III. MỘT SỐ VẤN ĐỀ LIÊN QUAN TỚI MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ
3.1.2.Mưa axít
a. Một số khái niệm
Lắng đọng axít (deposition)
Lắng đọng axit hiện đang là một trong những vấn đề nhiễm bẩn môi trường quan trọng không chỉ vì mức độ ảnh hưởng mạnh mẽ tới cuộc sống của con người và các HST mà còn vì quy mô tác động của chúng đã vượt ra khỏi phạm vi kiểm soát của mỗi quốc gia. Thuật ngữ “lắng đọng axit” bao hàm cả hai hình thức:
+ Lắng đọng khô: bao gồm các khí (gases), hạt bụi (particulate) và sol khí (aerosol) có tính axit. Trong khí quyển các tạp nhiễm này còn tồn tại dưới dạng các sol khí, đây là những hạt bụi rắn, lỏng hoặc khí có kích thước hạt đủ nhỏ để có thể lan truyền với khoảng cách rất xa.
+ Lắng đọng ướt (wet deposition) thể hiện ở nhiều dạng như mưa tuyết, sương mù, hơi nước có tính axit
Mưa axit là một dạng của lắng đọng axit.
Mưa axít (acid rain)
Nước mưa có tính axit gọi là mưa axit. Theo định nghĩa của Ủy ban Kinh tế Châu Âu (ECE) thì mưa (thể lỏng và thể rắn) có chứa các axit H2SO4 và HNO3 với pH ≤ 5.5 là mưa axit. Tuy vậy, quy định về giá trị giới hạn của pH ứng với mưa axit có sự khác nhau ở mỗi quốc gia. Ví dụ: ở Mỹ là khi pH ≤ 5.0; ở các nước Ấn Độ, Indonexia, Hàn Quốc, Thái Lan khi pH ≤5.6. Những quy định đối với tính chất nước mưa được đưa ra ở bảng 1.13
Bảng 1.13: Những quy định đối với tính chất nước mưa
<4,0 4,0 – 4,9 4,9 – 5,5 5,6 5,6 – 6,0 6,0 – 7,0 >7,0 Mang tính axit nặng Mang tính axit Mang tính axit nhẹ Trung tính Mang tính kiềm nhẹ Mang tính kiềm Mang tính kiềm cao
b. Nguyên nhân gây ra mưa axít
Nguyên nhân của mưa axit là do trong nước mưa có hòa tan một lượng lớn những khí SO2, NOx (NO, NO2, N2O). Các khí này khi hòa tan trong nước mưa sẽ tạo ra các axit tương ứng của chúng làm cho pH của nước mưa thấp.
Các khí này được phát thải vào trong bầu khí quyển phần lớn do các hoạt động của con người và thường xuất hiện từ hai nguồn chính:
- Nguồn điểm: đốt than đá ở các nhà máy nhiệt điện, các nhà máy đúc quặng và công nghiệp
chưng cất, các nồi hơi công nghiệp. Nguồn điểm phát thải hầu hết lượng SO2 và chiếm khoảng 35% lượng NOx do con người tạo ra. Các nhà máy có ống khói cao trên 300m có thể đưa vào khí quyển những lượng khí thải lớn và trong những điều kiện thuận lợi về gió, lượng khí thải này được đưa đi xa hàng nghìn cây số trước khi gieo tai họa về mưa axit cho các quốc gia lân cận.
- Nguồn diện chủ yếu là nguồn giao thông đường bộ, do các xe có động cơ gây ra. Chúng
phát thải khoảng 30-50% lượng NOx ở các nước phát triển và nhiều chất hữu cơ bay hơi (VOCs) Ngoài ra một lượng lớn sol khí sulfat có nguồn gốc từ biển, đó là các quá trình oxy hóa các hợp chất dimetylsulphit (CH3SCH3). Theo Paudis S.N (1995) những quá trình phát sinh sol khí trong khí quyển gồm:
+ Sunfua dioxyt (SO2): sinh ra chủ yếu từ quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch và phun trào núi lửa.
