉ lệ mưa axit tại Hòa Bình
biến động không theo quy luật và tương đối cao ở tất cả các năm trong giai
đoạn 2000-2014, đặc biệt có nhiều giá trị pH trung bình tháng nhỏ hơn 5; các
nồng độ trung bình của các ion chính gây ra tính axit trong nước mưa là SO 42-,
NO3-, Cl-. Trong đó, tỉ lệ xuất hiện mưa axit vào mùa khô lớn hơn so với mùa
mưa, đặc biệt xuất hiện nhiều trận mưa có pH<5 [4].
Với đặc trưng nền kinh tế nông nghiệp, việc xuất hiện mưa axit sẽ ảnh
hưởng rất lớn đến sản lượng cũng như chất lượng ngành nông nghiệp, đặc biệt
là việc phát triển nông nghiệp trồng cây đậu tương, chúng tôi đã tiến hành
thực hiện đề tài “Nghiên cứu, đánh giá ảnh hưởng của mưa axit đến sự thay
đổi một số tính chất của đất trồng cây Đậu tương (Glycine Max (L.) Merr.) ở
tỉnh Hòa Bình” nhằm đánh giá tính chất đất, là cơ sở để đưa ra những phương
án tốt nhất để phát triển cây đậu tương tại tỉnh Hòa Bình với những mục tiêu và
nội dung cụ thể như sau:.
Mục tiêu nghiên cứu
- Đánh giá hiện trạng chất lượng đất ởkhu vực nghiên cứu tỉnh Hòa Bình.
- Đánh giá ảnh hưởng của mưa axít đến sự thay đổi các chỉ tiêu lý hoá học
của đất trồng đậu tương ở tỉnh Hòa Bình.
- Đề xuất một số giải pháp hạn chế những ảnh hưởng của mưa axít đến sự
thay đổi tính chất đất trồng đậu tương ở tỉnh Hòa Bình.
Để đạt được mục tiêu nghiên cứu, chúng tôi đã tiến hành các nội dung
nghiên cứu bao gồmsau:
- Tổng quan các vấn đề nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan tới mưa
axit và các ảnh hưởng của mưa axit đến tính chất đất.
- Đánh giá hiện trạng chất lượng đất khu vực nghiên cứu thông qua việc
tham khảo các số liệu từ nghiên cứu khác trong giai đoạn trước và lấy mẫu, phân
tích các chỉ tiêu lý hoá học trong mẫu đất trồng cây nông nghiệp được lấy tại huyện

Lạc Thuỷ và Yên Thuỷ, tỉnh Hoà Bình

2


- Đánh giá ảnh hưởng của mưa axít đến sự thay đổi các chỉ tiêu lý hoá học
của đất trồng đậu tương ở tỉnh Hòa Bình. Nghiên cứu điển hình tại huyện Lạc Thuỷ
và Yên Thuỷ, tỉnh Hoà Bình bao gồm: Thực hiện tính toán giá trị pH trung bình, tần
suất xuất hiện mưa axít và lượng mưa axít ở tỉnh Hòa Bình trong giai đoạn nhiều
năm nghiên cứu (2000 – 2015). Trên cơ sở đó tiến hành bố trí thí nghiệm trồng cây
đậu tương, phun mưa axít mô phỏng cho cây với các giá trị pH khác nhau (pH 3,0;
3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 5,5), tần suất và lượng mưa được áp dụng đồng đều cho tất cả các
ô thí nghiệm. Phân tích các chỉ tiêu lý hoá học đất của các công thức thí nghiệm sau
khi chịu tác động của mưa axít mô phỏng và theo dõi các cây đậu tương thí nghiệm
trong suốt quá trình sinh trưởng, ghi nhận các biểu hiện cũng như những thay đổi
bất thường của chúng.
- Dựa trên nghiên cứu làm cơ sở để đề xuất một số giải pháp góp phần vào
việc quản lý bền vững trong hệ thống trồng trọt ở tỉnh Hoà Bình.

3


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu chung về mưa axit
1.1.1. Khái niệm mưa axit
Mưa axít là một hiện tượng đã xảy ra ở nhiều nơi trên thế giới, nguyên nhân
chủ yếu là do trong các hoạt động sản xuất và sinh hoạt của mình con người đã thải
vào khí quyển các khí SO2 và NOx, các chất khí này hoà tan với hơi nước trong
không trung thành các hạt axít sunphuríc, axít nitríc,.. khi trời mưa nước mưa mang
theo những hạt axít kể trên tạo thành mưa axít. Theo định nghĩa của Uỷ ban Kinh tế

Châu Âu(ECE) thì mưa có chứa các axít H2SO4 và HNO3 với pH ≤ 5,5 là mưa
axít[1]. Tuy vậy, quy định về giá trị giới hạn của pH ứng với mưa axít ở những nước
khác nhau có khác nhau, ví dụ ở Mỹ quy định mưa axít là những trận mưa có pH ≤
5,0 còn ở Ấn độ, Inđônêxia, Hàn Quốc, Thái Lan thì những trận mưa có pH ≤ 5,6 là
mưa axít.

