Con nguoi moi truong le thi thanh mai

1 CHƯƠNG I MÔI TRƯỜNG VÀ SINH THÁI I MÔI TRƯỜNG Khái niệm Theo cách hiểu thông thường, ta định nghĩa mơi trường sau: “Mơi trường tập hợp (aggregate) vật thể (things), hoàn cảnh (conditions) ảnh hưởng (influences) bao quanh đối tượng đó” (The Random House College DictionaryUSA) Định nghĩa cho thấy, nói đến mơi trường, ta phải đứng đối tượng định đối tượng chịu tác động thành phần môi trường bao quanh Đối tượng khơng thiết người (loài người, cá thể người cộng đồng người) mà vật thể, hồn cảnh, tượng tồn khoảng khơng gian có chứa đựng yếu tố tác động tới tồn phát triển Cách nhìn này, làm lầm tưởng đối tượng tiếp nhận tác động yếu tố khác xung quanh Thực ra, thân đối tượng có tác động ngược lại yếu tố xung quanh lại trở thành yếu tố môi trường yếu tố khác xem đối tượng môi trường Vì vậy, mơi trường cịn định nghĩa sau: Mơi trường khoảng khơng gian định có chứa yếu tố khác nhau, tác động qua lại với để tồn phát triển Nói tới môi trường, người ta thường nghĩ tới mối quan hệ yếu tố xung quanh tác động tới đời sống sinh vật mà chủ yếu người Quan điểm mơi trường nhìn từ góc độ sinh học quan điểm phổ biến Một số định nghĩa như: Môi trường tập hợp yếu tố vật lý, hóa học, sinh học, kinh tế-xã hội bao quanh tác động tới đời sống phát triển cá thể cộng đồng người (UNEP-Chương trình mơi trường Liên hiệp quốc, 1980) Mơi trường tất hồn cảnh bên tác động lên thể sinh vật thể định sống; vật bên thể định (G.Tyler Miler, Environmental Science, USA, 1988) Mơi trường hồn cảnh vật lý, hóa học, sinh học bao quanh sinh vật (Encyclopedia of Environmental Science USA, 1992) Môi trường tất hoàn cảnh điều kiện bao quanh hay nhóm sinh vật mơi trường tổng hợp điều kiện xã hội hay văn hóa ảnh hưởng tới cá thể cộng đồng Vì người vừa tồn giới tự nhiên đồng thời tạo nên giới văn hóa, xã hội kỹ thuật, nên tất thành phần môi trường sống người Qua định nghĩa trên, môi trường xem yếu tố bao quanh tác động lên người (cá thể hay cộng đồng) sinh vật Thật vậy, mơi trường có yếu tố hồn tồn khơng liên quan tới sống người, chẳng quan tâm Tuy nhiên, cách nhìn làm cho người ta dễ ngộ nhận mối quan hệ người môi trường mối quan hệ chiều: môi trường tác động tới người người trung tâm tiếp nhận tác động Thực ra, người lại tác nhân tác động tới yếu tố mơi trường mà tồn Trong năm gần đây, người ta có nhìn tồn diện mối quan hệ người môi trường: Con người sống môi trường tồn sinh vật mà người sinh vật biết tư duy, nhận thức môi trường biết tác động ngược lại yếu tố môi trường để tồn phát triển Mối quan hệ người môi trường mối quan hệ tương tác (tác động qua lại), bao gồm tương tác cá thể người, cộng đồng người Con người sống môi trường sinh vật, phận sinh học môi trường mà cá thể cộng đồng xã hội người Con người vừa có ý nghĩa sinh học vừa có ý nghĩa xã hội học Chính vậy, vấn đề mơi trường khơng thể giải biện pháp lýhóa-sinh, kỹ thuật học, mà phải xem xét giải góc độ khác kinh tế học, pháp luật, địa lý kinh tế-xã hội … Theo Luật