Tài liệu Tiểu luận "Những nguyên nhân và tác hại của mưa axit. Vai trò của sản xuất nông nghiệp trong việc hình thành và ngăn chặn mưa axit" pdf

Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ
BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC
1
MỤC LỤC
PHẦN I. MỞ ĐẦU 2
PHẦN II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 4
Trước hết mưa axit là gì? 4
2.1. Mưa axit 4
2.2. Nguyên nhân, nguồn gốc và cơ chế gây ra mưa axit 6
2.3. Ảnh hưởng của mưa axit 15
2.3.1. Những tác hại do mưa axit gây ra 15
2.3.1.1. Hệ sinh thái trên cạn 15
2.3.1.3. Đến các vật liệu và công trình xây dựng 22
2.3.1.4. Tới sức khoẻ của con người 23
2.4. Tình hình mưa axit ở Việt Nam 24
2.4.1. Hiện trạng mưa axit khu vực Nam Bộ 24
2.5. Vai trò của sản xuất nông nghiệp trong việc hình thành và ngăn chặn mưa axit 27
PHẦN III. KẾT LUẬN 30
Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ
BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC
"Những nguyên nhân và tác hại của mưa axit. Vai trò của sản xuất nông
nghiệp trong việc hình thành và ngăn chặn mưa axit"
PHẦN I. MỞ ĐẦU
Mưa rất quan trọng cho cuộc sống, tất cả mọi sinh vật đều cần có nước để
sống, kể cả con người. Mưa đem đến cho chúng ta nước mà chúng ta cần. Thế
nhưng, ở nhiều nơi trên thế giới, thậm chí ngay nơi chúng ta sống, mưa đang trở
thành một mối nguy hại. Bởi vì khí quyển bị ô nhiễm, các khí thải từ các nhà
máy, xe ôtô và các hoạt động của con người đã làm cho mưa đang trở nên nguy
2
hiểm cho sự sống của mọi sinh vật sống. Loại mưa đó được gọi là “Mưa axit”.
(Nguồn: />Nhưng, chúng ta hiểu như thế nào là mưa axit?, nguyên nhân và tác hại

của chúng được thể hiện qua đâu? Từ những câu hỏi trên và thực tiễn cuộc
sống, chúng tôi tiến hành nghiên cứu: "Những nguyên nhân và tác hại của
mưa axit. Vai trò của sản xuất nông nghiệp trong việc hình thành và ngăn
chặn mưa axit"
3
PHẦN II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Trước hết mưa axit là gì?
2.1. Mưa axit
Thuật ngữ “mưa axit” được sử dụng chủ yếu để chỉ các dạng lắng ướt có
độ axit nhỏ hơn 5,6 như: tuyết, khói, sương hay các hạt bụi lơ lửng. Thuật ngữ
chính xác hơn là “giáng thủy axit”. Nước cất không chứa CO
2
có độ pH trung
tính (pH=7). Chất lỏng với độ pH nhỏ hơn 7 được xem là có tính axit và lớn hơn
7 được xem là có tính bazơ. Bình tường nước mưa có pH khoảng 5,6 do trong
khí quyển có CO
2
, và CO
2
đó cùng với nước trong không khí phản ứng tạo
môi trương axit nhẹ:
H
2
O (lỏng) + CO
2
(khí) → H
2
CO
3
(dung dịch)

Axit cacbonic sau đó phân ly thành ion trong nước tạo ra một nồng độ thấp ion
H
+
:
2H
2
O (lỏng) + H
2
CO
3
(dung dịch) ⇌ CO
3
2-
(dung dịch) + 2H
3
O
+
(dung dịch)
Trong phân định thực tế, các cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ (ERA)
đã coi nước mưa có độ pH nằm trong khoảng từ 5 - 6,5 là mưa trung tính. Nếu
mưa có pH ≤ 5 là mưa axit. Các nước thuộc Ủy ban kinh tế châu Âu (ECE) lại
coi nước mưa có pH ≤ 5,5 là mưa axit. Đối với các như Ấn Độ, Indonesia, Hàn
Quốc, Thái Lan lại lấy pH là 5,6 để làm căn cứ xác định; nước mưa có pH < 5,6
là mưa axit. Người ta gọi tính chất mưa như sau:
Tiêu chuẩn phân loại mưa theo pH nước mưa
pH nước mưa Tính chất mưa
< 4 Mưa axit nặng
4 - 4,9 Mưa axit
5,0 - 5,5 Mưa axit nhẹ
5,6 Trung tính

5,7 - 6,0 Mưa kiềm nhẹ
6,1 - 7,0 Mưa kiềm
> 7,0 Mưa kiềm cao
4
Tính axit bổ sung trong nước mưa đến từ phản ứng giữa các chất ô nhiễm
sơ cấp, chủ yếu là SO
2
và NO
x
và nước trong khí quyển để tạo thành các axit
mạnh (như axit sulphuric và axit nitric). Các nguồn chủ yếu của các loại chất ô
nhiễm này là các loại xe cộ và hoạt động công nghiệp, đặc biệt là các nhà máy
điện.
Trong hoặc gần các vùng sử dụng các nguyên liệu hóa thạch làm nhiên
liệu, pH nước mưa có thể xuống dưới 4. Nếu lại gặp sương mù dày đặc pH nước
mưa còn xuống thấp nữa. Phân tích nước mưa ở một trận mưa axit có pH nước
mưa là 4,2 người ta thu được kết quả:
Nồng độ cation và anion trong nước mưa có pH 4,2
Cation Nồng độ
(ppm Mol)
Anion Nồng độ
(ppm Mol)
H
+
56 SO
4
=
51
NH
4

+
10 NO
3
-
20
Ca
++
7 Cl
-
12
K
+
5
Mg
++
3
Na
+
2
Tổng cộng 83 83
Nguồn: Anil Kumar De. Environmental chemirstry - Trang 116 Wiley eastern
limited publication 1986
Do vậy UBKT Châu Âu định nghĩa mưa axit là mưa có chứa các axit
H
2
SO
4
và HNO
3
có pH ≤ 5,5.

