Bài giảng sinh thái học công nghiệp chương 3 PGS TS nguyễn thị kim thái

--- 36 Nguồn nước được coi là ô nhiễm khi thành phần và tính chất lý hoá sinh học của nước bị thay đổi, không bảo đảm chất lượng của nguồn cung cấp và các yêu cầu khác Môi trường không

-Chương 3

ô nhiễm môi trường – tác động của ô nhiễm

3.1 Bản chất của ô nhiễm

Trước khi loài người xuất hiện, môi trường trên quả đất hoàn toàn là môi trường nguyên thuỷ, chỉ có biển xanh, tuyết trắng, rừng nguyên thuỷ xanh tươi mà không có đô thị, không có nhà máy, hầm mỏ, ô tô

Từ khi con người xuất hiện, quá trình sinh hoạt và sản xuất của con người đã gây nên

ô nhiễm môi trường Như đã trình bày ở những chương trước, bản chất của ô nhiễm là sự rối loạn vận hành mang tính tiêu cực trong các chu trình tự nhiên, mà người ta có thể nhận ra và

đo lường được đã quan sát thấy ở mức độ khác nhau

Chất thải ( Theo Luật BVMT) là loại vật chất được loại ra trong sinh hoạt, từ quá trình

sản xuất, hoặc từ các hoạt động khác Chất thải có thể ở dạng rắn, dạng lỏng hoặc ở dạng

- Sự chuyển biến những quy luật kinh tế đang điều khiển các hoạt động của chúng

ta, cái đó đặt ra vấn đề tế nhị là tính đến chi phí quản lý các chất thải

- Gánh nặng gia tăng của quy chế dẫn đến những ràng buộc và mâu thuẫn càng nhiều gây khó khăn cho việc quản lý

- Cuối cùng là về phương diện kỹ thuật thì dễ hiểu rằng tất cả các ngành khoa học (hóa, sinh, nhiệt động, địa chất, cơ học, sinh thái, vật lý) là những chuyên ngành cần thiết để giải quyết vấn đề đó, điều đó giải thích về sự khó khăn để đưa ra được một cách tiếp cận đơn giản và ít nhiều triệt để về những công cụ để quản lý chất thải

Nhìn chung, ô nhiễm môi trường phần lớn do những hoạt động kinh tế không hợp lý của con người gây nên nhưng cũng có những ô nhiễm do hoạt động của tự nhiên tạo thành Hởu quả của ô nhiễm này thậm chí còn nghiêm trọng hơn, phạm vi ảnh hưởng to lớn hơn so với ô nhiễm do hoạt động của con người và không thể tránh khỏi Thí dụ điển hình là núi lửa phun ra nhưũng dòng phún thạch nóng chảy cao hàng trăm mét với hàm lượng khí sunfuarơ rất nhiều gây nên sự ô nhiễm trên một vành đai rộng lớn , thậm chí làm biến đổi khí hậu cục

bộ

Ô nhiễm môi trường có nhiều dạng, bao gồm ô nhiễm không khí, ô nhiễm nguồn nước, ô nhiễm đất, ô nhiễm tiếng ồn với các nguồn gây ô nhiễm mang tính đa dạng và luôn luôn biến đổi

- 36

Nguồn nước được coi là ô nhiễm khi thành phần và tính chất lý hoá sinh học của nước bị thay

đổi, không bảo đảm chất lượng của nguồn cung cấp và các yêu cầu khác

Môi trường không khí bị coi là ô nhiễm khi các thành phần bị biến đổi khác với trạng thái

bình thường Chất gây ô nhiễm là chất có trong khí quyển ở nồng độ cao hơn nồng độ bình thường của nó trong không khí hoặc chất đó thường không có trong không khí

Sự ô nhiễm không khí là kết quả của việc thải ra các khí, hơi, giọt và các lượng khí khác có nồng độ vượt quá thành phần bình thường trong không khí gây nên các tác động có hại hoặc gây sự khó chịu (do mùi, do bụi, )

Đất bị coi là ô nhiễm khi sự tăng nồng độ chất đạt tới nồng độ có khả năng làm xuất hiện

những tác động bất lợi đến những chức năng đã định của đất đẫn đến sự huỷ hoại của hệ sinh thái đất

