- 23 Tháng sáu 2018
- 4,076
- 12,758
- 951
- Nam Định
- THPT chuyên Lê Hồng Phong
[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!
ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.
Xin chào mọi người nè :3Hôm nay chúng ta cùng tìm hiểu chủ đề " Hóa học và môi trường"
Chủ đề này cũng khá quen thuộc với các bạn bởi một trong nguyên nhân gây ra ô nhiễm môi trường là do hóa học mà
Let's go!
________________________
CHỦ ĐỀ: Hóa học và môi trường
A. Mưa axit
1. Mưa axit là gì?
Mưa axit là hiện tượng mưa mà nước mưa có độ pH dưới 5.6 (độ pH chỉ tính chất axit hoặc kiềm của nước. Khi độ pH nhỏ hơn 5.6, nước có tính axit, ăn mòn các vật dụng bằng kim loại, ảnh hưởng đến hệ tiêu hóa, gây đau bụng, ói mửa). Mưa axit là hậu quả của quá trình phát triển sản xuất con người tiêu thụ nhiều than đá, dầu mỏ và các nhiên liệu tự nhiên khác.
2. Nguyên nhân gây ra axit ?
Trong thành phần các chất đốt tự nhiên như than đá và dầu mỏ có chứa một lượng lớn lưu huỳnh, còn trong không khí lại chứa nhiều nitơ. Quá trình đốt sản sinh ra các loại khí độc hại như: sulfua đioxit ([tex]SO_2[/tex] ) và nitơ đioxit ([tex]NO_2[/tex] ). Các khí này hòa tan với hơi nước trong không khí tạo thành các axit sunfuaric ([tex]H_2SO_4[/tex] ) và axit nitric ([tex]HNO_3[/tex] ). 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.
3. Quá trình hình thành mưa axit
- Đây là sơ đồ hình thành mưa axit :
Cơ chế hình thành mưa axit là cơ chế hình thành những chất hoá học hình thành lên axit, đó là [tex]SO_2[/tex] , [tex]N_2O_x[/tex] ,các chất này từ các nguồn khác nhau được thải vào bầu khí quyển. Trong khí quyển những chất này trải qua nhiều phản ứng hoa học khác nhau,kết hợp với nước tạo thành các hạt acid sulfuric([tex]H_2SO_4[/tex] ), axit nitơric ([tex]HNO_3[/tex] ). Khi trời mưa, tuyết, các hạt acid này tan trong nước mưa, hoặc lắng đọng trong tuyết làm độ pH giảm, gây mưa axit .
- Quá trình này diễn ra theo các phản ứng hoá học sau đây:
Lưu huỳnh:
[tex]S + O_2\rightarrow t^{\circ} SO_2[/tex]
Quá trình đốt cháy lưu huỳnh trong khí oxi sẽ sinh ra lưu huỳnh điôxít.
[tex]SO_2 + OH \rightarrow HOSO_2[/tex]
Phản ứng hoá hợp giữa lưu huỳnh điôxít và các hợp chất gốc hiđrôxyl.
[tex]HOSO_2 + O_2 \rightarrow HO_2 + SO_3[/tex]
Phản ứng giữa hợp chất gốc HOSO2 và O2 sẽ cho ra hợp chất gốc HO2 và SO3 (lưu huỳnh triôxít).
[tex]SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4[/tex]
Lưu huỳnh triôxít [tex]SO_3[/tex] sẽ phản ứng với nước và tạo ra axít sulfuric [tex]H_2SO_4[/tex] . Đây chính là thành phần chủ yếu của mưa axít.
Nitơ:
[tex]N_2 + O_2\rightarrow 2NO[/tex] ;
[tex]2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2[/tex] ;
[tex]3NO_2 + H_2O \rightarrow 2HNO_3 + NO[/tex] ;
Axit nitoric ([tex]HNO_3[/tex] ) cũng là thành phần chính của mưa axit
3. Ảnh hưởng của mưa axit
a) Đối với khí quyển
- Mưa axít gây ảnh hưởng đến hệ thống khí quyển. 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.
