Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản không thiếu của tài liệu tại đây ( 2.33 MB, 172 trang )
Bài giảng: Ô nhiễm môi trường, 2012Bộ môn: Công nghệ môi trường
hóa học, sinh học, kinh tế – xã hội cùng tồn tại trong một không gian bao quanh con người. Các yếu
tố này có mối quan hệ mật thiết, tương tác lẫn nhau và tác động lên từng cá thể hay cả cộng đồng
cùng tồn tại và phát triển.
Thành phần môi trường là yếu tố vật chất tạo thành môi trường như đất, nước, không khí,
âm thanh, ánh sáng, sinh vật, hệ sinh thái và các hình thái vật chất khác. Môi trường gồm nhiều
thành phần khác nhau trong đó mỗi thành phần môi trường là một môi trường với đầy đủ ý nghĩa
của nó. Ví dụ đất là một thành phần của môi trường sinh thái nhưng chính đất lại là một môi trường
gọi là môi trường đất, trong môi trường đất cũng có đầy đủ các thành phần như: vật chất vô sinh,
hữu sinh, các thành phần vật lý, hóa học và sinh học…
Môi trường tự nhiên bao gồm các yếu tố thiên nhiên như vật lý, hóa học, sinh học… tồn tại
khách quan ngoài ý muốn của con người và chịu sự chi phối một cách gián tiếp thông qua các hoạt
động của con người.
Môi trường nhân tạo bao gồm những nhân tố vật lý, hóa học, sinh học, xã hội… do con
người tạo ra và chịu sự chi phối trực tiếp của con người
Môi trường xã hội bao gồm các mối quan hệ giữa con người với con người tạo ra sự thuận
lợi hoặc trở ngại cho sự tồn tại và phát triển của cá nhân, cộng đồng con người.
Về mặt vật lý, Trái đất được chia làm 3 quyển vô sinh: khí quyển, thủy quyển và địa quyển
(thạch quyển), chúng được cấu tạo bởi các vật chất (vô cơ và hữu cơ) và năng lượng (thế năng, cơ
năng, hóa năng, quang năng…) Ngoài ra còn có một quyển sinh học là sinh quyển bao gồm các cơ
thể có sự sống và các thành phần vô sinh tạo nên môi trường sống của các cơ thể này. Sinh quyển
tồn tại song song và đan xen trong các quyển vô sinh còn lại. Do ảnh hưởng của con người đến môi
trường sống là khá lớn và ngày càng mở rộng hơn, sâu sắc hơn nên hiện nay còn có quan điểm chia
môi trường ra thành năm quyển (trong đó có thêm Nhân sinh quyển).
Thạch quyển là lớp vỏ trái đất có độ dày 60 – 70 km trên phần lục địa và 2 – 8 km dưới đáy
đại dương. Tính chất vật lý và thành phần hóa học của thạch quyển tương đối ổn định có vai trò làm
nền tảng cho sự phát triển của sinh vật và con người trên trái đất. Trong đó, địa quyển bao gồm lớp
đất mỏng trên bề mặt của thạch quyển, là nơi các hoạt động sống diễn ra mạnh mẽ nhất.
Thủy quyển là phần nước tồn tại trên trái đất bao gồm ao, hồ, sông, suối, kênh rạch, biển, đại
dương, nước ngầm và các dạng tồn tại khác của nước như băng tuyết, hơi nước. Với tổng lượng
nước 1.454,7 triệu km khối, lượng nước này nếu phân bố đều trên bề mặt trái đất sẽ tạo nên một lớp
nước dày 30 – 40 cm bao gồm nước ngọt, nước mặn và nước lợ. Thủy quyển đóng vai trò quan
trọng không thể thiếu trong cuộc sống của sinh vật sống và cân bằng khí hậu.
Khí quyển là lớp không khí bao quanh Trái đất, có giới hạn từ mặt đất đến nơi cuối cùng có
sự tồn tại của các chất khí ở mật độ rất thấp. Khí quyển đóng vai trò quan trọng trong duy trì sự
sống, quyết định tính chất khí hậu… trên Trái đất.
Sinh quyển bao gồm các cơ thể sống, một phần của thạch quyển (chủ yếu là địa quyển), thủy
quyển và khí quyển tạo nên môi trường sống cho sinh vật. Nói cách khác, sinh quyển là môi trường
mà tại đó tồn tại sự sống. Tuy nhiên, khác với các quyển vật lý vô sinh, trong sinh quyển, ngoài vật
chất và năng lượng còn chứa một nguồn tài nguyên đặc biệt – tài nguyên thông tin về cấu trúc, cơ
chế tồn tại và phát triển của sự sống… Dạng thông tin phức tạp và phát triển cao nhất chính là trí
tuệ của con người, đó là dạng tài nguyên có tác động ngày càng mạnh mẽ tới sự tồn tại và phát triển
của Trái đất.
