bài giảng môn hóa môi trường hệ cao đẳng

Bài giảng Môn Hóa Môi CHƯƠNG 1: SINH THÁI VÀ MÔI TRƯỜNG 1.1. Sinh thái 1.1.1. Lịch sử phát triển và ý nghĩa của môn sinh thái học Có thể tóm tắt lịch sử phát triển sinh thái học như sau - Thời kỳ trước thế kỷ XIX : Ngay từ những thời kỳ lịch sử xa xưa con người đã có những hiểu biết nhất định về “Sinh thái học” dù rằng họ không biết thuật ngữ này. Có thể nêu lên những công trình có đề cập đến sinh thái học như sau: Trong những công trình của nhà bác học Aristote (384 - 322 TCN) và các triết gia cổ Hy Lạp đều có nhiều dẫn liệu mang tính chất sinh thái khá rõ nét. Trong công trình của mình, Aristote đã mô tả 500 loài động vật cùng với các đặc tính như di cư, sự ngủ đông của các loài chim, khả năng tự vệ của mực, các hoạt động xây tổ của chim Hoặc như E. Theophrate (371-286 TCN), người khai sinh môn học thực vật học đã chú ý đến ảnh hưởng của thời tiết, màu đất đến sự sinh trưởng, tuổi thọ của cây và thời kỳ quả chín, tác động qua lại giữa thảm thực vật với địa hình, địa lý. Ông đã sử dụng các đặc điểm sinh thái làm cơ sở cho việc phân loại thực vật. B.G. Lamark (1744-1829) là người đưa ra học thuyết tiến hóa đầu tiên, ông đã cho rằng ảnh hưởng của các yếu tố môi trường là một trong những nguyên nhân quan trọng đối với sự thích nghi và sự tiến hóa của sinh vật. - Thời kỳ thế kỷ XIX : Phải nói đây là thời kỳ phồn thịnh của sinh thái học, trong thời kỳ này đã có nhiều công trình nghiên cứu, nhiều tư liệu về sinh thái học. Có thể nêu ra một số nhà khoa học tiêu biểu : A. Hurmboldt (1769 - 1859) chú ý đến những điều kiện địa lý đối với thực vật. K. Glogher (1833) viết về sự thay đổi của chim dưới ảnh hưởng của khí hậu. K. Bergmann (1848) nói về qui luật thay đổi kích thước của các động vật máu nóng theo vùng phân bố địa lý; C. Darwin (1809-1872) với tác phẩm nổi tiếng “Nguồn gốc của các loài do chọn lọc tự nhiên hay là sự bảo tồn các nòi thích nghi trong đấu tranh sinh tồn” cùng với một số công trình khác là những bằng chứng phong phú và hùng hồn cho học thuyết tiến hóa của ông. Đó cũng là nền móng của sinh thái học. Trang 1 Bài giảng Môn Hóa Môi Người đề xuất thuật ngữ “Sinh thái học” là nhà sinh học người Đức - E. Haeckel (1834- 1919) trong quyển sách “ Sinh thái chung của cơ thể”. Ông xác định sinh thái học là khoa học chung về quan hệ giữa sinh vật và môi trường. Ông cũng chính là người ủng hộ tích cực học thuyết tiến hóa của C. Darwin. Từ nửa sau của thế kỷ XIX, nội dung nghiên cứu của sinh thái học chủ yếu là các nghiên cứu về đời sống của động thực vật và sự thích nghi của chúng với nhân tố khí hậu. Tiêu biểu như E. Warming (Đan Mạch) trong công trình “Địa lý sinh thái thực vật” (1895). Thời kỳ từ thế kỷ XX đến nay: Đây là thời kỳ sinh thái học ngày càng được nghiên cứu sâu và rộng hơn. Hội nghị quốc tế về thực vật lần thứ 3 ở Bruxelle (Bỉ) vào năm 1910, đã tách sinh thái học thực vật thành hai bộ môn riêng : Sinh thái học cá thể (Autoecology) và sinh thái học quần xã (Synecology). Từ những năm 20 của thế kỷ này, người ta đã tổ chức các Hội sinh thái học và ra tạp chí sinh thái. Môn sinh thái