tổng thể Đất và Không khí

MÔI TRƯỜNG ĐẤT MỤC TIEU: Sau khi học xong bài này, sinh viên có khả năng: Trình bày được sự hình thành và cấu trúc của trái đất Phân tích được cấu tạo của đất và các tiêu chuẩn đánh giá đất bị nhiễm bẩn Nhận thức được ý nghĩa của các chất có trong môi trường đất để phòng ô nhiễm môi trường đất NỘI DUNG: 1. Sự hình thành và cấu trúc của trái đất: Từ đám mây bụi tồn tại vào thời điểm cách đây 4,6 tỷ năm, đã hình thành nên hệ mặt trời và các hành tinh, trong đó có Trái đất (Earth). 1.1. Vỏ trái đất hay thạch quyển: Là một lớp vỏ cứng rất mỏng có cấu tạo hình thái rất phức tạp, có thành phần không đồng nhất, có độ dày thay đổi theo vị trí địa lý khác nhau. Theo các nhà địa chất, vỏ Trái đất được chia làm 2 kiểu: vỏ lục địa và vỏ đại dương. 1.1.1. Vỏ đại dương: Có thành phần chủ yếu là các đá giàu CaO, FeO, MgO, S1O2 (đá bazan) trải dài trên tất cả các đáy của các đại dương với chiều dày trung bình 8 km. Thực ra, vỏ đại dương có thể chia thành các phụ kiểu: - vỏ miền nền đại dương đặc trưng cho phần lớn diện tích đáy đại dương và là loại vỏ đại dương điển hình, có chiều dày từ 3 -17 km. vỏ đại dương miền tạo núi, phát triển trên các cung đảo và núi ở giữa đáy đại dương, có chiều dày 10-25 km. - vỏ đại dương vùng địa máng đặc trưng cho các biển ven rìa cỏ cung đảo chắn (biển Nhật bản, biển Java, ) với bề dày của lớp bazan 5-20 km, đôi chỗ còn thấy di tích lớp đá granit. - Vỏ đại dương trong các vực thẳm với bề dày trung bình 8-10 km. - Vỏ đại dương ở các biển nội địa có chiều dày lớp đá trầm tích khá dày, đạt từ 10 - 20 km ở biển Hắc hải, 20 - 40 km ở biển Caxpien. 1.1.2. Vỏ lục địa: Gồm 2 lớp vật liệu chính là đá bazan dày 10 - 20 km ở dưới và các loại đá khác: granit, sienit giàu SiO2, AI2O3 và đá trầm tích ở bên trên, vỏ lục địa thường rất đày, trung bình 35 km, có nơi 70 - 80 km như ờ vùng núi cao Hymalaya. Ở vùng thềm lục địa, nơi tiếp xúc giữa đại dương và lục địa, lóp vỏ lục địa giảm còn 15 - 20 km. vỏ lục địa thường phân ra thành 3 phục kiểu: - Vỏ lục địa miền nền, thường gặp trên các miền đại lục, phần trên của sườn lục địa và đáy biển nội địa với lớp granit có chiều dày thay đổi. - Vỏ lục địa miền tạo núi đại lục, thường gặp tại các phần cao của lục địa (vùng núi có độ cao dưới 4000 m) và trên các đảo (Madagasca, Kalimantan, Tân Ghine, ). Ở loại này, chiều dày lớp granit và bazan đều lớn hơn phụ kiểu trên. - Vỏ lục địa miền tạo núi trẻ và mạnh (Hymalaya) đặc trưng cho vùng núi cao trên 4000 m trên các đại lục, với bề dày của vỏ trên 60 km cho tới 80 km. 1.1.3. Thành phần hóa học của Trái đất: Bao gồm các nguyên tố hóa học có số thứ tự từ 1 đến 92 trong bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleep. Theo các giả thuyết, nhân Trái đất gồm 2 phần: nhân cứng là hỗn hợp cacbua và hydrat Fe và Ni; nhân lỏng là hỗn hợp nóng chảy có thành phần 90% Fe và 10% Ni. Mantia và vỏ Trái đất là hỗn hợp silicat và alumo silicat của kim loại kiềm, kiểm thổ và một ít Fe, Ni. Hàm lượng của 8 nguyên tố hóa học phổ biến nhất trong vỏ Trái đất được trình bày trong bảng dưới đây: O, Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na, K. 2. Cấu tạo của đất, hệ vi sinh vật đất, ô nhiễm đất và tiêu chuẩn đánh giá: 2.1. Cấu