Bµi gi¶ng Sinh th¸i häc C«ng nghiÖp
Ch−¬ng 3- « nhiÔm m«i tr−êng- T¸c ®éng cña « nhiÔm
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Ng−êi so¹n : PGS.TS. NguyÔn ThÞ Kim Th¸i – ViÖn Khoa häc & KTMT - §¹i häc X©y dùng
35
Ch−¬ng 3
« nhiÔm m«i tr−êng – t¸c ®éng cña « nhiÔm
3.1. B¶n chÊt cña « nhiÔm
Tr−íc khi loµi ng−êi xuÊt hiÖn, m«i tr−êng trªn qu¶ ®Êt hoµn toµn lµ m«i tr−êng
nguyªn thuû, chØ cã biÓn xanh, tuyÕt tr¾ng, rõng nguyªn thuû xanh t−¬i mµ kh«ng cã ®« thÞ,
kh«ng cã nhµ m¸y, hÇm má, « t«..
Tõ khi con ng−êi xuÊt hiÖn, qu¸ tr×nh sinh ho¹t vµ s¶n xuÊt cña con ng−êi ®· g©y nªn
« nhiÔm m«i tr−êng. Nh− ®· tr×nh bµy ë nh÷ng ch−¬ng tr−íc, b¶n chÊt cña « nhiÔm lµ sù rèi
lo¹n vËn hµnh mang tÝnh tiªu cùc trong c¸c chu tr×nh tù nhiªn, mµ ng−êi ta cã thÓ nhËn ra vµ
®o l−êng ®−îc ®· quan s¸t thÊy ë møc ®é kh¸c nhau.
ChÊt th¶i ( Theo LuËt BVMT) lµ lo¹i vËt chÊt ®−îc lo¹i ra trong sinh ho¹t, tõ qu¸ tr×nh
s¶n xuÊt, hoÆc tõ c¸c ho¹t ®éng kh¸c. ChÊt th¶i cã thÓ ë d¹ng r¾n, d¹ng láng hoÆc ë d¹ng
kh¸c.
§Æc ®iÓm cña vÊn ®Ò chÊt th¶i ®−îc ®Æt vµo ®iÓm giao nhau cña nh÷ng quan t©m lín
trong x· héi cña chóng ta:
- Sù nhËn biÕt vÒ mét hµnh tinh qu¶ ®Êt víi nh÷ng tµi nguyªn kho¸ng s¶n vµ n¨ng
l−îng kh«ng t¸i t¹o ®−îc, cã s½n víi sè l−îng cã h¹n.
- Sù xuÊt hiÖn nh÷ng bÊt tr¾c cã thÓ xÈy ra cho m«i tr−êng tù nhiªn vµ cã khi cho
søc kháe cña con ng−êi do sù ph©n t¸n kh«ng kiÓm so¸t ®−îc cña nh÷ng chÊt ®éc
h¹i ®ßi hái ph¶i gia t¨ng sù lµm chñ ®èi víi nh÷ng chÊt th¶i ®ã.
- Sù chuyÓn biÕn nh÷ng quy luËt kinh tÕ ®ang ®iÒu khiÓn c¸c ho¹t ®éng cña chóng
ta, c¸i ®ã ®Æt ra vÊn ®Ò tÕ nhÞ lµ tÝnh ®Õn chi phÝ qu¶n lý c¸c chÊt th¶i.
- G¸nh nÆng gia t¨ng cña quy chÕ dÉn ®Õn nh÷ng rµng buéc vµ m©u thuÉn cµng
nhiÒu g©y khã kh¨n cho viÖc qu¶n lý.
- Cuèi cïng lµ vÒ ph−¬ng diÖn kü thuËt th× dÔ hiÓu r»ng tÊt c¶ c¸c ngµnh khoa häc
(hãa, sinh, nhiÖt ®éng, ®Þa chÊt, c¬ häc, sinh th¸i, vËt lý) lµ nh÷ng chuyªn ngµnh
cÇn thiÕt ®Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò ®ã, ®iÒu ®ã gi¶i thÝch vÒ sù khã kh¨n ®Ó ®−a ra ®−îc
mét c¸ch tiÕp cËn ®¬n gi¶n vµ Ýt nhiÒu triÖt ®Ó vÒ nh÷ng c«ng cô ®Ó qu¶n lý chÊt
th¶i.
Nh×n chung, « nhiÔm m«i tr−êng phÇn lín do nh÷ng ho¹t ®éng kinh tÕ kh«ng hîp lý
cña con ng−êi g©y nªn nh−ng còng cã nh÷ng « nhiÔm do ho¹t ®éng cña tù nhiªn t¹o thµnh.