học bắt đầu được giảng dạy ở các trường đại học. Vào những năm 30 trở đi khuynh hướng nghiên cứu quần xã, đặc biệt là các quần xã thực vật được phát triển ở nhiều nước trên thế giới. Năm 1935 A.Tansley (Anh) đã đưa ra một hương nghiên cứu mới là hệ sinh thái (Ecosystem), nhưng mãi đến nửa sau của thế kỷ XX, hướng nghiên cứu này mới được quan tâm và được đẩy mạnh. Sự phát triển của hệ sinh thái đã làm cơ sở cho một học thuyết mới về sinh quyển do nhà khoa học người Nga V.I. Vernadki đề ra. Ý nghĩa của sinh thái học Trong cuộc sống, sinh thái học đã có những thành tựu to lớn được con người ứng dụng vào những lĩnh vực như: - Nâng cao năng suất vật nuôi và cây trồng trên cơ sở cải tạo các điều kiện sống của chúng. - Hạn chế và tiêu diệt các dịch hại, bảo vệ đời sống cho vật nuôi, cây trồng và đời sống của cả con người. - Thuần hoá và di giống các loài sinh vật. - Khai thác hợp lý tài nguyên thiên nhiên, duy trì đa dạng sinh học và phát triển tài nguyên cho sự khai thác bền vững. - Bảo vệ và cải tạo môi trường sống cho con người và các loài sinh vật sống tốt hơn. Trang 2 Bài giảng Môn Hóa Môi Sinh thái học giờ đây là cơ sở khoa học, là phương thức cho chiến lược phát triển bền vững của xã hội con người đang sống trên hành tinh kỳ vĩ này của Hệ thái dương. 1.1.2. Khái niệm hệ sinh thái Vậy hệ sinh thái là tập hợp của quần xã sinh vật với môi trường vật lý mà nó tồn tại, ở đó các sinh vật tương tác với nhau và với môi trường để phát triển ổn định theo thời gian thông qua hoạt động của các chu trình sinh địa hoá và sự biến đổi năng lượng. Hệ sinh thái trở thành một bộ phận cấu trúc của một hệ sinh thái duy nhất toàn cầu hay còn gọi là sinh quyển (biosphere) VD : Hệ sinh thái rừng quốc gia Cúc Phương, rừng ngập mặn, hệ sinh thái vùng cửa sông, rạn san hô… 1.1.3. Cấu trúc của hệ sinh thái Một hệ sinh thái điển hình được cấu trúc bởi các thành phần cơ bản sau đây: - Sinh vật sản xuất (Producer - P) - Sinh vật tiêu thụ (Consumer - C) - Sinh vật phân hủy (Decomposer - D) - Các chất vô cơ (CO 2 , O 2 , H 2 O, CaCO 3 ) . - Các chất hữu cơ (protein, lipid, glucid, vitamin, enzym, hoocmon,…) - Các yếu tố khí hậu (nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, lượng mưa ). MÔI TRƯỜNG VẬT LÝ + QUẦN XÃ SINH VẬT = HỆ SINH THÁI - Các chất vô cơ - Các chất hữu cơ . - Các yếu tố khí hậu - Sinh vật sản xuất - Sinh vật tiêu thụ - Sinh vật phân hủy + Sinh vật sản xuất (Producer - P) là những sinh vật tự dưỡng (autotrophy), gồm các loài thực vật có màu xanh và một số nấm, vi khuẩn có khả năng quang hợp hoặc hóa tổng hợp. Chúng là thành phần không thể thiếu được trong bất kỳ hệ sinh thái hoàn chỉnh nào. + Sinh vật tiêu thụ (Consumer - C ) là những sinh vật dị dưỡng (heterotrophy) bao gồm tất cả các loài động vật và những vi sinh vật không có khả năng quang hợp và hóa tổng hợp, nói một cách khác, chúng tồn tại được là dựa vào nguồn thức ăn ban đầu do các sinh vật tự dưỡng tạo ra. Trang 3 Bài giảng Môn Hóa Môi Tuỳ theo đặc điểm tiêu thụ, sinh vật tiêu thụ được chia ra: - Sinh vật tiêu thụ bậc 1 (C1): bao gồm những loài động vật ăn thực vật. - Sinh vật tiêu thụ bậc 2 (C2): Bao gồm sinh vật ăn thịt, sử dụng sinh vật tiêu thụ bậc 1 làm thức ăn. - Sinh vật tiêu thụ bậc 3 và bậc 4 (C3 và C4) có thể là sinh vật ăn thịt, sử dụng sinh vật tiêu thụ bậc 2 làm thức ăn. Cũng có thể là ký sinh trùng sống ký sinh trên sinh vật tiêu thụ bậc1 hoặc bậc 2 hoặc động vật ăn xác chết. + Sinh vật phân hủy (Decomposer - D) là tất cả các vi sinh vật dị dưỡng, sống hoại sinh (saprophy) : vi sinh vật đất, nấm . Chúng phân hủy các chất phức tạp, giải phóng ra môi trường những khoáng chất đơn giản hoặc các nguyên tố hóa học ban đầu tham gia vào chu trình (như CO 2 , O 2 , N 2 ). 1.1.4. Bản chất của hệ sinh thái - Hệ sinh thái tồn tại một cách độc lập với các thành phần cấu tạo nên nó - Các thành viên cấu trúc nên hệ tồn tại và phát triển hoàn toàn phụ thuộc vào nhau - Một hệ sinh thái bất kỳ hay mỗi thành viên cấu trúc nên hệ có chức năng riêng, đều hoạt động nhịp nhàng để tạo nên hoạt động chức năng của cả hệ thống - Hệ sinh thái là hệ động lực hở, tự điều chỉnh 1.1.5. Quá trình tổng hợp và phân huỷ vật chất trong hệ sinh thái 1.1.5.1. Quá trình tổng hợp vật chất a. Quang hợp của cây xanh Nhờ có chất diệp lục mà thực vật và tảo là sinh vật duy nhất trên hành tinh lấy CO 2 và năng lượng mặt trời để tổng hợp thành chất hữu cơ. CO 2 + 12 H 2 O + năng lượng mặt trời (C 6 H 12 O 6 ) + 6H 2 O + 6O 2 b. Quang hợp của vi khuẩn Ngoài quang hợp của thực vật còn có sự đóng góp của các nhóm vi khuẩn mang màu cho quá trình sản xuất chất hữu cơ như vi khuẩn lưu huỳnh màu xanh hay màu đỏ (Chlorobacteriaceae, Thiorhodaceae). Phần lớn chúng sống trong nước ngọt và nước mặn, nơi được chiếu sáng. Trong quang hợp của vi khuẩn, chất bị oxi hoá (cho điện tử) không phải là nước mà là nhhững chất vô cơ hay hữu cơ chứa lưu huỳnh như H 2 S. Trang 4 Chlorophil Bài giảng Môn Hóa Môi CO 2 + 2H 2 S + năng lượng mặt trời (CH 2 O) + H 2 O + 2S 2H 2 O + 3O 2 + 2S  2H 2 SO 4 c. Hoá tổng hợp của vi khuẩn Một quá trình nữa được nhắc đến trong thành phần của nhóm sinh vật sản xuất là quá trình hoá tổng hợp do một số nhóm vi khuẩn xác định. Các vi khuẩn hoá tổng hợp lấy năng lượng từ phản ứng oxi hoá các hợp chất vô cơ để đưa cacbondioxit vào trong thành phần của tế bào chất. Những hợp chất hữu cơ đơn giản trong hoá tổng hợp được biến đổi, chẳng hạn, từ NH 3 thành nitrit, nitrit thành nitrat, sắt II thành sắt III… Sự oxi hóa nitrat - Bước đầu: Biến đổi amôni hay amoniac thành nitrit nhờ vi khuẩn nitrosomonas NH 4 + + O 2  NO 2 - + H + + năng lượng - Tiếp theo: Biến đổi nitrit thành nitrat nhờ vi khuẩn nitrobacter NO 2 - + O 2  NO 3 - + năng lượng Dựa vào đặc điểm dinh dưỡng, vi khuẩn được chia thành các nhóm: Chemolithoautotroph, Photolithaototroph, Chemoorangnoautotroph. - Chemolithoautotroph (vi khuẩn nitrat hoá, vi khuẩn lưu huỳnh không màu, một số vi khuẩn sinh khí metan và vi khuẩn oxi hoá sắt) sử dụng năng lượng nhờ sự oxi hoá NH 3 , NO 2 - , H 2 S hoặc các chất khử khác. - Photolithautotroph (vi khuẩn lam, vi khuẩn đỏ và đỏ tía) lại sử dụng năng lượng mặt trời - Chemoorangnoautotroph khai thác năng lượng từ sự oxi hoá metanol và các hợp chất hữu