Giáo trình bảo vệ môi trường - Phần 3 Bảo vệ đại dương thế giới - Chương 1
lượt xem 23
download
Nguồn gốc và các dạng ô nhiễm Đại dương Thế giới Những thập niên gần đây nổi cộm lên vấn đề gia tăng các tác động nhân sinh tới các hệ sinh thái biển do hậu quả ô nhiễm biển và đại d-ơng. Sự lan truyền của nhiều chất ô nhiễm đã đạt tới quy mô địa ph-ơng, khu vực và thậm chí toàn cầu. Vì vậy, ô nhiễm các biển, đại d-ơng và sinh giới đã trở thành một vấn đề quốc tế quan trọng nhất và sự tất yếu phải bảo vệ môi tr-ờng biển khỏi ô nhiễm...
Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!
Nội dung Text: Giáo trình bảo vệ môi trường - Phần 3 Bảo vệ đại dương thế giới - Chương 1
- 11. Маслов Б. С., Минаев И. В. Мелиорация и охрана природы. М., 3. b¶o vÖ ®¹i d−¬ng thÕ giíi Россельхозиздат, 1985. 270 с. 12. Математические модели контроля загрязнения воды. М., Мир, 1981. 471 с. 13. Методические основы оценки и регламентирования антропоген- ного влияния иа качество поверхностных вод. Л., Гидрометео- издат, 1987. 285 с. Ch−¬ng 1 14. Мировой водный баланс и водные ресурсы Земли. Л., Гидроме- теоиздат, 1974. Nguån gèc vμ c¸c d¹ng « nhiÔm §¹i d−¬ng ThÕ giíi 15. Никаноров А. М., Львов В. А., Каминский В. С. Контроль качества вод и их охрана. В кн. Труды V Всесоюзного гидроло- гического съезда. Л., Гидрометеоиздат, 1989, т. 7. Nh÷ng thËp niªn gÇn ®©y næi cém lªn vÊn ®Ò gia t¨ng c¸c 16. Никитин. Д. П., Новиков Ю. В. Окружающая среда и человек t¸c ®éng nh©n sinh tíi c¸c hÖ sinh th¸i biÓn do hËu qu¶ « nhiÔm (учебное пособие). М., Высшая школа, 1986. 414 с. biÓn vμ ®¹i d−¬ng. Sù lan truyÒn cña nhiÒu chÊt « nhiÔm ®· ®¹t 17. Об охране окружающей среды (сборник документов). М., 1986. tíi quy m« ®Þa ph−¬ng, khu vùc vμ thËm chÝ toμn cÇu. V× vËy, « 408 с. Орлов В. Г. Контроль качества поверхностных вод. nhiÔm c¸c biÓn, ®¹i d−¬ng vμ sinh giíi ®· trë thμnh mét vÊn ®Ò Учебное пособие. Л., 1988. 139 с. quèc tÕ quan träng nhÊt vμ sù tÊt yÕu ph¶i b¶o vÖ m«i tr−êng 18. Охрана водных ресурсов. М., Колос, 1979. 246 с. biÓn khái « nhiÔm lμ do nh÷ng yªu cÇu sö dông hîp lý tμi 19. Охрана окружающей среды (справочник). Л., Судостроение, nguyªn thiªn nhiªn quy ®Þnh. 1978. 549 с. Nhãm liªn kÕt c¸c chuyªn gia vÒ nh÷ng khÝa c¹nh khoa häc 20. Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными « nhiÔm biÓn, trong ®ã cã c¸c chuyªn gia Liªn X«, ®· h×nh thμnh водами. М., 1975. 41 с. mét ®Þnh nghÜa vÒ « nhiÔm biÓn ®−îc Uû ban H¶i d−¬ng häc 21. Разумихин Н. В. Природные ресурсы и их охрана. Учебное Liªn chÝnh phñ (n¨m 1967) ñng hé vμ Héi nghÞ cña Liªn hîp пособие. Л., 1987. quèc vÒ c¸c vÊn ®Ò m«i tr−êng t¹i Stockholm, Thôy §iÓn (n¨m 1972) chÊp nhËn. ¤ nhiÔm biÓn ®−îc hiÓu lμ: “TÊt c¶ c¸c chÊt 22. Радзевич Н. Н., Пашканг К. В. Охрана и преобразование hoÆc n¨ng l−îng do con ng−êi trùc tiÕp hay gi¸n tiÕp ®−a vμo природы. Учебное пособие. М. Просвещение, 1979. m«i tr−êng biÓn (kÓ c¶ c¸c vïng cöa s«ng) kÐo theo nh÷ng hËu 23. Фальковская Л. Н. и др. Основы прогнозирования качества qu¶ tai h¹i, nh− g©y thiÖt h¹i tμi nguyªn sinh vËt, nguy hiÓm поверхностных вод. М., Наука, 1982. 167 с. víi søc kháe con ng−êi, khã kh¨n cho ho¹t ®éng trªn biÓn (kÓ c¶ ®¸nh b¾t c¸), lμm suy tho¸i chÊt l−îng vμ gi¶m c¸c tÝnh chÊt 381 382
- h÷u Ých cña n−íc biÓn”. Danh môc c¸c chÊt « nhiÔm bao gåm c¸c 1985–1986. chÊt ®éc, ph¸t th¶i n−íc nãng (« nhiÔm nhiÖt), vi khuÈn g©y bÖnh, chÊt th¶i r¾n, chÊt l¬ löng, chÊt dinh d−ìng vμ mét sè B¶ng 1.1. C¸c hîp phÇn ®éc h¹i phæ biÕn nhÊt cña « nhiÔm vÜ m« §¹i d−¬ng ThÕ giíi (Patin, 1979) d¹ng t¸c ®éng nh©n sinh kh¸c. CÊp thiÕt nhÊt hiÖn nay lμ vÊn ®Ò « nhiÔm hãa häc ®¹i Møc ®é nguy C¸c chÊt « nhiÔm Ph¹m vi ho¹t ®éng hiÓm sinh häc * d−¬ng. Nuclit phãng x¹ Toμn cÇu 90 Sr ,, 1.1. Thμnh phÇn vμ khèi l−îng c¸c chÊt « nhiÔm trong ®¹i d−¬ng 137 Cs ,, 238 Pu ,, C¸c chÊt « nhiÔm ®¹i d−¬ng vμ biÓn xuÊt ph¸t tõ nh÷ng 3 H ,, 144 nguån sau ®©y: Ce ,, Hîp chÊt clo cã ®éc tÝnh − Th¶i n−íc c«ng nghiÖp vμ s¶n xuÊt trùc tiÕp vμo biÓn DDT vμ c¸c biÕn thÓ ++ Toμn cÇu hoÆc cïng víi n−íc s«ng t¶i ra; Policlorbifenil (PCB) ++ ,, − Nguån c¸c chÊt sö dông trong n«ng nghiÖp vμ nghÒ rõng Aldrin ++ ,, tõ lôc ®Þa ®i vμo biÓn; Dildrin ++ §Þa ph−¬ng Lin®an ++ ,, − Con ng−êi chñ ®éng ch«n cÊt c¸c chÊt « nhiÔm trong biÓn; Kim lo¹i − Rß rØ c¸c chÊt kh¸c trong qu¸ tr×nh ho¹t ®éng tÇu thñy; Methyl thñy ng©n ++ Toμn cÇu − Ph¸t th¶i do sù cè tõ tÇu hoÆc èng dÉn d−íi n−íc; Ca®imi (+) ,, Thñy ng©n ++ ,, − Khai th¸c kho¸ng s¶n ë ®¸y biÓn; Ch× (+) ,, − VËn chuyÓn c¸c chÊt « nhiÔm qua khÝ quyÓn. §ång + §Þa ph−¬ng KÏm + Khu vùc Nhãm c¸c chÊt « nhiÔm ®· ph¸t hiÖn thÊy trong ®¹i d−¬ng (−) Cr«m §Þa ph−¬ng ®−îc liÖt kª trong b¶ng 1.1. Ngoμi ra cßn cã rÊt nhiÒu hîp chÊt (−) Mangan ,, h÷u c¬, chÊt th¶i nhμ m¸y cã hμm l−îng BOD cao, c¸c phÇn tö Asen (+) Khu vùc l¬ löng, b»ng nh÷ng con ®−êng kh¸c nhau ®i vμo ®¹i d−¬ng. DÇu má vμ s¶n phÈm dÇu + Toμn cÇu Nh− ®· thÊy, danh môc c¸c chÊt « nhiÔm mμ ®¹i d−¬ng nhËn C¸c chÊt tÈy ? Khu vùc thËt rÊt dμi. Chóng kh¸c nhau vÒ møc ®é ®éc h¹i vμ quy m« ph©n bè – tõ c¸c vïng ven bê (®Þa ph−¬ng) ®Õn toμn cÇu. *) Møc ®é nguy hiÓm sinh häc ®èi víi sinh vËt biÓn: ++ (m¹nh), + (®¸ng kÓ), (+) (yÕu), ? (ch−a x¸c ®Þnh), (–) (kh«ng ®¸ng kÓ). B¶ng 1.2 cho ta kh¸i niÖm vÒ ®é lín vμ t−¬ng quan gi÷a c¸c Trong §¹i d−¬ng ThÕ giíi ngμy cμng thÊy nhiÒu chÊt « dßng chÊt ®éc h¹i chÝnh ®i vμo ®¹i d−¬ng, theo sè liÖu c¸c n¨m 383 384
- nhiÔm míi. Nh÷ng chÊt nguy hiÓm nhÊt ®èi víi c¬ thÓ nh− c¸c t¹o tõ c¸c hy®r« cacbua bÐo b·o hoμ vμ c¸c hy®r« cacbua th¬m hîp chÊt h÷u c¬ chøa clo, hy®r« cacbua th¬m m¹ch vßng vμ mét (tõ C5 ®Õn C70) vμ chøa 80–85 % C, 10–14 % H, 0,01–7 % S, 0,01 sè chÊt kh¸c, ®ang lan truyÒn ë quy m« toμn cÇu. Chóng cã kh¶ % N vμ 0–7 % O2. n¨ng tÝch tô cao trong c¬ thÓ sinh vËt, ®éc tÝnh m¹nh vμ g©y C¸c thμnh phÇn chÝnh cña dÇu má lμ hy®r« cacbua (tíi ung th−. 