Hëu qu¶ cña « nhiÔm nµy thËm chÝ cßn nghiªm träng h¬n, ph¹m vi ¶nh h−ëng to lín h¬n so
víi « nhiÔm do ho¹t ®éng cña con ng−êi vµ kh«ng thÓ tr¸nh khái. ThÝ dô ®iÓn h×nh lµ nói löa
phun ra nh−òng dßng phón th¹ch nãng ch¶y cao hµng tr¨m mÐt víi hµm l−îng khÝ sunfuar¬
rÊt nhiÒu g©y nªn sù « nhiÔm trªn mét vµnh ®ai réng lín , thËm chÝ lµm biÕn ®æi khÝ hËu côc
bé.
¤ nhiÔm m«i tr−êng cã nhiÒu d¹ng, bao gåm « nhiÔm kh«ng khÝ, « nhiÔm nguån
n−íc, « nhiÔm ®Êt, « nhiÔm tiÕng ån..víi c¸c nguån g©y « nhiÔm mang tÝnh ®a d¹ng vµ lu«n
lu«n biÕn ®æi.
Bµi gi¶ng Sinh th¸i häc C«ng nghiÖp
Ch−¬ng 3- « nhiÔm m«i tr−êng- T¸c ®éng cña « nhiÔm
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Ng−êi so¹n : PGS.TS. NguyÔn ThÞ Kim Th¸i – ViÖn Khoa häc & KTMT - §¹i häc X©y dùng
36
Nguån n−íc ®−îc coi lµ « nhiÔm khi thµnh phÇn vµ tÝnh chÊt lý ho¸ sinh häc cña n−íc bÞ thay
®æi, kh«ng b¶o ®¶m chÊt l−îng cña nguån cung cÊp vµ c¸c yªu cÇu kh¸c
M«i tr−êng kh«ng khÝ bÞ coi lµ « nhiÔm khi c¸c thµnh phÇn bÞ biÕn ®æi kh¸c víi tr¹ng th¸i
b×nh th−êng. ChÊt g©y « nhiÔm lµ chÊt cã trong khÝ quyÓn ë nång ®é cao h¬n nång ®é b×nh
th−êng cña nã trong kh«ng khÝ hoÆc chÊt ®ã th−êng kh«ng cã trong kh«ng khÝ.
Sù « nhiÔm kh«ng khÝ lµ kÕt qu¶ cña viÖc th¶i ra c¸c khÝ, h¬i, giät vµ c¸c l−îng khÝ
kh¸c cã nång ®é v−ît qu¸ thµnh phÇn b×nh th−êng trong kh«ng khÝ g©y nªn c¸c t¸c ®éng cã
h¹i hoÆc g©y sù khã chÞu (do mïi, do bôi, ...).
§Êt bÞ coi lµ « nhiÔm khi sù t¨ng nång ®é chÊt ®¹t tíi nång ®é cã kh¶ n¨ng lµm xuÊt hiÖn
nh÷ng t¸c ®éng bÊt lîi ®Õn nh÷ng chøc n¨ng ®· ®Þnh cña ®Êt ®Én ®Õn sù huû ho¹i cña hÖ sinh
th¸i ®Êt .
TiÕng ån nãi chung lµ nh÷ng ©m thanh g©y khã chÞu, quÊy rÇy sù lµm viÖc vµ nghØ ng¬i cña
con ng−êi. TiÕng ån lµ mét yÕu tè tù nhiªn nh−ng còng lµ s¶n phÈm cña nÒn v¨n minh kü
thuËt. Khi tiÕng ån lan truyÒn trong kh«ng khÝ, chuyÓn ®éng ©m thanh cña c¸c ph©n tö khÝ
g©y ra nh÷ng biÕn ®æi nhá vÒ ¸p suÊt kh«ng khÝ mµ ng−êi ta biÓu hiÖn b»ng ¸p suÊt ©m, c−êng
®é ©m. HiÖn nay, ng−êi ta coi tiÕng ån nh− lµ mét chØ sè « nhiÔm m«i tr−êng trong thµnh phè.
3.2. CÊc nguån g©y « nhiÔm vµ c¸c chÊt g©y « nhiÔm
C¸c nguån g©y « nhiÔm chñ yÕu bao gåm:
- Tõ ho¹t ®éng sinh ho¹t;
- Tõ ho¹t ®éng s¶n xuÊt c«ng nghiÖp;
- Tõ c¸c ho¹t ®éng th−¬ng m¹i;
- Tõ c¸c ho¹t ®éng giao th«ng ®i l¹i;
- Tõ c¸c hiÖn t−îng tù nhiªn
Trong ph¹m vi cña gi¸o tr×nh nµy chóng ta tËp trung vµo c¸c « nhiÔm g©y ra do rèi lo¹n vËn
hµnh cña c¸c chu tr×nh sinh ®Þa hãa mµ ®iÓn h×nh lµ chu tr×nh carbon vµ ni t¬.
