Mưa axit là gì? Mưa axit hình thành như thế nào?

Tổng hợp kiến thức Mưa axit là gì, Mưa axit hình thành như thế nào hay nhất, bám sát nội dung sách giáo khoa Hóa học 9, giúp các em học tập và ôn luyện tốt hơn.

1. Mưa axit là gì?

Mưa axit xuất hiện lần đầu tiên vào năm 1853. Tuy nhiên đến tận năm 1872, thuật ngữ “mưa axit” mới được Robert Angus Smith đưa ra.

Theo đó, mưa axit là một hiện tượng xảy ra khi ô nhiễm môi trường không khí xảy ra. Theo đó, mưa axit là hiện tượng nước mưa có độ pH dưới 5.6. Ngoài ra, trong nước mưa còn chứa nitơ và lưu huỳnh. Hai thành phần này được tạo ra trong quá trình sử dụng nguyên liệu như than đá, dầu mỏ làm chất đốt.

Mưa axit có 2 loại trạng thái ướt và khô. Trạng thái ướt (lắng đọng ướt) là khi mưa axit của chứa nước. Ngược lại, mưa axit tạo thành bụi, khí, tuyết, sương mù là trạng thái khô (lắng đọng khô).

Mưa axit cũng được khá nhiều nhà làm phim đưa vào các sản phẩm của mình. Điều này giúp làm tăng “cường độ” cho cơn thịnh nộ của mẹ thiên nhiên khi chúng ta không biết giữ gìn và bảo tồn thiên nhiên.

2. Mưa axit được hình thành như thế nào?

Quá trình đốt sản sinh ra các khí độc hại như: lưu huỳnh đioxit (SO₂) và nitơ đioxit (NO₂).

 Các khí này hòa tan với hơi nước trong không khí tạo thành các axit sunfuaric (H₂SO₄) và axit nitric (HNO₃). Khi trời mưa, các hạt axit này tan lẫn vào nước mưa, làm độ pH của nước mưa giảm. Nếu nước mưa có độ pH dưới 5, 6 được gọi là mưa axit.

 Do có độ chua khá lớn, nước mưa có thể hoà tan được một số bụi kim loại và oxit kim loại có trong không khí như oxit chì,... làm cho nước mưa trở nên độc hơn nữa đối với cây cối, vật nuôi và con người.

Trong thành phần các chất đốt tự nhiên như than đá và dầu mỏ có chứa một lượng lớn lưu huỳnh, nitơ. Thông thường, các quá trình sử dụng nhiên liệu hóa thạch như: các phương tiện giao thông, các nhà máy nhiệt điện dùng than, các thiết bị công nghiệp, khai khoáng đều tạo ra một lượng lớn các khí SO_x và NO_x.

Khí SO₂ và NO_x tạo ra mưa axit là từ các nguồn tự nhiên như núi lửa, Nguyên nhân chính gây ra mưa axit là do con người sử dụng các nguyên liệu như than đá, dầu mỏ, các nguyên liệu hóa thạch. Khi đốt nhiên liệu hóa thạch để tạo ra điện. hơn 2/3 lượng khí SO₂ và một phần tư lượng NO_x trong khí quyển đến từ các máy phát điện dùng than. phần còn lại là do các phương tiện giao thông Sản xuất, lọc dầu và các ngành công nghiệp khác.

Gió có thể thổi khí SO₂, NO_x qua khoảng cách xa vài trăm km, khiến mưa axit trở thành một vấn đề đối với tất cả mọi người và không chỉ những người sống gần các nguồn này.

 Chúng được mô tả bởi các phương trình hóa học sau:

- Lưu huỳnh:

                            S + O₂ → SO₂

   +  Quá trình đốt cháy lưu huỳnh trong khí oxi sẽ sinh ra lưu huỳnh điôxit.

                           SO₂ + OH· → HOSO₂

   +  Phản ứng hoá hợp giữa lưu huỳnh điôxit và các hợp chất gốc hiđrôxyl.

                          HOSO₂· + O₂ → HO₂· + SO₃

    + Phản ứng giữa hợp chất gốc HOSO₂· và O₂ sẽ cho ra hợp chất gốc HO₂· và SO₃ (lưu huỳnh trioxit).

                          SO₃(k) + H₂O(l) → H₂SO₄(l)

     Lưu huỳnh trioxit SO₃ sẽ phản ứng với nước và tạo ra axit sunfuric H₂SO₄. Đây chính là thành phần chủ yếu của mưa axít.