- Một số quan niệm trước kia cho rằng góp phần gây hiệu ứng nhà kính làm gia tăng nhiệt độ ở hạ tầng khí quyển. Nó gây hiện tượng nóng lên toàn cầu (global warming). Băng ở 2 cực trái đất tan, nước biển dãn nở làm chìm ngập các vùng thấp và các hải đảo. Ngoài ra, hạn hán, lũ lụt sẽ thường xuyên hơn; mưa bão dữ dội hơn.
- Mưa axít xuất hiện khi những chất hóa học thải ra từ những trạm năng lượng đốt than đá, chủ yếu gồm có khí sulphua dioxít và nitơ oxít, kết hợp với nước và khí oxy có trong khí quyển. Khi đó trong nước mưa rơi xuống sẽ có chứa axít sunfuric và axít nitric. Chính những chất này sẽ tàn phá cây cối cũng như làm ô nhiễm các sông ngòi, ao hồ, gây hại cho hệ động thực vật ở đây. Thậm chí mưa axít còn có thể ăn mòn đá và kim loại, hủy hoại nghiêm trọng nhà ở và các công trình xây dựng. Mưa axít đã từng là một vấn nạn vào những năm 1980.
- Nhưng tiến sĩ Vincent Gauci của Đại học mở nước này đã tiến hành một dự án nghiên cứu mới về những cơn mưa axít này. Kết quả lại hoàn toàn nằm ngoài mong chờ của họ: những cơn mưa axít có thể làm giảm tác hại của hiệu ứng nhà kính lên môi trường. Lượng lưu huỳnh cao có trong mưa axít làm giảm sự tạo thành khí mêtan - một trong những nguyên nhân làm trái đất nóng dần lên.
b) Đối với ao hồ, hệ thủy sinh vật
- Mưa axit ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến các ao hồ và hệ thủy sinh vật.
- Mưa axit rơi trên mặt đất sẽ rửa trôi các chất dinh dưỡng trên mặt đất và mang các kim loại độc xuống ao hồ. Ngoài ra vào mùa xuân 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" axit vào mùa xuân. Các thủy sinh vật không đủ thời gian để thích ứng với sự thay đổi này. Thêm vào đó mùa xuân là mùa nhiều loài đẻ trứng và một số loài khác sống trên cạn cũng đẻ trứng và ấu trùng của nó sống trong nước trong một thời gian dài, do đó các loài này bị thiệt hại nặng. axit sulfuric có thể ảnh hưởng đến cá theo hai cách: trực tiếp và gián tiếp. axit sulfuric ảnh hưởng trự c tiếp đến khả năng hấp thụ oxy, muối và các dưỡng chất để sinh tồn. Đối với các loài cá nước ngọt axit sulfuric ảnh hưởng đến quá trình cân bằng muối và khoáng trong cơ thể chúng. Các phân tử axit 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 axit rửa trôi 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. Các ảnh hưởng của pH đến hệ thủy sinh vật có thể tóm tắt như sau:
| pH < 6,0 | Các sinh vật bậc thấp của chuỗi thức ăn bị chết (như phù du, stonefly), đây là nguồn thức ăn quan trọng của cá |
| pH < 5,5 | Cá không thể sinh sản được. Cá con rất khó sống sót. Cá lớn bị dị dạng do thiếu dinh dưỡng. Cá bị chết do ngạt |
| pH < 5,0 | Quần thể cá bị chết |
| pH < 4,0 | Xuất hiện các sinh vật mới khác với các sinh vật ban đầu |
c) Đối với thực vật và đất
Một trong những tác hại nghiêm trọng của mưa axit là các tác hại đối với thực vật và đất. Khi có mưa acid, các dưỡng chất trong đất sẽ bị rửa trôi, làm cho đất đai trở lên cằn cỗi, thậm chí còn gây ra hiện tượng sa mạc hóa.
