(NB) Bài giảng Cơ sở khoa học môi trường gồm các nội dung chính như: Những vấn đề chung về môi trường và khoa học môi trường, Các nguyên lý sinh thái học ứng dụng trong khoa học môi trường, Tài nguyên thiên nhiên;...Mời các bạn cùng tham khảo!
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH KHOA NƠNG – LÂM - NGƢ BÀI GIẢNG CƠ SỞ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG (Lưu h|nh nội bộ) Ngƣời biên soạn: Th.S Hồng Anh Vũ Quảng Bình, năm 2016 MỤC LỤC CHƢƠNG 1:NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ MÔI TRƢỜNG VÀ KHOA HỌC MƠI TRƢỜNG 1.1 Khái niệm mơi trƣờng 1.2 Phân loại môi trƣờng 1.3 Quan hệ môi trƣờng phát triển 1.4 Các chức môi trƣờng 1.5 Những vấn đề môi trƣờng thách thức giới 1.5.1 Khí hậu tồn cầu biến đổi tần suất thiên tai gia tăng 1.5.2 Sự suy giảm tầng Ozon 1.5.3 Hiệu ứng nhà kính gia tăng 13 1.5.4 Tài nguyên bị suy thoái 14 1.5.5 Ô nhiễm môi trƣờng xảy quy mô rộng 15 1.5.6 Sự gia tăng dân số 15 1.5.7 Sự suy giảm tính đa dạng sinh học Trái đất 16 CHƢƠNG 2: CÁC NGUYÊN LÝ SINH THÁI HỌC ỨNG DỤNG TRONG KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG 2.1 Các yếu tố sinh thái 18 2.1.1 Khái niệm yếu tố sinh thái 18 2.1.2 Ảnh hƣởng yếu tố sinh thái vô sinh lên đời sống sinh vật 18 2.1.3 Ảnh hƣởng yếu tố sinh thái hữu sinh lên đời sống sinh vật 20 2.2 Quần thể đặc trƣng quần thể 20 2.2.1 Khái niệm 20 2.2.2 Các đặc trƣng quần thể 20 2.3 Quần xã đặc trƣng quần xã 22 2.3.1 Khái niệm 22 2.3.2 Các đặc trƣng quần xã 22 2.4 Hệ sinh thái đặc trƣng 23 2.4.1 Khái niệm 23 2.4.2 Đặc trƣng hệ sinh thái 23 CHƢƠNG 3: TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN 3.1 Khái niệm phân loại tài nguyên 26 3.1.1 Khái niệm tài nguyên 26 3.1.2 Phân loại tài nguyên thiên nhiên 26 3.2 Tài nguyên rừng 26 3.2.1 Vai trò tài nguyên rừng 26 3.2.2 Tài nguyên rừng giới 27 3.2.3 Tài nguyên rừng Việt Nam 28 3.3 Tài nguyên đất 29 3.3.1 Đặc điểm tài nguyên đất 29 3.3.2 Tài nguyên đất giới 29 3.3.3 Tài nguyên đất nƣớc ta 30 3.3.4 Chiến lƣợc bảo vệ đất cho sống bền vững 31 3.4 Tài nguyên nƣớc 31 3.4.1 Vai trò, đặc điểm tài nguyên nƣớc 31 3.4.2 Tài nguyên nƣớc giới 32 3.4.3 Tài nguyên nƣớc Việt Nam 32 3.4.4 Giải pháp bảo vệ tài nguyên nƣớc 34 3.5 Tài nguyên biển ven biển 34 3.5.1 Tài nguyên biển ven biển giới 34 3.5.2 Tài nguyên biển ven biển nƣớc ta 36 3.6 Tài nguyên khoáng sản 37 3.6.1 Khái niệm chung 37 3.6.2 Tài nguyên khoáng sản giới 37 3.6.3 Tài nguyên khoáng sản Việt Nam 38 3.6.4 Tài ngun khống sản mơi trƣờng 38 3.7 Tài nguyên lƣợng 39 3.7.1 Khái niệm chung 39 3.7.2 Sử dụng tài nguyên lƣợng giới 40 3.7.3 Tài nguyên lƣợng nƣớc ta 40 3.7.4 Các giải pháp lƣợng loài ngƣời 41 3.8 Đa dạng sinh học tài nguyên thiên nhiên 41 3.8.1 Khái niệm đa dạng sinh học 41 3.8.2 Giá trị đa dạng sinh học 42 3.8.3 Sự suy thoái đa dạng sinh học Đa dạng sinh học giới 42 3.8.3 Sự suy thoái đa dạng sinh học Đa dạng sinh học Việt Nam 42 CHƢƠNG Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG 4.1 Khái niệm 45 4.2 Ơ nhiễm mơi trƣờng nƣớc 46 4.2.1 Khái niệm, nguôn tác nhân ô