bảo vệ môi trường Việt Nam, "Môi trường bao gồm yếu tố tự nhiên (bao gồm thạch quyển, thủy khí quyển) yếu tố vật chất nhân tạo (như đồng ruộng, vườn tược, công viên, thành phố, cơng trình văn hóa, nhà máy sản xuất công nghiệp …), quan hệ mật thiết với nhau, bao quanh người, có ảnh hưởng trực tiếp tới đời sống, sản xuất, tồn tại, phát triển người thiên nhiên" 2.Sự tiến hóa môi trường Lịch sử trái đất đánh dấu hai mốc xuất sống xuất xã hội loài người 2.1.Trước sống xuất Khí ngun thủy khối đặc gồm Hydro (H) Helium (He) Khi hành tinh nóng lên (cách 4,5-5 tỉ năm), H He biến Khí chuyển hóa, xuất khí hành tinh: nước (85%), CO2 (10-15%), nitơ dioxid lưu huỳnh (1-3%) Các thành phần giống thành phần khí núi lửa phun Hành tinh lạnh, đại dương đơng lại … quan trọng cho tiến hóa sống: Lớp mặt đóng băng khơng bị đơng, tia cực tím khơng xun qua nên sống tồn Trên khí quyển, O2 nên khơng ngăn chặn xâm nhập tia có hại sống khơng thể tồn (bất sinh vật muốn lên bờ bị chết tia cực tím) Địa cầu tồn với điều kiện hoạt động phi sinh vật Môi trường bao gồm địa chất, đất, nước, khí, xạ mặt trời Trong q trình tồn hàng tỉ năm, đất môi trường bao quanh sản sinh sản phẩm oxy với lượng không lớn lắm, kết trình hóa học lý hóa đơn Sau ozone tạo thành Lớp ozone dày lên có tác dụng ngăn cản xâm nhập tia tử ngoại từ xạ mặt trời lên bề mặt trái đất, sống xuất tồn 2.2.Từ xuất sống Khi xuất sống đầu tiên, mơi trường tồn cầu chuyển sang giai đoạn Môi trường gồm hai thành phần chưa phân biệt rõ, phần vơ sinh phần hữu sinh Các sinh vật sống điều kiện vô khắc nghiệt, chủ yếu vi khuẩn kỵ khí (3,5 tỉ năm) Lúc chưa có q trình hơ hấp sinh vật mà chủ yếu thơng qua đường sinh hóa lên men để cung cấp lượng cho hoạt động sinh vật Sinh vật phát triển thông qua chọn lọc tự nhiên, bước đầu tạo sinh vật sơ khởi có diệp lục đơn giản (tảo lam cách 2,5 tỉ năm) nên có khả quang hợp, hấp thu CO2, H2O thải O2 Nhờ trình quang hợp tạo nên biến đổi sâu sắc môi trường sinh thái địa cầu, O2 tạo nhanh chóng Từ đó, kéo theo xuất hàng loạt sinh vật khác Lượng O2 tăng lên đáng kể để tạo O3, lượng O3 từ từ tăng lên tạo thành lớp ozone Lớp ozone dày lên đến mức đủ bảo vệ cho sống sinh sơi địa cầu Cùng với q trình này, nhiệt độ trái đất ấm dần lên, phát triển sinh vật vượt bậc chủng loại số lượng Dẫu có trải qua hàng chục q trình thay đổi địa chất, mối quan hệ phụ thuộc yếu tố môi trường ngày trở nên chặt chẽ Sự phát triển hệ gen sinh vật theo mà ngày đa dạng phong phú cạn lẫn nước Trên trái đất hình thành quyển: khí quyển, thủy quyển, địa sinh Sau xuất lồi ngườI, qua q trình tiến hóa lồi làm cho mơi trường sinh thái địa cầu có phong phú vượt bậc số lượng chủng loại Bên cạnh chọn tự nhiên xuất hệ sinh vật phát triển theo chọn lọc nhân tạo Loài người xem loài sinh vật siêu đẳng phụ thuộc vào môi trường tự nhiên mà cịn cải tạo mơi trường, bắt mơi trường phục vụ cho sống Vì vậy, từ thành phần mơi trường khơng vơ sinh hữu sinh mà cịn có người hoạt động sống họ Từ xuất dạng môi trường