CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN CÁC CHẤT CÓ TÍNH AXIT VÀ BAZƠ TRONG MÔI TRƯỜNG - MÔI TRƯỜNG - 2026

Các vấn đề chính liên quan đến các chất có tính axit và bazơ tác động đến môi trường liên quan trực tiếp đến sự thay đổi độ pH mà chúng gây ra và ảnh hưởng gián tiếp hoặc trực tiếp của chúng đối với sinh vật.

Các chất có tính axit và bazơ đều có thể tạo ra các vấn đề môi trường nghiêm trọng; đặc biệt là quá trình axit hóa môi trường gây ra các vấn đề về mưa axit, axit hóa đại dương, các vùng nước ngọt và đất. Sự kiềm hóa biểu hiện đặc biệt khi đất thay đổi đến độ pH cơ bản.

Hình 1. Rừng bị ảnh hưởng bởi mưa axit. Nguồn: Lovecz, từ Wikimedia Commons

Vấn đề môi trường có thể được định nghĩa là một tình huống đe dọa tính toàn vẹn của bất kỳ hệ sinh thái nào và xảy ra do hậu quả của sự xáo trộn môi trường tự nhiên.

Hoạt động của con người đã gây ra các vấn đề môi trường nghiêm trọng. Phương thức sản xuất hiện nay, với việc sử dụng nhiều tài nguyên thiên nhiên và quá tải các chất ô nhiễm, đang vi phạm khả năng chịu tải và khả năng phục hồi của môi trường.

Những cách thức độc đáo để thay đổi diện tích đất rộng lớn, thải ra một lượng lớn các chất độc hại vào khí quyển và ảnh hưởng đến các vùng nước, trong thời gian rất ngắn và gây ra những tác động nghiêm trọng đến môi trường, chỉ dành riêng cho loài người.

Các chất chua được thải ra môi trường thông qua một số nước thải công nghiệp, hoạt động khai thác mỏ, sử dụng phân bón làm chua đất và khí thải phản ứng với nước mưa hoặc độ ẩm không khí tạo ra các hợp chất có tính axit.

Hình 2. Sản xuất khí thải công nghiệp gây ô nhiễm. Nguồn: pixabay.com.

Các chất cơ bản hoặc kiềm cũng có thể đến từ các chất thải công nghiệp khác nhau và các hoạt động khai thác.

Những vấn đề nào liên quan đến các chất có tính axit và bazơ tác động đến môi trường?

-Các vấn đề môi trường do axit hóa: nguồn

Nước thải

Nước thải axit từ một số ngành công nghiệp và cống rãnh khai thác axit chứa chủ yếu là axit: clohydric (HCl), sulfuric (H ₂ SO ₄ ), nitric (HNO ₃ ) và hydrofluoric (HF).

Các ngành công nghiệp luyện kim, nhựa, thuốc nhuộm, chất nổ, dược phẩm và nhựa thông là những nguồn thải axit.

Hình 3. Xả nước thải công nghiệp. Nguồn: Nigel Wylie, qua Wikimedia Commons

Khí thải

Khí thải carbon dioxide (CO ₂ ), sulfur dioxide (SO ₂ ) và nitơ oxit (NO, NO ₂ ) vào khí quyển, từ quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch như than, dầu và khí tự nhiên, không phải là nguyên nhân chỉ do sự nóng lên toàn cầu của hành tinh, mà do mưa axit.

Khí thải CO ₂ cũng dẫn đến axit hóa đại dương và các vùng nước ngọt trên bề mặt (hồ và sông), một vấn đề môi trường có quy mô thảm khốc.

Phân bón

Sử dụng lâu dài các loại phân vô cơ có chứa nitơ amoniac và superphotphat có tác dụng làm chua đất.

Ngoài ra, việc sử dụng một lượng lớn chất hữu cơ cho đất rất ẩm tạo ra hiện tượng chua hóa do tác dụng của axit humic và các axit hữu cơ khác được tạo ra.

