O 3+ N → N 2+ 2 + N2 → N +
2.4. Hóa học của các hiện tượng ô nhiễm môi trường không khí
Sự ô nhiễm môi trường không khí ảnh hưởng rất lớn đến thời tiết, khí hậu toàn cầu, gây nên những biến động trong khí quyển, tác động trực tiếp đến đời sống động thực vật, sức khoẻ và tuổi thọ con người, đến đời sống xã hội kinh tế, văn hóa của con người. Sau đây chúng ta xét một số hiện tượng cụ thể.
2.4.1. Mưa axit
Mưa thường được coi là quá trình tự làm sạch phổ biến nhất của môi trường không khí, nhờ mưa mà bụi và các chất gây ô nhiễm có thể được loại ra khỏi khí quyển. Nước mưa hòa tan một phần CO2 của khí quyển nên có môi trường axit yếu với pH khoảng 6 – 6.5, đây là hiện tượng mưa tự nhiên. Tuy nhiên, khi pH của nước mưa giảm xuống nhỏ hơn 5, chúng ta gọi là mưa axit, nguyên nhân chủ yếu như sau:
Một lượng lớn NOX và SOX đi vào khí quyển sẽ chuyển hóa thành axit HNO3 và axit H2SO4 theo cơ chế của các phản ứng hóa học và quang hóa học :
NO + O3 → NO2 + O2 NO2 + O3 → NO3 + O2 NO2 + NO3 → N2O5 N2O5 + H2O → 2HNO3
HNO3 được tách ra dưới dạng axit hoặc dạng muối nitrat nếu phản ứng với bazơ có sẵn ở dạng hấp thụ trong các hạt bụi hoặc sol khí ( NH3, vôi…)
SO2 cũng chuyển thành axit H2SO4 với phản ứng trong các giọt nước. Sự
có mặt của hydrocacbon, NOX, làm tăng tốc độ của quá trình quang hóa oxi hóa SO2 để hình thành axit H2SO4. Hoặc nếu trong các giọt nước có chứa ion Mn(II), Fe(II), Cu(II) thì chúng sẽ xúc tác cho phản ứng oxi hóa SO2. Quá trình được biểu diễn như sau : SO2 + 2 1 O2 + H2O i oxitkimloa NO HC, X) ( H2SO4
HNO3 và H2SO4 cùng với HCl (thoát ra từ các nguồn tự nhiên và hoạt
axit. Mưa axit gây ra sự phá hủy các công trình xây dựng, các tượng đài làm từ
cẩm thạch, đá vôi, đá phiến... Những vật liệu này trở nên thủng lỗ chỗ và yếu đi về mặt cơ học vì các muối sunfat dễ tan nên tan dần và có thể tách ra theo nước mưa.
CaCO3↓ + H2SO4 → CaSO4↓ + CO2 + H2O
Mưa axit phá hủy cây cối, làm đình trệ sự phát triển rừng. Dưới ảnh hưởng của mưa axit, đất bị axit hóa, tạo điều kiện cho một số kim loại nặng ở
dạng không tan như nhôm, cadimi, chì… chuyển thành dạng tan sẽđi vào dung dịch đất, gây nhiễm độc cho cây trồng, rồi theo dây chuyền thức ăn đi vào cơ thể
của người và động vật, hoặc hoặc bị rửa trôi vào môi trường nước.
Mưa axit làm thay đổi môi trường nước, ảnh hưởng tới các hệ thủy sinh, khi pH giảm xuống nhỏ hơn 4 có thể làm chết cá và trứng cá.
Các số liệu về phân tích nước mưa axit thay đổi tùy thuộc vào thời gian và vị trí lấy mẫu. Tuy nhiên, khuynh hướng chung sẽ là H2SO4 đóng góp phần chính, sau đó là HNO3, còn HCl có tỉ lệ thấp hơn nhiều.