Thảo luận hóa vô cơ Các hiện tượng, hiệu ứng dẫn đến ô nhiễm môi trường và biến đổi khí hậu toàn cầu gồm các nội dung chính như: Khái quát chung về ô nhiễm môi trường, những hiện tượng, hiệu ứng chính gây ô nhiêm môi trường,...Mời các bạn cùng tham khảo!
KHOA HĨA LÝ K Ỹ THU Ậ T BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC ====== ====== THẢO LUẬN HĨA VƠ CƠ Chủ đề: Các hiện tượng, hiệu ứng dẫn đến ơ nhiễm mơi trường và biến đổi khí hậu tồn cầu DANH MỤC HÌNH LỜI MỞ ĐẦU Xã hội lồi người đang tiến gần hơn đến sự phát triển bền vững. Đó là việc phát triển kinh tế hiện đại song song với bảo vệ mơi trường sinh thái. Nhưng thực tế hiện nay, chúng ta vẫn đang phải đối đầu với hàng loạt các vấn đề nghiêm trọng có tính bức thiết tồn cầu như là thiên tai, dịch bệnh, đói nghèo, thất nghiệp, tệ nạn xã hội, khủng hoảng di cư, mơi trường, trong đó ơ nhiễm mơi trường và biến đổi khí hậu là hai vấn đề được quan tâm hàng đầu, làm nóng nghị trường của nhiều quốc gia và các hội nghị quốc tế Từ những năm 70 của thế kỉ trước, người ta bắt đầu để ý đến những tác động của ơ nhiễm mơi trường và biến đổi khí hậu đến sự phát triển bền vững của nhân loại. Các hội nghị, hội thảo với quy mơ khác nhau được tổ chức ra trên tồn Thế giới bàn về ngun nhân, hậu quả cũng như tìm ra các giải pháp giảm thiểu tối đa những tác động của hai vấn đề trên Tuy nhiên, để chạy theo sự phát triển kinh tế và những giá trị khơng có thực, cũng như nhận thức của nhân loại còn hạn chế, người ta đã qn đi rằng phát triển bền vững phải gắn liền với giảm thiểu sự ơ nhiễm mơi trường và chống lại biến đổi khí hậu. Vì lẽ đó những năm gần đây, con người đã và đang phải hứng chịu những hậu quả vơ cùng tàn khốc từ chính những gì chúng ta đã làm. Đó là những siêu bão mạnh nhất trong lịch sử Katrina (USA), Haiyan (Philippines) hay thảm họa kép Nhật Bản năm 2011 làm rò rỉ phóng xạ ở nhà máy điện hạt nhân Fukushima đã để lại hậu quả vơ cùng nghiêm trọng mà con người phải gánh chịu Với những hậu quả tàn khốc đó, chúng ta cần nhìn nhận lại những gì đã làm được và chưa làm được để chung tay xây dựng một Thế giới phát triển bền vững, làm nền tảng cho thế hệ mai sau. Biện pháp thiết thực nhất cần làm ngay bây giờ là triển khai những nghiên cứu chun sâu, đánh giá ngun nhân, biện pháp và cách khắc phục ơ nhiễm mơi trường cũng như biến đổi khí hậu. Phần A: Ơ NHIỄM MỖI TRƯỜNG CHƯƠNG 1: KHÁI QT CHUNG VỀ Ơ NHIỄM MƠI TRƯỜNG 1.1 Khái niệm, phân loại 1.1.1 Khái niệm Dựa trên nhiều cơ sở, quan điểm khác nhau, mỗi quốc gia, mỗi tổ chức lại đưa ra một khái niệm về ơ nhiễm mơi trường cho riêng mình. Do vậy trên Thế giới hiện nay đang tồn tại nhiều khái niệm chưa được xem xét và quy chuẩn một cách thống nhất. Theo một khái niệm đang được dùng phổ biến thì “Ơ nhiễm mơi trường là tình trạng mơi trường bị ơ nhiễm bởi các chất hóa học, sinh học, bức xạ, tiếng ồn, gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người và các cơ thể sống khác” Ở Việt Nam, luật Bảo vệ mơi trường số 55/2014/QH13 của Quốc