Chương 1 giới thiệu về vi sinh vật và biến đổi khí hậu, chương 2 hiện trạng của vi sinh vật ảnh hưởng đến biến đổi khí hậu, chương 3 ảnh hưởng của vi sinh vật lên biến đổi khí hậu, chương 4 giải pháp nhằm hạn chế tác động của biến đổi khí hậu là những nội dung chính trong đề tài Ảnh hưởng của sinh vật lên biến biến đổi khí hậu. Mời các bạn cùng tham khảo.
LỜI MỞ ĐẦU Như biết thập kỉ qua, nhân loại trải qua biến động bất thường khí hậu tồn cầu Trên bề mặt trái đất, khí thủy khơng ngừng nóng lên làm thay đổi mơi trường sinh thái Vấn đề diễn ngày gây nhiều hệ lụy tới đời sống lồi người Nó ảnh hưởng lớn đến kinh tế, xã hội môi trường quốc gia nói chung Việt Nam nói riêng Sự thay đổi khí hậu khơng phải vấn đề hàn lâm mà thực tế có tác động lớn đến nhân loại Hiện tượng nóng lên tồn cầu xảy nhiều nguyên nhân khác tác động vi sinh vật lên biến đổi khí hậu nguyên nhân khách quan Tuy tác động phần nhỏ lên mơi trường ảnh hưởng đến thay đổi khí hậu tồn cầu Trước tính nghiêm trọng vấn đề, trước tác động đột ngột xảy từ ảnh hưởng biến đổi khí hậu lên tài nguyên thiên nhiên người, định chọn đề tài “ Ảnh hưởng sinh vật lên biến biến đổi khí hậu ” để tìm hiểu nhiều chất biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt môi trường nơi sinh sống Tuy nhiên trình thực tiểu luận thời gian cộng với hiểu biết hạn chế số liệu nghiên cứu nên đề tài dừng lại việc nghiên cứu chung vi sinh vật ảnh hưởng đến biến đổi khí hậu Vì mà đề tài khơng thể tránh khỏi thiếu sót nên tơi mong nhận ý kiến đóng góp thầy để làm hồn chỉnh ý nghĩa Xin chân thành cảm ơn MỤC LỤC Lời mở đầu Trang Tổng quan vi sinh sinh vật đến biến đổi khí hậu Phần nội dung Chương 1: Giới thiệu vi sinh vật biến đổi khí hậu 1.1 Khái niệm vi sinh vật 1.2 Đặc điểm vi sinh vật 1.3 Khái niệm biến đổi khí hậu .4 1.4 Biểu biến đổi khí hậu Chương : Hiện trạng vi sinh vật ảnh hưởng đến biến đổi khí hậu .5 Chương : Ảnh hưởng vi sinh vật lên biến đổi khí hậu 3.1 Ảnh hưởng CH4 lên biến đổi khí hậu 3.1.1 Sự tham gia VSV góp phần tạo khí CH4 chăn ni 3.1.2 Sự tham gia VSV góp phần tạo thành khí CH4 sx biogas .9 3.2 Ảnh hưởng CO2 lên biến đổi khí hậu 3.3 Những tác động ảnh hưởng BĐKH lên môi trường 10 3.4 Những tác động ảnh hưởng BĐKH lên người 11 Chương : Giải pháp nhằm hạn chế tác động BĐKH 11 Kết luận kiến nghị .13 Tài liệu tham khảo 14 Chương 1: Giới thiệu vi sinh vật biến đổi khí hậu 1.1 Khái niệm vi sinh vật Vi sinh vật (Microoganism) thể vô nhỏ bé thường đơn bào đa bào mà mắt thường khơng thể nhìn thấy quan sát vi sinh vật kính hiển vi Vi sinh vật bao gồm nhiều nhóm khác nhau: Nhóm giới sinh vật nguyên thủy (Prokaryotes): vi khuẩn, xạ khuẩn, giới khuẩn lam (Tảo lam) Nhóm giới sinh vật nhân thực (Eukaryote): giới thực vật (Tảo), giới nấm ( nấm