Bài giảng Môi trường

Chia sẻ: Vu Hoai Nam | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:213

Thêm vào BST

Báo xấu

256
lượt xem 80
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Môi trường bao gồm tất cả các yếu tố lí học, hoá học, các chất hữu cơ và vô cơ của khí quyển, thạch quyển và đại dương. Môi trường sống là tập hợp các điều kiện xung quanh có ảnh hưởng đến cơ thể sống, đặc biệt là con người. Môi trường quyết định chất lượng và sự tồn tại của cuộc sống.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Môi trường

Bài giảng Môi trường  
CHƯƠNG I BÀI MỞ ĐẦU Sinh viên cần nắm • Khái niệm cơ bản về thuật ngữ “môi trường”. • Khái niệm về quan trắc và phân tích môi trường • Xác định được các vấn đề liên quan tới chất lượng môi trường hiện tại và tương lai. • Vai trò của phân tích hoá học trong đánh giá chất lượng môi trường. I. MÔI TRƯỜNG VÀ ĐÁNH GÍA CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG I.1. Môi trường (Environment) Môi trường bao gồm tất cả các yếu tố lí học, hoá học, các chất hữu cơ và vô cơ của khí quyển, thạch quyển và đại dương. Môi trường sống là tập hợp các điều kiện xung quanh có ảnh hưởng đến cơ thể sống, đặc biệt là con người. Môi trường quyết định chất lượng và sự tồn tại của cuộc sống. I.2. Quan trắc môi trường (Monitoring) và phân tích môi trường a/ Quan trắc môi trường (Monitoring) Monitoring môi trường được định nghĩa là quá trình thu thập các thông tin về sự tồn tại cũng như biến đổi nồng độ các chất trong môi trường có nguồn gốc từ nguồn thiên nhiên hay nhân tạo, quá trình này được thực hiện bằng các phép đo lường nhắc lại nhiều lần và với mật độ mẫu đủ dày về cả không gian và thời gian để từ đó có thể đánh giá các biến đổi và xu thế chất lượng môi trường. Do đó, monitoring chất lượng được hiểu là quan trắc, đo lường, ghi nhận một cách thường xuyên, liên tục và đồng bộ các thông số chất lượng cũng như các thông số khí hậu thuỷ văn liên quan. Kết quả của monitoring là những số liệu. Theo UNEP monitoring môi trường được tiến hành nhằm các mục tiêu sau đây: (1) Ðể đánh giá các hậu quả ô nhiễm đến sức khoẻ và môi trường sống của con người, và như vậy sẽ xác định được mối quan hệ nhân quả của nồng độ chất ô nhiễm. (2) Ðể đảm bảo an toàn cho việc sử dụng tài nguyên (không khí, nước, đất, sinh thái.v.v) vào các mục đích kinh tế. (3) Ðể thu được các số liệu hệ thống dưới dạng điều tra cơ bản chất lượng môi trường và cung cấp ngân hàng dữ liệu cho sử dụng tài nguyên trong tương lai. 1 http://www.ebook.edu.vn
(4) Ðể nghiên cứu và đánh giá các chất ô nhiễm và hệ thống tiếp nhận chúng (xu thế, khả năng gây ô nhiễm). (5) Ðể đánh giá hiệu quả các biện pháp kiểm soát luật pháp về phát thải. (6) Ðể tiến hành các biện pháp khẩn cấp tại những vùng có ô nhiễm đặc biệt. Monitoring cái gì?, khi nào?, ở đâu? và như thế nào? được làm rõ chỉ khi mục tiêu monitoring đã được xác định. Vì vậy, điều quan trọng nhất của thiết kế một chương trình monitoring là phải thiết lập được mục tiêu monitoring. Các bước thiết kế một chương trình monitoring được trình bày trong sơ đồ dưới đây. Cụ thể hơn, quan trắc môi trường cần cung cấp các thông tin sau: • Thành phần, nguồn gốc, nồng độ/hàm lượng/cường độ các tác nhân ô nhiễm trong môi trường. • Khả năng ảnh hưởng của các tác nhân này trong môi trường. • Dự báo xu hướng điễn biến về nồng độ và ảnh hưởng của các nhân tố này. Trên cơ sở các thông tin