Thành phần các nguyên tố hoá học phổ biến trong vỏ Trái Đất STT Nguyên tố % trọng lượng toàn vỏ % thể tích toàn vỏ. 1. Các thành phần trong đất b) Thuỷ quyển.[r]
Trang 1Chương 1 Tổng quan về Môi trường
1.1 Khái niệm chung về Môi trường
1.1.1 Định nghĩa
Luật bảo vệ môi trường Việt Nam 2005, định nghĩa môi trường như sau:
“Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và vật chất nhân tạo bao quanh con người, có ảnh hưởng đến đời sống, sản xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và sinh vật.”
Ngoài ra còn có những định nghĩa khác về môi trường:
Môi trường theo nghĩa rộng nhất là tổng hợp các điều kiện bên ngoài có ảnh hưởng tới một vật thể hoặc một sự kiện Bất cứ một vật thể, một sự kiện nào cũng tồn tại và diễn biến trong một môi trường Khái niệm chung về môi trường như vậy được cụ thể hoá đối với từng đối tượng và từng mục đích nghiên cứu Đối với cơ thể sống thì “Môi trường sống” là tổng hợp những điều kiện bên ngoài có ảnh hưởng tới đời sống và sự phát triển của cơ thể (Lê Văn Khoa, 1995)
Môi trường bao gồm tất cả những gì bao quanh sinh vật, tất cả các yếu tố vô sinh và hữu sinh có tác động trực tiếp hoặc gián tiếp lên sự sống, phát triển và sinh sản của sinh vật (Hoàng Đức Nhuận, 2000)
Môi trường là một phần của ngoại cảnh, bao gồm các hiện tượng và các thực thể của tự nhiên,… mà ở đó, cá thể, quần thể, loài,… có quan hệ trực tiếp hoặc gián tiếp bằng các phản ứng thích nghi của mình (Vũ Trung Tạng, 2000)
Môi trường của con người bao gồm toàn bộ các hệ thống tự nhiên và các hệ thống do con người tạo ra, những cái vô hình (tập quán, niềm tin,…), trong đó con người sống và lao động, họ khai thác các tài nguyên thiên nhiên và nhân tạo nhằm thoả mãn những nhu cầu của mình (UNESCO, 1981)
Môi trường sống của con người là tổng hợp các điều kiện vật lý, hoá học, sinh học, kinh tế,
xã hội bao quanh con người và có ảnh hưởng tới sự sống, hoạt động và sự phát triển của từng cá nhân, từng cộng đồng và toàn bộ loài người trên hành tinh
1.1.2 Các thành phần cơ bản của môi trường
a) Thạch quyển
Thạch quyển hay vỏ Trái Đất là lớp vỏ cứng rất mỏng so với kích thước của Trái Đất, độ dày khoảng từ 5÷40km, có cấu tạo hình thái phức tạp, có độ dày thay đổi theo vị trí địa lý khác nhau Thạch quyển có ảnh hưởng lớn đến sự sống trên Trái Đất; Con người hiện đang sống trong một phần rất mỏng manh, có thành phần phức tạp và rất linh động của Trái Đất là vỏ Trái Đất
Bảng 1.1 Thành phần các nguyên tố hoá học phổ biến trong vỏ Trái Đất STT Nguyên tố % trọng lượng toàn vỏ % thể tích toàn vỏ
N−íc 35%
Kh«ng khÝ 20%
ChÊt h÷u
kho¸ng 40%
Hình 1.2 Các thành phần trong đất b) Thuỷ quyển
Trang 2Nước tồn tại trên Trái Đất ở cả 3 dạng: rắn, lỏng, khí Toàn bộ nước trên Trái Đất tạo thành thuỷ quyển
Thuỷ quyển hay môi trường nước là lớp vỏ lỏng không
liên tục bao quanh Trái Đất, bao gồm các đại dương, sông,
suối, hồ, ao, nước ngầm, băng tuyết và hơi nước
Tổng lượng nước vào khoảng 1,4 tỷ km3, bao phủ 71%
bề mặt Trái Đất Trong đó, biển và đại dương chiếm 97,5%
toàn bộ thuỷ quyển, 2,5% lượng nước còn lại với 2/3 là băng
trên núi cao và hai cực, nước ngọt sử dụng được chỉ chiếm
trên Trái Đất
c) Khí quyển
Khí quyển hay môi trường không khí là lớp vỏ khí bao bọc vỏ Trái Đất Khí quyển được hình thành từ hơi nước, từ các chất khí thoát ra từ thuỷ quyển và thạch quyển Khí quyển Trái Đất đóng vai trò không thể thiếu được trong việc duy trì cuộc sống của con người, sinh vật và cân bằng khí hậu toàn cầu
Thành phần khí quyển hiện nay của Trái Đất khá ổn định theo phương nằm ngang và có cấu trúc phân lớp theo phương thẳng đứng Các tầng được phân tách từ dưới lên trên như sau: tầng đối lưu, tầng bình lưu, tầng trung gian, tầng nhiệt và tầng điện ly
