Chuong 2 moi truong va tai nguyen

Nơi chứa đựng các nguồn tài nguyên Nơi chứa đựng các phế thải do con người tạo ra trong cuộc sống MÔI TRƯỜNG „ Môi trường tự nhiên: bao gồm các nhân tố thiên nhiên như vật lý, hoá học,

Chương 2

Tổng quan về môi trường

Các khái niệm liên quanKhái niệm về sinh thái

Khái niệm về tài nguyên thiên nhiên

2.1 TỔNG QUAN VỀ MÔI TRƯỜNG

Nơi chứa đựng các nguồn tài nguyên

Nơi chứa đựng các phế thải do con người tạo ra trong cuộc sống

MÔI TRƯỜNG

„ Môi trường tự nhiên: bao gồm các nhân tố thiên nhiên

như vật lý, hoá học, sinh học, tồn tại ngoài ý muốn của con người, nhưng cũng ít nhiều chịu tác động của con người

„ Môi trường xã hội: là tổng thể các quan hệ giữa người

với người Môi trường xã hội định hướng hoạt động của con người theo một khuôn khổ nhất định, tạo nên sức mạnh tập thể thuận lợi cho sự phát triển, làm cho cuộc sống của con người khác với các sinh vật khác

„ Môi trường nhân tạo: bao gồm tất cả các nhân tố do

con người tạo nên, làm thành những tiện nghi trong cuộc sống

- Khí quyển (Atmosphere) - Sinh quyển (Biosphere)

- Thạch quyển (Lithosphere) - Thủy quyển(Hydrosphere)

Tầng ngoài (Exosphere): > 500 km, phân tử

không khí loãng phân hủy thành các ion dẫn điện,

các điện tử tự do, nhiệt độ cao và thay đổi theo thời

gian trong ngày.

Tầng nhiệt (Thermosphere): 90 – 500 km,

nhiệt độ tăng dần theo độ cao, từ -92 o C đến +1200 o C

Nhiệt độ thay đổi theo thời gian, ban ngày thường rất

cao và ban đêm thấp

Tầng trung quyển (Mesosphere): 50-90 km

Nhiệt độ giảm dần

„ Phần lớn khối lượng 5.10 5 tấn của toàn bộ khí quyển

tập trung ở các tầng thấp: tầng đối lưu và tầng bình lưu

„ Thành phần không khí của khí quyển thay đổi theo thời gian địa chất, cho đến nay khá ổn định bao gồm

chủ yếu là nitơ, oxi và một số loại khí trơ.

„ Mật độ của không khí thay đổi mạnh theo chiều cao, trong khi tỷ lệ các thành phần chính của không khí không thay đổi

8

Bảng: Hàm lượng trung bình của không khí

75,51 23,15 1,28 0,005 0,00012 0,000007 0,000009 0,000029 0,000008 0,0000035 0,000008 0,00000036

386.480 118.410 6.550 233 6,36 0,37 0,43 1,46 0,4 0,02 0,35 0,18

„ Cung cấp oxy (cần thiết cho sự sống trên trái đất),

„ Cung cấp CO 2 (cần thiết cho quá trình quang hợp của thực vật),

„ Cung cấp nitơ cho vi khuẩn cố định nitơ và các nhà

máy sản xuất amôniac để tạo các hợp chất chứa nitơ cần cho sự sống

„ Khí quyển là phương tiện vận chuyển nước hết sức

quan trọng từ các đại dương tới đất liền như một phần của chu trình tuần hoàn nước

„ Khí quyển có nhiệm vụ duy trì và bảo vệ sự sống

trên trái đất Nhờ có khí quyển hấp thụ mà hầu hết các tia vũ trụ và phần lớn bức xạ điện từ của mặt trời không tới được mặt đất

Tầng ozôn có chức năng như một phần lá chắn của khíquyển, bảo vệ trái đất khỏi những ảnh hưởng độc hại của tia tử ngoại từ mặt trời chiếu xuống

Tại sao như vậy???