5
2.2. Nguyên nhân, nguồn gốc và cơ chế gây ra mưa axit
Hai nguyên tố, lưu huỳnh và nitơ phải chịu trách nhiệm chính cho những
tác động có hại của mưa axit.
Lưu huỳnh là một nguyên tố vết có trong than và dầu. Khi những loại
nhiên liệu này được đốt cháy trong các nhà máy điện và trong các nồi hơi công
nghiệp, lưu huỳnh kết hợp với oxy phân tử tạo thành khí SO
2
. Có nhiều quá trình
công nghiệp như: sản xuất sắt - thép, sản xuất điện và sản xuất dầu thô tạo ra
loại khí này. Trong sản xuất sắt, thép, quá trình nấu chảy quặng sulphát kim loại
tạo kim loại nguyên chất sinh ra khí SO
2
. Các kim loại khác như kẽm, niken và
đồng cũng được tạo ra bởi quá trình này. Ngoài ra, SO
2
cũng được tạo ra từ các
quá trình tự nhiên: khoảng 10% từ núi lửa, bụi nước biển, sinh vật phù du và
thối rữa thực vật. Có khoảng 69,4% lượng SO
2
được sinh ra từ các quá trình đốt
công nghiệp. Chỉ khoảng 3,7% được tạo ra từ quá trình giao thông vận tải. Vì
SO
2
không phản ứng với hầu hết các hóa chất có trong khí quyển, nên nó có thể
đi một khoảng rất xa trong khí quyển. Tuy nhiên, khi SO
2
kết hợp với ôzôn hay
hydro peroxide, tạo thành SO
3

. SO
3
có thể hòa tan trong nước, tạo ra một dung
dịch axit sunfuric loãng.
Nitơ có mặt trong khí quyển với một tỉ lệ lớn nhất (78%). Khi được đốt
nóng tới nhiệt độ của nồi hơi và động cơ đốt trong, nitơ có thể kết hợp với oxy
phân tử có trong khí quyển để tạo ra NO và NO
2
(gọi chung là NO
x
). NO
x
có thể
hòa tan trong nước, tạo ra một dịch loãng axit nitric và axit nitrơ. Có khoảng 5%
NO
x
được tạo ra từ các quá trình tự nhiên như: phân hủy của vi khuẩn đất, cháy
rừng, núi lửa và sét. Giao thông vận tải tạo ra 43% NO
x
và 32% do quá trình
đốt cháy công nghiệp.["Acid Rain." The New World Book Encyclopedia, 1993.]
Cục Bảo vệ môi trường Mỹ đã chia các nguồn phát thải nhân tạo thành 3
nhóm: nguồn điểm, nguồn vùng và nguồn đường. Nguồn điểm gồm có: các nhà
máy, các nhà máy điện, và bất kỳ những khu sản xuất nào có ống khói. Nguồn
vùng tương ứng với một khu công nghiệp (tập hợp nhiều cơ sở sản xuất khác
nhau). Nguồn đường gồm bất kỳ những gì có thể chuyển động và được chia ra
6
thành: nguồn trên đường (ôtô, xe tải, xe buýt, xe hai bánh ) và nguồn không
trên đường (máy kéo, thuyền, máy bay, máy xén cỏ ).
Nguồn điểm phát thải SO

2
với lượng lớn nhất. Trong đó, các nhà máy
điện chạy than tạo ra nhiều ô nhiễm nhất.
Trong các khí oxit tạo nên mưa axit gây ô nhiễm thì các hợp chất lưu
huỳnh chiếm tới trên 80%, còn lại là các oxit nitơ 12% và axit HCl 5%.
Độ axit của nước mưa không chỉ phụ thuộc vào mức độ phát thải, mà còn
phụ thuộc vào hỗn hợp chất hóa học mà SO
2
và NO
x
phản ứng trong khí quyển.
SO
2
và NO
x
trải qua nhiều bước phản ứng phức tạp trước khi chúng trở thành
axit trong nước mưa. Những bước phản ứng được chia thành hai pha: pha khí và
pha lỏng.Muốn tìm hiểu cơ chế của mưa axit thì ta phải hiểu được những cơ chế
cụ thể của các khí tạo thành mưa axit trong khí quyển .
2.2.1. Về H
2
SO
4
Các sol khí có chứa SO
4
=
đi từ các quá trình oxy hóa các hợp chất SO
2
đến
từ việc đốt các nhiên liệu hóa thạch, H

2
S bốc lên từ núi lửa hoặc từ các quá trình
phân hủy yếm khí sinh học, cacbon disulfua từ quá trình phân hủy sinh học,
dimethyl sulfua (CH
3
SCH
3
) và dimethyl disulfua (CH
3
SSCH
3
) sinh ra từ hoạt
động vi khuẩn và tảo lam, tảo lục nước ngọt
Các quá trình tự nhiên cung cấp đến 67% SO
2
trên thế giới, còn hoạt động
của con người chỉ đóng góp 33% SO
2
vào việc làm ô nhiễm trái đất.
H
2
S do phân hủy chất hữu cơ và do chất thải công nghiệp đưa vào khí quyển rất
dễ bị oxy hóa trong khí quyển giầu oxy thành SO
2
, SO
2
trong khí quyển đến
80% là do oxy hóa SH
2
. Quá trình oxy hóa được thực hiện nhờ oxy hay ozôn.