+ Sunfua hydro (H2S): sinh ra từ phân hủy sinh học và từ núi lửa + Các bon disunfit (CS2): sinh ra từ phân hủy sinh học
+ Đimetylsunfit (CH3SCH3) và đimêtylđisunfit (CH3S2CH3) sinh ra từ hoạt động của vi khuẩn và tảo lam, tảo lục nước ngọt. Tổng lượng khí sunfua sinh ra từ các nguồn tự nhiên này ước tính khoảng 50 – 100 Tấn S/năm (Moller, 1984).
c. Các ảnh hưởng của mưa axít
*) Ảnh hưởng tới các công trình xây dựng
Mưa axit làm phá hủy các công trình xây dựng như: ăn mòn đá vôi, đá hoa, vữa xây, làm han gỉ các kim loại sắt thép trong công trình xây dựng, phân hủy sơn, phá hủy các tác phẩm điêu khắc, tượng đài…
*) Ảnh hưởng tới đất và cây trồng
+ Mưa axit thấm xuống đất làm giảm pH đất, tạo điều kiện hòa tan một số kim loại trong đất, đưa chúng từ dạng kém linh động trở lên linh động, ít độc hại trở thành độc hại..thay đổi tính chất đất, ức chế khu hệ vi sinh vật sống trong đất, ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp đến sinh trưởng và phát triển của cây trồng..
Ví dụ: Đất bị axit hóa làm cho hàm lượng Al linh động (Al3+) và Mn2+ tăng nhanh gây độc hại cho cây trồng. Các loại cây họ đậu, cây ngũ cốc rất mẫn cảm với hàm lượng nhôm linh động trong đất. Nhiều thí nghiệm cho rằng nếu hàm lượng Al3+ > 6mg/100g đất sẽ làm giảm đáng kể năng suất.
+ Mưa axit tác động trực tiếp lên lá thực vật, gây cháy lá, giảm khả năng quang hợp, giảm năng suất cây trồng, thậm chí gây chết.
*) Ảnh hưởng tới môi trường nước và động thực vật sống trong nước
d. Thực trạng mưa axit
Trên thế giới
Theo các nhà khoa học thì trận mưa axit đầu tiên đã xuất hiện rất lâu trên Trái Đất, khoảng 65 triệu năm trước nhưng công luận bắt đầu chú ý đến hiện tượng này là từ những năm 60 của thế kỷ XX bởi những hậu quả hết sức nghiêm trọng của nó để lại. Trước tiên hiện tượng mưa axit thường xảy ra ở khu vực có mức độ công nghiệp hoá cao như Châu Âu, Bắc Mỹ. Mức độ axit hóa đất rừng ở nhiều nước Châu Âu trong 50 năm qua đã tăng từ 5 đến 10 lần. Mưa axit trực tiếp gây ra sự thay đổi về lá cây trồng, đặc biệt khi xảy ra hiện tượng mù hoặc mây có lượng axit cao gấp 10 lần nước mưa bình thường. Ở nước Anh, các cơn mưa axit hầu hết diễn ra tại vùng Scotland, độ axit cao gấp 500 lần so với axit trong tự nhiên. Ngay tại thủ đô London, mưa axit đã tàn phá nghiêm trọng các công trình nghệ thuật bằng đá từ thế kỷ thứ 18, 19 như Nghị viện Anh, tu viện Westminter và nhà thờ Saint Paul. Tại Thụy Điển 4.000 hồ không hề có cá; 9.000 hồ bị mất một phần lớn các loài cá đang sinh sống và có tới 20.000 hồ khác cũng bị ảnh hưởng bởi mưa axit. Tại Đức hơn một nửa các cánh rừng của miền Tây nước này bị thiệt hại về lá do tác hại của mưa axit. Năm 1984 khu rừng Đen nổi tiếng của Đức bị mưa axit tàn phá nghiêm trọng.
Ở Mỹ, đất nước cho đến nay vẫn là nước phát thải nhiều nhất các khí gây ô nhiễm vào bầu khí quyển thì vào năm 1979, một trận mưa như trút nước xuống khu vực Wheeling (West Virginia, Hoa Kỳ). Trận mưa đó được ghi vào kỷ lục thế giới vì một lý do là trận mưa có nồng độ axit cao nhất trong lịch sử được ghi nhận, nước mưa đó tương đương với dung dịch axit dùng để đổ bình acquy cho xe hơi. Một trận mưa khác ở New England đã có độ pH thấp không kém đã làm lớp vỏ sơn của các xe ô tô đỗ ngoài trời mưa bị ăn mòn trực tiếp và tróc ngay tại chỗ.