- Tầng đối lưu là tầng thấp nhất của khí quyển, với ranh giới trên vào khoảng 16km ở xích đạo
và 8km ở hai cực, là tầng có mật độ không khí cao nhất, tập trung nhiều nhất hơi nước, bụi và là tầng xảy ra các hiện tượng thời tiết chính như mây, mưa, bão, tuyết, Nhiệt độ trong tầng đối lưu giảm dần theo độ cao, từ +40oC tới -50oC Bảng 1.2 trình bày thành phần các nguyên tố hoá học phổ
biến trong tầng đối lưu
- Tầng bình lưu nằm trên tầng đối lưu, ở độ cao từ 17÷50km, có mật độ không khí loãng hơn, ít bụi hơn Tầng bình lưu ngăn cách với tầng đối lưu qua một lớp tạm dừng (dày khoảng 1km) Nhiệt
độ không khí của tầng bình lưu có xu hướng tăng dần theo độ cao, từ -56oC đến -2oC ở độ cao khoảng 25÷40km trong tầng bình lưu tồn tại một lớp không khí giàu ôzôn (O3) thường được gọi là tầng ôzôn với chức năng như một lá chắn bảo vệ Trái Đất khỏi những ảnh hưởng độc hại của bức xạ
tử ngoại đến từ mặt trời
d) Sinh quyển
Sinh quyển là lớp vỏ sống của Trái Đất, bao gồm tất cả các cơ thể sống tồn tại trong thạch quyển, thuỷ quyển và khí quyển Các sinh vật trong sinh quyển có quan hệ chặt chẽ với nhau và tương tác phức tạp với thành phần vô sinh (yếu tố môi trường) Khác với các quyển vật chất vô sinh, trong sinh quyển 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 phát triển cao nhất là trí tuệ con người, có tác động ngày càng mạnh mẽ đến sự tồn tại và phát triển của Trái Đất
Các thành phần của môi trường không tồn tại ở trạng thái tĩnh mà luôn có sự chuyển hoá trong tự nhiên, diễn ra theo chu trình và thông thường ở dạng cân bằng Chính sự cân bằng này đảm bảo cho sự sống trên Trái Đất phát triển ổn định Các chu trình phổ biến nhất trong tự nhiên là chu trình sinh địa hoá, như chu trình cácbon, chu trình nitơ, chu trình lưu huỳnh, chu trình phốtpho Khi các chu trình này không giữ ở trạng thái cân bằng thì các sự cố về môi trường sẽ xảy ra, tác động đến sự tồn tại của con người và sinh vật trong một khu vực hoặc ở quy mô toàn cầu
e) Sinh quyển
- Là môI trường chính thức của con
người do con người tạo ra và tác
động trực tiếp đến đời sống, các
hoạt động kinh tế, xã hội của con
người
trÝ q uyÓn
th
¹ q
uy n
thu y
qu y Ón
KhÝ q uyÓn
Hình:1.4.Mối quan hệ giữa các quyển trên tráI đất
1.1.2 Phân loại môi trường
Trang 3Có nhiều cách phân loại môi trường:
a) Theo nguồn gốc:
Môi trường tự nhiên: bao gồm các yếu tố tự nhiên: vật lý, hoá học, sinh học tồn tại khách quan bao quanh con người, nhưng cũng ít nhiều chịu tác động của con người
Ví dụ: ánh sáng mặt trời, núi, sông, biển cả, không khí, động, thực vật, đất, nước
Như vậy, môi trường tự nhiên cho ta không khí để thở, đất để xây dựng nhà cửa, trồng cây, chăn nuôi; cung cấp cho con người các loại tài nguyên, khoảng sản cần cho sản xuất tiêu thụ; cung cấp cảnh đẹp để vui chơi giải trí Ngoài ra, môi trường tự nhiên còn là nơi chứa đựng, đồng hoá các chất thải
Môi trường nhân tạo: gồm tất cả các nhân tố do con người tạo nên, làm thành những tiện nghi trong cuộc sống và chịu sự chi phối của con người
Ví dụ: ôtô, máy bay, nhà ở, công sở, các khu vực đô thị, công viên nhân tạo
Môi trường xã hội: là tổng thể các quan hệ giữa con người với con người đó là các luật lệ, thể chế, cam kết, quy định, ở các cấp độ khác nhau như quốc gia, khu vực, Môi trường xã hội định hướng hoạt động của con người theo một khuôn khổ nhất định, tạo nên sự thuận lợi hoặc trở ngại cho sự phát triển của các cá nhân hoặc từng cộng đồng dân cư làm cho cuộc sống của con người khác với các sinh vật khác
b) Theo vùng địa lý:
Môi trường thành thị
Môi trường nông thôn
c) Theo định nghĩa:
Môi trường vật lý: bao gồm các yếu tố là thành phần thiết yếu của sự sống: không khí, đất,
