Bài giảng Môi trường và con người - Chương 2: Khoa học môi trường

Bài giảng Môi trường và con người - Chương 2: Khoa học môi trường được biên soạn nhằm cung cấp cho sinh viên những khái niệm cơ bản về môi trường, mối quan hệ và tương tác qua lại giữa con người và môi trường; nhận biết những yếu tố ảnh hưởng chính đến sự an toàn và phát triển của môi trường và cách xử lý chúng để bảo vệ chất lượng môi trường sống của con người,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

Môn học: MÔI TRƯỜNG VÀ CON NGƯỜI

Biên soạn: BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY

Chương 2

KHOA HỌC

MÔI TRƯỜNG

CHƯƠNG 2 KHOA HỌC MƠI TRƯỜNG

Mục đích

- Cung cấp cho SV những khái niệm cơ bản về môi trường,

mối quan hệ và tương tác qua lại giữa con người và MT

- Nhận biết những yếu tố ảnh hưởng chính đến sự an toàn

và phát triển của MT và cách xử lý chúng để bảo vệ chất

lượng MT sống của con người

- Nâng cao nhận thức bảo vệ MT, góp phần vào sự phát

triển bền vững của nhân loại

2

Nội dung

2.1 Khái niệm về KH môi trường

2.2 Các khái niệm cơ bản liên quan đến môi trường

2.3 Môi trường không khí

2.4 Môi trường nước

2.5 Môi trường đất

3

2.1 KHÁI NIỆM VỀ KHOA HỌC MƠI TRƯỜNG

2.1.1 Tổng quan về môi trường (1)

Khái niệm: 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 (điều 3, Luật BVMT, 2005)

4

2.1.1 Tổng quan về môi trường (2)

Phân loại:

- Môi trường tự nhiên: không khí, ánh sáng mặt trời,

động, thực vật, đất, nước

- Môi trường xã hội: tổng thể các quan hệ giữa người với

người (những luật lệ, thể chế ) định hướng hoạt động

của con người.

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

người tạo nên, làm thành những tiện nghi trong cuộc

sống: ôtô, máy bay, nhà ở, công viên

5

Chức năng cơ bản của MT

- Ngồi ra mơi trường là nơi giảm nhẹ các tác động cĩ hại của thiên nhiên tới con người và sinh vật trên trái đất

CÁC THÀNH PHẦN CỦA MÔI TRƯỜNG ( CÁC QUYỂN TRÊN TRÁI ĐẤT)

Khí quyển (Atmosphere)

Thủy quyển (Hydrosphere)

Sinh quyển (Biosphere)

Thạch quyển (Lithosphere)

2.1.2 KHÁI NIỆM VỀ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Khái niệm: Khoa học môi trường là ngành khoa học nghiên cứu mối quan hệ và tương tác qua lại giữa con người và môi trường xung quanh nhằm mục đích bảo vệ môi trường sống của con người trên trái đất.

2.1.2 KHÁI NIỆM VỀ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Đối tượng của khoa học môi trường:

1 Đặc điểm, các thành phần của môi trường, mối quan hệ và tác động qua lại giữa con người với môi trường.

2.•Công nghệ, kỹ thuật xử lý ô nhiễm, bảo vệ chất lượng môi trường sống của con người.

3 Các biện pháp tổng hợp nhằm bảo vệ môi trường và phát triển bền vững

4 Các phương pháp cho nghiên cứu ba nội dung trên: mô hình hóa,

phân tích hóa học, vật lý, sinh vật …ï

2.2 CÁC KHÁI NIỆM LIÊN QUAN ĐẾN MÔI TRƯỜNG

1 Khả năng chịu đựng của môi trường (1)

• Khả năng chịu đựng của môi trường hay sức chịu tải của môi trường là giới hạn cho phép mà môi trường có thể tiếp nhận và hấp thụ các chất gây

ô nhiễm.

2.2 CÁC KHÁI NIỆM LIÊN QUAN ĐẾN MÔI TRƯỜNG

• Khả năng chịu đựng của môi trường (2)

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 con người;

- Sức chứa văn hóa là số người mà hành tinh có

thể chứa đựng theo các tiêu chuẩn của cuộc sống.

