Tài liệu Giáo trình môi trường học cơ bản pdf

GIÁO TRÌNH MƠI TRƯỜNG HỌC CƠ BẢN LỜI NHÀ XUẤT BẢN Mơi trường vấn đề nóng bỏng Sinh thái, tài nguyên môi trường bị phá hủy cách nghiêm trọng ngày, với tốc độ thối hóa nhanh chóng Để phát triển kinh tế vũng bảo vệ mơi trường lâu bền Điều tiên để bảo vệ môi trường hướng, khoa học phải hiểu biết môi trường Vì vậy, sách “mơi trường” TS Lê huy Bá biên soạn cần thiết kịp thời, đáp ứng phần xúc Với kinh nghiệm qua nhiều năm nghiên cứu giảng dạy môi trường, liên hệ thực tế sinh động, sách “Môi trường” TS Lê Huy Bá giúp bạn đọc có hiểu biết thiết yếu môi trường bảo vệ môi trường Đối tượng phục vụ sách đông đảo quần chúng nhân dân muốn hiểu biết môi trường, đồng thời tài liệu tham khảo, học tập cho cán khoa học sinh viên nghành có liên quan đến mơi trường học GIÁO TRÌNH LƢU HÀNH NỘI BỘ TRƢỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH Giáo trình – Môi trường học – GS TSKH Lê Huy Bá CHƢƠNG I MÔI TRƢỜNG, NHỮNG ĐIỀU CẨN BIẾT (NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MÔI TRƢỜNG) Hiện vấn đề môi trƣờng trở nên vấn đề cấp bách, không nƣớc mà tất nƣớc giới; không riêng cho nhà khoa học môi trƣờng mà tất ngƣời, không trừ Thế nhƣng tất điều nhận thức đƣợc môi trƣờng Thông tin đại chúng dƣ luận ý nói nhiều chất thải, khói bụi, nƣớc bẩn nhƣ mơi trƣờng Đúng, mơi trƣờng, nhƣng thành phần vệ sinh mơi trƣờng mà thơi Nó chƣa đủ, mơi trƣờng lĩnh vực rộng lớn nhiều Thuật ngữ “Môi trƣờng”, “bảo vệ môi trƣờng”, “ô nhiễm môi tƣờng”, “tài nguyên môi trƣờng”, “đa dạng sinh học”, “tam giác dân số”, “ đánh giá tác động môi trƣờng”, “quản trị môi trƣờng”, … đƣợc sử dụng phổ biến Tuy nhiên, số trƣờng hợp việc hiểu sử dụng khái niệm, thuật ngữ bị hạn chế, đơi lúc cịn nhầm lẫn Bởi chƣơng muốn đề cập đến số khái niệm môi trƣờng học, đển góp phần nhỏ vào việc hiểu biết mơi trƣờng 1.1 MƠI TRƢỜNG LÀ GÌ? Mơi trƣờng, tiếng Anh: “environment”, tiếng Đức “umwelt”, tiếng Trung Quốc “hoàn cảnh” Một số định nghĩa số tác giả tham khảo: Masn langenhim, 1957, cho môi trƣờng tổng hợp yếu tố tồn xung quanh sinh vật ảnh hƣởng đến sinh vật Ví dụ bơng hoa mọc rừng, chịu tác động điều điều kiện định nhƣ: nhiệt độ, ánh sáng, khơng khí, đất, khốn chất đất,… Nghĩa tồn vật chất có khả gây ảnh hƣởng q trình tạo thành bơng hoa, kể thú rừng, cối bên cạnh Các điều kiện môi trƣờng định phát triển sinh vật Một số tác giả khác nhƣ Joe Whiteney, 1993, địng nghĩ môi trƣờng đơn giản hơn: “Môi trƣờng tất ngồi thể, có liên quan mật thiết có ảnh hƣởng đến tồn ngƣời nhƣ: đất, nƣớc, khơng khí, ánh sáng mặt trời, rừng, biển, tầng ozone, đa dạng loài Các tác giả Trung Quốc, Lƣơng Tử Dung, Vũ Trung Ging cho rằng:” Mơi trƣờng hồn cảnh sống sinh vật, kể ngƣời, mà ngƣời sinh vật khơng thể tách riêng khỏi điều kiện sống nó” Nhà bác học vĩ đại Anhstanh cho rằng, “mơi trƣờng tất ngồi tơi ra” Ở Việt Nam tục ngữ có câu “gần mực đen, gần đèn thi rạng” hay “ Ở bầu trịn, ống dài” với phƣơng tiện biểu tính chất sinh thái mơi trƣờng Chƣơng trình mơi trƣờng UNEP định nghĩa: “Môi trường tập hợp yếu tố vật lý, hóa học, sinh học, kinh tế xã hội, tác động lên thể hay cộng đồng” theo từ điển môi trƣờng (Dictionary of environment) Gurdey Rej (1981) Encyclopedia of environment Science and Engineering” Sybil cộng khác, “môi trƣờng hồn cảnh vật lý, hóa học sinh học bao quanh sinh vật, gọi mơi trƣờng bên ngồi Cịn điều kiện, hồn cảnh vật lý, hóa học, sinh học thể gọi môi trƣờng bên Dịch bào bao quanh tế bào, dịch bào môi trƣờng tế bào thể” Theo từ điển bách khoa Larouse, mơi trƣờng đƣợc mở rộng “là tất bao quanh sinh vật Nói cụ thể hơn, yếu tố tự nhiên nhân tạo diễn khơng gian cụ thể, nơi có sống khơng có sống Các yếu tố chịu ảnh hƣởng sâu sắc định luật vật lý, mang tính tổng quát chi tiết nhƣ luật hấp dẫn vũ trụ, lƣợng phát xạ, bảo tồn vật chất … Trong tƣợng hóa học sinh học đặc thù cục Môi trƣờng bao gồm tất nhân tố tác động qua lại trực tiếp gián tiếp với sinh vật quần xã sinh vật” Giáo trình – Mơi trường học – GS TSKH Lê Huy Bá Ngày ngƣời ta thống với định nghĩa: “Môi trƣờng yếu tố vật chất tự nhiên nhân tạo, lý học, hóa học, sinh học tồn không gian bao quanh ngƣời Các yếu tố có quan hệ mật thiết, tƣơng tác lẫn tác động lên cá thể sinh vật hay ngƣời để tồn phát triển Tổng hòa chiều hƣớng phát triển nhân tố định chiều hƣớng phát triển cá thể sinh vật hệ sinh thái xã hội ngƣời” Mơi trƣờng đƣợc hình thành đồng thời với hình thành địa cầu Mơi trƣờng đƣợc hình thành khắp nơi Ấy mà đến năm đầu kỷ 18 nghành môi trƣờng học đƣợc phôi thai Điểm mốc có lẽ xuất cơng trình khoa học “vai trị bồ hóng gây ung thƣ cho cơng nhân cạo khói” (1775) Cơng trình đánh giá tác hại công nghiệp lên mơi trƣờng sức khỏe Sau đó, với cơng trình nhiễm bẩn sơng London vào năm 10 – 20 kỷ 19; sƣơng khói London … 1948; cho đến năm 1960 – 1970 kỷ với cơng trình ozone, lổ thủng ozone, hiệu ứng nhà kính khí thải CO2, mƣa acid, nghiên cứu môi trƣờng trở thành nghành khoa học tổng hợp từ nhiều nghành khoa học khác Sự tổng hợp kết hợp cách nhuần nhuyễn nghành thổ nhƣỡng, tài nguyên nƣớc, khí tƣợng, thủy văn, sinh học, khoa học biển, nông nghiệp, lâm nghiệp, hóa học, dân số học, kinh tế, phát triển … Khi mà hiểm họa tồn vong loài ngƣời “nhỡn tiền”, mà điều kiện sinh thái bị hủy hoại, đất đai bị suy thoái, rừng rậm biến thành đồi trọc, thiếu nƣớc ngọt, khơng khí ô nhiễm đến ngạt thở, thiên tai xảy thƣờng xuyên, bệnh môi trƣờng cƣớp sinh mạng hàng triệu ngƣời, … nghành học mơi trƣờng trở nên cấp thiết Phải nổ lực trƣớc muộn để cứu lấy đất – nhà chung Mặc dù có hội nghị môi trƣờng Liên hiệp quốc tổ chức: Stockholm (1972), Monterian (1987), Rio De Janero (1992), đề chiến lƣợc hành động tồn cầu bảo vệ mơi trƣờng sử dụng tài nguyên lâu bền, nhƣng giới chƣa có tiến đáng kể Vì vậy, tất yếu phải phối hợp hành động Nỗi lo này, trách nhiệm không riêng ai, không phân biệt lãnh thổ, giới tính, đảng phái, … cần cấp bách hành động 1.2 THÀNH PHẦN MÔI TRƢỜNG (ENVIRONMENT COMPONENT) Thành phần môi trƣờng thành phần tử vật chất (vơ sinh hay hữu sinh) có mặt mơi trƣờng định, tồn tại, phát triển liên hệ với Ví dụ, mơi trƣờng lớp học có thành phần: thầy giáo, sinh viên, bàn, ghế, sách, vở, cửa sổ, quạt,…; môi trƣờng chợ bao gồm ngƣời bán, kẻ mua, hàng hóa trao đổi, khơng gian chợ, ngƣời quản lý chợ … Mỗi mơi trƣờng có số lƣợng chủng loại thành phần định Trong thành phần môi trƣờng lại chia loại sau: + Thành phần (main environmental component) thành phần đóng vai trị chính, khơng thể thiếu, thiếu chúng mơi trƣờng khơng sống đƣợc Ví dụ: mơi trƣờng lớp học thầy giáo sinh viên thành phần Nếu lớp học mà khơng có thầy trị khơng cịn môi trƣờng lớp học + Thành phần phụ (sub environment component) thành phần mà thiếu số chúng mơi trƣờng khơng thay đổi thay đổi cịn tồn Ví dụ: mơi trƣờng lớp học có thành phần phụ quạt, đèn, bảng đen, cửa sổ, bục giảng …nếu thiếu thành phần phụ quạt, đèn mơi trƣờng lớp học khơng thay đổi 1.3 CẤU TRƯC MƠI TRƢỜNG (ENVIRONMENTAL STRUCTURE) Định nghĩa: Cấu trúc môi trƣờng cách liên kết, liên hệ hay tƣơng tác thành phần môi trƣờng với để tạo nên cấu hình khơng gian định hay xác lập nên mối liên quan hữu thành phần với môikhông gian thời gian định Mỗi nột mơi trƣờng định có kiểu cấu trúc định, khơng lẫn vào đâu đƣợc Ví dụ: mơi trƣờng lớp học có cấu trúc phịng học định thầy giáo, sinh viên (kể dụng cụ học tập nhƣ: bảng, bàn, quạt, đèn, micro, ) liên hệ tƣơng Giáo trình – Môi trường học – GS TSKH Lê Huy Bá tác với qua kết gắn là: đào tạo (học tập giảng dạy) Quan hệ họ quan hệ ngƣời truyền thụ ngƣời truyền thụ Môi trƣờng chợ gồm thành phần kẻ bán ngƣời mua hàng hóa trao đổi đƣợc cấu trúc qua mối liên hệ bán – mua, trao đổi hành hóa Nó hình thành dạng liên kết ngƣời mua kẻ bán thơng qua hàng