Mưa axit là gì? Giải mã các tác nhân gây ra hiện tượng mưa acid

Tìm hiểu mưa axit là gì để biết rõ về hiện tượng dựa theo giải thích khoa học. Con người cũng là một trong những tác nhân gây ra thảm họa này và phải chịu hậu quả nghiêm trọng. Hiểu rõ các tác động tiêu cực và cách phòng tránh giúp hạn chế ảnh hưởng tối đa đến cuộc sống, môi trường và chính chúng ta.

Mưa axit là gì?

Mưa axit (acid) là kiểu mưa nhưng nước có độ pH thấp hơn 5.6. Nói cách khác, nước từ trên trời đổ xuống có tính axit.

Bình thường, nước mưa sạch đạt độ pH trung tính, tuy nhiên, khi bị lẫm những phân tử axit, chỉ số này giảm xuống ngưỡng nguy hiểm. Ngoài ra, những chất này còn hòa tan nhiều phân tử kim loại trong không khí, khiến chúng còn độc hại hơn.

Chất gây mưa axit là khí thải SO2, NO, NO2… Chúng được sinh ra trong quá trình sản xuất công nghiệp, hóa chất, giao thông, khai thác than đá và các hoạt động khác của con người.

Trận mưa đầu tiên xuất hiện năm 1948 tại Thụy Điển. Thuật ngữ này đã được Robert Angus Smith (nhà hóa học người Scotland) đưa ra năm 1972. Tại Việt Nam, hiện tượng này bắt đầu được quan tâm khoảng năm 1990.

Lần mưa axit đầu tiên được ghi nhận là tại Cà Mau năm 1998 (tìm hiểu khí hậu ở Cà Mau hiện nay để có được thông tin mới nhất về hiện tượng cực đoan này).

Càng ngày, nó càng xảy ra nghiêm trọng với tuần suất lớn hơn, tác hại nhiều hơn. Đặc biệt là những khu vực gần các khu chế xuất, sản xuất công nghiệp lớn tại Bình Dương, TP HCM, TP Thủ Đức, Cần Thơ, Hà Nội, Hải Phòng,…

Khu vực thường xảy ra hiện tượng này thuộc Đông Âu, các quốc gia từ Ba Lan về phía Bắc và Scandinavia. Những tiểu bang nằm ở phía Đông Hoa Kỳ và Đông Nam Canada cũng thường xuyên chịu ảnh hưởng nặng nề. Tại Đông Nam Á, thường xuyên bắt gặp mưa axit tại bờ biển Đông Nam Trung Quốc và Đài Loan.

Quá trình hình thành mưa axit diễn ra như thế nào?

Mưa axit bắt nguồn từ sự ngưng tụ axit trong nước trên các đám mây với thành phần chủ yếu là nitơ (N) và lưu huỳnh (S). Tìm hiểu quá trình gây mưa acid là gì cần xác định từ nguồn gốc các loại khí độc.

Trong thành phần khí đốt tự nhiên có hàm lượng S cao. Trong không khí tồn tại sẵn N. Quá trình đốt sẽ sản sinh ra lưu huỳnh dioxide (SO2) và nitơ dioxide (NO2).

Đây là các chất ảnh hưởng đến chỉ số chất lượng không khí (AQI), một khi có thông báo AQI cao thì khả năng xuất hiện mưa axit cũng tăng lên.

Chúng hòa tan với lượng hơi nước có trong không khí từ quá trình bay hơi để tạo thành hợp chất acid sunfuric (H2SO4) và acid nitric (HNO3). Lượng axit này tiếp tục lẫn vào nước mưa khiến độ pH giảm.

Do tính axit cao nên nước từ các trận mưa này tiếp tục hòa tan bụi và các oxit kim loại. Điều này khiến lượng chất độc hại tăng cao trong nước mưa, ảnh hưởng đến cây trồng, vật nuôi, con người…

Tác nhân chủ yếu gây mưa axit là gì?