„Các tia tử ngoại có bước sóng dưới 28µm rất nguy hiểm đối với động và thực vật, bị lớp ozôn ở tầng bình lưu hấp phụ

„Cơ chế hấp phụ tia tử ngoại của tầng ozôn có thể trình bày theo các PTPƯ sau: (các phản ứng liên tục xảy ra)

Thủy quyển (Hydrosphere)

„Khoảng 71% với 361 triệu km2 bề mặt TĐ được bao phủ bởi mặt nước

„Thủy quyển: nước ở đại dương, biển, các sông, hồ, băng tuyết, nước dưới đất, hơi nước Trong đó:

- 97% là nước mặn, có hàm lượng muối cao, không

thích hợp cho sự sống của con người;

- 2% dưới dạng băng đá ở hai đầu cực;

- 1% nước ngọt nhưng lượng nước ngọt cho phép con

người sử dụng chỉ chiếm một phần rất nhỏ bé(<1/100.000)

„Nước là tài nguyên vật liệu quan trọng nhất của loài người và sinh vật trên trái đất Con người mỗi ngày cần

250 lít nước cho sinh hoạt, 1.500 lít nước cho hoạt động công nghiệp và 2.000 lít cho hoạt động nông nghiệp

„Ngoài chức năng tham gia vào chu trình sống, nước còn

là chất mang năng lượng (hải triều, thuỷ năng), chất mang vật liệu và tác nhân điều hoà khí hậu, thực hiện các chu trình tuần hoàn vật chất trong tự nhiên

„ Có thể nói sự sống của con người và mọi sinh vật trên trái đất phụ thuộc vào nước

Thạch quyển (Lithosphere)

„ Cấu trúc của trái đất

TĐ bao gồm nhiều lớp khác nhau tùy thuộc vào độ sâu

và đặc điểm địa chất, có các lớp sau:

- Nhân (core): đường kính khoảng 7000 km và ở tâm trái đất

- Manti (mantle): bao phủ xung quanh nhân và có chiều dày khoảng 2900 km

- Vỏ trái đất: có cấu tạo thành phần phức tạp, có thành phần không đồng nhất

16

Cấu trúc trái đất

Cấu trúc trái đất

„ Vỏ TĐ chia làm 2 kiểu: vỏ lục địa và vỏ đại dương

Cấu trúc trái đất

„ Vỏ lục địa có cả 3 lớp: trầm tích, granit và bazan

Vỏ lục địa phân bố ở lục địa và một số đảo ven rìa đại dương

„ Vỏ đại dương phân bố trong phạm vi của các đáy đại dương và được cấu tạo bởi hai lớp trầm tích và bazan

Vỏ chuyển tiếp: là vỏ trái đất ở thềm lục địa, tương tự như vỏ lục địa

Thạch quyển

„ Thạch quyển, còn gọi là môi trường đất, bao gồm lớp

vỏ trái đất có độ dày khoảng 60-70 km trên mặt đất

và 2-8 km dưới đáy biển

„ Đất là một hỗn hợp phức tạp của các hợp chất vô cơ, hữu cơ, không khí, nước, và là một bộ phận quan trọng nhất của thạch quyển

„ Thành phần vật lý và tính chất hóa học của thạch quyển nhìn chung là tương đối ổn định và có ảnh hưởng lớn đến sự sống trên mặt địa cầu

20

Sinh quyển (biosphere)

Sinh quyển là nơi có sự

sống tồn tại, bao gồm các

phần của thạch quyển có độ

dày 2-3 km kể từ mặt đất,

toàn bộ thủy quyển và khí

quyển tới độ cao 10 km (đến

tầng ozone)

Sinh quyển

„ Sinh quyển có các cộng đồng sinh vật khác nhau từ đơn giản đến phức tạp, từ dưới nước đến trên cạn, từ vùng xích đạo đến các vùng cực trừ những miền khắc nghiệt

„ Sinh quyển không có giới hạn rõ rệt vì nằm cả trong các quyển vật lý và không hoàn toàn liên tục vì chỉ tồn tại vàphát triển trong những điều kiện môi trường nhất định

„ Ngoài vật chất, năng lượng còn có thông tin với tác dụng duy trì cấu trúc và cơ chế tồn tại, phát triển của các vật sống

„ Dạng thông tin phức tạp và cao nhất là trí tuệ con người,

có tác động ngày càng mạnh mẽ đến sự tồn tại và phát triển trên trái đất

Tổng quan về môi trường

Các khái niệm liên quan

Khái niệm về sinh thái

Khái niệm về tài nguyên thiên nhiên

2.2 CÁC KHÁI NIỆM LIÊN QUAN

„ Ô nhiễm môi trường

Theo Luật Bảo vệ Môi trường của Việt Nam:

“Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của các thành phần môi trường không phù hợp với tiêu chuẩn môi trường, gây ảnh hưởng xấu đến con người, sinh vật.”