hội ban hành ngày 23 tháng 06 năm 2014 nêu rõ “Ơ nhiễm mơi trường là sự biến đổi của các thành phần mơi trường khơng phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật mơi trường và tiêu chuẩn mơi trường gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật”. Và theo đó, quy chuẩn kỹ thuật mơi trường là giới hạn của các thơng số về chất lượng mơi trường xung quanh, hàm lượng của các chất gây ơ nhiễm có trong chất thải từ các nguồn khác nhau thải ra làm ảnh hưởng đến mơi trường. 1.1.2 Phân loại Ơ nhiễm mơi trường thường có rất nhiều loại, tuy nhiên người ta thường phân loại ơ nhiễm mơi trường thành các dạng sau: Ơ nhiễm khơng khí Ơ nhiễm đất Ô nhiễm nước Ô nhiễm phóng xạ Ô nhiễm tiếng ồn Ô nhiễm sóng Ô nhiễm ánh sáng 1.2 Thực trạng ơ nhiễm mơi trường hiện nay 1.2.1 Trên Thế giới Hiện nay trên Thế giới, tình trạng ơ nhiễm mơi trường đang diễn ra ở mức đáng báo động. Biểu hiện hùng hồn của nó mà chúng ta đang phải đối mặt hàng ngày đó là chất lượng khơng khí đang ở mức rất thấp. Tiêu biểu Bắc Kinh (Trung Quốc), chất lượng khơng khí được xếp mức báo động cấp 2 trong thang 4 cấp mà theo đó chỉ số PM 2.5 (nồng độ hạt bụi phân tử) đây đã đạt ngưỡng 500 trong khi 300 đã được coi là rất nguy hiểm. Đó còn chưa kể đến nồng độ của các khí thải độc hại cũng ở mức cực kì nguy hiểm Hình 1.1: Ơ nhiễm khơng khí ở Bắc Kinh (Trung Quốc) Ơ nhiễm mơi trường đất, nước cũng đang là thách thức lớn đối với tồn cầu. Theo đánh giá của các nhà khoa học thì đến năm 2050, một nửa dân số trên tồn Thế giới sẽ thiếu nước sạch sinh hoạt, đặc biệt là Châu Phi, Trung Đông Những bãi rác thải rắn, những con sông ô nhiễm với chỉ số kim loại nặng, chỉ số chất thải hữu cơ vô cùng lớn xuất hiện càng nhiều như sơng Hằng (Ấn Độ), sơng Hồng Hà (Trung Quốc), sơng Catirum (Indonesia), Cùng với đó là là sự ơ nhiễm trên biển bắt nguồn từ chính các con sơng cũng như những tại nạn hàng hải làm tràn dầu ra biển làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái, tuyệt chủng nhiều loại động thực vật q hiếm Ngồi những biểu hiện trên, trong thời đại ngày nay, tồn cầu còn đang phải đối mặt với một loại ơ nhiễm mơi trường khác đó là ơ nhiễm phóng xạ. Hẳn Thế giới vẫn chưa qn thảm họa hạt nhân Chernobyl (Liên Xơ, năm 1986) hay vụ nổ nhà máy điện hạt nhân Fukushima 1 (Nhật Bản, năm 2011). Chúng ảnh hưởng trực tiếp và tức thì đến sức khỏe của con người và các loại sinh vật, để lại những hậu quả nặng nề cho nhiều thế hệ, đòi hỏi khắc phục trong một thời gian rất dài 1.2.2 Tại Việt Nam Ở Việt Nam, ơ nhiễm mơi trường tập trung trên 3 loại chính là ơ nhiễm đất, ơ nhiễm nước và ơ nhiễm khơng khí. Theo đánh giá mới đây của Ngân hàng Thế giới tại Việt Nam, với 59 điểm trong bảng xếp hạng số hiệu quả hoạt động mơi trường, Việt Nam đứng thứ 85/163 nước được xếp hạng. Còn theo kết quả nghiên cứu khác vừa qua tại Diễn đàn Kinh tế Thế giới Davos, Việt Nam nằm trong số 10 quốc gia có chất lượng khơng khí thấp và ảnh hưởng nhiều nhất đến sức khỏe Những biểu hiện cho ơ nhiễm mơi trường