Trong số các vấn đề môi trường đáng lo ngại nhất do các chất axit tạo ra, chúng ta sẽ đề cập đến mưa axit, axit hóa đất và axit hóa các đại dương trên cạn.

Mưa axit

Các khí sulfur dioxide (SO ₂ ) và nitơ oxit (NO và NO ₂ ), được tạo ra trong quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch trong các ngành công nghiệp, nhà máy điện, vận tải hàng không, đường biển và đất liền, và trong quá trình nấu chảy để chiết xuất kim loại , là nguyên nhân làm cho mưa có tính axit.

Trong tầng đối lưu, SO ₂ trải qua quá trình oxy hóa để tạo thành axit sulfuric (H ₂ SO ₄ ), một axit mạnh, và các oxit nitơ cũng được chuyển hóa thành axit nitric, một axit mạnh khác.

Khi trời mưa, các axit này có trong khí quyển ở dạng khí dung được kết hợp vào nước mưa và axit hóa nó.

Các tòa nhà

Nước mưa có tính axit ăn mòn các tòa nhà, cầu và đài tưởng niệm, vì nó phản ứng với canxi cacbonat (CaCO ₃ ) từ đá vôi trong các tòa nhà và đá cẩm thạch và với kim loại. Mưa axit cũng làm axit hóa đất và nước trên hành tinh.

Hình 4. Thiệt hại của các tòa nhà do mưa axit tạo ra, bức tượng của Nhà thờ Đức Bà (Paris, Pháp) cho thấy phần sau bị hư hại. Nguồn: Michael Reeve, qua Wikimedia Commons

Kim loại trong đất

Mưa axit làm thay đổi thành phần của đất, chuyển các kim loại nặng độc hại vào dung dịch đất và vào nước ngầm.

Ở các giá trị pH rất axit, sự thay đổi mạnh mẽ của các khoáng chất trong đất xảy ra do sự dịch chuyển của các cation bởi các ion H ⁺ có ở nồng độ cao. Điều này tạo ra sự bất ổn định trong cấu trúc đất, nồng độ các nguyên tố độc hại cao và nguồn dinh dưỡng cung cấp cho cây trồng thấp.

Đất chua có độ pH thấp hơn 5 chứa hàm lượng nhôm (Al), mangan (Mn) và sắt (Fe) cao và độc hại đối với sự phát triển của cây trồng.

Ngoài ra, sự sẵn có của các chất dinh dưỡng kali (K), phốt pho (P), lưu huỳnh (S), natri (Na), molypden (Mo), canxi (Ca) và magiê (Mg) bị giảm đáng kể.

Vi sinh vật

Điều kiện chua không cho phép sự phát triển của vi sinh vật trong đất (chủ yếu là vi khuẩn), là những sinh vật phân hủy chất hữu cơ.

Vi khuẩn cố định nitơ hoạt động tối ưu ở các giá trị pH từ 7 đến 6,5; tốc độ cố định của nó giảm đột ngột khi pH nhỏ hơn 6.

Vi sinh vật cũng ưa thích sự tập hợp của các hạt đất, giúp thúc đẩy cấu trúc, thông khí và thoát nước tốt cho đất, rất cần thiết cho sự phát triển của cây trồng.

Axit hóa đại dương, hồ và sông

Quá trình axit hóa nước bề mặt - đại dương, hồ và sông - được tạo ra chủ yếu bởi sự hấp thụ CO ₂ có được từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch.

Các vùng nước bề mặt của hành tinh này hoạt động như một bể tự nhiên đối với CO ₂ trong khí quyển. Đặc biệt, các đại dương tạo thành bể chứa carbon dioxide lớn của Trái đất. CO ₂ bị hấp thụ bởi nước và phản ứng với nó, tạo ra axit cacbonic (H ₂ CO ₃ ):

CO ₂ + H ₂ O → H ₂ CO ₃

Axit cacbonic phân ly trong nước, đóng góp ion H ⁺ vào nước đại dương:

H ₂ CO ₃ + H ₂ O → H ⁺ + HCO ₃ ^-

Nồng độ quá cao của ion H ⁺ làm tăng nồng độ axit của nước biển trên hành tinh.