"Tiêu chuẩn môi trường là những chuẩn mức, giới hạn cho phép, được quy định dùng làm căn cứ để quản lý môi trường"

24

Ô nhiễm môi trường

Ô nhiễm môi trường

được hiểu là việc

chuyển các chất thải

hoặc năng lượng vào

môi trường đến mức có

khả năng gây hại đến

sức khoẻ con người,

đến sự phát triển sinh

vật hoặc làm suy giảm

chất lượng môi trường

Ô nhiễm môi trường

„ Tác nhân ô nhiễm bao gồm: các chất thải ở dạng khí(khí thải), lỏng (nước thải), rắn (chất thải rắn) chứa hoáchất hoặc tác nhân vật lý, sinh học và các dạng năng lượng như nhiệt độ, bức xạ

„ Theo Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam:

"Sự cố môi trường là tai biến hoặc rủi ro xảy ra trong quá trình hoạt động của con người hoặc biến đổi thất thường của tự nhiên, gây ô nhiễm, suy thoái hoặc biến đổi môi trường nghiêm trọng"

„ Bão, lũ lụt, hạn hán, nứt đất, động đất, trượt đất, sụt lở đất, núi lửa phun, mưa axit, mưa đá, biến động khí hậu

và thiên tai khác;

„ Hoả hoạn, cháy rừng, sự cố kỹ thuật gây nguy hại về môi trường của cơ sở sản xuất, kinh doanh, công trình kinh tế, khoa học, kỹ thuật, văn hoá, xã hội, an ninh, quốc phòng;

„ Sự cố trong tìm kiếm, thăm đò, khai thác và vận chuyển khoáng sản, dầu khí, sập hầm lò, phụt dầu, tràn dầu, vỡ đường ống dẫn dầu, dẫn khí, đắm tàu, sự cố tại cơ sở lọc hoá dầu và các cơ sở công nghiệp khác;

„ Sự cố trong lò phản ứng hạt nhân, nhà máy điện nguyên

tử, nhà máy sản xuất, tái chế nhiên liệu hạt nhân, kho chứa chất phóng xạ

28

„ Định nghĩa:

"Suy thoái môi trường là sự suy giảm về chất lượng

và số lượng của thành phần môi trường, gây ảnh hưởng xấu đối với con người và sinh vật "

Trong đó, thành phần môi trường được hiểu là các yếu tố tạo thành môi trường: không khí, nước, đất, âm thanh, ánh sáng, lòng đất, núi, rừng, sông, hồ biển, sinh vật, các hệ sinh thái, các khu dân cư, khu sản xuất, khu bảo tồn thiên nhiên, cảnh quan thiên nhiên, danh lam thắng cảnh, di tích lịch sử và các hình thái vật chất khác

Khủng hoảng môi trường

„Định nghĩa: "Khủng hoảng môi trường là các suy thoái

về chất lượng môi trường sống trên quy mô toàn cầu, đe dọa cuộc sống của loài người trên trái đất"

Khủng hoảng môi trường

Biểu hiện của khủng hoảng môi trường:

„ Ô nhiễm không khí (bụi, SO2, CO2 v.v ) vượt tiêu chuẩn cho phép tại các đô thị, khu công nghiệp

„ Hiệu ứng nhà kính đang gia tăng làm biến đổi khí hậu toàn cầu

„ Tầng ozon bị phá huỷ

„ Sa mạc hoá đất đai do nhiều nguyên nhân như bạc màu, mặn hoá, phèn hoá, khô hạn

Khủng hoảng môi trường

Biểu hiện của khủng hoảng môi trường:

„ Nguồn nước bị ô nhiễm

„ Ô nhiễm biển xảy ra với mức độ ngày càng tăng

„ Rừng đang suy giảm về số lượng và suy thoái về chất lượng

„ Số chủng loài động thực vật bị tiêu diệt đang gia tăng

„ Rác thải, chất thải đang gia tăng về số lượng và mức độ độc hại

32

"Tai biến môi trường là quá trình gây mất ổn định trong

hệ thống môi trường".

„ Giai đoạn nguy cơ (hay hiểm hoạ): Các yếu tố gây hại

tồn tại trong hệ thống, nhưng chưa phát triển gây mất ổn định

„ Giai đoạn phát triển: Các yếu tố tai biến tập trung lại,

gia tăng, tạo trạng thái mất ổn định nhưng chưa vượt qua ngưỡng an toàn của hệ thống môi trường

„ Giai đoạn sự cố môi trường: Quá trình vượt qua ngưỡng

an toàn, gây thiệt hại cho con người về sức khoẻ, tính mạng, tài sản, Những sự cố gây thiệt hại lớn được gọi làtai hoạ, lớn hơn nữa được gọi là thảm hoạ môi trường

Khả năng chịu đựng của môi trường

Khả năng chịu đựng củamôi trường hay sức chịu tảicủa môi trường là giới hạncho phép mà môi trường cóthể tiếp nhận và hấp thụ cácchất gây ô nhiễm