cơ khác. d. Hiệu quả của quá trình tổng hợp vật chất Trong đời sống của thực vật, năng lượng kiếm được từ quang hợp sử dụng cho các quá trình tự duy trì, tăng trưởng và hô hấp rất thay đổi Trên cơ sở nhiều khảo nghiệm, năng lượng sử dụng của sinh vật tự dưỡng được đánh giá từ 30-40% tổng sản lượng sinh học sơ cấp (sản lượng sơ cấp thô P G ); Còn lại khoảng 60 -70% được dùng làm thức ăn cho các loài sinh vật dị dưỡng gọi là sản lượng sơ cấp tinh P N (năng lượng sơ cấp nguyên) 1.1.5.2. Quá trình phân huỷ vật chất a. Hô hấp hiếu khí Trang 5 Chlorophil Bài giảng Môn Hóa Môi Hô hấp hiếu khí là hoạt động chức năng của tất cả các loài sinh vật. Hô hấp ngược với quá trình quang hợp, chúng sử dụng oxi phân tử để đốt cháy vật chất, tạo năng lượng cho các hoạt động sống của cơ thể, đồng thời thải ra môi trường các sản phẩm cuối cùng của quá trình là CO 2 và H 2 O. (C 6 H 12 O 6 ) + 6O 2 6CO 2 + 6H 2 O + năng lượng b. Hô hấp kỵ khí Hô hấp kỵ khí xảy ra không có sự tham gia của oxi phân tử. Chất oxi hoá không phải là oxi mà là chất vô cơ hay hữu cơ khác. Hô hấp kỵ khí hay gặp dưới dạng hô hấp sunfat và nitrat. Hô hấp sunfat xảy ra trong các trầm tích giàu SO4 2- do các nhóm vi khuẩn như metanococcus, desulfovibrio… Sự phân huỷ các chất được thực hiện theo phản ứng sau đây: CH 3 -CO-COOH + H 2 O  CH 3 -COOH + CO 2 + 2H + 2H + + 1/4SO 4 2-  1/4S 2- + H 2 O Hô hấp nitrat diễn ra trong quá trình phản nitrat (denitrification) để biến đổi nitơ từ dạng nitrat trở về dạng NO, NH 3 , N 2 , N 2 O với sự tham gia của các vi khuẩn phản nitrat như Pseudomonat, Escherichia, nấm… theo phản ứng sau: C 6 H 12 O 6 + 4NO 3 -  6CO 2 + 6H 2 O + 2N 2 Trong phân huỷ vật chất nói chung, tương tự như vi khuẩn tự dưỡng, vi khuẩn dị dưỡng (heterotroph) cũng được chia thành: Chemolithoheterotroph, Chemoorganoheterotroph, Photoorganoheterotroph. Những nhóm vi khuẩn này đều sử dụng chủ yếu cacbon của các hợp chất hữu cơ để thực hiện quá trình trao đổi chất. Ở Chemolithoheterotroph (vi khuẩn khử sunfat,một số vi khuẩn hình thành khí metan), năng lượng được khai thác từ phản ứng oxi hoá hydro và thiosunfat với sự khử tương ứng của sunfat (SO4 2- ) và oxi phân tử (O 2 ). Chemoorganoheterotroph (đại đa số là vi khuẩn hiếu khí, vi khuẩn phản nitrat kỵ khí, một số vi khuẩn lưu huỳnh không màu…) khai thác năng lượng khi oxi hoá các hợp chất hữu cơ khác nhau. Photoorganoheterotroph (vi khuẩn không lưu huỳnh đỏ tía) sử dụng năng lượng ánh sáng. c. Sự lên men Trang 6 Bài giảng Môn Hóa Môi Lên men là quá trình sản sinh năng lượng, khai thác năng lượng bằng con đường lên men thì phản ứng đường phân (glucolyse) rất đặc trưng đối với thuỷ sinh vật, tức là quá trình cắt ngắn dần hexoza (C 6 H 12 O 6 ) cho đến 2 phân tử puruvic. Sản phẩm cuối cùng của sự lên men đường là axit lactic C 6 H 12 O 6  2CH 3 -CO-COOH + 4H + 2CH 3 -CO-COOH + 4H +  2CH 3 -CHOH-COOH (axit lactic) Lên men là quá trình kỵ khí, được thực hiện do các vi sinh vật kỵ khí nghiêm ngặt (kỵ khí bắt buộc) hoặc kỵ khí tuỳ nghi. Trong trường hợp sau, sự có mặt của không khí sẽ chuyển quá trình lên men sang hô hấp hiếu khí. Nói