Tác nhân gây mưa axit chủ yếu là do lượng khí thải chứa thành phần Nitơ và Lưu huỳnh. Chúng có thể bay rất cao lên tầng khí quyển phía trên, kết hợp cùng các chất khác để tạo thành các cơn mưa Lượng khí thải này sinh ra do cả con người và yếu tố tự nhiên. Cụ thể:

Các hoạt động của con người khiến lượng khí thải tăng cao

Nguyên nhân gây mưa axit do con người là chủ yếu. Các hoạt động như:

• Sản xuất công nghiệp với số lượng nhà máy lớn mọc lên đào thải ra môi trường nhiều loại hóa chất. Những nhà máy nhiệt điện, lọc dầu, luyện kim… đốt nhiên liệu hóa thạch khiến lượng lớn sulfur dioxide và nitơ oxit thải vào bầu khí quyển.
• Các phương tiện giao thông: Quá trình đốt nhiên liệu từ xăng dầu sinh ra khí thải. Sự gia tăng các phương tiện và ảnh hưởng của đô thị hóa không chỉ làm nặng thêm áp lực đến hệ thống cơ sở hạ tầng mà còn ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng không khí. Các hiện tượng thời tiết cực đoan cũng vì thế ngày càng tiến triển mạnh mẽ và khó kiểm soát.

Sự thay đổi của tự nhiên qua từng ngày

Các yếu tố tự nhiên thay đổi cũng là yếu tố gây nên tình trạng này. Cụ thể như việc thời tiết nắng nóng khô hạn gây nên cháy rừng sinh khí độc. Sự phun trào của các núi lửa ở Việt Nam hay sấm sét trong cơn mưa dông…

Tùy vào việc các chất này lắng đọng khô hay ướt mà sinh ra các hợp chất như khí ga hay mưa axit, tuyết, sương mù. Mỗi hình thái biểu hiện khác nhau nhưng đều để lại những hậu quả nghiêm trọng.

Hậu quả của mưa axit đến con người, môi trường, cơ sở hạ tầng

Tác hại của mưa axit là cực kỳ nghiêm trọng đến cả con người, môi trường. Đây là nguyên nhân gây nhiều bệnh lý, ô nhiễm đất, nước, không khí…

Tác động xấu đến sức khỏe và sinh hoạt con người

Đầu tiên, hiện tượng mưa axit ảnh hưởng đến sức khỏe con người và các sinh vật trên trái đất. Các mặt tác động có thể được liệt kê bao gồm:

• Nước mưa chứa chất độc hại dính vào da dẫn đến dị ứng, mẩn ngứa, gây nên nhiều bệnh lý ngoài da.
• Phản ứng với các hợp chất trong tự nhiên tạo chất độc hại thấm vào đất và nguồn nước. Từ đó xâm nhập vào chuỗi thực phẩm, thức ăn, Con người sử dụng nguồn nước, lương thực lâu dài sẽ ảnh hưởng đến hệ tiêu hóa, thần kinh, tổn thương não bộ và nghiêm trọng có thể gây tử vong.
• Lượng sulfur dioxide trong không khí kích thích đường hô hấp, cổ họng, mũi, mắt khi hít phải. Từ đó dẫn đến nhiều vấn đề liên quan hô hấp, các bệnh lý như hen suyễn, ho…
• Các nhà khoa học nghiên cứu và cho biết, mưa axit ăn mòn nhôm tạo ra các chất liên quan đến bệnh Alzheimer ở con người.

Ảnh hưởng cực xấu đến môi trường

Thảm họa mưa axit cũng khiến môi trường phải đối mặt với nhiều vấn đề nghiêm trọng. Sau những trận mưa, hệ sinh thái bị phá hủy, cây cối chết hàng loạt và nhiều hệ lụy. Tác động của hiện tượng này đến tự nhiên có thể kể đến như:

• Thực vật: Mưa lấy đi toàn bộ các chất dinh dưỡng và giết chết sinh vật có lợi trên bề mặt đất. Điều này khiến cây mất đi sức đề kháng, dễ nhiễm bệnh và chết. Không những rừng, cây ăn quả, cây nông nghiệp, rau màu cũng sẽ bị cháy lá, chết khô.
• Động vật: Các loại động vật nhỏ không thể sinh sống, ảnh hưởng đến chuỗi thức ăn, ảnh hưởng đến cân bằng sinh thái. Thành phần nước mưa ảnh hưởng đến việc duy trì lượng canxi trong cơ thể động vật dưới nước. Từ đó tác động đến khả năng sinh sản, gây ra nhiều biến dị.
• Nguồn nước: Nước mưa có độ pH thấp dẫn vào ao hồ sông suối làm nước nhiễm chua, tác động trực tiếp đến các sinh vật làm chúng suy yếu hoặc bị tiêu diệt hoàn toàn.
• Đất đai: Lượng axit trong nước mưa ngấm xuống đất khiến đất bị nhiễm chua, làm suy thoái nguồn nước ngầm. Các nguyên tố trong đất như calci (Ca), magiê (Mg)… tiếp tục bị hòa tan khiến đất suy thoái, tiếp tục ảnh hưởng đến sự phát triển thực vật.