tạo của đất: Khái niệm: Đất (soil) là lớp ngoài cùng của thạch quyển, bị biến đổi tự nhiên dưới tác động tổng hợp của nước, không khí, sinh vật. Các thành phần chính của đất là chất khoáng, nước, không khí, mùn và các loại sinh vật từ vi sinh vật cho đến côn trùng, chân đốt, 2.1.1. Thành phần vô cơ (chất khoáng): chiếm khoảng 40% Là kết quả của sự phong hoá đá trong quá trình hình thành đất, chúng là khoáng vật nguyên sinh và thứ sinh, là thành phần rắn của đất và được coi là bộ xương của đất và quyết đinh tình hình nước trong đất cũng như những tính chât khác của đất. Căn cứ vào kích thước mà phân loại các hạt đất như sau: Thành phần đá: bao gồm cuội sỏi, chúng có kích thước > 3 mm Thành phần cát: bao gồm những hạt có kích thước từ 0.05-3mm Thành phần sét: bao gồm hạt có kích thước từ 0.001-0.05mm Thành phần phù sa chúng có kích thước từ 0,0001-0.001mm. Thành phần keo chúng có kích thước < 0,0001 mm. 2.1.2. Thành phần hữu cơ (mùn): chiếm khoảng 5% Chất hữu cơ có vai trò quan ữọng trong việc duy trì và phát triển các sinh vật có trong đất, nhất là đối với vỉ sinh vật; đồng thời vi sinh vệt cũng cho sự phân huỷ các hợp chất hữu cơ và biến chúng thành mùn làm tăng độ phì nhiêu của đất. Tác dụng của mùn không chỉ ảnh hưởng đến các thành phần của đất mà còn giúp điều hoà nhiệt lượng, hạn chế sự rửa trồi chất dinh dường, cung cẩp nguồn đạm cho hoạt động của thực vật và vi sinh vật. 2.1.3. Thành phần nước: chiếm khoảng 35% Là thành phần cần thiết của đất; nó quyết định sự chuyẻn hoả cảc chất hừu cơ, vô cơ; ảnh hưởng đến chế độ không khí, chế độ nhiệt của đất, Lượng nirởc trong đất thường thay đổi, phụ thuộc vào thành phần cơ học của đỉt, điều kiện khí hậu 2.1.4. Thành phần khí: chiếm khoảng 20% Khí nằm trong các lỗ hổng của phần tử đất, khí có thành phần giống như trong khí trời nhưng với hàm lượng khác và rất thay đổi tùy theo các quá trình chuyển hóa và đốt cháy. Ni tơ trong đất thay đôi ít còn O2 và CO2 thì không ngừng biến động và còn có sự trao đổi với lượng khí có trong không khí bên trên lớp đẩt bề mặt, đó là hiện tượng hô hấp của đất. 2.2. Sinh vật đất Trong đất hiện diện nhiều nhóm sinh vật khác nhau bao gồm: động vật nhỏ, thực vật và vi sinh vật có thể có ích hay có hại cho nông nghiệp. Các động vật nhỏ bao gồm: chuột, chuột chũi, trùng đất, các loại côn trùng, mối, động vật nhiều chân như rết, cuốn chiếu, tuyến trùng, sên, ốc v.v.trong quá trình sông, chúng góp phần di chuyển các tàn dư thực vật từ nơi này đi nơi khác, trộn lẫn chúng với đất, .như trong trường hợp trùng đất và các động vật hay đào bới. Quần thể vi sinh vật thường phân bố ở tầng 0 - 20cm. Tầng đất này là nơi có điều kiện môi trường thích hợp nhất cho vi sinh vật phát triển như: độ âm, nhiệt độ, ánh sáng, độ thông thoáng. Các vi sinh vật đất có vai trò quan trọng trong các quá trình sau: Phân hủy chất hữu cơ: chúng phân hủy và tiêu hóa các tàn dư thực vật và các chất hữu cơ khác qua hoạt động hóa học với sự trợ giúp của các enzym. Nhóm này tham gia mạnh mẽ vào các quá trình chuyển hóa vật chất trong đất, góp phần khép kin các vòng tuần hoàn vật chất trong thiên nhiên (chu trình nitơ, cacbon, photpho, lưu huỳnh). Khoáng hóa các chất hữu cơ: qua quá trình này các chất dinh