men, nấm sợi ), số động vật nguyên sinh Virus nhóm vi sinh vật đặc biệt chưa có cấu tạo tế bào vi sinh vật có mức độ tiến hóa thấp Vi sinh vật phân bố rộng rãi tự nhiên: đất, nước, khơng khí, thể sinh vật khác loại lương thực, thực phẩm, hàng hóa khác 1.2 Đặc điểm vi sinh vật Vi sinh vật có đặc điểm sau: Kích thước nhỏ bé: vi sinh vật đo micromet, vius đo nanomet Vì vi sinh vật có kích thước nhỏ bé nên diện tích bề mặt tập đoàn vi sinh vật lớn Chẳng hạn số lượng cầu khuẩn chiếm thể tích 1cm3 có diện tích bề mặt m2 Hình 1.1: Bảng đo kích thước nhỏ bé vi sinh vật Hấp thu nhiều, chuyển hóa nhanh: nhỏ bé vi sinh vật có khả hấp thu chuyển hóa vượt xa sinh vật bậc cao khác Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh: tốc độ sinh trưởng sinh sôi nảy nở vi sinh vật lớn Ví dụ: vi khuẩn E.coli điều kiện thích hợp, khoảng 12 đến 20 phút nhân đôi lần Vi khuẩn Escherichia Coli Nấm men Vi tảo Chlorella Năng lực thích ứng mạnh dễ phát sinh biến dị: trình tiến hóa, vi sinh vật tạo cho chế điều hịa trao đổi chất để thích ứng với điều kiện sống bất lợi Phân bố rộng, chủng loại nhiều 1.3 Khái niệm biến đổi khí hậu Biến đổi khí hậu Trái Đất thay đổi hệ thống khí hậu gồm khí quyển, thủy quyển, sinh quyển, thạch tương lai nguyên nhân tự nhiên nhân tạo giai đoạn định từ tính thập kỷ hay hàng triệu năm Sự biến đổi thay đổi thời tiết bình quân hay phân bố kiện thời tiết quanh mức trung bình Sự biến đổi khí hậu giới hạn vùng định hay xuất tồn địa cầu 1.4 Biểu biến đổi khí hậu - Sự nóng lên khí Trái Đất nói chung - Sự thay đổi thành phần chất lượng khí có hại cho mơi trường sống người sinh vật Trái Đất - Sự dâng cao mực nước biển băng tan dẫn tới ngập úng vùng đất thấp, đảo nhỏ biển - Sự di chuyển đới khí hậu tồn hàng nghìn năm vùng khác Trái Đất dẫn tới nguy đe dọa sống loài sinh vật, hệ sinh thái hoạt động người - Sự thay đổi cường độ hoạt động trình hồn lưu khí quyển, chu trình tuần hồn nước tự nhiên chu trình sinh địa hóa khác - Sự thay đổi suất sinh học hệ sinh thái, chất lượng thành phần sinh thủy Chương : Hiện trạng vi sinh vật ảnh hưởng đến biến đổi khí hậu Nóng lên tồn cầu vấn đề ảnh hưởng đến môi trường sống chúng ta, theo nhà nghiên cứu phần nguyên nhân gây nên tượng hiệu ứng nhà kính Hiệu ứng nhà kính trao đổi không cân lượng Trái Đất với không gian xung quanh dẫn đến tăng nhiệt độ khí Trái Đất Hiện tượng diễn theo chế tự nhiên Nhưng khơng có hiệu ứng nhà kính, Trái Đất cầu lạnh không gian Trong phần lớn bầu khí nitơ ơxi, phần nhỏ bao gồm khí nhà kính CO2, CH4 NOx số khí vi lượng khác Hình 2.1: HIện tượng hiệu ứng nhà kính Từ góc độ biến đổi khí hậu hai chu kì quan trọng chu kì carbon (C) chu kì nitơ (N2) Carbon (C) nguyên tố phổ biến thứ vũ trụ sau H2, He O2, khối xây dựng sống Trái Đất quan trọng vai trò hệ thống khí hậu, biến đổi khí hậu nguồn tài nguyên mà hầu hết người phụ thuộc vào Nitơ (N2) chiếm khoảng 78% thành phần khí Trái Đất thành phần thể sống Hình 2.2: Mối liên hệ chu kì Carbon Nitơ xảy đồng thời Trái Đất Trong hai chu kì Carbon (C) Nitơ (N2) có mức độ định trao đổi chất phức tạp, hoạt động bị ảnh hưởng chất dinh dưỡng vô Những hoạt động mạnh mẽ thơng thạo có xu hướng thay đổi có thay đổi điều kiện xung quanh mơi trường Điều dẫn đến hiệu ứng kịch liệt ảnh hưởng đến biến đổi khí hậu tồn cầu Nhiệt độ bề mặt Trái Đất tồn cầu dự đốn tăng 1,1 6,6 vào năm 2100 (IPCC, 2007) điều ảnh hưởng đến Cacbon (C) Nitơ ( N2 ) tự có khả tăng tốc hoạt động vi sinh vật dị dưỡng Vi sinh vật biến đổi khí hậu có tác động qua lại với nhau, theo nghiên cứu nhà khoa học biến đổi khí hậu tượng nóng lên toàn cầu khiến vi khuẩn nấm sinh sản nhiều nhanh chóng (Agren, 2013) Đồng thời vi khuẩn sử dụng phần lớn Carbon (C) có sẵn cho việc hơ hấp mình, thải nhiều Nitơ (N2) vào khí mà kích thích nóng lên khí nhiều Mặt khác, sinh vật chết chúng phân hủy vi khuẩn nấm phân hủy cách sử dụng phần Carbon (C) mơ chết cho tăng trưởng, phần cịn lại Carbon (C) sinh vật chết trả lại cho bầu khơng khí CO2 (một sản phẩm phụ trình phân hủy).Đây vi sinh vật cho góp phần làm thay đổi khí hậu tồn cầu Ngồi vi sinh vật đóng vai trị trung tâm chu kì dinh dưỡng mơi trường Trong hệ thống đất vi sinh vật làm trung gian phân rã thực vật, động vât, tiêu dùng sản xuất chất khí vi lượng chuyển đổi kim loại nặng tăng trưởng thực vật ( Panikov,1999) Thông qua vai trị vi sinh vật có khả tác động vào khí hậu số lượng lớn, phân bố rộng rãi vi sinh vật có ảnh hưởng to lớn đến quy mơ tồn cầu Vi sinh vật đóng góp đáng kể vào việc sản xuất tiêu thụ khí nhà kính bao gồm CO 2,CH4, N20, NO Theo đánh giá liên hợp quốc nguyên nhân hoạt đơng biến đổi khí hậu 90% người 10% tự nhiên Những hoạt động người xử lý nước thải hoạt động nơng nghiệp kích thích việc sản xuất khí nhà kính có tham gia vi khuẩn Khi khí phát triển có phản ứng phản hồi khác mà tăng tốc độ giảm tốc độ tồn cầu nóng lên mức độ tác động chưa biết Vi sinh vật có vai trị đóng góp tác động vào thành phần khí hậu thay đổi, giúp xác định chúng có sử dụng để hạn chế lượng khí thải gây biến đổi khí hậu Chương 3: Ảnh hưởng vi sinh vật lên biến đổi khí hậu 3.1.