hóa, không gian môi trƣờng chợ Cấu trúc môi trƣờng chợ khác hẳn môi trƣờng lớp học hay môi trƣờng bến xe Cũng ngƣời cụ thể A, B nhƣng mơi trƣờng chợ quan hệ ngƣời mua kẻ bán, xuât không gian chợ, cịn mơi trƣờng lớp học quan hệ với theo quan hệ ngƣời học, kẻ dạy thơng qua học lại cấu trúc môi trƣờng lớp học Cấu trúc môi trƣờng đƣợc xem nhƣ cấu hình khơng gian thành phần môi trƣờng kết gắn với theo kiểu định tạo cấu trúc định Ví dụ cách “nơm na” ta xem thành phần mơi trƣờng vật liệu, gạch, ngói, đá, xi măng, gỗ sắt; cịn cấu trúc mơi trƣờng cách xây dựng, kết cấu gạch, đá, gỗ để tạo nên nhà định, kết cấu theo kiểu khác thành ngơi nhà khác 1.4 PHÂN BIỆT THÀNH PHẦN MÔI TRƢỜNG VÀ MÔI TRƢỜNG THÀNH PHẦN Có khái niệm “mơi trƣờng thành phần” Môi trƣờng thành phần trƣớc hết thành phần mơi trƣờng, nhƣng thân lại mơi trƣờng hồn chỉnh Cịn thành phần mơi trƣờng đơn giản thành phần môi trƣờng Ví dụ: mơi trƣờng đất than đất mơi trƣờng, có đầy đủ thành phần vơ sinh, hữu sinh, có q trình hình thành, sinh trƣởng, phát triển chết, nhƣng đồng thời đất thành phần môi trƣờng sinh thái tổng quát 1.5 PHÂN LOẠI MÔI TRƢỜNG Bất đâu có mơi trƣờng từ vi mơ vĩ mơ Tùy theo mục đích mà ngƣời ta đƣa tiêu phan loại khác a Phân loại theo tác nhân - Môi trƣờng tự nhiên (nature environment): môi trƣờng thiên nhiên tạo Ví dụ: sơng, biển, đất,… - Mơi trƣờng nhân tạo (artifical environment): môi trƣờng đô thị, làng mạc, kênh đào, chợ búa, trƣờng học,… b Phân loại theo sống - Môi trƣờng vật lý (physical environment) thành phân vơ sinh mơi trƣờng tự nhiên, gồm có thạch quyển, thủy quyển, khí Nói cách khác, mơi trƣờng vật lý mơi trƣờng khơng có sống (theo quan điểm cổ điển) - Môi trƣờng sinh học (bio-environmental hay environmental biology) thành phần hữu sinh môi trƣờng, hay nói cách khác mơi trƣờng mà có diễn sống Trong loại cịn có cặp phạn trù: - Mơi trƣờng sống (biotic environment) - Mơi trƣờng khơng có sống (unbiotic environment) Môi trƣờng sinh học bao gồm hệ sinh thái, quần thể thực vật, động vật, vi sinh vật ngƣời, tồn phát triển sở, đặc điểm thành phần môi trƣờng vật lý Các thành phần môi trƣờng không tồn trạng thái tĩnh mà luôn trình chuyển hóa tự nhiên, đƣa đến trạng thái “cân động” Chính cân đảm bảo cho sống trái đất đƣợc phát triển ổn định Khái niệm môi trƣờng sinh học đƣa đến thuật ngữ mơi trƣờng sinh thái, điều muốn ám môi trƣờng sống sinh vật ngƣời, để phân biệt với môi trƣờng khơng có sinh vật Tuy nhiên, hầu hết mơi trƣờng có sinh vật tham gia Chính vậy, nói đến mơi trƣờng đề cặp đến mơi trƣờng sinh thái Nhƣng ngƣời ta Giáo trình – Mơi trường học – GS TSKH Lê Huy Bá muốn nhấn mạnh đến “tính sinh học” bảo vệ sống, ngƣời ta quen dùng môi trƣờng sinh thái, sử dụng nhƣ thói quen c Phân loại theo sinh học - Hệ vô sinh (Physical environment): tức hệ điều kiện tự nhiên hay nói mơi trƣờng vật lý Hệ bao gồm: đất, nƣớc, khơng khí với q trình lý hóa học xảy - Hệ hữu sinh hay đa dạng sinh học (biodiversity): bao gồm giới sinh vật với đa dạng phong phú nguồn gen, chủng loại từ sinh vật bậc thấp đến sinh vật bậc cao, đƣợc phân bố khắp nơi trái đất - Hệ loài ngƣời (human system): hệ đề cập đến tất động vật sống: nơng, cơng nghiệp, vui chơi giải trí, kinh tế, xã hội ngƣời Trên quan điểm sinh thái mơi trƣờng xét mặt cấu trúc về: + Sự liên hệ chiều yếu tố vô sinh (môi trƣờng vật lý) yếu tố sinh học (đa dạng sinh học), tức nghiên cứu tác động yếu tố sinh vật đến tính chất lý hóa đất, nƣớc, khơng khí ngƣợc lại + Sự liên hệ hai chiều môi trƣờng vật lý ngƣời với hoạt động kinh tế xã hội loài ngƣời Nghiên cứu mối tƣơng tác sức mạnh trí tuệ làm biến đổi đất, nƣớc, khơng khí ngƣợc lại, ảnh hƣởng điều kiện vật lý đến phát triển kinh tế xã hội, văn hóa lồi ngƣời + Sự liên quan đa dạng sinh học với ngƣời xã hội loài ngƣời, xét xem ngƣời dung trí tuệ, sức mạnh cơng cụ sáng tạo để tiêu diệt sinh học đến bên bờ diệt vong, hay làm phong phú them nguồn gen đa dạng sinh học Đa dạng sinh học tác động đến xã hội loài ngƣời mặt: nông nghiệp, công nghiệp, lâm nghiệp, nghề cá … d Mơi trƣờng bên mơi trƣờng bên ngồi - Lấy sinh vật ngƣời làm đối tƣợng nghiên cứu, ngƣời ta chia ra: - Môi trƣờng bên (inside environment) hoạt động bên thể sinh vật ngƣời nhƣ: máu chảy mạch máu, dây thần kinh hoạt động theo hệ thống thần kinh, từ thần kinh trung ƣơng chuyển đến dây thần kinh ngoại vi, dịch bào hoạt động tế bào … hoạt động diễn thể, liên quan chặt chẽ với bên thể (môi trƣờng bên trong) liên quan với điều kiện bên ngồi thể (mơi trƣờng bên ngoài), để tạo nên sống cho thể - Mơi trƣờng bên ngồi (outside environment) bao gồm tất bao quanh sinh vật nhƣ: nhiệt độ, khơng khí, độ ẩm … thể ngƣời hay động, thực vật vi sinh vật e Phân loại theo môi trƣờng thành phần hay môi trƣờng tài nguyên Theo cách phân loại này, ngƣời ta cho loại mơi trƣờng điều có đặc điểm cấu trúc, thành phần riêng Trong hàng loạt thành phần môi trƣờng có số thành phần đủ điều kiện để đƣợc xem nhƣ mơi trƣờng hồn chỉnh, nên thành phần đƣợc gọi “Mơi trƣờng thành phần” (componental environment), ta có mơi trƣờng thành phần sau: - Môi trƣờng đất (soil environment) bao gồm vật chất vô cơ, hữu nhƣ trình phát sinh, phát triển đất vùng Nó thành phần sinh thái chung nhƣng thân có đầy đủ thành phần tƣ cách môi trƣờng sống nên đƣợc gọi “môi trƣờng thành phần đất” - Môi trƣờng nƣớc nƣớc (water environment) bao gồm từ môi trƣờng vi mô dung lƣợng nhƣ giọt nƣớc, phạm vi vĩ mô nhƣ: song, đại dƣơng có đầy đủ thành phần lồi động vật thủy sinh, vật chất vô cơ, hữu cơ,… trực tiếp gián tiếp có liên hệ chặt chẽ với - Mơi trƣờng khơng khí (air environment) bao gồm tầng khí quyển, dạng vật chất, hạt vơ cơ, hữu cơ, nham thạch, vi sinh vật, … f Phân loại mơi trƣờng theo Giáo trình – Mơi trường học – GS TSKH Lê Huy Bá Cũng nhƣ tƣơng tự môi trƣờng thành phần nhƣng pham vi quển rộng bao gồm: * Thạch (lithosphere): cịn gọi địa hay mơi trƣờng đất (Cũng nên phân biệt mơi trƣờng đất có từ: soil environment lithosphere) Thạch (lithosphere) gồm vỏ trái đất với độ sâu 60 – 70km phần lục địa 20 – 30 km dƣới đáy đại dƣơng Cịn soil environment chí mơi trƣờng đất phạm vi vỏ phong hóa, nghĩa lớp đá mẹ lê mặt đất bề mặt Thƣờng sâu khoản 2-3m, trừ vùng đất bazalte sâu khoản 10m Trong thạch có phần vơ hữu Phần vô cơ, môi trƣờng vật lý, cấu tử đất từ lớn vài cm đến nhỏ 1mm Cùng với hạt keo gọi keo sét (từ – 100m), hạt vật chất liên kết với tạo cấu trúc không gian định Trong có chỗ riêng để khơng khí di chuyển, có nƣớc di chuyển theo mao quản, theo trọng lực Nƣớc môi trƣờng đất tạo dạng gọi dung dịch đất (soil solution) Dung dịch đất có phần: phần dung mơi nƣớc phần chất tan cation anion, chất hữu cơ, vi sinh vật, phân tử khón Đây nơi cung cấp thức ăn cho thực vật qua lông hút, vi sinh vật động vật nƣớc Nếu coi mơi trƣờng đất thể sống Đó có mặt sinh vật háo khí, yếm khí, vi sinh vật cố định đạm, vi sinh vật phân giải đất, vi sinh vật sulfate hóa, …; có nơi ít, nhƣng có nơi có đến hang ngàn đến hàng triệu vi sinh vật 1cm3 đất Động vật phong phú đa dạng, từ động vật đơn bào đến động vật bậc cao có mặt đất mặt đất: giun, kiến, mối, chuột, sâu, dế, … tạo nên phong phú hệ gen Địa môi trƣờng, nhƣng môi trƣờng biến động, nói hơn, biến động phát Khi độc tố xâm nhập, ô nhiễm vƣợt khả tự làm khó lịng mà tẩy Hiện nay, ngƣời ta cịn coi thƣờng quan tâm đến môi trƣờng đất hệ môi trƣờng sinh thái - Sinh (bioshere) cịn gọi mơi trƣờng sinh học Sinh bao gồm phần sống từ núi cao đến đáy đại dƣơng, lớp khơng khí có oxy cao vùng địa ranh giới sinh địa thật khó mà rạch rịi Cho nên phân chia tƣơng đối có tính khái niệm để dể lập luận mà Đặc trƣng cho hoạt động sinh chu trình trao đổi vật chất trao đổi lƣợng Đó chu trình sinh địa hóa, chu trình đạm, chu trình biến đổi hợp chất lƣu huỳnh, chu