Bài giảng môn học Môi trường và con người

Chia sẻ: Lanh Nguyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:59

Thêm vào BST

Báo xấu

193
lượt xem 36
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khái niệm về khoa học môi trường Cách đây khoảng vài thập kỷ đã xuất hiện môn khoa học liên ngành mới gọi là khoa học môi trường. Thật ra, khoa học môi trường xuất hiện từ lâu nhưng chưa được nói đến rõ ràng như hiện nay. Con người nghiên cứu để khai thác tối đa cho mình các tài nguyên thiên nhiên, xây dựng những ngôi nhà ở tốt nhất cho đời sống và sức khoẻ của mình…

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng môn học Môi trường và con người

-1- BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG §¹i häc KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP BÀI GIẢNG MÔI TRUỜNG VÀ CON NGƯỜI Số đơn vị học trình: 02 Bậc đào tạo: §¹i häc Năm 2007
-2- MỞ ĐẦU VỀ MÔN HỌC MÔI TRƯỜNG VÀ CON NGƯỜI I. Khái niệm về khoa học môi trường Cách đây khoảng vài thập kỷ đã xuất hiện môn khoa học liên ngành mới gọi là khoa học môi trường. Thật ra, khoa học môi trường xuất hiện từ lâu nhưng chưa được nói đến rõ ràng như hiện nay. Con người nghiên cứu để khai thác tối đa cho mình các tài nguyên thiên nhiên, xây dựng những ngôi nhà ở tốt nhất cho đời sống và sức khoẻ của mình… Nhưng gần đây do xuất hiện rất nhiều vấn đề về môi trường nên khoa học môi trường mới được chú ý bởi nhiều người có nghề nghiệp khác nhau, ở các nước khác nhau thậm chí đến cả giới tính và lứa tuổi khác nhau. Những vấn đề về môi trường được nêu ra ở mọi nơi, mọi lúc như: Tài nguyên khai thác đang trở nên cạn kiệt, dân số đang bùng nổ ở nhiều nơi, nguồn năng lượng không còn dùng được bao lâu, ô nhiễm đất, nước, không khí và các chất độc hại xảy ra xung quanh chúng ta… Khoa học Môi trường ở trên thế giới và ở Việt Nam Kể từ sau hội nghị quốc tế về bảo vệ môi trường ở Stockholm 1972, khoa học môi trường ở trên thế giới đã được phát triển mạnh mẽ. Nhiều viện nghiên cứu về môi trường đã được thành lập, nhiều trường đại học đã được xây dựng các khoa, các bộ môn chuyên đào tạo cán bộ khoa học công nghệ môi trường. Nhiều tạp chí về khoa học công nghệ và công nghệ môi trường đã được xuất bản. Tương tự như vậy chúng ta đã có trong tay nhiều sách giáo khoa, sách chuyên khảo về khoa học môi trường và công nghệ môi trường. Trung bình hằng năm có khoảng 30 hội nghị quốc tế có liên quan đến môi trường. Ở Việt Nam, nhận thức về sự cần thiết bảo vệ môi trường cũng đã có từ khá sớm. Giáo trình sinh thái học được giảng dạy ở đại học từ các năm 60. Vườn quốc gia Cúc Phương được thành lập từ năm 1960. Bác Hồ kêu gọi nhân dân trồng cây mỗi khi Tết đến từ những năm cuối thập kỷ 50. Hội bảo vệ thiên nhiên và môi trường ở ta được thành lập từ năm 1987. Luật bảo vệ môi trường được quốc hội thông qua năm 1993. Chương trình nghiên cứu cấp nhà nước về bảo vệ môi trường được thực hiện liên tục từ năm 1980 đến nay. Bộ khoa học công nghệ và môi trường chính thức chịu trách nhiệm chỉ đạo và quản lý môi trường từ năm 1992. Công tác bảo vệ môi trường đòi hỏi phải có: - Nhận thức đầy đủ và dẫn liệu môi trường luôn cập nhật - Một đội ngũ cán bộ khoa học và kỹ thuật giỏi về khoa học môi trường và công nghệ môi trường. - Một đường lối chính sách đúng đắn về bảo vệ môi trường. - Một sự đầu tư thích đáng về vật chất, tiền bạc và nhân lực cho công tác bảo vệ môi trường Một nước nghèo và kém phát triển như nước ta đòi hỏi phải cố gắng hết sức mới giải quyết được các vấn đề môi trường. II. Đối tượng và nhiệm vụ của khoa học môi trường Hiểu môi trường là gồm tất cả những cái bao quanh chúng ta như không khí đại dương lục địa cũng như những sinh vật sống ở đó, cũng có nghĩa môi trường là của tất cả chúng ta, của cả loài người trên Trái đất. Cần giới hạn môi trường hẹp hơn liên quan đến một cộng đồng, một điểm dân cư, một vùng, một quốc gia… Sinh thái học là môn khoa học thuộc sinh học nghiên cứu mối quan hệ giữa sinh vật và môi trường bao quanh nó. Khoa học môi trường là khoa học nghiên cứu tổng thể môi trường liên quan đến đời sống phát triển kinh tế xã hội của con người. Ta có thể coi khoa học môi trường như là sinh thái học nhân văn cũng được. Tất nhiên khoa học môi trường có đầy đủ ý nghĩa hơn: Lấy tổng thể tự nhiên đất, nước, không
-3- khí, sinh vật kinh tế xã hội của con người làm đối tượng nghiên cứu của mình. Môi trường trong một giới hạn nào đấy cùng nghĩa với hệ sinh thái. Sinh thái học định nghĩa hệ sinh thái là một đơn vị tự nhiên ở đó có mối quan hệ thống nhất một quần xã sinh vật với môi trường vô sinh của nó. Nhiệm vụ của khoa học môi trường là phải tìm ra các biện pháp giải quyết về vấn đề môi trường ở thời đại ngày nay, thời đại tương ứng với xã hội công nghiệp và hậu công nghiệp. Đó là các vấn đề: - Gia tăng dân số hợp lý - Sản xuất nông lâm ngư nghiệp vùng biển - Phòng chống xử lý ô nhiễm cho các môi trường - Xây dựng các khu công nghiệp, đô thị, điểm dân cư vững bền - Khai thác hợp lý và bảo vệ các tài nguyên thiên nhiên - Quản lý tốt môi trường, phòng tránh các rủi ro của môi trường III. Mối quan hệ của khoa học môi trường với các khoa học khác Trước hết cần phân biệt khoa học môi trường và công nghệ môi trường. Công nghệ môi trường là công nghệ xử lý ô nhiễm các loại. Công nghệ môi trường có thể hiểu một cách rộng rãi hơn là các công nghệ khai thác hợp lý tài nguyên thiên nhiên, công nghệ phục hồi các hệ sinh thái, công nghệ quản lý môi trường…Phải nghiên cứu đầy đủ về môi trường mới lựa chọn được công nghệ thích hợp và hiệu quả. Các phân môn của khoa học môi trường gồm sinh học môi trường, địa học môi trường, hoá học môi trường, kinh tế xã hội học môi trường, y học môi trường… Khoa học môi trường là một khoa học liên (gian) ngành. Giải quyết vấn đề môi trường cần đến rất nhiều ngành khoa học khác nhau do đó khoa học môi trường cần có quan hệ chặt chẽ với nhiều ngành khoa học khác. Trước hết là mối quan hệ với các ngành khoa học tự nhiên: Sinh học là khoa học nghiên cứu về sự sống các sinh vật, sinh thái học là khoa học nghiên cứu về mối tương quan giữa sinh vật và môi trường. Các khoa học trái đất như địa lý học, địa chất học, hải dương học, thuỷ văn học… là các khoa học nghiên cứu về những thành phần của môi trường tự nhiên. Tiếp đến là các ngành khoa học xã hội, kinh tế, nhân văn. Giải quyết các vấn đề môi trường không thể thiếu các khía cạnh của các ngành khoa học này. Các ngành khoa học như chính trị, pháp luật cũng được đề cập tới. Sau cùng là các ngành khoa học công nghệ, kỹ thuật cũng cần được sử dụng mỗi khi phải giải quyết vấn đề môi trường.
