Vui lòng download xuống để xem tài liệu đầy đủ.

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"

Chia sẻ: | Ngày: doc 29 p | 350

1
1.263
views

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 hiểm cho sự sống của mọi sinh vật sống. Loại mưa đó được gọi là “Mưa axit”....

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"
Nội dung Text

  1. Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 1
  2. 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........................................................... 21 2.3.1.4. Tới sức khoẻ của con người.............................................................................. 22 2.4. Tình hình mưa axit ở Việt Nam........................................................................................23 2.4.1. Hiện trạng mưa axit khu vực Nam Bộ..........................................................................23 2.5. Vai trò của sản xuất nông nghiệp trong việc hình thành và ngăn chặn mưa axit..........26 PHẦN III. KẾT LUẬN............................................................................................................. 29 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 hiểm cho sự sống của mọi sinh vật sống. Loại mưa 2
  3. đó được gọi là “Mưa axit”. (Nguồn: http://www.ace.mmu.ac.uk/kids/index.html) Nhưng, chúng ta hiểu như thế nào là mưa axit?, nguyên nhân và tác h ại 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 vi ệc hình thành và ngăn chặn mưa axit" 3
  4. 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 ch ứa 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 t ường n ước m ưa có pH khoảng 5,6 do trong khí quyển có CO2, và CO2 đó cùng với nước trong không khí phản ứng tạo môi trương axit nhẹ: H2O (lỏng) + CO2 (khí) → H2CO3 (dung dịch) Axit cacbonic sau đó phân ly thành ion trong nước tạo ra một nồng độ thấp ion H+: 2H2O (lỏng) + H2CO3 (dung dịch) ⇌ CO32- (dung dịch) + 2H3O+(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 m ưa 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. Đ ối v ới các nh ư Ấn Đ ộ, Indonesia, Hàn Quốc, Thái Lan lại lấy pH là 5,6 để làm căn cứ xác định; n ước 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
  5. Tính axit bổ sung trong nước mưa đến từ phản ứng giữa các ch ất ô nhiễm sơ cấp, chủ yếu là SO2 và NOx và nước trong khí quyển để tạo thành các axit mạnh (như axit sulphuric và axit nitric). Các nguồn chủ y ếu của các loại chất ô nhiễm này là các loại xe cộ và hoạt động công nghi ệp, đ ặc bi ệt 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 s ương mù dày đ ặc 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 Anion Nồng độ (ppm Mol) (ppm Mol) + = H 56 SO4 51 + - NH4 10 NO3 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 H2SO4 và HNO3 có pH ≤ 5,5. 5
  6. 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 đi ện và trong các n ồi h ơi 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 n ấu ch ảy qu ặng 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 n ước biển, sinh vật phù du và thối rữa thực vật. Có kho ảng 69,4% l ượng SO 2 được sinh ra từ các quá trình đốt công nghiệp. Chỉ khoảng 3,7% đ ược t ạo ra t ừ quá trình giao thông vận tải. Vì SO2 không phản ứng với hầu hết các hóa chất có trong khí quyển, nên nó có thể đi một khoảng rất xa trong khí quy ển. Tuy nhiên, khi SO2 kết hợp với ôzôn hay hydro peroxide, tạo thành SO 3. SO3 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 h ợp với oxy phân tử có trong khí quyển để tạo ra NO và NO 2 (gọi chung là NOx). NOx có thể hòa tan trong nước, tạo ra một dịch loãng axit nitric và axit nitrơ. Có khoảng 5% NOx 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 t ạo ra 43% NOx 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 t ạo 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 6