4


Hiện tượng mưa axít đã được công luận quan tâm từ những năm 60 của thế
kỷ thứ XX, song được chú ý nhiều nhất từ khoảng những năm 80 cho tới nay do tác
hại của chúng gây ra ở nhiều quốc gia, khu vực trên thế giới. Mưa axít là vấn đề gay
cấn ở Bắc Mỹ, Châu Âu và hiện nay phạm vi tác động của nó đã mở rộng ra ở khu
vực Châu Á. Mưa axít là một dạng thể hiện của lắng đọng axít ướt. Lắng đọng axít
bao gồm cả hai hình thức: lắng đọng khô và lắng đọng ướt. Lắng đọng ướt có thể
được thể hiện dưới nhiều dạng như mưa, tuyết, sương mù, hơi nước có tính axít, còn
lắng đọng khô bao gồm các khí, hạt bụi và sol khí có tính axít. Lắng đọng axít hiện
đang là một trong những vấn đề nhiễm bẩn môi trường quan trọng nhất không chỉ vì
mức độ ảnh hưởng mạnh mẽ của chúng tới cuộc sống của con người và các hệ sinh
thái mà còn vì quy mô tác động của chúng đã vượt ra khỏi phạm vi kiểm soát của
mỗi quốc gia và hiện nay nhân loại đang phải xem xét những ảnh hưởng của chúng
ở quy mô khu vực và toàn cầu.

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.

1.1.2. Nguyên nhân gây ra mưa axit
Nguyên nhân chủ yếu là các loại oxit nitơ (N2O, N2O3, N2O4…) và oxit
lưu huỳnh (SO, SO2, SO3). Những loại oxit này tạo nên những loại axit mạnh
nhất là axit nitric (HNO3), và axit sulfuric (H2SO4). 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… Khi mưa, các hạt axit lẫn vào nước, làm độ pH
của nước mưa giảm. Nó có thể hoà tan một số bụi kim loại và ôxit kim loại bay
lơ lửng trong không khí như ôxit chì… và trở nên độc hại với cây cối, vật nuôi
và con người

5


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 sử dụng than, các thiết bị công nghiệp, khai
khoáng đều tạo ra một lượng lớn các khí NOX và SOX . 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 nha

6


1.1.3. Quá trình tạo thành mưa axit

Hình 1: Sơ đồmô phỏng sự hình 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 (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 hồ 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.

7


Hình 2: Sơ đồ diễn biến mưa axit
Các phương trình hóa học như sau:
 Lưu huỳnh:
-

Quá trình đốt cháy lưu huỳnh trong khí oxi sẽ sinh ra lưu huỳnh
đioxit:
S + O2 → SO2

-

Phản ứng hoá hợp giữa lưu huỳnh đioxit và các hợp chất gốc
hiđroxyl.
SO2 + OH· → HOSO2·

-

Phản ứng giữa hợp chất gốc HOSO 2 và O2 sẽ cho ra hợp chất gốc
HO2· và SO3 (lưu huỳnh trioxit)
HOSO2· + O2 → HO2· + SO3


Lưu huỳnh trioxit SO3 sẽ phản ứng với nước và tạo ra axit
sulfuric HSO4. Đây chính là thành phần chủ yếu của mưa axit.
SO3(k) + H2O(l) → H2SO4(l)

 Nitơ:
N2 + O2 → 2NO

8


2NO + O2 → 2NO2
3NO2(k) + H2O(l) → 2HNO3(l) + NO(k)
 Axit nitric HNO3 chính là thành phần của mưa axit.
1.2. Ảnh hưởng của mưa axit đối với môi trường và sinh vật
1.2.1. Ảnh hưởng tiêu cực:
1.2.1.1. Ảnh hưởng của mưa acid lên ao hồ và hệ thủy sinh vật
Mưa acid ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến các ao hồ và hệ thủy
sinh vật. Mưa acid rơi trên mặt đất sẽ rửa trôi các chất dinh dưỡng trên mặt
đất và mang các kim loại độc xuống ao hồ. Ngoài ra vào mùa xuân khi băng
tan, acid (trong tuyết) và kim loại nặng trong băng theo nước vào các ao hồ và
làm thay đổi đột ngột pH trong ao hồ, hiện tượng này gọi là hiện tượng "sốc"
acid vào mùa Xuân. Các thủy sinh vật không đủ thời gian để thích ứng với sự
thay đổi này. Thêm vào đó mùa Xuân là mùa nhiều loài đẻ trứng và một số loài
khác sống trên cạn cũng đẻ trứng và ấu trùng của nó sống trong Trường Đại

Học Nông Lâm Nhóm I thực hiện Biến Đổi Khí Hậu Trang 12/58 nước trong
một thời gian dài, do đó các loài này bị thiệt hại nặng. Acid sulfuric có thể ảnh
hưởng đến cá theo hai cách: trực tiếp và gián tiếp. Acid sulfuric 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
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.
Mặc dầu nhiều loại cá có thể sống trong môi trường pH thấp đến 5,9
nhưng đến pH này Al2+ trong đất bị phóng thích vào ao hồ gây độc cho cá. Al2+
làm hỏng mang cá và tích tụ trong gan cá.
Cụ thể như sau:
pH < 6,0