98%) – ®−îc chia thμnh 4 nhãm. 1) Nhãm c¸c chÊt parafin (Alkane) – th¹ch l¹p (chiÕm gÇn B¶ng 1.2. TØ phÇn nh©n sinh (tÊn/n¨m) cña mét sè chÊt « nhiÔm chÝnh ë §¹i 90 % tæng thμnh phÇn cña dÇu má) vμ lμ hîp chÊt b·o hßa bÒn d−¬ng ThÕ giíi (Izrael, Shiban, 1988) v÷ng cña CnH2n+2, ph©n tö cña nã ®−îc biÓu diÔn b»ng m¹ch TØ phÇn Dßng Dßng vμo ®¹i d−¬ng th¼ng vμ nh¸nh c¸c nguyªn tö cacbon C. C¸c chÊt parafin bao dßng nh©n gåm c¶ khÝ mªtan, ªtan, pr«pan vμ c¸c khÝ kh¸c, c¸c hîp chÊt ChÊt « nhiÔm sinh trong Tù Nh©n Tõ kh«ng víi 5–17 nguyªn tö C lμ nh÷ng chÊt láng, nÕu sè nguyªn tö C dßng tæng Tõ lôc ®Þa nhiªn sinh khÝ (%) lín h¬n − lμ chÊt r¾n. C¸c chÊt parafin nhÑ cã kh¶ n¨ng bay h¬i cùc ®¹i vμ hoμ tan trong n−íc. (1−20).105 (2−20).105 1,8.105 2,1.106 Ch× 92 (5−8).103 (2−3).103 3,0.103 7,0.103 Thñy ng©n 70 2) Nhãm c¸c chÊt parafin vßng (Naftene) – c¸c hîp chÊt (1−20).103 (0,5−4).103 1,7.104 1,7.104 Ca®imi 50 m¹ch vßng b·o hoμ CnH2n víi 5–6 nguyªn tö cacbon trong mét (3−4).103 (3−5).103 6,0.105 4,4.106 DÇu má 88 vßng (chiÕm 30–60 % tæng thμnh phÇn cña dÇu má). Hai nguyªn Hy®r« cacbua tö cacbon trong ph©n tö cã thÓ thay thÕ bëi c¸c nhãm Alkin – chøa clo: CH2, C2H5 vμ c¸c nhãm kh¸c. Ngoμi pentan vμ hecxan vßng, − (1−3).103 (5−7).103 8.103 PCB 100 trong dÇu má cßn gÆp thÊy c¸c naften hai vßng vμ ®a vßng. C¸c Thuèc b¶o vÖ thùc vËt, hîp chÊt nμy rÊt bÒn v÷ng vμ Ýt chÞu ph©n hñy sinh häc. − (4−6).103 (3−7).103 1,1.104 100 Dibenzodiocxin, 3) Nhãm c¸c chÊt hy®r« cacbua th¬m (20–40 % tæng thμnh Dibenzofuran phÇn dÇu má) – c¸c hîp chÊt cã cÊu t¹o vßng kh«ng b·o hoμ d·y Sù t¨ng lªn kh«ng ngõng c¸c t¸c ®éng tæng hîp cña nhiÒu benzen, chøa Ýt h¬n 6 nguyªn tö C trong mét vßng so víi chÊt « nhiÔm dÉn ®Õn biÕn ®æi phó d−ìng ngμy cμng nhanh ë naftene t−¬ng øng. C¸c nguyªn tö cacbon trong c¸c hîp chÊt c¸c vïng ven biÓn vμ sù « nhiÔm n−íc do vi sinh vËt, g©y rÊt nμy còng cã thÓ thay thÕ b»ng c¸c nhãm alkin. Trong dÇu má cã nhiÒu khã kh¨n ®èi víi viÖc dïng n−íc cho nhu cÇu con ng−êi. mÆt c¸c hîp chÊt bay h¬i víi ph©n tö d−íi d¹ng vßng ®¬n (benzen, toluol, ksilol), sau ®ã vßng ®«i (naphtalin), vßng ba (antrapen, fenantren) vμ nhiÒu vßng (thÝ dô, piren víi 4 vßng). 1.2. DÇu má vμ c¸c s¶n phÈm dÇu 4) Nhãm olephin (Alken) (chiÕm 10 % thμnh phÇn dÇu má) DÇu má lμ chÊt láng d¹ng dÇu nhít, th−êng cã mμu n©u – c¸c hîp chÊt kh«ng chu k× kh«ng b·o hoμ víi mét hoÆc hai thÉm vμ cã kh¶ n¨ng ph¸t s¸t ngo¹i yÕu. DÇu má chñ yÕu cÊu 385 386
- nguyªn tö hy®r« bªn c¹nh mçi nguyªn tö cacbon trong ph©n tö, 4) DÇu má chøa rÊt nhiÒu c¸c hy®r« cacbua naften th¬m, cã d¹ng m¹ch xÝch th¼ng hay nh¸nh. nhiÒu hîp chÊt kh¸c lo¹i (trong thμnh phÇn cã l−u huúnh, nit¬, «xy, ion kim lo¹i), c¸c chÊt d¹ng nhùa nhùa ®−êng nÆng – tÊt c¶ Tïy thuéc vÞ trÝ má, dÇu má rÊt kh¸c nhau vÒ thμnh phÇn. chóng thùc tÕ kh«ng cã trong sinh vËt biÓn. ThÝ dô, dÇu ë Pensilvania vμ ë C« OÐt ®−îc ph©n lo¹i lμ dÇu nhãm parafin, dÇu ë Bacu vμ California – nhãm naften, c¸c lo¹i B¶ng 1.3. Nguån gèc x©m nhËp hy®r« cacbua dÇu má vμo ®¹i d−¬ng dÇu kh¸c – thuéc c¸c nhãm trung gian. (Tresnhicov, Smagin, 1979) Trong dÇu má cã mÆt c¶ c¸c hîp chÊt chøa l−u huúnh (tíi 7 Nguån gèc TriÖu tÊn/n¨m % S), axit bÐo (tíi 5 % O), hîp chÊt nit¬ (tíi 1% N) vμ mét sè s¶n phÈm thø sinh chøa kim lo¹i h÷u c¬ (víi vana®i, c«ban, niken). VËn t¶i biÓn (kh«ng kÓ do ho¶ ho¹n tÇu) 1,83 Ho¶ ho¹n tÇu 0,3 Ph©n tÝch ®Þnh l−îng vμ ph©n ®Þnh c¸c s¶n phÈm dÇu trong Dßng tõ lôc ®Þa (kÓ c¶ n−íc th¶i ®« thÞ) 1,9 n−íc biÓn lμ mét nhiÖm vô khã kh¨n kh«ng chØ v× chóng ®a Dßng th¶i ven bê 0,8 thμnh phÇn vμ kh¸c biÖt vÒ h×nh thøc tån t¹i, mμ cßn do hÖ qu¶ Nguån tõ kh«ng khÝ 0,6 nÒn tù nhiªn cña c¸c hy®r« cacbua nguån gèc tù nhiªn vμ nguån Má dÇu tù nhiªn 0,6 gèc sinh häc. ThÝ dô, gÇn 90 % c¸c hy®r« cacbua ph©n tö thÊp Khai th¸c dÇu trªn biÓn 0,08 lo¹i nh− ªtilen hßa tan trong n−íc mÆt ®¹i d−¬ng liªn quan tíi Tæng céng 6,11 ho¹t ®éng trao ®æi chÊt cña sinh vËt vμ sù ph©n hñy x¸c cña chóng. Tuy nhiªn, ë nh÷ng vïng bÞ « nhiÔm m¹nh hμm l−îng DÇu má vμ c¸c s¶n phÈm dÇu lμ nh÷ng chÊt « nhiÔm phæ c¸c hy®r« cacbua t−¬ng tù ®−îc t¨ng lªn tíi 4–5 bËc. biÕn nhÊt trong §¹i §−¬ng ThÕ Giíi. §Õn ®Çu nh÷ng n¨m 80 Theo d÷ liÖu kh¶o s¸t thùc nghiÖm, c¸c hy®r« cacbua gèc mçi n¨m kho¶ng 6 triÖu tÊn hy®r« cacbua dÇu x©m nhËp vμo sinh häc vμ gèc dÇu má cã mét lo¹t nÐt kh¸c biÖt. ®¹i d−¬ng (b¶ng 1.3), tøc 0,23 % s¶n l−îng dÇu khai th¸c mét n¨m cña toμn thÕ giíi vμ lín h¬n nhiÒu so víi l−îng dÇu thÊt 1) DÇu má lμ hçn hîp phøc t¹p h¬n cña c¸c hy®r« cacbua tho¸t do ch×m vμ h− h¹i tÇu dÇu trong suèt ChiÕn tranh ThÕ víi d¶i c¸c cÊu tróc vμ khèi l−îng ph©n tö t−¬ng ®èi réng h¬n. giíi thø hai (4 triÖu tÊn). §Õn n¨m 1986 l−îng dÇu thÊt tho¸t 2) DÇu má chøa mét sè d·y ®ång ®¼ng, trong ®ã c¸c thμnh ®· gi¶m râ rÖt (b¶ng 1.2 vμ 1.3). phÇn kÕ cËn th−êng cã nång ®é b»ng nhau. VÝ dô, trong d·y C¸c ®−êng th©m nhËp vμ h×nh thøc tån t¹i cña c¸c hy®r« alkan C12 – C22 tØ lÖ gi÷a c¸c thμnh phÇn ch½n vμ lÎ b»ng mét, cacbua dÇu rÊt ®a d¹ng (hoμ tan, huyÒn phï, mμng máng, d¹ng trong khi ®ã, hy®r« cacbua gèc sinh häc trong cïng d·y nμy l¹i r¾n). M. P. Nesterova (1984) ghi nhËn c¸c con ®−êng th©m nhËp chøa chñ yÕu lμ c¸c thμnh phÇn lÎ. sau ®©y: 3) DÇu má chøa mét d¶i réng h¬n c¸c alkan vßng vμ c¸c − Th¶i n−íc röa, n−íc b× vμ n−íc bÈn tõ tÇu biÓn (23 %); hy®r« cacbua th¬m. NhiÒu hîp chÊt nh− mono−, ®i−, tri− vμ tetra−methylbenzen kh«ng t×m thÊy trong sinh vËt biÓn. − Th¶i t¹i c¸c c¶ng biÓn vμ vïng n−íc quanh c¶ng, kÓ c¶ 387 388
- l−îng thÊt tho¸t khi n¹p buång chøa cña tÇu (17 %); khoang chøa cña nã cã ®Õn 117 ngh×n tÊn dÇu th« C« OÐt. GÇn mòi Cornuel, “Torri Canhi«n” ®©m vμo r¹n san h«, vμ do bÞ − C¸c chÊt th¶i c«ng nghiÖp vμ n−íc lôc ®Þa (10 %); thñng vμ h− háng 100 ngh×n tÊn dÇu ®· ch¶y xuèng biÓn. D−íi − Dßng n−íc m−a (5 %); t¸c ®éng giã, c¸c vÕt dÇu lín ®· ®¹t tíi bê biÓn Cornuel, v−ît − Nguån tõ sù cè tÇu biÓn vμ dμn khoan trªn biÓn (6 %); qua eo biÓn La−Manx¬ vμ tiÕn ®Õn gÇn bê Bretani (Ph¸p). C¸c − Khoan trªn thÒm lôc ®Þa (1 %); hÖ sinh th¸i biÓn, ven bê vμ b· bÞ tæn th−¬ng rÊt lín. Tõ ®ã vÒ − Nguån tõ kh«ng khÝ (10 %); sau, c¸c vô ch¶y dÇu do sù cè tÇu vμ dμn khoan trªn biÓn x¶y ra kh¸ th−êng xuyªn. Tæng céng, trong nh÷ng n¨m 1962–1979 gÇn − TÊt c¶ c¸c d¹ng do s«ng t¶i ra (28 %). hai triÖu tÊn dÇu ®· ®i vμo m«i tr−êng biÓn do c¸c sù cè, trong L−îng dÇu thÊt tho¸t lín nhÊt liªn quan tíi qu¸ tr×nh vËn ®ã tõ 1962 ®Õn 1971: 66 000 tÊn mçi n¨m, tõ 1971 ®Õn 1976: chuyÓn chóng tõ c¸c vïng khai th¸c, c¸c t×nh huèng sù cè, x¶ 116 000 tÊn, tõ 1976 ®Õn 1979: 177 000 tÊn (Nesterova, 1984). n−íc röa vμ n−íc b× tõ tÇu dÇu, tÊt c¶ nh÷ng c¸i ®ã g©y nªn c¸c Trong 30 n¨m gÇn ®©y, trªn §¹i d−¬ng ThÕ giíi ®· cã gÇn vÕt « nhiÔm th−êng trùc däc theo nh÷ng tuyÕn ®−êng hμng h¶i 2000 lç khoan, trong ®ã riªng B¾c H¶i b¾t ®Çu tõ n¨m 1962 ®· (h×nh 1.1). khoan 1000 lç vμ 350 lç khoan c«ng nghiÖp. V× rß rØ kh«ng lín, trªn c¸c dμn khoan mçi n¨m chØ bÞ mÊt 0,1 triÖu tÊn dÇu, nh−ng c¸c sù cè th× kh«ng ph¶i lμ Ýt. Nh÷ng l−îng dÇu lín tõ lôc ®Þa ®i vμo biÓn qua c¸c s«ng cïng víi n−íc sinh ho¹t vμ n−íc m−a. Dung l−îng c¸c chÊt « nhiÔm do dÇu tõ nguån nμy v−ît trªn 