trình photpho … Đi đơi với chu trình vật chất chu trình lƣợng: lƣợng ánh sáng mặt trời chuyển hóa chúng Năng lƣợng sinh học, hóa sinh … Chính nhờ chu trình hoạt động nên vật chất sống đƣợc trạng thái cân gọi Giáo trình – Mơi trường học – GS TSKH Lê Huy Bá cân động Nhờ có cân mà sống trái đất đƣợc ổn định phát triển Đó ổn định tƣơng đối nhƣng thật tuyệt diệu Nhờ có hệ sinh vật hoạt động với liên kết chất vơ mà ổn định đƣợc bền vững Ví dụ nhƣ tạo cân O2 CO2 khơng khí sinh Chỉ cần thay đổi CO2 vài phần ngàn lƣợng O2 vài phần trăm sống ngƣời sinh vật lại đảo lộn - Khí (atmosphere) cịn gọi mơi trƣờng khơng khí Khái niệm giới hạn lớp khơng khí bao quanh địa cầu Khí chia nhiếu tầng: + Tầng đối lƣu (troposphere) từ – 10 – 12km Trong tầng nhiệt độ gỉam theo độ cao áp suất giảm xuống Nồng độ khơng khí lỗng dần Đỉnh tầng đối lƣu nhiệt độ cịn -50o C -> -80oC + Tầng bình lƣu (stratophere) kế tầng đối lƣu tức độ cao 10 – 50km Trong tầng nhiệt độ tăng dần đến 50km đạt đƣợc OoC Áp suất có giảm giai đoạn đầu nhƣng lên cao áp suất lại khơng giảm mức mmHg Đặc biệt gần đỉnh tầng bình lƣu có lớp khí đặc biệt gọi lớp ozone có nhiệm vụ che chắn tia tử ngoại UVB, không cho tia xuyên xuống mặt đất, giết hại sinh vật + Tầng trung lƣu (mesosphere) từ 50km đến 90km Trong tầng nhiệt độ giảm dần đạt đến điểm cực lạnh khoảng -90oC -> -100oC + Tầng (thermosphere) từ 90km trở lên: tầng khơng khí cực lỗng nhiệt độ tăng dần theo độ cao Trong tầng tầng có định đến môi trƣờng sinh thái địa cầu tầng đối lƣu, khơng khí khí quyễn có thành phần hầu nhƣ khơng đổi Khơng khí khơ chứa 78% N, 20,95% Oxy, 0.93% agon, 0,03% CO2, 0,02% Ne, 0,005% He Ngồi khơng khí cịn có lƣợng nƣớc Nồng độ bảo hòa nƣớc phụ thuộc vào nhiệt độ Trong khơng khí cịn có vi sinh vật (vi trùng, siêu vi trùng) bào tử chất vô cơ, chúng luôn hoạt động cân động Quá trình vận chuyển biến đổi tn theo chu trình lƣợng chu trình vật chất mơi trƣờng: chu trình nƣớc, thay đổi khí hậu thời tiết có liên quan tác động mạnh mẽ đến mơi trƣờng - Thủy (Hydrosphere) cịn gọi mơi trƣờng nƣớc (có danh từ hồn tồn giống thủy nhƣng gọi môi trƣờng nƣớc là: water environment danh từ tƣơng tự aquatic environment) Thủy bao gồm tất phần nƣớc trái đất, khái niệm bao gồm nƣớc hồ ao, sơng ngịi, nƣớc suối, nƣớc đại dƣơng, băng tuyết, nƣớc ngầm, … Thủy thành phần không thiếu đƣợc mơi trƣờng inh thái tồn cầu, trì sống cho ngƣời sinh vật Ở dâu có sống có khơng khí phải có nƣớc Nƣớc phần tử có định cho vận chuyển trao đổi môi trƣờng Khơng có nƣớc khơng có sống Trong mơi trƣờng nƣớc tuân theo quy luật biến đổi, theo chu trình lƣợng Nó thành phần cấu tạo nên vật chất sống môi trƣờng, vừa chất cung cấp vật chất nuôi sống môi trƣờng hoạt động Cách phân chia cấu trúc theo mang tính chất tƣơng đối Thực lịng điều có mặt phần quan trọng khác Chúng bổ sung cho chặt chẽ Khơng thể có mơi trƣờng khơng có mặt h Phân loại môi trƣờng theo tự nhiên xã hội - Môi trƣờng tự nhiên (nature environment): tất nhƣng mơi trƣờng manh tính tự nhiên: song, suối, đất, khơng khí, rừng, biển,… - Mơi trƣờng xã hội nhân văn (environment of social humanties): môi trƣờng giáo dục, hoạt động xã hội ngƣời đƣợc cấu thành, phát triển mối tƣơng tác ngƣời với ngƣời hoạt động sống xã hội liên quan với dân tộc khác i Phân loại mơi trƣờng theo kích thƣớc khơng gian (phạm vi): Theo cách tiếp cận này, có loại mơi trƣờng: - Mơi trƣờng vi mơ: có kích thƣớc khơng gian nhỏ Ví dụ: mơi trƣờng giọt nƣớc biển, mơi trƣờng chậu thí nghiệm Giáo trình – Môi trường học – GS TSKH Lê Huy Bá - Mơi trƣờng vĩ mơ: có kích thƣớc khơng gian tƣơng đối lớn Ví dụ: mơi trƣờng tồn cầu, mơi trƣờng tồn lãnh thổ quốc gia - Mơi trƣờng trung gian: có kích thƣớc trung bình, nhƣ môi trƣờng khu công nghiệp, môi trƣờng khu dân cƣ… j Phân loại mơi trƣờng theo vị trí địa lý, độ cao - Môi trƣờng ven biển (coastal zone environment) - Môi trƣờng đồng (delta environment) - Môi trƣờng miền núi (hill environment) - Môi trƣờng núi cao (highland environment) k Phân loại môi trƣờng theo hoạt động kinh doanh - Môi trƣờng đô thị (urban environment) - Môi trƣờng nông thôn (rural environment) - Môi trƣờng nông nghiệp (agro environment) - Môi trƣờng giao thông (transport environment) l Phân loại theo lƣu vực theo mục đích nghiên cứu Tùy theo mục đích nghiên cứu hệ sinh thái mơi trƣờng mà ngƣời ta chia ra: - Môi trƣờng cạn (irrital environment) - Môi trƣờng dƣới nƣớc (water environment) Trong môi trƣờng nƣớc lại có: + Mơi trƣờng biển + Mơi trƣờng lƣu vực sông + Môi trƣờng hồ, ao + Môi trƣờng đầm, phá Thậm chí mơi trƣờng sơng lại chia : + Môi trƣờng cửa sông + Môi trƣờng suối + Môi trƣờng thƣợng lƣu + Môi trƣờng hạ lƣu m Phân loại mơi tƣờng theo tác nhân Có loại : - Môi trƣờng tự nhiên (nature environment) - Môi trƣờng tự nhiên (sub-natural environment) - Môi trƣờng bán tự nhiên (hafl-natural environment) - Môi trƣờng trồng trọt (argricultural environment) n Mơi trƣờng tồn cầu Nếu ta xem hành tinh ở, trái đất, môi trƣờng sinh thái mơi trƣờng vĩ mơ, bao gồm nhiều yếu tố thể thống Các yếu tố có quan hệ chặt chẽ với lịch sử hình thành phát triển Sự phát triển tiến hóa hành tinh thông qua quy luật định địa chất thủy văn, khí hậu, thời tiết, … để ngày hồn thiện Giữa cấu trúc mơi trƣờng có mối liên hệ ngày trở nên chặt chẽ để tạo nên cấu định, vào ổn định Lịch sử phát triển trái đất đƣợc đánh dấu hai mốc bản: thứ nhất, suất sống thứ hai xuất ngƣời xã hội loài ngƣời - Trƣớc sống xuất hiện: Giai đoạn địa cầu nhƣ đƣợc tồn với điều kiện hoạt động hoạt động phi sinh vật Vì vậy, mơi trƣờng bao gồm địa chất, đất, nƣớc, khí, xạ mặt trời Trong q trình tồn hàng tỉ năm, đất môi trƣờng bao quanh sản sinh sản phẩm: oxy với lƣợng khơng lớn lắm, kết q trình hóa học lý hóa đơn Sau q trình thành tạo ozone Dần dần lớp ozone dày lên ngăn cản xâm nhập mạnh mẽ tia tử ngoại UVB, để có hội cho sống xuất tồn - Từ xuất sống: Khi xuất sống mơi trƣờng tồn cầu chuyển sang giai đoạn Mơi trƣờng có hai phần, chƣa rõ lắm: phần vô sinh phần hữu sinh Các sinh vật đầu Giáo trình – Mơi trường học – GS TSKH Lê Huy Bá tiên sống điều kiện vơ khắc nghiệt Trong q trình hơ hấp chƣa hình thành lƣợng thơng qua đƣờng sinh hóa lên men Sinh vật phát triển thông qua chọn lọc tự nhiên tạo sinh vật khởi có khả quang hợp Nghĩa thực vật đơn giản cò khả hấp thụ CO2, H2O thải O2 nhờ diệp lục đơn giản ánh sáng mặt trời Điều tạo nên biến đổi sâu sắc môi trƣờng sinh thái địa cầu Đây bƣớc nhảy đầy ý nghĩa hình thành mơi trƣờng sinh thái địa cầu Nhờ xuất thực vật có diệp lục mà O2 đƣợc tạo nhanh chóng Vì vậy, từ kéo theo hàng loạt sinh vật khác Lƣợng O2 đƣợc gia tăng đáng kể để tạo O3 tầng ozone, nhờ tầng xuất dày lên, đến mức đủ bảo vệ cho sống sinh sôi địa cầu Cùng với trình này, nhiệt độ ấm dần lên, phát triển sinh vật vƣợt bậc chủng loại lẫn số lƣợng Dẫu có trãi qua hàng chục trình thay đổi địa chất, mối quan hệ phụ thuộc yếu tố môi trƣờng ngày trở nên chặt chẽ Sự phát triển hệ gen sinh vật theo mà ngày đa dạng phong phú cạn lẫn dƣới nƣớc, dƣới đại dƣơng Trong khí quyển, hình thành quyển: khí quyển, sinh quyển, địa quyển, thủy Sau xuất lồi ngƣời qua q trình tiến hóa làm cho mơi trƣờng sinh thái địa cầu có phong phú vƣợt bậc: bên cạnh chọn lọc tự nhiên xuất hệ sinh vật phát triển theo chọn lọc nhân tạo Loài ngƣời, sinh vật siêu đẳng phụ thuộc vào mơi trƣờng tự nhiên mà cịn cải tạo phục vụ sống Vì vậy, từ thành phần môi trƣờng không vô sinh hữu sinh mà cịn có ngƣời hoạt động sống họ Từ xuất dạng mơi trƣờng: dân số xã hội, môi trƣờng nhân văn, môi trƣờng đô thị, môi trƣờng nông thôn, môi trƣờng ven biển … 1.6 TÀI NGUYÊN (RESOURCES) 1.6.1 Định nghĩa Tài nguyên dạng vật chất đƣợc tạo thành suốt trình hình thành phát triển tự nhiên, sống sinh vật ngƣời Các dạng vật chất cung