Mưa axit là gì? Nguyên nhân, tác hại, biện pháp khắc phục?

1. Mưa axit là gì? 

Mưa axit, hay lắng đọng axit, là một thuật ngữ rộng bao gồm bất kỳ dạng kết tủa nào có thành phần axit, chẳng hạn như axit sunfuric hoặc axit nitric rơi xuống đất từ ​​bầu khí quyển ở dạng ướt hoặc khô. Điều này có thể bao gồm mưa, tuyết, sương mù, mưa đá hoặc thậm chí là bụi có tính axit.  

Các hình thức lắng đọng axit

– Lắng đọng ướt

Lắng đọng ướt là những gì chúng ta thường nghĩ nhất là mưa axit. Axit sunfuric và axit nitric hình thành trong khí quyển rơi xuống đất trộn lẫn với mưa, tuyết, sương mù hoặc mưa đá.  

– Lắng đọng khô

Các hạt và khí có tính axit cũng có thể lắng đọng từ khí quyển khi không có độ ẩm dưới dạng lắng đọng khô. Các hạt và khí có tính axit có thể nhanh chóng lắng đọng trên bề mặt (các vùng nước, thảm thực vật, tòa nhà) hoặc có thể phản ứng trong quá trình vận chuyển trong khí quyển để tạo thành các hạt lớn hơn có thể gây hại cho sức khỏe con người. Khi axit tích tụ được rửa sạch khỏi bề mặt bởi cơn mưa tiếp theo, nước có tính axit này sẽ chảy qua và xuyên qua mặt đất và có thể gây hại cho thực vật và động vật hoang dã, chẳng hạn như côn trùng và cá.

Lượng axit trong khí quyển lắng đọng xuống trái đất thông qua quá trình lắng đọng khô phụ thuộc vào lượng mưa mà một khu vực nhận được. Ví dụ, ở các khu vực sa mạc, tỷ lệ lắng đọng khô và ướt cao hơn so với khu vực nhận được vài inch mưa mỗi năm.

2. Nguyên nhân của Mưa axit:

Mưa axit xảy ra khi sulfur dioxide (SO₂ ) và nitơ oxit (NO_X ) được thải vào khí quyển và được vận chuyển bởi gió và các luồng không khí. SO₂ và NO_X phản ứng với nước, oxy và các hóa chất khác để tạo thành axit sunfuric và axit nitric. Những thứ này sau đó trộn với nước và các vật liệu khác trước khi rơi xuống đất.

Trong khi một phần nhỏ SO₂ và NO_X gây ra mưa axit là từ các nguồn tự nhiên như núi lửa, thì phần lớn lại đến từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch. Các nguồn chính của SO₂ và NO_X trong khí quyển là:

– Đốt nhiên liệu hóa thạch để tạo ra điện. Hai phần ba SO₂ và một phần tư NO_X trong khí quyển đến từ các máy phát điện.

– Xe cộ và thiết bị hạng nặng.

– Sản xuất, lọc dầu và các ngành công nghiệp khác.

Gió có thể thổi SO₂ và NO_X đi xa và xuyên biên giới khiến mưa axit trở thành vấn đề đối với tất cả mọi người chứ không chỉ những người sống gần các nguồn này. 

3. Tác hại của Mưa axit:

– Ảnh hưởng của mưa axit đối với cá và động vật hoang dã

Các tác động sinh thái của mưa axit được thấy rõ nhất trong môi trường nước, chẳng hạn như suối, hồ và đầm lầy, nơi nó có thể gây hại cho cá và các động vật hoang dã khác. Khi chảy qua đất, nước mưa có tính axit có thể lọc nhôm từ các hạt đất sét và sau đó chảy vào suối và hồ. Càng nhiều axit được đưa vào hệ sinh thái, thì càng nhiều nhôm được giải phóng.

Một số loại thực vật và động vật chịu được nước có tính axit và lượng nhôm vừa phải. Tuy nhiên, một số khác nhạy cảm với axit và sẽ bị mất khi độ pH giảm. Nói chung, con non của hầu hết các loài nhạy cảm với điều kiện môi trường hơn con trưởng thành. Ở pH 5, hầu hết trứng cá không nở được. Ở mức độ pH thấp hơn, một số cá trưởng thành chết. Một số hồ axit không có cá. Ngay cả khi một loài cá hoặc động vật có thể chịu được nước có tính axit vừa phải, thì động vật hoặc thực vật mà nó ăn có thể không. Ví dụ, ếch có độ pH tới hạn khoảng 4, nhưng loài phù du mà chúng ăn nhạy cảm hơn và có thể không tồn tại ở độ pH dưới 5,5.

