Bài giảng khoa học môi trường và sức khỏe môi trường part 3 pot

Những lương thực thực phẩm chủ yếu Ở các nước, thường người ta dùng chung một danh từ là thực phẩm để chỉ các loại sản phẩm đưa vào nuôi dưỡng con người, trong đó có thịt, cá, trứng, sữa

HỆ SINH THÁI NễNG NGHIỆP KIỂM SOÁT SÂU BỆNH VÀ CỎ DẠI

I Hệ sinh thỏi nụng nghiệp

1 Lịch sử hỡnh thành và phỏt triển của hệ sinh thỏi nụng nghiệp

1.1 Quỏ trỡnh tiến húa của sinh giới

Cựng với xuất hiện lao động và tiếng núi đó hỡnh thành xó hội loài người trải qua khoảng 6000 năm trước đõy Cũng như mọi sinh vật, ngay từ buổi đầu xuất hiện, con người

đó tỏc động vào mụi trường thiờn nhiờn xung quanh để sống Sự can thiệp của con người vào

tự nhiờn mụ tả qua cỏc giai đoạn sau:

Qua quỏ trỡnh phỏt triển, con người thớch nghi dần với thiờn nhiờn Theo thời gian, cỏc hoạt động sống của con người ngày càng nõng lờn ở trỡnh độ cao hơn, khai thỏc, sản xuất cỏc sản phẩm lương thực, thực phẩm ngày một nhiều hơn

1.2 Ba giai đoạn phỏt triển lịch sử của nụng nghiệp

Hệ sinh thỏi nụng nghiệp được mụ hỡnh húa bằng sơ đồ sau, dựa trờn phương thức và cụng cụ để chia giai đoạn

Sơ đồ 1 Tỏc động của con người vào thiờn nhiờn trong hoạt động nụng nghiệp

1.2.1 Giai đoạn nụng nghiệp thủ cụng

Giai đoạn này bắt đầu từ khi con người biết làm ruộng và chăn thả (vào thời đại đồ đỏ giữa) tới cuối thế kỷ XVII Đặc trưng của giai đoạn này là con người tỏc động tới thiờn nhiờn chủ yếu bằng sức lao động (lao động sống) cơ bắp đơn giản, vật tư kỹ thuật đơn giản, cũn trớ tuệ chủ yếu là kinh nghiệm Do đú sản phẩm nụng nghiệp chưa nhiều, dõn cư thưa thớt, nhu cầu lương thực, thực phẩm chưa nhiều, bởi vậy sự tỏc động của con người vào thiờn nhiờn cũn hạn chế

1.2.2 Hoạt động nụng nghiệp với vật tư kỹ thuật phỏt triển

Cũn gọi là giai đoạn Nụng nghiệp cơ giới húa Bắt đầu từ đầu thế kỷ 18 đến những năm 70 của thế kỷ 20 ở giai đoạn này đặc trưng nổi bật là nhu cầu lương thực, thực phẩm ngày càng tăng (hiện tượng “bựng nổ dõn số”), thế giới trải qua những cuộc khủng hoảng thiếu trầm trọng nguyờn liệu, nhiờn liệu và lương thực “Cuộc cỏch mạng xanh” và “5 húa” (cơ khớ húa, thủy lợi húa, húa học húa, sinh học húa và điện khớ húa) trong nụng nghiệp đem lại những lợi ớch to lớn, song bờn cạnh đú là những hậu quả nghiờm trọng do ụ nhiễm mụi trường, hủy hoại sinh thỏi mà chỳng đem lại khụng phải là nhỏ

1.2.3 Phỏt triển nụng nghiệp trờn cơ sở khoa học

Cũn gọi là giai đoạn sản xuất nụng nghiệp trờn cơ sở sinh thỏi học, tối ưu húa sản xuất với tư tưởng hệ thống hay theo chiến lược tỏi sinh bền vững Tức là làm nụng nghiệp phự hợp

Hái

l-ượm

Săn bắt

và đánh cá

Chăn thả

Nông nghip

Công nghip hờa

Đô

thị hờa

Siêu công nghip

Con ng-ư

Thiên nhiên

Trí tu (III) VỊt t, công c (II)

Lao đĩng sỉng

với các quy luật khách quan của tự nhiên, dựa vào trí tuệ của con người để điều khiển hoạt động hài hòa các hệ thống sản xuất nông nghiệp và KHKT lúc này thực sự trở thành lực lượng sản xuất trực tiếp

2 Vấn đề cung cấp lương thực, thực phẩm

2.1 Những lương thực thực phẩm chủ yếu

Ở các nước, thường người ta dùng chung một danh từ là thực phẩm để chỉ các loại sản phẩm đưa vào nuôi dưỡng con người, trong đó có thịt, cá, trứng, sữa, đậu, lạc, vừng, khoai, Tất cả các sản phẩm này đều có các chất dinh dưỡng cần thiết, tuy nhiên ở mức độ và tỷ lệ khác nhau Căn cứ vào mức độ trồng, nuôi nhiều hay ít, tùy tập quán dân tộc hay vùng địa lý mà người ta chia làm 2 loại chính các sản phẩm nông nghiệp: lương thực, thực phẩm song chỉ có tính ước lệ