cấp nguyên – nhiên vật liệu, hỗ trợ phục vụ cho nhu cầu phát triển kinh tế, xã hội ngƣời 1.6.2 Phân loại tài nguyên Mỗi tác giả đƣa tiêu chuẩn để phân loại tài nguyên khác nhau, hay nói cách khác, ta có tập hợp tiêu chuẩn phân loại (classification categories) ta có bảng phân loại tài nguyên tƣơng ứng Theo chúng tôi, tài nguyên đƣợc phân loại nhƣ sau: a Phân loại theo nguồn gốc Chia làm loại: - Tài nguyên thiên nhiên (Natural resources): tài nguyên thiên nhiên dạng vật chất đƣợc tạo thành suốt trình hình thành phát triển tự nhiên sinh vật Các dạng vật chất cung cấp nguyên – nhiên vật liệu, hỗ trợ phục vụ cho nhu cầu phát triển ngƣời - Tài nguyên nhân tạo (Artificial resoures): loại tài nguyên lao động ngƣời tạo ra: nhà cửa, ruộng vƣờn, xe cộ, đô thị, nông thôn cải, vật chất khác b Phân loại theo môi trƣờng thành phần: cịn đƣợc gọi “tài ngun mơi trƣờng” (environmental resources), gồm loại: * Tài nguyên môi trƣờng đất (soil environmental resources) Trong đó, lại chia ra: - Tài nguyên đất nông nghiệp (Agro-Land resoures) - Tài nguyên đất rừng (Forest soil resoures) - Tài Nguyên đất đô thị (Urban soil resoures) - Tài nguyên đất (Rare earth resoures) - Tài nguyên đất cho công nghiệp (industrial soil resoures): bao gồm đất làm sành sứ, gồm sứ, đất làm sành sứ, đất làm gạch, ngói, đất sét trộn làm xi măng … * Tài nguyên môi trƣờng nƣớc (water environmental resoures) Trong đó: - Tài nguyên nƣớc mặt (surface water resoures) - Tài nguyên đất: Giáo trình – Môi trường học – GS TSKH Lê Huy Bá đƣợc chia thành: sinh vật nổi, sinh vật tự bơi, sinh vật đáy Cũng có cách chia khác, ngƣời ta phân vùng: sinh vật thềm lục địa với diện tích mặt nƣớc chiếm 8% nhƣng lại có đa dạng sinh học phong phú giống loài cung cấp 96% lƣợng hải sản Ngƣợc lại vùng biển khơi chiếm 92% diện tích bề mặt nƣớc nhƣng cung cấp 4% hải sản cho giới Các nhà hải dƣơng học phân vùng quần xã môi trƣờng sinh vật: quần xã thềm lục địa quần xã biển khơi Quần xã thềm lục địa a Sinh vật sản xuất Bao gồm thực vật khuê tảo, giáp… Khuê tảo chiếm ƣu phía biển Bắc, cịn trùng roi, giáp xác vùng nhiệt đới cận nhiệt đới Nhóm trùng roi, giáp xác có trở thành nhóm sinh vật vạn năng, nghĩa chúng vừa giống sinh vật từ dƣỡng vừa giống sinh vật hoại sinh, ăn chất hỗn tạp Sự phát triển số loài gây tƣợng “triều đỏ” làm chết cá Sự phân bố chúng phụ thuộc độ sâu Màu sắc biến đổi theo ƣu màu khác so với diệp lục tố b Động vật Chúng đƣợc liệt vào holo-plankton Loại giáp xác lớn đƣợc gọi krill (euphausidac) có ý nghĩa lớn chúng khâu trung gian, sinh vật tự bơi Nguyên sinh động vật gồm có trùng lỗ (flamifi fera), trùng phóng xạ (radio ladiria) infusoria mitinninda Khác với sinh vật nƣớc ngọt, sinh vật tạm thời (merop lankton) phần quan trọng sinh vật vùng ven bờ Phần lớn động vật đáy nekon (ví dụ nhƣ cá) giai đoạn ấu trùng dạng hạt nhỏ, trƣớc chúng chìm xuống đáy trở thành động vật bơi tự do, có tham gia vào thành phần sinh vật thời kỳ khác Riêng Việt Nam tính loại cá có đến 250 lồi, tập trung đàn mùa nóng Cịn mùa lạnh chúng bơi khơi c Sinh vật đáy Chúng sinh vật sống cố định di động Chúng phân bố theo chiều thẳng đứng rõ Bên cạnh động vật tảo lớn xuất nhiều tảo đơn bào tảo sợi, vi khuẩn động vật khơng có xƣơng Một số động vật lớn có khả vùi cát, số động - thực vật nhƣ giun nuốt cá lẫn chất hữu Động vật đáy chủ yếu vùng nƣớc cạn với nến đáy cát bùn, thƣờng thân mềm macuma Trên vùng cát nƣớc cạn giống than mềm venues sâu hơn, đáy bùn giống ampirura Riêng biển Việt Nam nhóm cá đáy gồm 502 lồi, nhóm gần đáy gồm khoảng 930 loài (Đặng Ngọc Thanh, 1995) d Sinh vật tiêu thụ Sinh vật tiêu thụ gồm sinh vật tự bơi sinh vật tiêu thụ Mỗi lồi động vật nhóm thƣờng chiếm khoảng rộng, loại bậc loại bậc Các động vật gồm có cá giáp xác cỡ lớn, rùa, động vật có vú chim biển Các loài sinh vật phong phú Các động vật hơ hấp khơng khí tham gia vào chuỗi thức ăn biển: cá động vật không xƣơng sống thức ăn cho chúng Còn chim biển tập trung vùng ven bờ, nơi có nhiều chất dinh dƣỡng e Sinh vật phù du (plankton) Maurice (1956) công bố sinh vật phù du vùng ven biển, vùng cửa sông, phong phú Riêng Việt Nam, vùng biển vịnh Thái Lan có 42 lồi thực vật phù du, 56 loài động vật phù du Vinh Nha Trang có 100 lồi động vật phù du 38 loài thực vật phù du Theo Nguyễn Ngọc Lâm, Đoàn Nhƣ Hải (1995), thực vật phù du vùng biển miền Trung có 346 lồi, thuộc ngành: tảo xanh, tảo lục biển, tảo silic (220 loài), tảo kim (1 loài) tảo giáp (122 loài) f Vi khuẩn Nếu nhƣ vùng nƣớc biển khơi vai trị khuẩn khơng đáng kể việc phân giải tạo nên chất dinh dƣỡng, vùng biển cạn vai trị lại lớn, tƣơng tự nhƣ đất Theo Zobell (1963), sinh vật sống trầm tích biển sử dụng chất hữu biến thành chất dinh dƣỡng Giáo trình – Môi trường học – GS TSKH Lê Huy Bá 126 Nấm mốc khơng có vai trị lớn môi trƣờng biển g Rặng san hô (ruit corallicu) Rặng san hô đƣợc gọi “nhà kiến tạo mặt đất” vùng biển nhiệt đới chúng có khả tạo nên đảo Theo Johane (1970), rặng san hơ nơi có quần xã mà mặt sinh học có suất cao nhất, mặt phân loại học đa dạng cịn mặt thẩm mỹ thật tuyệt vời Theo Dawin có kiểu rặng san hô: một, rặng san hô tạo thành hàng rào dọc theo lục địa; hai, rặng san hô bao quanh đảo; ba, rặng san hơ Thái Bình Dƣơng đƣợc tạo nên phần lớn từ đá bastle nhô lên gần bề mặt biển từ hoạt động núi lửa ngầm dƣới nƣớc San hơ lồi động vật (ngành coelerterata), nhƣng rặng san hô quần xã dị dƣỡng mà hệ sinh thái hoàn chỉnh, cấu trúc dinh dƣỡng có phần sinh khối đáng kể xanh Đi với rặng san hơ có tảo đỏ canxi, có khả chống chọi tốt tác hại sóng Chúng đóng góp vào cấu trúc sản lƣợng sơ cấp rặng Cho nên rặng san hô thực tế quần xã san hô tảo Khi xác định thay đổi nồng độ oxy hòa tan ban ngày ban đêm ngƣời ta thấy suất sơ cấp đạt mức độ cao Tỷ lệ suất sơ cấp gần 1, có nghĩa rặng san hơ hệ thống ngun vẹn Ở Australia có rặng san hơ dài 2000km ngang 7km Chúng có nhiều lồi: acropoda (203 lồi), fuzyia (46 loài), porites (23 loài) Riêng Việt Nam theo Nguyễn Huy Yết, Năng Văn Kẻn, tính vịnh Hạ Long có 101 lồi thuộc 40 giống, 12 họ, họ favudac có 35 lồi (chiếm 33,7% tổng số loài), họ acroporidac – 19 (18,3%), poritidac – 10 (9,7%), họ cịn lại có – lồi, cấp giống acropora có nhiều 12 lồi, sau favia – 9, montipora – 6, porites – Các giống khác có lồi Ngày ngƣời ta khai thác san hô cách bừa bãi để làm đồ trang sức mỹ nghệ Nổ mìn đánh cá nhƣ biển miền Trung nƣớc thải sinh hoạt, nƣớc thải công nghiệp, dầu mỏ rị rỉ, đọng bùn, nƣớc có nồng độ muối thấp tiếng chuông báo tử cho hệ sinh thái rặng san hơ Mặt khác, san hơ cịn bị lồi biển (acanthaster plansi) cơng, đe dọa tồn Gần đây, chiến tài nổ giới nhà sinh học, hải dƣơng môi trƣờng học Theo Rajabahta Ramnb Bami, cần phải tiêu diệt bớt biển ăn nhiều san hô, gây cân sinh thái Nhƣng phe khác đứng đầu Xiriplanchamakt, giám đốc vƣờn hải dƣơng thuộc đảo Chan (Thái Lan) cho biết: chƣa có chứng rõ rệt chứng tỏ biển nguyên nhân làm tiêu giảm số san hô h Rừng ngập mặn (xem chương 9) i Các quần xã vùng biển khơi Thực vật biển khơi chủ yếu sinh vật nhỏ động vật chủ yếu holoplankton Các lồi lớn giống nhƣ tơm euphausida “krill” mắt xích quan trọng chuỗi thức ăn Điều đặc biệt màu sắc động vật cá suốt màu xanh da trời, chứng tỏ thích nghi chúng nhằm màu xanh da trời, chứng tỏ thích nghi chúng nhằm chống lại kẻ thù Cấu tạo thể có mấu lồi, giọt mỡ túi nhờn bóng thích nghi với bơi lội Chúng có đặc điểm sử dụng lặp lại nhiều lần chu trình Đó điểm thích ứng với đời sống nghèo chất dinh dƣỡng Biển khơi có vai trị quan trọng việc cân O2 CO2 cho toàn cầu Theo Myphy, 1963, phần lớn loài chim biển phụ thuộc vào kiểu hình mặt nƣớc đặc trƣng, phụ thuộc vào phong phú sinh vật Theo ông, cá voi động vật tuyệt vời số loài động vật biển Sinh vật biển phụ thuộc vào độ sâu, kể