Song quan trọng nhất là ozôn theo phản ứng sau:
H
2
S + O
3
> SO
2
+ H
2
O
7
Lượng lưu huỳnh đưa vào khí quyển từ các nguồn khác nhau
Dạng Nguồn Lượng
(10
6
tấn)
Tính ra lưu huỳnh
(10
6
tấn)
SO
2
và SO
3
SO
4
H
2
S
Nhiệt điện 60 30

Công nghiệp khác 24,5 12,2
Núi lửa 1,35 0,68
Biển 118 39
Phân hủy sinh học
(biển)
185 175
Phân hủy sinh học (cạn) 102 95
Các ngành công nghiệp 2,7 2,5
Trong khí quyển, SO
2
được oxy hóa từng phần thành SO
3
nhờ các phản
ứng quang hóa có liên quan đến ozon, cacbua hydro và NO
x
trong mù quang
hóa:
SO
2
+ O
3
> SO
3
+ O
2
+ H
2
O > H
2
SO

4
> (H
2
SO
4
Sol khí)
Quá trình oxit hóa tiếp súc có thể sảy ra, trên bụi bồ hóng, nhờ sự có mặt
của các oxit kim loại:
bụi bồ hóng
SO
2
+ 1/2O
2
> SO
3
> H
2
SO
4
> (H
2
SO
4
sol khí)
chứa các oxit + H
2
O
kim loại
*) Cơ chế hoạt động của khí SO
2

trong khí quyển:
Trong khí quyển SO
2
có thể tham gia một số phản ứng sau:
SO
2
tham gia phản ứng quang hóa khi hấp thụ tia bức xạ mặt trời trong khoảng
bước sóng ở = 300 - 400nm, ở áp suất thấp và sinh ra SO
2
kích hoạt:
SO
2

→
ν
h
SO
2
o
Trong điều kiện bình thường, với nồng độ 5-30ppm khi độ ẩm không khí
là 32-90% và có mặt các NO
x
, C
m
H
n
cùng các thành phần quang hóa khác thì
SO
2
tham gia phản ứng tạo thành H

2
SO
4
:
SO
2
+ 0.5O
2
+ H
2
O
→
H
2
SO
4
SO
2
tham gia phản ứng hoá học với một số gốc sinh ra từ quá trình quang hoá.
8
SO
2
+ HO
2
o

→
OH + SO
3
SO

2
+ RO
2

→
RO + SO
3
(R: gốc Alkyl)
SO
2
+
o
OH + M
→
HOSO
2
o
+ M
HOSO
2
o
+ O
2

→
HOSO
2
O
2
o

HOSO
2
O
2
o
+ NO
→
HOSO
2
O
o
+ NO
2
SO
2
tham gia phản ứng hoá học trong những giọt nước chứa muối kim
loại hoặc với NH
3
tạo nên Sunfat:
2NH
3
+ SO
2
+ H
2
O
→
2NH
4
+

+ SO
3
2-
SO
3
2-
+ H
2
O
→
H
2
SO
4
2NH
3
+ H
2
SO
4

→
(NH
4
)
2
SO
4
SO
3

+ MeO
→
MeSO
4
Trong đó Me là các ion kim loại như: Mn
2+
, Fe
2+
, Ni
2+

SO
2
tham gia vào các phân tử rắn, trong khí quyển SO
2
có thể bị hấp phụ
vào những hạt rắn như mồ hóng, bụi than và một số chất rắn khác, những chất
rắn đóng vai trò xúc tác cho phản ứng SO
2
với nước trong đó:
SO
2
+ 0.5O
2

→
SO
3
SO
3

+ H
2
O
→
H
2
SO
4
H
2
SO
4
+ Me
+2

→
MeSO
4
+ H
2
SO
2
là một trong những nguồn gây ô nhiễm chính trong khí quyển và gây
ảnh hưởng tới sức khoẻ con người (đường hô hấp), độ bền vật liệu, gây mưa
axít.
Dầu và than đá nói chung chứa một lượng lưu huỳnh(0.5-0.6%) dưới dạng
các hợp chất vô cơ hoặc hữu cơ khi những vật liệu này đốt cháy sẽ chuyển thành
SO
2
và một lượng nhỏ SO

3
. ví dụ:
2MeS
2
+5.5O
2

→
4SO
2
+ Me
2
O
3
+Q
SO
2
+ 0.5O
2

→
SO
3
SO
2
trong khí quyển ở những điều kiện thích hợp có thể biến đổi một
phần thành SO
3
nhờ các phản ứng sau:
SO

2
+ OH
-

→
HOSO
2
-
HOSO
2
-
+ O
2

→
SO
3
+ HO
-
2
9
Và SO
2
có thể phản ứng với H
2
O trong khí quyển để thành hơi axít H
2
SO
4
:

SO
2
+ H
2
O
⇔
H
2
SO
3
H
2
SO
3

⇔
H
+
+ HSO
3
-

⇔
2H
+
+ SO
3
2-
SO
3

2-
+ H
2
O
⇔
H
2
SO
4
Hơi axít gặp lạnh sẽ ngưng tạo thành mù axít, chúng tồn tại lơ lửng trong
không khí hoặc hấp thụ thêm hơi nước tạo thành những giọt axít loãng H
2
O-
H
2
SO
4
và đó là nguyên nhân gây nên những cơn mưa axít ở một số vùng công
nghiệp
2.2.2. Về HNO
3
Trong bầu khí quyển có đến 78% là nitơ và 21% là oxy. Do hiện tượng
phóng điện trong khí quyển, môi trương không khí nóng lên khoảng 1210
0
-
1765
0
C khiến tạo thành NO:
1210
0

- 1765
0
C
N
2
+ O
2
> 2 NO
Ở tâng bình lưu ozon, nitơ và NO bị phản ứng quang hóa kích thích phân
hủy thành oxy nguyên tử, O
2
và N theo các phản ứng:
380nm
O
3
+ h√ > O
h√
+ O
2
N
2
+ h√ > N + N
Từ đó mà hình thành HNO
3
qua các phản ứng quang hóa sau đây:
NO + O
3
+ h√ > NO
2
+ O