chung, lên men tạo ra nguồn năng lượng thấp. Tuy nhiên cùng với hô hấp kỵ khí nó có ý nghĩa quan trọng ở những nơi giàu chất hữu cơ, nhưng thiếu hoặc hoàn toàn không có oxi tự do. Ba dạng hô hấp trên ngự trị trong sinh quyển, tham gia vào quá trình phân huỷ vật chất đến dạng đơn giản nhất trả lại cho môi trường, nhờ đó vật chất được quay vòng và năng lượng được biến đổi. d. Vai trò của quá trình phân huỷ các chất hữu cơ trong hệ sinh thái Sự phân huỷ vật chất có ý nghĩa quan trọng trong đời sống tự nhiên - Tạo nên dãy thức ăn liên tục trong các hệ sinh thái - Biến các chất trơ thành các chất có hoạt tính cao tham gia vào sự hình thành nguồn dinh dưỡng cho sinh giới. - Hình thành nên các vitamin, chất kháng sinh có giá trị điều hoà các quá trình sinh học trong quần xã - Làm trong sạch môi trường bằng các quá trình vật lý, hóa học và sinh học 1.1.6. Năng lượng và dòng năng lượng đi qua hệ sinh thái 1.1.6.1. Sự phân bố năng lượng trong môi trường Tất cả các hệ thống sống trên hành tinh này tồn tại được là nhờ vào nguồn năng lượng vô tận của mặt trời. Nguồn năng lượng này chuyển xuống trái đất dưới dạng sóng ánh sáng. Ánh sáng khi đi qua tầng khí quyển để đến được bề mặt trái đất bị suy giảm một phần do các khí , hơi nước, bụi…hấp thụ và phản xạ lại vũ trụ. Những dải sóng khác nhau bị hấp thụ khác nhau. Nói chung, bức xạ mặt trời xuống đến ngưỡng trên của khí quyển có cường độ 2Cal/cm 2 /phút. Khi qua lớp khí quyển bề mặt trái đất chỉ còn nhận được 67% năng lượng ban đầu, ứng với 1,34 Cal/cm 2 /phút Các nghiên cứu đã xác định rằng khoảng 99% tổng năng lượng nằm trong vùng quang phổ Trang 7 Bài giảng Môn Hóa Môi có bước sóng từ 1,136 đến 4000 µm; Khoảng 50% nguồn năng lượng đó (gồm cả ánh sáng trắng và bước sóng 0,38 – 0,77 µm).có ý nghĩa sinh thái quan trọng, được thực vật sử dụng cho quang hợp gọi là bức xạ quang hợp. Thực vật hấp thụ rất mạnh các tia màu xanh và màu đỏ cũng như một lượng nhỏ các tia sóng dài hơn với các bước sóng 0,4 – 0,5 và 0,6 – 0,7. Bảng. Sự phát tán năng lượng và bức xạ mặt trời (%) trong sinh quyển (Hullbert, 1971) 1.1.6.2. Dòng năng lượng đi qua hệ sinh thái Năng lượng đi qua hệ sinh thái qua các bậc dinh dưỡng của chuỗi thức ăn, một phần được sinh vật sử dụng cho hô hấp còn phần lớn biến đổi thành nhiệt thoát ra môi trường Sơ đồ tổng quát của dòng năng lượng đi qua hệ sinh thái Chất lượng và cường độ năng lượng bức xạ cũng được biến đổi từ dạng nguyên khai sang hóa năng nhờ quá trình quang hợp của sinh vật sản xuất, rồi từ hóa năng sang cơ năng và nhiệt năng trong trao đổi chất của tế bào ở các nhóm sinh vật tiêu thụ, phù hợp hoàn toàn với các quy luật về nhiệt động học. Những biến đổi xảy ra liên tiếp như thế là chìa khóa của chiến lược năng lượng của cơ thể cũng như của hệ sinh thái: Như vậy, khác với vật chất, năng lượng được biến đổi và vận chuyển theo dòng qua các xích thức ăn rồi thoát khỏi hệ dưới dạng nhiệt, do vậy, năng lượng chỉ được sử dụng một lần, trong khi vật chất được sử dụng lặp đi, lặp lại nhiều lần. Trang 8 Bài giảng Môn Hóa Môi Ta có thể nhận thấy rằng năng lượng đi qua hệ sinh thái theo dòng hay theo các kênh, do đó nó chỉ sử dụng được một lần, phần lớn thoát ra môi trường dưới dạng nhiệt. Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng trong sinh quyển khi chuyển từ bậc dinh dưỡng thấp lên bậc dinh dưỡng cao hơn liền kề, trung bình năng lượng thất thoát tới 90%, có nghĩa là sinh vật tiêu thụ ở bậc sau chỉ tích tụ được 10% năng lượng của bậc trước nó. Năng lượng thất thoát theo 3 con đường chính: - Năng lượng chứa trong các sản phẩm mà sinh vật tiêu thụ không sử dụng - Năng lượng được sử dụng từ thức ăn, nhưng không được đồng hoá thải ra môi trường dưới dạng các chất bài tiết và chất trao đổi - Năng luợng mất đi dưới dạng nhiệt hô hấp. Trong tổng số năng lượng rơi xuống hệ sinh thái, thì chỉ khoảng 50% đóng vai trò quan trọng đối với sự tiếp nhận của sinh vật sản xuất, tức là phần năng lượng chủ yếu thuộc phổ nhìn thấy, hay còn gọi là "bức xạ quang hợp tích cực". Nhờ nguồn năng lượng này, thực vật thực hiện quá trình quang hợp để tạo ra nguồn thức ăn sơ cấp, khởi đầu cho các xích thức ăn. Như vậy, thực vật là sinh vật duy nhất có khả năng "đánh cắp lửa Mặt Trời" để làm nên những kỳ tích trên hành tinh: nguồn thức ăn ban đầu và dưỡng khí (O 2 ), những điều kiện thuận lợi, đảm bảo cho sự ra đời và phát triển hưng thịnh của mọi sự sống khác, trong đó có con người. Sản phẩm của quá trình quang hợp do thực vật tạo ra được gọi là "tổng năng suất sơ cấp" hay "năng suất sơ cấp thô" (ký hiệu là PG). Nó bao gồm phần chất hữu cơ được sử dụng cho quá trình hô hấp của chính thực vật và phần còn lại dành cho các sinh vật dị dưỡng. Chẳng hạn, các loài thực vật đồng cỏ còn non thường chỉ tiêu hao 30% tổng năng lượng sơ cấp, còn ở đồng cỏ già lên đến 70%. Rừng ôn đới sử dụng 50 - 60%, còn rừng nhiệt đới 70 - 75%. Từ mức sử dụng trung bình nêu trên của sinh vật sản xuất, tổng năng lượng sơ cấp nguyên tích tụ trong mô thực vật trên toàn sinh quyển được đánh giá như sau: khoảng 70% thuộc về các hệ sinh thái trên cạn, còn 30% được hình thành trong các hệ sinh thái ở nước, chủ yếu là các đại dương. 1.2. Môi trường 1.2.1. Khái niệm về môi trường và sự ô nhiễm môi trường 1.2.1.1 Khái niệm về môi trường “Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và vật chất nhân tạo bao quanh con người, có ảnh hưởng đến đời sống, sản xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và sinh vật.” (Luật BVMT Việt Nam 2005). Trang 9 Bài giảng Môn Hóa Môi Bách khoa toàn thư về môi trường (1994) đưa ra một định nghĩa đầy đủ và ngắn gọn hơn về môi trường: “Môi trường là tổng thể các thành tố sinh thái tự nhiên, xã hội nhân văn và các điều kiện tác động trực tiếp hay gián tiếp lên phát triển, lên đời sống và hoạt động của con người trong thời gian bất kỳ.” 1.2.1.2. Chức năng cơ bản của môi trường Đối với sinh vật nói chung và con người nói riêng thì môi trường sống gồm có năm chức năng cơ bản sau: · Môi trường là không gian sinh sống cho con người và thế giới sinh vật · Môi trường là nơi chứa đựng các nguồn tài nguyên cần thiết cho đời sống và sản xuất của con người. · Môi trường là nơi chứa đựng các chất phế thải do con người tạo ra trong cuộc sống và sản xuất. · Giảm nhẹ các tác động có hại của thiên nhiên tới con người và sinh vật. · Môi trường có chức năng lưu trữ và cung cấp thông tin cho con người. 