2,0 triÖu tÊn mét n¨m. Dßng n−íc c«ng nghiÖp vμ nhμ m¸y chÕ biÕn dÇu hμng n¨m mang vμo biÓn kho¶ng 0,5 triÖu tÊn dÇu. Sè phËn l−îng dÇu ®· r¬i vμo biÓn bÞ quyÕt ®Þnh bëi c¸c qu¸ tr×nh sau: sù bay h¬i, nhò hãa, hoμ tan, «xy hãa, t¹o thμnh c¸c phøc hîp dÇu, l¾ng ®äng vμ ph©n hñy sinh häc (h×nh 1.2). Khi x©m nhËp vμo biÓn, ®Çu tiªn dÇu lan táa ra d−íi d¹ng mét líp v¸ng trªn mÆt, t¹o thμnh nh÷ng vÕt dÇu víi ®é dμy H×nh 1.1. S¬ ®å c¸c ®−êng hμng h¶i chÝnh vËn chuyÓn dÇu má kh¸c nhau. Theo mμu cña v¸ng dÇu cã thÓ x¸c ®Þnh gÇn ®óng ®é §é réng cña mòi tªn tû lÖ víi khèi l−îng vËn chuyÓn. C¸c g¹ch chÐo chØ t¶i träng thêi kú tõ 1967 ®Õn 1976 dμy cña nã (b¶ng 1.4). V¸ng dÇu lμm thay ®æi c−êng ®é vμ thμnh phÇn phæ cña ¸nh s¸ng xuyªn vμo m«i tr−êng n−íc. C¸c ThÝ dô vÒ sù cè tÇu trμn dÇu lín nhÊt ®Çu tiªn cã thÓ lμ vô v¸ng dÇu th« chØ cho qua 1−10 % ¸nh s¸ng (ë b−íc sãng 280 nm) tai n¹n cña tÇu chë dÇu “Torri Canhi«n” n¨m 1967, trong c¸c vμ 60−70 % ¸nh s¸ng (ë b−íc sãng 400 nm). V¸ng dÇu dμy 30– 389 390
- 40 μm hoμn toμn hÊp thô hÕt bøc x¹ hång ngo¹i. TÝnh chÊt ®Æc d¶i phæ quan tr¾c, gãc ®o ng¾m vμ ph©n cùc. tr−ng cña dÇu lμ ph¸t huúnh quang khi bÞ chiÕu tia cùc tÝm. B¶ng 1.4. Mét sè ®Æc ®iÓm v¸ng dÇu trong n−íc (Nelson - Smit, 1977) C−êng ®é cùc ®¹i cña huúnh quang quan s¸t thÊy ë d¶i sãng 440–483 nm. §é dμy (μm) L−îng dÇu (l/km2) H×nh d¸ng bÒ ngoμi Nh×n thÊy 0,038 44 MÇu ¸nh b¹c 0,076 88 Cã vÕt mμu s¾c 0,152 176 V©n hoa mμu s¾c râ 0,305 352 Mμu s¾c mê ®ôc 1,016 1170 Mμu tèi 2,032 2340 N¨ng l−îng bøc x¹ MÆt Trêi cùc tÝm ®i tíi mÆt biÓn n»m trong d¶i 280–400 nm, t¹i ®©y c¸c tÝnh chÊt quang häc cña n−íc vμ dÇu rÊt kh¸c nhau: hÖ sè ph¶n x¹ cña n−íc s¹ch lμ 1,5 %, cña dÇu th« 5–6 %, cña ®iªzen 2–3 %. §Ó ph¸t hiÖn v¸ng dÇu ë d¶i nμy, ng−êi ta sö dông c¸c hÖ thèng m¸y quÐt phæ, c¸c hÖ thèng vi®eo, nh÷ng thiÕt bÞ cã hÖ quang häc vμ hÖ läc t−¬ng øng. Khi sö dông c¸c lo¹i thiÕt bÞ, bé läc vμ v¸ng dÇu kh¸c nhau, ®é t−¬ng ph¶n tèt nhÊt ®¹t ®−îc ë vïng phæ ®á hoÆc xanh. §é H×nh 1.2. S¬ ®å tæng qu¸t tr×nh ph©n bè vμ ph©n hñy dÇu trμn trªn biÓn t−¬ng ph¶n lín nhÊt øng víi d¶i 400–630 nm, nhá nhÊt – d¶i (Nelson - Smit, 1977) 400–500 nm. Khi quan tr¾c tõ vÖ tinh, d¶i 600–800 nm lμ d¶i mang Sù kh¸c biÖt vÒ c¸c ®Æc tr−ng quang häc cña c¸c v¸ng dÇu nhiÒu th«ng tin nhÊt ®Ó ph¸t hiÖn nh÷ng vïng « nhiÔm cña ®¹i vμ n−íc biÓn cho phÐp chóng ta ph¸t hiÖn tõ xa vμ −íc l−îng « d−¬ng. nhiÔm dÇu trªn mÆt biÓn trong c¸c vïng phæ cùc tÝm, nh×n thÊy Tuy nhiªn, nh−îc ®iÓm cña c¸c quan tr¾c ë d¶i phæ nh×n vμ hång ngo¹i. Muèn vËy, ng−êi ta øng dông c¸c ph−¬ng ph¸p thÊy lμ sù ¶nh h−ëng m¹nh cña ®iÒu kiÖn khÝ t−îng vμ nh÷ng thô ®éng vμ tÝch cùc. ®Æc ®iÓm phæ cña khÝ quyÓn còng nh− sù ®é phøc t¹p khi gi¶i C¸c ph−¬ng ph¸p thô ®éng sö dông bøc x¹ tù nhiªn, bÞ ®o¸n d÷ liÖu quan tr¾c. ph¶n x¹ hoÆc ®−îc ph¸t ra bëi hÖ thèng dÇu – n−íc. HiÖu qu¶ sö C¸c phÐp ®o trong vïng phæ hång ngo¹i dùa trªn sù kh¸c dông c¸c ph−¬ng ph¸p nμy tïy thuéc vμo nh÷ng tÝnh chÊt ph¸t biÖt nhiÖt ®é n−íc s¹ch vμ n−íc bÞ phñ v¸ng dÇu, hay sù kh¸c x¹ vμ ph¶n x¹ cña bÒ mÆt, nhiÖt ®é, c¸c tham sè cña khÝ quyÓn, biÖt vÒ c¸c hÖ sè ph¸t x¹. 391 392
- 0,5 μm, kÐm bÒn v÷ng vμ ®Æc biÖt ®Æc tr−ng cho c¸c lo¹i dÇu Trong c¸c ph−¬ng ph¸p tÝch cùc ph¸t hiÖn tõ xa ng−êi ta sö dông nguån ph¸t x¹ nh©n t¹o. §ã lμ c¸c ph−¬ng ph¸p ®Þnh vÞ chøa c¸c chÊt ho¹t tÝnh bÒ mÆt. Sau khi t¸ch c¸c hîp phÇn bay quang häc, dùa trªn sù kh¸c biÖt vÒ hÖ sè ph¶n x¹ cña mÆt bÞ h¬i vμ hoμ tan, dÇu cßn l¹i th−êng t¹o thμnh nh÷ng nhò t−¬ng nhiÔm bÈn vμ mÆt n−íc s¹ch (th−êng lμ d¶i 300–400 vμ 1000– ng−îc nhít, æn ®Þnh dÇn bëi nh÷ng hîp chÊt cao ph©n tö kiÓu 1200 nm), vμ c¸c ph−¬ng ph¸p dùa vμo ®o ¸nh s¸ng huúnh nh− nhùa vμ nhùa ®−êng vμ chøa 50–80 % n−íc (v÷a “s«c«la”). quang cña c¸c v¸ng dÇu nhê c¸c m¸y dïng c¸c b−íc sãng c«ng D−íi ¶nh h−ëng cña c¸c qu¸ tr×nh phi sinh vËt, ®é nhít cña t¸c 337, 354 vμ 530 nm. nhùa t¨ng lªn vμ b¾t ®Çu kÕt dÝnh thμnh nh÷ng kÕt h¹ch dÇu – C¸c ph−¬ng ph¸p theo dâi « nhiÔm mÆt n−íc tõ xa rÊt cã c¸c h¹t dÇu kÝch th−íc tõ 1 mm ®Õn 10 cm (th−êng lμ 1–20 triÓn väng. mm). C¸c kÕt h¹ch dÇu lμ hçn hîp c¸c hy®r« cacbua ph©n tö Theo ®¸nh gi¸ gÇn ®óng, tèc ®é di chuyÓn c¸c vÕt dÇu b»ng cao, nhùa vμ nhùa ®−êng. L−îng thÊt tho¸t dÇu ®Ó h×nh thμnh 60 % vËn tèc dßng ch¶y vμ 2–4 % tèc ®é giã, vμ dÇu di chuyÓn c¸c kÕt h¹ch b»ng 5–10 %. Nh÷ng thμnh t¹o cÊu tróc nhít cao – theo h−íng giã. V¸ng dÇu hoμn toμn dËp t¾t c¸c sãng mao dÉn, “v÷a s«c«la” vμ c¸c kÕt h¹ch dÇu, cã thÓ duy tr× trong thêi gian trÊn ¸p c¸c sãng träng lùc nhá vμ lμm gi¶m tham sè nh¸m gå dμi trªn mÆt biÓn, bÞ c¸c dßng ch¶y mang ®i, bÞ tung lªn bê vμ ghÒ cña mÆt n−íc ®i 2–3 lÇn. l¾ng xuèng ®¸y. Xung quanh c¸c h¹t kÕt dÇu th−êng xuyªn ®−îc Lóc ban ®Çu tån t¹i c¸c vÕt dÇu th× qu¸ tr×nh bay h¬i c¸c NhiÒu khi thñy sinh vËt (t¶o lam – lôc vμ ®iatomª, t«m r©u hy®r« cacbua cã ý nghÜa lín. Theo sè liÖu quan tr¾c, sau 12 giê cμng vμ mét sè ®éng vËt kh«ng x−¬ng sèng kh¸c) ®Þnh c− trªn th× 25 % c¸c hîp phÇn nhÑ cña dÇu bÞ bay h¬i, t¹i nhiÖt ®é n−íc c¸c kÕt h¹ch dÇu. 15oC tÊt c¶ c¸c hy®r« cacbua ®Õn C15 bay h¬i trong vßng 10 ngμy (Nesterova, Nemirovskaia, 1985). TÊt c¶ c¸c hy®r« cacbua cã ®é hoμ tan yÕu trong n−íc, vμ ®é 1.3. Thuèc b¶o vÖ thùc vËt hßa tan cμng gi¶m khi t¨ng sè nguyªn tö cacbon trong ph©n tö. C¸c thuèc b¶o vÖ thùc vËt lμ nhãm lín c¸c chÊt nh©n t¹o Trong 1 lÝt n−íc cÊt hoμ tan gÇn 10 mg c¸c hîp chÊt chøa C6, 1 dïng ®Ó chèng l¹i nh÷ng vËt h¹i vμ c¸c bÖnh thùc vËt. Tïy mg – chøa C8 vμ 0,001 mg chøa C12. ThÝ dô, t¹i nhiÖt ®é trung b×nh cña n−íc biÓn, ®é hoμ tan cña benzen lμ 820 μg/l, toluol – thuéc môc ®Ých sö dông, thuèc b¶o vÖ thùc vËt chia thμnh c¸c 470, pentan – 360, hexsan – 138 vμ geptan – 52 μg/l. C¸c hîp nhãm sau: thuèc diÖt c«n trïng – ®Ó chèng c«n trïng cã h¹i, thuèc diÖt nÊm vμ diÖt khuÈn – ®Ó chèng nÊm vμ c¸c bÖnh phÇn hoμ tan, trong dÇu th« hμm l−îng kh«ng qu¸ 0,01 %, lμ khuÈn cña thùc vËt, thuèc diÖt cá – chèng c¸c lo¹i c©y d¹i v.v... nh÷ng chÊt ®éc h¹i nhÊt ®èi víi thñy sinh vËt. C¸c chÊt kiÓu Theo tÝnh to¸n cña c¸c nhμ kinh tÕ häc, mçi ®ång róp chi ®Ó b¶o nh− benzapiren còng thuéc nhãm nμy. vÖ hãa häc thùc vËt khái vËt h¹i vμ bÖnh, ®¶m b¶o g×n gi÷ mïa Khi hßa trén víi n−íc, dÇu t¹o thμnh hai d¹ng nhò t−¬ng: mμng vμ chÊt l−îng c¸c lo¹i c©y ngò cèc, rau vμ vÒ trung b×nh, lo¹i trùc tiÕp “dÇu trong n−íc” vμ lo¹i ng−îc “n−íc trong dÇu”. mang l¹i 10 róp, víi c¸c c©y c«ng nghiÖp vμ c©y ¨n qu¶ tíi 30 C¸c lo¹i nhò t−¬ng trùc tiÕp, gåm c¸c giät dÇu ®−êng kÝnh d−íi róp. Tuy nhiªn, nh÷ng nghiªn cøu sinh th¸i ®· x¸c ®Þnh r»ng 393 394