Tiếng ồn nói chung là những âm thanh gây khó chịu, quấy rầy sự làm việc và nghỉ ngơi của

con người Tiếng ồn là một yếu tố tự nhiên nhưng cũng là sản phẩm của nền văn minh kỹ thuật Khi tiếng ồn lan truyền trong không khí, chuyển động âm thanh của các phân tử khí gây ra những biến đổi nhỏ về áp suất không khí mà người ta biểu hiện bằng áp suất âm, cường

độ âm Hiện nay, người ta coi tiếng ồn như là một chỉ số ô nhiễm môi trường trong thành phố

3.2 Cấc nguồn gây ô nhiễm và các chất gây ô nhiễm

Các nguồn gây ô nhiễm chủ yếu bao gồm:

- Từ hoạt động sinh hoạt;

- Từ hoạt động sản xuất công nghiệp;

Ô nhiễm gây ra từ hoạt động công nghiệp hoá dầu : Hóa dầu đã trải qua một quá trình phát

triển cực kỳ nhanh từ những năm 1960 và đã cho phép ngành hóa học đưa ra được một loạt những sản phẩm mới (chất dẻo, dung môi, chất màu, thuốc trừ sâu, keo dính, vecni ) Sản xuất, sử dụng, thải bỏ tất cả những hợp chất này đều gây ô nhiễm hoặc cho đất, hoặc cho môi trường nước, và không khí cũng như cho động, thực vật

Những hợp chất hữu cơ bay hơi là những chất gây ô nhiễm thu hút sự chú ý của nhà lập pháp Các chất này được dùng chủ yếu làm nhiên liệu, dung môi hòa tan các sản phẩm để khuyếch tán ra môi trường (như trong công việc in) những chất dẫn xuất cacbua hydro

-Những chất cacbua hydro gây hậu quả đối với môi trường, thuộc về các hợp chất cacbua hydro thơm và cacbua hydro thơm nhiều vòng, bao gồm tất cả những hợp chất bay hơi chứa một vòng trong phân tử (benzen, phenol, naphtalin )

Cùng với những hợp chất hữu cơ bay hơi, các sản phẩm dầu mỏ khác cũng có một tác

động quan trọng lên môi trường Đó là các loại chất dẻo, PCB, các chất tẩy rửa, các loại thuốc trừ sâu, các loại phenol

Ta hãy xem xét trường hợp các loại thuốc trừ sâu làm ví dụ Thuốc trừ sâu chiếm một

vị trí độc đáo trong số những chất gây ô nhiễm môi trường Ngược lại với những chất gây ô nhiễm khác, thuốc trừ sâu được người ta tự nguyện phân tán ra trong môi trường tự nhiên để diệt một số loài sâu hại Người ta phân ra 3 loại sau đây:

a) Các loại thuốc trừ sâu Bao gồm chủ yếu:

- Các hợp chất clor hữu cơ được điều chế bằng cách clor hoá các phân tử vòng thơm hoặc các phân tử dị vòng (DDT, lindan) Những chất này không tan trong nước và bền tới 10 năm

- Các hợp chất photpho hữu cơ là những este của rượu và axit ortho photphoric (paration, malation) nhanh chóng bị phân giải sinh vật trong nước

- Những cacbonat là những este của axit N-metyl cacbamic Những loại này ít độc hại đối với các động vật máu nóng

b) Những loại thuốc trừ nấm: Thông dụng nhất là những loại thuốc trừ nấm thuỷ ngân hữu

cơ Chúng được dùng phối hợp với thuốc trừ sâu clor hữu cơ để bảo quản hạt giống

c) Những loại thuốc trừ cỏ Những loại chính là:

- Các dẫn xuất của axit phenoxy axetic

- Các triazin

- Các loại urê đã bị thế,v.v

- Các loại thuốc trừ sâu thể hiện những tác động khác nhau lên môi trường:

- Những tác dụng độc hại trực tiếp đối với các loài động vật và thực vật

- Đầu độc gián tiếp dây truyền dinh dưỡng, đặc biệt là các loài chim ăn sâu và thuỷ sản

- Làm giảm tiềm năng sinh vật của những loại bị nhiễm thuốc

- Làm biến mất nhiều loài và như vậy làm mất cân bằng của các quần thể đồng thời làm tăng nhanh chóng nhiều loài do mất kẻ săn chúng làm mồi