2.2 Lương thực

Thường gọi tất cả các sản phẩm nông nghiệp có nhiều glucid và nguồn cung cấp nhiệt lượng chủ yếu trong bữa ăn Đó là lúa gạo, mì, ngô,

2.3 Thực phẩm và rau quả

Là các loại sản phẩm bổ sung các chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể mà trong ngũ cốc không có

2.4 Nạn đói và thiếu thức ăn

Theo số liệu thông báo của FAO, tính đến năm 1989, thế giới có khoảng 5.200 triệu người và tính trung bình cứ 10 người có 1 người đói Ngoài số người đói kinh niên, thường xuyên có 500 triệu người thiếu ăn, số người này tập trung chủ yếu ở các nước đang phát triển

và chậm phát triển

Trong thế giới hiện đại, nạn đói nghèo nguyên nhân do đâu ? Trả lời câu hỏi này không hoàn toàn đơn giản

2.5 Nạn đói nghèo là hậu quả của sự gia tăng dân số

Người ta ước tính, với tỷ lệ tăng dân số hiện nay, thì dân số thế giới 1 phút tăng thêm

170 người, 1 ngày tăng thêm 240.000 người và hàng năm tăng thêm 90 triệu người Sự gia tăng dân số quá nhanh so với tổng sản lượng lương thực Ví dụ: tới cuối thế kỷ XX này dân số thế giới đạt 6 tỷ người, để nuôi sống thêm 1 tỷ người ở mức sống hiện nay, tổng sản lượng lương thực phải tăng 40% trong đó năng suất cây trồng phải tăng 20% Song thực chất sự gia tăng sản lượng lương thực lại rất thấp 1,7% năm

2.6 Chế độ chính trị - kinh tế xã hội

Chế độ chính trị - kinh tế xã hội là hàng rào cản trở sản xuất lương thực thực phẩm Vài ví

dụ sau phản ánh rõ nét vấn đề này:

− Nước Mỹ là 1 trong số các quốc gia giàu có nhất thế giới Theo F.A.O, nước Mỹ hàng năm sản xuất 17% sản lượng lương thực thế giới và chiếm tới 42,9% lượng xuất khẩu lương thực Song hàng nghìn người dân Mỹ vẫn lâm vào cảnh đói, thiếu ăn

− Năm 1974, lũ lụt đã phá hủy hàng nghìn héc ta đất trồng lúa ở Bangladesh, hàng triệu người dân nghèo lâm vào cảnh đói nghèo, thiếu ăn và chết đói Trong khi đó, cũng ở đất nước này, một số vùng lại bội thu, ở một số thành phố lớn có khoảng 4 triệu tấn gạo dự trữ trong kho Người đói vẫn đói vì họ nghèo không đủ tiền để mua gạo

− Năm 1978 một công ty lớn của Mỹ đã đấu thầu khoảng 2300 héc ta đất trồng cây lương thực của Guatemala dùng để trồng bông xuất khẩu Người dân bản xứ không có đất để trồng trọt, họ phải vào làm thuê cho công ty với đồng lương rẻ mạt, không đủ tiền để mua lương thực và nạn đói đã xảy ra ở hàng vạn người dân nước này

2.7 Sự mất cân bằng trong tiêu thụ

Trung bình 1 người dân Bắc Mỹ sử dụng 900 kg ngũ cốc/năm, nhưng chỉ có 90kg dùng làm lương thực, còn lại 810 kg họ dùng làm thức ăn cho súc vật để sản xuất thịt, trứng

và sữa Tại Ấn độ, theo F.A.O (1989) trung bình 1 người dân chỉ có 180 kg/năm

2.8 Thiên tai, dịch bệnh

Những thiệt hại lương thực thực phẩm do thiên tai, sâu hại và chuột phá hoại mùa màng Số liệu của F.A.O, hàng năm trên thế giới sản phẩm nông nghiệp bị thiệt hại do chuột, sâu bọ ước tính khoảng 15-20%, riêng sản phẩm ngũ cốc mất đi có thể nuôi sống được khoảng 130 triệu người Ngoài ra, người nông dân còn chịu cảnh lũ lụt, hạn hán mất mùa 2.9 Phá hoại sản xuất do chiến tranh

Theo tính toán của Hội nghị Quốc tế về giải trừ quân bị năm 1977, tổng chi phí tất cả quốc gia cho quân sự và vũ trang ước tính khoảng 1 tỷ đô la Mỹ/ngày Nếu như số tiền đó đầu

tư cho phân bón, thủy lợi thì hàng triệu người sẽ sống hạnh phúc và khỏe mạnh hơn Điều này chưa tính tới những tàn phá do chiến tranh, những thiệt hại to lớn về người và của cải vật chất

do chiến tranh gây ra

3 Cuộc cách mạng xanh và vấn đề giải quyết lương thực thực phẩm trên thế giới

3.1 Cách mạng xanh trong nông nghiệp

Cùng với tiến bộ của KHKT, người ta nhận thấy nếu như cây trồng được chăm bón đầy đủ (nước, phân bón, phòng trừ sâu bệnh) cho năng suất cao hơn hẳn so với cây trồng mọc hoang dại hoặc so với cây trồng không được chăm bón đầy đủ Các nhà khoa học nông nghiệp lựa chọn lai tạo những cây trồng, hạt giống tốt để nhân lên trên các cánh đồng cao sản, làm cho sản lượng lương thực tăng cao Quá trình này được gọi là cuộc cách mạng xanh (Green Revolution)