dưỡng nằm trong cấu trúc sinh hóa của các chất hữu cơ bị phân giải và chuyển sang dạng hữu dụng mà cây trồng có thể hấp thụ được. Thí dụ chất hữu cơ chứa N (protein, axit amin) thông qua các quá trình amôm hóa, quá trình nitrat hóa. vi khuẩn vi khuẩn vi khuẩn Chất hữu cơ — ► NH4+ —► NO2- ► NO3- (protein bị phân giản thành các amino axít - dạng cây hút) Quá trình phản nitrat hóa: NO3' ->NƠ2 ~>NO ~^N 2 * Cố định đạm (tiến trình chuyển hóa nitrogen trong khí quyển thành dạng cây có thể hấp thụ): vi khuẩn cố định đạm Rhizobium là một thí dụ, chúng sống trong nốt sần rễ cây họ đậu, có khả năng hút và chuyển hóa nitơ tự nhiên trong không khí thành N cung cấp cho cây, sau khi cây chết và bị phân giải, sẽ cung cấp và làm gia tăng hàm lượng nitơ trong đất. Vi khuẩn nốt sần trong cây họ đậu có thể cố định được từ 55 - 144 kg N/ha/vụ. * Yểm trợ cho sự hữu dụng và hấp thụ của chất phospho (lân) và các dưỡng chất khác (N, Zn). Một loại nấm tên là Mycorrhiza có thể xâm nhập vào mô vỏ của rễ cây, sử dụng các loại thức ăn do rễ tạo ra, nhưng đồng thời cũng tạo ra một dạng lưới sợi nấm kết dính với keo đất bao quanh rễ, các nguyên tố dinh dưỡng như phospho bám lên màng này ở dạng hữu dụng và rễ cây có thể hấp thụ dễ dàng. Ngoài ra có sự hiện diện của một số vi sinh vật gây hại như các tác nhân gây bệnh truyền lan qua đất. Các nhóm vi sinh vật đất Điều kiện Vi sinh vật Nhiệt độ tối thiểu Nhiệt độ tối đa Nhiệt độ thích hợp Khả năng tồn tại - Vi sinh vậ t ưa l ạ nh 0°c 35°c 13°c Trong các loại đât - Vi sinh vậ t ưa ấm 10 °c 45°c 22°c vsv hoại sinh (làm thối rữa chất hữu cơ) - vsv gây bệnh 10 °c 45°c 37 0 C Là các vsv gây bệnh cho con người - vsv ưa nhiệt 35°c 75°c 50°c Đất vùng suối nước nóng. 2.3. Tiêu chuẩn đánh giá đất bị nhiễm bẩn: (Đánh giá ô nhiễm đất về mặt hóa học và sinh học) Phương pháp phổ biến hiện nay là phân tích hóa học đất. Các chỉ tiêu quan tâm đều được tiến hành phân tích và tùy thuộc vào nhu cầu cụ thể của mỗi quốc gia sẽ ấn định các thang đánh giá. * Dựa vào nồng độ của các hợp chất nitơ trong quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ chưa nitơ người ta có thể đánh giá độ nhiễm bẩn của đất. - Nhiều NH3 - đất mới bị ô nhiễm - Nhiều NO2 - đất đang bị ô nhiễm - Nhiều NO3 - đất đã có mức độ khoáng hóa cao. * Dựa vào hàm lượng Clo để đánh giá tình trạng sạch của đất: - Đất chứa ít muối Clo: đất bẩn ít - Đất chứa nhiều muối Clo: đất rất bẩn - Đất không có Clo: đất tự làm sạch. * Ngành Y tế dựa vào chỉ số vệ sinh: Chỉ số vệ sinh = Ni tơ albumin của đất/Ni tơ hữu cơ của đất Trong đó: Ni tơ albumin của đất là nitơ thuộc cơ thể vi sinh vật Ni tơ hữu cơ bao gồm cả Ni tơ là xác các loài động thực vật Môi trường ô nhiễm —% chỉ số vệ sinh giảm vì hoạt động sinh vật giảm —» Ni tơ albumin giảm. Đất bị ô nhiễm —> vi sinh vật hoạt động yếu —» Ni tơ hữu cơ tăng, chỉ số vệ sinh giảm. Quy định về mức độ ô nhiễm đất như sau: Ch ỉ số vệ sinh Tình tr ạng đ ất <0,7 0 nhi ễm nặng 0,70 - 0,85 0 nhi ễm vừa 0,86 1 0,98 0 nhi ễm ít >0,98 Có thê coi là sạch * Xét nghiệm vi sinh vật: Chỉ tiêu về bệnh tật dựa vào số lượng vi sinh vật mà chù yêu là trung bình vi sinh vật (trung bình/lg đất), người ta phân tích thấy: - 1-2,5 triệu: đất không cỏ vấn đề >2,5 triệu: đất có vấn đề * Dựa vào số trứng giun đũa có trong đất Tình tr ạ ng đ ấ t S ố trúmg giun /kg đ ấ t Đất sạch Đất nhiễm bẩn ít Đất nhiễm bẩn vừa Đất nhiễm bẩn nặng Không có trứng giun <10 10-100 >100 3. Các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm đất 3.1. Biện pháp sinh học Tất cả các nước công nghiệp hoá và không công nghiệp hoá đã không thận trọng trong việc sử dụng kim loại nặng cho mục đích công nghiệp, nông nghiệp và các mục đích sinh hoạt do không có sự cân nhắc trước để xử lý các kim loại còn lại. Hậu quả là các KLN lắng đọng khắp nơi trong môi trường. Các chuỗi lắng đọng kim loại bắt đầu từ các kim loại còn lại của các hoạt động khai mỏ ở trong các dạng của chất thải của quặng, đất đá và các bãi thải ở miền Nam, miền Trung và Tây Âu bắt đầu từ các mỏ ở Hy Lạp, La Mã. Sự thiếu cẩn trọng khi lưu giữ bụi quặng và sự giảm mạnh các kim loại phát xạ trong quá trình nghiền, nấu chảy, gia công quặng và các sản phẩm kim loại hoặc các bụi và chất thải giàu kim loại. * Khả năng chống chịu của thực vật đối với kim loại nặng Quá trình tiếp xúc tự nhiên của cây trồng đối với việc dư thừa kim loại ở các quặng lộ thiên đã làm tăng thêm sức chống chịu kim loại của cây ừồng trên toàn thế giới, cũng như ở Châu Âu. Tác động đặc trưng của kim loại khác nhau tới quá trình sinh học là nguyên nhân của tính chống chịu một số loại kim loại và đồng thời cũng là nguyên nhân giới hạn sự phát triển tính chống chịu với các kim loại trong cùng kiểu di truyền. Sự tiến triển của kim loại với nồng độ rất lớn trong môi trường chỉ giới hạn ở một số loài thực vật bậc cao được phát hiện ở Melandrium rubrum ở một mỏ đồng ở Piseky/CFR. Mặc dù sự đa dạng là rất thấp ở các mỏ lộ thiên và sự giảm hơn của sự đa dạng này ở các vùng ô nhiễm do con người tạo ra thậm chí loại đất bị ô nhiễm nặng có thể cung cấp hệ sinh thái hoàn chỉnh như đã chứng minh ở vùng lân cận của nơi nấu chảy kẽm - cadimi ở Hà Lan với tính chống chịu Zn - Cd ở vi khuẩn Alcaligenes euừophus, ở các loại nấm có túi - dạng cây bụi và một số loài cỏ như Agrostiscapillaris và Festuca rubra. Ở các vùng xa nơi luyện kim, một số đất riêng biệt có một số loài chân đốt tiến triển sự chống chịu đối với Zn - Cd như Porcellio scaber và bọ đuôi bật Orcheslla cincta. Kết quả tính chống chịu kim loại là năng suất của vùng sinh vật và việc chuyển hoá các chất dinh dưỡng thông qua sự phân hoá các chất trong rác giàu kim loại là rất thấp. Sự giảm năng suất lớn hơn do thực vật tích luỹ thái quá một kim loại như khi tích tụ kim loại hơn 1000 mg Me 2+ /kg chất. Các loài tích tụ thái quá như: Thlaspi coreulescens đối với Zn, Cd, Cu và loài Alyssum đối với Ni không chỉ phát triển chậm mà các ỉá của chúng sắp xếp theo hình hoa thị rất gần với mặt đất do đó rất khó có thể cắt bỏ chúng. Có rất nhiều bằng chứng cho thấy một vài loài thực vật tới khả năng chống chịu kìm loại sống ở hầu hết tất cả các nước Đông và Trung Âu như: Silen cucubalus, Agrostis cappilaris, Festuca ovina/rubra, Cardaminopsis hallen. * Sự phục hồi các loại đất ô nhiễm kim loại nặng bằng thực vật Với khả năng tích luỹ cao kim loại của một số thực vệt, người ta thể tách được lượng kim loại dư thừa khỏi các đất ô nhiễm. Một sổ nhà sinh học phân tứ cho rằng có