Một cố gắng quan trọng đang được thực hiện từng bước để sửa lại những hậu quả đó:

- Đưa ra những loại ít độc hại hơn

- Phát triển đấu tranh sinh học

- Làm tăng sức đề kháng của cây trồng

- Tối ưu hoá việc ứng dụng các loại thuốc,v.v

- 38

Một việc cũng cần phải được thực hiện trong kế hoạch quản lý các chất thải là việc huỷ bỏ

những kho dự trữ lớn thuốc trừ sâu thu hồi từ thị trườngvà nhưng bao bì bẩn vì thuốc cũng đặt

ra những vấn đề nghiêm trọng chưa nói tới những sản phẩm phụ của công nghiệp sản xuất

thuốc trừ sâu Chúng ta mới chỉ nhấn mạnh ở đây đến các loại thuốc trừ sâu tổng hợp Còn

những nguồn thuốckhác vẫn được sử dụng: vô cơ (lưu huỳnh, sunphat đồng, sắt, arsenic) hay

những chất hữu cơ tự nhiên (nicotin, rotenon ) Tổng cộng, khoảng 31 triệu ha trồng trọt đã

nhận hàng năm:

- 100.000 tấn chất hữu cơ tổng hợp

- 60.000 tấn lưu huỳnh

- 7500 tấn đồng; thông qua hơn 500 chế phẩm thương mại

Khả năng gây ô nhiễm của các loại thuốc trừ sâu được thể hiện ở Hình 3.1

Ô nhiễm gây ra từ hoạt động khai thác mỏ và sản xuất vật liệu xây dựng :Theo C

Guillemin, Futurible, no20, feirier 1979), mỗi đầu người trên hành tinh, mỗi năm khai thác 8

tấn vật liệu từ đất, trong đó:

- 2,5 tấn bãi thải mỏ than

- 3,3 tấn vật liệu xây dựng

- 1,7 tấn nhiên liệu mỏ

- 150kg kim loại

- 150kg quặng phi kim

Trong quá trình hoạt động, các chất ô nhiễm không khí phát ra bao gồm các loại bụi ;

các loại khí thải từ quá trình đốt cháy là SO2, NO2, CO, CO2 và chất thải hữu cơ

Các nhà máy điện, các nhà máy hóa chất, nhà máy điện nguyên tử phát ra các chất phóng xạ

Nguồn chủ yếu do sự đốt than Các hạt bụi từ quá trình đốt than bao gồm số lượng lớn là các

bon, silicat (SiO2) nhôm (Al2O3) và Fe2O3 hoặc Fe3O2 được phát ra dưới dạng tro bay Các

chất khí đồng thời cũng được bốc ra từ quá trình đốt than Các yếu tố (thành phần khí xả)

Từ các ngành CN khác (kg/tấn than đốt) HCHO 0,023 0,023

CO 0,23 1,38

Hình 3.1 Khả năng gây ô nhiễm của các loại thuốc trừ sâu

Thuốc

bảo vệ thực vật

Phế liệu sản xuất

Bao bì

bị nhiễm bẩn

Sự ô nhiễm qua dây chuyền thực phẩm

Bay hơi

Tồn dư trong thực vật được tiêu thụ

Sự nhiễm bẩn

qua chuỗi thức ăn

Sự mất cân bằng

Quần thể côn trùng

Trôi theo dòng nước

- Sự hấp phụ và hấp thụ trên đất

- Sự phân huỷ sinh học/hoá học

- Lan truyền dưới tác dụng của nước

ô nhiễm nguồn nước ngầm

- 40

Ô nhiễm gây ra từ các hoạt động giao thông: Không khí bị do các hoạt động của động cơ

ô tô, ngoài Oxyt cácbon và hợp chất của chì ra còn có các khí khác như Hydrocacbon và Oxinitơ Các chất khí này dưới tác dụng của năng lượng mặt trời, tạo nên những chất gây thành sương mù, kích thích mắt, làm tổn hại cây cối

Động cơ ô tô còn sinh ra những chất có thể gây ung thư thực nghiệm trên động vật Lượng khí xả ra do các phương tiện ô tô như sau:

(kg/ngày chạy xe)