- Nội dung của cuộc cách mạng xanh

Thời kỳ hưng thịnh của cách mạng xanh vào đầu những năm 60 của thế kỷ này Cách mạng xanh có 2 nội dung quan trọng hỗ trợ và bổ xung cho nhau nhằm tới những kết quả vượt bậc trong năng suất nông nghiệp Đó là:

+ Tạo ra những giống mới và năng suất cao chủ yếu là cây lương thực

+ Và sử dụng tổ hợp các biện pháp kỹ thuật để phát huy khả năng của các giống mới

- Các thành tựu của cách mạng xanh

Cuộc cách mạng xanh được bắt đầu ở Mehico cùng với việc hình thành một tổ chức nghiên cứu quốc tế là: “Trung tâm quốc tế cải thiện giống ngô và mì” (CIMMYT) và Viện nghiên cứu quốc tế về lúa ở Philippine - IRRI và ở Ấn Độ - IARI Về thành tựu của cách mạng xanh có lẽ không có ví dụ nào tốt hơn là những thành quả của ấn Độ, từ một nước luôn

có nạn đói, không sao vượt qua ngưỡng 20 triệu tấn lương thực, thành một đất nước đủ ăn và còn dư để xuất khẩu với tổng sản lượng kỷ lục là 60 triệu tấn/năm Năm 1963, do việc nhập một số những chủng mới của Mehico và xử lý chủng Sonora 64 bằng phóng xạ đã tạo ra Sharbati Sonora có hàm lượng protein và chất lượng tốt hơn cả chủng Mehico tuyển chọn Đây là một chủng lúa mì lùn, thời gian sinh trưởng ngắn Đặc biệt, một số trang trại ở Punjab đạt năng suất trung bình tới 47 tạ/ha tức là gần bằng năng suất trung bình ở Hà Lan, nước có năng suất lúa mì cao nhất thế giới hồi đó Ngoài ra, một số loại ngũ cốc khác nhờ tạo giống mới cũng đã đưa đến năng suất kỷ lục Bajra, một chủng kê có năng suất ổn định 2500 kg/ha, ngô cao sản lượng năng suất 5000-7300 kg/ha Lúa miến (Sorga) năng suất 6000-7000 kg/ha với những tính ưu việt như chín sớm hơn, chịu sâu bệnh tốt hơn hẳn với những chủng khác của địa phương Đặc biệt lúa trồng trên diện tích rộng ở Ấn Độ (trên 35 triệu ha), nhưng năng suất trung bình chỉ đạt 1,1 tấn/ha Với Cách mạng xanh, giống IR8 đã tạo ra năng suất 8-10 tấn/ha

Một điều đáng lưu ý là cách mạng xanh ở Ấn Độ không những đem đến cho người dân những chủng cây lương thực có năng suất cao, mà còn cải thiện chất lượng dinh dưỡng của

chúng gấp nhiều lần Ví dụ chủng Sharbati hạt vừa to, vừa chắc, chứa 16% protein, trong đó 3% là lizin Do tiếp tục cải tiến và tuyển lựa giống nên có nơi chủng này đã cho 21% protein

Khu vực Đông Nam Á trước đây thường xuyên thiếu 4-5 triệu tấn gạo và đội quân những người nghèo đói không ngừng gia tăng Nhờ cách mạng xanh đã trở thành “tủ kính trưng bày những thành tựu và kinh nghiệm sản xuất nông nghiệp - lâm nghiệp mà nhiều nước phải học hỏi”

Thật vậy, những giống cốc cao sản do những Viện Nghiên cứu về giống cây lương thực quốc tế IRRI, IARI, v.v tạo ra đã được phổ biến ngày càng rộng, nhất là các nước đang phát triển Một số số liệu ở Đông Nam á, châu Phi và Mỹ Latinh đã chứng minh điều này

4 Những xu hướng giải quyết vấn đề lương thực

- Tăng diện tích canh tác:

Dân số tăng, diện tích nông nghiệp thu hẹp do làm nhà ở, giao thông, nhà máy, Tăng diện tích là tăng cường khai thác đất rừng, thảo nguyên, đầm lầy, sa mạc, Khai thác nông nghiệp các vùng đất này chỉ có thể có được khi có đủ năng lượng và tiền

- Khai thác thực phẩm ở biển:

Biển đã góp phần nuôi sống con người từ xa xưa và ngày nay tuy môi trường biển bị hủy hoại nghiêm trọng, người ta vẫn phải hướng ra biển, đại dương Người ta dự tính dù có tăng cường các kỹ thuật đánh cá thì sản lượng biển tối đa cũng không vượt quá 15% nhu cầu protein của thế giới Hơn nữa, ô nhiễm biển do đô thị hóa, chất thải công nghiệp, giao thông biển, khai thác dầu khí trên biển, làm thiệt hại lớn sản lượng cá trên thế giới

5 Những đặc trưng của nền nông nghiệp hiện đại

− Phân bón hóa học

− Hệ thống thủy lợi

− Cơ giới hóa trong nông nghiệp

− Các chất phụ gia hóa học trong thực phẩm

II Kiểm soát sâu bệnh và cỏ dại

1 Mở đầu

Ngày nay, sau hơn 50 năm dùng các biện pháp khác nhau để kiểm soát sâu bệnh và cỏ dại thì loài người đứng trước một nguy cơ: ô nhiễm môi trường, sự phát tán của hóa chất bảo

vệ thực vật (HCBVTV) rộng rãi khắp nơi mà người ta đã chứng minh được sự có mặt của chúng trong phạm vi toàn cầu, đe dọa mất cần bằng sinh thái nghiêm trọng, sự nhiễm HCBVTV do con người sử dụng trực tiếp hoặc gián tiếp cấp tính và lâu dài, cho thế hệ trước mắt và mai sau, kể cả việc gây rối loạn thai sản đến việc gây đột biến di truyền, dẫn đến dị tật nhiều hình thái khác nhau của thế hệ mai sau

Có 3 nhóm HCBVTV: Nhóm lân hữu cơ, nhóm clo hữu cơ và nhóm Carbamate

Lân hữu cơ Diazinon, Malathion, Darathion, DDVP

Clo hữu cơ Aldri, Chlordane, DDT, DDD, Dieldrin, Endosulfan,

Carbamate Sevin, Bassa

2 Tác động của HCBVTV - sự nhiễm độc rộng rãi

Hầu hết những HCBVTV đã gây độc Đối với những sinh vật máu nóng trong đó có con người thì dùng lượng HCBVTV càng lớn, khả năng gây nhiễm độc do HCBVTV càng rộng rãi Với sinh vật và quần thể môi trường nói chung thì dùng càng nhiều HCBVTV có lợi

bị diệt nhiều hơn là có hại

Vì sao người ta lại dùng nhiều đến vậy ? (vì thấy ngày càng tăng liều sử dụng - đậm

độ và khối lượng) Tại sao phải tăng liều sử dụng mặc nhiên là tăng liều lượng là tăng ô nhiễm môi trường và tăng nhiễm độc Nhưng người ta thấy sâu bệnh đã trở lên quen thuốc và kháng thuốc Người ta cũng thấy nhiều loại sâu hại côn trùng khác cũng kháng thuốc và để lại cho thế hệ sau (F2) một bộ gien có những tính kháng thuốc, làm giảm và thậm chí mất hiệu quả của HCBVTV bắt đầu từ đó và nguyên nhân đó

Nhưng tăng liều sử dụng không những làm tăng ô nhiễm môi trường ngoại cảnh và khả năng nhiễm độc mà còn tăng việc giết chết những loài côn trùng, sâu bọ và vi sinh vật có lợi và đó cũng là một nguyên nhân làm giảm năng suất cây trồng

Như vậy, nói đến tác động của HCBVTV là tác động nhiễm độc rộng rãi, đó là khái niệm cho thấy sự nhiễm độc lan rộng đến quần thể sinh vật có lợi

3 Hóa chất bảo vệ thực vật và sức khỏe con người

Hầu hết những HCBVTV gây độc cho người Từ giữa những năm 40 của thế kỷ trước, người ta nhận thấy có hàng ngàn người bị chết do tiếp xúc với HCBVTV hàng năm (đến nay, con số đã lên 1-2 vạn) ở Mỹ, người ta dùng HCBVTV lân hữu cơ từ 1973 và sự tăng nhiễm HCBVTV cũng nhiều hơn trước

Đặc biệt, những người tiếp xúc có tính chất nghề nghiệp Những nông dân phun thuốc

và những công nhân tại những cơ sở sản xuất HCBVTV

Chúng ta có thể đo được lượng HCBVTV đang có trong cơ thể chúng ta, chúng có thể trước mắt chưa gây ảnh hưởng gì đến sức khỏe, nhưng hậu quả lâu dài của chúng ra sao thì đến nay người ta vẫn chưa trả lời câu hỏi này một cách thấu đáo được

Thực ra, nếu một thiết kế nghiên cứu chu đáo sẽ đáp ứng được phần nào câu trả lời này Ví dụ người ta căn cứ vào đường nhiễm qua nhu yếu phẩm dễ thấy nhất qua thực phẩm;

ở đây chia làm 2 nhóm chính:

- Nhóm ăn những thực phẩm bi dây dính HCBVTV (ngoài)

- Nhóm ăn những thực phẩm bị nhiễm HCBVTV (trong)

Nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu tác động của các loại HCBVTV khác nhau trực tiếp trên con người, đối tượng nghiên cứu thường là công nhân hoặc nông dân, HCBVTV có khả năng gây ung thư trên người, trên động vật thực nghiệm đã có kết quả, nhưng câu khẳng định cho vấn đề HCBVTV gây ung thư trên người đòi hỏi phải nghiên cứu thêm

4 Những biện pháp kiểm soát sâu bệnh

Chúng ta thấy có hàng loạt những mặt trái của việc sử dụng HCBVTV: ô nhiễm môi trường, mất cân bằng sinh thái, nhiễm độc cấp và mạn tính cho người và vật Từ đó có những biện pháp khác để diệt trừ sâu bệnh mà tránh được những ảnh hưởng kể trên

4.1 Biện pháp sử dụng kẻ thù tự nhiên

Bản thân sâu bệnh cũng có những kẻ thù tự nhiên, nghiên cứu, phát triển và sử dụng chúng như một công cụ để tiêu diệt sâu hại

Biện pháp này không gây ô nhiễm môi trường, không phá hủy cân bằng sinh thái, không gây độc cho người và vật, nhưng có nhược điểm là tốn kém, chậm, phức tạp trong tổ chức thực hiện

4.2 Biện pháp kỹ thuật làm mất khả năng sinh sản

Nguyên lý chung của biện pháp này là: sâu bệnh có thể bị kiểm soát bằng việc tiêu diệt trực tiếp, nhưng cũng có thể bằng cách làm hỏng gien chi phối khả năng sinh sản khi chúng trưởng thành

4.3 Biện pháp kiểm soát bằng sử dụng hóc môn

Các hóc môn lạ được sử dụng như là một HCBVTV nó giết côn trùng sâu bọ bằng một lượng rất nhỏ Chúng không gây ô nhiễm môi trường, rất chủ động chống lại những côn trùng đặc biệt, rất đặc hiệu

4.4 Biện pháp tác động giới tính

Nhiều loại côn trùng sâu bọ mà con cái sẽ bị diệt bởi một lượng hóa chất hấp dẫn giới tính Khi sử dụng biện pháp này, chất hấp dẫn giới tính lại là những bẫy hóa chất hấp dẫn giới tính để tiêu diệt con cái

4.5 Biện pháp nâng cao sự kháng cự của nông sản

Bản thân nông sản bình thường đã có khả năng kháng cự nhất định đối với sâu bệnh (đề kháng tự nhiên) Những nghiên cứu cho biện pháp này là nhằm kéo dài, là sự tiếp sức thêm cho khả năng kháng cự đó

4.6 Biện pháp kiểm soát tổng hợp

Các biện pháp nếu thực hiện riêng rẽ đều có những nhược điểm Vì vậy, cần có biện pháp kiểm soát tổng hợp, tức là kết hợp giữa các biện pháp đó lại với nhau

Câu hỏi luợng giá cuối bài

1 Cách mạng xanh là gì ?

2 Làm thế nào để kiểm soát sâu bệnh và cỏ dại ?

Tài liệu tham khảo chính

1 Bộ Giáo dục và Đào tạo, Thư viện giáo trình điện tử, Giaotrinh.khoahocmoitruong

http://ebook.edu.net.vn,

2 Lê Thạc Cán (1995), Cơ sở khoa học môi trường, Viện Đại học Mở Hà Nội

3 Cao Liêm, Phạm Văn Khê, Nguyễn Thị Lan (1998), Sinh thái học Nông nghiệp và bảo vệ

môi trường, NXB Nông nghiệp

4 Lưu Đức Hải ( 2001), Cơ sở khoa học môi trường, NXB ĐHQG Hà Nội

5 Mai Trọng Nhuận, 2002 Địa hóa môi trường NXB ĐHQG Hà Nội

6 Vũ Trung Tạng (2000), Cở sinh thái học, Nhà xuất bản giáo dục

7 Mai Đình Yên (2000), Cơ sở sinh thái học, Nhà xuất bản giáo dục

8 Begon, M.,J.L.Harper, C.R.Townsend (2005), Ecolgy: Individuals, Populations and Communities, Blachwell Science

VỆ SINH NƯỚC UỐNG

I Tài nguyên nước và chu trình nước trên trái đất

1 Tài nguyên nước trên Trái Đất

Nước có trong khí quyển, trên mặt đất, trong các tầng nham thạch dưới mặt đất; nước tạo nên đại dương bao la, trong các biển trên lục địa, các hồ, đầm; nước tạo nên mạng lưới sông

hồ, suối Tất cả các dạng nước kể trên đều có nguồn gốc từ nước ngầm sâu trong cấu tạo địa chất của Trái Đất sinh ra Bằng con đường rất phức tạp, nước được tách ra từ trong nham thạch nóng chảy trong lòng đất đã "chui" dần lên mặt đất, tạo thành mặt nước của đại dương Tiếp theo, do quá trình bốc hơi và nhờ chu trình tuần hoàn của hơi nước trên phạm vi toàn cầu, nước

có mặt trong khí quyển, hình thành những trận mưa để tạo nên sông, suối, hồ, ao, tạo nên các nguồn nước mặt, và sau đó là các tầng nước ngầm của vỏ Trái Đất