ở Việt Nam phải kể đến số lượng rác thải sinh hoạt, rác thải y tế, rác thải cơng nghiệp chưa qua phân loại và tái chế tăng từng ngày. Việt Nam còn được mệnh danh là bãi rác cơng nghệ của Thế giới. Nước thải sinh hoạt, cơng nghiệp chưa qua xử lí xả thải trực tiếp ra mơi trường làm chết nhiều dòng sơng như: Thị Vải (Đồng Nai), sơng Tơ Lịch (Hà Nội), sơng Cầu (Thái Ngun), Bên cạnh đó, với tốc độ đơ thị hóa chóng mặt và sự tăng nhanh về số lượng của các phương tiện giao thơng khiến bụi mặt đường, khói thải phương tiện ngày càng nhiều và khó có biện pháp xử lí và khắc phục kịp thời Hình 1.2: Một khúc sơng ơ nhiễm Thị Vải (Đồng Nai) CHƯƠNG 2: NHỮNG HIỆN TƯỢNG, HIỆU ỨNG CHÍNH GÂY Ơ NHIÊM MƠI TRƯỜNG 2.1 Hiện tượng phát thải khí gây ơ nhiễm mơi trường khơng khí 2.1.1 Thành phần khơng khí tự nhiên và tiêu chuẩn khơng khí an tồn của Việt Nam Mơi trường khơng khí hay còn gọi là khí quyển Trái đất là lớp chất khí bao quanh hành tinh Trái đất và được giữ lại bởi lực hấp dẫn của Trái đất. Thành phần theo thể tích gồm có: Nitơ (N2, 78,1%), Ơxy (O2, 20,9%), Agon (Ar, 0,9%), Cacbonic (CO2, 0,035%), hơi nước (H2O) và một số chất khí khác. Bầu khí quyển bảo vệ sự sống trên Trái đất bằng cách hấp thụ các bức xạ tia cực tím của Mặt Trời và tạo ra sự thay đổi nhiệt độ giữa ngày và đêm. Vì những lí do khác nhau, thành phần của chúng đang có sự thay đổi theo chiều hướng tiêu cực, ảnh hưởng trực tiếp đến cuộc sống của con người và các sinh vật khác trên Trái Đất 2.1.2 Một số khí phát thải chính Cùng với sự phát triển của nền cơng nghiệp Thế giới, đi kèm với sự tăng nhanh về số lượng các khu cơng nghiệp, khu chế xuất, nhà máy, xí nghiệp, các phương tiện giao thơng, là sự tăng lên về số lượng các khí thải độc hại thải ra mơi trường mỗi ngày. Phải kể đến những kẻ thù số một gây ơ nhiễm mơi trường khơng khí như: CO, CO 2, SO2, NOx, O3, khí thải hữu cơ và bụi Hình 2.1: Một khu cơng nghiệp phát thải khí gây ơ nhiễm mơi trường Ngồi ra, một số hoạt động của tự nhiên cũng là ngun nhân gây phát thải khí làm ảnh hưởng mơi trường như sự phân giải kị khí của sinh vật, núi lửa phun trào, 2.1.2.1 Khí CO2 (Cacbonic) CO2 với hàm lượng 0,035% trong khí quyển là ngun liệu cho q trình quang hợp để sản xuất năng suất sinh học sơ cấp ở cây xanh. Thơng thường, lượng CO2 sản sinh một cách tự nhiên (núi lửa phun trào, hoạt 10 động hơ hấp của các sinh vật hiếu khí, ) cân bằng với lượng CO 2 được sử dụng cho quang hợp. Ví dụ như: con người hít vào khí O2 và thở ra khí CO2, cây xanh lấy CO2 từ mơi trường kết hợp với nước để tổng hợp thành đường: 6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6O2 + 6H2O Hai loại hoạt động của con người là đốt nhiên liệu hố thạch (tăng nguồn phát sinh nhân tạo CO2) và phá rừng (giảm nguồn tiêu thụ tự nhiên CO2) đã làm cho q trình trên mất cân bằng khiến lượng khí CO 2 trong khơng khí ngày càng tăng lên qua từng năm Hình 2.2: Những cánh rừng bị tàn phá Phương trình đốt cháy nhiên liệu: Hidrocacbon + O2 CO2 + H2O 2.1.2.2 Khí Dioxit sunfua (SO2) 34 Hình 5.2.2: Các tia bức xạ UV 5.2.3 Ngun nhân gây thủng tầng ozon Ngun nhân đầu tiên có thể kể tới có liên quan tới việc sản xuất và sử dụng tủ lạnh trên thế giới Tủ lạnh có thể làm lạnh và bảo quản thực phẩm được lâu là vì trong hệ thống ống dẫn khép kín phía sau tủ lạnh có chứa loại dung dịch freon thể lỏng (thường gọi là "gas"). Freon là tên gọi chung của những hợp chất CFC (cloflocacbon), như CCl2F2, CCl3, … Nhờ có dịch hố học này tủ lạnh mới làm lạnh được. Dung dịch freon có thể bay hơi thành thể khí. Khi chuyển sang thể khí, freon bốc thẳng lên tầng ozon trong khí quyển Trái Đất và phá vỡ kết cấu của nó, làm giảm nồng độ khí ozon 35 Khi CFC đến được tầng bình lưu, dưới tác dụng của tia cực tím nó bị phân hủy tạo ra Clo ngun tử, và Clo ngun tử có tác dụng như một chất xúc tác để phân hủy ozon.Các phân tử Cl, F, Br của CFC và halon được biến đổi thành các ngun tử (gốc) tự do hoạt tính nhờ các phản ứng quang hố: CFCl3 + hv = CFCl2 + Cl CFCl2 + hv = CFCl + Cl Sau đó, các ngun tử Cl, F, Br tác dụng huỷ diệt O3 theo phản ứng: Hình 5.2.3: Q trình phân hủy ozon N2O được tạo ra bằng cách sản xuất phân bón nitơ hay xử lí nước thải, 1/3 tổng lượng N2O thải vào khí quyển là từ những hoạt động của con người như đốt cháy ngun liệu hóa thạch, sử dụng phân bón gốc nitơ, vận hành các nhà máy xử lí nước thải hay các quy trình cơng nghiệp khác liên quan đến nitơ. Việc xả khói bụi chất hóa học (cacbon monoxide, sulfur dioxide) vào bầu khơng khí cũng gây ảnh hưởng xấu đến tầng ozon 36 Khói thốt ra trong các vụ phóng tên lửa có thể bào mòn tầng ozon, tạo điều kiện cho các tia tử ngoại có hại từ Mặt Trời xâm nhập vào Trái Đất. Khi phóng các tên lửa dùng nhiên liệu rắn, chúng thải trực tiếp khí Clo ra tầng bình lưu. Tại đây Clo phản ứng với Oxy để tạo ra Clo oxit chất có khả năng hủy diệt Ozon Qua đó chúng ta thấy rằng, tầng ozon bị thủng chính là do các chất khí thuộc dạng freon, các hố chất, khí thải cơng nghiệp gây nên, chúng khơng tự có trong thiên nhiên mà do con người tạo ra. Rõ ràng, con người là thủ phạm làm thủng tầng ozon, đe doạ sức khoẻ của chính mình và của tồn bộ sinh vật sống trên hành tinh này. 5.2.4. Hiện trạng tầng ozon trong khí quyển Từ những năm 1980, lỗ thủng tại vùng Nam Cực đã ngày một rộng ra do lượng khí CFC thải ra q nhiều Con người bắt đầu tiến hành đo đạc tầng ozon từ các trạm trên mặt đất vào năm 1956 vịnh Halley, Nam cực. Và các số liệu đo đạc về diện tích của lỗ thủng từ năm 1979 đến nay: Năm 1979: Việc đo lỗ thủng tầng ozon bằng vệ tinh lần đầu tiên được NASA thực hiện Năm 1998: Lỗ thủng lớn che phủ 10,5 triệu dặm vng vào tháng 9 năm 1998. Đó là kích thước lớn kỷ lục trước năm 2000 Năm 2005: Lỗ thủng ở tầng ozon phía trên Cực Nam xuất hiện lớn hơn năm ngối nhưng vẫn nhỏ hơn năm 2003. Lỗ thủng năm 2005 che phủ 37 khoảng 10 triệu dặm vng. Theo số liệu về thời tiết của Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO) cho thấy mùa đơng 2005 ấm hơn năm 2003, nhưng lạnh hơn năm 2004. Kích thước lỗ thủng