- thuèc b¶o vÖ thùc vËt, khi tiªu diÖt c¸c vËt h¹i mïa mμng, g©y t¸c h¹i to lín ®èi víi nhiÒu sinh vËt cã Ých vμ lμm tæn th−¬ng sù lμnh m¹nh cña c¸c quÇn sinh tù nhiªn. §· tõ l©u, trong n«ng nghiÖp næi lªn vÊn ®Ò chuyÓn ®æi ph−¬ng ph¸p chèng vËt h¹i tõ ph−¬ng ph¸p hãa häc (g©y « nhiÔm m«i tr−êng) sang ph−¬ng ph¸p sinh häc (sinh th¸i s¹ch). HiÖn nay, h¬n 5 triÖu tÊn thuèc b¶o vÖ thùc vËt ®−îc tiªu thô trªn thÞ tr−êng thÕ giíi mçi n¨m. Kho¶ng 1,5 triÖu tÊn c¸c chÊt nμy ®· ®i vμo thμnh phÇn c¸c hÖ sinh th¸i ®Êt liÒn vμ biÓn qua ®−êng kh«ng khÝ vμ n−íc. S¶n xuÊt thuèc b¶o vÖ thùc vËt b»ng c«ng nghiÖp kÌm theo xuÊt hiÖn l−îng lín c¸c s¶n phÈm phô lμm « nhiÔm n−íc th¶i. Trong m«i tr−êng n−íc th−êng gÆp nhÊt lμ c¸c ®¹i diÖn cña c¸c chÊt diÖt c«n trïng, diÖt nÊm vμ diÖt cá. C¸c thuèc diÖt c«n trïng tæng hîp chia lμm ba lo¹i chÝnh: h÷u c¬ chøa clo, h÷u c¬ chóa phèt pho vμ c¸c cacbamat. Thuèc diÖt c«n trïng h÷u c¬ clo s¶n xuÊt b»ng ph−¬ng ph¸p xö lý clo ®èi víi c¸c hy®r« cacbua th¬m vμ hy®r« cacbua láng ®¬n vßng. Nhãm nμy gåm DDT (diclordifeniltricloretan) vμ c¸c dÉn xuÊt, trong ph©n tö cña chóng ®é bÒn v÷ng cña c¸c nhãm bÐo vμ nhãm th¬m cïng cã mÆt t¨ng lªn, tÊt c¶ c¸c dÉn xuÊt chøa clo cña cirlodien (eldrin, dildrin, geptaclor...) vμ nhiÒu ®ång ph©n cña hecxaclorcirclehexan (γ HCCH), trong sè ®ã nguy hiÓm nhÊt lμ lindan. Nh÷ng chÊt nμy cã chu kú b¸n ph©n hñy tíi vμi chôc n¨m vμ rÊt bÒn v÷ng ®èi víi ph©n hñy sinh häc. Trong m«i tr−êng n−íc th−êng gÆp c¸c policlorbifenil (PCB) – c¸c dÉn xuÊt cña DDT kh«ng cã phÇn bÐo, tÝnh ®−îc tíi 210 ®ång ®¼ng vμ ®ång ph©n. H×nh 1.3. C«ng thøc hãa häc mét sè lo¹i thuèc b¶o vÖ thùc vËt ®iÓn h×nh I - diÖt c«n trïng, F - diÖt nÊm, khuÈn, H - diÖt cá 395 396
- Trong 40 n¨m gÇn ®©y, ®· sö dông 1,2 triÖu tÊn PCB trong hãa häc mét sè chÊt ®Æc tr−ng pestiside trªn h×nh 1.3. s¶n xuÊt chÊt dÎo, thuèc nhuém, m¸y biÕn thÕ, tô ®iÖn... C¸c Trong n−íc biÓn th−êng xuyªn t×m thÊy DDT vμ nh÷ng s¶n chÊt PCB ®i vμo m«i tr−êng do ph¸t th¶i n−íc c«ng nghiÖp vμ phÈm phô, PCB, HCCH, deldrin, tetraclorfenol vμ nh÷ng hãa ®èt hñy chÊt th¶i r¾n t¹i c¸c b·i r¸c. Nguån nμy ®−a PCB vμo chÊt kh¸c. khÝ quyÓn, råi tõ ®ã cïng víi gi¸ng thñy r¬i xuèng mäi vïng Tr¸i §Êt. ThËt vËy, trong c¸c mÉu tuyÕt lÊy ë Nam Cùc, hμm l−îng PCB lμ 0,03–1,2 ng/l. 1.4. C¸c chÊt tÈy tæng hîp C¸c thuèc b¶o vÖ thùc vËt chøa phèt pho h÷u c¬ − ®ã lμ c¸c ªte phøc t¹p cña c¸c lo¹i cån cña nh÷ng axit ®¬n ph«t pho hoÆc C¸c chÊt tÈy thuéc nhãm lín nh÷ng chÊt lμm gi¶m søc c¨ng mét trong nh÷ng dÉn xuÊt cña nã thi« ph«t pho. Nhãm nμy gåm bÒ mÆt cña n−íc. Chóng cã mÆt trong thμnh phÇn c¸c chÊt tÈy c¸c lo¹i thuèc diÖt c«n trïng cã ®Æc tr−ng t¸c dông chän läc ®èi röa tæng hîp, ®−îc dïng réng r·i trong sinh ho¹t vμ c«ng víi c¸c lo¹i c«n trïng. §¹i bé c¸c ph«t phat h÷u c¬ chÞu ph©n nghiÖp. Cïng víi n−íc th¶i, c¸c chÊt nμy x©m nhËp vμo n−íc hñy sinh hãa kh¸ nhanh (mét th¸ng) trong ®Êt vμ n−íc. Ng−êi mÆt lôc ®Þa vμ m«i tr−êng biÓn. C¸c chÊt tÈy tæng hîp cã chøa ta ®· tæng hîp ®−îc h¬n 50 ngh×n ho¹t chÊt, trong ®ã th«ng c¸c poliphotphat natri, trong ®ã hoμ tan c¸c chÊt tÈy vμ mét sè dông nhÊt lμ paration, malation, fozalon, dursban. hîp phÇn phô ®éc h¹i cho thñy sinh vËt: c¸c chÊt th¬m, hãa C¸c chÊt carbamat – th−êng ®©y lμ c¸c ªte phøc t¹p cña chÊt lμm tr¾ng (c¸c persulphat, perborat), x« ®a canxi, n−meta axit carbamin. PhÇn lín chóng còng cã t¸c dông chän cacboxi−methylxeluloza, silicat natri vμ mét sè chÊt kh¸c. läc. Ph©n tö cña tÊt c¶ c¸c chÊt tÈy ®−îc t¹o thμnh tõ c¸c phÇn −a n−íc vμ kÞ n−íc. PhÇn −a n−íc lμ c¸c nhãm: cacboxil (COO−), C¸c chÊt fungicide, sö dông ®Ó diÖt bÖnh nÊm thùc vËt, sunphat (OSO3−), vμ sunphonat (SO3−) vμ c¶ tÝch tô c¸c chÊt cÆn tr−íc ®©y cã dïng muèi ®ång vμ vμi kho¸ng chÊt cã l−u huúnh. Sau ®ã rÊt th«ng dông dïng c¸c chÊt cã thñy ng©n h÷u c¬ d¹ng víi c¸c nhãm – CH2 – CH2 – O – CH2 – CH2 – hoÆc c¸c nhãm cã methyl thñy ng©n lμm s¹ch b»ng clo, nh−ng v× sù qu¸ ®éc h¹i chøa nit¬, ph«tpho. PhÇn kÞ n−íc th−êng cÊu t¹o tõ m¹ch th¼ng cña m×nh cho ®éng vËt ®−îc thay b»ng methocsietil thñy ng©n gåm 10–18 nguyªn tö cacbon, hoÆc m¹ch nh¸nh parafin tõ c¸c vμ asetat fenil mercury (thñy ng©n). vßng benzen hay naphtalin víi c¸c chÊt gèc alkin. Nhãm c¸c chÊt herbicide gåm c¸c s¶n phÈm thø yÕu axit Tuú thuéc b¶n chÊt vμ cÊu tróc cña phÇn −a n−íc, c¸c ph©n fenocsiusus, vμ cã t¸c ®éng sinh lý m¹nh. C¸c chÊt triazin (vÝ dô tö chÊt tÈy ®−îc ph©n chia thμnh chÊt ho¹t tÝnh anion m¹nh simazin) vμ c¸c chÊt thay thÕ cacbamit – u rª (monuron, diuron, (ion h÷u c¬ tÝch ®iÖn ©m), ho¹t tÝnh kation m¹nh (ion h÷u c¬ picloram) nhãm l¹i thμnh nhãm míi herbicide hoμ tan tèt trong tÝch ®iÖn d−¬ng), l−ìng tÝnh (biÓu lé c¸c tÝnh chÊt kation trong n−íc vμ bÒn v÷ng trong ®Êt. ChÊt t¸c ®éng m¹nh nhÊt trong c¸c dung dÞch axit, tÝnh anion trong dung dÞch kiÒm) vμ kh«ng sinh chÊt herbicide lμ picloram. §Ó tiªu diÖt toμn bé mét sè d¹ng ion. C¸c chÊt nμy kh«ng t¹o thμnh c¸c ion trong n−íc. §é hoμ thùc vËt chØ cÇn cã 0,06 kg chÊt nμy trªn 1 hÐc ta. C«ng thøc tan cña chóng g©y nªn do c¸c nhãm chøc n¨ng cã ¸i lùc m¹nh 397 398
- ®èi víi n−íc vμ sù t¹o thμnh mèi liªn kÕt hy®r« gi÷a c¸c ph©n tö axit sulphuric ®ãng vai trß chÊt dÝnh n−íc. NhiÒu chÊt n−íc vμ c¸c nguyªn tö «xy trong gèc polyªtilenglic«n cña c¸c alkinbenzolsulphonat vμ alkilnaphtalinsulphonat (h×nh 1.4) chÊt tÈy. th−êng ®−îc sö dông trong s¶n xuÊt c¸c chÊt tÈy röa sinh ho¹t vμ c«ng nghiÖp. C¸c alkilsulphat (h×nh 1.4) ®−îc s¶n xuÊt dùa trªn c¸c cån bÐo. Trong c¸c chÊt alkilsulphat nguyªn sinh, nhãm sulphoeste − OS 3 n»m ë cuèi ph©n tö. Trong c¸c chÊt alkilsulphat thø sinh, nã liªn kÕt víi mét trong c¸c nguyªn tö cacbon n»m bªn trong ph©n tö. C¸c chÊt tÈy kh«ng sinh ion lμ nh÷ng s¶n phÈm cao ph©n tö trïng ng−ng «xit ªtilen hoÆc propilen víi c¸c hîp chÊt chøa nguyªn tö hy®r« di ®éng, thÝ dô cån bÐo, axit cacbolic, alkinphenol, phenol. ThÝ dô, c¸c sintanol (xem h×nh 1.4) – c¸c ªte poliethylen trªn c¬ së c¸c cån thø sinh, ®−îc ph©n biÖt víi nhau b»ng hμm l−îng «xit ethylen. ë Liªn X«, vÒ khèi l−îng s¶n xuÊt, c¸c chÊt tÈy kh«ng sinh ion chiÕm 11–16 % tæng l−îng vμ th−êng ®−îc sö dông cho c¸c môc ®Ých c«ng nghiÖp (OP–7, OP–10, c¸c sintanol, sintamid, proxsanol vμ c¸c chÊt kh¸c). C¸c muèi nhãm bèn thuéc lo¹i c¸c chÊt tÈy ho¹t tÝnh kation. ThÝ dô nh− c¸c muèi am«ni (xem h×nh 1.4), chøa gèc alkin víi m¹ch th¼ng tõ 12–18 nguyªn tö cacbon, sau ®ã nhãm H×nh 1.4. C«ng thøc hãa häc mét sè