Mưa axit ăn mòn các công trình xây dựng

Hậu quả của mưa axit còn có thể được nhìn thấy rõ ràng khi làm hư hỏng các tòa nhà, di tích, công trình xây dựng. Thành phần nước mưa chứa axit, khi tiếp xúc lâu dài với sắt thép, đá tự nhiên, da và cao su, bề mặt sơn, bề mặt bê tông… đều khiến bề mặt bị ăn mòn.

Đặc biệt, các bức tượng hay công trình làm bằng thạch cao, đá vôi, cẩm thạch càng bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Nguyên nhân do trong thành phần chúng chứa lượng lớn calci cacbonat, dễ dàng phản ứng với acid trong mưa.

Biện pháp khắc phục mưa axit hiệu quả

Cách khắc phục mưa axit cần dựa vào nguyên nhân hình thành để giảm thiểu tận gốc. Điều quan trọng nhất đó là giảm lượng khí thải, liên quan trực tiếp đến ý thức trong hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, giao thông của con người. Cụ thể:

• Lắp thiết bị khử sunphua tại các nhà máy nhiệt điện, luyện kim…
• Khi sử dụng than đá làm chất đốt cần loại bỏ tối đa lượng lưu huỳnh và nitơ.
• Kiểm soát các phương tiện giao thông để hạn chế khí thải.
• Cải tiến động cơ xe máy, ô tô… để đốt hoàn toàn nhiên liệu, giảm khí độc được thải ra môi trường.
• Sử dụng các nguồn năng lượng thân thiện với môi trường như gió, mặt trời, thủy điện…
• Có quy trình xử lý rác thải đạt tiêu chuẩn.

Câu hỏi thường gặp liên quan đến mưa axit

Axit từ trên trời đổ xuống không thường xuyên xuất hiện nhưng gây ra khá nhiều hậu quả. Giải đáp một số câu hỏi liên quan đến hiện tượng này để bạn đọc có thêm hiểu biết.

Phương trình mưa axit là gì?

Hiện tượng mưa acid xảy ra do đốt cháy Lưu huỳnh và Nitơ. Các phương trình liên quan cụ thể được tổng hợp như sau:

Đối với Lưu huỳnh:

• Đốt cháy lưu huỳnh trong không khí sinh ra lưu huỳnh dioxide: S + O2 → SO2;
• Lưu huỳnh dioxide hết hợp các hợp chất gốc hydroxide SO2 + OH- → HOSO2-;
• Hợp chất tiếp tục phản ứng với O2 tạo lưu huỳnh trioxide: HOSO2- + O2 → HO2- + SO3;
• Lưu huỳnh trioxide phản ứng với nước tạo axit H2SO4: SO3(k) + H2O(l) → H2SO4(l);

Đối với Nitơ:

• Đốt cháy Nitơ trong không khí tạo ra Nitơ monoxide: N2 + O2 → 2NO;
• Hợp chất phản ứng với oxi tạo Nitơ dioxide,: 2NO + O2 → 2NO2;
• Nitơ dioxide kết hợp hơi nước trong không khí tạo Axit nitric: 3NO2(k) + H2O(l) → 2HNO3(l) + NO(k);

CO2 có gây mưa axit không?

CO2 cũng là nguyên nhân gây ra hiện tượng mưa axit. Tuy nhiên, lượng chất độc được tạo nên bởi khí CO2 là H2CO3 không bền nên sẽ bị phân hủy ngược thành H2O và Co2 như ban đầu. Vậy nên, hàm lượng H2CO3 cực kỳ thấp.

Mưa axit có độ pH bao nhiêu?

Độ pH của mưa axit là dưới 5.6. Tùy từng khu vực có lượng chất thải với nồng độ khác nhau sẽ tạo thành nước mưa có độ pH khác nhau, có thể thấp hơn nhiều so với mốc này. Chỉ số này càng thấp, ảnh hưởng tiêu cực của hiện tượng này đến con người, môi trường càng cao.

Khí gây ra hiện tượng mưa acid là gì?

Khí gây ra hiện tượng mưa axit chính là SO2 và NO. Khi kết hợp với hơi nước trong không khí sẽ tạo ra axit là HNO3 và H2SO4.

Kết luận

Hiện tượng mưa axit là gì được giải đáp kèm theo phương trình hóa học cụ thể hình thành các hợp chất có hại. Càng ngày, dưới sự tác động của con người, môi trường càng bị biến đổi nghiêm trọng gây nên các hiện tượng cực đoan. Để hạn chế tình trạng kể trên, cần ý thức và sự chung tay của cả cộng đồng và xã hội.