- Nitơ:

                     N₂ + O₂ → 2NO;

                    2NO + O₂ → 2NO₂;

                    3NO₂(k) + H₂O(l) → 2HNO₃(l) + NO(k);

 Axit nitric HNO₃ chính là thành phần của mưa axit.

3. Nguyên nhân gây ra mưa axit        

Có rất nhiều nguyên nhân dẫn đến hiện tượng mưa axit như sự phun trào của núi lửa hay các đám cháy… Nhưng nguyên nhân chính vẫn là con người.

Con người đốt nhiều than đá, dầu mỏ mà trong than đá dầu mỏ thường chứa một lượng lưu huỳnh, còn trong không khí lại chứa rất nhiều khí nitơ.

Nguyên nhân của hiện tượng mưa axit là sự gia tăng lượng oxit của lưu huỳnh và nitơ ở trong khí quyển do hoạt động của con người gây nên. Ôtô, nhà máy nhiệt điện và một số nhà máy khác khi đốt nhiên liệu đã xả khí SO₂ vào khí quyển. Nhà máy luyện kim, nhà máy lọc dầu cũng xả khí SO₂. Trong khí xả, ngoài SO₂ còn có khí NO được không khí tạo nên ở nhiệt độ cao của phản ứng đốt nhiên liệu. Các loại nhiên liệu như than đá, dầu khí mà chúng ta đang dùng đều có chứa S và N. Khi cháy trong môi trường không khí có thành phần O₂, chúng sẽ biến thành SO₂ và NO₂, rất dễ hòa tan trong nước. Trong quá trình mưa, dưới tác dụng của bức xạ môi trường, các oxid này sẽ phản ứng với hơi nước trong khí quyển để hình thành các axit như H₂SO₄, axit Sunfur, axit Nitric. Chúng lại rơi xuống mặt đất cùng với các hạt mưa hay lưu lại trong khí quyển cùng mây trên trời. Chính các axit này đã làm cho nước mưa có tính axit.

4. Tác hại của mưa axit

Việc tiêu thụ than đá, dầu mỏ, làm thải ra lượng lớn khí độc hại là lưu huỳnh đioxit (SO₂) và nitơ đioxit (NO₂). Các khí này sau khi thải vào môi trường đã hòa tan với hơi nước trong không khí, tạo thành axit sunfuaric (H₂SO₄) và axit nitric (HNO₃). Khi mưa, các hạt axit lẫn vào nước, làm độ pH của nước mưa giảm. Nó có thể hoà tan một số bụi kim loại và ôxit kim loại bay lơ lửng trong không khí như ôxit chì... và trở nên độc hại với cây cối, vật nuôi và con người.

- Mưa axit ảnh hưởng xấu tới đất do nước mưa ngầm xuống đất làm tăng độ chua của đất.

- Mưa axit ảnh hưởng xấu tới các thuỷ vực (ao, hồ). Các dòng chảy do mưa axit đổ vào hồ, ao sẽ làm độ pH của hồ, ao giảm đi nhanh chóng, các sinh vật trong hồ, ao suy yếu hoặc chết hoàn toàn. Hồ, ao trở thành các thuỷ vực chết.

- Mưa axit có thể gây ra tác hại lớn đối với thực vật rừng. Lá cây tiếp xúc với mưa axit càng lâu thì mức độ gây hại càng nặng.

- Mưa axit ảnh hưởng xấu tới đất do nước mưa ngầm xuống đất làm tăng độ chua của đất, hoà tan các nguyên tố trong đất cần thiết cho cây như canxi (Ca), Magiê (Mg),... làm suy thoái đất, cây cối kém phát triển. Lá cây gặp mưa axit sẽ bị "cháy" lấm chấm, mầm sẽ chết khô, làm cho khả năng quang hợp của cây giảm, cho năng suất thấp.

- Mưa axit còn phá huỷ các vật liệu làm bằng kim loại như sắt, đồng, kẽm,... làm giảm tuổi thọ các công trình xây dựng.

- Các tác hại trực tiếp của việc ô nhiễm do các chất khí axit lên người bao gồm các bệnh về đường hô hấp như: suyễn, 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 axit.

- Các hạt sulphate, nitrate tạo thành trong khí quyển sẽ làm hạn chế tầm nhìn.

- Các sương mù axit 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.