nhiễm nƣớc 46 4.2.2 Các tác động ô nhiễm nƣớc 47 4.2.3 Kiểm sốt nhiễm nƣớc 47 4.3 Ơ nhiễm khơng khí 48 4.3.1 Khái niệm nguồn nhiễm khơng khí 48 4.3.2 Sự phát tán chất nhiễm mơi trƣờng khơng khí 49 4.3.3 Các tác động nhiễm khơng khí 49 4.3.4 Các biện pháp kiểm sốt nhiễm khơng khí 51 4.4 Ô nhiễm đất 51 4.4.1 Các tác nhân nguồn ô nhiễm đất 51 4.4.2 Kiểm sốt nhiễm đất 53 4.5 Ô nhiễm tiếng ồn 53 4.6 Ơ nhiễm phóng xạ 53 4.6.1 Nguồn nhiễm phóng xạ 54 4.6.2 Đơn vị đo mức phóng xạ 54 4.6.3 ảnh hƣởng chất phóng xạ 55 4.6.4 Biện pháp bảo vệ phòng tránh 56 CHƢƠNG QUẢN LÝ MÔI TRƢỜNG 5.1 Những khái niệm quản lý môi trƣờng 57 5.1.1 Khái niệm 57 5.1.2 Các nguyên tắc chủ yếu 57 5.1.3 Nội dung công tác quản lý Nhà nƣớc MT nƣớc ta 58 5.1.4 Tổ chức công tác quản lý môi trƣờng 58 5.1.5 Các công cụ quản lý môi trƣờng 58 5.2 Cơ sở khoa học công tác quản lý môi trƣờng 59 5.2.1 Cơ sở triết học quản lý môi trƣờng 59 5.2.2 Cơ sở khoa học - kỹ thuật - công nghệ quản lý môi trƣờng 59 5.2.3 Cơ sở kinh tế quản lý môi trƣờng 59 5.2.4 Cơ sở luật pháp quản lý môi trƣờng 59 5.3 Các công cụ quản lý môi trƣờng 60 5.3.1 Khái niệm chung công cụ quản lý môi trƣờng 60 5.3.2 Các công cụ kinh tế quản lý môi trƣờng 60 CHƢƠNG 6: CÁC VẤN ĐỀ NỀN TẢNG VỀ MÔI TRƢỜNG VÀ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG CỦA XÃ HỘI LOÀI NGƢỜI 6.1 Vấn đề dân số 62 6.1.1 Tổng quan lịch sử 62 6.1.2 Đặc điểm phát triển dân số giới 62 6.1.3 Phân bố di chuyển dân cƣ 63 6.1.4 Các vấn đề môi trƣờng gia tăng dân số giới 64 6.1.5 Dân số Việt Nam 64 6.2 Vấn đề lƣơng thực thực phẩm loài ngƣời 65 6.2.1 Những lƣơng thực thực phẩm chủ yếu 65 6.2.2 Sản xuất lƣơng thực dinh dƣỡng giới 66 6.2.3 Tiềm lƣơng thực thực phẩm giới 67 6.3 Ứng xử giảm thiểu thiệt hại tai biến nhân sinh 67 6.3 Vấn đề lƣợng 68 6.3.1 Khái niệm 68 6.3.2 Tổng quan lịch sử lƣợng 69 6.3.3 Tiêu thụ lƣợng giới 70 6.3.4 Các dạng lƣợng biến đổi 70 6.3.5 Các giải pháp lƣợng loài ngƣời 73 6.4 Phát triển bền vững 73 6.4.1 Khái niệm phát triển bền vững 73 6.4.2 Độ đo phát triển bền vững 74 6.4.3 Các nguyên tắc phát triển bền vững 75 6.4.4 Các tiêu lƣợng hóa phát triển bền vững 75 6.5 Chiến lƣợc Bảo vệ môi trƣờng phát triển bền vững Việt Nam 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bài giảng Cơ Sở Khoa Học Mơi Trường CHƯƠNG NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ MƠI TRƯỜNG VÀ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG 1.1 Khái niệm mơi trƣờng a Định nghĩa Mơi trƣờng Có thể hiểu môi trường theo nghĩa rộng hay hẹp: - Theo nghĩa rộng – mơi trường tất bao quanh có ảnh hưởng đến vật thể hay kiện - Theo nghĩa gắn với người sinh vật (áp dụng giáo trình này), tham khảo định nghĩa: “Môi trường hệ thống yếu tố vật chất tự nhiên nhân tạo có t{c động tồn phát triển người sinh vật.” (Luật BVMT Việt Nam 2014) Một số thuật ngữ liên quan: Hoạt động bảo vệ môi trường hoạt động giữ cho môi trường lành, đẹp; phòng ngừa, hạn chế t{c động xấu mơi trường, ứng phó cố mơi trường; khắc phục nhiễm, suy thối, phục hồi cải thiện môi trường; khai thác, sử dụng hợp lý tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên; bảo vệ đa dạng sinh học Ơ nhiễm mơi trường biến đổi thành phần môi trường không phù hợp với tiêu chuẩn môi trường, gây ảnh hưởng xấu đến người, sinh vật Suy tho{i môi trường suy giảm chất lượng số lượng thành phần môi trường, gây ảnh hưởng xấu người sinh vật Sự cố môi trường tai biến rủi ro xảy trình hoạt động người biến đổi thất thường tự nhiên, gây nhiễm, suy thối biến đổi mơi trường nghiêm trọng b Các thành phần môi trƣờng tự nhiên • Thạch (lithosphere) hay cịn gọi l| địa hay mơi trường đất • Sinh (biosphere) cịn gọi l| mơi trường sinh học • Khí (atmosphere) hay mơi trường khơng khí • Thủy (hydrosphere) hay mơi trường nước (Một số tài liệu cịn phân chia thêm trí – noosphere) c Khoa học mơi trƣờng Khoa học môi trường ngành khoa học nghiên cứu mối quan hệ v| tương tác qua lại người v| mơi trường xung quanh nhằm mục đích bảo vệ môi trường sống người tr{i đất (Tổng cục môi trường, 2009) Môi trường l| đối tượng nghiên cứu nhiều ngành khoa học sinh học, địa lý, hoá học, v.v Tuy nhiên, ngành khoa học quan t}m đến phần thành phần môi trường theo nghĩa hẹp mà khơng có Bài giảng Cơ Sở Khoa Học Mơi Trường ngành khoa học n|o có đủ điều kiện nghiên cứu giải nhiệm vụ công tác bảo vệ môi trường quản lý bảo vệ chất lượng thành phần môi trường sống người sinh vật tr{i đất Như vậy, xem Khoa học mơi trường ngành khoa học độc lập, xây dựng sở tích hợp kiến thức ngành khoa học có cho đối tượng chung l| môi trường sống bao quanh người với phương ph{p v| nội dung nghiên cứu cụ thể (Cunningham, 1995) Đối tƣợng Khoa học môi trƣờng: Khoa học môi trường nghiên cứu mối quan hệ v| tương t{c qua lại người v| môi trường xung quanh Nhiệm vụ Khoa học môi trƣờng Khoa học môi trường khoa học tổng hợp, liên ngành, sử dụng phối hợp thông tin từ nhiều lĩnh vực như: sinh học, hóa học, địa chất, thổ nhưỡng, vật lý, kinh tế, xã hội học, khoa học quản lý trị để tập trung vào nhiệm vụ sau: Nghiên cứu đặc điểm thành phần môi trường có ảnh hưởng chịu ảnh hưởng người, nước, khơng khí, đất, sinh vật, hệ sinh thái, KCN, đô thị, nông thôn Nghiên cứu công nghệ , kỹ thuật xử lý ô nhiễm, bảo vệ chất lượng môi trường sống người Nghiên cứu tổng hợp biện pháp quản lý khoa học kinh tế, luật pháp, xã hội nhằm BVMT PTBV Nghiên cứu phương ph{p mơ hình hóa, phương ph{p ph}n tích hóa học, vật lý, sinh học phục vụ cho nội dung d Mối quan hệ Khoa học mơi trƣờng với ngành khoa học khác • Khoa học môi trường khoa học liên ngành (interdiscipline science), sử dụng kiến thức sở, phương ph{p, công cụ nghiên cứu từ ngành khoa học khác • Khoa học môi trường liên hệ chặt chẽ với nhiều ngành khoa học như: - KH tự nhiên: Sinh học, Sinh thái học, Hóa học, Địa lý, Địa chất, Hải dương học, - KH xã hội: Xã hội học, Chính trị, Luật, Giới học,< - KH kỹ thuật: Khí tượng-Thủy văn, X}y dựng, Nông-lâm nghiệp, CN thông tin,< e Phƣơng pháp tiếp cận nghiên cứu giải vấn đề mơi trƣờng Vai trị KHMT khơng dừng lại việc x{c định vấn đề môi trường mà phải đề nghị v| đ{nh gi{ c{c phương {n giải vấn