thể làm dược điểu này bằng cách chuyển gen chổng chịu từ các thực vật có khả năng chống chịu kim loại vào các thực vật chịu đựng được kim loại nhưng mọc, phát triển chậm, yếu tới các cây nông nghiệp cỏ năng suất cao. Cho đến bây giờ những hiểu biêt của các nhà di truyển và sinh lý học về khả năng chống chịu khác nhau với các kim loại thì chưa đủ để thể hiện những ý tưởng này trong vòng 2 thập kỷ nữa. Một loại đất không bao giờ có thể làm sạch nếu không có giải pháp xử lý bằng cách chiết tách chúng ra từ đất bằng biện pháp hoá học hoặc sinh học. Các loại đất ô nhiễm kim loại nhẹ có thể được làm sạch bằng cách trồng các cây trồng có năng suất cao cho tới khi chúng đạt được tiêu chuẩn quốc gia về đất sạch. Tuy nhiên qúa trình đó sẽ dẫn đến rất nhiều sinh khối bị ô nhiễm nhẹ. Những sinh khối này thì không được trộn lẫn với các chất không bị ô nhiễm để cung cấp cho động vật và con người. Sinh khối ô nhiễm này có thể giảm về số lượng và dung lượng bằng cách phân huỷ có kiểm soát. Trong qúa trình làm sạch cần chú ý giữ lại các kim loại bay hơi. Quá trình làm sạch đất nhờ các vi sinh vật, đặc biệt là Thiobacillus ferrooxidans là một kỹ thuật nổi tiếng từ việc tách các kim loại vì mục đích khai khoáng. Đối với việc làm giảm ô nhiễm đất, người ta chưa phát tpển được quy trình hoàn thiện. Cải tạo đất bằng cách xử lý nhiệt hoặc theo phương pháp tách hoá học các kim loại là một kỹ thuật dẫn tới các vật liệu làm sạch từng phần. Sử dụng giun đất Eisenia foetida, rau diếp Lactuica sativa và củ cải Raphanus satius) như các sinh vật để làm sạch, đất có hoặc không có thêm phân trộn và ủ trong vài tháng dẫn tới sự tăng trưởng của thực vật không chấp nhận được. Mặc dù bất chấp sự tách chiết các kim loại, khả năng dễ tiêu sinh học kim loại của đất được làm sạch tầng một cách đáng kể so với nồng độ tổng số. Kết quả cuối cùng, nồng độ Cd của rau diếp và củ cải vượt quá nồng độ cho phép. Tóm lại, sự lưu giữ lại của các loại đất bị ô nhiễm bởi cây trồng thì bị cản trở mạnh mẽ do các yếu tố chưa xác định. Ngoài ra thì người ta không biết gì thêm về các kim loại được lách ra từ đất. 3.2. Biện pháp thực vật Mỗi năm, thế giới có khoảng 25 tỉ tấn đất mặt bị rửa trôi, khoảng 2 tỷ ha đất canh tác và đất trồng trên thế giới bị suy thoái do bị con người sử dụng thiếu khoa học và không có quy hoạch. Trong đó, vấn đề ô nhiễm KLN trong đất ngày càng đáng quan tâm do ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người vã cây trồng. Khả năng làm sạch môi trường của thực vật đã được ghi chép từ thế kỷ XVIII nhưng đến cuối thế kỷ XX, phương pháp này mới được nhắc đến như một công nghệ tân tiến dùng đề xử lý môi trường đất và nước bị ô nhiễm bởi các kim loại, các hợp chất hữu cơ, thuốc súng và các chất phóng xạ. Tùy theo loại hình, mức độ tiếp xúc và mức độ độc hại của từng KLN mà việc nhiễm độc là khác nhau. Đối với cơ thế con người, quá trình này cẩn được giám sát trong một thời gian dài bởi trong đa số các trường hợp, việc tích tụ và xâm nhập của kim loại nặng vào cơ thể diễn ra từ từ. * Vai trò của thực vật Hầu hết các loài thực vật rất nhạy cảm với sự có mặt của các ion kim loại, thậm chí ở nồng độ rất thấp. Tuy nhiên, vẫn có một số loài thực vật không chỉ có khả năng sống