Việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch, giải phóng các hợp chất khí vào khí quyển, là một trong nhiều mối đe dọa mà hoạt động của con người gây ra đối với chất lượng nước. Khi một số hợp chất này phản ứng với nước, nó sẽ trở thành axit, làm thay đổi sự cân bằng mong manh của các điều kiện sống trên Trái đất.
Carbon dioxide là sản phẩm chính của quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch. Các đại dương hấp thụ khoảng 25% lượng CO2 do hoạt động của con người. Bất chấp lượng nước khổng lồ trong các đại dương, các nhà khoa học vẫn lo ngại về hậu quả của việc hấp thụ lượng lớn CO2 này đối với hệ sinh thái biển.
Dữ liệu gần đây đã chỉ ra rằng những lo ngại này là có cơ sở. Khi CO2 hòa tan trong đại dương, nó phản ứng với nước biển tạo thành axit cacbonic, làm giảm độ pH của đại dương, một quá trình gọi là axit hóa đại dương. Dựa trên các phép đo nồng độ CO2 trong bọt khí bị mắc kẹt trong băng hàng nghìn năm, các nhà khoa học đã tính toán rằng độ pH của đại dương ngày nay thấp hơn 0,1 đơn vị pH, một sự biến đổi có cường độ chưa từng thấy trong 420.000 năm.
Theo các nghiên cứu gần đây, độ pH sẽ giảm thêm 0,3 đến 0,5 đơn vị vào cuối thế kỷ này. Khi nước biển trở nên có tính axit, các ion hydro bổ sung kết hợp với ion cacbonat (CO322) tạo thành ion hydrocacbonat (HCO32), làm giảm nồng độ ion cacbonat (Hình 3.11).
Các nhà khoa học ước tính rằng, vào khoảng năm 2100, quá trình axit hóa đại dương sẽ làm giảm 40% nồng độ cacbonat. Đây là một vấn đề nghiêm trọng vì cacbonat cần thiết cho quá trình vôi hóa, sản xuất canxi cacbonat (CaCO3) của nhiều sinh vật biển, bao gồm cả san hô xây dựng các rạn san hô và động vật xây dựng vỏ sò. Các rạn san hô là hệ sinh thái mong manh hỗ trợ nhiều loại sinh vật biển (hình 3.12).
Việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch cũng là một nguồn ôxit lưu huỳnh và ôxit nitơ đáng kể.
Các hợp chất khí này phản ứng với độ ẩm trong không khí tạo thành dung dịch axit sulfuric và axit nitric được đưa xuống đất bằng lượng mưa. Thuật ngữ kết tủa axit áp dụng cho mưa, mưa đá, tuyết hoặc sương mù có độ pH thấp hơn (có tính axit cao hơn) hơn 5,2. Mưa không bị ô nhiễm có độ pH khoảng 5,6; do đó nó có tính axit nhẹ, do sự hình thành axit cacbonic từ carbon dioxide trong không khí và nước. Lượng mưa axit có hại cho sông hồ và có thể gây hại cho thực vật trong hệ sinh thái trên cạn bằng cách thay đổi tính chất hóa học của đất. Để giải quyết vấn đề này, Quốc hội Hoa Kỳ đã sửa đổi Đạo luật Không khí Sạch vào năm 1990 và những thay đổi bắt buộc trong công nghệ công nghiệp phần lớn góp phần cải thiện sức khỏe của các hồ và rừng ở Bắc Mỹ. Nhưng 19 năm sau, báo cáo của Hội nghị Copenhagen 2009 chỉ đề cập đến những cam kết thuần túy chính trị mà không có mục tiêu hoặc biện pháp ràng buộc về mặt pháp lý nhằm giảm phát thải khí nhà kính.
Nếu có lý do để lạc quan về chất lượng tương lai của nguồn tài nguyên tầng ngậm nước trên hành tinh chúng ta, thì đó là nhờ vào những tiến bộ đạt được trong kiến thức về sự cân bằng hóa học mong manh trong đại dương, hồ và sông. Sự tiến bộ bền vững chỉ có thể đến từ những người hiểu biết, như bạn, những người quan tâm đến chất lượng môi trường. Một phần thiết yếu của giáo dục nên tập trung vào việc hiểu được vai trò quan trọng của nước sạch trong việc duy trì sự sống trên Trái đất.
Mối đe dọa axit hóa đại dương gây ra cho hệ sinh thái rạn san hô
Gần đây, các nhà khoa học đã gióng lên hồi chuông cảnh báo về tác động của quá trình axit hóa đại dương, quá trình khiến đại dương trở nên axit hơn do nồng độ carbon dioxide trong khí quyển ngày càng tăng (xem Hình 3.11). Họ ước tính nồng độ ion cacbonat (CO322) sẽ giảm, điều này sẽ làm gián đoạn nghiêm trọng quá trình vôi hóa của các rạn san hô. Một nhóm các nhà khoa học đã dựa trên nhiều nghiên cứu, bao gồm cả những nghiên cứu có tính đến tác động của sự nóng lên của đại dương, để mô phỏng ba kịch bản đối với các rạn san hô trong suốt thế kỷ, tùy thuộc vào việc nồng độ CO2 trong khí quyển (a) có ổn định hay không, (b ) tăng với tốc độ hiện tại hoặc (c) tăng nhanh hơn. Những bức ảnh dưới đây cho thấy các rạn san hô giống với những gì được dự đoán trong từng kịch bản.
Comments