chÊt tÈy tæng hîp vμ benzapiren (BP) methyl, ethyl hoÆc benzin (a, b, c) vμ nguyªn tö halogen hoÆc 1 - alkinbenzensulphonat (n = 5÷18), 2 - alkilnaphtalinsulphonat (nhecali), 3 - alkilsulfat phÇn d− methyl– hay ethylsulphat (x). TØ phÇn c¸c chÊt ho¹t (n = 10÷20), 4 - sintanol (n ≤ 16, m ≤ 10), 5 - muèi am«ni thø t−, 6 - benzapiren 3,4 tÝnh kation lμ 1–2,5 % tæng s¶n l−îng c¸c chÊt tÈy. Phæ biÕn nhÊt trong c¸c chÊt tÈy lμ c¸c chÊt ho¹t tÝnh C¸c chÊt tÈy l−ìng tÝnh hiÖn míi chØ s¶n xuÊt nh÷ng lo¹t anion. Chóng chiÕm h¬n 50 % tÊt c¶ c¸c chÊt tÈy s¶n xuÊt trªn thö nghiÖm vμ ch−a dïng réng trong kinh tÕ quèc d©n. thÕ giíi (ë Liªn X« tíi 86 %). Phæ biÕn nhÊt lμ c¸c Sù cã mÆt c¸c chÊt tÈy trong n−íc th¶i c«ng nghiÖp lμ do alkilaril−sulphonat (sulphonol) vμ alkinsulphat. C¸c ph©n tö chóng ®−îc dïng trong c¸c qu¸ tr×nh nh− lμm giÇu t¸ch ®·i sulphonol cã chøa vßng th¬m, trong ®ã c¸c nguyªn tö hy®r« quÆng, t¸ch s¶n phÈm trong c«ng nghÖ hãa häc, s¶n xuÊt c¸c ®−îc thay thÕ b»ng mét hay vμi nhãm alkin, cßn phÇn d− cña polime, c¶i thiÖn ®iÒu kiÖn khoan ë c¸c lç khoan dÇu vμ khÝ, 399 400
- 0,11 μg/l (3,4−benzapiren). Sù cã mÆt c¸c muèi trong n−íc thùc chèng ¨n mßn thiÕt bÞ. tÕ kh«ng ¶nh h−ëng ®Õn sù hoμ tan cña PAH. Nh−ng víi sù cã Trong n«ng nghiÖp, c¸c chÊt tÈy ®−îc dïng trong thμnh mÆt cña benzol, dÇu, s¶n phÈm dÇu, chÊt tÈy vμ c¸c chÊt h÷u c¬ phÇn cña thuèc b¶o vÖ thùc vËt. Nhê c¸c chÊt ho¹t hãa mÆt, kh¸c, th× ®é hoμ tan cña PAH t¨ng lªn rÊt m¹nh. Trong nhãm ng−êi ta nhò hãa ®−îc c¸c chÊt ®éc d¹ng láng hoÆc d¹ng bét, PAH kh«ng thay thÕ, trong ®iÒu kiÖn thiªn nhiªn ®−îc biÕt ®Õn kh«ng hoμ tan trong n−íc, nh−ng hßa tan trong c¸c chÊt hßa nhiÒu nhÊt vμ th«ng dông h¬n c¶ lμ 3,4−benzapiren (BP) (xem tan h÷u c¬. Ngoμi ra, nhiÒu chÊt tÈy b¶n th©n chóng cã c¸c tÝnh h×nh 1.4). chÊt diÖt c«n trïng vμ diÖt cá. Nh÷ng nguån PAH trong m«i tr−êng cã thÓ lμ c¸c qu¸ tr×nh tù nhiªn vμ nh©n sinh. Nång ®é cña BP trong tro nói löa lμ 0,3– 0,9 μg/kg. §iÒu nμy cã nghÜa lμ cïng víi tμn tro, mçi n¨m 1,2– 1.5. C¸c hîp chÊt cã thuéc tÝnh g©y ung th− 24 tÊn BP cã thÓ ®i vμo m«i tr−êng. V× vËy, l−îng PAH cùc ®¹i C¸c chÊt g©y ung th− – ®ã lμ c¸c hîp chÊt ®ång lo¹i hãa häc, trong trÇm tÝch hiÖn ®¹i cña ®¸y §¹i d−¬ng ThÕ giíi (h¬n 100 biÓu hiÖn ho¹t tÝnh biÕn d¹ng vμ cã kh¶ n¨ng g©y nªn nh÷ng μg/kg chÊt kh«) ®−îc ph¸t hiÖn ë c¸c vïng ho¹t ®éng kiÕn t¹o biÕn ®æi g©y ung th−, sinh qu¸i thai (lμm rèi lo¹n qu¸ tr×nh m¹nh, do t¸c ®éng nhiÖt cña lßng ®Êt. ph¸t triÓn ph«i), hay biÕn ®æi ®ét biÕn trong c¬ thÓ. Tïy thuéc Theo th«ng tin hiÖn cã, mét sè thùc vËt vμ ®éng vËt biÓn cã c¸c ®iÒu kiÖn t¸c ®éng, chóng cã thÓ dÉn ®Õn sù k×m h·m t¨ng thÓ tæng hîp PAH. Trong t¶o vμ cá biÓn gÇn vïng bê t©y Trung tr−ëng, ®Èy nhanh qu¸ tr×nh giμ, ph¸t sinh ®éc tè, ph¸ hñy sù Mü, l−îng BP ®¹t tíi 0,44 μg/g, trong mét sè loμi t«m ë B¾c ph¸t triÓn c¸ thÓ vμ lμm biÕn ®æi quü gien sinh vËt. B¨ng D−¬ng – 0,23 μg/g. C¸c vi khuÈn kÞ khÝ t¹o ra ®Õn 8,0 μg Thuéc lo¹i c¸c chÊt cã ®Æc tÝnh g©y ung th− cã: c¸c hy®r« BP tõ 1 g c¸c chÊt chiÕt suÊt lipit cña plankton. MÆt kh¸c, cã cacbua bÐo chøa clo víi m¹ch ng¾n c¸c nguyªn tö cacbon trong nh÷ng d¹ng vi khuÈn ®Æc biÖt ë biÓn vμ trong ®Êt ph©n hñy ph©n tö, vinylclorit, thuèc b¶o vÖ thùc vËt vμ ®Æc biÖt hy®r« ®−îc c¸c hy®r« cacbua, kÓ c¶ PAH. cacbua th¬m ®a vßng (PAH). §ã lμ c¸c hîp chÊt h÷u c¬ ®a ph©n Theo ®¸nh gi¸ cña L. M. Sabad (1973) vμ A. P. Ilnhiski tö, trong ph©n tö cña chóng vßng benzen lμ yÕu tè cÊu chóc (1975), mËt ®é nÒn BP ®−îc t¹o thμnh trong khi tæng hîp BP bëi chÝnh. C¸c chÊt PAH kh«ng thay thÕ chøa trong ph©n tö tõ 3 thùc vËt vμ ho¹t ®éng nói löa, bao gåm: trong ®Êt: 5–10 μg/kg ®Õn 7 vßng benzen, liªn kÕt víi nhau theo nhiÒu kiÓu. Cßn mét (chÊt kh«), trong thùc vËt: 1–5 μg/kg, trong n−íc cña c¸c thñy sè l−îng lín c¸c cÊu tróc ®a vßng, cã chøa nhãm chøc n¨ng hoÆc vùc n−íc ngät: 0,0001 μg/l. T−¬ng øng víi nh÷ng nång ®é ®ã, trong vßng benzen, hoÆc trong m¹ch bªn. §ã lμ halogen−, ng−êi ta ®· ®−a ra nh÷ng cÊp ®é « nhiÔm cña c¸c ®èi t−îng amino−, sulpho−, nitro− vμ c¸c lo¹i cån, an®ehit, ªte, ketone, trong m«i tr−êng (h×nh 1.5). axit, quinon, c¸c hîp chÊt kh¸c cã m¹ch th¬m. C¸c nguån nh©n sinh chñ yÕu cña PAH trong m«i tr−êng − §é hoμ tan cña PAH trong n−íc kh«ng lín vμ gi¶m dÇn víi ®ã lμ sù nhiÖt ph©n c¸c chÊt h÷u c¬ trong qu¸ tr×nh ®èt ch¸y c¸c sù t¨ng khèi l−îng ph©n tö: tõ 16 100 μg/kg (acenaphtilen) ®Õn nguyªn liÖu, gç vμ nhiªn liÖu. Sù t¹o thμnh PAH b»ng nhiÖt 401 402
- ph©n x¶y ra khi ®¹t nhiÖt ®é 650–900 oC vμ thiÕu hôt «xy trong quyÓn. Khi phong hãa c¸c ®¸ trÇm tÝch vμ phun trμo, hμng n¨m ngän löa. Ng−êi ta thÊy BP ®−îc ®−îc t¹o thμnh nhiÒu nhÊt xuÊt ra 3,5 tÊn thñy ng©n. Trong thμnh phÇn bôi kh«ng khÝ cã trong qu¸ tr×nh nhiÖt ph©n cñi gç víi nhiÖt ®é 300–350 oC chøa gÇn 12 000 tÊn thñy ng©n, vμ phÇn lín cã nguån gèc nh©n (Dikun, 1970). sinh. Trong qu¸ tr×nh phun nói löa vμ cïng víi gi¸ng thñy khÝ quyÓn, mçi n¨m 50 ngh×n tÊn thñy ng©n ® xuèng mÆt ®¹i Theo −íc l−îng cña M. Ziussa (1976), ph¸t th¶i BP toμn cÇu d−¬ng, cßn trong qu¸ tr×nh khö khÝ cña th¹ch quyÓn − 25–150 trong c¸c n¨m 70 b»ng kho¶ng 5 000 tÊn mét n¨m, trong ®ã cã ngh×n tÊn. GÇn nöa s¶n l−îng c«ng nghiÖp n¨m cña kim lo¹i 72 % tõ c«ng nghiÖp vμ 27 % – tõ tÊt c¶ c¸c d¹ng ch¸y kh¸c. nμy (9–10 ngh×n tÊn) b»ng nh÷ng con ®−êng kh¸c ®i vμo ®¹i d−¬ng. Hμm l−îng thñy ng©n trong than ®¸ vμ dÇu má trung B¶ng 1.5. Møc « nhiÔm benzapiren (BP) cña m«i tr−êng xung quanh (Ilnhiski, 1975) b×nh b»ng 1 mg/kg, v× vËy, do ®èt nhiªn liÖu kho¸ng, §¹i d−¬ng ThÕ giíi nhËn h¬n 2 ngh×n tÊn/n¨m. S¶n l−îng khai th¸c n¨m Møc ®é « nhiÔm, μg/kg §èi t−îng cña thñy ng©n v−ît 0,1 % tæng hμm l−îng cña nã trong §¹i YÕu §¸ng kÓ M¹nh d−¬ng ThÕ giíi, nh−ng nhËp l−îng nh©n t¹o ®· v−ît tréi l−îng 20 – 30 31 – 100 > 100 §Êt mang ra bëi s«ng, ®iÒu nμy lμ ®Æc tr−ng cho nhiÒu kim lo¹i ≤ 10 11 – 20 > 20 Thùc vËt (b¶ng 1.7). N−íc (μg/l) ≤ 0,005 ≤ 0,01 > 0,01 ≤ 100 20 – 30 > 100 TrÇm tÝch ®¸y (c¸t) B¶ng 1.6. Dßng c¸c kim lo¹i nguån ®Þa hãa vμ c«ng nghiÖp (Gerlach, 1985) ≤ 50 15 – 20 > 50 Thñy thùc vËt bËc cao Nguån gèc §¬n vÞ Pb Hg Cd Sb Cr Se As Cu Zn Vá tr¸i ®Êt mg/kg 15 0,06 0,2 0,2 ? 0,09 2 45 40 1.6. Kim lo¹i nÆng μg/l N−íc ®¹i d−¬ng 0,002 0,007 0,1 0,3 0,3 0,5 2 2 3 C¸c kim lo¹i nÆng (thñy ng©n, ch×, ca®imi, kÏm, ®ång, 6 Toμn bé §DTG 10 t 2,8 10 140 420 420 700 2800 2800 4200 asen...) thuéc sè c¸c chÊt « nhiÔm phæ biÕn vμ cùc k× ®éc. Chóng 103 t/n¨m Xãi lë 150 3,5 0,5 1,3 236 7,2 72 325 720 ®−îc dïng réng r·i trong nhiÒu ngμnh c«ng nghiÖp, v× vËy, mÆc 3 §èt nhiªn liÖu 10 t/n¨m 34 2,0 0,2 ? 1,5 1,1 8,2 2,1 37 dï cã c¸c biÖn ph¸p lμm s¹ch, hμm l−îng hîp chÊt chøa c¸c kim 103 t/n¨m Khai th¸c 3500 9,0 15 70 3000 1,2 30 7500 5000 lo¹i nÆng trong n−íc th¶i c«ng nghiÖp t−¬ng ®èi lín. Khèi l−îng 0,01 0,015 0,7 2.10-4 10-4 S¶n l−îng n¨m % hμm l−îng 125 0,1 0,3 0,1 trong §DTG lín c¸c hîp chÊt nμy ®i vμo ®¹i d−¬ng qua khÝ quyÓn. C¸c dßng cña mét sè kim lo¹i nguån gèc ®Þa hãa vμ nguån gèc c«ng nghiÖp Hμm l−îng thñy ng©n trong n−íc ®¹i d−¬ng kh«ng v−ît ra ®−îc so s¸nh trong b¶ng 1.6. Víi c¸c quÇn thÓ sinh vËt biÓn, th× khái giíi h¹n 5–15 ng/l. Trong n−íc biÓn nã cã mÆt trong c¸c nguy hiÓm nhÊt lμ thñy ng©n, ch× vμ ca®imi. d¹ng sau (Brosse, 1985): HgCl 2− (65,8 %), HgCl 3 B 2 − (12,3 %), Thñy ng©n ®−îc mang tíi ®¹i d−¬ng tõ lôc ®Þa vμ tõ khÝ 4 2 403 404