trên, cơ quan quản lý môi trường có biện pháp cảnh báo, quản lý môi trường và thi hành các biện pháp không chế, giảm thiểu tác động ô nhiễm và sử dụng hợp lý các thành phần môi trường. Về nguyên tắc, tất cả các thành phần môi trường (đất, nước, không khí, sinh vật) đều cần được quan trắc. Tuy nhiên trong thực tế hầu hết các quốc gia, mạng lưới hệ thống quan trắc môi trường thường thực hiện quan trắc các thành phần môi trường động (nước, không khí) vì các thành phần môi trường này không chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến cuộc sống con người, sinh vật mà còn có khả năng chuyển tải các tác nhân ô nhiễm từ vùng này đến vùng khác, gây tác hại cho một không gian lớn, đặc biệt khi có sự cố ô nhiễm môi trường. b/ Phân tích môi trường Phân tích môi trường có thể định nghĩa là sự đánh giá môi trường tự nhiên và suy thoái do con người cũng như do các nguyên nhân khác gây ra. Đây là vấn đề rất quan trọng vì qua đó chúng ta có thể biết được yếu tố nào cần được quan trắc và biện pháp nào cần được áp dụng để quản lý, giúp chúng ta tránh khỏi các thảm hoạ sinh thái có thể xẩy ra. 2 http://www.ebook.edu.vn
Trong những năm gần đây, nghiên cứu sinh thái không chỉ là sự tiếp cận về chất lượng mà còn về số lượng. Để có thể hiểu biết và đánh giá về một hệ sinh thái đòi hỏi phải quan trắc đầy đủ sự biến động theo không gian và thời gian của các yếu tố môi trường, cả về số lượng và chất lượng có liên quan đến cấu trúc và chức năng của hệ. Đó là các tính chất lý hoá và sinh học của hệ sinh thái. Sơ đồ dưới đây minh hoạ các bước cần thực hiện trong quá trình quan trắc môi trường. Mục tiêu Vị trí và số lượng điểm Thông số giám sát Tần suất giám sát đ Phương pháp lấy mẫu Lựa chọn thiết bị Kỹ thuật phân tích Phương pháp hiệu chuẩn Phương pháp ghi số liệu P/p trình bày kết quả Công bố kết quả c/ Giá trị của các số liệu trong phân tích môi trường – quan trắc và phân tích môi trường Công việc khó khăn đối với các nhà nghiên cứu là phải xác định được những chỉ tiêu phân tích nào là cần thiết. Việc xác định thành phần các nguyên tố là đủ hay còn cần phải phân tích các phần tử hay nhóm chức của các chất? 3 http://www.ebook.edu.vn
Ví dụ: Khi phân tích hàm lượng tổ số các nguyên tố như Hg, Pb, Cd... có thể sẽ không đánh giá được hết nguy cơ gây hại cho sức khoẻ con người. Điều này cũng tương tự như việc đánh giá mối quan hệ giữa hàm lượng tổng số của các chất trong đất với khả năng sử dụng của cây trồng. Bởi vì, hàm lượng tổng số có thể là cao giá trị tiêu chuẩn tuỳ thuộc vào thành phần đá mẹ nhưng nguy cơ gây hại của chúng là không lớn và ngược lại. d/ Các quan điểm về chất lượng môi trường Việc kiểm soát, khống chế và quản lý ô nhiễm đối với các nguồn điểm là tương đối đơn giản. Trong khi đó đối với các nguồn không điểm việc kiểm soát, khống chế và quản lý là hết sức khó khăn do không thể xác định chính xác các nguồn gốc, vị trí, qui mô lan truyền các tác nhân ô nhiễm. Với lý do như vậy, một hệ thống quan trắc chất lượng môi trường với mạng lưới các trạm cố định đo đạc, thu mẫu, phân tích, xử lý số liệu cần được xây dựng cho mỗi quốc gia, khu vực hoặc toàn cầu. Để đánh giá chất lượng môi trường có thể dựa trên các tiêu chí sau: • Chất lượng môi trường tự nhiên được đánh giá bằng các tính chất lý hoá và sinh học đặc trưng cho các thành phần của môi trường (đất, nước, không khí ) thể hiện thông qua các thônng số và chỉ số môi