Các hợp chất chứa nhôm trong đất sẽ phóng thích các ion nhôm và các ion này có thể hấp thụ bởi rễ cây và gây độc cho cây. Như chúng ta đã nói ở trên, không phải toàn bộ SO2 trong khí quyển được chuyển hóa thành axit 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 tê liệt các thể soma của lá cây gây cản trở quá trình quang hợp.
Một thí nghiệm trên cây Vân Sam (cây lá kim) cho thấy, khi phun một hỗn hợp axit sulfuric và axit nitric có pH từ 2,5 - 4,5 lên các cây Vân Sam 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 quá trình quang hợp bị ảnh hưởng nghiêm trọng.
d) Đối với các công trình kiến trúc
Mưa axít làm giảm tuổi thọ của các công trình kiến trúc. Những hạt mưa axít ăn mòn kim loại, đá, gạch của các tòa nhà, cầu, tượng đài. Nó làm hư hỏng các hệ thống thông khí, các thư viện, viện bảo tàng và phá hủy các vật liệu như giấy, vải... khi 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 không khí quá cao. Vào năm 1967, cây cầu bắc ngang sông Ohio đã sập làm chết 46 người nguyên nhân cũng là do mưa acid.
e) Đối với con người
Các tác hại trực tiếp của việc ô nhiễm do các chất khí acid lên người bao gồm các bệnh về đường hô 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.
4. Biện pháp khắc phục
- Biện pháp quản lí tức là chúng ta quản lí nguồn gây ô nhiễm, không cho các nguôn khí này phát sinh và xả tự do vào môi trường. Để làm được điếu đó, chúng ta có thể xây dựng công ước, điều luột về môi trường trong việc xả và thải các khí trên. Công ước điều luột đó phải được áp dụng trên toàn cầu các quôc gia phải thực hiện . Hơn thế trong từng quốc gia cần có biện pháp ngăn ngừa phát thải các nguồn khí ô nhiễm nói trên.
- Hợp tác là sự quan tâm tất cả các quốc gia, không phân biệt phát triển hay không phát triển. Hợp tác chính là sự giúp đỡ của các nước phát triển đối với các nước nghèo trong việc khắc phục và xử lí hậu quả của mưa acid. Tôn trọng chính là việc thực hiện các công ước hay điều luột quốc tế về môi trường. Đó chính là công ước Kyoto, công ước Born hay công ước về nhiễm bẩn bầu không khí trong phạm vi rộng (LRTAP).
- Ngoài ra, chúng ta có thể xây dựng điều luật về môi trường CAA như nước Mỹ đã áp dụng hay xây dựng luật thuế về việc xả thải các chất khí gây ra mưa acid ở các nước phat triển, thuế này được đánh trên giá bán nhiên liệu . Trong tưng quốc gia, ngoài việc tham gia các công ước quốc tế về môi trường thê giới mà từng quôc gia cần xây dựng điều luôt riêng phù hợp với hoàn cảnh từng nước. các nước có thể ghi sổ đen những thành phố hay địa điểm gây ô nhiễm để theo dõi và sử phạt.
- Bên cạnh đó nhà nước luôn cần có chương trình giáo dục tuyên truyền người dân có ý thức trong việc bảo vệ môi trường
Tuyên truyền, giáo dục người dân có ý thức bảo vệ môi trường
- Các cá nhân cũng có thể giúp ngăn chặn mưa axit bằng cách tiết kiệm năng lượng. Những người sử dụng điện ít hơn trong nhà của họ, càng ít các nhà máy điện sẽ phát ra các hóa chất. Phương tiện đi lại cũng là người sử dụng nhiên liệu hóa thạch lớn, vì vậy trình điều khiển có thể giảm lượng khí thải bằng cách sử dụng giao thông công cộng, đi chung xe, đi xe đạp, hoặc chỉ đơn giản là đi bất cứ nơi nào có thể