- − HgCl 3 (12 %), HgCl 2 Br (4,3 %), HgCl 2 (3 %), HgClBr (1,1 %), Ch× – nguyªn tè ph©n t¸n tiªu biÓu, chøa trong tÊt c¶ c¸c HgOHCl (0,2 %). Ba d¹ng sau cïng thuéc d¹ng bay h¬i. hîp phÇn m«i tr−êng: trong ®¸, ®Êt mÇu, n−íc thiªn nhiªn, khÝ quyÓn, sinh vËt. Cuèi cïng, ch× ph¸t t¸n m¹nh vμo m«i tr−êng ë nh÷ng vïng « nhiÔm bëi n−íc th¶i c«ng nghiÖp, nång ®é trong qu¸ tr×nh ho¹t ®éng s¶n xuÊt cña con ng−êi. §ã lμ ph¸t thñy ng©n trong dung dÞch vμ trong chÊt l¬ löng t¨ng m¹nh. ë th¶i cïng víi n−íc th¶i c«ng nghiÖp vμ sinh ho¹t, khãi vμ bôi ®©y, vi khuÈn ®¸y chuyÓn hãa c¸c clorit thμnh thñy ng©n mªtil (®¬n vμ ®«i) CH3Hg ®éc tÝnh cao. Sù nhiÔm ®éc h¶i s¶n ®· nhiÒu cña c¸c nhμ m¸y, khÝ x¶ cña ®éng c¬ ®èt trong. lÇn lμm cho d©n c− ven biÓn bÞ nhiÔm ®éc thñy ng©n. TÝnh ®Õn Theo nh÷ng −íc l−îng cña V. V. §obrovolski (1987), sù t¸i n¨m 1977, ë NhËt ®· cã tíi 2800 nËn nh©n cña bÖnh Minamata. ph©n bè khèi l−îng ch× gi÷a lôc ®Þa vμ §¹i d−¬ng ThÕ giíi nh− Nguyªn nh©n cña bÖnh nμy lμ do c¸c chÊt th¶i cña c¸c xÝ nghiÖp sau. Víi dßng n−íc s«ng, nång ®é ch× trong n−íc trung b×nh 1 chÕ clovinhil vμ axetan®ehit, ë ®ã thñy ng©n clorit ®−îc dïng μg/l, l−îng ch× hßa tan trong n−íc mang vμo ®¹i d−¬ng lμ gÇn lμm chÊt xóc t¸c. N−íc th¶i lμm s¹ch ch−a tèt ®· ®i vμo vÞnh 40 ⋅ 10 3 tÊn/n¨m, ë pha r¾n cña c¸c chÊt l¬ löng cña s«ng kho¶ng Minamata. 2800 ⋅ 10 3 tÊn/n¨m, trong ®etrit h÷u c¬ vôn tinh − 10 ⋅ 10 3 B¶ng 1.7. Dßng c¸c kim lo¹i (103 tÊn/n¨m) t¹o bëi c¸c qu¸ tr×nh tù nhiªn tÊn/n¨m. NÕu tÝnh r»ng, trong d¶i hÑp ven bê ë thÒm lôc ®Þa, vμ nh©n t¹o (Val®ichuc, 1977) h¬n 90 % chÊt l¬ löng s«ng bÞ l¾ng ®äng vμ phÇn lín c¸c hîp chÊt hoμ tan cña c¸c kim lo¹i bÞ hÊp thô bëi c¸c keo «xit s¾t, th× Nguyªn tè Nguån n−íc s«ng tù nhiªn C¸c nguån nh©n t¹o kÕt côc, vïng th¼m ®¹i d−¬ng chØ cßn nhËn ®−îc kho¶ng S¾t (Fe) 25000 319000 (200 − 300) ⋅ 10 3 tÊn tõ chÊt l¬ löng h¹t mÞn vμ (25 − 30) ⋅ 10 3 tÊn Mangan (Mn) 440 1600 hîp chÊt hßa tan. §ång (Cu) 375 4460 Dßng ch× di c− tõ c¸c lôc ®Þa vμo ®¹i d−¬ng kh«ng chØ cã KÏm (Zn) 370 3930 theo n−íc s«ng, mμ cßn qua khÝ quyÓn. Víi bôi khÝ lôc ®Þa, ®¹i Niken (Ni) 300 358 d−¬ng nhËn (20 − 30) ⋅ 10 3 tÊn ch× mét n¨m. Nguån ch× gia nhËp Ch× (Pb) 180 2330 tõ gi¸ng thñy ®−îc ®¸nh gi¸ vμo kho¶ng (400 − 2500) ⋅ 10 3 Molib®en (Mo) 13 57 B¹c (Ag) 5 7 tÊn/n¨m víi nång ®é ch× trong n−íc m−a 1–6 μg/l. Nh÷ng nguån Thñy ng©n (Hg) 3 7 ch× ®i vμo khÝ quyÓn lμ ph¸t th¶i nói löa (15–30 tÊn/n¨m tõ c¸c ThiÕc (Sn) 1,5 166 s¶n phÈm phón trμo mÞn vμ 4 ⋅ 10 3 tÊn/n¨m tõ c¸c h¹t d−íi ¡ngtimoan (Sb) 1,3 40 micromet), c¸c hîp chÊt h÷u c¬ nhÑ tõ th¶m thùc vËt (250–300 tÊn/n¨m), s¶n phÈm tõ c¸c vô ch¸y ( (6 − 7) ⋅ 10 3 tÊn/n¨m) vμ 405 406
- c«ng nghiÖp hiÖn ®¹i. S¶n l−îng ch× t¨ng tõ 20 ⋅ 10 3 tÊn/n¨m vμo biÓn cã tÇm quan träng ®Æc biÖt. ®Çu thÕ kû 19 lªn 3500 ⋅ 10 3 tÊn/n¨m ®Çu nh÷ng n¨m 80 thÕ kû Trong r¸c th¶i s¶n xuÊt c«ng nghiÖp cã mÆt nh÷ng chÊt h÷u c¬ vμ hîp chÊt kim lo¹i nÆng kh¸c nhau. R¸c sinh ho¹t 20. L−îng ph¸t th¶i ch× hiÖn nay vμo m«i tr−êng tõ c¸c nguån c«ng nghiÖp vμ sinh ho¹t ®−îc −íc l−îng kho¶ng (100 − 400) ⋅ 10 3 trung b×nh chøa (trªn khèi l−îng chÊt kh«) 32–40 % c¸c chÊt h÷u c¬, 0,56 % nit¬, 0,44 % ph«tpho, 0,155 % kÏm, 0,085 % ch×, tÊn/n¨m. 0,001 % ca®imi, 0,001 % thñy ng©n. ChÊt cÆn cña nhμ m¸y lμm Ca®imi, víi s¶n l−îng toμn thÕ giíi ë nh÷ng n¨m 70 ®· ®¹t s¹ch n−íc sinh ho¹t chøa (trªn khèi l−îng chÊt kh«) ®Õn 12 % 15 ⋅ 10 3 tÊn/n¨m, còng ®i vμo ®¹i d−¬ng cïng víi dßng n−íc s«ng c¸c chÊt mïn, 3 % nit¬ tæng, 3,8 % ph«tpho, 9–13 % chÊt bÐo, 7– 10 % c¸c chÊt ®−êng vμ bÞ « nhiÔm bëi c¸c kim lo¹i nÆng. C¸c vμ qua khÝ quyÓn. Theo mét sè ®¸nh gi¸, l−îng ca®imi qua vËt liÖu n¹o vÐt ®¸y còng cã thμnh phÇn t−¬ng tù nh− vËy. kh«ng khÝ b»ng (1,7 − 8,6) ⋅ 10 3 tÊn/n¨m. Trong thêi gian ®æ th¶i, khi vËt liÖu ®i qua cét n−íc th× mét phÇn c¸c chÊt « nhiÔm chuyÓn vμo dung dÞch, lμm thay ®æi chÊt l−îng n−íc, mét phÇn kh¸c bÞ c¸c h¹t l¬ löng hÊp phô vμ 1.7. Sù ®æ phÕ th¶i xuèng biÓn nh»m môc ®Ých ch«n gi÷ chuyÓn vμo trÇm tÝch ®¸y. §ång thêi ®é ®ôc n−íc t¨ng lªn. Sù hiÖn diÖn c¸c chÊt h÷u c¬ th−êng dÉn ®Õn tiªu hao nhanh «xy NhiÒu n−íc ven biÓn thùc hiÖn ch«n cÊt trong biÓn c¸c vËt trong n−íc vμ kh«ng hiÕm khi dÉn tíi chç hoμn toμn triÖt tiªu liÖu vμ c¸c chÊt, ch¼ng h¹n nh− bïn c¸t tõ c«ng tr×nh n¹o vÐt «xy, sù hoμ tan c¸c chÊt l¬ löng, tÝch tô c¸c kim lo¹i ë d¹ng tan, ®¸y, cÆn lç khoan, chÊt th¶i c«ng nghiÖp, r¸c x©y dùng, chÊt xuÊt hiÖn hy®r« sunphua. Sù cã mÆt l−îng lín c¸c chÊt h÷u c¬ th¶i r¾n, chÊt næ vμ hãa chÊt, chÊt th¶i phãng x¹ vμ nh÷ng chÊt sÏ t¹o ra trong bïn ®¸y mét m«i tr−êng khö bÒn v÷ng, trong ®ã kh¸c. L−îng ch«n cÊt b»ng gÇn 10 % tæng l−îng c¸c chÊt « xuÊt hiÖn mét lo¹i n−íc bïn ®Æc biÖt, chøa hy®r« sunphua, nhiÔm th©m nhËp vμo §¹i d−¬ng ThÕ giíi. ThËt vËy, tõ n¨m amiac, c¸c ion kim lo¹i ë d¹ng khö. Trong ®ã x¶y ra qu¸ tr×nh 1976 ®Õn 1980, mçi n¨m víi môc ®Ých ch«n th¶i ng−êi ta ®· ®æ khö c¸c sunphat vμ nitrat, t¹o ra c¸c ph«tphat. h¬n 150 triÖu tÊn c¸c lo¹i chÊt th¶i vμo biÓn. C¸c vËt liÖu th¶i cã t¸c ®éng kh¸c nhau tíi c¸c c¬ thÓ sinh vËt næi, sinh vËt b¬i trong n−íc vμ sinh vËt ®¸y. Trong tr−êng C¨n cø ®Ó ch«n th¶i trong biÓn lμ kh¶ n¨ng cña m«i tr−êng hîp t¹o thμnh v¸ng mÆt chøa c¸c hy®r« cacbua dÇu vμ c¸c chÊt biÓn cã thÓ t¸i chÕ ®−îc mét l−îng lín c¸c chÊt h÷u c¬ vμ v« c¬ tÈy, chÕ ®é trao ®æi khÝ t¹i biªn kh«ng khÝ – n−íc bÞ ph¸ ho¹i. mμ kh«ng cã h¹i g× ®Æc biÖt ®èi víi chÊt l−îng n−íc. Tuy nhiªn, §iÒu ®ã dÉn ®Õn lμm chÕt Êu trïng c¸c ®éng vËt kh«ng x−¬ng kh¶ n¨ng nμy kh«ng ph¶i v« h¹n. V× vËy, ch«n th¶i ®−îc xem sèng, chøng c¸ vμ c¸ bét, kÝch thÝch t¨ng tr−ëng sè l−îng vi sinh nh− mét gi¶i ph¸p bÊt ®¾c dÜ, sù nh−îng bé t¹m thêi cña x· héi vËt «xy hãa dÇu vμ sinh vËt g©y mÇm bÖnh. Sù hiÖn diÖn chÊt l¬ tr−íc sù bÊt cËp cña c«ng nghÖ. Tõ ®©y, vÊn ®Ò ®Ò xuÊt vμ luËn löng « nhiÔm trong n−íc lμm xÊu ®iÒu kiÖn dinh d−ìng, h« hÊp vμ trao ®æi chÊt cña nhiÒu thñy sinh vËt kh¸c, lμm gi¶m tèc ®é chøng khoa häc cho c¸c ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh ®æ th¶i xuèng 407 408