trường. • Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng môi trường - nguồn gốc của các chất gây ô nhiễm. • Tiêu chuẩn về chất lượng đất, nước, không khí được qui định dựa vào mục tiêu sử dụng. Các tiêu chuẩn được áp dụng đối với từng thành phần môi trường có thể tham khảo trong phần phụ lục. e/ Mạng lưới quan trắc phân tích môi trường tại nước ta Monitoring chất lượng môi trường là một trong những nhiệm vụ cơ bản của kế hoạch bảo vệ và quản lý tài nguyên và môi trường. Theo kinh nghiệm của các nước tiên tiến, thiết kế mạng lưới trạm monitoring môi trường phải tính đến ít nhất là 4 yếu tố sau đây: • Ðiều kiện tự nhiên (địa hình, đất đai, khí hậu, thủy văn); • Ðiều kiện nguồn thải; 4 http://www.ebook.edu.vn
• Ðiều kiện các hệ chịu tác động các chất ô nhiễm (người, động vật, công trình,...); • Ðiều kiện chi phí (điều kiện này là rất quan trọng). Trong monitoring môi trường người ta thường phối hợp mạng lưới trạm cố định với mạng lưới trạm di động. Các trạm quan trắc phải được chuẩn hoá về các mặt: vị trí, địa hình, phương pháp lấy và phân tích mẫu, trang thiết bị để sao cho các các thông tin thu được phải mang tính đặc trưng, đủ độ tin cậy, có khả năng so sánh. Ngoài ra, một số vấn đề quan trọng khác liên quan đến kinh tế kỹ thuật cần xem xét và cân nhắc khi thiết kế mạng lưới trạm, đó là: khả năng kinh phí đầu tư, các yêu cầu về nhân lực, thiết bị và đánh giá số liệu, sự thành thạo nhân viên. 5 http://www.ebook.edu.vn
6 http://www.ebook.edu.vn
7 http://www.ebook.edu.vn
II. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MỘT SỐ KIÊN THỨC LIÊN QUAN TỚI QUAN TRẮC VÀ PHÂN TÍCH MÔI TRƯỜNG II.1. Một số kiên thức cơ bản Câu hỏi: 1. Định nghĩa về môi trường, môi trường có bao nhiêu thành phần? 2. Các vấn đề cơ bản liên quan tới các thành phần môi trường là gì? 3. Thế nào là ô nhiễm và chất ô nhiễm? 4. Nếu một chất ô nhiễm được thải vào môi trường, nguyên nhân (tổng lượng thải, nồng độ) gây ảnh hưởng tới đời sống của các cá thể sinh vật? Bảng 1: Trích dẫn ngưỡng khuyến cáo và giới hạn tối đa cho phép của một số thông số trong môi trường nước do Uỷ ban Châu Âu khuyến cáo. STT Thông số Đơn Ngưỡng Nồng độ Gợi ý vị khuyến cáo tối đa cho phép NO3- 20 mg/l 25 50 - 21 NO2 mg/l - 0.1 NH4+ 22 mg/l 0.05 0.5 23 N(NO2+NO3) mg/l - 1 24 Khả năng ôxy hoá mg/l 2 5 (O2) 25 Tổng Cacbon hữu mg/l - - Cần được nghiên cứu do cơ (TOC) liên quan tới sự tăng nồng độ của một số nguyên tố 26 S µg/l - - 27 Các chất được chiết mg/l 0.1 bằng Cloroform 29 Phenol (C6H5OH) µg/l 0.5 30 Brôm (B) µg/l 1000 - Câu hỏi: Nồng độ tối đa của các chất ở bảng trên có thể chấp nhận đối với nước uống? Trả lời: Nồng độ các nguyên tố là khác nhau, tuy nhiên nên quan tâm tới nồng độ tối đa cho phép biều diễn bằng đơn vi mg l-1 (ppm) hoặc µg l-1 (ppb). II.2. Sự cần thiết của phân tích hoá học trong quan trắc và phân tích môi trường Nếu chúng ta chỉ phân tích đơn chất và đánh giá nó, thông tin nhận được chỉ phản ánh một phần bản chất của chất phân tích. Do vậy, để có các thông tin đầy đủ về trạng thái của chất, phân tích hoá học nên được thực hiện. Câu hỏi: 8 http://www.ebook.edu.vn