Ảnh hưởng CH4 lên biến đổi khí hậu CH4 khí nhà kính thứ hai sau CO2 có nguồn gốc từ tự nhiên hoạt động người, năm gần nồng độ CH4 tăng đột biến 3.1.1 Sự tham gia VSV góp phần tạo khí CH4 chăn ni Khí Mêtan (CH4) chăn ni thải chủ yếu thông qua hoạt động chăn ni gia súc đặc biệt lồi nhai lại bò, cừu, ngựa Sở dĩ q trình tiêu hóa lồi động vật nhai lại khí Metan (CH 4) sản xuất dày loài nhờ vao phân hủy yếm khí loại vi khuẩn methanogenic Protozoa ( loại vi khuẩn sống ruột trước động vật nhai lại,những vi sinh vật sản xuất khí CH sản phẩm phụ q trình trao đổi chất, sau phát tán khơng khí qua q trình đầy động vật) Quá trình hoạt động gọi trình lên men Enteric Hình 3.1: Sự tạo thành khí Metan (CH4) Thức ăn sơ thơ phân giải phần vi sinh vật phân giải chất xơ (Xenlulaza) chúng tiết trình phân giải cacbohydrat phức tạp sinh đường đơn Đối với gia súc dày đơn đường đơn glucoza sản phẩm cuối hấp thụ, gia súc nhai lại đường đơn vi sinh vật có dày tạo axit béo bay Khí Metan: m4H2 > CH4 + 2H2O Phần lớn axit béo bay hấp thụ qua vách trở thành nguồn lượng cho gia súc nhai lại Cịn khí thể, mà chủ yếu metan tạo thoát qua động vật ợ Trung bình cừu thải 30 lít khí Metan ngày bò thải tới 200 lít ngày 3.1.2 Sự tham gia VSV góp phần tạo thành khí CH4 sx biogas Biogas hay cịn gọi khí sinh học hỗn hợp khí sản sinh từ phân hủy chất hữu tác động vi khuẩn mơi trường yếm khí Trong thành phần chủ yếu khí metan (CH4) Q trình sản xuất khí sinh học thực bể sinh học, nguyên liệu nạp vào bể yếm khí qua q trình phân hủy yếm khí nhờ vi sinh vật, khí metan sinh thu hồi qua số vi sinh vật sản xuất từ lên men hơ hấp tế bào Hình 3.2: Qúa trình tạo thành khí CH4 sản xuất Biogas Nhóm vi khuẩn sinh metan vi khuẩn kỵ thí nghiêm ngặt, mẩn cảm với 02 phát triển chậm Vi khuẩn sinh metan chia thành nhóm: Methanobacterium hình que, khơng sinh bào tử Methanobacillus hình que, sinh bào tử Methanococcus hình cầu, đứng riêng lẻ, khơng kết nối thành chuỗi Methanosarsina hình cầu, kết thành chuỗi khối 3.2 Ảnh hưởng CO2 lên biến đổi khí hậu Carbon tồn tất hợp chất hữu cơ, carbon dioxyde (CO 2) khí hay nước sinh vật tự dưỡng hấp thụ biến đổi thành hợp chất hữu phức tạp hydrate carbon, protein, lipide thơng qua q trình quang hợp phản ứng sinh hóa Một phần chất tạo thành cấu trúc nên thể vi sinh vật quang hợp thực vật Thực vật vi sinh vật quang hợp động vật hay sinh vật dị dưỡng sử dụng, sau chất tiết xác chết sinh vật bị vi khuẩn phân hủy đến giai đoạn cuối ( giai đoạn khoáng hóa ) trả lại carbon dioxyde cho mơi trường Khí CO2 năm khí nhà kính (CO2, CFC, CH4, O3, N2O) hỗn hợp khí CO2 thành phần chiếm tỉ lệ tương đối cao: 47% Theo tính tốn nhà khoa học, nồng độ CO khí tăng gấp đơi nhiệt độ bề mặt Trái Đất tăng lên khoảng oC Các số liệu quan sát cho thấy nhiệt độ Trái Đất tăng lên 0,5oC khoảng thời gian từ 1885 đến 1940 thay đổi nồng độ CO2 Dự báo rằng, khơng có biện pháp khắc phục hiệu ứng nhà kính nhiệt độ Trái Đất tăng lên từ 1,5 đến 4,5 oC vào năm 2050 gây nhiều hậu nghiêm trọng tác động mạnh mẽ tới nhiều mặt môi trường Trái Đất 3.3 Những tác động ảnh hưởng BĐKH lên môi trường Biến đổi khí hậu làm cho nhiệt độ Trái Đất nóng