1.2.1.3. Khái niệm ô nhiễm môi trường Sự ô nhiễm là quá trình chuyển chất thải hoặc năng lượng vào môi trường đến mức có khả năng gây tác hại đến sức khỏe con người, vật liệu và sự phát triển của sinh vật. Các tác nhân gây ô nhiễm bao gồm chất thải có thể ở dạng rắn, lỏng hoặc khí và các dạng năng lượng như nhiệt độ, tiếng ồn. Trong môi trường tự nhiên luôn có yếu tố này. Tuy nhiên, môi trường chỉ gọi là ô nhiễm nếu nồng độ các chất trên đạt đến mức có khả năng tác động xấu đến con người, sinh vật và vật liệu. 1.2.2. Các vấn đề gay cấn giữa môi trường và phát triển Nói một cách cô đọng thì môi trường là tổng hợp các điều kiện sống của con người, phát triển là quá trình cải tạo và cải thiện các điều kiện đó. Giữa môi trường và phát triển dĩ nhiên có mối quan hệ chặt chẽ. Môi trường là địa bàn và đối tượng của phát triển. Trong phạm vi một quốc gia cũng như trên toàn thế giới, luôn luôn song song tồn tại 2 hệ thống: Hệ thống kinh tế xã hội và hệ thống môi trường. Hệ thống kinh tế xã hội cấu thành bởi các thành phần sản xuất, lưu thông, phân phối, tiêu dùng và tích luỹ, tạo nên một dòng năng lượng, chế phẩm, hàng hoá, phế thải lưu thông giữa các phần tử cấu thành hệ. Hệ thống môi trường với các thành phần môi trường thiên nhiên và môi trường xã hội. Môi trường thiên nhiên cung cấp tài nguyên cho hệ kinh tế, đồng thời tiếp nhận chất thải từ hệ kinh tế. Chất thải này có thể ở lại hẳn trong môi trường tự nhiên hoặc qua chế biến rồi trở Trang 10 [...]... của các sinh vật và mơi trường xung quanh tạo nên hệ sinh thái Tuy nhiên sinh quyển khơng phải là sự lắp ghép đơn giản của các hệ sinh thái Khơng có hệ sinh thái nào là hồn tồn đóng kín Mặt khác năng lượng mà chúng chuyển hố thành các chất hữu cơ đều lấy từ mặt trời và sự vận hành của mỗi hệ ít nhiều đều bị ảnh hưởng của các hệ bên cạnh Yếu tố quan trọng nhất là các ngun tố hóa học cần thiết cho sự... mơi trường khơng khí Chất lượng mơi trường khơng khí được đặc trưng bằng các chỉ tiêu nồng độ các chất ơ nhiễm trong khơng khí Nồng độ các chất ơ nhiễm càng nhỏ thì chất lượng khơng khí càng tốt Tiêu chuẩn mơi trường là những chuẩn mực, giới hạn cho phép, được quy định dùng làm cơ sở pháp lý để quản lý mơi trường (kiểm tra, kiểm sốt mơi trường, xử lý các vi phạm mơi trường và đánh giá tác động mơi trường )... trung gian ở độ cao từ 50 đến 85 km, nhiệt độ thay đổi từ -2 đến -92 0C Tầng này ngăn cách với tầng bình lưu bởi một lớp tạm dừng đánh dấu bởi sự biến thiên nhiệt độ, nghĩa là ở tầng này nhiệt độ giảm theo chiều tăng của độ cao Thành phần các chất chủ yếu ở tầng này gồm O2 +, NO +, N2 2.1.4 Tầng nhiệt (Thermosphere) Trang 15 Bài giảng Mơn Hóa Mơi Tầng nhiệt hay còn gọi là tầng ion, ở độ cao từ 85 đến.. .Bài giảng Mơn Hóa Mơi lại hệ kinh tế Một hoạt động kinh tế mà chất phế thải khơng thể sử dụng được trở lại hệ kinh tế được xem như là hoạt động gây tổn hại đến mơi trường, lãng phí tài ngun khơng tái tạo được, sử dụng tài ngun tái tạo được