Hãy liệt kê các bước cần thiết trong việc kiểm soát các vấn đề ô nhiễm bắt đầu từ bước nhận định chất ô nhiễm. Tại mỗi bước việc phân tích hoá học nào nên được thực hiện? Trả lời: 1. Nhận định vấn đề Nhân định nên bắt đầu từ các vấn đề cụ thể Ví dụ: Mưa axít: Nguyên nhân cơ bản do các khí SO2 và SO3 phát thải từ việc đốt cháy nhiên liệu than đá tại một khu vực cụ thể. Nhu cầu năng lượng ngày càng tăng (giao thông, khí đốt điện năng) dẫn tới sự phát tán SO2 và SO3 sang nhiều khu vực khác. Sự bổ sung thêm các thành phần hoá học khác như NO và NO2 dẫn tới hiện tượng mưa axít. 2. Quan trắc với mục đích xác định phạm vi của vấn đề Như chúng ta đã biết, trong môi trường tồn tại hàng nghìn nguyên tố thông qua các quá trình chuyển hoá nồng độ của chúng tồn tại ở mức độ nhất định tuỳ thuộc vào tính chất vốn có của môi trường, tuy nhiên cũng có chất không tồn tại trong môi trường mà chỉ sinh ra từ các hoạt động của con người hoặc tồn tại trong môi trường ở dạng vết. Quan trắc nhằm phát hiện sự thay đổi bất thường nồng độ các chất hoặc các chất không có trong môi trường. Rất nhiều thành phần hoá học đã được nghiên cứu từ trước tới nay, tuy nhiên rất khó khăn trong việc nhận định thế nào là môi trường không bị ô nhiễm. Ví dụ: Dioxin đã được pháp hiện và chứng minh có độc tính cao, Dioxin có nguồn gốc hoàn toàn từ các hoạt động của con người, trong tự nhiên nó chỉ tồn tại ở dạng vết. 3. Xác định quy trình kiểm soát Xác định các phương pháp tin cậy trong việc phân tích các đối tượng quan trắc. 4. Đảm bảo các quy trình kiểm soát và thực hiện đúng luật Đối với các vấn đề có tính chất khu vực, quy trình thực hiện và kiểm soát yêu cầu thực hiện đúng các quy định của khu vực. Đối với các vấn đề toàn cầu, quy trình thực hiện và kiểm soát phải theo các quy định có tính chất quốc tế. 5. Quan trắc để đảm bảo các vấn đề môi trường đã được kiểm soát Tuân thủ các quy định, tiêu chuẩn ban hành đối với từng đối tượng cụ thể. Các kết quả quan trắc phải được đánh giá theo đúng tiêu chuẩn ban hành đối với từng đối tượng. 9 http://www.ebook.edu.vn
Câu hỏi: Xem xét từ chất thải của một nhà máy, các chất bần từ một công đoạn sản xuất và trong toàn bộ công đoạn sản xuất. Chương trình quan trắc, phân tích gì nên dùng để đánh giá và kiểm soát chất thải? Trả lời: • Phân tích nguồn thải trước khi thải vào sông giúp quan trắc chất ô nhiễm tồn tại trong nguồn thải. • Phân tích nước sông phía dưới nguồn thải điểm với khoảng cách đủ lớn cho phép đánh giá trực tiếp nồng độ chất ô nhiễm trong nước sông, tuy nhiên không phải ánh đúng tính chất nguồn thải. • Phân tích chất ô nhiễm trong các sinh vật sống trong thuỷ vực cho phép xác định các chỉ thị cho các vấn đề về môi trường, tuy nhiên chỉ khi các mẫu sinh vật được lấy gần nguồn thải xác định và kết quả phân tích rất khó liên hệ với các nguồn thải đơn lẻ. • Đặc tính nguồn thải cũng cho phép mở rộng các ý tưởng nghiên cứu. • Ngoài ra các quy định và nghị định về quan trắc chất thải cũng có những yêu cầu đặc biệt đối với quan trắc môi trường. II.3. Kiến thức về sự vận chuyển các chất ô nhiễm trong môi trường Sinh viên cần nắm được: • Dự báo sự vận chuyển các chất ô nhiễm có thể xảy ra trong môi trường • Đề xuất khu vực lấy mẫu đối với các thành phần hữu cơ có trọng lượng phân tử cao và kim loại có thể tích tụ. • Xác định ý nghĩa của thuật ngữ “nhiễm bẩn” và “ô nhiễm” 10 http://www.ebook.edu.vn
