Phân urê - H2SO4 một đột phá quan trọng trong lịch sử sản xuất phân hóa học

Phân urê - H2SO4  một đột phá quan trọng trong lịch sử sản xuất phân hóa học Phân urê - H2SO4 được hai anh em Bill và George Verdegaal phát hiện, được áp dụng đại trà lần đầu tiên ở California (Mỹ) để cải tạo đất có độ kiềm cao. Sau hai thập niên từ khi ra đời, sản xuất phân tổng hợp urê - axit sunfuric đã ngày càng phát triển và đang có những đóng góp quan trọng cho việc cải tạo đất có độ kiềm cao. Ở Mỹ, đã từ lâu người ta nhận thấy hiệu quả của axit sunfuric đối với việc xử lý đất vôi và nước có hàm lượng bicacbonat cao, nhưng các vấn đề về an toàn đã hạn chế việc áp dụng phương pháp này. Cách đây hai thập niên, người ta phát hiện rằng nếu bổ sung urê 46% vào axit sunfuric 93% thì có thể giảm mạnh tác dụng ăn mòn của axit đối với mô người mà không cần trung hòa axit. Từ đó, loại phân urê - axit sunfuric dạng lỏng đã ra đời và được sử dụng lần đầu tiên ở California (Mỹ) vào đầu thập niên 1980. Liên kết hóa học giữa các thành phần trong loại phân mới này đã tạo cho nó có những tính năng bất ngờ, giúp cho người nông dân có một công cụ cải tạo đất và đồng thời lại là nguồn cung cấp đạm cho cây trồng. Sản phẩm phân urê - H2SO4 được xem như một đột phá quan trọng trong ngành sản xuất phân hóa học. Trong điều kiện thích hợp, phản ứng giữa urê và H2SO4 đặc xảy ra như sau:             (NH2)2CO + H2SO4 = [(NH2)=CO].H2SO4 + nhiệt Đây là phản ứng tỏa nhiệt mạnh và có thể nổ nếu nhiệt không được tải đi. Sản phẩm cuối cùng là một chất lỏng. Trong quá trình sản xuất, nhiệt độ phản ứng được khống chế bằng cách điều chỉnh tốc độ bổ sung H2SO4. Nếu nhiệt độ phản ứng vượt quá 93oC thì có thể tạo thành các sản phẩm phụ bất lợi. Phân urê - H2SO4 được pha chế với nhiều công thức khác nhau, có trọng lượng riêng trong khoảng 11,87 - 12,80 pao/galon, và độ nhớt tương đối cao (35 - 110 centipose), độ pH nhỏ hơn 1. Việc cho urê phản ứng với H2SO4 có ích lợi là loại bỏ tác dụng ăn mòn của H2SO4 đối với da người mà không cần trung hòa độ axit của H2SO4. Sản phẩm phân urê - H2SO4 được xếp vào hạng các chất kích thích nhẹ. Nếu tiếp xúc lâu thì nó có thể thích nhẹ ở da, nếu dính vào chỗ da bị đứt hoặc bị thương thì sẽ gây cảm giác đau nhói. Biện pháp cấp cứu là rửa ngay bằng nước sạch. Tuy nhiên, sản phẩm này có thể ăn mòn quần áo và ăn xuyên qua da giày. Vì vậy, khi thao tác cần phải sử dụng trang bị bảo hộ (đặc biệt là ủng) làm bằng PVC hoặc cao su. Trong một thời gian dài trước đây, axit sunfuric đã được coi là một tác nhân cải tạo đất nhanh và có hiệu quả, được sử dụng để cải tạo đất có độ kiềm cao. H2SO4 phản ứng trực tiếp với chất vôi tự do trong đất. Nhưng do việc thao tác với H2SO4 khá phức tạp và nguy hiểm; nên việc sử dụng nó bị hạn chế nhiều. Với phân u rê - H2SO4, người nông dân có một phương tiện hiệu quả để khử kiềm cho đất mà không gặp những ảnh hưởng bất lợi do tác động ăn mòn của axit đối với mô người. Tùy theo yêu cầu trồng trọt mà người ta sử dụng các công thức pha chế khác nhau của phân urê - H2SO4. Nến cần đáp ứng nhu cầu đạm cho cây thì có thể dùng loại