đề xảy Bài giảng Cơ Sở Khoa Học Môi Trường Thơng thường có bước để tiếp cận giải vấn đề môi trường: Bước 1- Đ{nh gi{ khoa học: Thu thập thông tin, số liệu khái qt tình trạng MT sở đưa phân tích, dự báo kiện; Bước 2- Phân tích rủi ro: sử dụng kết nghiên cứu để phân tích hiệu ứng tiềm ẩn; Bước 3- Giáo dục cộng đồng: h|nh động lựa chọn phải thơng tin đến cộng đồng (giải thích, thơng báo, kết quả, ); Bước 4- Hành động sách: cộng đồng tự bầu c{c đại diện lựa chọn tiến trình h|nh động thực thi h|nh động đó; Bước 5- Hoàn thiện: quan trắc h|nh động nhằm xem xét vấn đề MT giải mức độ 1.2 Phân loại môi trƣờng Theo chức năng, môi trường chia th|nh loại: - Môi trường tự nhiên: Bao gồm c{c yếu tố tự nhiên vật lý, hóa học, sinh học, tồn ngo|i ý muốn người nhiều chịu t{c động người Môi trường tự nhiên cho ta khơng khí để thở, đất để x}y dựng nh| cửa, trồng c}y, chăn nuôi, cung cấp cho người c{c loại t|i nguyên kho{ng sản cần cho sản xuất, tiêu thụ v| l| nơi chứa đựng, đồng ho{ c{c chất thải, cung cấp cho ta cảnh đẹp để giải trí, l|m cho sống người thêm phong phú - Môi trường xã hội: L| tổng thể c{c quan hệ người v| người tạo nên thuận lợi khó khăn cho tồn v| ph{t triển c{c c{ nh}n v| cộng đồng lo|i người Đó l| luật lệ, thể chế, cam kết, quy định, ước định c{c cấp kh{c như: Liên Hợp Quốc, Hiệp hội c{c nước, quốc gia, tỉnh, huyện, quan, l|ng xã, họ tộc, gia đình, tổ nhóm, c{c tổ chức tôn gi{o, tổ chức đo|n thể, Môi trường xã hội định hướng hoạt động người theo khuôn khổ định, tạo nên sức mạnh tập thể thuận lợi cho ph{t triển, l|m cho sống người kh{c với c{c sinh vật kh{c - Môi trường nhân tạo : L| tất c{c yếu tố tự nhiên, xã hội người tạo nên l|m th|nh tiện nghi sống, ôtô, m{y bay, nh| ở, công sở, c{c khu vực đô thị, công viên nh}n tạo v| chịu chi phối người 1.3 Quan hệ môi trƣờng phát triển Có thể trình bày c{ch cô đọng môi trường tổng hợp c{c điều kiện sống người, phát triển trình cải tạo cải thiện c{c điều kiện Giữa MT phát triển có mối quan hệ chặt chẽ Môi trường l| địa bàn đối tượng phát triển Bài giảng Cơ Sở Khoa Học Môi Trường Tại Hội nghị Liên Hiệp Quốc Môi trường v| người họp năm 1972 Stockholm- Thụy Điển, nhà khoa học đến kết luận rằng, nguyên nhân nhiều vấn đề quan trọng môi trường khơng phải phát triển mà hậu phát triển Tư tưởng thể chiến lược phát triển 10 năm lần thứ Liên Hiệp Quốc Chiến lược đề cập tới mối quan hệ phát triển với môi trường, dân số, tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ đất, bảo vệ rừng, Hình 1.1 Mối quan hệ Kinh tế, xã hội môi trƣờng Các mục tiêu phát triển KTXH BVMT phải gắn bó với việc xây dựng mục tiêu, x{c định chiến lược kế hoạch hóa, điều hành quản lý việc thực mục tiêu 1.4 Các chức môi trƣờng Mỗi người cần không gian định để phục vụ cho c{c hoạt động sống như: nh| ở, nơi nghĩ, đất để sản xuất nông nghiệp, Mỗi người ng|y cần trung bình 4m3 khơng khí để hít thở; 2,5 lít nước để uống, lượng lương thực, thực phẩm tương ứng 2000-2500 calo Tuy nhiên, không gian n|y ng|y c|ng bị thu hẹp (xem bảng 1.1) Bảng 1.1: Suy giảm diện tích đất bình