Như chúng ta đã biết các chất ảnh hưởng tới môi trường phụ thuộc vào nồng độ của chúng và điều kiện của môi trường là tĩnh hay động. Vật chất luôn luôn chuyển hoá trong ba trạng thái của môi trường: khí, nước và rắn. Sự vận chuyển tại mỗi trạng thái làm thay đổi nồng độ của các chất theo các cách: vận chuyển, pha loãng hoặc thay đổi nồng độ.Trước khi bàn về các phương pháp chúng ta cần hiểu các quá trình chuyển hoá này để có thể: • Dự báo vị trí xuất hiện nồng độ chất ô nhiễm cao nhất • Đánh giá nồng độ đo được của các chất ô nhiễm tại các khu vực khác nhau trong môi trường. Chúng ta cần hiểu các tính chất lý – hoá học của các chất ô nhiễm. Điều này giúp ích cho việc nhận định các dạng ô nhiễm và giải thích tạo sao trong môi trường tồn tại hàng chục nghìn ion và thành phần của chúng nhưng chỉ một số ít các dạng ion được tập chung nghiên cứu. a/ Nguồn, sự khuếch tán, sự tăng nồng độ và sự phân huỷ Mọi hoạt động của con người có nguy cơ dẫn tới ô nhiễm. Nguồn ô nhiễm được chia làm hai loại: nguồn điểm và nguồn diện. Các chất trong môi trường nước và khí khuếch tán theo cách riêng của nó. 11 http://www.ebook.edu.vn
Sự khuếch tán của chất ô nhiễm trong nước và không khí chắc chắn sẽ dẫn tới sự pha loãng chất ô nhiễm. Như chúng ta đã biết, ảnh hưởng của thành phần hoá học trong môi trường có thể liên quan trực tiếp tới nồng độ của chúng, do vậy quá trình khuếch tán sẽ dẫn tới phát tán các chất ô nhiễm trên một diện rộng tuy nhiên ít gây ảnh hưởng tại điểm xa nguồn thải. Điều này đặc biệt có ý nghĩa khi chúng ta xem xét tới sự phân huỷ của vi sinh vật, quang hoá hoặc các quá trinh phân huỷ khác trên đường phát tán chất ô nhiễm do đó ít làm tăng tính độc. Điều này có thể được hiểu một cách khác đó là sự pha loãng chất ô nhiễm. Ví dụ: a) Kim loại độc như Cd, có thẻ tìm thấy trong các cơ quan của chai, sò… ở nồng độ lên tới 2 triệu lần cao hơn nhiều so với nồng độ Cd tìm thấy trong môi trường xung quanh. b) DDT, chất nông hoá được sử dụng rộng rãi trong các thập kỷ trước, khả năng phân huỷ trong môi trường chậm. Rất ít vật chất hữu cơ trên trái đất tồn tại ở dạng vết (ng l-1) hoặc nồng độ lớn. Câu hỏi: Tính chất lý - hoá học chung nhất chủa một chất có khả năng ảnh hưởng tới các vấn đề về môi trường? Trả lời: • Sự khuếch tán là nguyên nhân chủ yếu dẫn tới sự vận chuyển các chất ô nhiễm đi xa trong môi trường nước và khí. Các tính chất ảnh hưởng tới sự khuếch tán bao gồm: bay hơi, hoà tan trong nước, các hạt chất rắn và kích thước hạt. • Khả năng phân huỷ của các chất trong sinh vật bằng các phản ứng hoá học. Nếu một chất phân huỷ nhanh sẽ ít có khả năng gây độc và tăng nồng độ trong môi trường. Tuy nhiên trong một số trường hợp các sản phẩm phân huỷ có thể gây bất lợi đối với môi trường. • Ảnh hưởng của cấu trúc vật lý của các vật thể có khả năng làm tăng nồng độ của chất ô nhiễm và sau đó ảnh hưởng tới đời sống của sinh vật. 12 http://www.ebook.edu.vn
b/ Sự vận chuyển và tăng nồng độ của các thành phần hữu cơ trung tính Các chất hữu cơ trung tính thường rất dễ tăng nồng độ do tính chất bay hơi thấp và có trọng lượng phân tử cao (Mr>200). Chúng thường chứa các nguyên tử Cl trong cấu trúc phân tử. Một số chất thông thường được trình bày trong bảng dưới đây. Các chất có trọng lượng phân tử thấp thường thấy tại các khu vực bị ô nhiễm không khí. c/ Nồng độ sinh học Ngoại trừ một số chất hữu cơ có chứa các gốc phân cực như –OH, hoặc -NH2 hoặc ion, các chất này có khả năng hoà tan trong nước thấp, khả năng hoà tan giảm khi tăng trọng lượng phân tử (Hình). Bất cứ một chất hữu cơ nào bị hoà tan sẽ dễ dàng chuyển hoá trong mô chất béo. Câu hỏi: Điều gì được rút ra từ khả năng hoà tan của một chất trong nước và khả năng hoà tan của nó để tích tụ trong sinh vật? Trả lời: Chúng ta không ngạc nhiên quy luật chung rằng khả năng hoà tan của chất hữu cơ trong nước hơn nhiều đối với khả năng tích luỹ của chúng trong các mô chất béo và lớn hơn thế năng gây độc. Mặt khác, do sự hoà tan trong nước giảm khi tăng trọng lượng phân tử liên quan đến nhóm chức của các chất. Chúng ta có thể rút ra kết luận rằng các chất có trọng lượng phân tử lớn sẽ gây ra nhiều vấn đề môi trường hớn đối với các chất có trọng lượng phân tử thấp. 13 http://www.ebook.edu.vn