nước…, mọi thay đổi của các yếu tố này sẽ tác động đến các cơ thể sống
Môi trường sinh học: gồm tập hợp các vật thể sống, không tính đến con người (động vật, thực vật, vi sinh vật…)
Môi trường nhân văn: con người và các quan hệ giữa người và người
d) Theo thành phần:
Môi trường không khí
Môi trường đất
Môi trường nước
1.1.3 Các chức năng của môi trường
Có 5 chức năng cơ bản sau:
a) Môi trường là không gian sống của con người
Con người luôn cần một khoảng không gian dành cho nhà ở, sản xuất lương thực và tái tạo môi trường Mỗi người một ngày cần 4m3 không khí sạch để thở, 2,5 lít nước để uống, một lượng thực phẩm và lương thực tương ứng với 2000 - 2500 calo
Con người có thể gia tăng không gian sống cần thiết cho mình bằng việc khai thác và chuyển đổi chức năng sử dụng của các loại không gian khác như khai hoang, phá rừng, cải tạo các vùng đất
và nước mới
Phân loại chức năng không gian sống của con người thành các dạng cụ thể:
Chức năng xây dựng: cung cấp mặt bằng và nền móng cho các đô thị, khu công nghiệp, kiến trúc hạ tầng và nông thôin
Chức năng vận tải: cung cấp mặt bằng, khoảng không gian và nền móng cho giao thông đường thuỷ, đường bộ, đường sắet và đường không
Chức năng sản xuất: cung cấp mặt bằng và phông tự nhiên cho sản xuất
nông – lâm – ngư – nghiệp
Chức năng cung cấp năng lượng, thông tin
Chức năng giải trí của con người: cung cấp mặt bằng, nền móng và phông tự nhiên cho việc giải trí ngoài trời của con người (trượt tuyết, trượt băng, đu xe,đu ngựa,…)
b) MT là nơi cung cấp tài nguyên cần thiết cho cuộc sống và hoạt động sản xuất của con người
Môi trường là nơi con người khai thác nguồn vật liệu và năng lượng cần thiết cho hoạt động sản xuất và cuộc sống như: đất, nước, không khí, khoáng sản và các dạng năng lượng như: gỗ, củi,
Trang 4nắng gió Mọi sản phẩm công nghiệp, nông, lâm, ngư nghiệp, văn hoá, du lịch của con người đều bắt nguồn từ các dạng vật chất tồn tại trên trái đất và không gian bao quanh trái đất Các nguồn năng lượng, vật liệu, thông tin sau mỗi lần sử dụng được tuần hoàn quay trở lại dạng ban đầu thường được gọi là tài nguyên tái tạo Trái lại, nếu bị mất mát, biến đổi hoặc suy thoái không trở lại dạng ban đầu thì được gọi là tài nguyên không tái tạo
Việc khai thác nguồn tài nguyên của con người đang có xu hướng làm tài nguyên không tái tạo bị cạn kiệt, tài nguyên tái tạo không phục hồi, dẫn đến cạn kiệt tài nguyên và suy thoái môi trường
Với sự phát triển khoa học kỹ thuật, con người ngày càng tăng cường khai thác các dạng tài nguyên mới và gia tăng số lượng khai thác, tạo ra các sản phẩm mới có tác động mạnh mẽ tới chất lượng môi trường sống
c) Môi trường là nơi chứa đựng phế thải
Phế thải do con người tạo ra trong quá trình sản xuất và tiêu dùng, thường được đưa trở lại môi trường Tại đây, nhờ hoạt động của vi sinh vật và các thành phần môi trường khác, phế thải sẽ biến đổi trở thành các dạng ban đầu trong một chu trình sinh địa hoá phức tạp Khả năng tiếp nhận
và phân huỷ chất thải của môi trường (trong điều kiện chất lượng môi trường khu vực tiếp nhận không thay đôỉ) được gọi là khả năng nền của môi trường
Khi lượng chất thải lớn hơn khả
năng nền, hoặc thành phần của chất
thải khó phân huỷ và xa lạ với sinh
vật, thì chất lượng môi trường sẽ bị
suy giảm và môi trường có thể bị ô
nhiễm
Hình….- Sơ đồ lượng chất
thải vào môi trường
Từ hình vẽ, ta có:
Tổng lượng chất thải thải vào môi trường là: W = Wp + WC + WR
Khả năng tự làm sạch của môi trường thể hiện ở ngưỡng E
Nếu W > E thì môi trường trở nên ô nhiễm, không có khả năng phục hồi lại trạng thái ban đầu
Phân loại chi tiết chức năng này thành các loại sau:
Chức năng biến đổi lý – hoá học: pha loãng, phân huỷ hoá hoá học nhờ ánh sáng; hấp thụ; sự tách chiết các vật thải và độc tố