Ô nhiễm gây ra từ các hoạt động đun nấu và sưởi: Sự nhiễm bẩn không khí từ các lò đốt

trong nhà là hình thức sớm nhất gây nhiễm bẩn mặc dù tác động các hại của nó không nhiều Các chất khí thải xả ra từ đun nấu và sưởi bao gồm :

Aldehyt (HCHO) 0,005 lb/tấn than đốt = 0,002 kg/tấn than đốt

Các chất khí gây ô nhiễm : Những sự phát thải khí khác nhau góp phần vào việc làm ô

nhiễm khí quyển ở quy mô địa phương (sương mù oxy hóa, mưa axit ) cũng như toàn cầu (hiệu ứng nhà kính, lỗ thủng tầng ozôn )

Những loại khí này chủ yếu gây ra sự rối loạn chức năng của chu trình cacbon và chu trình ni tơ Chu trình cacbon bị liên lụy trong sự phát thải của các hợp chất hữu cơ bay hơi , của CFC, oxyt cacbon (CO), dioxyt cacbon (CO2), metan (CH4) và dioxyt lưu huỳnh (SO2) (sản phẩm của quá trình cháy cacbua hydro)

Khí monoxyt cacbon (CO): Khí CO được sinh ra một cách tự nhiên do các nguồn khác nhau

sinh vật hay phi sinh vật: núi lửa, quá trình oxy hóa của cácpecten thực vật, tảo biển Sản sinh ra CO do hoạt động của con người chủ yếu là cháy rừng và sử dụng nhiên liệu mỏ

CO, trong không khí với nồng độ nhỏ (từ 0,1 đến 0,2 ppm), tăng lên ở những vùng đô thị có lượng xe ô tô lớn lưu hành (tới 20-100 ppm) Người ta không nhận thấy có sự gia tăng hàm lượng CO trên toàn cầu theo thời gian, chủ yếu là do những cơ chế sinh-địa-hóa làm chuyển hóa thành những hợp chất khác:

- CH4 và CO2 dưới tác dụng của một số vi khuẩn

- CO2 và H2 trong tầng bình lưu của khí quyển do phản ứng của các gốc tự do:

CO + OH-  CO2 + 1/2 H2

CO có tác dụng độc hại đối với những động vật máu nóng và người Oxyt cacbon kết hợp với những hồng huyết cầu tạo thành cacboxyhemoglobin, chất này không có cố định oxy nữa ở người, 6400 ppm CO gây ra cái chết trong 1/4 giờ Một nguyên nhân gây ra chết người cực mạnh lại có thể xảy ra do sự đốt cháy không hoàn toàn trong đời sống hàng ngày Cũng may mắn là những việc do còn người gây ra không dẫn tới sự tích tụ CO trong khí quyển

Dioxyt cacbon (CO 2 ) : Sự phát thải CO2, nói một cách công bằng, không đưa lại hậu quả làm rối loạn vận hành của chu trình cacbon Ngược lại với monoxyt cacbon, phân tử CO2 không

độc hại và những vấn đề do chất đó đặt ra có nguồn gốc ở việc khơi dậy nguồn cacbon hóa thạch, ở sự khai thác bừa bãi những nhiên liệu mỏ, Thêm vào đó là việc phá rừng và đốt cháy sinh khối

Sự tăng gấp đôi hàm lượng CO2 trong khí quyển được coi như bất khả kháng trong thế kỷ 21

so với hồi đầu thế kỷ này (300 ppm) Khí CO2, mặt khác, là một chỉ tiêu đặc trưng của mức sống các cộng đồng cư dân, vì vậy biện pháp làm phát thải khí CO2 trên toàn cầu phải tế nhị, trong tình thế là một bộ phận lớn của thế giới là các nước đang phát triển hoặc rất chậm phát triển

Sự phát triển khí thải CO2, được biểu thị bằng tấn cacbon trên đầu người trong một năm, ở Hoa Kỳ là 5,2 ở các nước trong cộng đồng Châu Âu là 2,3 (riêng ở Pháp là 1,8) Con số trung bình cho các nước đang phát triển là 0,4 Cho thấy sự khác biệt về mặt kinh tế giữa các nước

Sự tăng lên của CO2 trong khí quyển hầu như là một thực tế mặc dầu có sự lên xuống liên tục trong tiến trình biến đổi Vai trò điều tiết của các đại dương hoặc sự tăng trưởng của thực vật phải được khẳng định Vấn đề không chỉ cần quan tâm tới bảo tồn những nguồn tài nguyên

mỏ một cách khôn ngoan hơn mà không áp dụng biện pháp quản lý tiết kiệm hơn hệ thống năng lượng