năm 2005 gần mức trung bình năm 19952004. Lỗ thủng này lớn hơn năm 2004, nhỏ hơn năm 2003 Năm 2011 Tổ chức Khí tượng thế giới (WMO) cho biết lượng ozon trong tầng bình lưu tại Bắc cực đã giảm 80% và trở nên mỏng đến nỗi có thể gọi là “lỗ thủng tầng ozon” như tại Nam cực. Như vậy, các vùng Bắc cực như Scandinavia, Greenland và Siberia sẽ phải nhận thêm một lượng tia cực tím nhiều hơn từ Mặt Trời 5.2.5. Hậu quả của sự suy thối tầng ozon Thủng tầng ozon, một lượng lớn tia tử ngoại sẽ chiếu thẳng xuống Trái Đất. Con người và động thực vật phải gánh chịu những hậu quả nặng nề sau: Phá hủy hệ thống miễn dịch của cơ thể người và động vật, làm tăng khả năng mắc bệnh cho con người và động vật, đó chính là bệnh ung thư Ngồi ung thư, tia tử ngoại còn gây bệnh đục thủy tinh thể, mắt sẽ bị lão hóa và mù lòa. Các tia bức xạ cực tím có năng lượng cao được hấp thụ bởi ozon được cơng nhận chung là một yếu tố tham gia tạo các khối u ác tính(ung thư da) Hủy hoại các sinh vật nhỏ Làm mất cân bằng hệ sinh thái động thực vật biển: hơn 30% lượng đạm động vật cung cấp cho con người được lấy từ biển nên bất kỳ sự thay đổi nào của lượng UVB cũng ảnh hưởng sự phát triển của hệ sinh thái 38 biển. Tia tử ngoại UVB tăng lên có thể làm giảm khối lượng các sinh vật phù dunguồn thức ăn của nhiều lồi sinh vật biển. Sự tăng lên của tia UV B cũng có ảnh hưởng nghiêm trọng sự sinh trưởng của các lồi cá, tơm, cua và nhiều sinh vật khác, chủ yếu là giảm khả năng sinh sản của chúng. Bức xạ UVB tăng cũng làm thay đổi thành phần các lồi Làm giảm chất lượng khơng khí: Suy giảm tầng ozon làm tăng lượng bức xạ tử ngoại UVB đến mặt đất và làm tăng các phản ứng hóa học dẫn tới ơ nhiễm khí quyển. Bức xạ tử ngoại UVB kích thích tạo thành các phân tử có tác động hóa học mạnh, nhanh chóng tác dụng với các chất khác tạo thành các chất ơ nhiễm mới Ở thực vật: Vì q trình phát triển của cây trồng phụ thuộc rất nhiều vào tia tử ngoại nên khi tăng tia tử ngoại UVB có thể tác động các vi sinh vật trong đất, làm giảm năng suất lúa và của một số loại cây trồng khác Sự tăng tia UVB có thể làm giảm khả năng chịu đựng của cây trồng, nếu chiếu tia tử ngoại với liều cao vào ngơ, lúa thì năng suất sẽ kém, chất lượng cũng giảm sút Tác động đến các loại vật liệu: Bức xạ tử ngoại tăng làm giảm nhanh tuổi thọ của các vật liệu, làm chúng mất đi độ bền chắc Sự phá hủy tầng ozon còn gây ra sự biến đổi về mặt khí hậu bởi lẽ tình trạng gia tăng tia tử ngoại cũng góp phần vào việc tăng cường hiệu ứng nhà kính. 5.2.6. Ngăn chặn sự suy thối của tầng ozon 39 Để ngăn chặn sự suy thối của tầng ozon, những chính sách cụ thể cần được đưa ra thực hiện như: Khuyến khích hạn chế sử dụng lượng hạt nhân, bước nghiên cứu sử dụng năng lượng sạch như: năng lượng Mặt Trời, năng lượng gió, sóng biển… Xử lý ơ nhiễm cục bộ trong từng khu cơng nghiệp, từng nhà máy, từng cơng đoạn sản xuất riêng biệt để giảm thiểu các loại bụi và khí độc hại vào bầu khí quyển 40 Giáo dục, tư vấn, tun truyền, vận động và hỗ trợ để các doanh