mặt độ lồi Cá biển vùng sâu có cặp mắt to nhỏ bị thối hóa (Clarke Denton – 1962) 6.4 NĂNG LƢỢNG TRONG MÔI TRƢỜNG BIỂN - BIỂN LÀ MỘT MÔI TRƢỜNG HẾT SỨC SÔI ĐỘNG 6.4.1 Trong biển có chu chuyển thƣờng xuyên biến đổi lƣợng Sự khác biệt nhiệt độ khơng khí cực xích đạo tạo nên lƣợng gió mạnh thổi theo hƣớng: lƣợng gió mùa Tổng hợp lƣợng gió lƣợng quay đất tạo nên dòng hải lƣu Hải lƣu tạo cách biệt tỷ khối nƣớc, nhiệt độ nƣớc Dịng hải lƣu cho lƣợng gió nhiệt Điều dẫn Giáo trình – Mơi trường học – GS TSKH Lê Huy Bá 127 đến khác biệt coriolis, dòng nhiệt muối tính chất vật lý tạo thành vịnh Đáng ý dòng hải lƣu ven bờ theo dòng Bắc – Nam Các hải lƣu tiếng gulf stream hải lƣu vĩ độ cao thuộc châu Âu Do đó, tạo nên tƣợng đại sƣơng mù đặc trƣng cho vùng ven bờ Nói chung, dịng hải lƣu hoạt động nhƣ cối xay khổng lồ quay theo chiều kim đồng hồ bắc cầu ngƣợc chiều kim đồng hồ Nam bán cầu 6.4.2 Quá trình nƣớc trồi (upweklling hình 8.1) q trình đƣợc hình thành nơi mà gió thƣờng xuyên đẩy nƣớc bề mặt khỏi thềm lục địa, dốc dựng đứng, phía dƣới cùng, nƣớc lạnh nhƣng tích tụ nhiều chất biogen bì đẩy lên bề mặt Đai dƣơng giàu có vùng có upwelling dọc ven bờ Ở nghề cá phát triển mạnh Hình 8.2 cho biết dịng hải lƣu Pêru tạo nên vùng nƣớc lạnh từ đáy sâu chuyển lên tần bề mặt Đây vùng giàu có giới Ngồi vùng thu hút nhiều quần thể chim biển đến làm tổ thải vô số phân giàu nitrat photphat đảo ven bờ Ở nơi khơng có dịng hải lƣu bề mặt, khơng có chuyển lên nƣớc tầng đáy khơng có dịng hải lƣu gây khác biệt nhiệt độ độ mặn nƣớc xác động vật thực vật chất hữu chìm xuống nằm lại dƣới đáy sâu Nhƣ yếu tố sinh học bị loại khỏi lớp nƣớc bề mặt đƣợc chiếu sang giàu sinh vật sản xuất hút lâu dài lớp trầm tích đáy Một kiểu hình đảo lộn nƣớc khác có tên gọi outwelling có đóng góp định cho giàu có vùng ven bờ Hiện tƣợng có nơi mà đại dƣơng nhận đƣợc yếu tố biogen từ nƣớc cửa sơng Trong biển có chuyển động thƣờng xuyên thay đổi nhiệt độ, vùng cực, xích đạo, chuyển động trái đất tạo gió mùa, hải lƣu Hải lƣu hoạt động nhƣ bánh xe khổng lồ: Tại Bắc bán cầu theo chiều đồng hồ Tạ Nam bán cầu ngƣợc chiều kim đồng hồ Ví dụ: dòng hải lƣu Elnino Dòng hải lƣu hoạt động khơng đều, đƣa nƣớc biển nóng ấm từ vùng xích đạo miền Trung Thái Bình Dƣơng trồi lên phía Bắc gây biến đổi thời tiết khắp giới: khô hạn Australia, châu Phi, bão tố Hoa Kỳ thời tiết bất thƣờng nhiều vùng đất khác Vì thƣờng hay xuất vào mùa giáng sinh, lại “mang tính khí nghịch ngợm” khó mà đốn đƣợc, dòng hải lƣu đƣợc nhà hải dƣơng học khí tƣợng học đặt cho tên thân thiết tiếng Tây Ban Nha “Elniono” hay “The Child” – Chú Nhóc “Chú Nhóc” Elnino có đặc điểm dị thƣờng xuất thƣờng gây nhiều tác động tới thời tiết sản xuất ngƣ – nông nghiệp mà không xuất lại gây nên nhiều hậu bất lợi theo góc độ khác Tuy khơng hồn tồn hiểu thấu mối tƣơng quan, song nhà khoa học nhận thấy năm vắng bong nhóc Elnino thƣờng thấy có nhiều bão nhiệt đới (tropica storms), cịn năm mà nhóc Elnino xuất lại thƣờng thấy có giống tố bão bùng Trong năm 1995, quanh viền Thái Bình Dƣơng có hàng trăm ngàn nạn nhân bão tố, lũ lụt đặc biệt hãn, phần vắng bong nhóc Elnino Đại diện 49 quốc gia tụ họp Washington tháng 11/95 để thảo luận tác động nhóc Elnino, đồng thời tìm cách cải tiến dự đốn thời tiết cách ứng dụng dự đốn vào sinh hoạt thực tế Những dự đốn thời tiết – khí hậu có tính dài hạn (dựa tƣợng tự nhiên nhƣ Elnino) giúp cho nơng gia chọn thời điểm thuận lợi giống hoa màu phù hợp, nhờ giảm tồn tại, gia tăng sản có giá trị lên tới hàng tỉ Mỹ kim, riêng nông ngƣ nghiệp (TH – theo The Nation, 16/1/95)/ 6.4.3 Năng lƣợng từ mặt trăng – lƣợng thủy triều Lực hấp dẫn, lực hút mặt trăng tạo nên thủy triều, lực biến thành lƣợng thủy triều Thủy triều nguyên nhân chủ yếu gây nên tính chu kỳ rõ rệt đời sống quần xã đó, “lên dây” đồng hồ sinh học mặt trăng Do thủy triều đƣợc lặp lại theo chu kỳ với thời gian khoảng 12,5 nên nhiều nơi ngày đêm thƣờng có hai Giáo trình – Mơi trường học – GS TSKH Lê Huy Bá 128 lần thủy triều sau ngày đêm lại sớm lên khoảng 50 phút Sau hai tuần mà mặt trời mặt trăng đƣờng thẳng (vị trí có tên gọi Sizygia), lực hấp dẫn mặt trăng mặt trời đƣợc hợp lại biên độ dao động thủy triều đạt đến mức cực đại Khi triều lên cao triều xuống thấp Vào thời kỳ đó, vào khoảng cách tuần lễ, hiệu số mực nƣớc cƣờng (cao nhất) mực nƣớc thấp có giá trị cực tiểu Hiện tƣợng thƣờng đƣợc gọi thủy triều cầu phƣơng, mà lực hấp dẫn mặt trăng mặt trời vng góc với Biên độ thủy triều dao động từ thấp 30,5cm biển khơi đến 3,5m số vịnh kín Thủy triều bị chi phối nhiều yếu tố, nên khung cảnh thủy triều khu vực khác địa cầu khơng giống Ở Việt Nam, triều phụ thuộc sực hút mặt trăng theo lịch mặt trăng: Mực nƣớc thấp đƣợc xác định trăng lặn (ngoài 22 âm lịch) Đầu tháng đến tháng nƣớc dâng lên, cao – 10cm cao ngày thƣờng Ở nƣớc khác, tùy thuộc địa mặt trăng hút mà mực nƣớc dâng khác Sóng dịch chuyển gió thủy triều sức hút mặt trăng mặt trời Hình 8.3 cho biết: khác biệt nhiệt độ vùng tạo nên lƣợng dịng chảy gulf (dịng chảy chìm) Dịng chảy chìm tạo nên xốy, vùng khơng ổn định đƣờng ngoằn ngoèo sua lại trở lại đƣờng thẳng, lƣợng đƣợc giảm xuống kết hợp lƣợng gió mạnh nhiệt độ từ đại dƣơng vào khơng khí qua vùng nƣớc hở tảng băng Mặt khác, băng lại đƣợc gió thổi khỏi bờ vùng tạo thành dạng đặc biệt: băng tan mảnh Trong nƣớc băng tỉ lệ muối ít, nhẹ trơi với động lớn 6.4.4 Năng lƣợng gió tạo thành bão Trên bầu khơng khí đại dƣơng thƣờng có vùng có áp suất thấp Cịn xung quanh áp suất khơng khí lại cao Sự chênh lệch tạo nên lƣợng: lƣợng gió bảo Các nhà khoa học tính tốn lƣợng gió thành bão vùng biển nhiệt đới mạnh Ví dụ, gió bão với tốc độ 50 – 60m/s có lƣợng dƣới áp lực 1m/am2 200kg Sức mạnh đủ bốc ném đoàn tàu lớn Một bão có tốc độ 60 – 70m/s đánh đổ cổ thụ Cơn bão có tên Gazen, 1954, đƣa trái dừa lớn từ đảo Haiti vƣợt qua 1500km sang tận Australia Trận bão Karla vào mùa thu năm 1961 thuộc loại bão mạnh kỷ XX tràn qua bang Texax Louisiana Các trận bão thƣờng xuất vùng nhiệt đới biển Thái Bình Dƣơng, nhƣ khu vực biển phía Đơng Philippines, quần đảo Mũi Xanh, Antilles, biển Ả Rập, vịnh Bengan Mỗi năm trung bình có 12 đến 15 bão đổ vào Việt Nam Đến ngƣời ta thống nguyên nhân bão, lốc: khối lƣợng lơn khơng khí đƣợc đốt nóng mạnh ánh nắng mặt trời mà khơng khí lại chiếm nhiều nƣớc, chúng bốc lên nhanh, tích tụ lại, giải phóng phần lƣợng khổng lồ Từng khối khơng khí nóng mang nƣớc bão hịa đƣa lên phía nơi khí lạnh Q trình tiếp tục, lƣợng đƣợc giải phóng, nguồn lƣợng giải phóng 10 ngày, theo tính toán nhà khoa học Mỹ, nhu cầu lƣợng nƣớc Mỹ 600 năm Mỗi bão có tâm bão mắt bão, với áp suất khí thấp có thƣợng hạ khí áp đột ngột Đó ngun nhân tạo gió mạnh Chiều gió xốy có điều đặc biệt: Bắc bán cầu - ngƣợc chiều kim đồng hồ cịn Nam bán cầu theo chiều kim đồng hồ Đặc biệt thứ áp suất mắt bão ngày giảm tốc độ gió ngày tăng, đạt tỷ số cực đại, có cao 30m/s (nếu nhỏ 17m/s gọi áp thấp nhiệt đới, không gọi bão) Năng lƣợng đƣợc giải phóng từ gió bão mức trung bình, mức lớn vơ lớn tạo nên sóng thần 6.4.5 Năng lƣợng sóng biển Lực hút mặt trăng, lƣợng mặt trời, lƣợng gió tác động nên lớp đại dƣơng tạo thành sóng biển Có sóng lớn với tốc độ cao từ 0,2m vài mét vài chục mét Biển thƣờng xuyên có sóng đáy đại dƣơng tạo nên Ví dụ sóng cao 34m đại dƣơng vào năm 1993 Tâm mắt bão có sóng cao đến 40m nhƣ nhà khoa học Mỹ Pháp phát năm 1959 nghiên cứu trận bão Vêra Năng Giáo trình – Mơi trường học – GS TSKH Lê Huy Bá 129 lƣợng sóng chạy máy phát điện Hiện ngƣời chƣa sử dụng đƣợc nguồn lƣợng to lớn 6.4.6 Năng lƣợng mặt trời Năng lƣợng mặt trời ảnh hƣởng mạnh tới môi trƣờng sinh thái biển, gây nên tƣợng bốc nƣớc, tạo nên chu trình thủy hóa Bức xạ mặt trời chiếu xuống liên tục vô tận Ngƣời ta tính