ĐỀ CƯƠNG KHOA học môi TRƯỜNG

“Môi trường là hệ thống các yếu tố vật chất tự nhiên và nhân tạo có tác động đối với sự tồn tại và phát triển của con người và sinh vật” 5 chức năng: 1 Không gian sinh sống cho con người

ĐỀ CƯƠNG KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

1 Môi trường là gì? chức năng của môi trường?

“Môi trường là hệ thống các yếu tố vật chất tự nhiên và nhân tạo có tác động đối với

sự tồn tại và phát triển của con người và sinh vật”

5 chức năng:

1) Không gian sinh sống cho con người và sinh vật

2) Cung cấp các nguồn tài nguyên cần thiết cho đời sống và sản xuất của con người 3) Tiếp nhận và chuyển hóa chất thải do con người tạo ra

4) Giảm nhẹ các tác động bất lợi của thiên nhiên

5) Lưu trữ và cung cấp thông tin

2 Anh/Chị hãy phân tích các chức năng cơ bản của môi trường?

1.3.1 Không gian sinh sống cho con người và sinh vật

• Sinh vật cần không gian cư trú (rừng, bầu trời, hồ nước, )

• Con người cần không gian cho: nhà ở, nơi vui chơi,sản xuất nông nghiệp, đường sá

đi lại,

– Không gian xây dựng: đô thị, khu CN, hạ tầng khác

– Không gian giao thông-vận tải: đường bộ, đường thủy, đường không

– Không gian sản xuất: nông-lâm-ngư nghiệp

– Không gian giải trí: công viên, sân bóng, sân golf,

• Nhu cầu không gian sống thay đổi theo: mức sống, tập quán, trình độ sản xuất, trình

độ khoa học – công nghệ

1.3.2 Cung cấp các nguồn tài nguyên cần thiết cho đời sống và sản xuất của con người

- thức ăn, nước uống, không khí hít thở;

- dược liệu, nước khoáng nóng, để chữa bệnh;

- nguyên liệu sản xuất công nghiệp;

- nguyên liệu cho sản xuất nông nghiệp;

- năng lượng cho sinh hoạt, sản xuất;

1.3.3 Tiếp nhận và chuyển hóa chất thải do con người tạo ra

• Mọi chất thải của con người (sinh hoạt, SX) đều đi vào môi trường xung quanh: đất, nước, không khí

• 2 khía cạnh:

– Tiếp nhận, chứa đựng chất thải

– Chuyển hóa chất thải nhờ các QT vật lý, hóa học, sinh học

• Khi lượng thải nhỏ, khả năng tiếp nhận, chuyển hóa của môi trường còn lớn: môi trường tự làm sạch

• Khi lượng thải tăng vượt quá khả năng tiếp nhận, chuyển hóa: môi trường ô nhiễm Chức năng tiếp nhận và chuyển hóa chất thải đang suy giảm do:

– lượng chất thải ngày càng tăng nhanh do gia tăng dân số và công nghiệp hóa

– con người đưa vào môi trường nhiều chất ô nhiễm nhân tạo độc hại

– các thành phần môi trường suy giảm khả năng tiêp nhận, chuyển hóa (ví dụ: sông

hồ bị bồi lấp, vi sinh vật trong đất bị tiêu diệt)

1.3.4 Giảm nhẹ các tác động bất lợi của thiên nhiên

• Rừng đầu giúp nguồn hạn chế lũ lụt

• Hồ đô thị giúp điều hòa khí hậu

• Rừng phòng hộ ven biển chắn bão cát,

• Đại dương hấp thu CO2 giảm BĐKH

1.3.5 Lưu trữ và cung cấp thông tin

• lịch sử địa chất, tiến hóa sinh vật, phát triển văn hóa con người

• đa dạng nguồn gen, các loài động thực vật

• chỉ thị báo động sớm các tai biến tự nhiên như bão, động đất, núi lửa

2 Anh/Chị hãy phân tích chức năng của tài nguyên rừng?

Vai trò của rừng

- Về sinh thái:

+ Điều hoà khí hậu:

• ảnh hưởng đến nhiệt độ, độ ẩm không khí, thành phần khí quyển

• cân bằng lượng O2 và CO2 trong khí quyển

+ Đa dạng sinh học, nguồn gen:

• là HST có đa dạng sinh học cao nhất ở trên cạn, nhất là rừng ẩm nhiệt đới

• là nơi cư trú của hàng triệu loài động vật, vi sinh vật

• là ngân hàng gen khổng lồ, lưu trữ các loại gen quí

- Về bảo vệ môi trường:

+ Hấp thụ CO2 và sinh O2

• là “lá phổi xanh” hấp thụ CO2 (100 tỷ tấn/năm), sinh oxy (trung bình 16 tấn oxy/ha/ năm)

+ Bảo vệ nguồn nước, chống xói mòn:

• thấm và giữ nước, hạn chế dòng chảy bề mặt (thảm mục rừng giữ lượng nước bằng 100 - 900% trọng lượng của nó)

• giảm sức công phá của nước mưa đối với đất bề mặt (đất xói mòn vùng rừng bằng 10% vùng không có rừng)

+ Thảm mục rừng là kho chứa các chất dinh dưỡng khoáng, mùn - độ phì nhiêu của đất; nơi cư trú và cung cấp chất dinh dưỡng cho vi sinh vật, nhiều loại côn trùng và động vật đất,

- Về cung cấp tài nguyên:

• Lương thực, thực phẩm: năng suất trung bình của rừng trên thế giới đạt 5 tấn chất khô/ha/năm, đáp ứng 2 - 3% nhu cầu lương thực, thực phẩm cho con người

• Nguyên liệu: nguồn cung cấp gỗ, chất đốt, nguyên vật liệu cho công nghiệp, xây dựng,

• Cung cấp dược liệu: nhiều loài thực vật, động vật rừng là các loại thuốc chữa bệnh

4 Anh/Chị hãy phân tích vai trò của tầng Ozon?

Vai trò lớp ozon: hấp thụ hầu hết bức xạ tử ngoại (UV-C, UV-B) nguy hiểm với con người và sinh vật

5 Thế nào là một nhân tố sinh thái? cho ví dụ?

Nhân tố sinh thái là nhân tố của môi trường có ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp lên sinh vật

2 nhóm yếu tố sinh thái:

– vô sinh (abiotic) - ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, pH, các chất khí,

– hữu sinh (biotic) – quan hệ với các sinh vật khác

6 Quy luật giới hạn sinh thái? ý nghĩa?

(1) Quy luật giới hạn sinh thái (Shelford, 1913)

• tồn tại các giới hạn thấp nhất và cao nhất của yếu tố sinh thái để sinh vật có thể tồn tại và phát triển; và giữa 2 giới hạn có khoảng tối ưu

• VD: loài chuột cát đài nguyên chịu đựng được sự dao động nhiệt độ không khí tới 800C (từ -500C đến +300C), đó là loài chịu nhiệt rộng hay là loài rộng nhiệt

(Eurythermic), hoặc như loài thông đuôi ngựa không thể sống được ở nơi có nồng

độ NaCl trên 40/00, đó là loài chịu muối thấp hay loài hẹp muối (Stenohalin)

Ý nghĩa:

- Ảnh hưởng của các yếu tố sinh thái lên sinh vật rất đa dạng, không chỉ phụ thuộc vào tính chất của các yếu tố sinh thái mà cả vào cường độ của chúng

- Đối với mỗi yếu tố, sinh vật chỉ thích ứng với một giới hạn tác động nhất định, đặc biệt là các yếu tố sinh thái vô sinh Sự tăng hay giảm cường độ tác động của yếu tố ra ngoài giới hạn thích hợp của cơ thể sẽ làm giảm khả năng sống hoặc hoạt động

- Khi cường độ tác động tới ngưỡng cao nhất hoặc thấp nhất so với khả năng chịu đựng của cơ thể thì sinh vật không tồn tại được

7 Quy luật tác động tổng hợp? ý nghĩa?

(2) Quy luật tác động tổng hợp

• sinh vật chịu tác động tổng hợp của nhiều yếu tố sinh thái; tác động của một yếu tố chỉ thể hiện hoàn toàn khi các yếu tố khác ở điều kiện phù hợp

 Vd: chế độ chiếu sáng trong rừng thay đổi thì nhiệt độ, độ ẩm không khí và đất

sẽ thay đổi và sẽ ảnh hưởng đến hệ động vật không xương sống và vi sinh vật đất, từ đó ảnh hưởng đến chế độ dinh dưỡng khoáng của thực vật