- t¨ng tr−ëng, c¶n trë sù tr−ëng thμnh sinh dôc cña ®éng vËt phï §Ó ®¸nh gi¸ ®Þnh l−îng vÒ t×nh tr¹ng « nhiÔm hãa häc m«i du gi¸p x¸c. C¸c chÊt « nhiÔm th©m nhËp vμo dung dÞch, cã thÓ tr−êng nh÷ng vïng ®æ th¶i, x¸c ®Þnh ®éng th¸i c¸c møc « nhiÔm tÝch lòy trong m« vμ c¸c bé phËn cña thñy sinh vËt vμ t¸c ®éng n−íc biÓn vμ trÇm tÝch ®¸y vμ ®Þnh ra khèi l−îng th¶i cho phÐp ®éc h¹i tíi chóng. Ch«n th¶ c¸c nguyªn liÖu xuèng ®¸y vμ ®é vμo biÓn, cÇn ph¶i tiÕn hμnh tÝnh c©n b»ng ®èi víi tÊt c¶ c¸c ®ôc n−íc ®¸y t¨ng cao trong thêi gian dμi sÏ lμm chÕt ng¹t c¸c chÊt « nhiÔm trong thμnh phÇn vËt liÖu th¶i (Sl−ghin, 1983). d¹ng sinh vËt b¸m ®¸y di chuyÓn chËm. Víi c¸c loμi c¸, th©n mÒm vμ gi¸p x¸c sèng sãt th× tèc ®é t¨ng tr−ëng bÞ gi¶m do ®iÒu kiÖn thøc ¨n vμ h« hÊp sót kÐm. Kh«ng hiÕm khi thμnh phÇn 1.8. C¸c ®ång vÞ phãng x¹ nguån gèc kÜ nghÖ loμi cña quÇn thÓ ®¸y bÞ biÕn ®æi. §¹i d−¬ng vèn cã ®é phãng x¹ tù nhiªn, v× trong ®¹i d−¬ng Trong khi tæ chøc hÖ thèng kiÓm so¸t ®æ th¶i vμo biÓn, viÖc cã K, 87Rb, 3H, 14C vμ c¸c ®ång vÞ phãng x¹ cña c¸c chçi uran vμ 40 x¸c ®Þnh c¸c vïng ®æ th¶i cã tÝnh ®Õn c¸c tÝnh chÊt cña vËt liÖu thori. H¬n 90 % ®é phãng x¹ tù nhiªn cña n−íc ®¹i d−¬ng lμ do vμ c¸c ®Æc tr−ng cña n−íc biÓn cã ý nghÜa quyÕt ®Þnh. “HiÖp 40 K, tøc b»ng 18,5.1021 Bk. §¬n vÞ ®é phãng x¹ trong hÖ SI – ®Þnh vÒ phßng chèng « nhiÔm biÓn do ®æ th¶i vμ c¸c nguyªn liÖu bekkelium (Bk), b»ng phãng x¹ cña mét ®ång vÞ, trong 1 s diÔn kh¸c” (hiÖp ®Þnh Lu©n ®«n vÒ ch«n th¶i, n¨m 1972) cã chøa ra mét ®éng t¸c ph©n r·. Tr−íc ®©y, ng−êi ta ®· sö dông ®¬n vÞ nh÷ng tiªu chÝ cÇn thiÕt ®Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò. Nh÷ng yªu cÇu ®é phãng x¹ ngoμi hÖ thèng curi (Cu), t−¬ng ®−¬ng ®é phãng x¹ chÝnh cña HiÖp ®Þnh nh− sau: cña mét ®ång vÞ, trong 1 s diÔn ra 3,7.1010 ®éng t¸c ph©n r·. 1) §¸nh gi¸ sè l−îng, tr¹ng th¸i vμ tÝnh chÊt (lý häc, hãa häc, sinh hãa, sinh häc) cña c¸c vËt liÖu vøt bá, ®éc tÝnh cña C¸c chÊt phãng x¹ nguån gèc kü nghÖ, chñ yÕu lμ nh÷ng chóng, ®é bÒn v÷ng, xu thÕ tÝch lòy vμ biÕn ®æi sinh häc trong s¶n phÈm ph©n t¸ch uran vμ plutoni, b¾t ®Çu x©m nhËp vμo ®¹i m«i tr−êng n−íc vμ trong c¸c sinh vËt biÓn. d−¬ng víi l−îng lín tõ sau n¨m 1945, tøc tõ khi b¾t ®Çu c¸c vô 2) Sö dông nh÷ng kh¶ n¨ng v« hiÖu hãa, lμm mÊt t¸c h¹i thö vò khÝ h¹t nh©n vμ ph¸t triÓn m¹nh s¶n xuÊt c«ng nghiÖp vμ t¸i tËn dông c¸c chÊt th¶i. c¸c vËt liÖu ph©n chia vμ c¸c ®ång vÞ phãng x¹. Ng−êi ta ph©n 3) Chän c¸c vïng ®æ th¶i cã tÝnh ®Õn nh÷ng yªu cÇu lμm ra ba nhãm nguån: 1) thö vò khÝ h¹t nh©n, 2) ®æ th¶i chÊt th¶i lo·ng tèi ®a c¸c chÊt, gi¶m thiÓu sù lan truyÒn cña chóng ra phãng x¹, 3) sù cè tÇu cã ®éng c¬ nguyªn tö vμ sù cè liªn quan ngoμi vïng ®æ th¶i, kÕt hîp thuËn lîi c¸c ®iÒu kiÖn thñy v¨n vμ tíi viÖc sö dông, vËn chuyÓn vμ s¶n xuÊt c¸c ®ång vÞ phãng x¹. thñy lý. Thμnh phÇn c¸c ®ång vÞ nh©n t¹o ®i vμo ®¹i d−¬ng ®−îc x¸c 4) §¶m b¶o c¸ch ly nh÷ng vïng ®æ th¶i xa c¸c vïng vç bÐo ®Þnh chñ yÕu b»ng nh÷ng s¶n phÈm ph©n chia nhiªn liÖu h¹t vμ ®Î trøng cña c¸, xa n¬i sinh sèng cña c¸c loμi thñy sinh vËt quý hiÕm vμ nh¹y c¶m, xa c¸c vïng nghØ d−ìng vμ c¸c vïng nh©n (b¶ng 1.8). T−¬ng quan gi÷a chóng cã thÓ thay ®æi tuú kinh tÕ. theo d¹ng nhiªn liÖu, tèc ®é vμ c¸c ®iÒu kiÖn diÔn ra ph¶n øng. 409 410
- B¶ng 1.8. Nh÷ng ®ång vÞ phãng x¹ quan träng nhÊt trong n−íc biÓn Trong giai ®o¹n 1948–1962 ®· thùc hiÖn gÇn 450 vô næ (Khardi vμ nnk., 1973; Rais, 1971) bom nguyªn tö, theo c«ng suÊt cña chóng cã thÓ ®¸nh gi¸ gÇn D¹ng D¹ng ®óng sè l−îng ®ång vÞ phãng x¹ (®èi víi c¸c d¹ng cùc kú nguy Chu kú Chu kú Tªn ®ång vÞ ph¸t Tªn ®ång vÞ ph¸t ph©n r· ph©n r· hiÓm 90Sr vμ 137Cs – b¶ng 1.9), xuÊt hiÖn trong khÝ quyÓn ë d¹ng x¹ x¹ c¸c s«n khÝ. Tæng l−îng 137Cs, ®i vμo líp b×nh l−u vμo ®Çu n¨m C¸c ®ång vÞ thiªn nhiªn C¸c nguyªn tè chuyÓn hãa uran 1981, theo ®¸nh gi¸ cña A. A. Moisev (1985), b»ng 96.1016 Bk. Pu – 238 β α Triti 3H 12,3 n¨m 86 n¨m NÕu chÊp nhËn tû lÖ ®é phãng x¹ 137Cs/90Sr b»ng 1,6, th× l−îng Cacbon –14 Pu – 239 β α 5760 n¨m 24400 n¨m t−¬ng øng cña 90Sr táa ra sÏ lμ 60.1016 Bk. Kali – 40 Pu – 240 β α 1,3.109 n¨m 6660 n¨m Rb – 87 Pu – 241 β α 4,7.1010 n¨m Bôi vμ s«n khÝ phãng x¹ trong qu¸ tr×nh hoμn l−u cña c¸c 13,2 n¨m α–γ Po – 210 Am – 241 α khèi kh«ng khÝ lan ra nh÷ng l·nh thæ réng vμ r¬i xuèng mÆt 0,38 n¨m 458 n¨m U – 234 α Tr¸i §Êt chñ yÕu trong ®íi 45o N – 45o S, h¬n n÷a phÇn lín m−a 2,5.105 n¨m S¶n phÈm ph©n t¸ch trong lß h¹t nh©n β–γ U – 235 Ba – 140 α phãng x¹ r¬i ë b¾c b¸n cÇu. NhiÒu ®ång vÞ phãng x¹ víi chu kú 8 7,1.10 n¨m 12,8 ngμy b¸n ph©n r· ng¾n, mÆc dï còng ®−îc ph¸t hiÖn sau vô næ trong U – 238 Kr – 85 α β 9 4,5.10 n¨m 10,6 n¨m n−íc vμ trong nhiÒu sinh vËt biÓn, trong c¸c ®ît m−a phãng x¹ Sr – 89 β 0,14 n¨m S¶n phÈm kÝch ho¹t toμn cÇu hÇu nh− kh«ng gÆp thÊy. Tr−íc hÕt ë ®©y cã mÆt 90Sr P – 32 Sr – 90 β β 0,04 n¨m 28 n¨m vμ 137Cs víi chu kú b¸n ph©n r· kho¶ng 30 n¨m. K–γ Cr – 51 Y – 90 β 0,08 n¨m 2,5 ngμy §ång vÞ phãng x¹ nguy hiÓm nhÊt tõ nh÷ng m¶nh vôn cña K–γ Mn – 54 Y – 91 β 0,86 n¨m 0,16 n¨m c¸c ®Çu ®¹n h¹t nh©n kh«ng ch−a ph¶n øng hÕt lμ 239Pu β–γ Fe – 55 Nb – 95 2,7 n¨m K 0,10 n¨m (T1/2=24,4.103 n¨m), rÊt ®éc nh− mét chÊt hãa häc. Theo møc ®é K–γ β–γ Co – 57 Zr – 95 0,74 n¨m 0,18 n¨m ph©n hñy c¸c s¶n phÈm ph©n t¸ch 90Sr vμ 137Cs, nã trë thμnh β–γ β–γ Co – 60 Ru – 103 5,3 n¨m 0,11 n¨m mét hîp phÇn « nhiÔm chÝnh. Tíi thêi ®iÓm “t¹m ho·n” thö vò β–γ Zn – 65 K– Ru – 106 0,67 n¨m 1 n¨m khÝ h¹t nh©n trong khÝ quyÓn (n¨m 1963), ®é phãng x¹ 239Pu β–γ β–γ Ag – 110 I – 131 0,69 n¨m 7,3 ngμy trong m«i tr−êng b»ng 2,5.1016 Bk. Tíi n¨m 1972, kho¶ng mét β–γ Cs – 134 Cs – 137 β 2,1 n¨m 30 n¨m nöa l−îng nμy ®· r¬i ë nh÷ng khu vùc thö. β–γ Ce – 35 Ce – 144 β 0,239 n¨m 0,78 n¨m Ca – 45 Ar – 41 β β C¸c chÊt 3H, 24Na, 65Zn, 59Fe, 14C, 31Si, 35S, 45Ca, 54Mn, 57,60Co 0,438 n¨m 2 giê β–γ Na – 24 Xe – 133 β 15 giê 5 ngμy vμ c¸c chÊt kh¸c, xuÊt hiÖn trong khi t−¬ng t¸c cña c¸c n¬tron víi c¸c yÕu tè cÊu tróc vμ m«i tr−êng bªn ngoμi, t¹o thμnh mét Ghi chó: K – bøc x¹ R¬ngen K. 411 412