– Ảnh hưởng của mưa axit đối với thực vật và cây cối

Cây chết hoặc chết khô là cảnh thường thấy ở những vùng bị ảnh hưởng bởi mưa axit. Mưa axit rửa trôi nhôm từ đất. Nhôm đó có thể gây hại cho thực vật cũng như động vật. Mưa axit cũng lấy đi các khoáng chất và chất dinh dưỡng từ đất mà cây cối cần để phát triển. 

Ở độ cao lớn, sương mù và mây có tính axit có thể lấy đi chất dinh dưỡng từ tán lá của cây, khiến chúng có lá và lá kim màu nâu hoặc chết. Khi đó, cây cối ít có khả năng hấp thụ ánh sáng mặt trời hơn, khiến chúng trở nên yếu ớt và ít có khả năng chịu được nhiệt độ đóng băng.

– Khả năng đệm

Nhiều khu rừng, suối và hồ hứng chịu mưa axit không bị ảnh hưởng vì đất ở những khu vực đó có thể đệm mưa axit bằng cách trung hòa độ axit trong nước mưa chảy qua. Khả năng này phụ thuộc vào độ dày và thành phần của đất và loại đá gốc bên dưới nó. Ở những khu vực như vùng núi của Đông Bắc Hoa Kỳ, đất mỏng và không có khả năng trung hòa đầy đủ axit trong nước mưa. Do đó, những khu vực này đặc biệt dễ bị tổn thương và axit và nhôm có thể tích tụ trong đất, suối hoặc hồ.

– Axit hóa từng đợt

Tuyết tan và mưa lớn có thể dẫn đến hiện tượng axit hóa nhiều đợt. Các hồ thường không có nồng độ axit cao có thể tạm thời chịu tác động của mưa axit khi tuyết tan hoặc mưa như trút nước mang theo lượng axit lắng đọng lớn hơn và đất không thể đệm được. Độ axit cao hơn trong thời gian ngắn này (nghĩa là độ pH thấp hơn) có thể dẫn đến căng thẳng ngắn hạn đối với hệ sinh thái nơi nhiều loại sinh vật hoặc loài có thể bị thương hoặc bị giết.

– Ô nhiễm nitơ

Không chỉ tính axit của mưa axit mới có thể gây ra vấn đề. Mưa axit cũng chứa nitơ và điều này có thể ảnh hưởng đến một số hệ sinh thái. Ví dụ, ô nhiễm nitơ ở vùng nước ven biển của chúng ta là một phần nguyên nhân dẫn đến sự suy giảm quần thể cá và động vật có vỏ ở một số khu vực. Ngoài nông nghiệp và nước thải, phần lớn nitơ do hoạt động của con người tạo ra đến các vùng nước ven biển đến từ khí quyển.

– Ảnh hưởng đến sức khỏe con người

Đi bộ trong mưa axit, hoặc thậm chí bơi trong hồ bị ảnh hưởng bởi mưa axit, không nguy hiểm hơn cho con người so với đi bộ trong mưa bình thường hoặc bơi trong hồ không có axit. Tuy nhiên, khi các chất gây ô nhiễm gây mưa axit—SO₂ và NO_X, cũng như các hạt sunfat và nitrat—có trong không khí, chúng có thể gây hại cho con người.

SO₂ và NO_X phản ứng trong khí quyển để tạo thành các hạt sunfat và nitrat mịn mà con người có thể hít vào phổi. Nhiều nghiên cứu khoa học đã chỉ ra mối quan hệ giữa các hạt này và ảnh hưởng đến chức năng tim, chẳng hạn như đau tim dẫn đến tử vong đối với những người có nguy cơ mắc bệnh tim cao và ảnh hưởng đến chức năng phổi, chẳng hạn như khó thở đối với người mắc bệnh hen suyễn.