8 Quy luật tác động không đồng đều? ý nghĩa?

(3) Quy luật tác động không đồng đều

• có yếu tố rất thuận lợi với quá trình này nhưng lại có hại cho quá trình khác

• VD: nhiệt độ cao tăng trao đổi chất nhưng kìm hãm SV di chuyển nhiệt độ

không khí tăng đến 400

- 50 0C sẽ làm tăng các quá trình trao đổi chất ở động vật máu lạnh nhưng lại kìm hảm sự di động của con vật

-loài tôm he (Penaeus merguiensis) ở giai đoạn thành thục sinh sản chúng sống ở

biển khơi và sinh sản ở đó, giai đoạn đẻ trứng và trứng nở ở nơi có nồng độ muối

cao (32 - 36 0/00), độ pH = 8, ấu trùng cũng sống ở biển, nhưng sang giai đoạn sau

ấu trùng (post-larvae) thì chúng chỉ sống ở những nơi có nồng độ muối thấp (10 - 250/00) (nước lợ) cho đến khi đạt kích thước trưởng thành mới di chuyển đến nơi

có nồng độ muối cao

9 Quy luật tác động qua lại giữa sinh vật với môi trường? ý nghĩa?

(4) Quy luật tác động qua lại giữa sinh vật và môi trường

• môi trường tác động lên sinh vật, ngược lại sinh vật cũng tác động làm thay đổi môi trường và có thể thay đổi tính chất của một yếu tố sinh thái

• VD: rừng – độ phì nhiêu của đất trồng mới và bảo vệ rừng -> cải thiện những điều kiện sinh thái, làm giảm sâu hại, cải thiện nguồn nước, độ phì nhiêu đất và làm giàu khu hệ động thực vật của vùng

10 Anh/Chị hãy phân tích đường cong tăng trưởng của quần thể trong điều kiện giới hạn?

(b) Trong điều kiện giới hạn về môi trường sống, tăng trưởng quần thể theo mô hình:

• Giải phương trình (2.3) được:

Khi t tiến đến ∞ , Nt tiến đến K

K: số lượng tối đa quần thể có thể đạt đến

mô hình tăng trưởng logistic (logistic growth)

Đường biểu diễn phương trình (2.4) có dạng hình chữ S (S-shape growth)

→Là mô hình tăng trưởng quần thể trong thực tế

11 Anh/Chị hiểu thế nào về hiện tượng khuếch đại sinh học?

Khái niệm: Hiện tượng gia tăng nhanh nồng độ chất độc từ nồng độ sử dụng nhỏ đến nồng độ cao và rất cao được tích luỹ trong chuỗi thức ăn các cơ thể sống được gọi là "khuếch đại sinh học - biomagnification"

Đặc điểm:

-Thời gian tồn tại trong môi trường rất lâu Vd: DDT có khả năng tồn tại trong cơ thể sinh vật khoảng 15 năm

-Là chất dễ phân tán Vd: Geosmin trong cơ thể lam

-Tan trong chất béo -> Không có khả năng đào thải ra ngoài môi trường Vd: vitamin A

-Có hoạt tính sinh học rất mạnh Vd: Sinh vật ăn lọc và mùn bã như vẹm xanh

12 Anh/Chị hiểu thế nào về hiện trượng tích lũy sinh học?

Tích lũy sinh học (bioaccumulation) là hiện tượng các chất độc trong môi trường được hấp thụ vào trong cơ thể sinh vật, nhưng không được đào thải ra trong quá trình tiêu hóa, bài tiết mà tích tụ lại trong các cơ quan, bộ phận của sinh vật

Ví dụ: Độc tố geosmin tích luỹ trong tảo và được cá da trơn tại 25oC hấp thu qua phương trình:

Geosmim trong tảo (µg/kg) = 0,55+2,38G+0,23 t +2,68G t

13 Vì sao nói: Hệ sinh thái càng đa dạng thì hệ sinh thái càng bền vững?

Vì hst đa dạng sẽ có nhiều loài Khi 1 loài biến mất sẽ có loài lhác thay thế.nên k làm đứt mắt xích thức ăn Mạng lưới hst k bị sụp đổ Chuỗi thức ăn trong hst cũng