Những sự đánh giá thường xuyên cho thấy ở thời đại tiền công nghiệp có một dòng trao đổi hàng năm giữa bầu khí quyển và sinh khối của lục địa là 60 GT (1 gigatôn tương ứng với 109tấn) Dòng trao đổi đó giữ cân bằng giữa quá trình quang hợp để làm giàu thêm sinh khối và quá trình nhả oxy để làm giàubầu khí quyển

Do những hoạt động năng lượng và công nghiệp, người ta ước lượng rằng dòng trao đổi với lượng 60 Gt về phía khí quyển được bổ sung hàng năm khoảng 8 Gt (6 Gt do tiêu dùn hiên liệu mỏ và 2 Gt do mất rừng), còn quá trình quang hợp luôn ở mức độ chỉ tiêu thụ 60 Gt Tác dụng của nhân tố điều hoà do các đại dương nắm giữ vai trò chỉ có thể phát huy được ở mức 4 tấn trong 1 năm, điều đó dẫn tới là khoảng 4 Gt được phát thải vào khí quyển Như vậy bầu khí quyển sẽ chứa 735 Gt CO2 Con số này phải được xem xét một cách cẩn thận, đặc biệt

- 42

là về khả năng điều hoà của đại dương, mặc dù đã mất công nghiên cứu nhiều và vẫn còn hiểu biết rất ít

Khí Mêtan: Khí này được sinh ra một cách tự nhiên do sự lên men kỵ khí trong đất, trong

những cánh đồng lấy nước ngọt và nước mặn Khi đó cũng còn là do dòng khí thoát ra khỏi các mỏ cacbua hydro Trong thời đại của chúng ta, những nguyên nhân nhân tác đặc biệt nhiều, đó là:

- Sự phát triển của trồng cây nông nghiệp và chăn nuôi (sự lên men trong những chuồng phân của động vật nhai lại tạo ra lại tạo ra một nguồn quan trọng khí metan)

- Sự thất thoát khí metan trong các mỏ cacbua hydro (30 triệu tấn/năm)

- Khí metan được sản sinh ra bởi rác thải sinh hoạt (và từ những phế liệu lên men được) được chứa trong những nơi thiếu không khí

- Những con số liên quan đến khí metan rất dao động Ta có thể ghi nhận làm chỉ số các giá trị sau đây trên bình diện toàn cầu

- Ruộng lúa (70 triệu tấn/năm)

- Gia súc (75 triệu tấn/năm)

- Thất thoát trong quá trình khai thác nhiên liệu (50 triệu tấn/năm)

- Do sinh khối thực vật (10 triệu tấn/năm)

Khí này cũng giống như CO2, không độc hại, những chúng tham gia một cách tích cực vào việc gây ra hiệu ứng nhà kính

Các hợp chất oxyt nitơ: Tên gọi oxyt nitơ được dùng cho các hợp chất là Oxyt nitơ (NO);

Dioxyt nitơ (NO2 ) và Oxyt nitric (N2O )

Các NOx được sản sinh ra trong những điều kiện nhiệt độ cao (sưởi, công nghiệp, sản xuất năng lượng ) và hầu hết là trong các độngc ơ nổ (diesel, xăng) Người ta thấy rằng khí thải

động cơ nổ rất giàu khí NO, nhưng khí này chuyển hóa thành NO2 trong quá trình bị hòa loãng trong không khí:

2NO + O2  2NO2

Oxyt nitric (N2O) là loại khí có nitơ nhiều nhất trong khí quyển khi không bị ô nhiễm (0,25ppm) Khí này chỉ dóng một vai trò rất yếu trong việc làm ô nhiễm bầu khí quyển trái với các dạng khí khác Hiện tượng có ý nghĩa trong các dạng phát thải là những phát thải có liên quan đến các hoạt động của con người, số lượng cũng lớn như các phát thải tự nhiên (hoạt

động của sinh vật, núi lửa, xói mòn gió)

Các chất gây ô nhiễm môi trường nước : Nguồn nước được coi là ô nhiễm khi thành phần

và tính chất lý hoá sinh học của nước bị thay đổi, không bảo đảm chất lượng của nguồn cung cấp và các yêu cầu sử dụng khác