mặt trời cung cấp khoảng 7,1.1015 MWatt cho đại dƣơng Ngƣời ta ví dụ đại dƣơng nhƣ “collector thiên nhiên” (máy thu lƣợng mặt trời) vậy, biển có lƣợng tái sinh liên tục xuất không gây ô nhiễm Mỗi năm có 500 – 700.1012 MWh lƣợng mặt trời chiếu xuống toàn cầu Theo thống kê, Cộng đồng Châu Âu sử dụng 10% lƣợng biển cung cấp (nhà máy chạy đại dƣơng lớn khoảng 20MW, trung bình 0,5 – 20MW) Năng lƣợng biển đƣợc hấp thụ từ lƣợng mặt trời, lƣợng gió, lƣợng từ lịng đất q trình địa chất, hoạt động núi lửa thật vô lớn lao mà chƣa đƣợc sử dụng (xem hình 8.5) 6.5 Ơ NHIỄM MƠI TRƢỜNG BIỂN Biển đại dƣơng bị nhiễm nguồn sau đây: 6.5.1 Ơ nhiễm ngƣời Có thể có nguồn gây ô nhiễm nhƣ sau: Khai thác tài nguyên biển, lƣợng biển, phá hủy hệ động vật, thực vật, phá hủy đa dạng sinh học đánh bắt cá khai thác biển, lấy san hơ, nổ mìn làm cho tài nguyên biển kiệt quệ, làm cân môi sinh, làm sạt lở, xói mịn bờ biển 6.5.2 Khai thác dầu đá dầu, đá cháy gây ô nhiễm Quá trình thăm dị khai thác nhiên liệu hóa thạch lịng đất đại dƣơng khơng thể khơng gây nhiễm mơi trƣờng, chí có nơi trở nên trầm trọng Các khu vực khai thác mỏ Trung Đông, Indonesia, Việt Nam gây ô nhiễm Trong q trình khai thác dầu, lƣợng khí lớn phải đốt bỏ gây ô nhiễm không khí mặt đại dƣơng Các vết dâu loang rị rỉ nhanh chóng phủ mặt nƣớc biển làm tôm cá hải sản bị chết hàng loạt Một phận dầu có tỉ trọng nặng nƣớc nƣớc chìm xuống tầng dƣới, kết gắn với tạo thành dạng keo gây hại môi trƣờng sinh thái vùng đáy vùng lƣng chừng 6.5.3 Ơ nhiễm tàu bè, giao thơng biển Các tàu vận chuyển dầu biển từ Trung Đông qua đại dƣơng đến Nhật Bản, Mỹ, Canada thƣờng gặp cố vỡ tàu, tràn dầu Lịch sử chứng kiến cố tràn dầu bờ Thái Bình Dƣơng nƣớc Mỹ, vỡ tàu dầu Nga bờ biển Nhật Bản làm hàng loạt sinh hoạt biển bị tiêu diệt 6.5.4 Ô nhiễm nƣớc thải vùng đô thị đổ chất thải hạt nhân biển Nhƣ ta biết 70 – 80% dân số tập trung vùng ven biển, thị lớn triệu dân, có nghĩa nƣớc thải sinh hoạt, công nghiệp, bùn cống rãnh từ đô thị, chất thải rắn từ sinh hoạt công nghiệp đƣợc tập trung biển làm ô nhiễm biển Ngoài hầu hết sông giới chảy biển Các khu dân cƣ lớn, đô thị lớn đô thị công nghiệp thƣờng nằm cạnh sông ven bờ biển Vì hàng ngày có hàng triệu m3, nƣớc ô nhiễm chảy biển Phần biển nông ven bờ thềm lục địa, nơi có suất sinh học cao nhất, môi trƣờng sống phát triển nhất, nơi bị nhiễm nặng nề từ nƣớc thải Sản phẩm hoạt động mang lại chất nhiễm khơng khí, nhiễm nƣớc Tuy nhiên, khả tự làm biển đại dƣơng lớn mức độ nhiễm gần đáng kể nhƣng nhiễm gần bờ đáng kể nhƣng nhiễm xa bờ ngồi khơi cịn mức độ thấp Giáo trình – Mơi trường học – GS TSKH Lê Huy Bá 130 6.6 CHU TRÌNH NƢỚC ĐẠI DƢƠNG Biển đại dƣơng đóng vai trị quan trọng mơi trƣờng khí hậu tồn cầu Một vai trị đóng góp biển vào chu trình thủy văn Biển chiếm 90% nƣớc địa cầu hoạt động nƣớc mơi trƣờng biển định chu trình nƣớc tồn cầu định khí hậu tồn cầu Chúng ta biết năm nƣớc biển bốc (do lƣợng mặt trời) 450 nghìn km3, mƣa biển khoảng 410 nghìn km3 Một phần nƣớc (khoảng 46 nghìn km3) tạo thành mây mƣa đất liền để sau nƣớc lại chảy theo dịng sông, chảy tràn theo nƣớc ngầm chảy biển Đúng nhƣ ngƣời ta nói “trăm sơng biển đơng” Chu trình nƣớc làm cho mơi trƣờng tồn cầu có đủ nƣớc đủ sinh vật phát triển Nếu nhƣ khơng có chu trình nƣớc dƣới đại dƣơng địa cầu khơng có sinh vật 6.7 ĐẶC TRƢNG MÔI TRƢỜNG BIỂN VIỆT NAM GS – TS Đặng Ngọc Thanh “Chuyên khảo biển Việt Nam, tập 4” (1994) nhận định môi trƣờng vật lý biển Việt Nam nhƣ sau: “Biển việt Nam mang tính chất vùng biển rìa với kiểu địa hình: địa hình đồng thềm lục địa rìa tây biển Đơng địa hình núi vùng sâu phía Đơng Đơng Nam… Tính chất biển nơng thềm vùng lục địa cộng với tính chất quần đảo vùng biển sâu tiếp giáp nhƣ sinh cảnh khác hệ sinh thái đặc trƣng nhiệt đới ven biển nhƣ: rừng mangrove, rặng san hô, đầm phá, cửa song, doi cát, … tạo nên cảnh quan đặc biệt đa dạng cho vùng biển Việt Nam; rõ ràng liên quan tới tính chất đa dạng sinh vật viển Việt Nam… Khí hậu nhiệt đới gió mùa có ý nghĩa định đời sống sinh vật biển Việt Nam Với điều kiện nhiệt độ nƣớc biển tầng mặt năm xuống dƣới 200C , khu hệ sinh vật biển Việt Nam mang tính chất nhiệt đới Tuy nhiên giảm thấp tƣơng đối nhiệt độ biển tầng mặt vào mùa đơng vùng biển phía Bắc tầng sâu 100m tới dƣới 200C, điều kiện mơi trƣờng thích hợp cho vi sinh vật biển cận nhiệt đới từ phía Bắc di chuyển tới Chế độ gió mùa tạo nên chế độ nhiệt ẩm, mƣa dòng chảy biến đổi chu kỳ năm có tác động tới đời sống, đặc biệt chu kỳ sinh sản, phân bố di cƣ cá, tôm, biển theo mùa Chế độ mƣa hàng năm làm hình thành dịng nƣớc lục địa chảy từ hàng nghìn cửa sơng lớn nhỏ đổ biển vào mùa mƣa, làm nhạt đáng kể độ mặn nƣớc biển (có xuống dƣới 10%), tạo nên môi trƣờng sống gần nhƣ nƣớc ven biển Trong dải ven bờ này, thƣờng phân bố nhóm sinh thái ruộng ộng muối, rộng nhiệt,… hầu nhƣ thấy tất nhóm sinh vật nhƣ sinh vật đáy biển Việt Nam Các dòng nƣớc lục địa đƣa vùng biển ven bờ lƣợng muối dinh dƣỡng lớn thƣờng tạo nên phát triển mạnh thực vật ven bờ Các vùng nƣớc trồi hình thành khu vực biển Nam Trung Bộ Nam Bộ có tác động tới phát triển sinh vật biển Mặt khác, tính chất đồng tƣơng đối điều kiện môi trƣờng sống vùng biển qua thời kỳ năm tƣơng ứng với đồng tƣơng đối nhịp điệu sinh trƣởng, kiếm mồi, sinh sản sinh vật biểnViệt Nam năm, hoạt động di cƣ không lớn tôm, cá biển Theo ý kiến nhà cổ địa lý Sinitsun (1992), vùng biển ven bờ Việt Nam đƣợc ngập nƣớc chƣa lâu, từ đợt biển tiến sau vào cuối kỳ Pleistoxen Tính chất trẻ lịch sử hình thành liên quan tới lịch sử tiến hóa sinh vật vùng biển này, đặc biệt trình hình thành dạng đặc hữu cịn thấy vùng biển Việt Nam Một đặc điểm môi trƣờng sống biển Việt Nam sai khác điều kiện tự nhiên vùng biển phía Bắc phía Nam Vùng biển phía Bắc, bao gồm vịnh Bắc bộ, cịn chịu ảnh hƣởng mạnh gió mùa Đơng - Bắc hàng năm vào mùa đông làm nhiệt độ nƣớc biển giảm thấp, có tới 10oC ven bờ Trong vùng biển phía Nam chịu ảnh hƣởng khơng khí lạnh mùa đơng, nhiệt độ nƣớc biển năm thƣờng mức 20oC Sự sai khác chế độ với sai khác sinh vật biển cận nhiệt Giáo trình – Môi trường học – GS TSKH Lê Huy Bá 131 đới từ phía Bắc di nhập tới Còn vùng biển Việt Nam, thành phần hầu nhƣ khơng có, mà chủ yếu gồm dạng sinh vật biển nhiệt đới tiêu biểu Về số lƣợng, sinh trƣởng, phát triển, sinh vật có nhiều sai khác vùng biển phía Bắc phía Nam Về đa dạng sinh học, theo Nguyễn Khắc Hƣờng (Điểm qua cơng trình chủ yếu nghiên cứu phân loại khu hệ cá biển Việt Nam, 1977) có 1636 lồi, 579 giống, 175 họ, 31 Còn theo Trần Định Nguyễn Nhật Thi có 2038 lồi, 717 giống 198 họ, 32 Nhóm cá san hơ có 340 lồi, nhóm cá đáy có khoảng 502 lồi, nhóm cá có 260 lồi, nhóm cá gần đáy 930 lồi… động thực vật phù du phong phú: có 573 loài thực vật phù du, 657 loài động vật phù du Cịn sinh vật đáy có 600 lồi động vật đáy cỡ lớn, 2500 lồi thân mềm, 1500 loài giáp xác, 700 loài giun hàm tơ, 650 loài ruột khỏang, 350 loài da gai, 150 loài hải biển Còn đa dạng rong biển, theo Đặng Ngọc Thanh, biển nƣớc ta có 650 lồi, 310 lồi với 150 lồi rong nâu, 77 lồi rong lam, 46 lồi rong lục Giáo trình – Mơi trường học – GS TSKH Lê Huy Bá 132 6.8 HIỆN TRẠNG MÔI TRƢỜNG BIỂN Hội nghị London 6/9/1995 Liên hợp quốc Tổ chức hàng hải Quốc tế (IMO) tổ chức báo động hủy diệt môi trƣờng biển Đánh bắt cá giảm sút Hắc Hải 10 năm qua Chất thải công nghiệp nƣớc phát triển đổ trực tiếp biển Phân bón đạm làm nhiễm độc tảo Tình trạng ô nhiễm làm giảm sức khỏe ngƣời trầm trọng Trƣớc đây, vùng biển Nhật Bản, hàng trăm ngƣời chết hàng nghìn ngƣời nhiễm độc ăn phải cá nhiễm độc thủy ngân hữu chất thải từ vịnh Minataba cách Tokyo 900km phía Tây Nam… Một phà biển trọng tải 2000 ngƣời sản sinh chất thải ngày, giết hại cá, rùa, tôm… Riêng biển Việt Nam, gần có cạn kiệt