Đối với khu vực Châu Á, tần số mưa axit cũng tăng lên nhanh chóng. Sự lắng đọng axit đặc biệt cao đã xuất hiện ở Trung Quốc, Đông Bắc Ấn Độ, Thái Lan, Hàn Quốc.
Ở Việt Nam
Ở Việt Nam, 10 năm trước mưa axit chỉ được phát hiện ở Lào Cai thì đến cuối năm 2002, toàn bộ 9 trạm quan trắc mưa axit trên toàn quốc đều thấy mưa axit. Các điểm quan trắc mưa axit ở phía Nam đều phát hiện mẫu nước mưa có tính axit, đặc biệt tại Biên Hòa, Bình Dương có mưa axit với pH < 4,5. Tại vùng có nhiều rừng và chưa phát triển công nghiệp nhiều như Cúc Phương-Ninh BÌnh, Cà Mau, Nha Trang tần suất xảy ra các trận mưa axit và nồng độ axit trong nước mưa chỉ bằng một nửa.
Nhóm nghiên cứu đề tài “Đánh giá hiện trạng mưa axit ở Việt Nam”, do ThS. Trần Thị Diệu Hằng (Viện Khoa học khí tượng thủy văn và môi trường) làm chủ đề tài, đã thu thập số liệu ở 24 trạm quan trắc có quan trắc hóa học nước mưa trên cả nước, cũng thấy mưa axit đang có xu hướng tăng lên, đặc biệt là ở các thành phố lớn như Hà Nội, Việt Trì, Hòa Bình…
Việc giám sát lắng đọng axit được thực hiện bởi Trung tâm giám sát lắng đọng axit quốc gia do Viện Khí tượng thủy văn trung ương – trực thuộc Tổng cục Khí tượng thủy văn cũ, nay là Bộ
Tài nguyên và môi trường chủ trì. Từ năm 2000 đến nay, Viện KTTV đã tiến hành giám sát lắng đọng axit tại 2 vị trí theo chương trình thống nhất với mạng lưới lắng đọng axit Đông Á:
Trạm khí tượng Hà Nội (loại trạm đô thị): giám sát các thành phần lắng đọng khô và lắng đọng ướt.
Trạm môi trường Hòa Bình (loại trạm nông thôn miền núi): giám sát các thành phần lắng động khô và ướt
Để hạn chế những thiệt hại do mưa axit gây ra cần sử dụng rộng rãi các công nghệ kiểm soát khống chế ô nhiễm như máy lọc ống hơi (flu – gas serublers) và sử dụng những chất đốt có hàm lượng lưu huỳnh thấp. Người ta đã ước tính được rằng, nếu dùng các công nghệ chống ô nhiễm có thể giảm lắng đọng axit tới ½ lần trong giai đoạn 1990-2020 ở Châu Á, mặc dù mức sử dụng năng lượng có thể tăng lên gấp 3 lần. Phương án lựa chọn chi phí hiệu quả nhất là chấp nhận các biện pháp năng lượng và giảm lượng phát thải. Đây là vấn đề hiện đang được nhiều khu vực trên thế giới quan tâm. Năm 1979, công ước về nhiễm bẩn không khí xuyên biên giới phạm vi rộng (LRTAP) đã được ký kết ở Châu Âu, tiếp theo là Nghị định thư Kyoto về việc giảm phát thải khí nhà kính, nhằm giảm lượng khí SO2 và NOx phát thải vào khí quyển.
Ở Việt Nam đã hình thành được mạng lưới gồm 22 trạm quan trắc chất lượng không khí phân bố đều ở các vùng chính của cả nước từ Lào Cai đến đồng bằng sông Cửu Long và với 3 phòng thí nghiệm khu vực được đặt tại Hà Nội, Đà Nẵng và Tp. Hồ Chí Minh. Cùng với 51 trạm quan trắc chất lượng nước sông, mạng lưới đã cung cấp những số liệu cập nhật, tin cậy cho các báo cáo hàng năm về hiện trạng môi trường.