Hình dưới đây mô tả khả năng tích luỹ của sinh vật được đo bằng hệ số nồng độ sinh học, hệ số này được tính theo công thức sau: Hệ số nồng độ sinh học = Nồng độ của chất trong sinh vật / Nồng độ của chất trong môi trường nước. d/ Sự tích tụ trong bùn cặn Sự tích tụ trong bùn cặn liên quan tới khả năng hoà tan thấp của các chất hữu cơ có trọng lượng phân tử cao trong nước cùng với tính không ưa nước của các chất hữu cơ không chứa các nhóm chức phân cực. Vật chất hữu cơ không tan hoặc kết tủa trong nước sẽ bám chặt vào các thành phần rắn. Diện tích bề mặt của chất rắn lớn sẽ làm tăng khả năng hấp phụ các chất. Đây là hiện tượng thực tế thường xuyên diễn ra tại các khu vực tiếp nhận nước thải công nghiệp và nhiều hạt mịn. e/ Sự khyếch đại sinh học 14 http://www.ebook.edu.vn
Động vật sử dụng thực vật hoặc các động vật khác làm thức ăn, Theo chuỗi thức ăn nồng độ các chất có thể tăng lên tuỳ thuộc vào khả năng tiêu thụ thức ăn của mỗi loài. Nếu một chất ô nhiễm tồn tại trong sinh vật đầu tiên, nồng độ chất ô nhiễm sẽ tăng trong các loài kế tiếp khi sử dụng các loài đứng trước nó làm thức ăn. Hình dưới đây mô tả quá trình khuếch đại sinh học. g/ Sự phân huỷ các chất ô nhiễm Mặc dù các chất ô hiễm có xu hướng chuyển hoá trong sinh vật bằng các con đường đã được mô tả ở phần trên, nồng độ tích tụ trong sinh vật sẽ không tăng nếu như sự phân huỷ của các chất ô nhiễm trong môi trường diễn ra nhanh. Các chất sẽ bị phá vỡ cấu trúc tạo thành các phân tử đơn lẻ, các sản phẩm này có thể hoà tan trong nước. Sự hoà tan trong nước có thể do các nhóm chức phân cực gắn vào phân tử hoặc chất hữu cơ có trọng lượng phân tử thấp. Tốc độ chuyển hoá cao phụ thuộc nhiều vào cấu trúc phân tử. Một trong những lý do tại sao rất nhiều chất hữu cơ trong môi trường có chứa các nguyên tử Cl- và các chất hữu cơ này có cơ chế phân huỷ chậm. Ví dụ: 15 http://www.ebook.edu.vn
Cơ chế phân huỷ của DDT xuất hiện hai trạng thái được trình bày trong hình dưới đây. Trạng thái đầu tiên diễn ra rất nhanh, thông thường chỉ mất một vài ngày, trong khi đó trạng thái thứ hai diễn ra rất chậm (vài tháng). h/ Sự chuyển hoà và tăng nồng độ của các ion kim loại Sự hoà tan Các kim loại đi vào môi trường thường ở trạng thái không tan trong nước thải công nghiệp hoặc một phần có nguồn gốc từ các khoáng trầm tích trong tự nhiên. Kim loại trầm tích từ không khí chủ yếu ở dạng muối không tan. Tuy nhiên, khả năng hoà tan của kim loại tăng khi pH giảm. Mưa axít là nguyên nhân dẫn tới hiện tượng rửa trôi kim loại và hình thành các dạng kim loại độc trong đất. Sự kết tủa kim loại trong bùn cặn Hàm lượng kim loại tăng trong bùn cặn khi tăng giá trị pH. Sự trầm tích - kết tủa xuất hiện khi nồng độ kim loại lớn. Các ion kim loại cũng có thể tương tác với bùn cặn bằng một số cơ chế bao gồm các cơ chế sau: • hấp phụ 16 http://www.ebook.edu.vn