Sức chứa văn hóa sẽ thay đổi theo từng vùng phụ

thuộc vào tiêu chuẩn cuộc sống.

2.2 CÁC KHÁI NIỆM LIÊN QUAN ĐẾN MÔI TRƯỜNG

2 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.”

- Chất gây ô nhiễm: là những nhân tố làm cho môi trường trở thành độc hại.

- Tiêu chuẩn môi trường: Tiêu chuẩn môi trường là giới hạn cho phép của các thông số về chất lượng môi trường xung quanh, về hàm lượng của chất gây ô nhiễm trong chất thải được cơ quan nhà nước có thẩm quyền quy định làm căn cứ để quản lý và bảo vệ môi trường.

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 hoá chất hoặc tác nhân vật lý, sinh học và các dạng năng lượng như nhiệt độ, bức xạ.

3 SUY THOÁI MÔI TRƯỜNG

• 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 "

• 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.

4 SỰ CỐ MÔI TRƯỜNG

• Theo Luật Bảo vệ Môi trường của 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 ".

SỰ CỐ MÔI TRƯỜNG CÓ THỂ XẢY RA DO:

• 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.

5 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

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

• 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.

6 HOẠT ĐỘNG BẢO VỆ MT

là hoạt động giữ cho môi trường được

trong lành, sạch đẹp; phòng ngừa, hạn chế

tác động xấu đối với môi trường, ứng phó sự

cố môi trường; sử dụng hợp lý và tiết kiệm

tài nguyên thiên nhiên…

7 TIÊU CHUẨN MÔI TRƯỜNG

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

Hệ thống tiêu chuẩn môi trường bao gồm các nhóm chính:

1 Những quy định chung

2 Tiêu chuẩn nước , bao gồm nước mặt nội địa, nước ngầm, nước biển và ven biển, nước thải v.v

3 Tiêu chuẩn k.khí : khói bụi, khí thải (các chất thải) v.v

4 Tiêu chuẩn liên quan đến bảo vệ đất canh tác , sử dụng phân bón trong sản xuất nông nghiệp.

5 Tiêu chuẩn bảo vệ thực vật , sử dụng thuốc trừ sâu, diệt cỏ.

6 Tiêu chuẩn liên quan đến bảo vệ các nguồn gen , động thực vật, sự đa dạng sinh học.

7 Tiêu chuẩn liên quan đến bảo vệ cảnh quan thiên nhiên , các di tích lịch sử, văn hóa.

8 Tiêu chuẩn liên quan đến môi trường do các hoạt động khai thác khoáng sản trong lòng đất, ngoài biển, thềm lục địa v.v

8 CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

ïCông nghệ môi trường là tổng hợp các biện pháp khoa học kỹ thuật ( vật lý, hoá học, sinh

học…) nhằm ngăn ngừa và xử lý các chất độc hại phát sinh từ quá trình sản xuất và hoạt động của con người

Ở các các nước phát triển, vốn đầu tư cho công nghệ xử lý chất thải chiếm từ 10 - 40% tổng vốn đầu tư sản xuất

9 CÔNG NGHỆ SẠCH

Công nghệ sạch là quy trình công nghệ hoặc giải pháp kỹ thuật không gây ô nhiễm môi

trường, hoặc thải / phát ra ở mức thấp nhất chất gây ô nhiễm môi trường

Lợi ích:

- Giảm thiểu tác động môi trường

- Bảo toàn nguyên liệu, nước, năng lượng

- Loại bỏ nguyên liệu độc hại, nguy hiểm

- Giảm độc tính của khí thải, chất thải

10 SẢN XUẤT SẠCH HƠN

ïS ản xuất sạch hơn là cải tiến liên tục quá trình sản xuất công nghiệp, sản phẩm và dịch vụ để:

- giảm sử dụng tài nguyên thiên nhiên,

- phòng ngừa tại nguồn ô nhiễm k.khí, nước và đất,

- giảm phát sinh chất thải tại nguồn,

- giảm thiểu rủi ro cho con người và môi trường.