-4- Chương 1: Các khái niệm cơ bản về sinh thái học 1.1. Sinh vật và môi trường 1.1.1. Sinh vật Sinh vật và thế giới vô sinh xung quanh (môi trường) có quan hệ khăng khít với nhau và thường xuyên tác động qua lại lẫn nhau. Sinh vật gồm có: a) Các nhóm thực vật chính - Thực vật bậc thấp: Có tảo nước mặn và tảo nước ngọt - Thực vật bậc cao: rêu, quyết, hạt trần, hạt kín b) Động vật - Sự giống nhau giữa động vật và thực vật: Cơ thể động vật có cấu tạo tế bào, có các hoạt động sống như dinh dưỡng, hô hấp, sinh trưởng thường xuyên được diễn ra trong cơ thể như ở thực vật. - Sự khác nhau giữa động vật và thực vật: Thực vật tổng hợp được chất hữu cơ từ CO2 và H2O bằng năng lượng mặt trời còn động vật chỉ có thể dùng chất hữu cơ có sẵn lấy từ động vật và thực vật khác. Ngoài ra động vật còn có cơ quan di chuyển, có hệ thần kinh, các giác quan mà ở thực vật không có. c) Vi khuẩn, nấm và địa y - Vi khuẩn: Là những sinh vật hết sức đơn giản c¬ thể chỉ gồm một tế bào, chưa có nhân và không có chất diệp lục, chúng sống hoại sinh và kí sinh - Nấm: Nấm khác với tảo ở chỗ không có chất diệp lục nê đời sống chúng là hoại sinh hoặc kí sinh giống như vi khuẩn. - Địa y: (Là những mảng vảy màu xanh xám bám vào vỏ cây) Địa y là một dạng đặc biệt được hình thành do sự chung sống giữa một số loại tảo và nấm. Các sợi nấm hút nước và muối khoáng cung cấp cho tảo. Tảo nhờ có chât diệp lục sử dụng được những chất đó để tạo thành những chất dinh dưỡng nuôi sống cả hai bên, thành ra trong cuộc sống chung này tảo và nấm đều có vai trò nhất định, không bên nào phụ thuộc vào bên nào. Hình thức sống này được gọi là sống cộng sinh. 1.1.2. Môi trường Môi trường bao gồm tất cả những gì xung quanh sinh vật, tất cả các yếu tố vô sinh và hữu sinh có tác dụng trực tiếp hoặc gián tiếp lên sự sinh sống, phát triển và sinh sản của sinh vật Mỗi sinh vật đều sống trong môi trường và chịu tác động của các nhân tố sinh thái của môi trường Sinh vật có khả năng thích nghi nhất định và phong phú với các điều kiện khác nhau của môi trường. Khả năng thích nghi của sinh vật đã tạo điều kiện cho sinh vật phân bổ trong các môi trường khác nhau. - Về mặt vật lý trái đất được chia thành các quyển sau: Thạch quyển – Môi trường đất : Bao gồm vỏ trái đất có độ dày 60 – 70 km và 2- 8 km dưới đáy đại dương . Thành phần và tính chất của thạch quyển tương đối ổn định và ảnh hưởng đến sự sống trên trái đất Thuỷ quyển – Môi trường nước : Đại dương, sông ngòi, ao hồ, nước ngầm, băng tuyết, hơi nước. Thuỷ quyển đóng vai trò duy trì sự sống và cân bằng khí hậu toàn cầu.
-5- Khí quyển – Môi trường không khí: Từ mặt đất đến độ cao 100 km là lớp không khí tầng đối lưu bao quanh trái đất. Nó đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc duy trì sự sống và quyết định tính chất khí hậu và thời tiết toàn cầu - Về mặt sinh học – Môi trường sinh quyển : Bao gồm sâu 100 m trong Thạch quyển và cao 20 km trong khí quyển, sâu 8 km trong thuỷ quyển. Sinh quyển bao gồm các thành phần hữu sinh và thành phần vô sinh có quan hệ chặt chẽ và tương tác phức tạp với nhau. Trong sinh quyển, ngoài vật chất năng lượng còn có thông tin với tác dụng duy trì cấu trúc và cơ thể 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. - Tuỳ theo mục đích và nội dung nghiên cứu khái niệm chung về “ môi trường của con người” được phân thành: Môi trường thiên nhiên, môi trường xã hội và môi trường nhân tạo. Môi trường thiên nhiên gồm các nhân tố thiên nhiên: vật lý, hoá học và sinh học tồn tại khách quan bên ngoài ý muốn con người hoặc ít chịu sự chi phối của con người . Môi trường xã hội bao gồm mối quan hệ giữa con người với con người Môi trường nhân tạo gồm những nhân tố vật lý, sinh học xã hội do con người tạo nên và chịu sự chi phối của con người. Ba loại môi trường này tồn tại cùng nhau, xen lẫn nhau và tương tác chặt chẽ lẫn nhau. Các thành phần của môi trường không tồn tại ở dạng tĩnh mà luôn có sự chuyển hoá trong tự nhiên , diễn ra theo chu kỳ và thông thường ở dạng cân bằng. Sự cân bằng này đảm bảo cho sự sống trên trái đất phát triển ổn định. Các chu trình phổ biến như C, N, P … Khi các chu trình này không giữ được ở trạng thái cân bằng thì sự cố về môi trường sẽ xảy ra tác động đến sự tồn tại của con người và sinh vật. Môi trường gồm các nhân tố sinh thái vô sinh và hữu sinh  Nhân tố vô sinh: Bao gồm tất cả các nhân tố không sống của thiên nhiên có ảnh hưởng đến cơ thể sinh vật như khí hậu, nhiệt độ, không khí, độ ẩm, ánh sáng, tốc độ gió, hướng gió, các nhân tố về thổ dưỡng, thuỷ văn, khí tượng, lưu tốc dòng chảy.  Nhân tố hữu sinh: Bao gồm các sinh vật và mọi tác động của chúng lên cơ thể sinh vật. Nhân tố con người bao gồm mọi tác động trực tiếp của con người lên cơ thể sinh vật. Môi trường sống của con người – Môi trường nhân văn là tổng hợp các điều kiện vật lý, kinh tế xã hội bao quanh và có ảnh hưởng tới sự sống và phát triển của từng cá nhân và cộng đồng con người. Môi trường sống của con người là cả vũ trụ bao la, trong đó hệ mặt trời và trái đất là bộ phận có ảnh hưởng trực tiếp và rõ rệt nhất. Trong môi trường sống này luôn tồn tại sự tương tác giữa các thành phần vô sinh và hữu sinh. Ảnh hưởng của các yếu tố sinh thái hữu sinh lên đời sống sinh vật Các sinh vật đều trực tiếp hay gián tiếp ảnh hưởng đến nhau. ảnh hưởng gián tiếp là ảnh hưởng thông qua các yếu tố sinh thái khác của môi trường. Ảnh hưởng trực tiếp giữa các sinh vật chủ yếu dưới dạng quan hệ về nơi ở và tổ sinh thái. Hai cá thể sống ở tự nhiên (cùng một nơi) có thể có 8 kiểu quan hệ với nhau tuỳ theo mức độ lợi hại khác nhau mà ta goi là: - Bàng quan: Khi cả hai loài không ảnh hưởng gì đến nhau. Ví dụ cây rừng và con Hổ. - Cạnh tranh: Khi cả hai loài đều bị hại. Ví dụ cá Chuối và cá Vược cạnh tranh nhau vì thức ăn. - Cộng sinh: Khi cả hai loài đều có lợi khi cần thiết phải sống bên nhau như cây Cam và con Kiến, Tảo và Nấm.
-6- - Hợp sinh: Cả hai loài đền có lợi nhưng không nhất thiết phải sống bên nhau như con Sáo và con Trâu. - Hội sinh: Khi một loài có lợi còn loài kia không có gì như cây họ đậu (có lợi) và vi khoẩn cố định đạm sống ở rễ. - Hãm sinh: Khi một loài không bị ảnh hưởng gì còn một loài bị hại như Nấm và vi khuẩn (hại) - Ký sinh: Khi một loài có lợi còn loài kia bị hại trong mối quan hệ sống bắt buộc như con sán và con lợn. - Vật ăn thịt và con mồi: Khi một loài được lợi còn loài kia bị hại như con Sáo và con Châu Chấu. Yếu tố sinh thái hữu sinh cần nói tới là các sinh vật làm thức ăn. Thức ăn (chất và lượng) ảnh hưởng quan trọng đến đời sống động vật. Động vật có thể ăn thực vật (như côn trùng, bò,…) hoặc có thể ăn động vật khác (như chim ăn côn trùng…). Thưc vật hay động vật dùng làm thức ăn lại chịu ảnh hưởng của các yếu tố vô sinh hay hữu sinh khác của môi trường nên mối quan hệ này(giữa vật đi ăn và vật bị ăn – vật ăn thịt và con mồi) rất phức tạp. Trong quá trình tiến hoá cả vật ăn thịt và con mồi đều có các thích nghi để tồn tại. Số lượng của chúng cũng vậy: Dao động lên xuống chịu hậu quả của nhau trong một trạng thái cân bằng tương đối mà ta gọi là cần bằng động. Yếu tố sinh thái hữu sinh tiếp cần nói đến là sự cạnh tranh. Sự cạnh tranh có thể là giữa các cá thể của cùng một loài hoặc các loài khác nhau. Sự canh tranh cùng loài được thể hiện như tập tính chiếm cứ lãnh thổ ăn thịt lẫn nhau… như cá Vược mẹ ăn thịt cá Vược con. Mật độ quần thể càng lớn thì sự cạnh tranh trong loài càng gay gắt. Sự cạnh trạnh trong loài đưa đến sự phân hoá về tổ sinh thái và nơi ở và như vậy đã đóng góp vào sự tiến hoá của loài. Sự cạnh tranh khác loài được định nghĩa và sự cạnh tranh của hai hay nhiều loài cùng sống trong một hệ sinh thái (một nơi) để đảm bảo cho sự tồn tại của mình. Các loài càng gần nhau (về vị trí phân loại ) thì sự cạnh tranh càng gay gắt. Sự cạnh tranh khác loài có thể dẫn đến loài này bị loài kia tiêu diệt. Đó là nguyên lý huỷ diệt trong cạnh tranh. Sự cạnh tranh khác loài ảnh hưởng đến sự phân bố địa lý, sự phân hoá tổ sinh thái, nơi ở … và như vậy là nguồn gốc tiến hoá của sinh vật. 1.2. Quần thể, quần xã sinh vật 1.2.1. Quần thể sinh vật Khái niệm quần thể sinh vật: Tập hợp tất cả các cá thể của cùng một loài và cùng sống chung trong một nơi gọi là quần thể sinh vật Quần thể là một nhóm cá thể của một loài, khác nhau về kích thước, lứa tuổi, giới tính…phân bổ trong vùng phân bổ của loài, chúng tự giao phối với nhau để tạo nên cá thể mới. Quần thể là một tổ chức của sinh vật cao hơn cá thể có đặc trưng riêng về cấu trúc, mức sinh sản, mức tử vong, biến động về số lượng cá thể, điều chỉnh vùng phân bổ của mình. Mỗi quần thể có một kích thước (hay số lượng cá thể, sinh khối) xác định sự “cân bằng”với khả năng “ dung nạp” (chứa) của môi trường. Nghiên cứu về quần thể thì điều quan trọng nhất là phải xác định được kích thước của nó, phải tính được số lượng cá thể của nó. Mỗi quần thể có sự phân bổ theo không gian những cá thể của nó. Có 3 kiểu phân bổ: Phân bổ đều, phân bổ ngẫu nhiên, và phân bổ theo nhóm. Phân bổ theo nhóm là kiểu phân bổ phổ biến. Phân bổ đều thường xuất hiện trong điều kiện môi trường đồng nhất như ở nước, đồng cỏ hay vùng cực.
-7- Mỗi quần thể đều có cấu trúc về thành phần tuổi, về tỷ lệ giới tính riêng. Cấu trúc tuổi của mỗi quần thể phản ánh tỷ lệ của từng nhóm tuổi trong quần thể ra sao. Cấu trúc giới tính là tỷ lệ giữa số lượng cá thể đực và cá thể cái. Cấu trúc tuổi và giới tính có ảnh hưởng quan trọng đến tỷ lệ sinh tử và biến động số lượng của quần thể. Ta thường dùng tháp tuổi để biểu thị đặc trưng này. Mỗi quần thể có đặc trưng riêng về tốc độ tăng trưởng, về kích thước (số lượng) và sự biến động về số lượng cá thể theo thời gian. Sự thay đổi về số lượng cá thể phụ thuộc vào hai yếu tố: tỷ lệ sinh tức là số cá thể được sinh ra (trên một kích cỡ quần thể). Có hai yếu tố khác là số cá thể di cư sang sống ở ngoài quần thể và số cá thể từ ngoài quần thể nhập vào. Một đặc trưng nữa của quần thể là sự biến động số lượng cá thể theo mùa và theo thời gian nhiều năm. Biến động theo mùa là do mùa sinh sản nhiều, và mùa tử vong nhiều và những mùa này mang tính chất chu kỳ. Biến động theo chu kỳ nhiều năm phụ thuộc vào nhiều yếu tố môi trường mà quần thể chịu tác động như kẻ địch, dịch bệnh, cơ sở thức ăn, thời tiết, khai thác bởi con người…. Tồn tại và phát triển trong các điều kiện môi trường nhất định , mỗi quần thể đều có những thích nghi riêng. Nếu sự thay đổi về điều kiện vẫn nằm trong giới hạn thích ứng thì quần thể tồn tại và phát triển, nếu vượt ra khỏi giới hạn đó thì quần thể sẽ đi đến tiêu diệt. 1.2.2. Quần xã sinh vật Quần xã sinh vật là tổ hợp của quần thể của ít nhất hai loài phân bổ trong một nơi nhất định (mà ta gọi là sinh cảnh). Chúng tương tác với nhau và với môi trường tạo nên chu trình dòng vật chất và năng lượng. Sự thống nhất của một phức hợp động vật, thực vật và vi sinh vật trong một quần xã với môi trường vô sinh bao quanh chúng hình thành nên một hệ sinh thái. Ví dụ trong ao có quần thể cá, tôm, cua, hến, beo, ... - Quần xã rõ ràng là một tổ chức sinh vật cao hơn quần thể. Quần xã có các đặc trưng sau: - Cấu trúc thành phần loài và số lượng cá thể của từng loài. Đặc trưng này xác định tính đa dạng của quần xã. Những quần xã mà số lượng loài ít, thì thường số lượng cá thể các loài rất nhiều. - Cấu trúc về không gian tức là sự phân bổ theo không gian của các sinh vật trong quần xã. - Cấu trúc về dung lượng. - Theo thời gian các quần xã đều có sự biến đổi. 1.3. Hệ sinh thái 1.3.1. Định nghĩa Mỗi quần xã sinh vật (bao gồm nhiều quần thể sinh vật) cùng với khu vực sống của quần xã thường tạo thành một hệ thống tương đối ổn định và hoàn chỉnh được gọi là hệ sinh thái. Hệ sinh thái = Quần xã sinh vật + môi trường vô sinh Các hệ sinh thái được xếp vào 3 nhóm: - Nhóm hệ sinh thái trên cạn. VD: rừng nhiệt đới, sa mạc,… - Nhóm hệ sinh thái nước mặn. VD: sinh thái ven biển, sinh thái vùng khơi: - Nhóm hệ sinh thái nước ngọt. VD: ao hồ, sông, suối,… 1.3.2. Cấu trúc hệ sinh thái Mỗi một hệ sinh thái bao giờ cũng có 2 bộ phận cấu thành đó là: Thành phần hữu sinh (thành phần sống) và thành phần vô sinh (thành phần không sống)
-8- a. Thành phần hữu sinh - Sinh vật sản xuất: Là các sinh vật tự dưỡng, chủ yếu là cây xanh có khả năng tự tổng hợp các hợp chất hữu cơ để nuôi sống cơ thể - Sinh vật tiêu thụ: bao gồm các động vật, không có khả năng tạo ra thức ăn nuôi dưỡng chính mình mà sử dụng các cơ thể khác. Sinh vật tiêu thụ được chia ra thành các loại sau: Loài ăn cỏ – vật tiêu thụ bậc 1: là sinh vật chỉ ăn cây cỏ Loài ăn thịt – vật tiêu thị bậc 2,3,..n là sinh vật tiêu thụ chỉ ăn các loài động vật Loài ăn tạp – vật tiêu thụ bậc 1 hoặc bậc 2,3,…n là loài ăn cả cây cỏ và động vật - Vật phân huỷ: vi khuẩn, nấm, mốc,… có khả năng phân huỷ các chât hữu cơ thành các chất vô cơ đơn giản b. Thành phần vô sinh: gồm các chất hoá học được chia làm 2 nhóm như sau: - Nhóm hợp chất vô cơ: C, H, CO2, O2… - Nhóm hợp chất hữu cơ đựơc sản xuất từ các cơ thể sống: Hidro cácbon, chất béo, protein… Ngoài ra còn các yếu tố vật lý: nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, gió…tham gia vào vòng tuần hoàn vật chất. 1.3.3. Đặc trưng cơ bản của hệ sinh thái a. Sơ đồ hệ sinh thái với vòng tuần hoàn vật chất và dòng dịch chuyển năng lượng Hệ sinh thái là đơn vị chức năng cơ bản của sinh thái học. Ta biết Hệ sinh thái bao gồm sinh vật và môi trường vô sinh, trong đó cả 2 đều có tác động qua lại với nhau, duy trì sự sống tồn tại trên trái đất. Sinh vật muốn tồn tại trên trái đất phải có đủ chất dinh dưỡng để nuôi sống cơ thể. ở thực vật có khả năng tự tổng hợp nên chất hữu cơ để nuôi dưỡng cơ thể mà động vật không có được. Quá trình tổng hợp đó là quá trình quang hợp của cây xanh. ánh sáng MT CO2 + 6H2O  C6H12O6 + 6O2 Clorphyll
-9- Dßng vË chÊ t t Dßng n¨ ng l î ng C¸ c yÕ tè V« sinh u ® t , n í c , H/c' VC , H/c' HC Ê SVSX ( P ) SVTT C1 S vË ph© huû n ( D) inh t SVTT C2 SVTT Cn S ® HS ví i dßng vË chÊ vµ dßng n¨ ng l î ng ¬ å T t t gi÷a c¸ c bË dinh d ì ng c Dòng dịch chuyển năng lượng: Bất kỳ hệ sinh thái nào cũng có một dòng dịch chuyển năng lượng từ ánh sáng mặt trời (dạng quang năng) vào cơ thể sinh vật, qua quá trình quang hợp + muối khoáng dưới lòng đất, chúng tạo thành năng lượng hoá năng dự trữ trong cây và nuôi dưỡng chúng. Khi sinh vật tiêu thụ ăn sinh vật sản xuất thì năng lượng trong sinh vật sản xuất được chuyển sang cho sinh vật tiêu thụ hấp thụ. Khi các sinh vật tiêu thụ chết đi, sinh vật phân huỷ thực hiện chức năng của mình là phân huỷ tạo thành một phần năng lượng nuôi dưỡng sinh vật sản xuất, phần còn lại phân tán vào môi trường. Như vậy, nhìn vào sơ đồ ta thấy, dòng năng lượng là dòng hở, một chiều, chuyển dịch từ bậc nọ sang bậc kia (từ SVSX sang SVTT).
- 10 - Vòng tuần hoàn vật chất: Tất cả các sinh vật đều cần những chất nhất định để tồn tại. CO2 và H2O là những chất vô cơ quan trọng cho sự quang hợp ở thực vật từ đó cung cấp năng lượng thực phẩm đến sinh vật. Dưới tác dụng của ánh sáng và diệp lục, các chất vô cơ đó tạo thành đường Glucozơ (C6H12O6) nuôi dưỡng chúng. Các SVTT ăn SVSX, các chất dinh dưỡng trong SVSX được chuyển sang cho SVTT. Khi SVTT chết đi, các vi sinh vật phân giải thực hiện chức năng phân giải các chất hữu cơ thành các chất vô cơ, trong quá trình phân huỷ chúng thải ra các chất thải của mình, các chất thải này một phần được tái tạo phục vụ cho sự tồn tại các sinh vật trên trái đất, một phần phát tán trở lại môi trường. Tóm lại: Dòng dịch chuyển năng lượng xảy ra đồng thời với dòng tuần hoàn vật chất ở hệ sinh thái. Dòng năng lượng không được sử dụng lại mà chúng phân tán, mất đi dưới dạng nhiệt (dòng năng lượng là dòng hở), còn dòng vật chất là dòng khép kín, nhiều vòng. Dòng vật chất đã nói lên Định luật bảo toàn khối lượng: “Vật chất không tự nhiên sinh ra hoặc mất đi, mà nó chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác mà thôi”. b) Chuỗi thức ăn và mạng lưới thức ăn Các thành phần của quần xã sinh vật gắn bó với nhau bằng những mối quan hệ và quan hệ dinh dưỡngcó vai trò cực kì quan trọng được thể hiện qua chuỗi thức ăn và mạng lưới thức ăn. - Chuỗi thức ăn: Là một dãy nhiều loài sinhvật có quan hệ dinh dưỡng với nhau. Mỗi loài là một mắt xích, vừa là sinh vật tiêu thụ mắt xích phía trước vừa là sinh vật bị mắt xích phía sau tiêu thụ. Trong chuỗi thức ăn thường có: sinh vật sản xuất, sinh vật tiêu thụ và sinh vật phân huỷ Ví dụ: Cỏ châu chấu rắn đại bàng vsv phân huỷ - Mạng lưới thức ăn: Mỗi loài trong quần xã sinh vật thường là mắt xích chung của nhiều chuỗi thức ăn. Các chuỗi thức ăn có nhiều mắt xích chung tạo thành mạng lưới thức ăn. VD: sâu bọ chim sẻ Cỏ châu chấu rắn đại bàng vsv phân huỷ Thỏ cáo 1.3.4. Chu trình Cacbon và chu trình Nitơ trong tự nhiên Tất cả các cơ thể đều cần những chất nhất định để sống. Cacbon đioxit và nước là vật liệu thô quan trọng cho sự quang hợp – quá trình mà qua đó tất cả các cơ thể thu được năng lượng thực phẩm. Nitro là một thành phần của chất protein, chất đặc trưng của cây cối động vật, photpho và canxi rất cần cho xương và răng. Với những chất đó có từ đâu? Mặc dù trái đất có một nguồn năng lượng liên tục –mặt trời – nhưng nó không có được nguồn vật chất vô hạn. Với tất cả mục đích thực tiễn, số lượng vật chất trên trái đất là cố định và có giới hạn. Nhưng đã hàng triệu năm nay các vật chất cần thiết cho đời sống liên tục được quay vòng và tái tuần hoàn trong hệ sinh thái của trái đất. Theo cách này, c¸c cơ thể sống không chỉ nhận được các chất dinh dưỡng cần thiết mà còn đóng vai trò chủ yếu trong việc tái tuần hoàn chung. Khác với nguồn năng lượng một chiều qua các mạng lưới thực phẩm, sự vận động của các vật chất trong hệ sinh thái được hoàn thiện qua một loạt các chu trình phụ phức tạp, liên kết với nhau và giới hạn bởi trái đất.
- 11 - a) Chu trình cácbon a. hoµ ®¸ v«i Ph©n ®¸ CO2 trong không khí tan huû CO2 ®¹i phiÕn Ph©n Gi¶i d¬ng ®«l«mit huû phãng Hô hấp và Đốt cháy thối rữa Động vật Thối rữa và Quang hợp Than đốt cháy Động vật ăn thực vật Thực vật Phân huỷ dưới đất Ta có thể mô tả chu trình các bon trong tự nhiên như sau: Dưới tác dụng của ánh sáng, cây xanh hấp thụ khí CO2 trong khí quyển biến nó thành cacbonhydrat để cây phát triển. Động vật sống bằng thức ăn từ thực vật. Bị vùi lấp dưới dất và trong điều kiện thiếu không khí động thực vật bị phân huỷ thành than. Than gỗ khi bị đốt cháy nhả lại khí CO2 cho khí quyển. Chu trình C bao gồm nhiều chu trình phụ: - Sự trao đổi các bon giữa cơ thể và khí quyển. Các cây xanh nhận CO2 từ không khí rồi qua quá trình quang hợp nó tổng hợp C vào thực phẩm. Cả sinh vật sản xuất và sinh vật tiêu thụ chuyển một phần chất các bon này trong thực phẩm trở lại thành CO2 như một sản phẩm phụ của sự hô hấp. Chất CO2 này sau đó được thải ra khí quyển. Chất C thấm vào cây cối và động vật chết cũng được quay trở về khí quyển dưới tác dụng của vi sinh vật phân huỷ. Ngoài ra cây chết và xác động vật vùi lấp lâu năm tạo thành than đá,dầu và khí đốt. Các vật chất này khi bị đốt cháy cho năng lượng để thực hiện công việc và C có trong nhiên liệu kết hợp với oxi trong không khí tạo thành CO2 rồi đi vào khí quyển. - Sự trao đổi chất CO2 giữa khí quyển và đại dương: Sự trao đổi xuất hiện giữa bề mặt tiếp giáp nước và không khí và sự trao đổi này tăng thêm do tác động của gió và sóng biển. Tại đây nguồn CO2 xuất hiện theo hai hướng. Một sự tăng chất CO2 trong khí quyển có khuynh hướng được làm cân bằng bởi các đại dương tăng cường hấp thụ cacbon dioxit và điều này giữ mức cacbon cân bằng trong khí quyển. Ngược lại, tức là khi hàm lượng CO2 trong khí quyển giảm thì đại dương sẽ giải phóng lượng CO2 cần thiết vào khí quyển để bù lại. - Sự hình thành đá vôi, đolomit và đá phiến sét có chứa than: Qua nhiều quá trình hình thành đá, chất cacbon được kết hợp thành vôi các thành phần này của nền đá. Sau đó là các quá trình hoá học và lý học (sự phong hoá) có thể phân ly các chất đó và giải phóng CO2 vào khí quyển.
- 12 - b) Chu trình Nitơ - Nitơ là một thành phần của protein, chất nitơ rất cần thiết đối với tất cả các dạng của sự sống. - Các quá trình chuyển hoá nitơ tự do thành hợp chất: Dưới tác dụng của tia chớp (điện năng của sét) nitơ và oxi trong khí quyển kết hợp với nhau tạo thành các oxit rồi chuyển thành axit nitric, axit nitric theo nước mưa vào trong đất thành nitrat, dạng này được cây cối hấp thụ Nitơ tự do trong khí quyển Tổng hợp NH3 Vi khuẩn Vi khuẩn tia sét Amoniac Vi khuẩn trong đất Nitrat Tan trong nước Oxit của nitơ Thải ra Thối rữa Rễ cây hấp thụ Protein động vật ĐV ăn Protein thực vật T.Vật Một quá trình tự nhiên khác làm cho nitơ dễ bị hấp thụ bởi cây cối đó là sự hoá hợp sinh học. ở trong đất có các loại vi sinh vật đặc biệt kết hợp được khí nitơ với hydro để tạo thành NH3. Sau đó qua sự tổng hợp sinh học của một số vi khuẩn đặc biệt khác như vi khuẩn sống trong nốt sần ở cây họ đậu chất NH3 trở thành chất nitrat. Các nitrat nhanh chóng bị các rễ cây hấp thụ. Ở trong cây, nitrat được kết hợp trong các hợp chất hữu cơ khác nhau, kể cả các loại protein và trong các dạng này nitơ đi qua các mạng lưới thực phẩm. Khi cây cối động vật chết đi và phân huỷ, chất nitơ lại trở thành amoniac và trở về trái đất. Kết luận : Nói đến HST là nói đến những tác động qua lại giữa các cơ thể sống tạo nên HST đó. Nói đến năng lượng, nguồn vật chất ta phải thấy được mỗi một chu trình có ảnh hưởng và tác động đối với các chu trình khác xung quanh nó. Khi ta xác định sự ổn định của môi trường thì ta phải nghiên cứu sự cân bằng của hệ sinh thái
- 13 - Chương 2: Ô nhiễm không khí và bảo vệ môi trường không khí 2.1. Ô nhiễm không khí 2.1.1. Khái niệm: Khí quyển: là lớp mỏng ngoài cùng bao quanh trái đất và rất cần thiết cho sự sống: Oxy cần thiết cho sự hô hấp của động vật và thực vật; Cacbonic cần thiết cho quá trình quang hợp; Nitơ là một trong những nguyên tố cơ bản của protein và Ozon bảo vệ chúng ta tránh các tia tử ngoại có hại của ánh sáng mặt trời Tầng khí quyển có độ cao khoảng 2.000 km phía trên bề mặt trái đất và thường xuyên chịu ảnh hưởng của vũ trụ và mặt trời. Tầng khí quyển được chia thành 4 vùng chính (tầng đối lưu, bình lưu, tầng giữa và tầng nhiệt lưu) Tầng đối lưu chứa tới 90% phân tử không khí gồm 78% N2, 21% O2, 0.03 CO2 và còn lại là các khí khác. Tại vùng này, các phản ứng hoá học thường diễn ra nhanh trong đó bao gồm cả quá trình quang hợp và cố định Nitơ. Tầng bình lưu dầy khoảng 17-18 km; phần thấp của tầng này là lớp Ozon (O3). Ozon tạo thành lớp màng mỏnghấp thụ các bức xạ tử ngoại có hại của ánh sáng mặt trời, bảo vệ sự sống trên trái đất Tầng giữa Tầng nhiệt Ô nhiễm không khí: Môi trường không khí bị coi là ô nhiễm khi các thành phần bị biến đổi khác với trạng thái bình thường. Chất gây ô nhiễm là chất có trong khí quyển ở nồng độ cao hơn nồng độ bình thường của nó trong không khí hoặc chất đó thường không có trong không khí Sự ô nhiễm không khí là kết quả của việc thải ra các khí, hơi, giọt và các lượng khí khác có nồng độ vượt quá thành phần bình thường trong không khí gây nên các tác động có hại hoặc gây sự khó chịu (do mùi, do bụi…). 2.1.2. Tiêu chuẩn vệ sinh về ô nhiễm môi trường không khí Trong tiêu chuẩn vệ sinh ở nước ta thường sử dụng đơn vị đo lường nồng độ chất độc hại là số mg chất độc hại trong 1m3 không khí (mg/m3). Cách dùng đơn vị đo này rất thuận lợi,vì dù chất độc hại ở thể khí, thể lỏng hay thể rắn đếu có thể đo lường qua trọng lượng là mg. Đồng thời đơn vị đo lường này còn có thể dễ dàng đánh giá liều lựơng độc hại đưa vào cơ thể đi qua đường hô hấp. Đối với khu vực đô thị các tiêu chuẩn chất lượng môi trường không khí được sử dụng làm cơ sở pháp lí để Nhà nước và nhân dân kiểm tra, kiểm soát môi trường, xử lí các vi phạm môi trường và đánh giá các tác động môi trường…Tiêu chuẩn chất lượng môi trường không khí bao gồm: - Tiêu chuẩn chất lượng môi trường không khí xung quanh nhà máy, xí nghiệp, giao thông,… đó là chất lượng môi trường không khí xung quanh. - Tiêu chuẩn chất lượng nguồn thải (khí thải từ ống khói của nhà máy, từ ống xả của xe…) Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu về nghiên cứu vệ sinh y học, người ta cũng được thiết lập các tiêu chuẩn đảm bảo cho môi trường không khí xung quanh tương đối sạch. Mức độ trong sạch của không khí được đo bằng nồng độ chất độc hại chứa trong một đơn vị trọng
- 14 - lượng hay thể tích không khí, đơn vị đo lường thường là trọng lượng chất ô nhiễm chứa trong 1 m3 không khí (mg/m3) hoặc tỉ lệ bách phân theo thể tích hay trọng lượng (ppm – một phần triệu). * Theo sự phân loại của Liên Xô, mức độ ô nhiễm không khí như bảng 2.1 Bảng 2.1. Tiêu chuẩn vệ sinh đối với môi trường không khí Khu vực ô nhiễm không khí Nồng độ chất ô nhiễm Bụi SO2 Trong sạch 0.25 0.011 Hơi bị ô nhiễm 1.0 0.023 Bị ô nhiễm vừa 2.0 0.03 Bị ô nhiễm nặng 3.0 0.04 Bị ô nhiễm rất nặng  5.0  0.8 Hàm lượng tối đa của bụi và SO2 trong các khu vực như sau: - Trong khu vục dân cư: SO2 < 0.05 mg/m3 Bụi < 2 mg/m3 - Trong công nghiệp: SO2 < 0.3 mg/m3 * Phân loại độ sạch của không khí theo vi sinh vật và các chất độc hại ở Mỹ được trình bày ở bảng 2.2 và bảng 2.3 Bảng2.2. Phân loại độ trong sạch của không khí theo vi sinh vật Lượng VSV trong 1 m3 không khí Không khí Mùa hè Mùa đông VSV tổng số Cầu khuẩn VSV tổng số Cầu khuẩn Bẩn > 2500 >36 >7000 >124 Sạch < 1500
- 15 - Bảng 2.4. Giá trị giới hạn các thông số cơ bản trong không khí xung quanh STT Thông số Trung bình 1 giờ Trung bình 8 giờ Trung bình 24 giờ 1 CO 40 10 5 2 NO2 0.4 - 0.1 3 SO2 0.5 - 0.3 4 Pb - - 0.005 5 O3 0.2 - 0.06 6 Bụi lơ lửng 0.3 - 0.2 2.1.3. Nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường không khí a. Do các phương tiện giao thông có động cơ Ở các nước đang phát triển, vấn đề ô nhiễm không khí do động cơ ô tô gây ra chưa đến mức nghiêm trọng như ở các nước công nghiệp phát triển cao. Các chất gây ô nhiễm không khí do hoạt động của phương tiện xe cộ là chất oxyt cacbon và hợp chất của chì, ngoài ra còn có các khí khác như Hydrocacbon và Oxyt Nitơ. Các chất này dưới tác dụng của năng lượng mặt trời, tạo nên những chất gây thành sương mù, kích thích mắt, làm tổn hại cây cối. Động cơ ô tô còn sinh ra những chất có thể gây ung thư thực nghiệm trên động vật. Lượng khí xả ra do các phương tiện ô tô như sau: Loại khí thải Lượng chất thải kg/ngày chạy xe HCHO 0.69810-3 CO 5810-3 CO2 510-3 NO2 2.910-3 SO2 0.210-3 Bụi 0.310-3 Bảng 2.5. Thành phần của khí thoát ra tuỳ vào từng loại trạng thái khởi động động cơ Cacbuahydro Thể tích Thể tích Thể tích Thể tích Thể tích Loại vận không cháy CO NO Hydro(%) CO2 (%) H2O(%) hành (1/106) (%) (1/106) Khởi động tại 750 5.2 30 1.7 9.5 13 chỗ Tàu thuỷ 300 0.8 1500 0.2 12.5 13.1 Xe tăng tốc 400 5.2 3000 1.2 10.2 13.2 nhanh Xe giảm tốc 4000 4.2 60 1.7 9.5 13.0 nhanh b. Nguồn ô nhiễm công nghiệp Từ các nhà máy điện: Nguồn chủ yếu do sự đốt than. Các hạt bụi từ quá trình đốt than bao gồm số lượng lớn là C, silicat (SiO2), nhôm (Al2O3) và Fe2O3 hoặc Fe3O2 được phát ra dưới dạng tro bay. Các chất khí đồng thời cũng được bốc ra từ quá trình đốt than.