„ Sức chứa của môi trường gồm sức

chứa sinh học và sức chứa văn

hóa:

- Sức chứa sinh học là khả năng

mà hành tinh có thể chứa đựng số

người nếu các nguồn tài nguyên

đều được dành cho cuộc sống của

Đạo đức môi trường

Khái niệm đạo đức môi

trường ra đời là sự thừa

Đạo đức môi trường

„ Các nguyên tắc đạo đức môi trường

1 Sử dụng kiến thức và kỹ năng để nâng cao chất lượng và bảo vệ môi trường

2 Xem sức khỏe, sự an toàn và môi trường sạch làquan trọng nhất

3 Thực hiện các hoạt động khi có ý kiến của giới chuyên môn

4 Thành thật và minh bạch

5 Đưa ra các báo cáo một cách khách quan và trung thực

Tổng quan về môi trường

Các khái niệm liên quan

Khái niệm về sinh thái

Khái niệm về tài nguyên thiên nhiên

Khái niệm

„ Quần thể là một nhóm cá thể của một loài, sống

trong một khoảng không gian xác định, có nhiều đặc điểm đặc trưng cho cả nhóm, chứ không phải cho

từng cá thể của nhóm (E.P Odum, 1971)

Hoặc quần thể là một nhóm cá thể của cùng một loài

sống trong cùng một khu vực (Alexi Sharov, 1996).

„ Quần xã (community) bao gồm cả quần xã của nhiều

loài khác nhau, loài có vai trò quyết định sự tiến hóa của quần xã là loài ưu thế sinh thái

Quần xã

sinh vật

Môi trường xung quanh

Năng lượng

40

Hệ sinh thái hoàn chỉnh bao gồm các thành phần chủyếu sau:

„ Các yếu tố vật lý: ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, dòng chảy …

„ Các yếu tố vô cơ: gồm những nguyên tố và hợp chất hóa học cần thiết cho tổng hợp chất sống

„ Các chất hữu cơ: các chất mùn, acid amin, protein, lipid, glucid…

Chuỗi thức ăn

Chuỗi thức ăn được xem là

một dãy bao gồm nhiều loại

sinh vật, mỗi loài là một

cơ-Thành phần cơ bản

- Sinh vật tiêu thụ bậc 2: ăn các sinh vật tiêu thụ bậc 1 Gồm các động vật ăn thịt, ăn các động vật ăn thực vật.

- Sinh vật tiêu thụ bậc 3: thức ăn chủ yếu là các sinh vật tiêu thụ bậc 2 Đó là động vật ăn thịt, ăn các động vật ăn thịt khác

Thành phần cơ bản

„ Sinh vật phân hủy

Sinh vật phân hủy là những loại vi sinh vật hoặc động vật nhỏ bé hoặc các sinh vật hoại sinh có khả năng phân hủy các chất hữu cơ thành vô cơ

Ngoài ra còn có những nhóm sinh vật chuyển hóa chất vô cơ từ dạng này sang dạng khác (như nhóm vi khuẩn nitrat hóa chuyển NH4+ thành NO3-)

Nhờ quá trình phân hủy, sự khoáng hóa dần dần màcác chất hữu cơ được thực hiện và chuyển hóa chúng

Hô hấp

Nhiệt, cơ năng

Net primary productivity

Sinh vật tự dưỡng

(Sinh vật sản xuất)

Hô hấp Nhiệt năng

Sinh vật dị dưỡng (Sinh vật tiêu thụ)

Hô hấp Nhiệt, cơ năng

Năng suất sơ cấp

Dòng năng lượng qua hệ sinh thái

Dòng năng lượng

Năng suất sơ cấp

„ Năng suất sơ cấp: là nguồn năng lượng mà sinh vật sản xuất (ví dụ như cây xanh) giữ lại được

„ Chỉ một phần nguồn năng lượng sơ cấp này chuyển cho sinh vật tiêu thụ

„ Năng suất sơ cấp trong hệ sinh thái phụ thuộc vào ánh sáng mặt trời, chất dinh dưỡng và nước

52

Năng suất sơ cấp

Tháp sinh thái

Mỗi hệ sinh thái có một cấu trúc dinh dưỡng khác nhau, đặc trưng cho nó, trong đó bao gồm các cấp dinhdưỡng nối tiếp nhauCác loại tháp sinh thái:-Tháp số lượng

-Tháp sinh khối-Tháp năng lượngMức dd 1

Mức dd 2 Mức dd 3

Tháp sinh khối

„ Tháp sinh khối: biểu thị đơn vị được tính là trọng lượng của các cá thể trên một đơn vị diện tích hay thểtích

„ Ví dụ: Tháp sinh khối của đất bỏ hoang ở Jorji (g/m2)

P : 20.810 SVPH: 5060

nó được bảo toàn chứ không bị mất đi một phần nàodưới dạng năng lượng và không sử dụng lại.