được trong môi trường bị ô nhiễm bởi các kim loại độc hại mà còn có khả năng hấp thụ và tích các kim loại này trong các bộ phận khác nhau của chúng. Thực vật có nhiều cách phản ứng khác nhau đối với sự có mặt của các ion kim loại trong môi trường. Có nhiều giả thuyết đã được đưa ra để giải thích cơ chế vận chuyển, hấp thụ và loại bỏ KLN trong thực vật, chẳng hạn chúng hình thành một phức họp tách kim loại ra khỏi đất, tích luỹ trong các bộ phận của cây, sau đó được loại bỏ qua lá khô, rửa ứôi qua biểu bì, bị đốt cháy hoặc đơn thuần là phản ứng tự nhiên của cơ thể thực vật. Cỏ Vertiver, một loài thực vật gần đây được quan tâm nghiên cứu và áp dụng để chống xói lở đất. Chúng có bộ rễ đồ sộ và phát triển rất nhanh. Trong điều kiện thuận lợi, ngay năm đầu tiên rễ của chúng có thể ăn sâu tới 3-4m. Nhờ đó nó có khả năng chịu hạn, có thể hút ẩm từ độ sâu bên dưới xuyên qua các láp đất bị lèn chặt, qua đó giảm bớt lượng nước thải thấm xuống đất và phân hủy các chất gây ô nhiễm. Loại cỏ này có khả năng hấp thụ một lượng lớn nhôm, mangan, cadimi, niken, thủy ngân, kẽm .có trong nước bị ô nhiễm. Trong khi đa số các ỉoàỉ cây đều có cơ chế đảo thải chất độc ra ngoài nhumg với cỏ Vertivcr thì khi vào đến rề, kim loại đồng chuyển thành dạng khó tan và được ỉ ưu giữ lại một phần, phần còn ỉại di chuyến đến cổ rỉ. Rễ và cổ rễ có khả năng tích lũy đồng, chổng ỉại sự vận chuyển đồng đến các bộ phận khác của cây. Điều này công chứng tỏ rễ ỉà phần hấp thu nhiều KLN nhất trong các bộ phận của cây cò Vetiver. 3.3. Biện pháp hóa học (Cải tạo đất mặn bồng biện pháp hỏa học) Ion Na+ đóng vai trò quan trọng trong đất mặn, nỏ cổ thế ở dạng muối tan như: NaCl, NaHCQj, NaìSCV và quan trọng hơn là Na + ở dạng trao đồi hấp phụ trên bề mặt keo đất. những tính chất xấu của đất mặn về phương điện vệt lý, hóa học, sinh vật học, tính chất vật lý nước chủ yếu do ion này gây ra. muốn cải tạo đất mặn điều kiện tiên quyết ỉà phải loại trừ ion Na + trong dung dịch đất và trong phức hộ hấp thụ bằng việc thay thế bởi ion Ca 2+ . Đỏ là nguyên lý cơ bản trong cải tạo hóa học đổt mặn. Người ta thường dừng thạch cao CaS04.2H2O hoặc photphat thạch cao. 3.4. Biện pháp nhiệt Điện pháp oxy hoá ở nhiệt độ cao có 2 công đoạn chính: Công đoạn 1 : Công đoạn tách chất ô nhiễm ra hỗn hợp đất bằng phương pháp hoá hơi chất ô nhiễm. Công đoạn 2: Là công đoạn phá huỷ chất ô nhiễm bằng nhiệt độ cao. Dùng nhiệt độ cao có lượng oxy dư để oxy hoá các chất ô nhiễm thành CO2, H 2 0,N0x,P20 5 . Ưu điểm của biện pháp xử lý nhiệt độ cao là biện pháp tổng hợp vừa tách chất ô nhiễm ra khỏi đất, vừa làm sạch triệt để chất ô nhiễm; khí thải rất an toàn cho môi trường khi có hệ thống lọc khí thải. Hiệu suất xử lý tiêu độc cao > 95%; cặn bã tro sau khi xử lý chiếm tỷ lệ nhỏ 0,01% . Hạn ché của biện pháp này là chi phí cho xử lý cao, không áp dụng cho xử lý đất bị ô nhiễm kim loại nặng, cấu trúc đất sau khi xử lý bị phá huỷ, khí thải cần phải lọc trước khi thải ra mồi trường. MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ MỤC TIÊU: Sau khi học song bài này, sinh viên có khả năng: Trình bày được khái niệm, ý nghĩa vệ sinh của một số yếu tố môi trường không khí. Phân tích được một số biện pháp phòng chống ô nhiễm