  7. xuất khác nhau). Nguồn đường gồm bất kỳ những gì có thể chuyển động và được chia ra 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 SO2 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 h ợp ch ất 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 NOx phản ứng trong khí quyển. SO2 và NOx 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 m ưa axit thì ta ph ải hi ểu được những cơ chế cụ thể của các khí tạo thành mưa axit trong khí quyển . 2.2.1. Về H2SO4 Các sol khí có chứa SO4= đi từ các quá trình oxy hóa các hợp chất SO2 đến từ việc đốt các nhiên liệu hóa thạch, H 2S bốc lên từ núi lửa hoặc từ các quá trình phân hủy yếm khí sinh học, cacbon disulfua từ quá trình phân h ủy sinh học, dimethyl sulfua (CH3SCH3) và dimethyl disulfua (CH3SSCH3) 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% SO2 vào việc làm ô nhiễm trái đất. H2S do phân hủy chất hữu cơ và do chất th ải công nghi ệp đ ưa vào khí quy ển rất dễ bị oxy hóa trong khí quyển giầu oxy thành SO 2, SO2 trong khí quyển đến 80% là do oxy hóa SH2. Quá trình oxy hóa được thực hiện nhờ oxy hay ozôn. Song quan trọng nhất là ozôn theo phản ứng sau: H2S + O3 --------------> SO2 + H2O 7
  8. Lượng lưu huỳnh đưa vào khí quyển từ các nguồn khác nhau Dạng Nguồn Lượng Tính ra lưu huỳnh (106 tấn) (106 tấn) Nhiệt điện 60 30 Công nghiệp khác 24,5 12,2 SO2 và SO3 Núi lửa 1,35 0,68 Biển 118 39 SO4 Phân hủy sinh học 185 175 (biển) Phân hủy sinh học H2S 102 95 (cạn) Các ngành công nghiệp 2,7 2,5 Trong khí quyển, SO2 được oxy hóa từng phần thành SO3 nhờ các phản ứng quang hóa có liên quan đến ozon, cacbua hydro và NOx trong mù quang hóa: SO2 + O3 ---------> SO3 + O2 + H2O ---------> H2SO4 -----------> (H2SO4 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 SO2 + 1/2O2 ------------------> SO3 --------------> H2SO4 ---------> (H2SO4 sol khí) chứa các oxit + H2O kim loại *) Cơ chế hoạt động của khí SO2 trong khí quyển: Trong khí quyển SO2 có thể tham gia một số phản ứng sau: SO2 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 SO2 kích hoạt: SO2 hν SO2o → Trong điều kiện bình thường, với nồng độ 5-30ppm khi độ ẩm không khí là 32-90% và có mặt các NO x , CmHn cùng các thành phần quang hóa khác thì SO2 tham gia phản ứng tạo thành H2SO4: SO2 + 0.5O2 + H2O → H2SO4 8
  9. SO2 tham gia phản ứng hoá học với một số gốc sinh ra từ quá trình quang hoá. SO2 + HO2o → OH + SO3 SO2 + RO2 → RO + SO3 (R: gốc Alkyl) SO2 + oOH + M → HOSO2o + M.. .. HOSO2o + O2 → HOSO2O2o HOSO2O2o + NO → HOSO2Oo + NO2 SO2 tham gia phản ứng hoá học trong những giọt nước chứa muối kim loại hoặc với NH3 tạo nên Sunfat: 2NH3 + SO2 + H2O → 2NH4+ + SO32- SO32- + H2O → H2SO4 2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4 SO3 + MeO → MeSO4 Trong đó Me là các ion kim loại như: Mn2+ , Fe2+, Ni2+.. .. SO2 tham gia vào các phân tử rắn, trong khí quy ển 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 SO2 với nước trong đó: SO2 + 0.5O2  → SO3 SO3 + H2O  H2SO4 → H2SO4 + Me+2  MeSO4 + H2 → SO2 là một trong những nguồn gây ô nhiễm chính trong khí quy ển và gây ảnh hưởng tới sức khoẻ con người (đường hô hấp), độ bền vật li ệu, 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 li ệu này đốt cháy s ẽ chuyển thành SO2 và một lượng nhỏ SO3. ví dụ: 2MeS2 +5.5O2  4SO2 + Me2O3 +Q → SO2 + 0.5O2  SO3 → SO2 trong khí quyển ở những điều kiện thích hợp có thể biến đổi một phần thành SO3 nhờ các phản ứng sau: SO2 + OH-  HOSO2- → 9