-Các chất gây ô nhiễm môi trường nước bao gồm:

Các chất thải hữu cơ: là nguồn chất gây ô nhiễm chủ yếu trong các nguồn nước mặt Có thể

là các chất hữu cơ khó bị ô xy hoá, hoặc các chất hữu cơ dễ bị oxy hoá Các chất này được biểu thị bằng các chỉ tiêu BOD, Nitơ tổng số, phốt pho, COD… Trong nước thải sinh hoạt, hàm lượng các chất bẩn hữu cơ như sau :

xí nghiệp ắc quy có nồng độ axit, chì cao, nước thải nhà máy bột giấy chứa nhiều chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ, màu, lignin, phenol với hàm lượng lớn

Các chất hữu cơ bị o xy hóa thành CO2 , H2O dưới tác dụng của các vi sinh vật hiếu khí Sau đó tác dụng với NO3 để tạo thành N2 , CO2 , H2O thực hiện quá trình khử Nitrat dưới tác dụng của các vi khuẩn khử Nitơ Sau đó là quá trình phân huỷ yếm khí tạo ra CH4 , H2S gây nên sự ô nhiễm

Các chất thải chứa vi sinh vật: Các vi sinh vật bao gồm vi khuẩn, vi rút các dạng vi khuẩn

gây bệnh cho người Nguồn chủ yếu là ô nhiễm của nước thải thành phố, nước mưa Một số các xí nghiệp công nghiệp tuỳ vào loại sản phẩm có thể chứa các chất ô nhiễm vi sinh vật trong nước thải

Các chất độc hại: Chất phóng xạ từ các nhà máy hạt nhân nguyên tử chứa một số lượng lớn

các chất độc và đồng thời còn chứa các loại nước làm nguội -> ảnh hưởng tới quá trình tự làm

sạch của nguồn Những chất khó bị oxy hoá thường được tích luỹ từ nguồn kia và tăng dần xuống phía hạ nguồn và có ảnh hưởng trực tiếp tới sức khoẻ, sự tích tụ sinh học sẽ xảy ra và theo đường: Vật chứa chất phóng xạ chuỗi thức ăn người tiêu thụ

Các chất gây ô nhiễm môi trường đất:

Các chất hoá học: Các chất hóa học thường thấy trong môi trường đất bao gồm các loại phân bón hoá học và các chất diệt côn trùng, diệt cỏ, đặc biệt trong các chất diệt cỏ chứa các

sản phẩm clo của phenol khi vào đất, các chất này làm cho số lượng các trực khuẩn tích tụ phênol phát triển mạnh Ngoài ra các hợp chất của chì, thuỷ ngân hợp thành trong đất những chất cặn lắng bền vững và truyền vào cây trồng

- 44

Đa số các loại hoá chất trừ sâu, diệt cỏ đều làm ô nhiễm cây trồng, làm các rễ cây bị cằn cỗi trong đất và cây không phát triển được Thí dụ thuốc bảo vệ thực vật DDT sau 5 năm

sử dụng vẫn còn được tìm thấy 4 - 5% sót lại trong đất do khó bị hấp thụ vào các cấu tử của

đất DDT ở nồng độ thấp (24 mg/l) gây nên sự thay đổi sinh lý ngược của cá, làm chết các loài chim DDT rất dễ dịch chuyển vào nước DDT khi vào cơ thể sẽ tích tụ thành các khối u

ác tính DDT thường tích tụ trong đất, nước, không khí, sau đó rơi vào biển và được các thuỷ sinh vật hấp thụ gây ô nhiễm thực phẩm

Các chất hóa học mang tính độc hại cao đối với môi trường đất là Asen, Flo và chì Sau khi được hấp thụ, các chất này qua con đường thực vật, sữa bò và vào đến người Hàm lượng các chất này trong đất ở khu vực nhà máy thường cao gấp 5-6 lần so với vùng đất xa

ách 500m

Các chất thải công nghiệp mang tính nguy hại: Các phế thải công nghiệp rắn tạo nên

nguồn quan trọng các chất gây ô nhiễm đất do các sản phẩm hoá học độc hại gây ra Theo ước tính, trong số 50% các phế thải công nghiệp có tới 15% có khả năng gây độc hại nguy hiểm ở