• trao đổi ion (các khoáng sét là những chất trao đổi ion tự nhiên) • hình thành phức trong bùn cặn Sự thay đổi các điều kiện khử hoặc oxi hoá trong môi trường nước dẫn tới sự hoà tan hoặc kết tủa các ion im loại. Ví dụ: Fe bị hoà tan trong điều kiện axít yếu do vậy ion Fe2+ tồn tại chủ yếu trong dung dịch trong khi đó trong môi trường kiềm, Fe bị oxi hoá và bị kết tủa dưới dạng Fe(OH)3. Trong điều kiện khử tất cả các ion sunfua (SO42-) bị khử thành sunfit (S2-) và có thể dẫn tới sự kết tủa các kim loại như Pb và Cd dưới dạng các muối sunfit không tan. Sự hấp thụ bởi sinh vật Như đã thảo luận ở trên, rõ ràng sự chuyển hoá kim loại theo chuỗi thức ăn. Nhiều kim loại bị giữ trong sinh vật ở dạng ion đơn. Các kim loại khác, đặc biệt là Cd và Hg có thể chuyển hoá thành các chất cơ kim hoá trị II. Do vậy sự phân bố của kim loại trong sinh vật phụ thuộc vào tính chất hoá học của chúng. Câu hỏi: So sánh lộ trình khuếch tán và sự tăng nồng độ của các chất hữu cơ có trọng lượng phân tử cao và kim loại độc trong môi trường và sinh vật. Trả lời: Chất ô nhiễm có thể được khuếch tán trong không khí và nước. Sự khuếch tán trong không khi của kim loại thường ở dạng hạt (các dạng muối kim loại), nhưng đối với chất hữu cơ sự khuếch tán ở hai trạng thái rắn và bay hơi. Sự phân huỷ có thể diễn ra trong đất và nước. Khả năng hoà tan của các chất hữu cơ trong nước thường thấp, nhưng có thể làm tăng nồng độ sinh học trong các sinh vật sống dưới nước. Khả năng hoà tan của kim loại phục thuộc vào các tính chất hoá học của chúng, pH giảm sẽ làm tăng tính tan của kim loại. Tuy nhiên pH lại không ảnh hưởng tới tính tan của các chất hữu cơ trung tính. Chất ô nhiễm chủ yếu tập trung trong bùn cặn. Cơ chế tập trung trong bùn cặn của chất hữu cơ có trọng lượng phân tử cao và kim loại là rất khác nhau. Ví dụ, trong điều kiện khử sẽ làm tăng sự tích tụ Pb, ngược lại không ảnh hưởng tới các chất hữu cơ trung tính. Đầu vào trong chuỗi thức ăn ở thuỷ vực trong cả hai trường hợp là giống nhau, tuy nhiên cơ chế chuyên hoá trong sinh vật là khác nhau. II.4. Giới hạn an toàn Việc diễn giải các số liệu phân tích cần dựa trên cơ sở mối quan hệ giữa nồng độ phân tích được và ảnh hưởng của chúng tới các loài sinh vật mằc dù là không dễ có thể xác định được mối tương quan này. Đánh giá độc tính sinh thái được thực hiện với nhiều chất, tuy nhiên không phải chất nào cũng gây ảnh hưởng tới môi trường. Phương pháp giá độc tính sinh thái thướng sử 17 http://www.ebook.edu.vn
dụng bằng cách xác định liều lượng hoặc nồng độ gây chết sinh vật nghiên cứu. LD50 là liệu lượng cần thiết để gây chết 50% sinh vật thí nghiệm. Một số phương pháp đánh giá khác có thể đánh giá thông qua các thông số như: tốc độ phát triển, tỉ lệ nảy mầm, sự tăng hoặc giảm quần xã… II.5. CÁC THÔNG SỐ Ô NHIỄM CẦN KIỂM SOÁT a/ Khái niệm chunng Ô nhiễm môi trường (ONMT): Ô nhiễm môi trường là sự làm thay đổi trực tiếp hoặc gián tiếp các tính chất vật lý, hoá học, sinh học của bất kỳ thành phần môi trường nào làm cho tiêu chuẩn chất lượng của thành phần môi trường đó bị vi phạm dẫn đến làm nguy hại hoặc có khả năng nguy hại cho môi trường và sức khoẻ con người (Cục Môi trường, 12/2000). Kiểm soát ô nhiễm môi trường (KSONMT): Kiểm soát ô nhiễm môi trường (KSONMT) là sự tổng hợp các hoạt động, hành động, biện pháp và công cụ nhằm phòng ngừa, khống chế không cho sự ô nhiễm xảy ra, hoặc khi có sự ô nhiễm xảy ra thì có thể chủ động xử lý, làm giảm thiểu hay loại