  10. HOSO2- + O2  SO3 + HO-2 → Và SO2 có thể phản ứng với H2O trong khí quyển để thành hơi axít H2SO4: SO2 + H2O ⇔ H2SO3 H2SO3 ⇔ H+ + HSO3- ⇔ 2H+ + SO32- SO32- + H2O ⇔ H2SO4 Hơi axít gặp lạnh sẽ ngưng tạo thành mù axít, chúng tồn tại lơ l ửng trong không khí hoặc hấp thụ thêm hơi nước tạo thành nh ững giọt axít loãng H2O-H2SO4 và đó là nguyên nhân gây nên những cơn mưa axít ở một số vùng công nghiệp 2.2.2. Về HNO3 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 12100 - 17650C khiến tạo thành NO: 12100 - 17650C N2 + O2 ----------------------------------------------------> 2 NO Ở tâng bình lưu ozon, nitơ và NO bị phản ứng quang hóa kích thích phân hủy thành oxy nguyên tử, O2 và N theo các phản ứng: 380nm O3 + h√ ------------------> Oh√ + O2 N2 + h√ -------------------> N + N Từ đó mà hình thành HNO3 qua các phản ứng quang hóa sau đây: NO + O3 + h√ ----------------> NO2 + O2 NO2 + O3 ----------------> NO3 + O2 NO2 + NO3 ----------------> N2O5 N2O5 + H2O ----------------> 2HNO3 Trong môi trường có mù quang hóa có thể có phản ứng trực tiếp: 3NO2 + H2O ----------------> 2HNO3 + NO Trong tầng bình lưu NO, NO2 cũng có phản ứng với gốc OH- để tạo thành 10
  11. NO + OH- ----------------> HNO2 NO2 + OH- ----------------> HNO3 *) Cơ chế hoạt động của NOx trong khí quyển là: Giống như SO2, NOx bay vào khí quyển và được oxy hóa trong những đám mây để hình thành axit nitrit và axit nitrơ. Những ph ản ứng này đ ược xúc tác trong những đám mây bị ô nhiễm nặng nơi mà những nguyên tố ở dạng vết như sắt, mangan, NH3 và H2O2 có mặt. NOx 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 h ọc của nitơ đòi hỏi các phôtôn có bước sóng ở < 169nm và do đó tất cả đều chỉ có th ể xảy ra ở tầng bình lưu. Dưới tác dụng của các tia sóng ngắn (ở <100nm ) có th ể xay ra các phản ứng quang hoá phức tạp với sự tạo thành nguyên tử nitơ hoạt hoá nh ư sau: N2  hv  N2+ + e- → → N2+ + O2  NO+ + NO → NO+ + e-  N + O → Trong khí quyển NO xuất hiện do quá trình ôxy hoá N2 và O2 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): N2 + O2  phóngQ , t cao điện  → → 2NO ở tầng bình lưu: NO được sinh ra do N2O hấp thụ các tia tử ngoại sóng ngắn hoặc bị phân ly bởi nguyên tử ôxy hoạt hoá: N2O  hv  → → NO + N N2O + O  2NO → ( Hoặc có thể là: N2O + O  → N2 + O2 ) 11
  12. 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 + O2  → 2NO2 nhưng với các chất có tính ôxy hoá mạnh như O 3, HO2-, hoặc gốc RO2-.. .. thì NO dễ dàng chuyển thành NO2: NO + O3 → NO2 + O2  NO + HO2-  → NO2 + OH NO cũng có thể tham gia phản ứng liên kết với gốc OH: NO + OH  → HNO2 Sau đó HNO2 sẽ tiếp tục phản ứng, tan trong nước mưa rơi xuống tầng đối lưu, gây tổn thất NO trong khí quyển. NO2 rất bền với phản ứng quang hoá, chỉ ở bước sóng ở ≤ 395nm nó mới có thể bị phân ly thành NO và O2 theo các phản ưng sau: NO2 + hớ  v<398nm  → → NO + O* NO2 + hớ  v>430nm  NO2* hoạt hoá → → Nói chung trong khí quyển, NOx 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 lo ạt các ph ản ứng vô cơ, hữu cơ, tạo khói quang hoá trong khí quyển: O + O2 + M  → O3 + M NO + O3 → NO2 + O2  NO2 + O3 → NO3* + O2  NO2 + O → NO + O2  NO2 + O + M  → NO3* + M NO2 + NO3* → N2O5  NO + NO3 → 2NO2  O + NO + M  → NO2 + M Cuối cùng các phản ứng sẽ kết thúc khi NO 2 phản ứng với gốc OH cho HNO3 hoặc với một số các chất hoạt tính để tạo thành HNO 3, HO2.NO2 và peroxyacetylnitrate (PAN), là nhữnh chất gây ăn mòn mạnh, một phần tan trong nước và theo mưa rơi xuống tầng bình lưu: 12
  13. NO2 + OH  → HNO3 NO2 + HO2  → HO2.NO2 NO2 + R-C( O )O2  → R-C( O )-O-O-NO2 3NO2 + H2O  → 2HNO3 + NO Điều đó chứng tỏ rằng cùng với khói quang hoá, HNO3 là nguyên nhân làm giảm tạm thời NO2 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, N2O từ hoạt động vi sinh vật trong đất đi vào khí quyển như sau: 13
