Mở đầu
Mưa acid và phú dưỡng đều liên quan hoạt động của con người và các hợp chất nitrogen, nhưng cơ chế khác nhau. Ta sẽ theo từng chuỗi nguyên nhân–quá trình–hệ quả.
NO và NO₂ trong khí quyển
Nhiệt độ cao trong động cơ hoặc sấm sét có thể tạo NO:
$$\mathrm{N_2+O_2\rightarrow2NO}.$$
NO tiếp tục bị oxi hóa:
$$2\mathrm{NO}+\mathrm{O_2}\rightarrow2\mathrm{NO_2}.$$
NO₂ là khí màu nâu đỏ, độc. Kí hiệu NOₓ thường chỉ hỗn hợp các oxide nitrogen quan trọng trong ô nhiễm không khí, chủ yếu NO và NO₂ trong bối cảnh này.
Kiểm tra nhanh
Khí không màu dễ bị oxygen không khí oxi hóa thành NO₂ nâu đỏ là khí nào?
N₂ khá trơ ở điều kiện thường.
NH₃ không chuyển trực tiếp thành NO₂ chỉ bằng O₂ ở điều kiện thường.
$2NO+O_2\rightarrow2NO_2$.
Không phải phản ứng được mô tả trong bài.
Lời giải
**Cách làm**
NO không màu phản ứng với O₂ tạo NO₂ màu nâu đỏ.
Mưa acid
NO₂ tham gia các phản ứng trong khí quyển tạo nitric acid; SO₂ có thể tạo sulfuric acid. Khi các acid làm nước mưa có pH thấp bất thường, hiện tượng được gọi là mưa acid.
Mưa acid có thể làm chua đất, nước, ảnh hưởng sinh vật và ăn mòn vật liệu carbonate:
$$2\mathrm{H^+}+\mathrm{CaCO_3}\rightarrow\mathrm{Ca^{2+}}+\mathrm{CO_2}+\mathrm{H_2O}.$$
Không quy mọi trận mưa có pH dưới 7 là ô nhiễm nghiêm trọng; nước mưa tự nhiên vốn hơi acid do CO₂ hòa tan.
Phú dưỡng nguồn nước
Nitrate và phosphate dư từ phân bón, nước thải có thể kích thích tảo phát triển mạnh. Khi sinh khối chết và bị phân hủy, oxygen hòa tan bị tiêu thụ, làm sinh vật thủy sinh thiếu oxygen.
Chuỗi nguyên nhân cần đọc đúng: dinh dưỡng dư → tảo tăng → phân hủy tăng → oxygen giảm. Nitrate không trực tiếp “hút hết oxygen” ngay khi vào nước.
Giảm phát thải và thất thoát dinh dưỡng
Có thể giảm tác động bằng cách tối ưu quá trình đốt, xử lí khí thải, quản lí phân bón theo nhu cầu cây trồng và xử lí nước thải trước khi xả.
Một biện pháp chỉ hiệu quả khi đúng nguồn phát sinh; ví dụ giảm nitrate chảy tràn không thay thế việc kiểm soát NOₓ từ quá trình cháy.
Ví dụ mẫu
Một hồ nhận nước thải giàu phosphate, tảo phát triển dày rồi cá thiếu oxygen. Chuỗi giải thích là dinh dưỡng dư → tăng sinh khối → hô hấp/phân hủy và che sáng → giảm oxygen hòa tan. Biện pháp cần ưu tiên là giảm nguồn dinh dưỡng vào hồ, phối hợp xử lí phù hợp.
Luyện tập
Trình tự nào mô tả đúng phú dưỡng?
Oxygen không tăng theo chuỗi chính này.
Đây là chuỗi nguyên nhân đặc trưng của phú dưỡng.
Nước cứng không phải mắt xích của phú dưỡng.
Nitrate là dinh dưỡng, không biến trực tiếp thành oxygen.
Lời giải
**Cách làm**
Dinh dưỡng dư làm tảo phát triển; sinh khối phân hủy tiêu thụ oxygen, khiến nồng độ oxygen hòa tan giảm.
Ghi nhớ
- NOₓ góp phần tạo mưa acid; nitrate dư góp phần gây phú dưỡng.
- Phải nối đúng nguồn phát sinh, biến đổi hóa học và hậu quả môi trường.
Đang học