Chức năng biến đổi sinh hoá: sự hấp thụ các chất dư thừa; chu trình nitơ và cacbon; khử
các chất độc bằng con đường sinh hoá,…
Chức năng biến đổi sinh học: khoáng hoá các chất thải hữu cơ, mùn hoá, amon hoá, nitrat hoá và phản nitrat hoá…
d) Giảm nhẹ các tác động có hại của thiên nhiên tới con người và sinh vật trên trái đất
Trái đất trở thành nơi sinh sống của con người và các sinh vật nhờ một số các điều kiện môi trường đặc biệt: nhiệt độ không khí không quá cao, nồng độ oxy và các khí khác tương đối ổn định, cân bằng nước ở các đại dương và trong đất liền Tất cả các điều kiện đó, cho đến nay, chưa tìm thấy trên một hành tinh nào khác trong và ngoài hệ mặt trời Sự phát sinh và phát triển sự sống xảy
ra trên trái đất nhờ hoạt động của hệ thống các thành phần của môi trường trái đất như: thuỷ quyển, thạch quyển, sinh quyển, khí quyển
Khí quyển giữ cho nhiệt độ trái đất tránh được các bức xạ qua cao, chênh lệch nhiệt độ lớn,
ổn định nhiệt độ trong khả năng chịu đựng của con người
xuÊt
Qu¸ tr×nh tiªu thô T¸i sö dông
M«i tr−êng (E)
WP
WC
WR
Trang 5Thuỷ quyển thực hiện chu trình tuần hoàn nước, giữ cân bằng nhiệt độ, các chất khí, giảm nhẹ tác động có hại của thiên nhiên đến con người và các sinh vật
Thạch quyển liên tục cung cấp năng lượng, vật chất cho các quyển khác của trái đất, giảm tác động tiêu cực của thiên tai tới con người và sinh vật
e) Chức năng lưu trữ và cung cấp thông tin của trái đất
Môi trường trái đất là nơi lưu trữ và cung cấp thông tin cho con người
+ Ghi chép và lưu trữ lịch sử địa chất, lịch sử tiến hoá của vật chất và sinh vật, lịch sử xuất hiện và phát triển văn hoá của loài người
+ Cung cấp các chỉ thị không gian và tạm thời mang tính chất báo động sớm các nguy hiểm đối với con người và sinh vật sống trên trái đất như: các phản ứng sinh lý của cơ thể sống trước khi xảy ra các tai biến thiên nhiên và hiện tượng thiên nhiên đặc biệt như bão, động đất
+ Lưu trữ và cung cấp cho con người sự đa dạng các nguồn gen, các loài động thực vật, các hình thái tự nhiên và nhân tạo, các vẻ đẹp và cảnh quan có giá trị thẩm mỹ, tôn giáo và văn hoá khác
1.2 Hệ sinh thái(HST):
1.2.1 KháI niệm HST:
Luật bảo vệ môi trường Việt Nam 2005, định nghĩa HST như sau:
“Hệ sinh thái là hệ quần thể sinh vật trong một khu vực địa lý tự nhiên nhất định cùng tồn tại và phát triển, có tác động qua lại với nhau”
- Hay có thể định nghĩa: HST là tập hợp của các quần xã và môi trường sống của chúng
HST= Quần xã sinh vật + Môi trường xung quan
Ví dụ: Một cái hồ, một khúc sông, khu rừng, khu đô thị gồm các sinh vật và môi trường
sống của chúng được coi là hệ sinh thái
- Sinh quyển: tập hợp tất cả các hệ sinh thái trên bề mặt Trái Đất → hệ sinh thái khổng lồ là
sinh thái quyển (sinh quyển)
- Sinh thái học: là khoa học nghiên cứu giữa các thành phần sinh thái với môi trường tồn tại của chúng
1.2.2 Phân loại HST:
Hệ sinh thái bao gồm: hệ tự nhiên và hệ nhân tạo
a) Hệ sinh thái tự nhiên
Hệ sinh thái tự nhiên bao gồm HST nguyên sinh như rừng nguyên sinh, sông, hồ hay HST tự nhiên đã được cải tạo
Ví dụ: Một cái hồ cũng có HST môi trường hồ: nó gồm các quần xã sinh vật của các loài
cá, với môi trường sống của nó là nước hồ, với không khí hoà tan trong nước, với ánh sáng mặt trời và thức ăn, với các chất khoáng cùng các hoạt động sống của tất cả các quần xã trong HST đó
b) Hệ sinh thái nhân tạo:
Hệ sinh thái nhân tạo là HST do con người tạo ra mới hoàn toàn
Ví dụ: Một HST đô thị bao gồm nhà cửa, công xưởng, nhà máy cũng như hoạt động sản
xuất, dịch vụ, du lịch nghỉ ngơi cùng sự phát triển hoặc suy thoái cuả đô thị đó
Ngoài ra, theo địa lý hệ sinh thái có thể chia thành:
Hệ sinh thái trên cạn
Hệ sinh ở nước
1.2.3 Cấu trúc HST:
Cấu trúc của một hệ sinh thái điển hình bao gồm các thành phần sau:
- Sinh vật sản xuất;
- Sinh vật tiêu thụ;
- Sinh vật phân huỷ;
- Yếu tố môi trường gồm các chất hữu cơ, vô cơ và các yếu tố khí hậu khác,
Cấu trúc của một HST có thể biểu diễn theo sơ đồ:
Trang 6Môi truờng vật lý Quần xã SV
- Các chất vô cơ: c02, 02
- Các chất hữu cơ: P,l,G, chất mùn
- yếu tố khí hậu : ánh sáng, nhiệt độ
Sinh vật phân huy Sinh vật
tiêu thu
Sinh vật sản xuất
Hỡnh 1.5-Cấu trỳc HST điển hỡnh
− Sinh võt sản xuất (producer): Là những sinh vật tự dưỡng (autotrophy) bao gồm cỏc loài
thực vật cú màu và một số nấm, vi khuẩn cú khả năng quang hợp hoặc hoỏ tổng hợp Chỳng là thành phần khụng thể thiếu được trong bất kỳ hệ sinh thỏi nào vỡ nú là nguồn thức ăn ban đầu được tạo thành để nuụi sống chớnh những sinh vật sản xuất sau đú nuụi sống cả thế giới sinh vật cũn lại
kể cả con người
Sinh vật sản xuất thụng qua năng lượng mặt trời hoặc từ cỏc phản ứng hoỏ học để chuyển hoỏ
CO2 thành chất hữu cơ Phần lớn cỏc sinh vật sản xuất là cõy xanh, chỳng sử dụng năng lượng ỏnh sỏng vào quỏ trỡnh quang hợp chuyển hoỏ CO2 và nước (H2O) thành đường glucoza và giải phúng
ra ụxy (O2) Cỏc thực vật này cú khả năng tự sử dụng chất dinh dưỡng thu được từ quỏ trỡnh quang hợp kết hợp với một số khoỏng vụ cơ (đạm, lõn, kali) để sinh trưởng
− Sinh vật tiờu thụ (consumer): là những
sinh vật dị dưỡng (heterotrophy) bao gồm cỏc
động vật và vi sinh vật sử dụng cỏc hợp chất hữu
cơ lấy trực tiếp hay giỏn tiếp từ vật sản xuất Cỏc
sinh vật tiờu thụ lại được chia làm hai phõn
nhúm: cỏc sinh vật ăn cỏ, và cỏc sinh vật ăn thịt
- Sinh vật phõn huỷ (reducer):là những vi
khuẩn và nấm, thức ăn của chỳng là chất hữu cơ
từ xỏc động thực vật, chất thải của động vật
Sinh vật phõn huỷ thu lấy năng lượng từ phản
ứng phõn huỷ cỏc đại phõn tử hữu cơ và đưa trở
lại mụi trường cỏc hợp chất vụ cơ đơn giản phân
bón xói mòn chất thải sau xủ lý
Tỏa nhiệt
Trao đổi chất
hệ VSV (D) nguồn dinh
duỡng
Tỏa nhiệt
(C)
ĐV ăn thịt
ĐV ăn cỏ (C) (P)
Cây xanh
Hỡnh… Sơ đồ một HST trong tự nhiờn
Vớ dụ: Xột một hệ sinh thỏi ao, ta thấy
Hỡnh Hệ sinh thỏi ao
+ Chất vụ sinh bao gồm cỏc chất vụ cơ và hữu cơ: nước, CO2, O2, Ca, muối, N2, acid amin, acid humic
Trang 7+ Sinh vật sản xuất: thực vật lớn thủy sinh và phiờu sinh thực vật phõn bố nơi tầng mặt nơi
cú nhiều ỏnh sỏng
+ Sinh võt tiờu thụ: gồm cỏc động vật (ấu trựng cụn trựng, tụm, cua, cỏ, ) ăn trực tiếp thực vật hoặc xỏc bó thực vật và ăn thịt lẫn nhau, được chia làm 3 nhúm: phiờu sinh động vật, bơi lội và trầm sinh Sinh vật tiờu thụ bậc nhất I như phiờu sinh động vật, bậc II như cụn trựng ăn thịt, cỏ ăn thịt; bậc III như cỏ lớn ăn cỏc loài tiờu thụ bậc II
+ Sinh vật phõn hủy: như vi khuẩn nước, trựn chỉ, nấm, phõn bố đều trong ao, nơi tớch lũy xỏc động vật và thực vật
⇒ Giữa các thành phần luôn luôn diễn ra các quá trình trao đổi chất, năng l-ợng và thông tin Trong hệ sinh thỏi liờn tục xảy ra quỏ trỡnh tổng hợp và phõn huỷ vật chất hữu cơ và năng lượng Vũng tuần hoàn vật chất trong hệ sinh thỏi là vũng kớn, cũn vũng tuần hoàn năng lượng là vũng hở Như vậy, năng lượng mặt trời được sinh vật sản xuất tiếp nhận sẽ di chuyển tới sinh vật tiờu thụ cỏc bậc cao hơn Trong quỏ trỡnh đú, năng lượng bị phỏt tỏn và thu nhỏ về kớch thước Trỏi lại, cỏc nguyờn tố hoỏ học tham gia vào quỏ trỡnh tổng hợp chất hữu cơ sau một chu trỡnh tuần hoàn sẽ trở lại trạng thỏi ban đầu trong mụi trường
1.2.4.Chuỗi thức ăn và lưới thức ăn:
− Chuỗi thức ăn: được hỡnh thành bởi mối quan hệ về mặt dinh dưỡng của một loạt sinh vật
Trong đú sinh vật này ăn sinh vật cuả bậc trước, trước khi chỳng bị ăn bởi những sinh vật khỏc ở bậc kế tiếp sau