2 Chu trình nước và sự phân bố của nước

Nguồn nước trong tự nhiên luôn được luân hồi theo chu trình thủy văn Khoảng 1/3 năng lượng Mặt Trời do Trái Đất hấp thụ được dùng làm bốc hơi một lượng nước khổng lồ từ đại dương, ước tính 525 tỉ tấn mỗi năm Nước bốc hơi vào khí quyển tạo thành mây Mây được gió đưa vào đất liền Cùng với sự thoát hơi nước của thực vật, các quá trình này làm cho không khí có độ ẩm nhất định Khi gặp lạnh, hơi nước ngưng tụ lại, rơi xuống thành mưa và tuyết Một phần nước mưa thấm qua đất tạo thành nước ngầm Một phần khác chảy vào sông

hồ rồi ra biển và đại dương Từ đây nước lại bốc hơi và tạo ra mây, đi vào vòng tuần hoàn tự nhiên Trong chu trình thủy văn, nguồn nước được luân hồi qua quá trình bốc hơi và mưa Thời gian luân hồi thường ngắn (hàng năm), nhưng đối với nguồn nước ngầm, chu trình có thể kéo dài hàng ngàn năm Chu trình tuần hoàn của các loại nguồn nước được nêu trong bảng 1

Con người lấy nước bề mặt, nước mưa và nước ngầm để sử dụng cho mục đích sinh hoạt và sản xuất Nước thải được tập trung xử lý trả lại nguồn Như vậy nước là một tài nguyên có thể tái tạo Đây là vòng tuần hoàn nhân tạo

Theo tính toán, khối lượng nước tự do bao phủ trên Trái Đất khoảng 1,4 tỷ km3 Trong

đó khoảng 71% bao phủ quanh bề mặt Trái Đất và hầu hết là nước mặn (chiếm hơn 97% tổng lượng nước gồm nước đại dương, biển, hồ nước mặn, một phần nước ngầm) Phần nước ngọt (bao gồm cả một phần nước ngầm và hơi nước) chỉ không đầy 3% Trong đó đã gần 77% là đóng băng ở hai cực và trong băng hà, chỉ còn lại một phần rất nhỏ 0,7% tổng lượng nước, tức

là khoảng 215.200 km3 có vai trò quan trọng bảo tồn sự sống trên toàn hành tinh

Chu trình tuần hoàn của các nguồn nước

Nguồn Thời gian luân hồi Nguồn Thời gian luân hồi

Hơi ẩm không khí

Sông suối

Hơi ẩm đất

Nước đầm lầy

8 ngày

16 ngày

1 năm

5 năm

Hồ nước ngầm Đại dương Băng vĩnh cửu

17 năm 1.400 năm 2.500 năm 9.700 năm

3 Các nguồn nước trong thiên nhiên

Trong thiên nhiên có ba nguồn nước chính sau:

3.1 Nước mưa

Bản chất nước mưa tương đối sạch về mặt lý hóa và vi sinh vật Tuy nhiên nước mưa

lại có một số nhược điểm như sau:

- Hàm lượng muối khoáng thấp

- Lượng nước mưa không đủ cung cấp cho ăn uống và sinh hoạt

- Số lượng nước mưa thu được phụ thuộc vào lượng mưa trong năm

Tuy vậy, nước mưa là nguồn cung cấp nước sinh hoạt quan trọng cho một số hộ gia đình ở nông thôn Việt Nam (do không có điều kiện sử dụng được các nguồn nước khác) 3.2 Nước mặt (nước sông, nước suối, nước hồ, đầm)

Những đặc điểm chính của nước mặt:

Trữ lượng dồi dào, có thể cung cấp đầy đủ cho sinh hoạt, sản xuất công, nông nghiệp

Sử dụng thuận tiện, dễ khai thác

Thường bị nhiễm bẩn chất hữu cơ và vi sinh vật Vì vậy muốn sử dụng nguồn nước mặt, nhất thiết phải xử lý triệt để chất hữu cơ cũng như khử trùng nước

3.3 Nước ngầm

Được tạo thành bởi nước mưa thấm xuống mặt đất, được lọc sạch và giữ lại trong các lớp đất chứa nước giữa các lớp đất cản nước Chất lượng nước tốt hơn nước mưa và nước mặt Nhược điểm lớn nhất của nước mưa là có nhiều sắt, dễ bị nhiễm mặn ở các vùng gần biển, thăm dò lâu và xử lý khó khăn Đây là nguồn nước quan trọng ở nông thôn nước ta

II Vai trò của nước uống và sinh hoạt

Cuộc sống trên Trái Đất phụ thuộc vào nước Lịch sử văn minh nhân loại cho thấy nhu cầu về nước và sự văn minh đi đôi với nhau Ở nhiều nước, đặc biệt là các nước phát triển đã loại trừ được nhiều bệnh tật truyền qua đường nước sinh hoạt Sự hiểu biết về tính chất và vai trò của nước trong đời sống sẽ giúp ta giải quyết nhiều vấn đề liên quan đến môi trường nước