đa dạng

Vd loài này mất đi Thì mắt xích phía trên chúng có thể ăn loài khác

14 Cân bằng sinh thái là gì? cho ví dụ?

Cân bằng sinh thái: trạng thái mà ở đó số lượng cá thể của các quần thể ở trạng thái

ổn định, hướng tới sự thích nghi cao nhất với điều kiện môi trường

• Ví dụ: cân bằng số chim sâu-sâu bọ; ở một điều kiện thuận lợi nào đó, sâu bọ phát triển mạnh làm số lượng chim sâu cũng tăng theo; khi số lượng chim sâu tăng quá nhiều thì số lượng sâu bọ bị giảm đi

• Cân bằng sinh thái là cân bằng động: khi có một tác động bên ngoài, sẽ gây biến đổi các thành phần HST; sau một thời gian, hệ sẽ thiết lập được một cân bằng mới, khác với cân bằng ban đầu

15 Anh/chị hãy phân tích vai trò và hiện trạng của tài nguyên sinh vật

và rừng?

16 Anh/chị hãy phân tích vai trò và hiện trạng của tài nguyên nước?

17 Anh/chị hãy phân tích vai trò và hiện trạng của tài nguyên đất?

18 Anh/chị hiểu như thế nào về hiện tượng thoái hóa đất? hiện trạng

và giải pháp?

Khái niệm: Suy thoái đất là quá trình làm mất đi cân bằng dinh dưỡng của đất do tác động của tự nhiên và con người Trong một vùng có thể có nhiều quá trình

đồng thời diễn ra làm suy thoái đất Đất đồi núi có thể bị thoái hoá do xói mòn, rửa trôi, bạc màu hóa, chua hoá… Đất bị suy thoái sẽ làm cho tính chất vật lý, hoá học

và sinh học của đất trở nên xấu, khả năng sản xuất của đất bị suy giảm dẫn đến làm tăng diện tích đất trống đồi núi trọc…, gây nguy hiểm cho hệ sinh thái và môi trường

Giải pháp:

Biện pháp công trình: Kiến thiết đồng ruộng, xây dựng hạ tầng cơ sở sản xuất

nông nghiệp: hồ chứa nước, đường giao thông

Biện pháp thủy lợi: Hệ thống tưới và tiêu nước.

Biện pháp sinh học và hữu cơ: Đa dạng hóa cây trồng - chuyển đổi cơ cấu cây

trồng, hệ thống luân canh, xen canh, gối vụ, sử dụng cây phân xanh, cây vật liệu nông nghiệp phủ đất, bón phân hữu cơ

Biện pháp thâm canh: Làm đất, chọn giống, kỹ thuật gieo trồng, tưới nước, bón

phân, chăm sóc và bảo vệ cây trồng

Biện pháp kinh tế-xã hội: Đầu tư các chương trình/dự án cải tạo đất và khắc phục

sự suy thoái đất Xây dựng thể chế, pháp chế cải tạo môi trường bị ô nhiễm gây suy thoái đất

19 Anh chị hiểu như thế nào về ô nhiễm môi trường? cho ví dụ?

Khái niệm: Ô nhiễm môi trường là sự thay đổi thành phần và tính chất của môi trường, sự thay đổi đó có hại cho hoạt động sống bình thường của con người và sinh vật Ô nhiễm môi trường do nhiều nguyên nhân khác nhau, phát sinh từ các quá trình tự nhiên hoặc nhân tạo

Ví dụ:

 Nước thải từ nhà máy sản xuất bột ngọt Vedan, thải ra sông Thị Vải làm chết nhiều cá và các loài thủy sinh khác

 Kênh Nhiêu Lộc, Thị Nghè trước đây thường xuyên bị người dân xung quanh vứt rác xuống dẫn đến ô nhiễm nghiêm trọng và bị tắc dòng chảy

 Bãi rác Đông Thạnh, Hóc Môn sau nhiều năm chôn lấp đã làm ảnh hưởng đến đến nguồn nước ngầm của các khu vực lân cận