Mỹ, gần 106 tấn chất thải bỏ không cháy, axit ăn mòn hoặc gây độc hại được xả bừa bãi ra môi trường xung quanh Nếu tính theo đầu người là 20 kg chất thải công nghiệp/năm Những chất hoá học độc hại thường gặp ở trong đất là asen, flo, chì

Các chất phóng xạ: Các chất phóng xạ từ các vụ nổ bom hạt nhân hoặc các chất thải phóng

xạ phát ra từ các trung tâm công nghiệp hoặc tung tâm nghiên cứu khoa học lắng xuống mặt

đất và được tích tụ lại trong đất như các C14, Sr90, Cs Ngoài ra còn có các yếu tố vi lượng như Be, Bo, Se

Các chất phóng xạ xuất phát từ những vụ nổ bom hạt nhân hoặc những chất thải phóng xạ lỏng hay rắn từ các trung tâm công nghiệp hay nghiên cứu khoa học có thể lắng xuống mặt

đất và tích tụ ở đó Các chất phóng xạ này ví dụ C14 xâm nhập vào cơ thể động vật và vào đất

C14 tham gia vào chuyển hóa cácbon ở cây cỏ Một số thực vật trên đất như nấm, địa y tích

tụ C3 gây nguy hại cho động vật ăn phải thực vật đó

Các loại vi sinh vật gây bệnh: Gồm các trực khuẩn và nguyên sinh động vật đường ruột, các

loại này làm ô nhiễm đất do việc sử dụng phân bón lấy từ các hố xí hoặc bùn hay do sự xả các chất thải sinh hoạt bừa bãi Ngoài ra còn có các loại ký sinh trùng như giun, sán, các loại nấm Các loại vi khuẩn gây bệnh có thể tồn tại phát triển trong đất bị nhiễm bẩn các phế thải hữu cơ như phân, rác, phế thải công nghiệp thực phẩm v.v Đất có thể bị ô nhiễm bởi các loại trực khuẩn lị, thương hàn, phẩy khuẩn tả hoặc amíp Các bệnh do các vi khuẩn này gây ra theo con đường tiếp xúc trực tiếp giữa người với đất bẩn, với nước bẩn hoặc do ruồi, bọ Ngoài vi khuẩn gây bệnh, trong đất còn phát triển các lại côn trùng gây bệnh, là nơi chứa trứng giun, sán Điều kiện phát triển của mỗi loại vi khuẩn gây bệnh phụ thuộc vào lượng mưa, nhiệt độ không khí, thực vật, ánh sáng mặt trời, độ ẩm của đất Hiện nay người

ta thường dùng các loại vi khuẩn Coli Aerogenes và Bact perfrigens, phát triển trong môi trường phân tươi, làm vi sinh vật chỉ thị cho độ nhiễm bẩn phân của đất

Các chất khác: Các chất rắn vô cơ kích thước lớn như vật liệu xây dựng, phế liệu sắt thép

-hoặc các chất nhựa tổng hợp, Polyetilen bền vững trong đất Chúng khó bị phân hủy và khi thải vào đất sẽ ngăn cản sự phát triển của thảm thực vật, thay đổi cấu trúc đất và địa hình Vì thế người ta thường tận dụng các loại này để san nền hoặc sử dụng lại

3.3 Độc học sinh thái và các tác động, rủi ro, nguy cơ

Như đã trình bày ở Chương 1, độc chất học theo định nghĩa là những chất gây độc hại hoặc rõ hơn là những sản phẩm nguy hiểm đôí với con người Phạm vi áp dụng của môn khoa học đó trong những thập niên gần đây đã được mở rộng trong một khuôn khổ rộng hơn do sự chen ngang của một chuyên ngành mới: sinh - thái - độc - chất - học mà Jouany đã định nghĩa năm 1978 như một môn nghiên cứu về tất cả những tác dụng của những chất độc hại đối với các loài đang sống và các tổ chức của chúng, mối tương quan của chúng với các vật chất vô sinh, mối tương quan của chúng với nhau và đốivới người

Người ta thường phân biệt hai kiểu tương tác giữa những chất có độc tính và những mục đích tiềm tàng tùy theo đó là tác động trực tiếp hay gián tiếp