một cách q mức khiến cho nó khơng thể hồi phục... trường ) Tiêu chuẩn chất lượng mơi trường khơng khí bao gồm: Trang 26 Bài giảng Mơn Hóa Mơi - Tiêu chuẩn chất lượng mơi trường khơng khí xung quanh 1 + QCVN 05-2009 Chất lượng khơng khí - Tiêu chuẩn chất lượng khơng khí xung quanh 2 + TCVN 5938-1995 Chất lượng khơng khí -Nồng độ tối đa cho phép của một số chất độc hại trong khơng khí xung quanh - Tiêu chuẩn chất lượng mơi trường khơng khí tại khu vực sản... đổi theo chiều cao Nitơ, oxy và cacbon dioxit là 3 nhân tố sinh thái quan trọng của khí quyển Nitơ là chất khí khá trơ về mặt hóa học, nó hầu như khơng tham gia các phản ứng hóa học ở điều kiện thường Ở nhiệt độ cao, hoặc trong tia lửa điện, nitơ tác dụng với oxy tạo thành NO, tác dụng với hydro tạo thành NH3 Một số vi sinh vật trong tự nhiên có thể vượt qua được hàng rào năng lượng cao để phá vỡ liên... Methanococcus, Desulfovibrio sống hiếu khí hoặc ky khí, trong Trang 18 Bài giảng Mơn Hóa Mơi đất hoặc trong nước lại rất dễ dàng phá vỡ “cầu nối ba” của phân tử nitơ bằng loại enzym đặc hiệu của mình (nitrogenase ) Oxy là chất khí quan trọng trong khí quyển đối với động vật trên cạn cũng như với động vật dưới nước Oxy là chất khí có hoạt tính hóa học cao, vì vậy, trong khí quyển, oxy tham gia vào nhiều phản ứng,... hạt Ở các tầng khí quyển cao hơn 80 km, thành phần các cấu tử chính có thay đổi, nhưng tỷ lệ giữa chúng thay đổi khơng đáng kể Trang 19 Bài giảng Mơn Hóa Mơi Hình 2.2 Biến thiên nồng độ của các thành phần chính trong khí quyển Ngun nhân dẫn đến sự biến thiên ozon là do phản ứng hợp thành và phân ly quang hố Chu kỳ ozon trong khí quyển ở dạng đơn giản bao gồm các phản ứng quang hóa phân hủy ozon, oxy... thì nó như một lớp da rất mỏng bao quanh trái đất Trang 14 Bài giảng Mơn Hóa Mơi Khối lượng của khí quyển vào khoảng 5 x 10 15 tấn, trong đó 99% nằm ở lớp dưới 30 km so với mặt đất do lực hút của trái đất Trong khí quyển có khoảng 50 hợp chất hố học được tạo nên bởi hàng loạt các phản ứng cân bằng với nhau Càng lên cao áp suất càng giảm, ở độ cao 100 km, áp suất khí quyển chỉ bằng một phần triệu áp suất... vật trên mặt đất khỏi bị bức xạ tử ngoại gây tác hại Cuối cùng, Trái đất trở thành một mơi trường sống thân thiện hơn, sinh Trang 17 Bài giảng Mơn Hóa Mơi vật bắt đầu chuyển từ cuộc sống dưới nước trong đại dương sang cuộc sống trên cạn ở mặt đất 2.2.2 Thành phần khí quyển Lớp khí quyển bao quanh trái đất là mơi trường để truyền bức xạ mặt trời vào trái đất như bức xạ hồng ngoại, tử ngoại, rơgen, gamma . thành hệ. Hệ thống môi trường với các thành phần môi trường thiên nhiên và môi trường xã hội. Môi trường thiên nhiên cung cấp tài nguyên cho hệ kinh tế, đồng thời tiếp nhận chất thải từ hệ kinh. (Luật BVMT Việt Nam 2005). Trang 9 Bài giảng Môn Hóa Môi Bách khoa toàn thư về môi trường (1994) đưa ra một định nghĩa đầy đủ và ngắn gọn hơn về môi trường: Môi trường là tổng thể các thành tố. lại hẳn trong môi trường tự nhiên hoặc qua chế biến rồi trở Trang 10 Bài giảng Môn Hóa Môi lại hệ kinh tế. Một hoạt động kinh tế mà chất phế thải không thể sử dụng được trở lại hệ kinh tế được