  14. h√ N2O ------------> N2 + [O] [O] N2O ------------> 2NO O3 O2 O2 HNO2 - ------------> + + OH NO2 NO OH- ---------------------> HNO3 Máy bay siêu âm ---------> NO Tầng bình lưu ------------------------------------------------------------------------ Tầng đối lưu Mưa---------- axit Mặt đất N2O 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 ho ặc trong khí th ải các nhà máy sản xuất PVC, nhà máy đốt phế thải PVC và của các nhà máy phân lân 14
  15. 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, b ản thân cây đã m ở 15
  16. cửa cho bất kỳ loại bệnh xâm nhập. Do lá cây bị phá huỷ, cây không s ản xu ất 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 b ệnh, 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 b ị 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 m ầm non cây cối bị mềm rũ như hơ lửa, nặng thì có thể bị ch ết khô. Nh ẹ thì gi ảm 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 ph ơi 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 v ật h ữu 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 tr ường quá 16
  17. chua khoáng sét biến thành hydrargilit và SiO2 thứ sinh. Đất thật sự mất khả năng sản 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, đ ất 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 Nồng độ ion nhôm hòa tan tăng lên cũng có nh ững ảnh h ưởng gián tiếp tới thực vật. I on nhôm được giải phóng có th ể bao b ọc l ấy nh ững ion phôtpho dinh dưỡng c ần thi ết (d ạng nhôm ph ốt phát) và làm gi ảm kh ả năng hấp thụ photphat của thực v ật. Hàm l ượng photphat gi ảm xu ống còn do quá trình phân hu ỷ trong đ ất ch ậm l ại trong đi ều ki ện môi tr ường axit. Cùng với photphát, các ch ất dinh d ưỡng vi l ượng quan tr ọng khác nh ư: molipđen, Bo, Se cũng gi ảm kh ả năng đi t ới th ực v ật do đ ất b ị axit hóa. 17
  18. 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 h ấp th ụ hầu hết nitơ được lắng đọng vào đất. Nếu nitơ được lắng đọng dưới dạng axit nitric (HNO3), thực vật sẽ hấp thụ ion nitrat (NO 3-) và giải phóng ion âm khác (quá trình trao đổi chất), thường là OH-, HCO3-, 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 s ẽ b ị lọc ra và không xảy ra quá trình trung hòa. Trong trường hợp này s ự l ắng đ ọng là quá trình axit hóa. Điều này cũng có thể xảy ra khi hoạt tính c ủa h ệ 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. 18
  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 th ể đi vào các h ồ. M ột s ố chất hóa học tồn tại dưới dạng các hạt bụi khô trong khí quy ển, 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 s ố n ơi x ảy 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 th ời đi ểm cho sự sinh sản. Sự thay đổi đột ngột của độ pH là rất nguy hi ểm b ởi axit có thể làm biến dạng những cơ thể còn non. Nhìn chung, nh ững cơ th ể non c ủa hầu hết các loài nhạy cảm hơn những cá th ể lớn h ơn. Nh ưng không ph ải t ất 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. Số lượng các thể Động vật thân mềm Con trai 19
  20. 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 đ ổi ch ất của cá trong việc hấp thụ oxy, muối và chất dinh dưỡng. Đối với cá n ước 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 th ụ oxy. Tương tự, độ pH thấp sẽ làm mất cân bằng muối trong t ế bào cá. M ức 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 y ếu. Thi ếu canxi dẫn t ới 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 h ơn. Đó ch ủ y ếu 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 ph ụ thuộc m ột cách trực tiếp vào sự axit hóa (độ pH thấp hay nồng đ ộ cao c ủa ion nhôm hòa tan), nhưng có một ảnh hưởng gián tiếp đến sự biến mất của các loài cá. S ự 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 ch ịu những áp l ực trong việc kiếm mồi, trong khi đó, các loài chim ăn côn trùng kiếm ăn dễ dàng hơn. 20

Có Thể Bạn Muốn Download

Đồng bộ tài khoản