dân số xã hội, môi trường nhân văn, môi trường đô thị, môi trường nông thôn, môi trường ven biển v.v… Các loại môi trường lấy người trung tâm, thành phần vật chất môi trường khác liên quan chặt chẽ với sinh tồn phát triển lồi người Thành phần mơi trường Mơi trường nói chung bao gồm tập hợp tất thành phần giới vật chất bao quanh có khả tác động đến tồn phát triển sinh vật (Pepa,1997) Môi trường sống người thường bao gồm thành phần môi trường tự nhiên, môi trường xã hội, môi trường nhân tạo Môi trường tự nhiên: bao gồm yếu tố tự nhiên vật lý, hóa học, sinh học tồn khách quan, ngồi ý muốn người chịu tác động chi phối người Môi trường nhân tạo: gồm yếu tố vật lý, sinh học, xã hội v.v… người tạo nên chịu chi phối người Môi trường xã hội: gồm mối quan hệ người với người (con người với tư cách cá thể, cá nhân nhân cách nghĩa quan hệ người với người, người với cộng đồng, cộng đồng với cộng đồng) Ba thành phần môi trường tồn tại, xen lẫn vào tương tác chặt chẽ với Các thành phần mơi trường ln chuyển hóa diễn theo chu kỳ Thông thường dạng cân động Sự cân đảm bảo cho sống trái đất phát triển ổn định Các chu trình tuần hồn phổ biến thường gặp chu trình tuần hoàn cacbon, nitơ, lưu huỳnh, phospho, … gọi chung chu trình sinh-địa-hóa học Sinh vật mơi trường xung quanh ln có quan hệ tương hỗ với vật chất lượng thông qua thành phần mơi trường khí quyển, thủy quyển, địa sinh quyển, hoạt động hệ mặt trời Sống phương thức tồn với thuộc tính đặc biệt vật chất điều kiện định mơi trường Trong q trình xuất hiện, phát triển, tiến hóa, sống ln gắn chặt với mơi trường mà tồn tại-khơng có sống tồn ngồi mơi trường ngược lại, khơng có mơi trường khơng có sống Khơng có sống tồn mơi trường mà lại khơng thích ứng Con người vừa thực thể sinh học, vừa thực thể văn hóamơi trường sống người-cịn gọi mơi trường nhân văn, tổng hợp điều kiện vật lý, hóa học, sinh học, kinh tế, trị, xã hội, văn hóa bao quanh có ảnh hưởng đến sống phát triển cá nhân cộng đồng người 4.Các trái đất 4.1.Khí (Atmosphere) 4.1.1.Cấu trúc Khí hay mơi trường khơng khí hỗn hợp khí bao quanh bề mặt trái đất, có khối lượng khoảng 5,2 1018 kg (0,0001% khối lượng trái đất) Khí đóng vai trị định việc trì cân nhiệt trái đất, thơng qua trình hấp thụ xạ hồng ngoại từ mặt trời tái phát xạ khỏi trái đất Khí chia thành nhiều tầng khác theo thay đổi chiều cao chênh lệch nhiệt độ Tầng đối lưu (Troposphere): cao đến 10 km tính từ mặt đất, tầng tiếp giáp với bề mặt trái đất Nhiệt độ áp suất tầng giảm theo chiều cao Trên mặt đất có nhiệt độ trung bình 15oC, lên đến độ cao 10 km từ –50oC đến –80oC Tầng bình lưu (Stratosphere): độ cao từ 10-50 km Nhiệt độ áp suất tầng tăng theo chiều cao Các nhà khoa học giải thích gia tăng nhiệt độ lên cao gần với lớp ozone Lớp ozone lớp khơng khí nơi có hàm lượng khí ozone cao, có khả hấp thu tia cực tím mặt trời Lớp ozone xuất độ cao 18-30 km Nồng độ ozone cao độ cao 20-25 km, cao 1000 lần so với tầng đối lưu (khoảng 10 ppm) Tầng trung lưu (Mesosphere) độ cao 