4
Bài giảng: Ô nhiễm môi trường, 2012Bộ môn: Công nghệ môi trường
1.2. Chức năng của môi trường
Các chức năng cơ bản của môi trường: đối với một cá thể con người cũng như đối với toàn
bộ nhân sinh quyển, môi trường có 3 chức năng cơ bản:
a. Môi trường là không gian sống của con người
Trong cuộc sống của mình con người cần một phạm vi không gian nhất định để sống và hoạt
động, đồng thời với đó là đòi hỏi không gian đó phải đảm bảo một chất lượng nhất định cho sự sống
của con người. Trái đất, một bộ phận môi trường gần gũi nhất của loài người trong hàng trăm triệu
năm qua không hề thay đổi về độ lớn trong khi đó dân số loài người trên Trái đất lại tăng lên theo
cấp số nhân. Do đó, diện tích bình quân đầu người giản sút nhanh chóng qua thời gian.
Bảng 1. Quá trình tăng trưởng dân số và thu hẹp diện tích bình quân đầu người trên Thế giới
Năm
-106
-105
-104
0
1650
1840
1930
1994
2010
Dân số (triệu người)
0,125
1
5
200
545
1000
2000
5000
7000
Diện tích (ha/người)
120000 15000 3000
75
27,5
15
7,5
3
1,88
Trung bình mỗi người một ngày cần khoảng 4 m 3 không khí để thở, 2,5 lít nước để uống và
một lượng lương thực, thực phẩm ương ứng 2.000 – 2.400 calo.
Đồng thời với sự hạn chế không gian sống là sự căng thẳng về phân bố không đều trong mật
độ dân số. Tại các khu vực đô thị, khu công nghiệp, khu vực thâm canh nông nghiệp lâu đời, diện
tích đất bình quân trên đầu người chỉ bằng 1% đến 0,1% giá trị trung bình toàn thế giới. Dân số
đông và mật độ dân số lớn dẫn tới mất ổn định xã hội, suy giảm chất lượng cuộc sống (chăm sóc trẻ
em, giáo dục, y tế, tội phạm và tệ nạn xã hội…)
Ngoài ra, căn cứ vào từng mục đích tiếp cận khác nhau có thể chia chức năng không gian
sống của môi trường ra thành:
– Chức năng xây dựng: mặt bằng, nền móng cho các kiến trúc hạ tầng, đô thị, khu dân cư
– Chức năng vận tải: cung cấp mặt bằng, khoảng không gian, nền móng giao thông, đường bộ,
đường thủy, đường hàng không để di chuyển người, hàng hóa và các vật liệu khác.
– Chức năng sản xuất: cung cấp mặt bằng cho sản xuất nông, lâm, ngư nghiệp, công nghiệp
– Chức năng vui chơi, giải trí, giá trị thẩm mỹ
Con người đòi hỏi không gian sống không chỉ về mặt phạm vi mà còn về mặt chất lượng.
Không gian sống có chất lượng cao trước hết phải sạch sẽ, tinh khiết và an toàn. Ví dụ, không khí,
đất, nước tiếp xúc hoặc được con người sử dụng phải ít chứa chất bẩn, chất độc hại với sức khỏe
con người, tiếp đó phải thỏa mãn thẩm mỹ, tâm lý của con người. Đây là một yêu cầu ngày càng
quan trọng khi chất lượng cuộc sống càng ngày càng cao.
b. Môi trường là nơi cung cấp tài nguyên
Môi trường là nơi con người khai thác các nguồn lực về vật liệu, năng lượng cần thiết cho
cuộc sống của mình. Tất cả các nền sản xuất từ thô sơ, lạc hậu nhất như săn bắt, hái lượm đến công
nghệ cao hơn trong nông nghiệp, công nghiệp… đều phải sử dụng các tài nguyên thiên nhiên như
đất, nước, không khí, khoáng sản, năng lượng… từ những thành phần cấu thành lên Trái đất. Con
người đã và đang tiến hành khảo sát, thăm dò, khai thác các tài nguyên tiềm tàng trong lòng đất,
dưới biển sâu, trên các hành tinh khác. Với sự phát triển của nền văn minh con người, những tài
5
Bài giảng: Ô nhiễm môi trường, 2012Bộ môn: Công nghệ môi trường
nguyên không tái tạo càng ngày càng suy giảm. Để khắc phụ tình trạng này, những nghiên cứu phát
triển nguyên liệu mới, nhiên liệu thay thế… được tiến hành nhưng cũng sử dụng những tiềm năng
sẵn có trong môi trường xung quanh. Tài nguyên trong môi trường gồm có nhiều loại trong đó có
thể phân ra hai nhóm chính: tài nguyên thiên nhiên và tài nguyên con người.