không khí. Nhận thức được ý nghĩa vệ sinh môi trường không khí đối với sức khỏe NỘI DUNG Trong cấu trúc của hệ sinh thái, môi trường không khí luôn đóng vai trò quan trọng. Môi trường không khí bao gồm các yếu tố vật lý, hóa học và sinh học tồn tại xung quanh trái đất. Mỗi yếu tố có vai trò khác nhau đối với sức khỏe con người và luôn có tác động tương hỗ với nhau. Sự ô nhiễm hay mất cân bằng, bất kỳ thành phần nào cũng ảnh hưởng, tác động xấu đến toàn bộ hệ sinh thái cũng như sức khỏe con người. 1. Khái niệm, ý nghĩa vệ sinh của các yếu tố trong môi trường không khí 1.1. Các yếu tổ vật lý không khí 1.1.1. Khí quyến và vai trò vệ sinh Khí quyển là lớp không khí bao bọc vỏ trái đất, với ranh giới duới là bề mặt thuỷ quyển, thạch quyển và ranh giói trên là khoảng không giữa các hành tinh. Thành phần khí quyển hiện nay còn tương đối ổn định. Khí quyển có cấu trúc phân tầng từ dưới lên trên như sau: - Tầng đối lưu là tầng thấp nhất của khí quyển, chiếm khoảng 70% khôi lượng khí quyển. Tại tầng đối lưu, không khí luôn chuyển động đối lưu từ mặt đất, thành phần không khí khá đồng nhất. Tầng đối lưu dày khoảng 7-8 km ở 2 cực còn vùng xích đạo dày từ 16 -18 km. Tầng này tập trung nhiều hơi nước, bụi và các hiện tượng thời tiết chính như mây, mưa, tuyết, bão. Tầng đối lưu chứa nhiều ni tơ, ô xy. - Tầng bình lưu ở trên tầng đối lưu với ranh giới trên ờ độ cao 50 km. Không khí tầng này loãng hơn, ít chứa bụi. ở độ cao 25 km trong tầng bình lưu có một lớp không khí giàu khí Ôzôn, gọi là tầng Ôzôn, có vai trò ngăn cản bức X ạ cực tím. - Tầng trung quyển: nằm ở trên tầng bình lưu cho đến độ cao 80 km, tầng trung quyển ngăn cách vái tầng bình lưu bằng một lớp không khí mỏng. - Tầng nhiệt quyển có độ cao từ 80 km đến 500 km, ở đây nhiệt độ không khí có xu hướng tăng dần theo độ cao và nhiệt độ không khí cũng thay đổi theo thời gian ữong ngày, ban ngày thường rất cao và ban đêm thấp. - Tầng ngoại quyển bắt đầu từ độ cao 500 km trở lên. Do tác động của tia tử ngoại các phân tử không khí loãng trong tầng này bị phân huỷ thành các ion dẫn điện, các điện tử tự do. Thành phần khí quyển trong tầng này có chứa nhiều ion nhẹ như He + , O 2- . Ý nghĩa vệ sinh: - Khí quyển cung cấp dưỡng khí cho mọi sinh vật tồn tại và phát triển. Vùng nhiệt đới khí quyển dày, sự sống phong phú, ra ngoài vũ trụ dễ bị các tia hủy diệt tế bào Nếu khí quyển ô nhiễm hay mất cân bằng sẽ ảnh hưởng ngay đến mọi sự sống trên trái đất. - Hiện tượng tăng nhiệt độ tầng thấp của khí quyển do lỗ thủng tang Ozone, hiệu ứng nhà kính dẫn đến mực nước biển dâng cao, sa mạc hóa đang là nguy cơ xấu về nhiều mặt đối với cả cộng đồng thế giới. - Bảo vệ khí quyển trở thành nhiệm vụ quan trọng của cả cộng đồng thể giới trong giai đoạn hiện tại và tương lai. 1.1.2. Nhiệt độ không khí và ý nghĩa vệ sinh Nhiệt độ là sức nóng của không khí, đo được bằng nhiệt kế. Nguồn cung cấp nhiệt chính của không khí là từ những tia bức xạ mặt trời thông qua hiện . tượng đối lưu với vỏ trái đất và các vật thể tích nhiệt trên trái đất. Ý nghĩa vệ sinh: + Sự chênh lệch trong ngày, ngày và đêm, giữa các mùa càng nhỏ càng tạo ra cảm giác ôn hòa. + Nhiệt độ không khí có liên quan nhiều tới quá trình điều nhiệt của cơ thể (chủ yếu là quá trình toả nhiệt). Khi nhiệt độ môi trường không khí tăng cao, gây cản trở việc điều hòa thân nhiệt. + Nhiệt độ không khí có liên quan mật thiết tới quá trình phát sinh và phát triển đối với một số côn trùng, vi trùng gây bệnh. Điều này gián tiếp ảnh hưởng đến tỷ lệ lưu hành một số bệnh truyền nhiễm. 