Phân loại

„ Chu trình hoàn hảo (chu trình C, N): dạng khí

chiếm ưu thế trong chu trình và khí quyển là nơi dựtrữ chính của những nguyên tố đó, mặt khác từ cơ thểsinh vật chúng trở lại ngoại cảnh tương đối nhanh

chất này trong quá trình vận chuyển một phần bị đọng lại thể hiện qua chu kỳ lắng đọng trong hệ sinh thái khác nhau của sinh quyển

60

Chu trình nước

Chu trình tuần hoàn nước

Chu trình tuần hoàn Cacbon (C)

lồ ở một số nơi của thạch quyển

vô cơ

được biểu diễn bằng các phản ứng sau:

Chu trình tuần hoàn Cacbon (C)

„ Sinh quyển: Các phân tử

hữu cơ trong cơ thể SV

„ Khí quyển: Khí CO2,

CH4, CFC

„ Địa quyển: Các chất hữu

cơ trong đất, nhiên liệu

hóa thạch và quặng đá

vôi, dolomit

„ Thủy quyển: trong đại

Nơi tồn tại Khối lượng (tỷtấn)

Khí quyển 578 (năm 1700) -766 (năm 1999)

Chất hữu cơ trong đất 1500 - 1600Đại dương 38,000 - 40,000 Trầm tích biển và

đá trầm tích 66,000,000 -100,000,000

Chu trình tuần hoàn Cacbon (C)

64

„ 10% các nguồn cacbon chuyển hóa là có nguồn gốc

do các hoạt động của con người

„ Nguồn gốc chính là quá trình khai thác và biến đổicác nhiên liệu chứa cacbon đã sử dụng làm nănglượng và nguyên liệu

„ Hàng năm, con người thải vào khí quyển 2500 triệutấn CO2/năm, chiếm 0,3% tổng lượng CO2 trong khíquyển

„ Phá rừng

„ Chuyển đổi các hệ sinh thái tự nhiên sang hệ sinh tháinông nghiệp

„ Chất thải sinh hoạt của con người

„ Nước thải sinh hoạt, công nghiệp

„Cố định nitơ: Nitơ được các vi khuẩn cố định nitơ,

thường sống trên nốt sần rễ cây họ đậu, chuyển nitơ ởdạng khí sang dạng NO3-

Cố định nitơ (Planosarcina urea, Micrococcus urea, Bacillus amylovorum, Proteus vulgaris):

CO(NH2)2 + 2 H2O Æ (NH4)2CO3

(NH4)2CO3 Æ 2NH3+ CO2 + H2O

„Ammon hóa: các vi khuẩn phân hủy sẽ phân hủy các

acid amin từ xác chết động vật và thực vật để giải phóng

NH4OH

Quá trình ammon hoá (vi khuẩn và nấm)

R-NH2+ 2H2OÆ OH-+ R-OH + NH4+

hoàn nitơ

„Nitrat hóa: các vi khuẩn hóa tổng hợp sẽ oxy hóa

NH4OH để tạo thành nitrat và nitrit, năng lượng được giải phóng sẽ giúp phản ứng giữa oxy và nitơ trong không khí để tạo thành nitrat

Quá trình Nitrat hoá (Nitrosomonas, Nitrobacter)

2NH4+ + 3O2 Æ 2NO2-+ 4H+

2NO2-+ O2Æ 2NO3

-„Khử nitrat hóa: các vi khuẩn kỵ khí phá vỡ các nitrat,

giải phóng nitơ trở lại vào khí quyển

Quá trình khử Nitrate:

5CH2O + 4H+ + 4NO3-Æ 2N2 + 5CO2 + 7H2O

„ Sử dụng phân bón đạm Æ Lượng nitơ tăng trong hệ

thống nước ngầm, chảy ra sông, suối, hồ, và cửa sông Æhiện tượng phú dưỡng hóa

„ Cháy rừng và đốt cháy nhiên liệu Æ Làm tăng sự lắng

đọng nitơ không khí

„ Chăn nuôi gia súc Æ thải vào môi trường ammoniac

(NH3) qua chất thải của chúng Æ thấm dần vào đất, nước ngầm và lan truyền sang các khu vực khác do nước chảy tràn

„ Chất thải và nước thải từ các quá trình sản xuất.