trừ được nó. (Cục Môi trường, 2000). b/ Các nguyên tắc chung trong kiểm soát ô nhiễm môi trường: Kiểm soát ô nhiễm môi trường ở bất kỳ một lĩnh vực, đối tượng nào cũng đều phải tuân thủ những nguyên tắc chính sau: Ðảm bảo sự phát triển kinh tế - xã hội một cách bền vững. Ðảm bảo tính lồng ghép: đối với các nhà quản lý, một trong những trọng tâm quan trọng đối với công tác lồng ghép là cách tiếp cận liên ngành đối với công tác kiểm soát ô nhiễm. Ngoài ra, nhu cầu lồng ghép xuyên suốt các trách nhiệm quản lý môi trường nhằm đảm bảo tập trung được nguồn lực về con người, công nghệ và tài chính cho các vấn đề được ưu tiên. Lồng ghép các khu vực, các ngành, các đối tượng kiểm soát ô nhiễm với nhau sẽ tạo cơ hội thuận lợi trong công tác kiểm soát ô nhiễm, nhất là trong khâu tổng hợp, xử lý mang tính khu vực tìm ra các quy luật chung nhất. Ngăn ngừa ô nhiễm môi trường là nguyên tắc chủ đạo trong công tác kiểm soát ô nhiễm. Khắc phục và phục hồi là quan trọng; Các tiêu chuẩn môi trường, chất thải và tiêu chuẩn sử dụng công nghệ là chỗ dựa và căn cứ chính. Một số lưu ý cụ thể: 18 http://www.ebook.edu.vn
- Phải sử dụng các thông số và chỉ thị môi trường để kiểm soát ô nhiễm . - Phải thực hiện đánh giá hiện trạng và tác động môi trường : phạm vi, các bước tiến hành. - Các tiêu chuẩn về môi trường : tiêu chuẩn xả hay phát thải (emission or effluent standards); tiêu chuẩn chất lượng môi trường bao quanh hay tiêu chuẩn chất lượng của nguồn tiếp nhận chất thải (ambient standards). - Các nguyên tắc giảm thiểu ngay từ nguồn phát sinh, sử dụng lại chất thải : việc giảm thiểu lượng chất thải là một hướng rất quan trọng, có ý nghĩa rất lớn đối với các chất thải, đặc biệt những chất thải bền vững khó phân huỷ và những chất nguy hại. Vì vậy việc giảm thiểu và sử dụng lại các chất thải là những việc làm rất cần thiết nhưng đồng thời là những việc làm rất phức tạp. Quan trắc chất lượng môi trường (Monitoring Environmental Quality). Ðể xác định hiệu quả của các hoạt động cải thiện chất lượng môi trường cần thiết phải lượng hoá chất lượng môi trường theo các thông số môi trường : các số liệu về nguồn thải và lượng thải các chất ô nhiễm; các thông số cần quan trắc, tập trung chủ yếu vào quan trắc các nguồn thải gây ô nhiễm môi trường. II.5. Các thông số chất lượng hay ô nhiễm môi trường cần kiểm soát II.5.1. Các chất ô nhiễm môi trường Các chất gây ô nhiễm là những chất không có trong tự nhiên hoặc vốn có trong tự nhiên nhưng tới một thời điểm nào đó có hàm lượng lớn hơn và gây tác động có hại cho môi trường tự nhiên, cho con người cũng như sinh vật sống. Chất gây ô nhiễm có thể do hoạt động của con người (chất thải công nghiệp và sinh hoạt) hoặc do các hiện tự nhiên gây ra. Trong môi trường, cấu trúc hoá học cũng như nồng độ của nó sẽ quyết định mức độ ô nhiễm của môi trường nước, đất và không khí. Việc xác định các chất ô nhiễm rất quan trọng. Ðó là cơ sở cho việc xác định nguồn gốc và mức độ ô nhiễm môi trường. Theo phương thức xuất hiện, chất ô nhiễm được phân loại thành chất ô nhiễm sơ cấp (xâm nhập trực tiếp từ nguồn phát sinh) và ô nhiễm thứ cấp (là những chất ô nhiễm được hình thành từ ô nhiễm sơ cấp trong điều kiện tự nhiên). Tuy nhiên để tiện lợi cho quá trình kiểm soát ô nhiễm, việc phân loại các chất ô nhiễm được xác định dựa vào đặc tính của chúng theo các nhóm như sau: II.5.1. Ðối với môi trường nước và đất 19 http://www.ebook.edu.vn