1.3. Độ ầm không khí và ý nghĩa vệ sinh Độ ẩm của không khí là lượng hơi nước không nhìn thấy hoà tan trong không khí biểu thị bằng sức trương hơi nước (mm Hg hoặc g/m 3 không khí). Ỷ nghĩa vệ sinh: Độ ẩm kết hợp với nhiệt độ môi trường tác động lên quá trình trao đổi nhiệt của cơ thể theo các cặp tương tác như sau: - Nhiệt độ cao + Độ ẩm cao (nóng ẩm) gây cản trở quá trình thải nhiệt, nên cơ thể dễ tích nhiệt dẫn đến say nóng. - Nhiệt độ cao + Độ ẩm thấp (nóng khô) gây mất nước nhiều, dẫn đến hiện tượng suy kiệt, nhất là ở trẻ em người già (hội chứng Moriquan). - Nhiệt độ thấp + Độ ẩm cao (lạnh ẩm) gây mất nhiệt, dẫn đến cảm lạnh. - Nhiệt độ thấp + Độ ẩm thấp (lạnh khô) làm da khô, nứt nẻ, chảy máu. - Độ ẩm không khí ảnh hưởng đến sự tồn tại, phát triển của nhiều loại vi sinh vật, ký sinh trùng gây bệnh. Do vậy sẽ liên quan, ảnh hưởng làm gia tăng hoặc giảm thiểu tỷ lệ mắc đối với nhiều bệnh truyền nhiễm. Bảng tiêu chuẩn nhiệt - ẩm được đề nghị: t ° không kh ỉ Đ ộ âm tương đôi 22 - 23 0 C 80 - 75 % 24 - 25° C 70 - 65 % 26 - 27° C 60 - 55 % 1.1.4. Sự chuyển động của không khí và ỷ nghĩa vệ sinh Không khí luôn chuyển động, vì mặt trời hun nóng bề mặt vỏ trái đất không đều. Không khí được hun nóng, dãn ra, tỷ trọng giảm bay lên hoặc di chuyển tạo ra gió. Sự [...]... (cỏ, cây, rừng rậm) và chuyển động của không khí Trái đất có 3 vùng khí hậu đặc trưng là: Hàn đới, Ôn đới và Nhiệt đới Vi khí hậu là tình trạng lý học của không khí trong một giới hạn không gian nhỏ (Phòng ngủ, nhà xưởng ) với thời gian nhất định và cỏ tác động trực tiếp nhiều nhất lên sức khỏe con người Thời tiết là tình trạng lí học của không khí, phụ thuộc vào một số yểu tố khí tượng (Nhiệt độ ẩm,... có của khí hậu và thời tiết gây nên nhiều tác động tiêu cực Trong xây dựng nhà ở và quy hoạch đô thị, vấn để thời tiết, vi khí hậu luôn được các kiến trúc sư, kỹ sư và người dân quan tâm để làm sao tạo ra được môi trường vi khí hậu tốt nhất 1.2 Các yếu tố hóa học không khí Môi trường không khí chứa nhiều chất hóa học Thành phần của không khí bình thường trong khí quyển gồm tập hợp của các loại khí có... như là các chỉ điểm vệ sinh Dưới đây là tiêu chuẩn vệ sinh về vi sinh vật không khí: Loại không Số lượng vi sinh vật trong một m3 không khí khí Mùa hè Mùa đông Nấm mốc T/sốVSV Cầu khuẩn T/SVSV Câu khuẩn Sạch < 1500 . trường không khí 1.1. Các yếu tổ vật lý không khí 1.1.1. Khí quyến và vai trò vệ sinh Khí quyển là lớp không khí bao bọc vỏ trái đất, với ranh giới duới là bề mặt thuỷ quyển, thạch quyển và ranh. 1.3. Độ ầm không khí và ý nghĩa vệ sinh Độ ẩm của không khí là lượng hơi nước không nhìn thấy hoà tan trong không khí biểu thị bằng sức trương hơi nước (mm Hg hoặc g/m 3 không khí) . Ỷ nghĩa. Clo: đất bẩn ít - Đất chứa nhiều muối Clo: đất rất bẩn - Đất không có Clo: đất tự làm sạch. * Ngành Y tế dựa vào chỉ số vệ sinh: Chỉ số vệ sinh = Ni tơ albumin của đất/ Ni tơ hữu cơ của đất