Nước cũng như không khí và thực phẩm rất cần thiết cho sự sống của con người, những vai trò chính của nước như sau:

1 Nước được coi như một thực phẩm cần thiết cho đời sống và cho nhu cầu sinh lý của cơ thể

người Trong cơ thể người, nước chiếm một tỷ lệ rất lớn: 63%; ngoài ra ở một vài tổ chức của

cơ thể, tỷ lệ nước còn cao hơn (da: 70%, thận: 83%, huyết tương: 90%) Dưới hình thức hòa tan trong nước, các chất bổ dưỡng được đưa vào cơ thể và cũng do hình thức này, các chất cặn bã được đào thải ra khỏi cơ thể Nước còn là yếu tố điều hòa thân nhiệt, điều hòa áp lực thẩm thấu, ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa các chất

Nhu cầu nước uống của người lớn (60kg): 2 lít/ngày

Nhu cầu nước uống của thiếu niên (10kg): 1 lít/ngày

Nhu cầu nước uống của trẻ em (5kg): 0,75 lít/ngày

Khi hoạt động nhiều thì nhu cầu cao hơn, có khi đến 3 - 4 lít/ngày

2 Nước cung cấp cho cơ thể những yếu tố cần thiết như: F, I, Mn, Zn Khi thiếu hay thừa

những nguyên tố vi lượng này sẽ dẫn đến bệnh lý

3 Nước còn là môi trường trung gian để lưu truyền các bệnh dịch như: tả, lỵ, thương hàn,

xoắn khuẩn vàng da, bại liệt, viêm gan A Nước còn có thể truyền các bệnh về giun, sán Ngoài ra cũng do môi trường nước mà một số chất độc như: Pb, Cu, Hg, As, các hóa chất bảo

vệ thực vật, những chất gây ung thư có thể xâm nhập vào cơ thể và gây tác hại đến sức khỏe

4 Nước là yếu tố: để đảm bảo vệ sinh các nhân, nhà cửa, chuẩn bị thức ăn và vệ sinh công

cộng; nước còn cần thiết cho cứu hỏa và cho sản xuất

III Tiêu chuẩn về số lượng

Nước dùng để ăn uống và sinh hoạt phải đảm bảo hai yêu cầu cơ bản:

- Đủ về số lượng: tiêu chuẩn từ 60 - 100 lít cho một người một ngày

- Đảm bảo an toàn về chất lượng: không có các yếu tố gây độc hại Căn cứ vào nhu cầu sử dụng nước, vào khả năng cung cấp nước từng vùng Sau đây là những tiêu chuẩn lượng nước cung cấp cho một người trong một ngày:

- Thành phố lớn : 100 lít/ ngày

- Thành phố vừa : 60 lít/ ngày

- Thị trấn và nông thôn : 40 lít/ ngày

- Hải đảo và vùng núi cao: 10 lít/ ngày

Tình hình cung cấp nước sạch ở Việt Nam và trên thế giới:

Việt nam: + Đến cuối 1992 ở nông thôn nước ta chỉ có 23,3% dân số được cung cấp nước sạch

+ Năm 1994 Việt Nam có 521 điểm dân cư đô thị, trong đó chỉ có 119 điểm dân cư có hệ thống nước máy - chiếm 22,8%

Thế giới + Năm 1998: 1,5 tỷ người thiếu nước uống và sinh hoạt

Ở Mỹ : 600 l/ngày/người

Châu Âu: 200 l/ngày/người

Châu Phi: 30 l/ngày/người

IV Tiêu chuẩn về chất lượng

1.Tính chất lý học của nước uống

1.1 Độ đục (turbidity)

Độ đục của nước hình thành bởi những chất lửng như: đất sét, phù sa, các chất hữu cơ, các chất mùn Độ đục thể hiện tính chất hấp thụ và lan tỏa ánh sáng của mẫu nước Độ đục ảnh rất lớn đến chất lượng nước uống Đó là nơi ẩn náu của các vi trùng gây bệnh, các hóa chất độc như thuốc trừ sâu và kim loại nặng được hấp thụ lên các chất lơ lững trong nước Hiệu lực khử trùng nước sẽ bị giảm mạnh khi nước có độ đục tăng cao: chất khử trùng không thể tiếp cận vi trùng, do hàng rào vật lý, hoặc tạo nên các phản ứng hóa học với các chất gây đục làm giảm khả năng khử trùng Bởi vậy việc sử dụng nước đục có thể nguy hiểm cho sức khỏe Đơn vị đo độ đục là NTU (Nephelometric Turbidity Unit) Tiêu chuẩn nước uống: độ đục ≤ 1 NTU

- Xác định độ đục: Độ đục được xác định bằng máy đo độ đục Mẫu nước được lấy vào một ống nghiệm và tiến hành so độ đục với thang chuẩn Thang chuẩn được chuẩn bị từ hiđrazin sunfat (1 gam hòa tan trong 100ml nước cất) và hecxametylen tetramin (10 gam hòa tan trong 1lít nước cất); lấy 5ml mỗi loại thuốc thử, trộn lẫn nhau và thêm nước cất đủ 100ml được thang chuẩn gọi là đơn vị thể tích vẩn đục 400, ký hiệu là 400 NTU Bằng cách pha loãng thể tích vẩn đục, ta sẽ xác định được NTU của mẫu nước