Xem clip sản xuất sạch hơn trong nha

may xi măng “SXSH XI MANG.flv”

11 QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG

Mục tiêu cụ thể của quan trắc môi trường gồm:

1 Cung cấp các đánh giá về diễn biến chất lượng môi trường trên quy mô quốc gia, phục vụ việc xây dựng báo cáo hiện trạng môi

trường

2 Cung cấp các đánh giá về diễn biến chất lượng môi trường của

từng vùng trọng điểm được quan trắc để phục vụ các yêu cầu tức thời của các cấp quản lý nhà nước về bảo vệ môi trường

3 Cảnh báo kịp thời các diễn biến bất thường hay các nguy cơ ô

nhiễm, suy thoái môi trường

4 Xây dựng cơ sở dữ liệu về chất lượng môi trường phục vụ việc lưu trữ, cung cấp và trao đổi thông tin trong phạm vi quốc gia và quốc tế

12 ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG

Các hoạt động phát triển kinh tế – Xã hội tác động đến môi trường có thể tốt hoặc xấu, có lợi hoặc có hại

Việc đánh giá tác động môi trường sẽ giúp những nhà ra quyết định chủ động lựa chọn những phương án khả thi và tối ưu về kinh tế và kỹ thuật trong bất cứ một kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội nào.

Ví dụ việc đánh giá tác động môi trường của thủy điện sông Tranh 2

13 ĐẠO ĐỨC MÔI TRƯỜNG

• Khái niệm đạo đức môi trường

ra đời là sự thừa nhận rằng

không chỉ có mỗi con người trên

trái đất mà con người còn phải

chia sẻ trái đất với các hình thức

khác của cuộc sống.

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 là quan trọng nhất.

3 Thực hiện các dịch vụ khi có ý kiến của giới chuyên môn.

4 Thành thật và vô tư

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

14.HỆ SINH THÁI

• Tập hợp các sinh vật, cùng với các mối quan hệ khác nhau giữa các sinh vật đó

và các mối tác động tương hỗ giữa chúng với môi trường, với các yếu tố vô sinh, tạo thành một hệ thống sinh thái-ecosystem, gọi tắt là hệ sinh thái.

• Hệ sinh thái là hệ chức năng gồm có quần xã, các cơ thể sống và môi trường của

nó dưới tác động của năng lượng mặt trời.

• Quần xã sinh vật là tập hợp các sinh vật thuộc các loài khác nhau cùng sinh sống trên một khu vực nhất định.

•

Quần xã

sinh vật

Môi trường xung quanh

Năng lượng

THÀNH PHẦN CỦA HỆ SINH THÁI

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

• Các yếu tố vật lý (để tạo nguồn năng lượng): 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

• Các chất hữu cơ (các chất mùn, acid amin, protein, lipid, glucid): đây là các chất có đóng vai trò làm cầu nối giữa thành phần vô sinh và hữu sinh, chúng là sản phẩm của quá trình trao đổi vật chất giữa 2 thành phần vô sinh và hữu sinh của môi trường.

2.3 MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ (KHÍ QUYỂN)

2.3.1 Khái niệm về môi trường không khí (khí quyển)

- Khái niệm:là lớp vỏ ngoài của trái đất có ranh giới phía dưới

là bề mặt thủy quyển, thạch quyển và ranh giới trên là khoảng

không giữa các hành tinh.

Khí quyển trái đất được hình thành do sự thoát hơi nước và

thoát các chất khí từ thủy quyển và thạch quyển.