- 16 - Từ công nghiệp khác: Như các nhà máy hoá chất, cơ khí, luyện kim, sản xuất vật liệu xây dựng, điện nguyên tử phát ra các chất phóng xạ… Bảng 2.6. Các thành phần khí xả Chất ô nhiễm Nguồn xả Từ nhà máy điện Từ các ngành công nghiệp khác (kg/tấn than đốt) (kg/tấn than đốt) HCHO 0.023 0.023 CO 0.23 1.38 CH4 0.1 0.46 NO2 9.1 9.1 SO2 34.5 34.5 c. Ô nhiễm môi trường do sinh hoạt của con người: - Nguồn ô nhiễm này do các bếp đun nấu, các lò sưởi sử dụng nhiên liệu than, củi, dầu, khí đốt… - Các khí thải xả ra từ đun nấu và sưởi bao gồm: Adehyt (HCHO) 0.005 lb/tấn than đốt = 0.002 kg/tấn than đốt CO 50 lb/tấn = 22.7 kg/tấn than đốt CH4 10 = 4.54 kg/tấn than đốt NO2 8 = 3.63 kg/tấn than đốt SO2 76 = 34.5 kg/tấn than đốt - Lượng độc hại này toả ra không nhiều song gây ô nhiễm cục bộ vì ở sát con người nên tác hại của nó lớn và nguy hiểm Với khu nhà có đông người ở (tập thể) khu bếp xen lẫn với khu ở, hệ thống thoát khí không tốt gây ảnh hưởng xấu đến con người 2.2. Tác động của ô nhiễm không khí 2.2.1. Ảnh hưởng đến khí hậu, thời tiết a. Mưa axit Bình thường nước mưa có pH khoảng 5,6 do sự có mặt của CO2 tạo thành H2CO3 trong khí quyển. Sự tạo thành mưa axit là do quá trình oxy hoá trong không khí của SO2 và NOx. Hai loại khí này hoà tan với hơi nước trong không trung thành các hạt axit sunfuric, axit nitơric và các muối kim loại. Khi trời mưa, nước mưa đem theo những hạt axit trên tạo thành mưa axit. Nước mưa có độ PH < 5,6 là mưa axit Người ta đưa ra quy định phân loại nước mưa như sau: Tiêu chuẩn chất lượng nước mưa PH nước mưa Tính chất mưa
- 17 - >7.0 Mưa kiềm cao Những trận mưa axit rơi gây nhiều hậu quả khác nhau đối với môi trường: - Các axit trong mưa hoà tan đá vôi, cẩm thạch, vữa làm các công trình kiến trúc trở nên lỗ trỗ, yếu đi về mặt cơ học - Tác động đến nông lâm nghiệp: phá hoại cây cối mùa màng, làm giảm năng suất. Tạo ra sự quá dư thừa phân bón trong đất và trong nước Do các lượng khí này quá cao trong không khí nhất là trong các thành phố công nghiệp. Sự ô nhiễm này sẽ ảnh hưởng xấu đến con người. Các nitơ oxit cũng đóng góp vào quá trình tạo ra các chất oxi hoá làm ảnh hưởng xấu đến sức khỏe và hại cây cối thực vật, chính các nitơ oxit có thể làm cho cây cối bị cằn cỗi kếm phát triển.Sự bốc hơi amoniac từ các khu vực nông nghiệp cũng góp phần không nhỏ vào sự axit hoá môi trường . Sự axit hoá đất, nước và rừng ảnh hưởng đến sự cân bằng tự nhiên giữa các sinh vật và môi trường . Khi môi trường bị axit hoá thì các vi sinh vật phân huỷ, các thực vật sẽ không thể tồn tại được . Sự axit hoá này gây khó khăn cho việc chuyển hoá các chất dinh dưỡng và làm chậm quá trình phân huỷ các chất hữu cơ. Việc chuyển hoá các chất dinh dưỡng kém làm cho thực vật bị vàng , vi sinh vật yếu đi, nếu sự axit hoá quá thì một số loài sẽ không tồn tại. Hình 1: Một cánh rừng thông của Czech bị huỷ hoại bởi mưa axit Một môi trường đất nhiều axit cũng giải phóng ra kim loại, mà những kim loại này đang nằm trong đất. Các kim loại này có thể có một hiệu ứng độc hại với rễ cây và làm cho quá trình chuyển hoá chất dinh dưỡng khó khăn hơn. Sự biến đổi nhanh của các kim loại ở mặt đất do aixit hoá gây nên thiếu các chất dinh dưỡng tự nhiên như Ca và Mg. Thuỷ ngân nằm trong các hạt được giải phóng ra thành các loại có hoá trị cao hơn và khi sự axit hoá tăng thì có thể làm cho nồng độ thuỷ ngân trong cả ao hồ phần nào cũng tăng lên. Thuỷ ngân là một thành phần tự nhiên của trái đất nhưng ở thế kỷ trước lượng thuỷ ngân tăng do công nghiệp phát sinh. Mưa axit không phải là nguyên nhân duy nhất gây nên axit hoá. Mặt đất còn bị axit hoá do cây cối trong quá trình phát triển hấp thụ chất dinh dưỡng . Khi cây cối chết và bị phân
- 18 - huỷ, các hợp chất cơ bản được giải phóng ra và duy trì sự cân bằng trên trái đất. Khi thu hoạch mùa màng trên đồng ruộng và khi khai thác các cánh rừng vật chất sinh học bị mang đi nơi khác và không bị phân huỷ tại chỗ, sự cân bằng bị ảnh hưởng. Hầu hết sự axit hoá có thể giải thích bằng cái gọi là axit hoá sinh học. Sự axit hoá ở các tầng sâu hơn trong lòng đất cũng có thể giảng giải bằng quá trình mưa axit. Để giảm bớt hiệu quả của mưa axit trong một khoảng thời gian ngắn, người ta có thể cho thêm vôi xuống các hồ đầm. Nhưng về lâu dài thì vấn đề axit hoá phát sinh ra phải được giảm bớt. Từ trước tới nay việc điều chỉnh lưu lượng H2S thải ra dễ hơn việc điều chỉnh lượng nitơ oxit vì nito oxit thải ra từ các phương tiện giao thông rất nhiều. b. Hiệu ứng lồng (nhà )kính Hình 2: Sơ đồ mô phỏng hiệu ứng lồng kính Bức xạ mặt trời chiếu xuống trái đất là bức xạ sóng ngắn dễ dàng xuyên qua lớp khí quyển. Ngược lại bức xạ nhiệt từ bề mặt trái đất phản xạ lại không trung là bức xạ sóng dài bị một số khí trong khí quyển giữ lại và hấp thụ làm nhiệt độ trái đất tăng lên. hiện tượng này gọi là hiệu ứng nhà kính. Các hoạt động của con người trong thế kỷ trước đã làm tăng lượng khí lồng kính trong khí quyển. Thật khó có thể ước tính được hiệu quả của sự gia tăng này. Nhiều người đã lo lắng trước sự tăng lên rõ ràng của nhiệt độ kéo theo sự thay đổi về khí hậu. Hiệu ứng lồng kính có thể gia tăng hơn các vùng đất bỏ hoang và làm phức tạp hơn cho điều kiện trồng trọt ở nhiều nơi trên thế giới. Khắp đó đây vấn đề này là vấn đề lớn. Hệ thống sinh thái của trái đất vô cùng phức tạp và thật khó có thể thấy được những gì thay đổi trong khoảng thời gian mà ta xem xét. Lượng CO2 ngày càng cao hơn bất kỳ thời gian nào trong quá khứ.