quân đầu người giới (ha/người) Năm D}n số (triệu người) Diện tích (ha/người) -106 -105 -104 O(CN) 1650 1840 1930 1994 2010 0,125 1,0 5,0 200 545 1.000 2.000 5.000 7.000 120.000 15.000 3.000 75 27,5 15 7,5 3,0 1,88 Yêu cầu không gian sống người thay đổi theo trình độ khoa học v| cơng nghệ Trình độ ph{t triển c|ng cao nhu cầu không gian sản xuất c|ng giảm Tuy nhiên, người cần khoảng không gian riêng cho nh| ở, sản xuất lương thực v| t{i tạo chất lượng mơi trường Con người gia tăng Bài giảng Cơ Sở Khoa Học Môi Trường không gian sống cần thiết cho việc khai th{c v| chuyển đổi chức sử dụng c{c loại không gian kh{c như: khai hoang, ph{ rừng, Có thể ph}n loại chức khơng gian sống người th|nh c{c dạng cụ thể sau đ}y: + Chức x}y dựng: cung cấp mặt v| móng cho c{c thị, khu cơng nghiệp, kiến trúc hạ tầng v| nông thôn + Chức vận tải: cung cấp mặt bằng, khoảng khơng gian v| móng cho giao thông đường thủy, đường v| đường không + Chức cung cấp mặt cho ph}n hủy chất thải + Chức giải trí người + Chức cung cấp mặt v| không gian x}y dựng c{c hồ chứa + Chức cung cấp mặt bằng, không gian cho việc x}y dựng c{c nh| m{y, xí nghiệp + Chức cung cấp mặt v| c{c yếu tố cần thiết kh{c cho hoạt động canh t{c nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản Hình 1.2: Các chức chủ yếu mơi trƣờng Môi trường l| nơi cung cấp t|i nguyên cần thiết cho đời sống v| hoạt động sản xuất người Trong lịch sử ph{t triển, lo|i người trãi qua nhiều giai đoạn Bắt đầu từ người biết canh t{c c{ch đ}y khoảng 14-15 nghìn năm, v|o thời kỳ đồ đ{ ph{t minh m{y nước v|o kỷ thứ XVIII Xét chất, hoạt động người nhằm v|o việc khai th{c c{c hệ thống sinh th{i tự nhiên theo sơ đồ sau: Bài giảng Cơ Sở Khoa Học Mơi Trường Hình 1.3: Hệ thống sinh thái tự nhiên nhân tạo Mọi sản phẩm công nghiệp, nông nghiệp, l}m nghiệp, người bắt nguồn từ c{c dạng vật chất tồn Tr{i đất v| không gian bao quanh Tr{i đất Nhu cầu người c{c nguồn t|i nguyên không ngừng tăng lên số lượng, chất lượng v| mức độ phức tạp theo trình độ ph{t triển xã hội Chức n|y MT gọi l| nhóm chức sản xuất tự nhiên gồm: - Rừng tự nhiên: có chức cung cấp nước, bảo tồn tính ĐDSH v| độ phì nhiêu đất, nguồn gỗ củi, dược liệu v| cải thiện điều kiện sinh th{i - C{c thủy vực: có chức cung cấp nước, dinh dưỡng, nơi vui chơi giải trí v| c{c nguồn thủy hải sản - Động thực vật: cung cấp lương thực v| thực phẩm v| c{c nguồn gen quý - Khơng khí, nhiệt độ, lượng mặt trời, gió, nước: để hít thở, c}y cối hoa v| kết tr{i - C{c loại quặng, dầu mở: cung cấp lượng v| nguyên liệu cho c{c hoạt động sản xuất nông nghiệp,< Môi trường l| nơi chứa đựng c{c chất phế thải người tạo sống v| hoạt động sản xuất Có thể ph}n loại chi tiết chức n|y th|nh c{c loại sau: - Chức biến đổi lý – hóa học - Chức biến đổi sinh hóa - Chức biến đổi sinh học Môi trường l| nơi giảm nhẹ c{c t{c động có hại thiên nhiên tới người v| sinh vật Tr{i đất Tr{i đất l| nơi sinh sống người v| c{c sinh vật nhờ c{c điều kiện môi trường đặc biệt như: nhiệt độ khơng khí khơng qu{ cao, nồng độ ôxy v| c{c khí kh{c tương đối ổn định,