2
NO
2
+ O
3
> NO
3
+ O
2
NO
2
+ NO
3
> N
2
O
5
N
2
O
5
+ H
2
O > 2HNO
3
Trong môi trường có mù quang hóa có thể có phản ứng trực tiếp:
3NO
2
+ H
2

O > 2HNO
3
+ NO
Trong tầng bình lưu NO, NO
2
cũng có phản ứng với gốc OH
-
để tạo thành
NO + OH
-
> HNO
2
NO
2
+ OH
-
> HNO
3
*) Cơ chế hoạt động của NO
x
trong khí quyển là:
10
Giống như SO
2,
NO
x
bay vào khí quyển và được oxy hóa trong những
đám mây để hình thành axit nitrit và axit nitrơ. Những phản ứng này được xúc
tác trong những đám mây bị ô nhiễm nặng nơi mà những nguyên tố ở dạng vết
như sắt, mangan, NH

3
và H
2
O
2
có mặt. NO
x
đi vào khí quyển chủ yếu là do khí
thải các loại xe gắn máy.
Mặc dù phân tử nitơ là thành phần chính trong khí quyển nhưng nó không
hoạt động mạnh như ôxy bởi lẽ năng lượng tạo nên liên kết phân tử nitơ tương
đối lớn(E=942KJ/mol). Các quá trình phân ly quang học của nitơ đòi hỏi các
phôtôn có bước sóng ở < 169nm và do đó tất cả đều chỉ có thể xảy ra ở tầng
bình lưu.
Dưới tác dụng của các tia sóng ngắn (ở <100nm ) có thể xay ra các phản
ứng quang hoá phức tạp với sự tạo thành nguyên tử nitơ hoạt hoá như sau:
N
2

→
hv
→
N
2
+
+ e
-
N
2
+

+ O
2

→
NO
+
+ NO
NO
+
+ e
-

→
N + O
Trong khí quyển NO xuất hiện do quá trình ôxy hoá N
2
và O
2
dưới tác
dụng của việc phóng điện trong khí quyển ( tác động của nguyên tử ôxy lên
phân tử nitơ) hoặc nhờ năng lượng nhiệt (quá trình đốt):
N
2
+ O
2

→
phóng
Q , t cao
điện

→
2NO
ở tầng bình lưu:
NO được sinh ra do N
2
O hấp thụ các tia tử ngoại sóng ngắn hoặc bị phân
ly bởi nguyên tử ôxy hoạt hoá:
N
2
O
→
hv
→
NO + N
N
2
O + O
→
2NO
( Hoặc có thể là: N
2
O + O
→
N
2
+ O
2
)
NO sinh ra sẽ tham gia vào vòng phân huỷ ôzôn. Việc ôxy hoá NO thành NO
2

nhờ ôxy phân tử xảy ra tương đối chậm :
2NO + O
2

→
2NO
2
nhưng với các chất có tính ôxy hoá mạnh như O
3
, HO
2
-
, hoặc gốc RO
2
-
thì
NO dễ dàng chuyển thành NO
2
:
11
NO + O
3

→
NO
2
+ O
2
NO + HO
2

-

→
NO
2
+ OH
NO cũng có thể tham gia phản ứng liên kết với gốc OH:
NO + OH
→
HNO
2
Sau đó HNO
2
sẽ tiếp tục phản ứng, tan trong nước mưa rơi xuống tầng đối
lưu, gây tổn thất NO trong khí quyển.
NO
2
rất bền với phản ứng quang hoá, chỉ ở bước sóng ở ≤ 395nm nó mới
có thể bị phân ly thành NO và O
2
theo các phản ưng sau:
NO
2
+ hớ
→
v<398nm
→
NO + O
*
NO

2
+ hớ
→
v>430nm
→
NO
2
*
hoạt hoá
Nói chung trong khí quyển, NO
x
có thể coi là một trong các tác nhân gây
nên quá trình phân huỷ ôzôn và có thể là tác nhân gây nên hàng loạt các phản
ứng vô cơ, hữu cơ, tạo khói quang hoá trong khí quyển:
O + O
2
+ M
→
O
3
+ M
NO + O
3

→
NO
2
+ O
2
NO

2
+ O
3

→
NO
3
*
+ O
2
NO
2
+ O
→
NO + O
2
NO
2
+ O + M
→
NO
3
*
+ M
NO
2
+ NO
3
*

→
N
2
O
5
NO + NO
3

→
2NO
2
O + NO + M
→
NO
2
+ M
Cuối cùng các phản ứng sẽ kết thúc khi NO
2
phản ứng với gốc OH cho
HNO
3
hoặc với một số các chất hoạt tính để tạo thành HNO
3
, HO
2
.NO
2
và
peroxyacetylnitrate (PAN), là nhữnh chất gây ăn mòn mạnh, một phần tan trong
nước và theo mưa rơi xuống tầng bình lưu:

NO
2
+ OH
→
HNO
3
NO
2
+ HO
2
→
HO
2
.NO
2
NO
2
+ R-C( O )O
2

→
R-C( O )-O-O-NO
2
3NO
2
+ H
2
O
→
2HNO

3
+ NO
12
Điều đó chứng tỏ rằng cùng với khói quang hoá, HNO
3
là nguyên nhân làm
giảm tạm thời NO
2
trong tầng bình lưu. Khi mưa rơi xuống Trái đất sẽ tạo
nitrate, quá trình khử nitrate bằng sinh học sẽ sinh ra NO
2
và lại đi vào khí
quyển.
Có thể tóm tắt toàn bộ quá trình hình thành mưa axit từ nitơ, oxy trong khí
quyển, N
2
O từ hoạt động vi sinh vật trong đất đi vào khí quyển như sau:
13
h√
N
2
O > N
2
+ [O]
[O]
N
2
O > 2NO
O
3