Hệ sinh thái biển

Lượng axit dư thừa này ảnh hưởng đáng kể đến các hệ sinh thái biển và đặc biệt là các sinh vật hình thành bộ xương ngoài canxi cacbonat (vỏ, vỏ và các cấu trúc hỗ trợ hoặc bảo vệ khác), vì các ion H ⁺ thay thế canxi từ cacbonat và hòa tan nó , ngăn cản sự hình thành của chúng.

Các loài san hô, sò, trai, nhím biển, cua và sinh vật phù du có bộ xương ngoài là những loài bị ảnh hưởng trực tiếp nhất bởi quá trình axit hóa đại dương.

Sự sống của tất cả các loài sinh vật biển phụ thuộc phần lớn vào các rạn san hô, vì chúng là khu vực đa dạng sinh học nhất ở biển. Nhiều loài động vật nhỏ hơn trú ẩn và sống ở đó, chúng dùng làm thức ăn cho những sinh vật tiêu thụ thứ cấp của hệ sinh thái biển, chẳng hạn như cá, cá voi và cá heo.

Quá trình axit hóa do dư thừa CO ₂ trong bầu khí quyển của trái đất tạo thành mối đe dọa nghiêm trọng đối với toàn bộ hệ sinh thái biển. Lịch sử của hành tinh này chưa bao giờ ghi nhận quá trình axit hóa đại dương với tốc độ hiện tại - cao nhất trong vòng 300 triệu năm qua - điều này cũng làm giảm khả năng chứa CO _{2 của nó} .

-Các vấn đề môi trường do kiềm hóa: nguồn

Công nghiệp và khai thác mỏ

Các ngành công nghiệp tẩy rửa và xà phòng, dệt, nhuộm, sản xuất giấy và dược phẩm, trong số những ngành khác, tạo ra nước thải cơ bản chủ yếu chứa natri hydroxit (NaOH), bazơ mạnh và các bazơ khác như natri cacbonat (Na ₂ CO ₃ ), là một cơ sở yếu.

Xử lý bauxit khoáng bằng NaOH để khai thác nhôm, tạo ra bùn đỏ có tính kiềm cao. Ngoài ra khai thác dầu và công nghiệp hóa dầu tạo ra nước thải có tính kiềm.

Vấn đề môi trường chính được tạo ra bởi các chất cơ bản là kiềm hóa đất.

Kiềm hóa đất

Đất kiềm có giá trị pH lớn hơn 8,5, có cấu trúc rất kém, với các hạt phân tán và các lớp đá vôi đặc sâu từ 0,5 đến 1 mét, ngăn cản sự phát triển của rễ và sự xâm nhập, thấm nước và thoát nước.

Chúng có nồng độ natri (Na) và bo (B) độc hại và là loại đất vô sinh cao.

Hình 5. Đất kiềm. Nguồn: Pixabay.com

Người giới thiệu

1. Bowman, AF, Van Vuuren, DP, Derwent, RG và Posch, M. (2002) Phân tích toàn cầu về quá trình axit hóa và phú dưỡng trên các hệ sinh thái trên cạn. Ô nhiễm nước, không khí và đất. 41,349-382.
2. Doney, SC, Fabry, VJ, Feely, RA và Kleypas, JA (2009). Axit hóa đại dương: Đánh giá hàng năm CO ₂ khác về Khoa học biển. 1, 169-192.
3. Ghassemi, F., Jakeman, AJ và Nix, HA (1995). Nhiễm mặn tài nguyên đất và nước: nguyên nhân con người, mức độ, quản lý và nghiên cứu điển hình. CAB International, Wallinford, Vương quốc Anh. 544 trang.
4. Kleypas, JA và Yates, KK (2009). Các rạn san hô và quá trình axit hóa đại dương. Hải dương học. 22,108-117.
5. Mason, C. (2002). Hệ sinh thái ô nhiễm nước ngọt. Pearson Education Limited. 400 trang.