đánh bắt mức, nổ mìn giết cá, nhiễm dầu, phá rặng san hơ Ví dụ, biển Kiên Giang trƣớc khai thác đƣợc 200 ngàn hải sản, tàu lớn công suất 45 – 46 mã lực sau chuyến biển 20 – 25 ngày đánh đƣợc – 10 cá thu hành chục cá khác Ấy mà số điều khơng tƣởng Ngƣời ta tính mật độ hải sản giảm 60 – 70% có nơi cạn kiệt ngƣời dùng phƣơng tiện đánh bắt lƣới qt tồn tơm cá làm chúng tuyệt chủng Gần 20 vạn ngƣời làm ăn biển với vạn tàu thuyền đánh cá nhƣ tài nguyên biển cạn kiệt tất nhiên Chúng ta phải có biện pháp bảo vệ tài nguyên biển 6.9 HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH LÀM NƢỚC DÂNG LÊN VÀ SUY THỐI MƠI TRƢỜNG BIỂN Hiệu ứng nhà kính bề mặt đại dƣơng khiến quần xã biển vi sinh vật biển di cƣ phía cực Xu hƣớng gia tăng tƣơng lai Cũng nhƣ hệ sinh thái địa cầu, tất chủng loại hệ sinh thái biển thành cơng việc điều chỉnh để thích ứng với biến động môi trƣờng sống mà có thành phần chủng loại hệ thay đổi Sự suy yếu lƣu thông đại dƣơng gây ảnh hƣởng đặc biệt nghiêm trọng Cân sinh thái khu vực có hàm lƣợng hiệu dinh dƣỡng cao bị đảo lộn trầm trọng Có thể thấy tình trạng qua tác động (theo mơ hình Elnino) bờ biển phía tây vùng Nam Mỹ Không nhƣ thƣờng lệ, tác nhân mang đến chết cho hàng loạt sinh vật biển vùng Sự bất thƣờng xuất với tần số cao hơn, gây tác động tiêu cực không mặt sinh thái mà mặt kinh tế xã hội Sự suy thoái đóng băng đại dƣơng có tác động lớn đến hệ sinh thái biển, ảnh hƣởng đến sống loài tảo phát triển lớp băng lẫn động vật có vú sinh sống Trong thời kỳ phát triển kéo dài khơng cần thiết để giảm hiệu biến đổi đáng kể cấu trúc xảy dòng lƣợng dòng vật chất hệ sinh thái vùng tiếp giáp nƣớc biển băng tuyết Chẳng hạn, tác động ngƣợc xảy hiệu khu vực này.Tảo, đến lƣợt nó, trở thành nguồn thực phẩm cho sinh thể bậc cao Hiệu ứng “synergistic” đóng vai trị quan trọng hệ sinh thái biển điển hình nhƣ đổ vỡ sinh thái gây hoạt động đánh cá mức gây tác động lớn đến thành phần củng loại hệ sinh thái tình trạng biến động Thêm vào đó, nhiệt độ cao tăng cƣờng hiệu ứng ô nhiễm đại dƣơng gia tăng Cƣờng độ xạ UV- B gây hiệu ứng tiêu cực hiệu khả điều chỉnh để thích ứng hệ sinh thái biển Mặt khác, dẫn đến suy yếu chức tích cực đại dƣơng tác động ngƣợc tƣơng ứng hiệu ứng nhà kính Cƣờng độ mạnh xạ UV – B vĩ độ cao gây nguy hại cho hệ sinh thái quan trọng khu vực bờ biển lớp tiếp giáp với băng tuyết Các hệ sinh thái đóng vai trị nhƣ mảnh đất ni dƣỡng lồi cá, có tầm quan trọng đặc biệt tái sinh cá loài Chúng ta cần nghiên cứu phục vụ cho việc phân biệt rạch ròi hiệu hiệu ứng synergistic nhƣ Chúng ta cho biến động khí hậu gây tác động tiêu cực thành phần chủng loại hiệu suất hệ sinh thái biển tác động trầm trọng Giáo trình – Mơi trường học – GS TSKH Lê Huy Bá 133 ngành công nghiệp cá “downstream” (giao thơng thuận dịng) Trong vài lồi cá thu lợi từ lồi khác phát triển lại tạo mối đe dọa lớn nghề cá, đặc biệt khu vực đƣợc định tính lƣu thông mạnh mẽ hiệu suất cao Mức độ trầm trọng biển động khí hậu gây đƣợc minh họa tổn thất mà ngành cơng nghiệp Peru phải gánh chịu (có liên quan đến tác động theo mơ hình Elnino) Nguy tƣợng nhƣ gây đặc biệt cao nƣớc vên biển thuộc khu vực đại dƣơng có tốc độ “nƣớc trồi” (trào nƣớc biển dƣới sâu lên) có lƣợng đáp ứng thiệt hại kinh tế tƣợng nhƣ gây (ví dụ: nhƣ Namibia, Maurilania, Peru, Somalia) 6.10 GIÁ TRỊ GIỚI HẠN CHO PHÉP CỦA CÁC THÔNG SỐ VÀ NỒNG ĐỘ CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG NƢỚC BIỂN VEN BỜ (Bộ KHCN & MT, 1995) Giá trị giới hạn Stt Thông số Đơn vị Bãi tắm Nuôi thủy sản Các nơi khác Nhiệt độ C 30 Mùi Khơng khó chịu pH 6,5 + 8,5 6,5 + 8,5 6,5 + 8,5 Oxy hòa tan mg/l 5 BOD5(200C) mg/l < 10 < 20 20 Chất rắn lơ lửng mg/l 25 50 200 Asen mg/l 0,05 0,01 0,05 Amminiac (tính theo N) mg/l 0,1 0,5 0,5 Cadimi mg/l 0,005 0,005 0,01 10 Chì mg/l 0,1 0,5 0,5 11 Crom (VI) mg/l 0,005 0,005 0,001 12 Crom (III) mg/l 0,1 0,5 0,5 13 Clo mg/l 0,01 14 Đồng mg/l 0,02 0,01 0,02 15 Florua mg/l 1,5 1,5 1,5 16 Kẽm mg/l 0,1 0,1 0,1 17 Mangan mg/l 0,1 0,1 0,1 18 Sắt mg/l 0,1 0,1 0,3 19 Thủy ngân mg/l 0,005 0,005 0,01 20 Sulfua mg/l 0,01 0,005 0,01 21 Xianua mg/l 0,01 0,01 0,02 22 Phenol tổng số mg/l 0,001 0,001 0,002 23 Váng mỡ dầu mg/l Không Không 0,3 24 Nhũ mỡ dầu mg/l 25 Tổng hóa chất bảo vệ mg/l 0,05 0,01 0,05 thực vật 26 Coliform MPN/10 1000 1000 1000 0ml Giáo trình – Mơi trường học – GS TSKH Lê Huy Bá 134 CHƢƠNG I MÔI TRƢỜNG, NHỮNG ĐIỀU CẨN BIẾT .2 1.2 THÀNH PHẦN MÔI TRƢỜNG (ENVIRONMENT COMPONENT) 1.3 CẤU TRƯC MƠI TRƢỜNG (ENVIRONMENTAL STRUCTURE) 1.4 PHÂN BIỆT THÀNH PHẦN MÔI TRƢỜNG VÀ MÔI TRƢỜNG THÀNH PHẦN 1.5 PHÂN LOẠI MÔI TRƢỜNG 1.6 TÀI NGUYÊN (RESOURCES) .9 1.6.1 Định nghĩa .9 1.6.2 Phân loại tài nguyên .9 1.6.3 Đánh giá tài nguyên 14 1.6.4 Hiện trạng tài nguyên thiên nhiên 15 1.6.5 Tài nguyên thiên nhiên Việt Nam 21 1.7 SINH THÁI MÔI TRƢỜNG (ENVIRONMENTTAL ECOLOGY) 26 1.7.1 Hệ sinh thái (Ecosystem) 27 1.7.2 Cân sinh thái (ecologycal balance) 27 1.8 ĐA DẠNG SINH HỌC (BIODIVERSITY) 28 1.9 Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG (POLLUTION) 30 1.9.1 Định nghĩa 30 1.9.2 Các khái niệm ô nhiễm môi trƣờng 30 1.9.3 Phân biệt ô nhiễm môi trƣờng nhiễm bẩn .30 1.9.4 Phân loại ô nhiễm môi trƣờng 30 1.9.5 Ơ nhiễm mơi trƣờng đất .31 1.9.5 Ô nhiễm môi trƣờng nƣớc 31 1.9.7 Ơ nhiễm mơi trƣờng khơng khí 31 1.9.8 Chất ô nhiễm 32 1.9.9 Chất độc hại ngộ độc (toxicity poisoned) 32 1.9.10 Nguồn gây ô nhiễm 33 1.9.11 Mức độ ô nhiễm 33 1.9.12 Sự lan truyền tác động chất ô nhiễm 34 1.9.13 Ảnh hƣởng trƣờng vật lý đến chất ô nhiễm 34 1.9.14 Sự xâm nhập chất ô nhiễm vào thể ngƣời: .35 1.9.15 Chất ô nhiễm, chất độc lan truyền theo dây chuyền thực phẩm 35 1.10 CHẤT THẢI LÀ GÌ? 35 1.11 SỰ CỐ MÔI TRƢỜNG 36 1.11.1 Sự cố môi trƣờng (environment rish) 36 1.11.2 Những cố môi trƣờng gần 36 1.12 SUY THỐI MƠI TRƢỜNG (ENVIRONMENT DEGREDATION) .37 1.12.1 Khái niệm 38 1.12.2 Phân biệt suy thối mơi trƣờng nhiễm môi trƣờng .38 1.13 SỬ DỤNG TÀI NGUYÊN ĐỂ PHÁT TRIỂN BẾN VỮNG 38 1.14 BẢO VỆ MÔI TRƢỜNG (ENVIRONMENT PROTECTION) 38 1.15 CÔNG NGHỆ MÔI TRƢỜNG (ENVIRONMENT ENGENEERING) .38 1.16 ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƢỜNG (ENVIRONMENT IMPACT ASSESSMENT) (ĐTM) 39 1.17 QUẢN LÝ MÔI TRƢỜNG (ENVIRONMENT MANAGEMENT) 39 1.18 GIÁM SÁT MÔI TRƢỜNG (ENVIRONMENT MONITORING) .40 Giáo trình – Mơi trường học – GS TSKH Lê Huy Bá 135 1.19 CÔNG NGHỆ SẠCH 41 1.20 NÔNG NGHIỆP SẠCH – RAU SẠCH 41 1.21 HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH (GREENHOUSE EFFECT) 41 1.22 SINH THÁI THỔ NHƢỠNG (SOIL ECOLOGY) 42 1.23 SỬ DỤNG ĐẤT HỢP LÝ (LAND USE) 42 1.24 BẢO TỒN TÀI NGUYÊN MÔI TRƢỜNG ĐẤT (SOIL CONVERVATION) 42 1.25 KINH TẾ MÔI TRƢỜNG (EMVIRONMENTAL ECONOMICS) .42 1.26 ĐỊA CHẤT MÔI TRƢỜNG (ENVIROMENTAL GEOLOGY) 43 1.27 BỆNH HỌC, VỆ SINH MÔI TRƢỜNG .43 1.28 SINH THÁI MÔI TRƢỜNG ĐÔ THỊ (URBAN ENVIRONMENT) 43 1.29 MÔI TRƢỜNG NÔNG THÔN (RURAL ENVIRONMENT) .44 1.30 QUẢN TRỊ MÔI TRƢỜNG VÙNG VEN BIỂN (COASTAL ENVIRONMENT MANAGEMENT) .44 1.31 HỆ SINH THÁI NÔNG NGHIỆP (AGROECOSYSTEM) 45 1.32 DU LỊCH SINH THÁI (ECOTOURISM) 45 1.33 GIÁO DỤC MÔI TRƢỜNG (ENVIRONMENTAL EDUCATION) 45 1.33.1 Giáo dục mơi trƣờng ? 