O
2
O
2
HNO
2
> + + OH
-

NO
2
NO

OH
-
> HNO
3
Máy bay siêu âm > NO
Tầng bình lưu

Tầng đối lưu Mưa axit
Mặt đất
N
2
O từ hoạt động khử Nitrat trong đất
2.2.3. Về HCl và HF
Khi mưa có kéo theo HCl và HF bốc ra từ núi lửa hoặc trong khí thải các
nhà máy sản xuất PVC, nhà máy đốt phế thải PVC và của các nhà máy phân lân
14
2.3. Ảnh hưởng của mưa axit

2.3.1. Những tác hại do mưa axit gây ra
2.3.1.1. Hệ sinh thái trên cạn
a. Ảnh hưởng tới thảm thực vật
Mưa axit không giết chết cây cối ngay
lập tức hay một cách trực tiếp. Thay
vào đó, chúng làm cho cây yếu đi bằng
cách phá hủy lá cây, do đó làm hạn chế
lượng chất dinh dưỡng cho cây sử
dụng. Hay cách khác, mưa axit thấm
vào đất, gây độc cho cây với những
chất độc thông qua bộ rễ cây. Khi mưa axit rơi xuống, nước mưa axit hòa tan
chất dinh dưỡng và những khoáng chất hữu ích có trong đất. Những chất dinh
dưỡng và khoáng chất này sau đó sẽ bị rửa trôi khỏi đất trước khi cây cối có thể
sử dụng chúng. Ngoài việc rửa trôi chất dinh dưỡng, nước mưa axit còn giúp
giải phóng những chất độc
hại cho cây như ion nhôm
đi vào hệ sinh thái đất.
Điều này xảy ra do những
kim loại này ở điều kiện
bình thường chúng bị giữ
chặt trong các hạt đất,
nhưng do sự có mặt với
nồng độ cao của ion hydro
đã làm cho đá và các hạt
đất bao bọc chúng bị vỡ ra. Một cánh rừng thông của Czech bị hủy hoại bởi mưa axit.
(ảnh chụp tháng 7/2006, theo PD)
Khi mưa axit xảy ra thường xuyên, lá cây có khuynh hướng mất đi lớp
màng bảo vệ bên ngoài. Khi lá cây mất lớp màng bảo vệ, bản thân cây đã mở
15
cửa cho bất kỳ loại bệnh xâm nhập. Do lá cây bị phá huỷ, cây không sản xuất đủ

năng lượng cho nó duy trì quá trình tồn tại và sinh trưởng bình thường. Khi cây
đã bị yếu, nó có thể trở nên dễ bị tổn thương bởi các loại bệnh, côn trùng và thời
tiết lạnh và có thể bị chết.
Theo các đánh giá, thì mưa axit:
- Phá hoại cây cối: Chính do mưa axit Thụy Điển mỗi năm tổn thất mất
đến 4,5 triệu mét khối gỗ. Năm 1984, Thụy Sĩ bị thiệt hại khoảng 12 triệu cây
(14% diện tích rừng cả nước), trong khi đó diện tích rừng bị mưa axit phá hủy ở
Hà Lan là 40%. Sản lượng gỗ ở các khu vực rừng phía đông bắc nước Mỹ bình
quân mỗi năm mất 5% cũng là do tác động của mưa axit. Một nghiên cứu năm
1990 đã đánh giá thiệt hại do mưa axit đối với rừng châu Âu là khoảng 30 tỷ
USD/năm.
- Phá hoại mùa màng, làm giảm năng suất. Mưa axit làm cho các mầm
non cây cối bị mềm rũ như hơ lửa, nặng thì có thể bị chết khô. Nhẹ thì giảm
năng suất, nặng thì có thể mất trắng. Nhất là khi mưa sảy ra vào những giai đoạn
có tín chất quyết định năng suất của cây như vào lúc phơi mầu lúa; trỗ cơ, phun
râu ngô
b. Ảnh hưởng tới đất
Đất bị axit hóa chậm như là kết quả của quá trình tự nhiên. Ba điểm quan
trọng cần chú ý khi đất bị axit hóa với cường độ cao đó là:
Làm cho đất mặn hóa
Mưa axit hòa tan các khoáng ít tan trong đất, đẩy nhanh quá trình phong hóa
khoáng, tăng nhanh tổng số muối tan trong đất làm cho đất mặn hóa
Làm mất dinh dưỡng đất
Mưa axit rửa trôi các cation kiềm, kiềm thổ trong đất làm cho đất trở nên
chua dần, không thích hợp cho hoạt động của các vi sinh vật hữu ích. Các cation
kiềm bị rửa trôi làm cho độ bão hòa bazơ của đất ngày một giảm xuống, đất mất
dần độ phì nhiêu. Nếu độ bão hòa bazơ xuống quá thấp, khoáng sét sẽ bị phá
hủy. Cation kiềm tiếp tục bị rửa trôi, môi trường quá chua khoáng sét biến thành
hydrargilit và SiO
2

thứ sinh. Đất thật sự mất khả năng sản
16
Giải phóng các kim loại độc hại
Đất có hàm lượng kim loại nặng tổng số cao, do bản thân đất hay do đất
bị ô nhiễm nhưng vì gặp điều kiện môi trường kiềm các kim loại nặng trở nên
không linh động, nên không phát tác được và chưa gây tác động tiêu cực đến
cây cối cũng như con người và động vật. Gặp mưa axit, đất chua đi, các kim loại
nặng trở nên linh động hơn, tác động xấu đến môi trường.
Độ pH cần cho việc hình thành các hydroxit kim loại
Thứ tự pH Hydroxit được tạo thành
1 2,48 - 4,5 Fe(OH)
3
2 4,1 Al(OH)
3
3 5,2 Zn(OH)
3
4 5,3 Cr(OH)
3
5 5,4 Cu(OH)
3
6 5,5 Fe(OH)
2
?
7 6,0 Pb(OH)
2
8 6,7 Cd(OH)
2
9 6,8 Co(OH)
2
10 7,0 Ni(OH)