phân có hàm lượng urê cao, còn nếu muốn cải tạo đất là chính thì nên sử dụng loại phân có hàm lượng H2SO4 cao. Phân urê - H2SO4 có thể được bón cho cây bằng những cách vẫn được sử dụng để bón phân thông thường, nhưng thiết bị bón phân urê - H2SO4 phải chịu được ăn mòn do tính axit của loại phân này. Có thể bón phân trước khi trồng cây, bằng cách phun diện rộng lên đất, hoặc phun quanh gốc cây, hòa vào nước tưới rồi dùng vòi phun tia hoặc hệ thống tưới nhỏ giọt. Người ta còn sử dụng phân urê - H2SO4 như một dạng thuốc diệt cỏ. Dung dịch urê - H2SO4 có tác dụng diệt nhiều loại cỏ lá rộng tuy nhiên lại không diệt được cỏ thường và cỏ lá sáp. Hiện nay tại Mỹ người ta đang tiến hành thử nghiệm trước khi cho phép các nhà sản xuất đăng ký sử dụng phân urê - H2SO4 dưới dạng thuốc diệt cỏ. Phân urê - H2SO4 có thể được pha trộn dễ dàng với axit photphoric và dung dịch kẽm sunfat. Thường người ta pha phân urê - H2SO4 Với axit photphoric theo tỷ lệ 1: 1, đồng thời cũng để diệt cỏ dại mọc lẫn, khi pha trộn các dung dịch thường không sinh nhiệt. Phân urê - H2SO4 đã được sử dụng rất phổ biến bằng cách hòa tan vào nước tưới cho cây. Nếu hàm lượng bicacbonat hoặc độ pH của nước tưới rất cao thì việc bón phân urê - H2SO4 qua hệ thống ống tưới nước hoặc qua hệ thống tưới nhỏ giọt sẽ rất có hiệu quả. Có thể bón phân bằng hai cách: hoặc là đưa một lượng lớn phân vào hệ thống nước tưới để giảm nhanh độ pH xuống đến 3 - 4 trong vòng vài giờ, hoặc là đưa liên tục những lượng nhỏ vào hệ thống nước tướí để duy trì độ pH của nước tưới ở mức 6,5. Phương pháp bón từ từ và liên tục cũng có tác dụng ngăn kết tủa canxi làm tắc đường ống tưới nước, hơn nữa phương pháp này cho phép cung cấp liên tục đạm cho cây khi cần thiết. Nhưng cho dù áp dụng phương pháp nào thì việc giảm hàm lượng bicacbonat trong nước tưới cũng là một tác dụng rất quan trọng. Những khó khăn lớn nhất phải giải quyết khi sản xuất phân urê - H2SO4 là hiện tượng phân lớp của sản phẩm và sự giải phóng những lượng nhiệt năng rất lớn, có thể dẫn đến tai nạn nổ. Việc thử nghiệm khống chế nhiệt độ phản ứng sẽ cho phép áp dụng sản xuất loại phân này ở quy mô công nghiệp. MƯA AXITMƯA AXIT LÀ GÌ?Mưa axít là hiện tượng mưa mà nước mưa có độ pH dưới 5,6.Mưa axít là sự lắng đọng thành phần axít trong những cơn mưa, sương mù, tuyết, băng, hơi nước..v.v. MƯA AXIT XẢY RA Ở ĐÂU?Ở các khu vực công nghiệp hay những khu vực có khí quyển bị ô nhiễm do hơi đốt và khói các nhà máy thải ra.Nước mưa kết hợp với các khí cacbonic trong không khí tạo thành axit . Nước mưa cũng kết hợp với khí thải của các nhà máy-có thể bị gió mang đi đến những vùng rất xa khu vực bị ô nhiễm đóNhững cơn mưa axit đẩy nhanh quá trình ăn mòn. Nguyên nhân gây ra mưa axitCác nhà khoa học đều khẳng định đó là do “các hoạt động của con người gây nên”. Axit ngưng tụ, hoà trong mưa, tuyết, sương, là sản phẩm phụ của quá trình đốt các nhiên liệu hóa thạch. Hiện tượng mưa axit trong tự nhiên như những vụ phun trào của núi lửa, hay các đám cháy… QUÁ TRÌNH TẠO NÊN MƯA AXITDiễn ra theo các phản ứng hoá học sau:1)Lưu huỳnh: +Quá trình đốt cháy