50-90 km Đặc điểm tầng nhiệt độ giảm dần từ đỉnh tầng bình lưu (50 km) đến đỉnh tầng trung lưu (90 km), nhiệt độ giảm nhanh tầng đối lưu đạt đến –100oC Thượng tầng khí (Thermoshpere) tầng (Exosphere) Đặc điểm tầng nhiệt độ tăng lên nhanh cao Mật độ phân tử khí cực loảng 4.1.2.Thành phần khí tầng đối lưu Khí thường gồm thành phần: khí khơng thay đổi O2 (20,95%), Ar (0,93%), N2 (78,08%), số khí khác Ne (18,18 ppmV), He (5,24 ppmV), Kr (1,14 ppmV), Xe (0,087 ppmV); khí thay đổi nước (1-4% tùy theo nhiệt độ) CO2 (0,03%, thay đổi tùy theo mùa); vệt khí như O3 (ozone), NOx (oxid nitơ, x=1,2 ), SOx (oxid lưu huỳnh), CO (monoxid cacbon) Các vệt khí thường thay đổi, có hàm lượng thấp (ppb, ppt) thường chất ô nhiễm 4.1.3.Vai trị Khí nguồn cung cấp oxy (cần thiết cho sống trái đất), cung cấp CO2 (cần thiết cho trình quang hợp thực vật), cung cấp nitơ cho vi khuẩn cố định nitơ nhà máy sản xuất amôniac để tạo hợp chất chứa nitơ cần cho sống Hơn nữa, khí phương tiện vận chuyển nước quan trọng từ đại dương tới đất liền phần chu trình tuần hồn nước Khí có nhiệm vụ trì bảo vệ sống trái đất Nhờ có khí hấp thụ mà hầu hết tia vũ trụ phần lớn xạ điện từ mặt trời không tới mặt đất Khí truyền xạ cận cực tím, cận hồng ngoại (3000-2500 nm) sóng rađi (0,1-40 micron), đồng thời ngăn cản xạ cực tím có tính chất hủy hoại mơ (các xạ 300 nm) 4.2.Thủy (Hydrosphere) Thủy bao gồm nguồn nước đại dương, biển, sông, hồ, băng tuyết, nước đất, nước Khối lượng thủy ước chừng 1,38 1021kg=0,03% khối lượng trái đất Trong đó: 97% nước mặn, có hàm lượng muối cao, khơng thích hợp cho sống người; 2% dạng băng đá hai đầu cực; 1% người sử dụng (30% tưới tiêu; 50% dùng để sản xuất lượng; 12% cho sản xuất công nghiệp 7% cho sinh hoạt) Nước yếu tố thiếu sống người sử dụng vào nhiều mục đích khác Tuy nhiên, nước mặt nước ngầm bị nhiễm bẩn loại thuốc trừ sâu, phân bón có nước thải vùng sản xuất nông nghiệp, loại chất thải sinh hoạt công nghiệp Các bệnh tật mang theo nước thải sinh hoạt gây tử vong hàng triệu người Bảng Thể tích khí khơng khí đại dương Khí Nitơ (N2) Oxy (O2) Dioxid Cacbon (CO2) Trong khơng khí 78,08% 20,95% 0,035% Trong đại dương 48% 36% 15% 4.3.Thạch (Lithosphere) Thạch quyển, cịn gọi mơi trường đất, bao gồm lớp vỏ trái đất có độ dày khoảng 60-70 km mặt đất 2-8 km đáy biển Đất hỗn hợp phức tạp hợp chất vơ cơ, hữu cơ, khơng khí, nước, phận quan trọng thạch Thành phần vật lý tính chất hóa học thạch nhìn chung tương đối ổn định có ảnh hưởng lớn đến sống mặt địa cầu Đất trồng trọt, rừng, khoáng sản tài nguyên người khai thác triệt để, dẫn đến nguy cạn kiệt 4.4.Sinh (biosphere) Sinh nơi có sống tồn tại, bao gồm phần thạch có độ dày 2-3 km kể từ mặt đất, tồn thủy khí tới độ cao 10 km (đến tầng ozone) Với chiều dày khoảng 16 km Các thành phần sinh tác động tương hỗ (ví dụ: khí O2 CO2 phụ thuộc vào mức độ sinh tồn thực vật khả hịa tan chúng mơi trường nước) Sinh có cộng đồng sinh vật khác từ đơn giản đến phức tạp, từ nước đến cạn, từ vùng xích đạo đến