Tài nguyên thiên nhiên là những tài nguyên có sẵn trong tự nhiên mà con người có thể khai
thác, sử dụng vào những mục đích nhất định: đất, nước, rừng, khoáng sản, năng lượng…
Tài nguyên con người là sức lao động, trí tuệ, thể chế xã hội, tập quán, tín ngưỡng… đêm lại
cho xã hội khả năng duy trì và phát triển hơn.
Phân chia theo phương thức sử dụng tài nguyên thiên nhiên, ta chia ra: tài nguyên vật liệu
(là tài nguyên tồn tại ở dạng vật chất, được sử dụng là nguyên liệu cho quá trình sản xuất và các
hoạt động khác của con người), tài nguyên năng lượng (năng lượng từ Mặt trời, địa nhiệt và năng
lượng hạt nhân) và tài nguyên thông tin. Chính vì việc sử dụng tài nguyên cho các mục đích phát
triển của con người và cách thức phân loại tài nguyên như trên, nhiều tài liệu còn đưa: Chức năng
thông tin là một chức năng cơ bản của môi trường.
Phân chia theo khả năng tái tạo, tài nguyên gồm có loại tái tạo được (có thể phục hồi sau
một khoảng thời gian nhất định hoặc vô hạn) và loại không tái tạo được (hữu hạn, không thể phục
hồi được hoặc có thể phục hồi nhưng trong thời gian rất dài).
Khoa học công nghệ tiến bộ tạo ra được nhiều vật liệu nhân tạo sử dụng những nguyên liệu
sẵn có nhưng tạo ra những sản phẩm chưa từng có trong tự nhiên đã đưa nhân loại tiến một bước
dài trong sự phát triển. Tuy nhiên, một số trường hợp lại gây nên những vấn đề nghiêm trọng cho
môi trường như thời gian phân hủy kéo dài của các vật liệu nhân tạo, độc tính và khả năng tác động
của các hóa chất nhân tạo cao hơn gấp nhiều lần so với những chất độc từng có trong tự nhiên. Đó
cũng là một trong những vấn đề môi trường được quan tâm hiện nay.
c. Môi trường là nơi chứa đựng và đồng hóa phế thải
Trong sử dụng nguyên liệu, năng lượng trong cuộc sống sinh hoạt và sản xuất của con
người, hiệu suất không bao giờ đạt 100%, nói cách khác con người luôn luôn tạo ra phế thải từ các
hoạt động của mình. Phế thải tạo ra do sinh hoạt và sản xuất đi vào môi trường và môi trường chính
là nơi chứa đựng các phế thải đó. Trong các xã hội chưa công nghiệp hóa với mật độ dân số thấp,
phế thải thường được tái sử dụng (chất bài tiết được dùng làm phân bón; thức ăn thừa, nông lâm sản
trước và sau chế biến được tận dụng làm thức ăn gia súc; các vật liệu từ hữu cơ đến vô cơ đều có
những phương thức khác nhau để trở thành nguyên liệu cho một quá trình khác). Những phế thải
không được tái sử dụng trong một thời gian dài sẽ được các quá trình hóa – sinh học trong tự nhiên
đưa trở lại dạng có thể dùng làm nguyên liệu cho quá trình sản xuất mới. Trong xã hội công nghiệp
hóa với mật độ dân số cao, lượng phế thải thường rất lớn, theo đó nơi chứa thường không đủ và
càng không đủ để các quá trình tự nhiên xử lý chúng. Vấn đề không có nơi chứa và xử lý phế thải
trở thành những vấn đề căng thẳng của môi trường.
Khả năng tiếp nhận và đồng hóa phế thải do con người và các hoạt động khác đưa vào môi
trường còn được gọi là khả năng nền. Nếu lượng thải lớn hơn khả năng nền, môi trường sẽ bị tác
động. Từ chức năng cơ bản về khả năng chứa và đồng hóa của môi trường, ta có khái niệm về sức
chịu tải của môi trường. Trong đó, Sức chịu tải của môi trường là giới hạn cho phép mà môi trường
có thể tiếp nhận và hấp thụ các chất gây ô nhiễm
2. Khái niệm ô nhiễm môi trường
a. Ô nhiễm môi trường
6
Bài giảng: Ô nhiễm môi trường, 2012Bộ môn: Công nghệ môi trường
Theo Luật bảo vệ môi trường, 2005: Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của các thành phần
không phù hợp với tiêu chuẩn môi trường, gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật. (Điều 3.6)
Ô nhiễm môi trường còn được hiểu là việc chuyển các chất thải hoặc năng lượng vào môi
trường đến mức có khả năng gây hại đến sức khoẻ con người, đến sự phát triển sinh vật hoặc làm
suy giảm chất lượng môi trường. Các tác nhân ô nhiễm bao gồm các chất thải ở dạng khí (khí thải),
lỏng (nước thải), rắn (chất thải rắn) chứa hoá chất hoặc tác nhân vật lý, sinh học và các dạng năng
lượng như nhiệt độ, bức xạ. Tuy nhiên, môi trường chỉ được coi là bị ô nhiễm nếu trong đó hàm
lượng, nồng độ hoặc cường độ các tác nhân trên đạt đến mức có khả năng tác động xấu đến con
người, sinh vật và vật liệu.