32

CẤU TRÚC KHÍ QUYỂN

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

Đặc điểm của tầng này là nhiệt độ giảm dần

từ đỉnh của tầng bình lưu (50 km) đến đỉnh tầng

trung lưu (90 km), nhiệt độ giảm nhanh hơn tầng

đối lưu và có thể đạt đến –100 o C.,

Tầng bình lưu (Stratosphere): 10-50 km

ở độ cao 25km tồn tại lớp kk giàu ozôn-tầng ozôn

Tầng đối lưu (Troposphere): cao đến 10 km

tính từ mặt đất Nhiệt độ và áp suất giảm theo chiều cao nhiệt độ trung bình trên mặt đất là 15 o C

THÀNH PHẦN KHÔNG KHÍ CỦA KHÍ QUYỂN

• Phần lớn khối lượng 5.105 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

Bảng: Hàm lượng trung bình của không khí

Chất khí %thể tích %khối lượng Khối lượng

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

VAI TRÒ CỦA KHÍ QUYỂN

• Khí quyển là nguồn cung cấp oxy (cần thiết cho sự sống trên trái đất),

• Cung cấp CO2 (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.

VAI TRÒ

• 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.

• Khí quyển chỉ truyền các bức xạ cận cực tím, cận hồng ngoại (3000-2500 nm) và các sóng rađi (0,1-40 micron), đồng thời ngăn cản bức xạ cực tím có tính chất hủy hoại mô (các bức xạ dưới 300 nm).

1 Định nghĩa

2.3.2 Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ BIỆN PHÁP

BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ

• Ô nhiễm không khí là ô nhiễm do các chất có sẵn trong tự nhiên hoặc do hoạt động

của con người làm phát sinh ra các chất ô nhiễm trong không khí

2 Các chất gây ô nhiễm không khí:

 Bụi.

 Các chất ở dạng khí- hơi- khói: CO, CO2, SO2, CL, HCL…

 Các ion, và các chất nguy hại khác.

2.3.2.Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ BIỆN PHÁP

BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ

3 Các nguồn tạo ra chất gây ô nhiễm.

- Ô nhiễm do quá trình sản xuất.

+ Ngành CN hóa chất thải ra axit, kiềm, chì, thủy ngân…

+ Ngành CN luyện kim thải ra CO, CO2, SO3…

+ Nhà máy cơ khí ở các phân xưởng sơn, đúc, hàn, nhiệt luyện…thải ra chất độc, nhiệt thừa…

- Ô nhiễm do giao thông vận tải: thải ra hơi, khí, bụi độc

- Ô nhiễm do sinh hoạt của con người:

khi đun nấu bếp than, củi, dầu…gây ô nhiễm cục bộ nên tác hại khá lớn

Nguồn khí Chất khí Tác động

- Máy sinh khí

- Máy lạnh

- Dung môi….

- Nông nghiệp

- Công nghiệp và hạ tầng đô thị

- Giao thông vận tải

- Làm giản ozone tầng bình lưu

- Làm khí hậu toàn cầu nóng lên

- Acid hoá và mưa acid

- Tích tụ ozone tầng đối lưu và giảm chất lượng không khí

CFC,Halogen CFC,Halogen

N2O

CH3, CH4 CO2

SO2,NOxBụi

Bụi CO.CH,Pb

Nguồn gốc và tác hại của các loại khí trong khí quyển.

II- 2.3.2 Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ

BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ

4 Các biện pháp phòng chống ô nhiễm không khí:

a Biện pháp quy hoạch.

- Khi t.kế, xây dựng khu dân cư, khu CN phải có luận chứng dự báo được ảnh hưởng của công trình tới môi trường.

- Sắp xếp, bố trí các công trình hợp lý: nguồn gây ô nhiễm đặt cuối hướng gió, để xử lý…

b Biện pháp cách ly vệ sinh : bảo đảm khoảng cách giữa nguồn gây độc hại với khu dân cư theo tiêu chuẩn

c Biện pháp kỹ thuật công nghệ.

- Hoàn thiện QTCN, sử dung CN sạch, CN tiên tiến, tự động hóa, ĐK từ xa…

- Sử dụng nguyên vật liệu không độc hoặc ít độc hại

d Biện pháp làm sạch khí thải

e Biện pháp sinh thái học: trồng cây xanh, trồng rừng…

f Biện pháp quản lý: Thực hiện nghiêm túc luật bảo vệ môi trường

- Xây dựng các trạm quan trắc để xác định tình trạng ô nhiễm, tìm nguyên nhân và xử lý tri

- Khuyến khích các doanh nghiệp sử dụng CN tiên tiến, hiện đại, CN sạch…