Như vậy, trong HST, năng lượng được chuyển vận qua nhiều nhúm sinh vật Một sinh vật vừa là sinh vật ăn mồi đồng thời cũng cú thể là sinh vật mồi Sự phõn chia nhúm sinh vật khụng phải theo loài mà theo cỏch thức chỳng sử dụng thức ăn Cỏc sinh vật cú cựng nhu cầu thực phẩm thỡ xếp vào cựng một mức dinh dưỡng
− Lưới thức ăn: là một đặc điểm cuả một hệ sinh thỏi nhất định Lưới thức ăn cú thể cú ớt hoặc
nhiều nhỏnh thức ăn khỏc nhau, do cỏc chuỗi thức ăn kết hợp với nhau thụng qua một số mắt xớch trung gian
VD: Mạng lưới thức ăn ở hệ sinh thỏi rừng
Tớnh chất phức tạp của lưới thức ăn gõy ra do sự tham gia của cỏc loài nhất là những loài cú khả năng tham gia vào nhiều bậc dinh dưỡng hay cú phổ thức ăn rộng
ếch
Thỏ Sóc Chuột Chim (ăn hạt) Chim ăn côn trùng
Côn trùng(ăn thịt)
Côn trùng (ăn hạt)
Thực vật
Trang 8Con người có thể coi là SV tiêu thụ nằm cuối cùng của chuỗi thức ăn, song con người có thể sử dụng nhiều loại thức ăn khác, bắt đầu từ thực vật đến các nhóm sinh vật tiêu thụ khác nhau (như bò,cầy rắn )
1.2.5.TÝnh c©n b»ng cña HST:
§Þnh nghÜa: Cân bằng sinh thái là trạng thái ổn định tự nhiên của hệ sinh thái, hướng tới sự
thích nghi cao nhất với điều kiện sống
Trong một hệ sinh thái, vật chất luân chuyển từ thành phần này sang thành phần khác Ðây là một chu trình tương đối khép kín Trong điều kiện bình thường, tương quan giữa các thành phần của hệ sinh thái tự nhiên là cân bằng
Ví dụ: Trong một hệ sinh thái rừng, thực vật lấy dinh dưỡng từ đất tổng hợp thành chất hữu
cơ Chất hữu cơ này đủ để một phần nuôi dưỡng phát triển cây, một phần nuôi động vật ăn thực vật trong rừng, một phần rơi rụng, trả lại màu cho đất Ðộng vật ăn thực vật phát triển vừa đủ để tiêu thụ hết phần thức ăn thiên nhiên dành cho nó Phân, xác động vật và lá rụng, cành rơi trên mặt đất được vi sinh vật phân huỷ hết để trả lại cho đất chất dinh dưỡng nuôi cây Do vậy đất rừng luôn màu mỡ, giàu chất hữu cơ, nhiều vi sinh vật và côn trùng, cây rừng đa dạng và tươi tốt, động vật phong phú Ðó chính là cân bằng sinh thái
Hệ sinh thái tự nhiên có đặc trưng khả năng tự lập cân bằng có nghĩa là mõi khi bị ảnh hưởng
vì một nguyên nhân nào đó thì lại có thể phục hồi để trở về trạng thái ban đầu Đặc trưng này được coi là khả năng thích nghi của hệ sinh thái
Khả năng tự cân bằng này phụ thuộc vào cơ chế cấu trúc-chức năng của hệ, thể chế này biểu hiện chức năng của hệ trong mỗi giai đoạn phát triển Những hệ sinh thái trẻ nói chung là ít ổn định hơn một hệ sinh thái đã trưởng thành Cấu trúc của một hệ sinh thái trẻ bao giờ cũng giản đơn, số lượng các thể loại ít và số lượng cá thể trong mỗi loài cũng không nhiều lắm
Tuy nhiên, cân bằng sinh thái không phải là một trạng thái tĩnh của hệ
Khi có một nhân tố nào đó của môi trường bên ngoài tác động tới bất kỳ môt thành phần nào
đó của hệ, nó sẽ biến đổi Sự biến đổi của một thành phần trong hệ sẽ kéo theo sự biến đổi của các thành phần kế tiếp, dẫn đến sự biến đổi của cả hệ Sau một thời gian ,hệ sẽ thiết lập được một cân bằng mới, khác với tình trạng cân bằng trước khi bị tác động Bằng cách đó hệ biến đổi nhưng vẫn cân bằng
Cần nhấn mạnh rằng, khả năng tự thiết lập cân bằng mới của hệ là có hạn Nếu một thành phần nào đó của hệ bị tác động quá mạnh, nó sẽ không khôi phục lại được, kéo theo sự suy thoái của các thành phần kế tiếp , làm cho toàn hệ mất cân bằng, suy thoái
Những HST, đặc biệt là các HST tự nhiên thường phức tạp về thành phần loài, tính ĐDSH cao, có nhiều mức tiêu thụ trong chuỗi thức ăn, nên nếu có một sự tắc nghẽn ở một khâu nào đó sẽ dẫn đến làm mất cân bằng sinh thái thì nó sẽ dế dàng tự điều chỉnh, giữ cho hệ ổn định không bị đe doạ