- nhãm riªng c¸c ®ång vÞ phãng x¹. Nh÷ng s¶n phÈm chÝnh cña c¸c chÊt th¶i vμo ®¹i d−¬ng theo dßng n−íc s«ng hoÆc chøa c¸c ph¶n øng h¹t nh©n víi n¬tron trong m«i tr−êng biÓn lμ c¸c chóng trong c¸c thïng bª t«ng vμ th¶ xuèng ®¸y c¸c r·nh s©u ®ång vÞ phãng x¹ cña natri, kali, ph«tpho, clo, br«m, canxi, ®¹i d−¬ng. Víi c¸c ®ång vÞ phãng x¹ Ar, Xe, Cm, Th vÉn ch−a cã mangan, l−u huúnh, kÏm, b¾t nguån tõ nh÷ng nguyªn tè hßa nh÷ng ph−¬ng ph¸p c« ®Æc h÷u hiÖu, v× vËy chóng cã thÓ nhËp tan trong n−íc biÓn. §©y lμ ®é phãng x¹ liªn hÖ. vμo ®¹i d−¬ng cïng víi gi¸ng thñy vμ n−íc th¶i. Tõ n¨m 1944 ®Õn 1971, nhμ m¸y s¶n xuÊt pluton trªn s«ng Columbia (Mü) B¶ng 1.9. L−îng 90Sr vμ 137Cs t¹o thμnh trong c¸c vô thö vò khÝ h¹t nh©n hμng th¸ng ®· ®æ 92,5.1013 Bk c¸c chÊt kh¸c phãng x¹ (gÇn 60 trong khÝ quyÓn (theo c¸c b¸o c¸o cña Uû ban LHQ vÒ bøc x¹ nguyªn tö) chÊt), trong ®ã cã 65Zn vμ 51Cr cã ho¹t tÝnh sinh häc. Tõ n¨m L−îng tÝnh to¸n, 1016 Bk 1969 ®Õn 1976 tæng th¶i 137Cs xuèng biÓn Ailen lμ 18,5.1015 Bk, Tæng c«ng suÊt N¨m thö nghiÖm c¸c vô næ, Mt* 90 137 Sr Cs cßn 134Cs – 3,5.1015 Bk. Nh÷ng lÇn ®æ th¶i t−¬ng tù th−êng lμ nguyªn nh©n lμm cho møc phãng x¹ nÒn ë c¸c vïng réng lín 1945 – 1951 0,02 0,0075 0,0127 cña ®¹i d−¬ng v−ît trªn møc nÒn rÊt nhiÒu. 1952 – 1954 1,0 0,37 0,646 1955 – 1956 5,6 2,1 3,55 Ch«n th¶i d−íi ®¸y ®¹i d−¬ng nh− mét ph−¬ng ph¸p lo¹i bá 1957 – 1958 31,0 11,7 19,7 c¸c chÊt th¶i phãng x¹ ®· ®−îc dïng réng r·i trong nh÷ng thËp 1859 – 1960 – – – niªn gÇn ®©y. Tõ n¨m 1946 ®Õn 1970, Uû ban n¨ng l−îng h¹t 1961 – 1962 101 38,0 64,5 nh©n Hoa K× ®ång ý cho ch«n th¶i víi ®é phãng x¹ 0,52.1015 Bk Tæng céng 138,62 52,18 88,41 ë Th¸i B×nh D−¬ng vμ víi ®é phãng x¹ 3,0.1015 Bk ë §¹i T©y D−¬ng. Tõ n¨m 1967 ®Õn 1976, t¸m n−íc thμnh viªn Tæ chøc PhÇn lín c¸c ®ång vÞ phãng x¹, ®i vμo m«i tr−êng biÓn, cã th−êng trùc nh− 239Pu, 239Np, hîp t¸c kinh tÕ ch©u ¢u ®· ch«n xuèng B¾c §¹i T©y D−¬ng c¸c ®ång lo¹i cña m×nh cã mÆt 99 45970 tÊn chÊt th¶i víi tæng ®é phãng x¹ 0,17.1015Bk. Ng−êi ta Tc, c¸c chÊt chuyÓn hãa Pluton kh«ng ®Æc tr−ng ®èi víi thμnh phÇn n−íc biÓn, vμ c¸c vËt thÓ sèng cña ®¹i d−¬ng cÇn ph¶i ®ang cè g¾ng tiÕn hμnh ch«n vïi c¸c c«ng t¬ n¬ chÊt th¶i d−íi thÝch nghi l¹i lÇn n÷a víi chóng. c¸c vØa ®Þa chÊt ®¸y ë vòng s©u ®¹i d−¬ng hoÆc trong nh÷ng KÕt qu¶ chÕ biÕn nhiªn liÖu h¹t nh©n lμm xuÊt hiÖn mét thμnh t¹o ®Þa chÊt thÝch hîp cña th¹ch quyÓn trªn lôc ®Þa. l−îng ®¸ng kÓ chÊt th¶i phãng x¹ ë d¹ng láng, r¾n vμ khÝ. Khèi Khi khai th¸c c¸c hÖ thèng n¨ng l−îng nguyªn tö trªn c¸c l−îng chÊt th¶i chñ yÕu lμ c¸c dung dÞch phãng x¹. V× tÝnh ®Õn tÇu hay tÇu ngÇm (−íc tÝnh ®· cã tíi vμi tr¨m chiÕc), hμng n¨m gi¸ thμnh cao cña qu¸ tr×nh chÕ biÕn vμ b¶o qu¶n chÊt c« ®Æc ë ®ang ®−a vμo biÓn gÇn 3,7.1016 Bk cïng víi cÆn th¶i cã trao ®æi nh÷ng bÓ chøa chuyªn dông, nªn mét sè quèc gia chän c¸ch ®æ i«n, gÇn 18,5.1013 Bk cïng víi c¸c chÊt th¶i láng vμ 12,6.1013 Bk 413 414
- do rß rØ. Nh÷ng t×nh huèng sù cè còng gãp phÇn ®¸ng kÓ vμo ®é phãng x¹ ®¹i d−¬ng. ThÝ dô, n¨m 1963 sau khi ch×m tÇu ngÇm “Treser”, t¹i ®¸y §¹i T©y D−¬ng ®é phãng x¹ ®· trë nªn cao h¬n 1016 Bk. §Õn nay, tæng l−îng phãng x¹ do con ng−êi mang vμo ®¹i Ch−¬ng 2 d−¬ng ch−a v−ît qu¸ 5,5.1019 Bk, vÉn ch−a nhiÒu so víi møc tù M« h×nh hãa sù lan truyÒn c¸c chÊt « nhiÔm nhiªn (18,5.1021 Bk). Tuy nhiªn, tÝnh tËp trung vμ ph©n bè trong ®¹i d−¬ng kh«ng ®Òu c¸c chÊt phãng x¹ t¹o nªn mèi nguy hiÓm nhiÔm x¹ n−íc vμ thñy sinh vËt ë mét sè vïng riªng biÖt cña ®¹i d−¬ng. T×m kiÕm nh÷ng ph−¬ng tiÖn tÝch cùc ®Êu tranh chèng « nhiÔm m«i tr−êng biÓn lμ mét trong nh÷ng vÊn ®Ò thêi sù cña khoa häc hiÖn ®¹i. Mét trong c¸c h−íng cña vÊn ®Ò nμy lμ nghiªn cøu c¸c qu¸ tr×nh tù lμm s¹ch khái chÊt « nhiÔm cña biÓn vμ ®¹i d−¬ng. Trong m«i tr−êng biÓn, bªn c¹nh nh÷ng qu¸ tr×nh sinh häc vμ lý − hãa häc, cã t¸c ®éng lμm gi¶m nång ®é t¹p chÊt, th× c¸c qu¸ tr×nh thñy ®éng lùc còng ®ãng vai trß quan träng. ChÝnh lμ c¸c dßng ch¶y biÓn vμ khuyÕch t¸n rèi quyÕt ®Þnh sù vËn chuyÓn, ph©n t¸n vμ lμm lo·ng t¹p chÊt. Ch−¬ng nμy sÏ tr×nh bμy nh÷ng ph−¬ng ph¸p lý thuyÕt tÝnh lan truyÒn c¸c chÊt « nhiÔm trong ®iÒu kiÖn biÓn, nghiªn cøu vÒ ¶nh h−ëng cña hoμn l−u n−íc vμ khuÕch t¸n rèi tíi kÕt qu¶ tÝnh nång ®é c¸c chÊt, lμm quen víi nh÷ng kÕt qu¶ chÝnh trong nghiªn cøu thùc nghiÖm vÒ khuyÕch t¸n rèi trong nh÷ng ®iÒu kiÖn thùc. 2.1. Ph¸t biÓu to¸n häc bμi to¸n vÒ lan chuyÒn t¹p chÊt trong m«i tr−êng biÓn DiÔn biÕn cña t¹p chÊt trong m«i tr−êng biÓn tïy thuéc vμo 415 416
CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD
-
Giáo trình Quản lý môi trường
0 p | 2753 | 840
-
Giáo trình quan trắc môi trường
40 p | 1211 | 506
-
Giáo trình Kỹ thuật môi trường - Trần Kim Cương
94 p | 404 | 154
-
Giáo trình Bảo vệ môi trường - Nxb. ĐHQG Hà Nội
322 p | 559 | 153
-
Giáo trình bảo vệ môi trường vệ sinh an toàn trong nhà hàng
132 p | 410 | 113
-
Giáo trình Khoa học môi trường: Phần 2 - Nguyễn Khoa Lân
57 p | 255 | 74
-
Giáo trình Sức khỏe môi trường - Đại học Tây Đô
112 p | 70 | 8
-
Giáo trình Bảo vệ môi trường, sử dụng năng lượng tài nguyên hiệu quả (Nghề: Điện công nghiệp - Trình độ: Cao đẳng) - Trường Cao đẳng Cơ giới và Thủy lợi (Năm 2020)
137 p | 19 | 7
-
Giáo trình Môi trường và bảo vệ môi trường (Trình độ: Trung cấp) - Trường Trung cấp Du lịch và Khách sạn Saigontourist
51 p | 41 | 6
-
Nguồn lực Phật giáo trong bảo vệ môi trường, giảm thiểu rủi ro thiên tai và ứng phó với biến đổi khí hậu ở Việt Nam
10 p | 14 | 4
-
Giáo trình Bảo vệ môi trường biển (Nghề: Điều khiển tàu biển - Trình độ: Trung cấp) - Trường Cao đẳng Hàng hải II
60 p | 6 | 4
-
Quản lý hoạt động giáo dục bảo vệ môi trường cho học sinh tiểu học
7 p | 42 | 4
-
Giáo trình Bảo vệ môi trường, sử dụng năng lượng tài nguyên hiệu quả (Trình độ: Trung cấp) - Trường Cao đẳng Cơ giới và Thủy lợi (Năm 2020)
137 p | 9 | 3
-
Giáo trình Bảo vệ môi trường biển (Nghề: Điều khiển tàu biển - Trình độ: Cao đẳng) - Trường Cao đẳng Hàng hải II
60 p | 4 | 3
-
Tìm hiểu các hoạt động truyền thông bảo vệ môi trường, ứng phó với biến đổi khí hậu của một số tôn giáo trên địa bàn thành phố Hà Nội
8 p | 8 | 2
-
Giáo trình An toàn lao động và bảo vệ môi trường: Phần 1
165 p | 4 | 2
-
Giáo trình An toàn lao động và bảo vệ môi trường: Phần 2
102 p | 4 | 2
-
Tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường vào các môn Lý luận chính trị từ thực tiễn tại Trường Đại học Tài nguyên và môi trường Tp. Hồ Chí Minh
8 p | 14 | 2
Chịu trách nhiệm nội dung:
Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA
LIÊN HỆ
Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM
Hotline: 093 303 0098
Email: support@tailieu.vn