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

9


bị dị dạng do thiếu dinh dưỡng. Cá bị chết do ngạt

pH < 5,0

Quần thể cá bị chết

pH < 4,0

Xuất hiện các sinh vật mới khác với các sinh vật ban đầu

Hơn nữa, do hiện tượng tích tụ sinh học, khi con người ăn các loại cá có
chứa độc tố, các độc tố này sẽ tích tụ trong cơ thể con người và gây nguy hiểm
đối với sức khoẻ con người. Ở trong các ao hồ, lưỡng thê cũng bị ảnh hưởng,
chúng không thể sinh sản được trong môi trường acid.
1.2.1.2. Ảnh hưởng của mưa axit lên thực vật và đất:
Một trong những tác hại nghiêm trọng của mưa acid là các tác hại đối
với thực vật và đất. Khi có mưa acid, các dưỡng chất trong đất sẽ bị rửa trôi.
Các hợp chất chứa nhôm trong đất sẽ phóng thích các ion nhôm và các ion này
có thể hấp thụ bởi rễ cây và gây độc cho cây. Như chúng ta đã nói ở trên,
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 SO2. 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 Trường
Đại Học Nông Lâm Nhóm I thực hiện Biến Đổi Khí Hậu Trang 13/58 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.

10

Hình 3: Ảnh hưởng của mưa axit đối với thực vật (một cánh rừng thông ở
Czech)
1.2.1.3. Ảnh hưởng đến khí quyển:
Các hạt sulphate, nitrate tạo thành trong khí quyển sẽ làm hạn chế tầm
nhìn. Các sương mù acid làm ảnh hưởng đến khả năng lan truyền ánh sáng
Mặt trời. Ở Bắc cực, nó đã ảnh hưởng đến sự phát triển của Địa y, do đó ảnh
hưởng đến quần thể Tuần lộc và Nai tuyết - loại động vật ăn Địa y.
1.2.1.4. Ảnh hưởng đến các công trình kiến trúc:
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
SO2 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.

Hình 4: Bức tượng bị ăn mòn bởi mưa axit
1.2.1.5. Ảnh hưởng đến các vật liệu:
Mưa acid cũng làm hư vải sợi, sách và các đồ cổ quý giá. Hệ thống thông
khí của các thư viện, viện bảo tàng đã đưa các hạt acid vào trong nhà và chúng
tiếp xúc và phá hủy các vật liệu nói trên.

11


1.2.1.6. Ảnh hưởng lên người:
Các chất acid nêu trên trong không khí rất nguy hại đối với cơ thể sống
và chúng có the hủy diệt sự sống. Mưa acid có thể gây ra sự tàn phá đối với hệ
thần kinh và gây bệnh thần kinh đối với con người. Điều này xảy ra là vì các
sản phẩm của các acid là các hỗn hợp rất độc hại hòa tan trong nước uống.
Các tác hại trực tiếp của việc ô nhiễm do các chất khí acid lên người bao gồm
các bệnh về đường hô hấp như: suyển, ho gà và các triệu chứng khác như nhức
đầu, đau mắt, đau họng ... 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.
1.2.2. Ảnh hưởng tích cực
Nói đến tiêu cực nhưng chúng ta không thể không nhắc đến tác động
tích cực của mưa axit dù tác động này là rất nhỏ: Mưa axit có thể làm giảm
hiệu ứng nhà kính.
1.3. Ảnh hưởng của mưa axit đối với môi trường đất
1.3.1. Đất và sự hình thành đất
1.3.1.1. Khái niệm
Đất là một thể thiên nhiên được hình thành dưới sự tác động đồng thời
và tổng hợp của 5 yếu tố hình thành đất là: đá mẹ, địa hình, thời gian, khí hậu
và sinh vât. Ngoài ra, còn có yếu tố thủy văn, có vai trò vô cùng quan trọng
trong việc hình thành đất
1.3.1.2. Sự hình thành đất
Đất được hình thành và tiến hoá chậm hàng thế kỷ do sự phân huỷ xác
thực vật dưới sự ảnh hưởng của các yếu tố môi trường. Một số đất được hình
thành do sự bồi lắng phù sa từ sông, biển hay gió. Đất có bản chất chất khác cơ
bản với đá là có độ phì nhiêu và tạo sản phẩm cây trồng.
Đất được xem như sản phẩm hoạt động của khí hậu (Cl) trên đá mẹ (p)
được làm thay đổi dưới ảnh hưởng của thực vật và các cơ thể sống khác (o),
địa hình (r) và phụ thuộc vào thời gian (t). Ta Jenny đã biểu diễn mối quan hệ
sau:
Đất = f (p, Cl, t, r, o), bao gồm 5 biến số và người ta gọi là 5 yếu tố hình
thành đất.

12