45 1.33.2 Giáo dục môi trƣờng Đông Nam Á 45 1.34 CHUYÊN NGHÀNH TRONG MÔI TRƢỜNG HỌC 48 1.35.1 Định nghĩa 48 1.35.2 Khả tự làm môi trƣờng đất 48 1.35.3 Khả tự làm mơi trƣờng khơng khí 49 1.35.4 Khả tự làm môi trƣờng nƣớc 49 CHƢƠNG II 50 MÔI TRƢỜNG ĐẤT- MỘT CƠ THỂ SỐNG 50 2.1 KHÁI NIỆM .50 2.2 CẤU TRƯC MƠI TRƢỜNG ĐẤT .51 2.2.1 Các hạt vật chất vô sinh .51 2.2.2 Các thành phần hữu sinh 51 2.3 HỆ SINH THÁI MÔI TRƢỜNG 52 2.4 HỆ SINH THÁI MÔI TRƢỜNG ĐẤT 53 2.5 Q TRÌNH HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN MƠI TRƢỜNG ĐẤT .53 2.5.1 Hình thành đất đƣợc đặc trƣng trình 54 2.5.2 Những nhân tố sau ảnh hƣởng đến q trình hình thành mơi trƣờng đất 54 2.6 KEO ĐẤT- QUẢ TIM CỦA MÔI TRƢỜNG ĐẤT 54 2.7 DUNG DỊCH ĐẤT – MÁU CỦA CƠ THỂ ĐÂT 55 2.7.1 Thành phần dung dịch đất 55 2.7.2 Phản ứng kiềm dung dịch đất 56 2.7.3 Tính đệm .56 2.7.4 Tính oxy hóa - khử đƣợc đặc trƣng điện oxy hóa – khử môi trƣờng đất, ký hiệu: 56 2.8 Q TRÌNH LATERIT - SỰ THỐI HĨA MƠI TRƢỜNG ĐẤT 56 2.9 Ơ NHIỄM MÔI TRƢỜNG ĐẤT 56 2.9.1 Ô nhiễm tự nhiên 56 2.9.2 Ô nhiễm nhân tạo 57 2.10 CÁC CHẤT ĐỘC TRONG ĐẤT 57 2.11 XÓI MÕN ĐẤT 58 Giáo trình – Mơi trường học – GS TSKH Lê Huy Bá 136 2.11.1 Tác hại xói mịn 58 2.11.2 Những yếu tố ảnh hƣởng đến xói mịn 59 2.11.3 Biện pháp phòng chống xói mịn 61 2.12 LATERIT HÓA (LATERITIZATION IN SOIL ENVIRONMENT) 62 2.12.1 Bản chất .62 2.12.2 Q trình hình thành kết vón đá ong 62 2.12.3 Phân loại kết vón 62 2.13 QUÁ TRÌNH MẶN HÓA (SALINIZA IN SOIL ENVIRONMENT) 63 2.13.1 Định nghĩa 63 2.13.2 Phân loại mặn hóa 64 2.13.3 Nguyên nhân gây mặn cho môi trƣờng sinh thái đất 64 2.14 Q TRÌNH PHÈN HĨA (SULPHATE ACIDIFI – CATION IN SOIL ENVIRONMENT) .65 2.15 NHIỄM MẶN KIỀM 66 2.16 Q TRÌNH SA MẠC HĨA (DESERTIFICATION) 66 2.16.1 Nguyên nhân sa mạc hóa .66 2.16.2 Cơ chế chung sa mạc hóa 66 2.16.3.Các mức độ sa mạc hóa .66 2.16.4 Hậu sa mạc hóa .67 2.16.5 Các biện pháp đề phịng khắc phục nạn sa mạc hóa .67 2.17 BÀN LUẬN VỀ SỰ XUỐNG CẤP CỦA ĐẤT ĐAI VÀ QUẢN TRỊ 68 2.17.1 Đất – nguồn tài nguyên quý giá 68 2.17.2 Hậu việc đất xuống cấp 69 2.17.3 Quá trình xuống cấp đất .69 2.17.4 Đánh giá xói mòn đất (xem them phần 2.11) 70 2.17.5 Bảo tồn tài nguyên môi trƣờng đất mối liên quan với môi trƣờng nƣớc 70 2.17.6 Ô nhiễm dầu đất 71 2.18 QUY ĐỊNH NHÀ NƢỚC VỀ Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG ĐẤT BỞI DƢ LƢỢNG THUỐC TRỪ SÂU BỆNH 74 CHƢƠNG III 76 SƠ LƢỢC VỀ MÔI TRƢỜNG NƢỚC - NƢỚC CẤP, NƢỚC THẢI THÀNH PHỐ NƢỚC SẠCH NÔNG THÔN 76 3.1 SƠ LƢỢC VỀ MÔI TRƢỜNG NƢỚC .76 3.2 VAI TRỊ CỦA NƢỚC TRONG MƠI TRƢỜNG SINH THÁI 76 3.2.1 Nƣớc cần cho sống môi trƣờng sinh thái 76 3.2.2 Nƣớc cần cho sản xuất nông nghiệp .76 3.2.3 Nƣớc để chữa bệnh 76 3.2.4 Nƣớc cho sản xuất công nghiệp 76 3.2.5 Nƣớc cần cho giao thông vận tải 77 3.2.6 Nƣớc cho phát triển du lịch 77 3.3 CÁC DẠNG MÔI TRƢỜNG NƢỚC TRONG TỰ NHIÊN 77 3.3.1 Khối lƣợng nƣớc trái đất 77 3.3.2 Chu trình nƣớc: (xem hình 3.2) 77 3.4 THÀNH PHẦN CỦA MÔI TRƢỜNG NƢỚC .78 3.4.1 Thành phần sinh học – đa dạng sinh học môi trƣờng nƣớc 78 3.4.2 Thành phần hóa học chủ yếu môi trƣờng nƣớc .79 3.4.3 Các chất khí hịa tan .80 Giáo trình – Mơi trường học – GS TSKH Lê Huy Bá 137 3.4.4 Các chất rắn lơ lửng .80 3.5 Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG NƢỚC .80 3.5.1 Ô nhiễm nƣớc thải sinh hoạt từ khu dân cƣ 80 3.5.2 Ô nhiễm nƣớc thải công nghiệp .81 3.5.3 Ô nhiễm nƣớc chảy tràn mặt đất 81 3.5.4 Ô nhiễm yếu tố tự nhiên 81 3.5.5 Các số đánh giá mức độ ô nhiễm 81 3.5.6 Ô nhiễm nguồn nƣớc vi khuẩn gây bệnh 81 3.5.7 Ô nhiễm nguồn nƣớc ký sinh trùng 82 3.5.8 Ô nhiễm nguồn nƣớc số chất hữu độc tính cao 82 3.5.9 Ô nhiễm chất vô 82 3.5.10 Ô nhiễm chất rắn .82 3.5.11 Ơ nhiễm mùi mơi trƣờng nƣớc .83 3.6 GIÁM SÁT Ô NHIỄM NƢỚC .83 3.7 SƠ LƢỢC VỀ CÁC BIỆN PHÁP KHỐNG CHẾ Ô NHIỄM DO NƢỚC THẢI 83 3.7.1 Mục đích việc xử lý nƣớc thải 83 3.7.2 Xử lý phƣơng pháp học 83 3.7.3 Các phƣơng pháp xử lý hóa lý 84 3.7.4 Xử lý phƣơng pháp vi sinh 85 3.8 NƢỚC SẠCH CHO NÔNG THÔN: HIỆN TRẠNG VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT .87 3.8.1 Hiện trạng nƣớc cho nông thôn 87 3.8.2 Các biện pháp giải vấn đề nƣớc cho nông thôn 87 3.9 NHỮNG VẤN ĐỀ MÔI TRƢỜNG NƢỚC CẦN GIẢI QUYẾT, TRƢỚC HẾT LÀ Ô NHIỄM NGUỒN NƢỚC Ở MIỀN NAM 88 3.9.1 Chống nguồn ô nhiễm môi trƣờng nƣớc nông thôn 88 3.9.2 Ô nhiễm nguồn nƣớc thành thị 89 3.9.3 Ô nhiễm nguồn nƣớc ngầm 89 3.9.4 Vài đề nghị 90 3.9.5 Quy định Nhà nƣớc chất lƣợng nƣớc .90 CHƢƠNG IV 93 MƠI TRƢỜNG KHƠNG KHÍ – KHÍ HẬU 93 4.1 CẤU TRƯC MƠI TRƢỜNG KHÍ QUYỂN 93 4.1.1 Khí lớp khơng khí bao bọc trái đất 93 4.2 THNH PHẦN CỦA KHÍ QUYỂN: 94 4.3 Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ 94 4.3.1 Nguồn ô nhiễm khơng khí 95 4.4 MỘT SỐ TÍNH CHẤT NGUỒN GÂY Ơ NHIỂM CHÍNH 97 4.4.1 Oxit carbon (CO) 97 4.4.2 Oxit nitrozen (NOx) NH3 98 4.4.3 Sự ô nhiễm Sox 99 4.4.4 Chất ô nhiễm hydro carbon 100 4.4.5 Chất gây nhiễm khơng khí đặc biệt 100 4.4.6 Các hạt bụi nhiễm khơng khí 100 4.5 TÁC HẠI CỦA Ô NHIỄM KHƠNG KHÍ 101 4.5.1 Tác hại lên ngƣời 101 4.5.2 Tác hại nhiễm khí thực vật 103 Giáo trình – Mơi trường học – GS TSKH Lê Huy Bá 138 4.5.2 Tác hại ô nhiễm khơng khí cơng trình xây dựng ngun vật liệu 104 4.5.3 Tác động chất ô nhiễm khơng khí tới thời tiết, khí hậu q trình xảy khí 106 4.6 TIẾNG ỒN, ĐỘ RUNG VÀ CÁC BIỆN PHÁP NHẰM HẠN CHẾ 107 4.7 ĐIỂM QUA KỸ THUẬT XỬ LÝ Ơ NHIỄM KHÍ (*) 107 4.7.1 Xử lý bụi 107 4.7.2 Xử lý chất tải ô nhiễm dạng khí 108 4.8 QUY ĐỊNH CỦA NHÀ NƢỚC VỀ CHẤT LƢỢNG KHÔNG KHÍ (*) .109 4.8.1 Nồng độ tối đa cho phép số chất độc hại không khí xung quanh (mg/m3) .109 CHƢƠNG V 111 RÁC – CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ 111 5.1 TỔNG QUAN 111 5.2 TÁC HẠI CỦA CHẤT THẢI RẮN 111 5.2.1 Chất thải rắn gây hại cho sức khỏe cộng đồng 111 5.2.2 Chất thải rắn làm giảm mỹ quan khu công cộng đô thị 111 5.2.3 Chất thải rắn cản dòng chảy, làm ứ đọng nƣớc ngập lụt vùng dân cƣ 111 5.2.4 Rác thải làm ô nhiễm không trung 111 5.2.5 Rác làm ô nhiễm môi trƣờng nƣớc .112 5.2.6 Rác làm ô nhiễm môi trƣờng đất 112 5.2.7 Rác mơ nhiễm mơi trƣờng khơng khí .112 5.2.8 Nƣớc rò rỉ (leachate) từ bãi rác tác hại chúng 113 5.3 NGUỒN RÁC THẢI 114 5.4 ĐẶC ĐIỂM RÁC THÀNH PHỐ 115 5.4.1 Tốc độ phát sinh rác 115 5.4.2 Tỷ trọng phân bố rác thành phố 115 5.5 PHÂN LOẠI RÁC THẢI 115 5.6 THÀNH PHẦN RÁC THẢI .117 5.6.1 Thành phần lý .117 5.6.2 Thành phần hóa học 118 5.7 QUẢN LÝ RÁC 119 5.7.1 Hệ thống thu gom 119 5.7.2 Hệ thống vận chuyển rác 121 5.7.3 Các phƣơng pháp xử lý rác .121 CHƢƠNG VI 124 MÔI TRƢỜNG BIỂN GIÀU TIỀM NĂNG 124 6.1 KHÁI NIỆM MÔI TRƢỜNG BIỂN 124 6.2 NƢỚC BIỂN – THÀNH PHẦN CHỦ YẾU CỦA CON NGƢỜI 124 6.3 ĐA DẠNG SINH HỌC TRONG MÔI TRƢỜNG BIỂN 125 6.4 NĂNG LƢỢNG TRONG MÔI TRƢỜNG BIỂN - BIỂN LÀ MỘT MÔI TRƢỜNG HẾT SỨC SÔI ĐỘNG .127 6.4.1 Trong biển có chu chuyển thƣờng xuyên biến đổi lƣợng 127 6.4.2 Quá trình nƣớc trồi (upweklling hình 8.1) 128 6.4.3 Năng lƣợng từ mặt trăng – lƣợng thủy triều .128 6.4.4 Năng lƣợng gió tạo thành bão 129 6.4.5 Năng lƣợng sóng biển 129 6.4.6 Năng lƣợng mặt trời 130 6.5 Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG BIỂN .130 Giáo trình – Môi trường học – GS TSKH Lê Huy Bá 139 6.5.1 Ô nhiễm ngƣời 130 6.5.2 Khai thác dầu đá dầu, đá cháy gây ô nhiễm 130 6.5.3 Ô nhiễm tàu bè, giao thông biển 130 6.5.4 Ô nhiễm nƣớc thải vùng đô thị đổ chất thải hạt nhân biển 130 6.6 CHU TRÌNH NƢỚC ĐẠI DƢƠNG 131 6.7 ĐẶC TRƢNG MÔI TRƢỜNG BIỂN VIỆT NAM 131 6.9 HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH LÀM NƢỚC DÂNG LÊN VÀ SUY THỐI MƠI TRƢỜNG BIỂN 133 6.10 GIÁ TRỊ GIỚI HẠN CHO PHÉP CỦA CÁC THÔNG SỐ VÀ NỒNG ĐỘ CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG NƢỚC BIỂN VEN BỜ (Bộ KHCN & MT, 1995) 134 Giáo trình – Mơi trường học – GS TSKH Lê Huy Bá 140 ... biết môi trường, đồng thời tài liệu tham khảo, học tập cho cán khoa học sinh viên nghành có liên quan đến mơi trường học GIÁO TRÌNH LƢU HÀNH NỘI BỘ TRƢỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH Giáo trình. .. 1.33.2 Giáo dục môi trƣờng Đông Nam Á Hiện nay, nhƣ giới, nƣớc Đông Nam Á đứng trƣớc khó khăn giáo dục mơi trƣờng: giáo dục kiến thức môi trƣờng cấp học, trƣờng học nâng Giáo trình – Mơi trường học. .. phần hóa học - Vật lý môi trƣờng Sinh thái học, sinh học Các chu trình địa hóa Các đối tƣợng phúc lợi xã hội Các đối tƣợng giám sát - Dân số - Sức khỏe sử dụng lƣợng Giáo trình – Môi trường học –