4. Biện pháp khắc phục Mưa axit:

Mưa axit là một vấn đề nghiêm trọng gây hại cho môi trường, sức khỏe con người và động thực vật. Để khắc phục và giảm thiểu tác động của mưa axit, có một số biện pháp mà các quốc gia và tổ chức có thể thực hiện:

– Kiểm soát khí thải: Mưa axit thường được tạo ra bởi sự tương tác giữa các khí ô nhiễm như hơi nước, khí đioxit lưu huỳnh (SO2) và oxit nitơ (NOx). Kiểm soát khí thải tại các nguồn phát như nhà máy nhiệt điện, xe cộ và các ngành công nghiệp khác có thể giảm thiểu lượng khí thải gây ra mưa axit.

– Sử dụng năng lượng sạch: Chuyển từ sử dụng năng lượng hóa thạch sang năng lượng tái tạo và sạch hơn như năng lượng mặt trời, gió, thủy điện có thể giúp giảm thiểu lượng khí thải gây mưa axit.

– Phát triển phương tiện giao thông sạch: Xe điện, xe hybrid và xe sử dụng nhiên liệu sạch có thể giảm thiểu lượng khí thải gây ra mưa axit trong không khí.

– Kiểm soát nông nghiệp và quản lý rừng: Sử dụng phân bón hợp lý và kiểm soát việc đốt rừng có thể giảm thiểu khí NH3 và NOx trong không khí, giảm nguồn gốc của mưa axit.

– Xử lý khí thải nhà máy: Sử dụng các biện pháp xử lý khí thải như lọc bụi, thiết bị loại bỏ khí SO2 và NOx trong quá trình sản xuất và phát triển có thể giảm thiểu lượng khí thải gây mưa axit từ các nhà máy công nghiệp.

– Quản lý nước: Quản lý nguồn nước một cách hiệu quả để tránh tăng độ axit của nước trong hệ thống môi trường nước ngọt và biển.

– Hợp tác quốc tế: Vấn đề mưa axit cần được giải quyết ở tầm quốc tế thông qua hợp tác giữa các quốc gia để giảm thiểu tác động của nó trên quy mô toàn cầu.

Những biện pháp trên cần được thực hiện cùng nhau và trên nhiều lĩnh vực khác nhau để đảm bảo giảm thiểu tác động của mưa axit và bảo vệ môi trường và sức khỏe con người.

5. Đo mưa axit:

Độ axit và độ kiềm được đo bằng thang đo pH trong đó 7,0 là trung tính. Độ pH của một chất càng thấp (dưới 7) thì càng có tính axit; độ pH của một chất càng cao (lớn hơn 7) thì chất đó càng có tính kiềm. Mưa bình thường có độ pH khoảng 5,6; nó có tính axit nhẹ vì carbon dioxide (CO₂ ) hòa tan vào nó tạo thành axit carbonic yếu. Mưa axit thường có độ pH từ 4,2 đến 4,4.

Các nhà hoạch định chính sách, nhà khoa học nghiên cứu, nhà sinh thái học và nhà lập mô hình dựa vào Mạng Xu hướng Quốc gia (NTN) của Chương trình Lắng đọng Khí quyển Quốc gia (NADP) để đo lường sự lắng đọng ướt. NADP/NTN thu thập mưa axit tại hơn 250 địa điểm giám sát trên khắp Hoa Kỳ, Canada, Alaska, Hawaii và Quần đảo Virgin thuộc Hoa Kỳ. Không giống như lắng đọng ướt, lắng đọng khô rất khó đo lường và tốn kém. Các ước tính lắng đọng khô đối với các chất ô nhiễm nitơ và lưu huỳnh được cung cấp bởi Mạng Xu hướng và Tình trạng Không khí Sạch (CASTNET). Nồng độ không khí được đo bằng CASTNET tại hơn 90 địa điểm.

Khi axit lắng đọng được rửa vào hồ và suối, nó có thể khiến một số nơi chuyển sang axit. Mạng Giám sát Dài hạn (LTM) đo lường và giám sát hóa học nước mặt tại hơn 280 địa điểm để cung cấp thông tin có giá trị về sức khỏe của hệ sinh thái dưới nước và cách các vùng nước phản ứng với những thay đổi về khí thải gây ra axit và lắng đọng axit.