2
11 7 - 8 Hg(OH)
2
12 8,5 - 8,8 Mn(OH)
2
13 9 Ag(OH)
2
Nguồn: Perelman (1974)
Như vậy là ở pH 7,0 hầu hết các kim loại nặng bị kết tủa dưới dạng
hydroxit.
Ion photphát bị giữ chặt hơn trong đất
17
Nồng độ ion nhôm hòa tan tăng lên cũng có những ảnh hưởng gián tiếp
tới thực vật. Ion nhôm được giải phóng có thể bao bọc lấy những ion phôtpho
dinh dưỡng cần thiết (dạng nhôm phốt phát) và làm giảm khả năng hấp thụ
photphat của thực vật. Hàm lượng photphat giảm xuống còn do quá trình
phân huỷ trong đất
chậm lại trong điều
kiện môi trường axit.
Cùng với photphát,
các chất dinh dưỡng
vi lượng quan trọng
khác như: molipđen,
Bo, Se cũng giảm
khả năng đi tới thực vật
do đất bị axit hóa.
Sự giải phóng các kim loại ra khỏi khoáng đất tại các độ pH khác nhau
Nitơ gây ra hiện tượng axit hóa trong đất
Bởi vì nitơ ở dạng mà cây cối có thể trực tiếp sử dụng là một nguồn hiếm
trong tất cả các hệ sinh thái, cho nên thực vật sẽ ngay lập tức hấp thụ hầu hết

18
nitơ được lắng đọng vào đất. Nếu nitơ được lắng đọng dưới dạng axit nitric
(HNO
3
), thực vật sẽ hấp thụ ion nitrat (NO
3
-
) và giải phóng ion âm khác (quá
trình trao đổi chất), thường là OH
-
, HCO
3
-
, những ion này sẽ kết hợp với các ion
H
+
phân ly từ axit. Khi quá trình này xảy ra, axit nitric không tham gia vào quá
trình axit hóa đất.
Nếu ion nitrat không được sử dụng hết bởi thực vật thì chúng sẽ bị lọc ra
và không xảy ra quá trình trung hòa. Trong trường hợp này sự lắng đọng là quá
trình axit hóa. Điều này cũng có thể xảy ra khi hoạt tính của hệ sinh thái thấp, ví
dụ, vào mùa đông hay khi lượng lớn axit được lắng đọng trong một thời gian
ngắn,ví dụ như khi tuyết tan, thực vật không có khả năng sử dụng hết lượng nitơ
được có mặt. Lượng dư thừa này sau đó sẽ được lọc ra.
19
2.3.1.2. Tới hệ sinh thái dưới nước
Mưa axit không chỉ ảnh hưởng tới sinh vật trên cạn mà còn ảnh hưởng tới
sinh vật trong nước. Hầu hết các hồ và suối có độ pH trong khoảng 6 - 8
(khoảng pH được xem là an toàn cho sinh vật). Một số hồ có tính axit tự nhiên
ngay cả khi không chịu ảnh hưởng của mưa axit.

Sự axit hoá được xem là ảnh hưởng quan trọng nhất của ô nhiễm không
khí đến các cơ thể sống trong nước ngọt. Có nhiều cơ chế khác nhau gây ra
những thay đổi về mặt sinh học trên diện rộng.
- Có nhiều nguồn gốc mà nhờ đó mưa axit có thể đi vào các hồ. Một số
chất hóa học tồn tại dưới dạng các hạt bụi khô trong khí quyển, trong khí các
chất khác đi trực tiếp vào hồ dưới dạng nước mưa. Mưa axit rơi xuống đất có thể
theo đường dẫn nước thải đi vào hồ. Vào mùa xuân, ở một số nơi xảy ra hiện
tượng “Cú sốc axit”. Khi tuyết có chứa axit tan ra vào mùa xuân, axit trong tuyết
thấm vào đất. Một số lại theo dòng nước đi vào hồ.
- Mùa xuân là mùa nhạy cảm đối với nhiều loài bởi vì đây là thời điểm
cho sự sinh sản. Sự thay đổi đột ngột của độ pH là rất nguy hiểm bởi axit có thể
làm biến dạng những cơ thể còn non. Nhìn chung, những cơ thể non của hầu hết
các loài nhạy cảm hơn những cá thể lớn hơn. Nhưng không phải tất cả các loài
đều có thể chịu được cùng mức axit. Chẳng hạn, ếch có thể chịu được độ axit
cao, trong khi ốc sên nhạy cảm hơn đối với sự thay đổi pH.
20
Số lượng các thể
Động vật thân mềm
Con trai
Sự biến mất của động vật thân mềm và con trai khi độ pH giảm (pH-status, No. 4,
1998)
- Axit sunfuric trong nước mưa ô nhiễm cản trở khả năng trao đổi chất
của cá trong việc hấp thụ oxy, muối và chất dinh dưỡng. Đối với cá nước ngọt,
việc duy trì khả năng giữ cân bằng giữa muối và khoáng chất trong tế bào sinh
vật là vô cùng cần thiết cho sự tồn tại. Phân tử axit có thể tạo ra một lớp nước
nhầy trong mang cá và cản trở cá trong quá trình hấp thụ oxy. Tương tự, độ pH
thấp sẽ làm mất cân bằng muối trong tế bào cá. Mức canxi của một số loài cá
không được duy trì do sự thay đổi độ pH. Điều này dẫn tới một vấn đề trong quá
trình sinh sản: trứng dễ vỡ và yếu. Thiếu canxi dẫn tới biến dạng xương và
xương sống yếu.