Ví dụ : trên các cánh đồng cỏ, chuột thường xuyên bị rắn, chó sói, cáo, chim ưng, cú mèo săn bắt Bình thường số lượng chim, trăn, thú, chuột cân bằng với nhau Khi con người tìm cách bắt rắn và chim thì là cơ hội tốt cho chuột phát triển Điều này con người chúng ta cần phải hiểu rõ các HST và cân nhắc kỹ trước khi tác động lên một thành phần nào đó của hệ, để không gây suy thoái, mất cân bằng cho hệ sinh thái
1.2.6 Tác động của con người đến HST:
Khi có một nhân tố nào đó của môi trường bên ngoài tác động tới bất kỳ môt thành phần nào
đó của hệ, nó sẽ biến đổi Sự biến đổi của một thành phần trong hệ sẽ kéo theo sự biến đổi của các thành phần kế tiếp, dẫn đến sự biến đổi của cả hệ Sau một thời gian ,hệ sẽ thiết lập được một cân bằng mới, khác với tình trạng cân bằng trước khi bị tác động Bằng cách đó hệ biến đổi nhưng vẫn cân bằng Cân bằng sinh thái chỉ tồn tại khi các điều kiện tồn tại và phát triển của từng thành phần
trong hệ được đảm bảo và ổn định
Con người là một sinh vật của hệ sinh thái có số lượng lớn và khả năng hoạt động được nâng cao nhờ khoa học kỹ thuật Tác động của con người đối với hệ sinh thái rất lớn, có thể phân ra các loại tác động chính sau đây:
a) Tác động vào cơ chế tự ổn định, tự cân bằng của hệ sinh thái
Trang 9Cơ chế này không có lợi cho con người, vì con người cần tạo ra năng lượng cần thiết cho mình
Do vậy, con người thường tạo ra các hệ sinh thái nhân tạo (đồng cỏ chăn nuôi, đất trồng lương thực thực phẩm) Các hệ sinh thái này thường kém ổn định Để duy trì các hệ sinh thái nhân tạo, con người phải bổ sung thêm năng lượng dưới dạng sức lao động, xăng dầu, phân bón
b) Tác động vào các chu trình sinh địa hoá tự nhiên
Con người sử dụng năng lượng hoá thạch, tạo thêm một lượng lớn khí CO2, SO2 v.v Mỗi năm con người tạo thêm 550 tỷ tấn CO2 do đốt các loại nhiên liệu hoá thạch đang làm thay đổi cân bằng sinh thái tự nhiên của trái đất, dẫn tới việc thay đổi chất lượng và quan hệ của các thành phần môi trường tự nhiên Đồng thời, các hoạt động của con người trên trái đất ngăn cản chu trình tuần hoàn nước, ví dụ đắp đập, xây nhà máy thuỷ điện, phá rừng đầu nguồn v.v Việc này có thể gây ra úng ngập hoặc khô hạn nhiều khu vực, thay đổi điều kiện sống bình thường của các sinh vật nước v.v
c) Tác động vào các điều kiện môi trường của hệ sinh thái
Con người tác động vào các điều kiện môi trường của hệ sinh thái tự nhiên bằng cách thay đổi hoặc cải tạo chúng như:
• Chuyển đất rừng thành đất nông nghiệp làm mất đi nhiều loại động, thực vật quý hiếm, tăng xói mòn đất, thay đổi khả năng điều hoà nước và biến đổi khí hậu v.v
• Cải tạo đầm lầy thành đất canh tác làm mất đi các vùng đất ngập nước có tầm quan trọng đối với môi trường sống của nhiều loài sinh vật và con người
• Chuyển đất rừng, đất nông nghiệp thành các khu công nghiệp, khu đô thị, tạo nên sự mất cân bằng sinh thái khu vực và ô nhiễm cục bộ
• Gây ô nhiễm môi trường ở nhiều dạng hoạt động kinh tế xã hội khác nhau
d) Tác động vào cân bằng sinh thái
Con người tác động vào cân bằng sinh thái thông qua việc:
• Săn bắn quá mức, đánh bắt quá mức gây ra sự suy giảm một số loài và làm gia tăng mất cân bằng sinh thái
• Săn bắt các loài động vật quý hiếm như hổ, tê giác, voi có thể dẫn đến sự tuyệt chủng nhiều loại động vật quý hiếm
• Chặt phá rừng tự nhiên lấy gỗ, làm mất nơi cư trú của động thực vật
• Lai tạo các loài sinh vật mới làm thay đổi cân bằng sinh thái tự nhiên Các loài lai tạo thường kém tính chống bụi, dễ bị suy thoái Mặt khác, các loài lai tạo có thể tạo ra nhu cầu thức ăn hoặc tác động khác có hại đến các loài đã có hoặc đối với con người
• Đưa vào các hệ sinh thái tự nhiên các hợp chất nhân tạo mà sinh vật không có khả năng phân huỷ như các loại chất tổng hợp, dầu mỡ, thuốc trừ sâu, kim loại độc hại v.v