lưu huỳnh S + O2 → SO2+Phản ứng hoá hợp giữa lưu huỳnh điôxít và các hợp chất gốc hiđrôxít: SO2 + OH → HOSO2 +Phản ứng giữa hợp chất gốc HOSO2 và O2: HOSO2 + O2 → HO2 + SO3 +Lưu huỳnh triôxít SO3 sẽ phản ứng với nước: SO3(k) + H2O(l) → H2SO4(l)=> Đây chính là thành phần chủ yếu của mưa axít. 2)Nitơ: N2 + O2 → 2NO2NO + O2 → 2NO23NO2(k) + H2O(l) → 2HNO3(l) + NO(k)Axít nitric HNO3 chính là thành phần của mưa axít. Mưa axit-hệ quả làm môi trường ô nhiễmMƯA AXIT LỢI HAY HẠI?Đại dương có bị axit hoá?Khu rừng sau trận mưa axitMưa axit tàn phá môi trường sống Mưa axit rất nguy hại đến môi trường sống, ảnh hưởng đến hệ thống khí quyển,trong bảo tồn di tích lịch sử...Mưa axit ảnh hưởng xấu tới các thuỷ vực (ao, hồ). Các đại dương trên thế giới đang ngày càng có nhiều axit, đe dọa đến đời sống nhiều sinh vật biển và hệ sinh vật của Trái đất.Một áp -phích cảnh báo mưa axítMưa axit không phải lúc nào cũng có hại1)Mưa axit làm mát trái đất: Những cơn mưa chứa axit sunphuaric làm giảm phát thải methane từ những đầm lầy, nhờ đó hạn chế hiện tượng trái đất nóng lên. 2)Cân bằng hệ sinh thái rừng:Sự thiếu vắng các trận mưa axit cũng có thể gây ra nhiều vấn đề với môi trường.Vì lượng cacbon dioxide ngày càng tăng trong sông suối là loại khí gây ra quá trình axit hoá ở các nguồn nước tinh khiết.Đầm lầy-nơi sản sinh khí metanKhu đầm lầyBIỆN PHÁPCác nhà máy nhiệt điện phải lắp đặt thiết bị khử sunphuaCác nước phát triển đang nghiên cứu xây dựng thuế bảo vệ môi trường không khí- “thuế cacbon” áp dụng để giảm thiểu khí thảiXây dựng các công trình nghiên cứu khoa học và các dự án liên quan đến mưa axitCần phải sử dụng một hệ thống tổng thể các chính sách,biện pháp và các công cụ rất đa dạng để thực hiện bảo vệ môi trườngKích thích điều chỉnh sản xuất và tiêu dùng theo hướng bảo vệ môi trườngThúc đẩy việc nghiên cứu tìm ra các nguồn năng lượng sạch như thuỷ điện,năng lượng mặt trời,gió...LỜI GIẢI CHO BÀI TOÁN MÔI TRƯỜNG Ở VIỆT NAMVấn đề mưa axit ở Việt Nam Nếu như 10 năm trước, mưa axit chỉ được phát hiện ở Lào Cai thì đến nay nhiều vùng trên toàn quốc đều thấy mưa axit. Các tỉnh miền Đông Nam Bộ (Biên Hoà, thành phố Hồ Chí Minh, Bình Dương) là chiếm tỷ lệ lớn nhất Tại khu vực thành phố Cần Thơ, tần suất xuất hiện mưa axit trung bình trong mười năm đã lên đến 58%,Tây Ninh cũng ở con số 57,9%.Trong khi đó, khu vực TP.HCM và Cà Mau tần suất xuất hiện mưa axit lần lượt là 41,2% và 39,8%. Nguyên nhân nào? Nguyên nhân khách quan là do các quá trình diễn tiến chậm, tác động trên diện rộng và lâu dài nên ít được xã hội và con người chú ý Năng lực bảo vệ môi trường chưa đáp ứng nhu cầu do có 2 nguyên nhân cơ bản là: thiếu nhân lực và thiếu tài lực.Nhiệm vụ đào tạo, tập huấn, truyền thống nâng cao nhận thức về môi trường cho cán bộ và nhân dân chỉ thực hiện hình thức Hàng năm, có khoảng ¼ số tỉnh thành phố và bộ, ngành không lập báo cáo hiện trạng môi trường theo quy định. Giải pháp Nghiên cứu làm rõ quy luật và dự báo tốt các quá trình diễn biến về môi trường. Kiểm soát và phòng ngừa là một nhiệm vụ không thể chậm trể nếu muốn tránh các thảm hoạ sinh thái.