- Khi mưa axit chảy qua đất trồng trọt, nó mang theo phân bón vào nước
mặt. Phân bón tạo điều kiện thuận lợi cho tảo phát triển bởi sự gia tăng hàm
lượng nitơ có trong đó, tiếp theo sẽ xảy ra hiện tượng “Phú dưỡng”.
- Lượng ion nhôm được giải phóng sẽ theo dòng nước đi vào các thuỷ vực
nước mặt, tại đây chúng tiếp tục gây hại cho thuỷ sinh vật.
Tuy nhiên, không chỉ qua đo đạc chất hoá học mới thấy tính hiện tượng
axit hóa. Một dấu hiệu dễ thấy đó là nước trở nên trong hơn. Đó chủ yếu là do
các hợp chất humic, là các hợp chất tạo màu trong nước, bị kết tủa và lắng
xuống đáy khi nước bị axit hoá. Quá trình phân hủy chậm lại điều đó có nghĩa là
lá cây và các vật liệu hữu cơ khác được giữ lại ở đáy hồ.
Việc tăng hay giảm số lượng của một số loài không phụ thuộc một cách
trực tiếp vào sự axit hóa (độ pH thấp hay nồng độ cao của ion nhôm hòa tan),
nhưng có một ảnh hưởng gián tiếp đến sự biến mất của các loài cá. Sự có mặt
của một loài cá có ảnh hưởng mạnh mẽ đến sự phân bố các loài trong hồ.
Sự axit hóa nước hồ cũng ảnh hưởng đến đời sống của các loài chim. Các
loài chim ăn cá, cò, vịt trời, chim ưng sẽ phải chịu những áp lực trong việc kiếm
mồi, trong khi đó, các loài chim ăn côn trùng kiếm ăn dễ dàng hơn.
Thực tiễn đã chứng minh: Cơn mưa axit đầu tiên được chỉ ra là vào những
năm 50 thế kỉ 20 tại Na-Uy. Khi đó các nhà khoa học đang bị thách thức bởi
21
hiện tượng rất nhiều loài cá trong các hồ của Na-Uy bị thoái hóa. Đến năm 1978,
do hiện tượng axit hóa các dòng sông có cá hồi đã làm giảm 1/2 sản lượng cá tại
Na Uy. Đất nước láng giềng Thụy Điển, 4.000 hồ không hề có cá; 9.000 hồ bị
mất một phần lớn các loài cá đang sinh sống, trong khi đó có tới 20.000 hồ khác
cũng bị ảnh hưởng bởi mưa axit. Ở Canada có hơn 4.000 hồ nước bị axit hóa
khiến các sinh vật trong hồ chết hết. Hồ biến thành hồ chết.
2.3.1.3. Đến các vật liệu và công trình xây dựng
Mưa axit không chỉ làm gây nguy hại hệ sinh thái tự nhiên, mà còn còn có
những tác động tiêu cực đối với vật liệu nhân tạo và các công trình xây dựng. Đá
hoa, đá vôi và

đá cát có thể dễ
dàng bị hòa tan
bởi mưa axit.
Kim loại, sơn,
sợi và đồ gốm
có thể bị ăn
mòn. Mưa axit cũng có thể làm giảm chất lượng của da và cao su. Mưa axit cũng
làm cho các biểu tượng, hình ảnh trên các bia mộ, công trình kỷ niệm bị mờ đi,
thậm chí mất hẳn.
Trong đá vôi, mưa axit phản ứng với canxi tạo ra thạch cao:
CaCO
3
+ H
2
SO
4
> CaSO
4
+ H
2
O + CO
2
CaCO
3
+ 2 HNO
3
> Ca(NO
3
)
2

+ CO
2
+ H
2
O
CaCO
3
+ 2HCl > CaCl
2
+ CO
2
+ H
2
O
Đối với sắt:
4Fe(rắn) + 2O
2
(khí) + 8H
2
SO
4
(dung dịch loãng)  4Fe
2+
+ 8SO
4
2-
(dung
dịch loãng) + 4H
2
O(lỏng)

4Fe
2+
+ H
2
SO
4
(dung dịch loãng) + O
2
(khí) + 4H
2
O(lỏng)  2Fe
2
O
3
(rắn)
+ 8H
+
+ SO
4
2-
(dung dịch loãng)
Việc sửa chữa các công trình và đài kỷ niệm có thể đòi hỏi một chi phí rất
cao. Ở Westminster, Anh, người ta đã phải chi đến mười triệu bảng để sửa chữa
22
những thiệt hại do mưa axit gây ra. Vào năm 1990, Mỹ đã sử dụng 35 tỉ đô la
cho những thiệt hại về sơn. Năm 1985, người Đức đã phải bỏ ra 20 triệu đôla để
sửa chữa nhà thờ lớn Cologne do những thiệt hại của mưa axit.
[].
2.3.1.4. Tới sức khoẻ của con người
Điều quan trọng nhất đó là: mưa axit có thể ảnh hưởng tới sức khoẻ của