1.2 Màu

Nước uống không được có màu, nước hồ ao, thường có màu vì lẫn chất bùn hoặc rêu tảo Nước ngầm sâu thường có màu vàng do chất sắt tạo nên

1.3 Mùi vị

Nước uống không được có mùi, nếu có mùi là nước bị nhiễm bẩn, mùi của nước là do

những nguyên nhân sau:

- Do những chất khoáng như muối sắt

- Do khí hòa tan trong nước như: H2S, Clor thừa

- Do thực vật bị thối rửa hoặc bị phân hóa

1.4 Nhiệt độ

Nguyên nhân chính làm cho nước có nhiệt độ tăng cao là do nguồn nước bị ô nhiễm nước thải từ các bộ phận làm nguội của các nhà máy nhiệt điện Nước thải này thường có nhiệt độ cao hơn từ 10-15oC so với nước đưa vào làm nguội ban đầu Nhiệt độ của nước tăng dẫn đến: giảm hàm lượng oxi hòa tan trong nước, các sinh vật phù du phát triển mạnh, trong

nước xảy ra hiện tượng "nở hoa" làm thay đổi màu sắc và mùi vị của nước

Nước phải có nhiệt độ tương đối ổn định, thường khoảng 150C Mọi sự thay đổi của nhiệt độ của nước có thể giúp ta nghi ngờ nước bị nhiễm bẩn từ ngoài vào

1.5 pH

Theo khuyến cáo của WHO, nước uống được cần có pH nằm trong khoảng: 6,5 - 8,5

Vì pH của nước ảnh hưởng đến tất cả các quá trình xử lý nước, các quá trình này có tác dụng làm giảm virus và vi khuẩn tác hại, nên có thể xem pH có ảnh hưởng gián tiếp đến sức khỏe

Đồng bằng Nam bộ nguồn nước mặt và nước ngầm có tính axit cao hơn các vùng khác

ở Việt Nam

1.6 Chất rắn tổng số (TS: total solid)

Chất rắn tổng số gồm các chất rắn lơ lửng (SS: suspended solid) và hòa tan Nước có hàm lượng chất rắn cao là nước kém chất lượng và có thể bị ô nhiễm Chất rắn lơ lửng thường làm nước đục hoặc bẩn không thể sử dụng cho mục đích ăn uống và sinh hoạt Chất rắn hòa tan (DS: dissolved solid) trong nước thường không gây màu cho nước và không phát hiện được bằng mắt thường, nhưng chúng có thể gây nên mùi vị khó chịu Ngưỡng cực đại của chất rắn hòa tan đối với nước uống là 500mg/lít TS được xác định bằng cách chưng mẫu nước có thể tích đã biết, sau khi cho bay hơi hết, tiến hành cân phần cặn Phần cặn này bao gồm cả hai loại: SS và DS Giá trị của TS thu được sẽ thay đổi và phụ thuộc vào nhiệt độ bay hơi Nếu cho bay hơi ở 105o

C thì một số dạng nước cấu tạo và kết tinh sẽ được giữ lại trong cặn Nếu nung trong lò nung ở 180 oC thì kết quả sẽ chính xác hơn, nhưng những chất dễ bay hơi và một số chất hữu cơ cũng bay hơi ở dạng CO2 Chất rắn lơ lửng (SS) hoặc tổng số chất rắn lơ lửng (TSS: total suspended solid) là một phần của chất rắn có trong nước ở dạng không hòa tan Hàm lượng TSS trong nước sẽ cho biết hàm lượng sét, mùn và những phần tử nhỏ khác chứa trong nước

2 Tính chất hóa học của nước uống

2.1 Chất hữu cơ

Các chất hữu cơ là các chất có nguyên tử cacbon (C) tạo liên kết C-H trong phân tử

Về mặt vệ sinh, người ta sử dụng chất hữu cơ làm chất chỉ điểm để đánh giá tình trạng nhiễm bẩn của nước Vì chất hữu cơ là sản phẩm trao đổi chất của sinh vật, với chất hữu cơ từ nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất vào các nguồn nước Dựa vào khả năng phân hủy chất hữu cơ do vi sinh vật trong nước, người ta phân các chất hữu cơ thành hai nhóm

- Chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học (hoặc các chất tiêu thụ oxy) như các chất đường, chất béo, protit Trong môi trường nước các chất này dễ bị vi sinh vật phân hủy tạo thành khí cacbonic và nước

- Các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học như các chất DDT, PCB, Dioxin, các chất đa vòng ngưng tụ Đây là các chất có độc tính cao, lại bền vững trong môi trường, nên có khả năng gây tác hại lâu dài cho đời sống sinh vật và sức khỏe con người

Để đánh giá hàm lượng chất hữu cơ trong nước, người ta thường dùng các thông số sau: