Tài liệu bài giảng sinh học môi trường doc

Khủng hoảng môi trường và các nguyên lý sinh thái học ứng dụng trong khoa học môi trường SINH HỌC MÔI TRƯỜNG... Quan hệ giữa môi trường và sự phát triển Mời các bạn xem đoạn Video sau và

Trang 1

1

Trang 2

 Phần 1 Sinh học và môi trường

Chương 1 Mở đầu Chương 2 Khủng hoảng môi trường và các nguyên lý sinh thái học ứng dụng trong khoa học môi trường

SINH HỌC MÔI TRƯỜNG

Trang 3

1.1 Một số khái niệm cơ bản

1.2 Quan hệ giữa môi trường và sự phát triển 1.3 Sinh học môi trường (CNSH môi trường)

Phần 1 Sinh học và môi trường

Chương 1 MỞ ĐẦU

Trang 4

1.1 Một số khái niệm cơ bản

1.1.1 Môi trường sống (gọi tắt là môi trường) 1.1.2 Phân loại môi trường

1.1.3 Cấu trúc và chức năng của môi trường 1.1.4 Nhân tố sinh thái (NTST)

1.1.5 Giới hạn sinh thái (GHST)

1.1.6 Hệ sinh thái (HST)

1.1.7 Sinh quyển (SQ)

Trang 6

- Là nơi chứa đựng chất thải

- Là nơi lưu trữ và cung cấp thông tin

- Là nơi giảm nhẹ các tác động có hại của thiên nhiên.

Trang 7

1.2 Quan hệ giữa môi trường và sự phát triển

Mời các bạn xem đoạn Video sau và nêu nhận xét (7).

?? Theo các bạn, môi trường và phát triển có mối quan hệ như thế nào?

?? Cho ví dụ chứng minh nhận định của mình?

Trang 8

1.2 Quan hệ giữa môi trường và sự phát

triển

MÔI TRƯỜNG

PHÁT TRIỂN

Trang 10

1 So sánh sự giống và khác nhau giữa các

CNSHMT?

trò, ý nghĩa, phạm vi nghiên cứu của ngành

SHMT?

Trang 11

1.3.1 Định nghĩa SHMT

Môi trường

Điều tra ô nhiễm

Cải tạo ô nhiễm

Trang 12

Mặt trời (năng lượng)

Không khí

O 2 , N 2 ,

CO 2 , H 2 O

Đất + Nước (Dinh dưỡng)

Động vật ăn cỏ, ăn thịt (SV tiêu thụ)

Vi sinh, ĐV ko xương sống (SV phân hủy)

Trang 13

Đất Nước

Không khí

Trang 14

 VAI TRÒ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG

 SHMT (CNSH MT) tham gia xử

lý các chất gây ô nhiễm MT và có thể dùng để điều tra, đánh giá MT

Xem đoạn Video (8)

Chấ

t

thải

Trang 15

ÔN TẬP CHƯƠNG 1

1 Cấu trúc và chức năng của môi trường Cấu trúc và chức năng của môi trường

2 Định nghĩa, phạm vi nghiên cứu, vai trò Định nghĩa, phạm vi nghiên cứu, vai trò

của ngành sinh học môi trường.

Trang 16

2.1 KN Khủng hoảng môi trường

2.2 Nguyên nhân và hậu quả do khủng hoảng

môi trường

2.3 Các nguyên lý sinh thái học ứng dụng trong

khoa học môi trường

Phần 1 Sinh học và môi trường

VÀ CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC

Trang 17

1 Theo các bạn, thế nào

là khủng hoảng môi trường, biểu hiện (thế giới, Việt Nam)?

2 Nguyên nhân và hậu quả của khủng hoảng môi trường là gì?

Xem các đoạn Video sau (9, 10).

Trang 18

Các dạng ô nhiễm môi trường

Trang 19

Suy thoái

Đe dọa đời sống SV

Trang 20

Khủng hoảng môi trường

Ô nhiễm tiếng

ồn

Trang 21

Nguyên nhân khủng hoảng môi trường

Vật lý

Hóa học

Xem các đoạn Video sau (11, 12)

Trang 22

* Đối với sức khỏe: bệnh ung thư, …

* Đối với khí hậu: bức xạ mặt trời, bức xạ trái đất

ozon, khói mù quang hóa, Elnino và lanina…

* Tai biến môi trường:

2.2.2 Hậu quả do khủng hoảng môi trường

Trang 23

1 Theo bạn, thế nào là tai biến môi trường? Biểu hiện (Diễn biến) của nó ra sao?

2 Bạn thử đề ra các phương pháp ứng phó với tai biến môi trường?

Xem các đoạn Video sau (10.1).

Trang 24

- KN: là quá trình gây mất ổn định các yếu tố trong hệ thống môi trường

TAI BIẾN MÔI TRƯỜNG

GĐ nguy cơ (hiểm

họa)

GĐ phát triển

GĐ sự cố MT (thảm họa MT)

Sông Thị Vải – Xưa

và nay

Xem các đoạn Video sau (13, 14)

Trang 26

 G/đ 1: phòng ngừa toàn diện, đưa toàn bộ hệ thống về ngưỡng an toàn lâu dài

 G/đ 2: phòng ngừa chọn lọc, ưu tiên xử lý những dấu hiệu nhận biết trước

 G/đ 3: can thiệp khẩn cấp, nhanh chóng đưa

hệ thống đến ngưỡng an toàn tạm thời nhằm giảm thiểu thiệt hại

ỨNG XỬ TAI BIẾN MÔI TRƯỜNG

Trang 27

HÃY CỨU LẤY HÀNH

TINH

Trang 28

2.3.1 Sự sống và sự tiến hóa của sinh vật

2.3.2 Chu trình tuần hoàn sinh địa hóa

2.3.3 Sự tăng trưởng và tự điều chỉnh của các quần thể sinh vật

2.3.4 Tương tác giữa các quần thể sinh vật

2.3.5 Sự phát triển và tiến hóa của hệ sinh thái

2.3.6 Tác động của con người tới hệ sinh thái

2.3 Các nguyên lý sinh thái học ứng dụng trong KHMT

Trang 30

Sự sốn g

2.3.1 Sự sống và cấu trúc của sự sống trên Trái đất

Khả năng tái sinh

Trang 32

* ĐN: Là vòng tuần hoàn khép kín về vật chất

và vòng tuần hoàn hở về năng lượng, được chia làm 2 loại:

- Các chu trình sinh địa hóa chủ yếu:

- Các chu trình sinh địa hóa chủ yếu: C C , P,

Trang 34

Mời các bạn xem các đoạn Video sau (15, 16, 17).

1 Vẽ và thuyết trình lại quy trình tuần hoàn của các chất trên.

2 Vai trò của mỗi quy trình?

Trang 35

35

Trang 36

36

Trang 37

37

Trang 38

38

Trang 39

- thu nhận các C vô cơ và trả lại C hữu

cơ có ích cho khí quyển và đại dương

- duy trì nồng độ C thích hợp trong khí quyển, hạn chế hiện tượng hiệu ứng nhà kính và nóng lên toàn cầu

 Vai trò của chu trình carbon hữu cơ

Trang 40

40

Trang 42

42

Trang 43

- tạo ra nguồn nước ngọt

- điều hòa nhiệt độ bề mặt Trái đất

- vận chuyển không khí và nước

- tạo điều kiện để thực hiện các chu trình sinh địa hóa khác

 Vai trò của chu trình nước

Trang 44

2.3.1 Sự sống và sự tiến hóa của sinh vật

2.3.2 Chu trình tuần hoàn sinh địa hóa

2.3.3 Sự tăng trưởng và tự điều chỉnh của các quần thể sinh vật

2.3.4 Tương tác giữa các quần thể sinh vật

2.3.5 Sự phát triển và tiến hóa của hệ sinh thái

2.3.6 Tác động của con người tới hệ sinh thái

2.3 Các nguyên lý sinh thái học ứng dụng trong KHMT

Trang 45

1 Điều kiện để hệ sinh thái phát triển?

2 Nhận định sao khi nói:

không có HST”?

Mời các bạn xem các đoạn Video sau (18, 19, 20).

Trang 46

Sự phát triển của HST, SV

Trang 47

Vườn hoang  cỏ dại

 cỏ, lau, cây bụi…

 rừng thứ sinh

Trang 48

 Diễn thế sinh thái:

+ Diễn thế nguyên sinh + Diễn thế thứ sinh

Trang 52

Trà Lĩnh, Cao Bằng xưa và nay

Trang 53

Tác động của con người đến hệ sinh thái

Trang 54

Vai trò của hệ sinh thái

Mời các bạn xem các đoạn Video sau (21).

Trang 55

1 Theo bạn, làm thế nào để hạn chế tác động tiêu cực của con người đến hệ sinh thái là gì?

Cho ví dụ cụ thể.

Trang 56

 Một số biện pháp hạn chế tác động tiêu cực của con người đến HST:

quản lý và bảo vệ

dựng phương án sự dụng hợp lý nguồn TNTN

Trang 57

của con người đến HST:

bảo vệ và phát triển hợp lý HST

hoạch và các biện pháp quản lý, bảo vệ MT

Trang 59

ÔN TẬP CHƯƠNG 2

1 Khủng hoảng MT: ĐN, nguyên nhân, hậu quả Khủng hoảng MT: ĐN, nguyên nhân, hậu quả

2 Hệ sinh thái: các chu trình sinh địa hóa và tác Hệ sinh thái: các chu trình sinh địa hóa và tác

động của con người đến HST

3 Các biện pháp hạn chế tác động của con người

Trang 60

1 Theo bạn, các chất gây ô nhiễm MT (đất, nước, không khí) thường gặp là gì?

Trang 62

Phần 2 Ứng dụng sinh học vào xử lý môi trường

Chương 1 XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG BẰNG

PHƯƠNG PHÁP VI SINH (Bioremediation – Microorganism remediation)

1.1 Khái niệm và Nguyên lý

1.2 Công nghệ xử lý

1.3 Những yếu tố ảnh hưởng

Trang 63

Mời các bạn xem đoạn Video sau (22).

Trang 64

Vi sinh vật của VSV Enzyme

Trang 66

Cấu tạo của VSV (VD: tế bào vi khuẩn)

Trang 67

Sinh trưởng của vi sinh vật

Trang 68

1 Nguồn dinh dưỡng của VSV?

2 Cơ chế hấp thu dinh dưỡng của VSV?

Trang 69

Trang 70

Các chất nhận điện tử

Trang 72

Chức năng sinh lý của chất dinh dưỡng đối với VSV

Trang 73

1 Nguồn dinh dưỡng của VSV?

2 Cơ chế hấp thu dinh dưỡng của VSV?

3 Với nguồn d.dưỡng và cơ chế hấp thu

đó, VSV có thể xử lý các dạng chất ô nhiễm nào?

Trang 80

80

Trang 84

Xử lý ô nhiễm MT bằng VSV:

Biến đổi chất ô nhiễm theo cơ chế trực tiếp

trình trao đổi chất nhưng nó bị biến đối trong tế bào vi khuẩn

Trang 85

CHOCOOH (glyoxylate)

Trang 86

e

Trang 87

Biến đổi chất ô nhiễm theo cơ chế gián tiếp

 sự biến đổi sự biến đổi chất ô nhiễm xảy ra hoàn toàn bên ngoài tế bào vi khuẩn

Trang 88

CHOCOOH (glyoxylate)

Trang 89

Xử lý ô nhiễm MT bằng VSV

- Nguyên lý : chất ô nhiễm là chất cho và chất nhận điện tử

- Cơ chế : đồng hóa hoặc sinh lý  : đồng hóa hoặc sinh lý  trực

tiếp hoặc gián tiếp (bên trong hay bên ngoài TB VSV)

Trang 90

1 Theo các bạn, yếu tố quan trọng nhất

để trong quá trình xử lý chất ô nhiễm

MT bằng VSV là gì?

SO4, CO2, Fe (3)…)

Trang 91

 oxy là chất nhận điện tử cuối cùng của quá trình hô hấp

O 2

Trang 92

O 2

benzen hydroquinone Acid carboxylic

 oxy hóa trực tiếp chất ô nhiễm (phản ứng oxy hóa)

Trang 93

 là chất nhận điện tử cuối cùng của quá trình hô hấp

O 2

Trang 94

chất ô nhiễm trong điều kiện

kị khí (phản ứng khử)

Trang 95

+ nhận điện tử + Oxy hóa trực tiếp chất ô nhiễm

 Các chất thay thế oxy Các chất thay thế oxy :

+ nhận điện tử + tham gia làm biến dạng chất ô nhiễm (khử)

Trang 96

Trang 97

1 Kích hoạt (Biostimulation)

2 Tăng cường (Bioaugmentation)

3 Theo dõi quá trình làm sạch tự nhiên (Bioattenuation)

Trang 98

1 Dự đoán: thế nào là CN kích hoạt, tăng cường, theo dõi quá trình làm sạch tự nhiên? Cho VD.

2 So sánh các CN trên (về mặt cơ chế).

3 Theo bạn, đoạn Video (24) sau đã ứng dụng

CN nào?

Trang 99

Trang 100

Biostimulation

Trang 103

Trang 104

Bioaugmentation

Trang 107

TCE Bioaugmentation

Trang 108

1 Theo bạn, có mấy quá trình làm sạch tự nhiên cơ bản?

Cho ví dụ?

Trang 109

Quá trình làm sạch tự nhiên

Trang 110

MT an toàn

Trang 111

CNƯD – Theo dõi QT làm sạch tự nhiên CNƯD – Theo dõi QT làm sạch tự nhiên

Trang 112

Trang 113

A Giá thành thấp

A Giá thành thấp (3) (3)

B Thời gian xử lý ngắn

B Thời gian xử lý ngắn (3) (3)

C Hiệu quả cao

C Hiệu quả cao (2) (2)

D Kiểm tra nhanh

D Kiểm tra nhanh (….) (….)

A, B, C, D?

Trang 114

CN Xử lý MT bằng VSV

Khó khăn

Tăng cường (2) QT làm sạch

tự nhiên (3) Kích hoạt (1)

D Khó hoạt động quy mô lớn

D Khó hoạt động quy mô lớn (1) (1)

A, B, C, D?

Trang 115

 Ứng dụng xử lý đất và nước ô nhiễm Ứng dụng xử lý đất và nước ô nhiễm

Trang 116

Kích hoạt Tăng cường

Làm sạch tự nhiên (hiệu quả thấp)

Trang 117

Thảm họa dầu tràn trên vịnh Mehico

Trang 118

Dùng thuyền vớt dầu Vớt dầu tràn vào đất

Dùng lưới chặn dầu tràn Bơm bùn xuống giếng dầu

Trang 120

 Xử lý đất ô nhiễm – KT bùn nhão

Mời các bạn xem đoạn Video sau (25)

1 Bạn hãy thiết kế lại hệ thống xứ lý đất bằng KT bùn nhão.

Trang 121

 Xử lý đất ô nhiễm – KT bùn nhão

Trang 122

Bể phản ứng

Bể tách nước Đất ô nhiễm chưa xử lý Đất an toàn sau xử lý

Bổ sung:

-Nước -Dinh dưỡng -Chất ổn định

Cung cấp khí

ĐK: MT có VSV phân hủy chất ô nhiễm

Trang 123

123

Trang 124

 Xử lý đất ô nhiễm – KT trải đất (Land treatment –

Biofarming)

Trang 125

 Xử lý đất ô nhiễm – KT đánh đống ủ (Biopiles)

KT đánh đống ủ

Trang 127

Bể tách khí

Xử lý

khí

Trang 128

Xử lý đất ô nhiễm tại chỗ – KT cung cấp

không khí

KT cung cấp không khí

Sử dụng nguồn VSV tại chỗ

Không khí và

D.dưỡng

MT đất ô nhiễm (VOC)

MT đất an toàn

Trang 129

A, C, D

Trang 130

 CN ứng dụng – xử lý đất ô nhiễm

KT bùn nhão (ex situ) CC không khí (in situ)

Đất ô nhiễm

A K o xử lý được MT

bị ô nhiễm nặng

B Tỷ lệ thành công thấp

C Phụ thuộc vào MT bên ngoài

D Gây ô nhiễm MT không khí

A, B, C, D? Khác nhau

D

Trang 131

Đất an toàn

Trang 132

Các nguồn gây ô nhiễm nước ngầm

Trang 133

ngầm)

Trang 134

Ô nhiễm nước làng nghề

Ô nhiễm nước do CN

Trang 135

1 Theo các bạn, nước ô nhiễm ở tầng nào là nguy hiểm và đáng quan tâm nhất? Vì sao? Cho Ví dụ.

2 Các nguồn gây ô nhiễm?

Trang 136

Ô nhiễm

nước

ngầm

(DNAPL)

Trang 137

Theo dõi QT tự làm

sạch

Xem đoạn Video sau (26)

Trang 138

XL ô nhiễm nước ngầm (ONNN)

YN: tìm hiểu các QT xảy ra trước khi quyết định KT

sử dụng tiếp theo

Trang 140

Trang 141

g bơm lên

Giến

g cấp lại ống dẫn nước

sạch

Trang 142

 KTXL nước ngầm ô nhiễm: thổi khí

Kỹ thuật thổi khí

Trang 143

KT xử lý nước ngầm ô nhiễm – thổi khí

KT thổi khí

Sử dụng nguồn VSV tại chỗ

Trang 144

 KTXL nước ngầm ô nhiễm: thổi khí

Xử lý nước ngầm ô nhiễm dạng DNAPL

Trang 145

CN ứng dụng – xử lý nước ô nhiễm

Nước ô nhiễm

bơm lên rồi xử

Trang 146

CN ứng dụng – xử lý nước ô nhiễm

Nước ô nhiễm

bơm lên rồi xử

D gây tổn hại đến MT xung quanh

D gây tổn hại đến MT xung quanh (…) (…)

Trang 147

Trang 149

CN Xử lý MT bằng VSV

Tăng cường QT tự làm sạch Kích hoạt

Xử lý bên ngoài (ex situ):

Bioslurry; pum and pet…

Xử lý tại chỗ (in situ): natural attention,

Trang 150

Trang 154

Trang 155

Phối hợp các KT để xứ lý ô nhiễm đất

Trang 156

- Làng bún Long Kiên (Bà Rịa - Vũng tàu): mỗi ngày

có 720m 3 nước thải trong quá trình làm bún và nuôi heo không được xử lý  gây ô nhiễm nặng

nề nguồn nước mặt và nước ngầm trong khu vực

Thiết kế quy trình XL MTON bằng PP

Bioremediation

- làng Hạ Thái (Hà Tây) - nghề sơn mài: Nồng độ các

chất thải rắn lơ lửng: sắt, kẽm…; chất hữu cơ: xylen, toluen, axeton… trong nước thải gây ô nhiễm

MT nghiêm trọng

Trang 158

1 Theo các bạn, thế nào là pp Phytoremediation? Cho Ví dụ.

Trang 160

Xử lý ô nhiễm MT bằng TV:

Sinh lý của Thực vật

Trang 161

Trang 162

Thực vật có khả năng XL

chất ô nhiễm trong MT

Trang 163

1 Tại sao có thể ứng dụng TV để xử lý MT? Cho VD.

2 Đặc trưng của các loài TV xử lý MT là gì?

Mời các bạn xem đoạn Video sau (29)

chế hấp thu chất ô nhiễm của TV

Trang 164

 NL PR.– Cơ chế hấp thu của TV với

Trang 165

1 Câu hỏi đặt ra: liệu rằng TV đã ứng dụng

để xử lý MT (phytoremediation) có gây hại cho người, động vật và MT không khí hay không?

Trang 166

 Nguyên lý – Dạng chất ô nhiễm trong MT

Các dạng chất ô nhiễm

Ô nhiễm kim loại

- Dạng ion tự do: Fe, Hg, Pb

- Dạng phức với ion vô cơ:

Trang 167

 NL PR.– KL tích lũy trong thân

Trang 168

 Nguyên lý – Dạng chất ô nhiễm trong MT

Các dạng chất ô nhiễm

Ô nhiễm kim loại

- Dạng ion tự do: Fe, Hg, Pb

- Dạng phức với ion vô cơ:

Trang 169

nhiễm là chất hữu cơ

Trang 170

 NL PR.– Cơ chế hấp thu của TV với chất ô

Trang 171

chất ô nhiễm là chất hữu cơ

- Phân hủy bởi VK

- Thủy phân hóa học

- Chuyển hóa trong TV

- Quang phân hủy

Trang 172

 NL PR.– Cơ chế hấp thu của TV với chất ô

Trang 173

chất ô nhiễm là chất hữu cơ

Trang 174

Xử lý ô nhiễm MT bằng TV -

Phytoremediation

Trang 175

2 Theo các bạn, khi nào chất ô nhiễm hữu cơ có khả năng bị chuyển dạng và khi nào chúng lưu lại trong đất? Cho VD

CHC: CHC có độ hấp thụ nước càng thấp

khả năng bị lưu lại trong MT càng cao và

ngược lại

Định dạng
Số trang	299
Dung lượng	21,12 MB

Tiêu đề	Sinh học môi trường
Chuyên ngành	Sinh học môi trường
Thể loại	Tài liệu bài giảng