nghiệp vừa và nhỏ cải tiến cơng nghệ nhằm loại trừ và ngăn chặn các hoạt động có ảnh hưởng xấu đến tầng ozon, làm cho họ hiểu bảo vệ mơi trường – bảo vệ tầng ozon là bảo vệ cuộc sống của chính họ Tự bảo vệ mình khỏi sự tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng. Che chắn da, đeo kính râm, đội mũ nón khi đi ra ngồi nắng Giảm ơ nhiễm khơng khí do xe cộ và các thiết bị khác khi hoạt động xả khí thải vào mơi trường. Tiết kiệm năng lượng, tiết kiệm nước trong sinh hoạt và làm việc Sử dụng ánh sáng tự nhiên trong nhà và nơi làm việc nếu có thể Tận dụng phương tiện giao thơng cơng cộng hơn là dùng xe máy cá nhân hoặc taxi nếu có thể. Thỉnh thoảng đi xe đạp hoặc đi bộ đến nơi làm việc Giảm dùng các bao bì bằng nhựa xốp. Nếu có sẵn, nên tận dụng nhiều lần Bạn hãy vận động gia đình, bè bạn cùng làm như bạn. Chúng ta sẽ có một cuộc sống “xanh” hơn. Nếu cả thế giới chung tay làm những điều này, sẽ tạo ra mơi trường xanh và sạch cho tất cả mọi người 5.3 Hiện tượng mưa axit 5.3.1. Khái niệm 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 41 Hình 5.1: Một cánh rừng thơng của Czech bị hủy hoại bởi mưa axit 5.3.2 Ngun nhân Ngun nhân chủ yếu là các loại oxit nito (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). Ngồi ra còn một số ngun nhân dẫn đến hiện tượng mưa axit trong tự nhiên như những vụ phun trào của núi lửa, hay các đám cháy… Tuy nhiên ngun nhân chủ yếu vẫn bắt nguồn từ các hoạt động của con người. Chỉ trong năm 1977, nước Mĩ đã thải vào bầu khí quyển 31 triệu tấn oxit sulfur và 22 triệu tấn oxit nito. Điều này có nghĩa là khoảng 500 kg/ 1 người. 80% oxit sulfur là do hoạt động của các thiết bị tạo năng lượng, 15% là do hoạt động đốt cháy của các ngành cơng 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 nhau. 5.3.2 Q trình hình thành mưa axit 42 Đối với SO2 pha khí: Ở pha khí có nhiều phản ứng khác nhau để chuyển đổi SO 2 thành acid sulfuric. Một trong những phản ứng đó là phản ứng quang oxy hóa SO2 bởi tia UV. Tuy nhiên, phản ứng này đóng góp một phần khơng quan trọng vào việc tạo Ở thành acid sulfuric. Loại phản ứng thứ hai là q trình oxy hóa SO2 bởi oxygen trong khí quyển, phản ứng diễn ra như sau: SO2 + O2 > 2 SO3 (1) SO3 + H2O > H2SO4 (2) Phản ứng số 2 xảy ra với tốc độ nhanh, trong khi phản ứng số 1 xảy ra rất chậm, do đó loại phản ứng số 2 này cũng đóng vai trò khơng quan trọng trong việc chuyển đổi SO2 thành acid sulfuric. Một số phản ứng khác cũng đóng vai trò khơng quan trọng trong việc chuyển đổi SO2 thành acid sulfuric bao gồm phản ứng oxy hóa bởi sản phẩm của phản ứng alkene ozone, oxy hóa bởi phản ứng của các chất NxOy, oxy hóa bởi gốc peroxy Chỉ có loại phản ứng sau đây đóng vai trò quan trong trong vi ̣ ệc chuyển đổi SO2 thành acid sulfuric, phản ứng diễn ra như sau: HO + SO2(+M) > HOSO2(+M) Phản ứng này diễn ra với tốc độ rất nhanh, gốc hydroxy cần cho phản ứng được tạo ra bởi quá trình phân hủy quang học ozone Ở pha lỏng: Ở pha lỏng SO2 tồn tại ở 3 dạng: [S(IV) > [SO2 (aq)] + [HSO3] + [SO32] Quá