Trường hợp tác động gián tiếp thường tương ứng với sự nhiễm độc gắn với ô nhiễm môi trường gây ra sự nhiễm bẩn các dây chuyền thức ăn

Những biểu hiện của độc tính : Những biểu hiện khác nhau của độc tính tìm hiểu được

bằng những phép thử sinh học bao gồm việc quan sát diễn biến của một các thể (hay một nhóm các thể) tiếp xúc với môi trường được nghiên cứu trong những điều kiện thực nghiệm nhất định Người ta phân biệt chủ yếu hai loại tính độc là độc cấp tính và độc mãn tính

Độc cấp tính: Là độc tính gây ra của một cá thể hay của một môi trường với một liều lượng

hay một nồng độ rất cao của một chất độc, trong một thời gian rất ngắn (một vài ngày là tối

đa, thường là 24g)

Đối với một nồng độ của một sản phẩm độc đã được xác định (x), nồng độ/liều lượng gây chết (y) sự tử vong của những chủ thể biểu thị bằng một đường cong của sự tử vong phụ thuộc vào nồng độ (thường có dạng "sygmoide" như hình vẽ 3.2)

Tỷ lệ tử vong (%)

100

50

Nồng độ (x)

Hình 3.2 Đường cong của sự tử vong phụ thuộc vào nồng độ

- Thời gian dùng cho các phép thử đó biến đồng tử một vài phút đến 96 giờ

Độc dài hạn: Là độ độc gây ra của một cá thể hay một môi trường với một liều lượng hay

một nồng độ yếu trong một thời gian rất dài (từ một tháng đến thời gian sống của nhiều thế hệ súc vật) Loại độc tính đó giữ vai trò cơ bản trong ô nhiễm môi trường (thí dụ: tác động của một đơn vị công nghiệp hay của một trạm xử lý rác, ô nhiễm do ôtô, hậu quả của các chất phụ gia thực phẩm ) chính là trong trường hợp này người ta dùng khái niệm vi thể gây ô nhiễm (micropolluant) Trong tất cả các tác dụng gắn với độc tính dài hạn, có hai tác dụng đặc biệt quan trọng, đó là:

- Những tác dụng lên tái sản xuất: làm khô cằn, làm giảm độ phì, tạo ra quái thai (dị dạng cơ thể như đầu to, thiếu chân tay );

- Gây ung thư, biến đổi gen: người ta đã thấy phần lớn các chất biến đổi gen (sự khác thường trong số lượng hay chất lượng nhiễm sắc thể ở ADN) cũng là gây ung thư, điều đó giải thích xu hướng hiện nay là thay thế các mẫu thử ung thư (lâu và

đắt) bằng mẫu thử biến đổi gen nhanh hơn nhiều và tương đối dại diện cho nguy cơ gây ung thư của các chất cần nghiên cứu

Những nguy cơ gắn với vi trùng gây bệnh

Cách tiếp cận về độc chất học và sinh-thái-độc-chất-học được chủ yếu duy trì bởi những rủi ro gắn liền với sự phổ cập trong môi trường những phân tử hữu cơ tổng hợp hoặc các kim loại và muối kim loại

Các loại phế thải dạng rắn cũng là mầm gây bệnh đưa lại những mối nguy hại cho sức khỏe

Đặc biệt là trường hợp chất thải thải bệnh viện, chăn nuôi gia súc, và cả rác thải đô thị Đó là nước thẩm thấu qua các lớp chất thải mà có các động vật sống trên vùng đất đó (các loài gặm nhấm, chim ) có thể phân tán các mầm bệnh trong lòng các quần thể các mầm gây bệnh:

các vi khuẩn như Mycobacterium Tuberculosis (bệnh lao), Pseudomonas (tiêu chảy), Salmonella (bệnh thương hàn), Vilrio (dịch tả) hoặc các loại nấm

Những nguy cơ gắn với rác thải

Gerard Keck (Trường thú y Lyon, giáo trình độc chất học của rác thải, DEAINSA Lyon) phân tách nguy cơ rác thải thành nguy cơ cấp tính và nguy cơ mạn tính

Nguy cơ cấp tính: Những nguy cơ cấp tính được gây ra bởi:

- Nơi chứa những bao bì bẩn, thậm chí thuốc trừ sâu quá hạn (hoặc không còn được phép dùng): gây độc cho loài vật nuôi;