lên nhiệt độ cao tạo điều kiện cho nạn cháy rừng dễ xảy hơn, xa nhiệt độ Trái Đất cao làm tan nhanh băng tuyết Bắc Cực Nam Cực khiến mực nước biển ngày tăng lên gây nên nạn đại hồng thủy Ngoài ảnh hưởng đến nhiều vùng sản xuất lương thực trù phú, khu đông dân cư, đồng nhiều đảo thấp bị chìm nước biển Sự nóng lên Trái Đất làm thay đổi điều kiện sống bình thường lồi sinh vật Trái Đất, làm ảnh hưởng đến hệ sinh thái tự nhiên, thay đổi cấu loài thực vật, động vật số vùng gây suy giảm đa dạng sinh học, trình bay diễn nhanh Ơ nhiễm khơng khí, tăng nhiệt độ khơng khí nhiệt độ tồn cầu tăng đến 4,5oC vào năm 2050 phát thải khí nhà kính có xu hướng tăng lên Nhiệt độ ấm dần lên có ảnh hưởng đặc biệt nghiêm trọng đến số khu vực Bắc, Tây, Nam Phi, vùng nhiệt độ tăng thêm tới 10oC nhiệt độ cao tạo điều kiện cho nạn cháy rừng dễ xảy hơn, xa 10 3.4 Những tác động ảnh hưởng BĐKH lên người Tác động trực tiếp: Biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến sức khỏe người thông qua mối quan hệ trao đổi vật chất, lượng người với mơi trường xung quanh, dẫn đến biến đổi sinh lý, tập quán, khả thích nghi phản ứng thể tác động Các đợt nắng nóng kéo dài, nhiệt độ khơng khí tăng, gây nên tác động tiêu cực sức khỏe người, đẫn đến gia tăng số nguy tuổi già, người mắc bệnh tim mạch, bệnh thần kinh, dị ứng Tác động gián tiếp: Biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến sức khỏe người thông qua nguồn gây bệnh, làm tăng khả bùng phát lan truyền bệnh dịch bệnh cúm A/H1N1, cúm A/H5N1, tiêu chảy, dịch tả làm tăng khả xảy số bệnh nhiệt đới sốt rét, sốt xuất huyết, viêm não nhật bản, làm tăng tốc độ sinh trưởng phát triển nhiều loại vi khuẩn côn trùng, vật chủ mang bệnh (Ruồi, muỗi, chuột, ve), gây bệnh ung thư da bệnh mắt Chương :Giải pháp nhằm hạn chế tác động vi sinh vật lên BĐKH - Hạn chế tác động biến đổi khí hậu đem lại cách bảo vệ đa dạng loài sinh vật nhỏ sống lòng đất giun đất hay loại trùng sống lịng đất, chúng đống vai trò quan trọng điiều tiết hệ sinh thái đất cách tiêu diệt loại vi khuẩn gia tăng lượng khí thải Carbon Qua đó, giảm thiểu lượng lớn khí thải Carbon từ lịng đất vào bầu khí hạn chế tác động biến đổi khí hậu - Các nước khu vực với quốc gia giới cần có sách mục tiêu dài hạn nhằm khuyến khích thực thi cắt giảm lượng khí thải quy mô cần thiết nhằm bảo đảm ổn định lượng khí độc thải mơi trường như: 11 + Giảm thiểu lượng khí độc thải từ phương tiện xe máy, cần di chuyển quãng đường gần xe đạp + Tăng hiệu sử dụng lượng tái tạo chứa CO mặt trời, gió, khí sinh học, địa nhiệt + Thay đổi nhu cầu sưởi ấm vận tải sạch, áp dụng công nghệ kỹ thuật sản xuất điện + Một số ngành lượng toàn giới phải cắt giảm 60% phụ thuộc vào lượng có chứa CO2 Để đến năm 2050 tích tụ CO2 có bầu