- 19 - Hình 3: Băng tan do nhiệt độ bề mặt trái đất nóng lên Nhiều loại khí lồng kính khác có khả năng giữ nhiệt trong không khí tốt hơn CO2 nhưng lượng của các khí đó thấp hơn nên dẫn tới tổng hiệu ứng của các loại khí này thấp hơn. Một số loại khí lồng kinh quan trọng hơn CO2 là Metan, NO2, Ozon và CFC Một số hoạt động của con người phát sinh khí lồng kính như: - CO2, Metan: Do sự đốt cháy, than, xăng, dầu, củi và các nhiên liệu; trong nông nghiệp: sản sinh ra từ động thực vật, trồng trọt lúa. - NO2: Do phân đạm, sự đốt cháy - Ôzon: Do các phản ứng quang hoá - CFC: Do bơm nhiệt, tủ lạnh, sản xuất bột plastic Biện pháp phòng ngừa là giảm khí lồng kính trên hành tinh xuống (đến năm 2005 phải giảm khí CO2 xuống 20%) c. Sự phá vỡ tầng Ôzôn (O3) Trong tầng bình lưu ở độ cao khoảng 25km trên bề mặt trái đất có một tầng mỏng ozon , tầng khí này có tác dụng như một bộ lọc để lọc các bức xạ cực tím phát ra từ mặt trời. Phá vỡ tầng Ôzôn sẽ dẫn đến tăng bức xạ cực tím xuống trái đất. ở bề mặt trái đất khi bức xạ tăng có thể làm nhiệt độ tăng gây nên nhiều ung nhọt ở thân thể con người. Bức xạ này có thể làm hại cây cối hoa màu cũng như các loài động vật. Nếu không có tầng Ozon thì sự sống trên trái đất không thể tồn tại.
- 20 - Hình 4: Lỗ hổng tầng ozon ở Nam cực (ảnh chụp năm 2006) Tầng Ozon bị phá thủng bởi một số khí nhân tạo và khí tự nhiên song khí nhân tạo tác động mạnh mẽ nhất. Hầu hết các hợp chất bị clo hoá và brom hoá gây ảnh hưởng đến tầng Ozon. Hợp chất được biết nhiều nhất là CFC (Freon) . CFC như là các tác nhân làm lạnh trong máy lạnh và bơm nhiệt. Ozon là một loại khí vừa có lợi vừa có hại đối với môi trường. Ngoài chưc năng như là một bộ lọc để lọc bức xạ cực tím trong tầng bình lưu, nó còn hoạt động như là một loại khí lồng kính ở các tầng thấp hơn trong khí quyển. Lượng Ozon gia tăng cũng góp phần vào việc tăng nhiệt độ trái đất. Trên bề mặt trái đất Ozon sinh ra khí hydro cacbon và NO2 phản ứng dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời. Khí Ozon gây hại cho cây cối và sức khỏe con người. Khí Ozon phá huỷ các hợp chất nào lưu lại lâu dài trong khí quyển. Điều này có nghĩa là nếu như việc sản sinh các hợp chất này có thể chấm dứt hoàn toàn hôm nay thì việc phá vỡ tầng Ozon vẫn tiếp tục trong một thời gian dài. Biện pháp bảo vệ tầng Ozon. Nhiều hội nghị của các nhà khoa học có tên tuổi trên thế giới yêu cầu các quốc gia hạn chế và ngừng hẳn việc chế bán khí Freon đề ra biện pháp thu hồi phân huỷ Freon và sử dụng các khí CFC ít nguy hiểm hơn hoặc thay thế bằng các sản phẩm khác. 2.2.2. Ảnh hưởng đến sức khoẻ của con người và động thực vật: a. Đối với con người: * Các loại bụi: Bụi là tập hợp nhiều hạt vật chất vô cơ hoặc hưu cơ, có kích thước nhỏ bé tồn tại trong không khí dưới dạng bụi bay, bụi lắng, hơi, khói và sương mù. Người ta thường dựa vào các đặc tính khác nhau của bụi để phân loại + Theo nguồn gốc: bụi hữu cơ, bụi vô cơ, bụi tự nhiên, bụi nhân tạo + Theo kích thước : > 10 m : bụi 0,110 m : sương mù < 0,1 m : khói + Theo tác hại của bụi: bụi gây viêm mũi, ung thư, nhiễm trùng, xơ phổi,… Tác hại bụi: gây bệnh phổi, bệnh đường hô hấp, bệnh ngoài da, bệnh ở đường tiêu hoá… * Các chất độc hại trong không khí : Nguồn gốc: do sản xuất công nghiệp và quá trình đốt cháy nhiên liệu thải ra môi trường không khí các chất độc hại Phân loại : Dựa vào tác dụng chủ yếu của chất độc + Nhóm 1: gây bỏng da, kích thích da Gây bỏng: nặng nhẹ do hoá chất đặc hay loãng. HNO3 gây bỏng nhanh làm cho người choáng, khó thở, sốt cao gây chết người. Gây bỏng niêm mạc: hít chất độc , hoá chất dây vào mồm, mũi mắt làm bỏng rộp, sưng đỏ niêm mạc và đau đớn. Nếu ở mắt dẫn tới giảm thị lực gây mù + Nhóm 2: chất kích thích đường hô hấp. Cl2, NH3, SO3, SO2, NO, HCl... Các chất này hoà tan trong niêm dịch tạo ra axit gây phù phổi + Nhóm 3: chất gây ngạt Gây ngạt đơn thuần: CO2, CH4, C2H6....