vùng cực trừ miền khắc nghiệt Sinh khơng có giới hạn rõ rệt nằm vật lý khơng hồn tồn liên tục tồn phát triển điều kiện môi trường định Trong sinh vật chất, lượng cịn có thơng tin với tác dụng trì cấu trúc chế tồn tại, phát triển vật sống Dạng thông tin phức tạp cao trí tuệ người, có tác động ngày mạnh mẽ đến tồn phát triển trái đất Chu trình sinh địa hóa học 5.1.Khái niệm Là chu trình vận động chất vô hệ sinh thái theo đường từ ngoại cảnh chuyển vào thể sinh vật, chuyển lại vào mơi trường Chu trình vận động chất vơ khác với chuyển hóa lượng qua bậc dinh dưỡng chỗ bảo tồn khơng bị phần dạng lượng không sử dụng lại Nguồn vật chất  Môi trường  Cơ thể sống Trong số 90 nguyên tố biết thiên nhiên có khoảng 30-40 nguyên tố cần thiết cho thể sống Một số nguyên tố cacbon (C), nitơ (N2), oxy (O2), hydro (H2), phospho (P) … mà thể đòi hỏi với số lượng lớn, có số ngun tố khác thể địi hỏi lượng nhỏ, có cực nhỏ (vi lượng), cần thiết đồng (Cu), mangan (Mn) cần cho phản ứng oxy hóa khử Chu trình sinh địa hóa học chế để trì cân sinh đảm bảo cân thường xuyên Người ta phân biệt loại chu trình sinh địa hóa học: Chu trình hồn hảo: chu trình nguyên tố C, N mà giai đoạn dạng khí, chúng chiếm ưu chu trình khí nơi dự trữ nguyên tố đó, mặt khác từ thể sinh vật chúng trở lại ngoại cảnh tương đối nhanh Chu trình khơng hồn hảo: chu trình ngun tố P, lưu huỳnh (S) Những chất trình vận chuyển phần bị đọng lại thể qua chu kỳ lắng đọng hệ sinh thái khác sinh Chúng vận chuyển tác động tượng xãy thiên nhiên (sự xói mịn), tác động người 5.2.Chu trình tuần hồn nước 5.2.1.Vai trị nước môi trường sinh thái Nước quan trọng cho sống, cần cho tất sinh vật người Nước giúp trình trao đổi, vận chuyển thức ăn, tham gia vào phản ứng sinh hóa học mối liên kết cấu tạo thể người, động vật, thực vật Ở đâu có nước, có sống Nhưng ngược lại đâu có sống tất yếu phải có nước Trong thể người 65% nước từ 6-8% nước, người có cảm giác mệt, 12% mê tử vong Trong thể động vật 70% nước, thực vật đặc biệt dưa hấu đến 90% nước Ngồi nước cịn cần cho sản xuất nơng nghiệp, cơng nghiệp, cho y học, giao thông vận tải, du lịch v.v… Bảng Các dạng tồn nước Dạng nước Thể tích (Km3 106) Đại dương Tỉ lệ (%) 507,2 97,22 11,2 2,15 3,2 0,61 0,048 0,009 0,04 0,008 Độ ẩm đất 0,025 0,005 Hơi nước không khí 0,005 0,001 0,0005 0,0001 Đá băng Nước ngầm Hồ ao nước Biển nội địa Sông rạch (Nguồn: Nace, U.S Geological Survey, 1967 and The Hydrologic Cycle (Pamphlet) U.S Geological Survey, 1984) Bảng Thời gian tồn đọng dạng nước tuần hoàn nước Địa điểm Thời gian lưu trữ Khí ngày Các dịng sông tuần Đất ẩm tuần đến năm Các hồ lớn 10 năm Nước ngầm nông 10-100 năm Tầng pha trộn đại dương 120 năm 300 năm Đại dương giới đến 10.000 năm Nước ngầm sâu 10.000 năm Chóp băng Nam Cực Hình Sơ đồ chu trình tuần hồn nước Trong chu trình tuần hồn nước: nước vận chuyển khơng đổi thủy quyển, khí quyển, sinh nhờ lượng mặt trời trọng lực Tổng lượng nước chảy tràn hàng năm từ đất liền đại dương khoảng 10,3 1015 gallon 10