khí ổn định mức 550ppm + Ngành giao thông vận tải cần giảm nhiều lượng khí thải việc tăng cường sử dụng nhiên liệu thân thiện với môi trường Bio-diezel, Hydro, pin mặt trời, Ethanol + Các nhà khoa học tìm rằng, chế độ ăn uống gia súc cách quan trọng để khống chế lượng phát thải khí Metan (CH4) Nhóm bị ăn cỏ bãi chăn thả phát sinh nhiều CH4 so với nhóm ăn cỏ khơ ủ chua có thêm chất phụ gia đậm đặc Đây biện pháp quan trọng khống chế phát thải khí Metan (CH4) sinh bò động vật nhai lại khác nhờ tham gia vi sinh vật tạo thành + Sử dụng phương pháp hấp thụ khí thải CO từ sở cơng nghiệp cách lắp đặt hạt lọc sứ vào ống khói nhà máy Biện pháp áp dụng cho nhà máy luyện kim, nhà máy sản xuất xi măng, nhà máy nhiệt điện 12 Kết luận kiến nghị Sau nghiên cứu đề tài này, nhận định vi sinh vật ảnh hưởng đến biến đổi khí hậu ngày tác động lên trái đất làm cho thiên nhiên người người không tránh khỏi thảm họa bất ngờ Số lượng thảm họa thiên tai ngày nhiều điều lời cảnh tỉnh cho người đứng trước thời kì thiên nhiên đầy biến động Trái Đất hành tinh hệ mặt trời có diện sống ảnh hưởng biến đổi khí hậu, ngơi nhà chung đứng trước nguy bị đe dọa Trước tình hình này, nên nỗ lực ngăn chặn lượng khí thải nhà kính Đây vấn đề mang tính tồn cầu, vấn đề chung cộng đồng riêng biệt quốc gia hay châu lục Chúng ta cần đề phương hướng phân công nhiệm vụ công hiệu quốc gia, khu vực hay châu lục Bằng cách thực nhanh chóng, hành động sớm từ để đạt hiệu Những nỗ lực thực để kết hợp liệu khác với đa dạng vi sinh vật, cộng đồng cấu trúc khả sinh lý loài khác Những phản ứng vi sinh vật hiểu sau khuôn khổ quản lý hệ vi sinh vật làm giảm phát thải khí nhà kính phát triển Vấn đề đặt không nhỏ, phải làm để hạn chế tác động vi sinh vật lên biến đổi khí hậu tình hình trước mắt đảm bảo bình yên phát triển lâu dài? 13 Tài liệu tham khảo Tài liệu tiếng việt 1.CN Đoàn Chiến Thắng,Bài giảng vi sinh môi trường (2012) 2.Ths Nguyễn Phương Đại Nguyên, Bài giảng sinh thái học (2015) Tài liệu internet 3.http://www.wikipedia.org/ 4.vtv.vn/kinh-te/sinh-vat-nho-trong-dat-giai-phap-giam-tac-dong-cua-bien-doikhi-hau Luanvan.net.vn 123doc.org.bieuhiencuasubiendoikhihau khoahoc.tv.doimoitrongiaiphap 14 ... biến đổi khí hậu .4 1.4 Biểu biến đổi khí hậu Chương : Hiện trạng vi sinh vật ảnh hưởng đến biến đổi khí hậu .5 Chương : Ảnh hưởng vi sinh vật lên biến đổi khí hậu 3.1 Ảnh hưởng. .. phần khí hậu thay đổi, giúp xác định chúng có sử dụng để hạn chế lượng khí thải gây biến đổi khí hậu Chương 3: Ảnh hưởng vi sinh vật lên biến đổi khí hậu 3.1 .Ảnh hưởng CH4 lên biến đổi khí hậu. .. Tổng quan vi sinh sinh vật đến biến đổi khí hậu Phần nội dung Chương 1: Giới thiệu vi sinh vật biến đổi khí hậu 1.1 Khái niệm vi sinh vật 1.2 Đặc điểm vi sinh vật 1.3