1.3 ¤ nhiÔm m«i tr-êng (ONMT)
1.3.1 Kh¸i niÖm vµ nguån g©y « nhiÔm m«i tr-êng (ONMT)
a) Kh¸i niÖm:
Theo luật BVMTVN 2005, ÔNMT như sau:
“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 giới hạn cho phép của các thông số về chất lượng của môi
trường xung quanh, hàm lượng các chất gây ô nhiễm trong chất thải dược các cơ quan nhà nước có thẩm quyền quy định làm căn cứ để quản lý và bảo vệ môi trường
b) Các chất gây ô nhiễm
Chất ô nhiễm là các chất hay các yếu tố vật lý khi xuất hiện trong môi trường thì làm cho môi trường bị ô nhiễm
- Chất ô nhiễm sơ cấp: là những chất ô nhiễm xâm nhập vào môi trường trực tiếp từ nguồn
sinh ra chúng và tự chúng đã có đặc tính độc hại và tác động nguy hại đến bộ phận tiếp nhận
Ví dụ: SO2 từ quá trình đốt nhiên liệu chứa lưu huỳnh
- Chất ô nhiễm thứ cấp: là những chất ô nhiễm được tạo thành từ những chất ô nhiễm sơ cấp
khi những chất này phản ứng với các thành phần vốn có sẵn trong môi trường rồi mới tác động nguy hại đến bộ phận tiếp nhận
Ví dụ: SO3, H2SO4,…
Trang 10c) Các nguồn gây gây ô nhiễm
- Nguồn điểm (ví dụ ống xả, cống xả): chất ô nhiễm phát thải vào môi trường từ một điểm là miệng ống khói hoặc ống xả; ống dẫn nước thải của một nhà máy,…
- Nguồn mặt ( Khu nông nghiệp): chất ô nhiễm phát thải vào môi trường từ một bề mặt có diện tích lớn: khu dân cư, bãi chôn lấp chất thải,…
- Nguồn đường: chất ô nhiễm phát thải vào môi trường thành một vệt dài, mang tính cục bộ
Ví dụ: dòng xe chạy trên đường
1.3.2 Ô nhiễm môi trường nước:
a) Khái niệm:
“Ô nhiễm nguồn nước là sự thay đổi thành phần và tính chất lí hoá sinh học của nước, sự thay đổi này ảnh hưởng đến hoạt động sống bình thường của con người và sinh vật”
Ví dụ : bệnh dịch tả, kiết lỵ, viêm ruột, thương hàn,…
- Nguồn nước được xem là ô nhiễm khi nồng độ các chất gây ô nhiễm vượt quá mức quy định
và không đảm bảo yêu cầu chất lượng nước sử dụng cho các mục đích khác nhau
b) Các nguồn gây ô nhiễm:
Theo nguồn gốc
- Ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên: Do mưa, tuyết tan, gió bão, lũ lụt… đưa vào môi
trường nước chất thải bẩn, các sinh vật và vi sinh vật có hại kể cả xác chết của chúng
- Ô nhiễm nước có nguồn gốc nhân tạo: Quá trình thải các chất độc hại chủ yếu dưới dạng lỏng
như các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vào môi trường nước
Theo bản chất của các tác nhân ô nhiễm: ô nhiễm vô cơ, ô nhiễm hữu cơ, ô nhiễm hoá chất, ô nhiễm vsv, cơ học hay vật lý (ô nhiễm nhiệt hoặc do các chất lơ lửng không tan), ô nhiễm phóng xạ
Theo vị trí không gian: ô nhiễm nước mặt, ô nhiễm nước ngầm, ô nhiễm biển,…
Theo phạm vi thải vào môi trường nước: Dạng điểm; dạng diện, dạng đương
c) Các tác nhân gây ô nhiễm nguồn nứơc
- Tác nhân và thông số ô nhiễm hoá lý học: màu sắc, mùi và vị, độ đục, nhiệt độ, chất lơ lửng,
độ cứng, độ dẫn điện, độ pH, độ ôxy hoà tan trong nước, nhu cầu ôxy sinh hoá (BOD), nhu cầu ôxy hoá học
- Tác nhân ô nhiễm hoá học: kim loại nặng (Hg, Cd, Pb, As, Cr, Cu, Zn, Mg,…), các anion ( NO3-, PO43-, SO42-,…); thuốc bảo vệ thực vật
- Tác nhân ô nhiễm sinh học: các loại VK, siêu VK, ký sinh trùng gây bệnh như tả, lỵ, thương hàn, sốt rét, giun, sán,…Để đánh giá mức độ ô nhiễm sinh học người ta thường dùng chỉ số colỉom Đây là chỉ số phản ánh số lượng VK E.coli trong nước, thường không gây bệnh cho người và sinh vật
Một số tác động của tác nhân ô nhiễm:
Hợp chất Một số tác động đến sức khoẻ
Cácbon tetraclorua ( dung môi) Ung thư, làm hại gan và có thể tác động
đến thận và thị giác
Bìenil polyclorinate (PCBs – hoá chất công
Tricloetylen (TCE) (dung môi) Gây ung thư ở chuột
d) Một số hình thức ô nhiễm nước:
• Ô nhiễm nước mặt