con người. Nó có thể làm hại chúng ta thông qua khí quyển hoặc thông qua đất
mà từ đó thức ăn của chúng ta được trồng và tiêu thụ. Mưa axit làm cho các kim
loại độc hại được giải phóng từ các hợp chất hoá học tự nhiên. Kim loại độc bản
thân chúng rất nguy hiểm, nhưng nếu chúng được liên kết với những nguyên tố
khác, chúng là vô hại. Các kim loại độc hại sẽ đi vào nguồn nước uống, lương
thực hay động vật mà con người sử dụng. Những thức ăn bị nhiễm độc khi được
ăn có thể gây ra tổn hại thần kinh của trẻ em hay tổn hại bộ não nghiêm trọng,
thậm chí dẫn tới chết. Các nhà khoa học tin rằng nhôm có mối liên quan đến
bệnh Alzemer.
Một trong những ảnh hưởng nghiêm trọng của mưa axit đến con người là
những vấn đề về đường hô hấp. Sự phát thải SO
2
và NO
x
gây ra
những nguy cơ tới vấn đề về hô hấp như khô họng, bệnh hen,
đau đầu, mắt, mũi và rát họng. Nước mưa bị ô nhiễm đặc biệt
có hại cho những người bị bệnh hen suyễn hay những người
khó thở. Nhưng ngay cả những người khoẻ cũng bị tổn hại về
phổi bởi những chất ô nhiễm không khí có tính axit. Mưa axit có thể làm giảm
khả năng thở và có thể làm tăng những loại bệnh nguy hiểm.
NO
x
bản thân nó là một khí nguy hiểm. Loại khí này tấn công lớp màng
của cơ quan hô hấp và làm tăng các bệnh về đường hô hấp. Khí này cũng góp
phần phá hủy ozon và hình thành sương mù.
2.3.2. Mưa axit làm mát cho trái đất?
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
23

giảm phát thải methane từ những đầm lầy, 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%. (Nguồn: Vnexpress, Thứ tư,
4/8/2004, theo NewScientist)
Tuy nhiên, cũng cần phải lưu ý mưa axit vẫn là một vấn đề lớn đối với
môi trường và điều quan trọng cần thiết đó là cần phải có sự kiểm soát sự phát
thải các khí gây mưa axit.
2.4. Tình hình mưa axit ở Việt Nam
2.4.1. Hiện trạng mưa axit khu vực Nam Bộ
Kết quả phân tích thống kê 10 năm (1996-2005) của nước mưa 4 trạm Tân
Sơn Hòa, Tây Ninh, Cần Thơ và Cà Mau cho thấy mặc dù chất lượng dữ liệu
chưa đầy đủ, có thể đưa ra hình ảnh về lắng đọng axít ở khu vực Nam Bộ như
sau:
- Tần suất (%) mưa axít trung bình 10 năm có pH<5,6 lần lượt tại Tân Sơn
Hòa, Tây Ninh, Cần Thơ và Cà Mau là 41,2; 57,9; 58,0 và 39,8%. Mưa axít tại
khu vực Nam Bộ tập trung vào cuối mùa mưa (tháng 9, 10) và tháng chuyển tiếp
từ mùa mưa sang mùa khô (tháng 11), trong đó tháng 10 có tần suất mưa axít
cao nhất.
24

- Hàm lượng sunfat (SO
4
=
) trung bình nhiều năm tại khu vực Nam Bộ dao
động trong khoảng 1,49-1,80mg/l. Cùng với nó, chỉ số lắng đọng lưu huỳnh (S)
dao động từ 0,883-1,254 g/m
2
/năm. Sự vượt trội của chỉ số này ở Cà Mau (1,254
g/m
2
/năm) là do ảnh hưởng từ nguồn gốc biển.
- Tại 4 trạm quan trắc khu vực Nam Bộ, hàm lượng nitrat (NO
3
-
) trung bình
nhiều năm của nước mưa là 0,195-0,221mg/l. Chỉ số lắng đọng nitơ (N) là
0,281- 0,475 g/m
2
/năm. Chỉ số này ở trạm Cà Mau là thấp nhất, cao nhất là Tân
Sơn Hòa và Tây Ninh.
- Không tìm thấy sự tương quan giữa lượng mưa tháng (mm) và hàm lượng
các anion SO
4
2-
và NO
3
-
- So với các trạm khác của khu vực Đông Á (2000-2004), tình hình xảy ra
mưa axít ở khu vực Nam Bộ Việt Nam còn thấp, qua đó chỉ số lắng đọng lưu
huỳnh (S) và nitơ (N) cũng thấp hơn.

- Ca
2+
và NH
4
+
là 2 thành phần cation chính trung hòa tính axít trong nước
mưa của khu vực Nam Bộ (2005).
(Tài liệu: Tuyển tập báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ 10 - Viện KH KTTV &
MT, ThS. Nguyễn Thị kim Lan)
2.4.2. Tình hình mưa axit ở Bắc và Trung Bộ
Theo kết quả quan trắc được trình bày trong Bảng 1, 2, 3 các mẫu nước
mưa có giá trị pH < 5,5 đang có xu hướng tăng lên, đặc biệt là ở các thành phố
lớn như Hà Nội, Việt Trì, Đà Nẵng,….
Trong số các vị trí quan trắc của khu vực miền Bắc và miền Trung thì Hoà
Bình, Hà Nội, Việt Trì và Đà Nẵng có giá trị pH thấp hơn nhiều hơn so với các
vị trí khác, trong đó pH nhỏ nhất là 4,02 đo được tại Đà Nẵng vào năm 2004.
Tần suất xuất hiện pH axit ở Hoà Bình, Hà Nội và Việt Trì tương ứng là 25%
(2000-2004), 12,34%(1997-2004) và 11% (1997-2000). Chủ yếu các mẫu pH
axit đo được vào giai đoạn mùa khô, từ tháng 11 đến tháng 3 hàng năm khi
lượng mưa giảm xuống. Ngoài giá trị pH, nồng độ các ion ở những vị trí này
cũng cao hơn so với các vị trí khác. Trong đó tỷ lệ NH
4
+
/(SO
4
2-
+ NO
3
-
) có thể

chỉ ra nguồn có khả năng tạo ra các ion này và nguyên nhân của sự thay đổi pH.
25