Ô nhiễm môi trường là sự thay đổi trực tiếp hay gián tiếp các thành phần và đặc tính của bất
kỳ thành phần nào của môi trường hay toàn bộ môi trường vượt quá mức cho phép (đã được quy
định). Nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường có thể do các hoạt động nhân tạo của con người hoặc
các quá trình tự nhiên. Để đánh giá mức độ ô nhiễm có thể: dựa vào tình trạng sức khỏe và bệnh tật
của con người và của sinh vật hay dựa vào các thang đo tiêu chuẩn chất lượng môi trường.
b. Chất ô nhiễm
Chất thải là vật chất ở thể rắn, lỏng, khí được thải ra từ sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, sinh
hoạt hoặc hoạt động khác. (Luật bảo vệ môi trường, 2005 Điều 3.10)
Chất thải nguy hại là chất thải chứa yếu tố độc hại, phóng xạ, dễ cháy, dễ nổ, dễ ăn mòn, dễ
lây nhiễm, gây ngộ độc hoặc đặc tính nguy hại khác. (Luật bảo vệ môi trường, 2005 Điều 3.11)
Chất gây ô nhiễm là chất hoặc yếu tố vật lý khi xuất hiện trong môi trường thì làm cho môi
trường bị ô nhiễm. (Luật bảo vệ môi trường, 2005 Điều 3.9)
Chất độc là bất kỳ chuất nào có thể gây ra các hiệu ứng xấu thậm chí gây tử vong cho người,
sinh vật và hệ sinh thái (theo Lê Huy Bá, 2006). Chất độc phân theo đặc tính sinh học bao gồm độc
chất (toxicant – tác nhân hóa học gây độc đến sinh vật) và độc tố (toxin – vai trò và bản chất của
chất độc đó). Chất độc phân theo bản chất bao gồm chất độc bản chất (là những chất gây độc ở liều
lượng rất nhỏ) và chất độc liều lượng (là những chất không gây độc ở liều lượng nhỏ). Chất độc
phân chia theo tính năng gây độc bao gồm độc cấp tính (nguy cấp, có thể gây chết hoặc gây ảnh
hưởng ngắn hạn, thức thời) hoặc dạng mãn tính (âm ỷ tồn tại trong cơ thể và quần xã sinh vật trong
thời gian dài, gây ra những tác động trong một khoảng thời gian rất lâu sau khi nhiễm). Trên thực
tế, phần lớn các chất ô nhiễm quan trọng trong môi trường đều có tính độc.
c. Tiêu chuẩn, quy chuẩn chất lượng môi trường
Tiêu chuẩn môi trường là giới hạn cho phép của các thông số về chất lượng môi trường xung
quanh, về hàm lượng của chất gây ô nhiễm trong chất thải được cơ quan nhà nước có thẩm quyền
quy định làm căn cứ để quản lý và bảo vệ môi trường. (Luật bảo vệ môi trường, 2005 Điều 3.5)
Theo Luật: tiêu chuẩn và quy chuẩn kỹ thuật, 2006
Tiêu chuẩn là quy định về đặc tính kỹ thuật và yêu cầu quản lý dùng làm chuẩn để phân
loại, đánh giá sản phẩm, hàng hóa, dịch vụ, quá trình, môi trường và các đối tượng khác trong hoạt
động kinh tế – xã hội nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả của các đối tượng này. Tiêu chuẩn do
một tổ chức công bố dưới dạng văn bản để tự nguyện áp dụng. (Điều 3.1).
Quy chuẩn kỹ thuật là quy định về mức giới hạn của đặc tính kỹ thuật và yêu cầu quản lý
dùng làm chuẩn để phân loại, đánh giá sản phẩm, hàng hóa, dịch vụ, quá trình, môi trường và các
đối tượng khác trong hoạt động kinh tế – xã hội phải tuân thủ để bảo đảm an toàn, vệ sinh, sức khỏe
con người, bảo vệ động vật- thực vật, môi trường, bảo vệ lợi ích và an ninh quốc gia, quyền lợi của
7