20 Anh chị hiểu như thế nào về hiện tượng thủy triều đỏ? nguyên nhân, tác hại và giải pháp?

21 Anh chị hiểu như thế nào về hiện tượng nở hoa nước hay tảo nở hoa? nguyên nhân, tác hại và giải pháp?

sự "nở hoa" của tảo là cách gọi để chỉ hiện tượng bùng nổ về số lượng của tảo biển Sự

"nở hoa" của tảo có khi làm nước biển màu đỏ, có khi màu xanh, màu xám hoặc như màu cám gạo

Nguyên nhân:

+ Do tự nhiên: nhờ gió và các dòng hải lưu mang các tế bào tảo từ khơi xa vào đất liền tập trung thành một vùng lớn trên mặt nước biển Ở đây có lượng chất hữu cơ, chất dinh dưỡng nhiều, nhiều điều kiện khí hậu thuận lợi như: nhiệt độ, hàm lượng chất dinh dưỡng tăng,… tảo phát triển nhanh dẫn đến hiện tượng thủy triều đỏ

Do những hoạt động của con người: do nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp và phân bón, theo mưa đổ ra biển Tỉ lệ các chất dinh dưỡng do những nguyên nhân này mang lại rất cao tạo điều kiện cho tảo phát triển mạnh gây ra hiện tượng thủy triều đỏ

Tác hại:

Làm mất mỹ quan môi trường biển do nước biển đổi màu và mùi hôi thối bốc lên.

-Bãi biển trở thành một bãi rác với các chất hữu cơ độc hại.

-Gây ô nhiễm cho môi trường đất, nước, không khí xung quanh ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân.

-Lượng oxy hòa tan trong nước giảm tạo điều kiện cho các vi sinh vật kị khí phát triển, các vi khuẩn khử sunfat phát triển chuyển hóa sunfat trong nước biển thành khí H 2 S gây mùi hôi thối, ăn mòn các vật liệu bằng sắt, ảnh hưởng đến hệ hô hấp của dân cư xung quanh.

Gây giảm oxy đáng kể dẫn đến cái chết của các loại sinh vật biển như: tôm, cua, sò, ốc và một số sinh vật biển khác.

-Nhiều loài tảo có hại khác còn có thể gây hại cho các động vật có vú sống tại khu vực đó.

-Một số loài động vật thân mềm khi bị nhiễm độc sẽ không làm chủ được sự hoạt động của các cơ và chúng không thể di chuyển được.

-Do tảo phát triển dày đặc nên ánh sáng mặt trời không chiếu xuống sâu dưới mực nước biển gây hại cho hệ sinh thái biển.

Gây ảnh hưởng đến sản lượng đánh bắt và mất đi nguồn thu nhập của các ngư dân.

-Bị thiệt hại một khoảng lợi nhuận không nhỏ từ hoạt động du lịch.

-Tốn chi phí để dự báo hiện tượng thủy triều đỏ và giải quyết các hậu quả xấu do nó

để lại.

Giải pháp:

-Khuyến cáo người dân sử dụng phân bón đúng cách, không lạm dụng phân bón gây hiện tượng dư thừa phân bón trên đồng ruộng.

- Không vứt rác thảy xuống biển.

-Tránh thải trực tiếp phân và nước thải của thú nuôi xuống sông và biển mà không qua

xử lí.

- Xử lí nước thảy có kế hoạch.

- Chú ý nồng độ chất hữu cơ giúp tảo có thể phát triển như N 2 &P không được vượt tiêu chuẩn thải.

-Đối với ngành chăn nuôi thủy hải sản chú ý lượng thức ăn, tránh cho ăn dư thừa.

22 Anh chị hiểu thế nào về hiện tượng nghịch đảo nhiệt?

Thông thường thì càng lên cao nhiệt độ càng thấp tuy nhiên vẫn có nhiều trường hợp nhiệt độ của lớp không khí phía trên cao hơn t° của lớp không khí phía dưới

đó là ht nghịch đảo nhiệt ht thường xuất hiện vào buổi sáng do ban ngày mặt đất hấp thụ các bức xạ mt và nóng lên, ban đêm thì ngược lại qt này có thể dẫn đến tình trạng ô nhiễm do khói bị kẹt lại và nằm gần mặt đất hơn, gây những tác động tiêu cực đến sức khỏe Nghịch nhiệt cũng có thể làm gián đoạn sự đối lưu trong khí