trình phân ly diễn ra như sau: SO2 (aq)>H+ + HSO3 HSO3 (aq) > H+ + SO32 43 Việc thiết lập cân bằng 2 phương trình trên phụ thuộc vào pH, kích thước các hạt nước, "hệ số liên kết" giữa nước và SO2 Phản ứng oxy hóa SO2 ở pha lỏng nhờ vào các xúc tác kim loại như ion Fe3+, Mn2+ hoặc kết hợp của 2 ion trên. Tuy nhiên, phản ứng oxy hóa SO2 bởi ozone quan trọng hơn vì nó khơng cần xúc tác và hàm lượng ozone trong khí quyển cao hơn hàm lượng oxy ngun tử trong khí quyển. Q trình oxy hóa SO2 pha lỏng chiếm ưu thế nhất là q trình oxy hóa bởi hydrogen peroxide, phản ứng này tạo nên một chất trung gian (A), có thể là peroxymonosulfurous acid ion, phản ứng diễn ra như sau: HSO3 + H2O2 > A + H2O A + H+ > H2SO4 Đối với NOx: Ở pha khí: Việc tạo thành acid nitric chủ yếu nhờ vào phản ứng của gốc hydroxy, gốc này có hoạt tính cao và hiện diện nhiều trong khí quyển. Phản ứng diễn ra như sau: HO + NO2(+M) > HONO2(+M) Ở pha lỏng: Có 3 loại phản ứng đóng vai trò tương đương nhau trong việc chuyển hóa NOx thành acid nitric 2NO2 (g) + H2O (L) > 2 H+ + NO3 + NO2 NO (g) + NO2 (g) + H2O (L) > 2H+ + 2NO2 3NO2 (g)+ H2O (L) > 2H+ + 2NO3 + NO (g) Ba loại phản ứng này phụ thuộc vào áp suất riêng phần của NOx hiện diện trong khí quyển và độ hòa tan rất thấp của NOx trong nước. Các phản ứng trên có thể tăng tốc độ với sự hiện diện của các chất xúc tác kim loại như Fe3+, Mn2+ 44 5.3.3 Ảnh hưởng của mưa axit 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 trơi các chất dinh dưỡng trên mặt đất và mang các kim loại độc xuống ao hồ. Ngồi ra vào mùa xn 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 Xn. Các thủy sinh vật khơng đủ thời gian để thích ứng với sự thay đổi này. Thêm vào đó mùa Xn là mùa nhiều lồi đẻ trứng và một số lồi khác sống trên cạn cũng đẻ trứng và ấu trùng của nó sống trong nước trong một thời gian dài, do đó các lồi 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 lồi cá nước ngọt acid sulfuric ảnh hưởng đến q trình cân bằng muối và khống 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 trơi 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 mơi trường pH thấp đến 45 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. Các ảnh hưởng của pH đến hệ thủy sinh vật có thể tóm tắt như sau 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 khơng thể sinh sản được trong mơi trường acid Bạn có biết theo tiêu chuẩn an tồn lương thực của Canada, lượng muối thủy ngân trong các sơng hồ chỉ được ở mức 0,005 ppm. Nhưng hiện nay người Eskimos và người dân da đỏ ở một số vùng của Canada ăn thịt cá và hải cẩu có hàm lượng thủy ngân lên đến 17,5, thậm chí 32,7 ppm Ảnh hưởng của mưa acid 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 trơi. Các hợp chất chứa nhơm trong đất sẽ phóng thích các ion nhơm và các ion này có thể hấp thụ bởi rễ cây và gây độc cho cây. Như chúng ta đã nói trên, khơng phải tồn 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 q 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 46 con sẽ làm xuất hiện và phát triển các vết tổn thương có màu 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 q trình quang hợp bị ảnh hưởng nghiêm trọng Bạn có biết ngành lâm nghiệp của Canada có thu nhập hàng năm 10 tỉ USD. 10% lực lượng lao động của Canada đang phụ thuộc vào lâm nghiệp. Nếu rừng bị tổn hại, sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến thu nhập và việc làm ở Canada 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 Ảnh hưởng đến các cơng 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 khơng khí q cao. Vào năm 1967, cây cầu bắc ngang sơng Ohio đã sập làm chết 46 người; ngun nhân cũng là do mưa acid Ảnh hưởng đến các vật liệu Mưa acid cũng làm hư vải sợi, sách và các đồ cổ q giá. Hệ thống thơng 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 Ảnh hưởng lên người 47 Các tác hại trực tiếp của việc ơ nhiễm do các chất khí acid lên người bao gồm các bệnh về đường hơ 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 5.5.5. Giải pháp khác phục Đối với SO2 Sử dụng than sạch than đã được phân loại bằng trọng lực để loại FeS 2 hoặc sử dụng than có hàm lượng sulfur thấp (subbituminuos) Sử dụng phương pháp đốt fluidized bed Xử lý khí thải bằng phương pháp lọc ướt, sử dụng dung dịch nước vơi hoặc xút để làm chất hấp thụ. Phản ứng xảy ra như sau: CaCO3 + SO2 + H2O + O2 > CaSO4 + CO2 + H2O Xử lý khí thải bằng phương pháp lọc khơ Đối với NOx Sử dụng phương pháp đốt gọi là "Overfire Air". Theo phương pháp này một phần khơng khí cần thiết cho q trình đốt sẽ được chuyển hướng lên phía trên của buồng đốt. Làm như vậy, q trình đốt sẽ diễn ra trong điều kiện có ít oxy hơn và làm giảm q trình oxy hóa nitơ trong khơng khí thành NOx Xử lý khí thải bằng chất xúc tác. Trong q trình này người ta cho ammonia tác dụng với NO trong một buồng xúc tác 4NO + 4 NH3 + O2 > 4N2 + 6 H2O 2NO2 + 4 NH3 + O2 > 3N2 + 6 H2O 48 Trong các động cơ xe người ta gắn thêm một bộ phận lọc khí có hình tổ ong được mạ platinum, pallandium hoặc Rhodium. Ở tại bộ phận này sẽ diễn ra phản ứng oxy hóa, phản ứng khử để biến NO x, CO2 và các HCs thành các chất khí khơng gây hại Tài liệu tham khảo 1.Hồng Nhâm(2003),Hóa vơ cơ tập 2,Nhà xuất bản giáo dục 2. Hồng Nhâm(2003),Hóa vơ cơ tập 3,Nhà xuất bản giáo dục 3. Khoahoc.tv 4. Phòng hóa K49 http://baigiang.violet.vn/present/show/entry_id/2808496 ... Ngun nhân gây biến đổi khí hậu Ngun nhân chính làm biến đổi khí hậu Trái đất là do sự gia tăng các hoạt động tạo ra các chất thải khí nhà kính, các hoạt động khai thác q mức các bể hấp thụ khí nhà kính như sinh khối, rừng, các hệ sinh thái biển, ... tác hại của ơ nhiễm mơi trường và các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong đời sống hàng ngày như: phân loại, tái chế rác thải sinh hoạt, sử dụng nhiên liệu thân thiện môi trường. .. thường phân loại ơ nhiễm mơi trường thành các dạng sau: Ơ nhiễm khơng khí Ơ nhiễm đất Ơ nhiễm nước Ơ nhiễm phóng xạ Ơ nhiễm tiếng ồn Ơ nhiễm sóng Ơ nhiễm ánh sáng 1.2 Thực trạng ơ nhiễm mơi trường hiện nay