¤ nhiÔm g©y ra tõ ho¹t ®éng c«ng nghiÖp ho¸ dÇu : Hãa dÇu ®· tr¶i qua mét qu¸ tr×nh ph¸t
triÓn cùc kú nhanh tõ nh÷ng n¨m 1960 vµ ®· cho phÐp ngµnh hãa häc ®−a ra ®−îc mét lo¹t
nh÷ng s¶n phÈm míi (chÊt dÎo, dung m«i, chÊt mµu, thuèc trõ s©u, keo dÝnh, vecni...). S¶n
xuÊt, sö dông, th¶i bá tÊt c¶ nh÷ng hîp chÊt nµy ®Òu g©y « nhiÔm hoÆc cho ®Êt, hoÆc cho m«i
tr−êng n−íc, vµ kh«ng khÝ còng nh− cho ®éng, thùc vËt.
Nh÷ng hîp chÊt h÷u c¬ bay h¬i lµ nh÷ng chÊt g©y « nhiÔm thu hót sù chó ý cña nhµ lËp ph¸p.
C¸c chÊt nµy ®−îc dïng chñ yÕu lµm nhiªn liÖu, dung m«i hßa tan c¸c s¶n phÈm ®Ó khuyÕch
t¸n ra m«i tr−êng (nh− trong c«ng viÖc in) nh÷ng chÊt dÉn xuÊt cacbua hydro.
Bµi gi¶ng Sinh th¸i häc C«ng nghiÖp
Ch−¬ng 3- « nhiÔm m«i tr−êng- T¸c ®éng cña « nhiÔm
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Ng−êi so¹n : PGS.TS. NguyÔn ThÞ Kim Th¸i – ViÖn Khoa häc & KTMT - §¹i häc X©y dùng
37
Nh÷ng chÊt cacbua hydro g©y hËu qu¶ ®èi víi m«i tr−êng, thuéc vÒ c¸c hîp chÊt cacbua
hydro th¬m vµ cacbua hydro th¬m nhiÒu vßng, bao gåm tÊt c¶ nh÷ng hîp chÊt bay h¬i chøa
mét vßng trong ph©n tö (benzen, phenol, naphtalin...).
Cïng víi nh÷ng hîp chÊt h÷u c¬ bay h¬i, c¸c s¶n phÈm dÇu má kh¸c còng cã mét t¸c
®éng quan träng lªn m«i tr−êng. §ã lµ c¸c lo¹i chÊt dÎo, PCB, c¸c chÊt tÈy röa, c¸c lo¹i thuèc
trõ s©u, c¸c lo¹i phenol...
Ta h·y xem xÐt tr−êng hîp c¸c lo¹i thuèc trõ s©u lµm vÝ dô. Thuèc trõ s©u chiÕm mét
vÞ trÝ ®éc ®¸o trong sè nh÷ng chÊt g©y « nhiÔm m«i tr−êng. Ng−îc l¹i víi nh÷ng chÊt g©y «
nhiÔm kh¸c, thuèc trõ s©u ®−îc ng−êi ta tù nguyÖn ph©n t¸n ra trong m«i tr−êng tù nhiªn ®Ó
diÖt mét sè loµi s©u h¹i. Ng−êi ta ph©n ra 3 lo¹i sau ®©y:
a) C¸c lo¹i thuèc trõ s©u. Bao gåm chñ yÕu:
- C¸c hîp chÊt clor h÷u c¬ ®−îc ®iÒu chÕ b»ng c¸ch clor ho¸ c¸c ph©n tö vßng th¬m
hoÆc c¸c ph©n tö dÞ vßng (DDT, lindan). Nh÷ng chÊt nµy kh«ng tan trong n−íc vµ
bÒn tíi 10 n¨m.
- C¸c hîp chÊt photpho h÷u c¬ lµ nh÷ng este cña r−îu vµ axit ortho photphoric
(paration, malation) nhanh chãng bÞ ph©n gi¶i sinh vËt trong n−íc.
- Nh÷ng cacbonat lµ nh÷ng este cña axit N-metyl cacbamic. Nh÷ng lo¹i nµy Ýt ®éc
h¹i ®èi víi c¸c ®éng vËt m¸u nãng.
b) Nh÷ng lo¹i thuèc trõ nÊm: Th«ng dông nhÊt lµ nh÷ng lo¹i thuèc trõ nÊm thuû ng©n h÷u
c¬. Chóng ®−îc dïng phèi hîp víi thuèc trõ s©u clor h÷u c¬ ®Ó b¶o qu¶n h¹t gièng.
c) Nh÷ng lo¹i thuèc trõ cá. Nh÷ng lo¹i chÝnh lµ:
- C¸c dÉn xuÊt cña axit phenoxy axetic.
- C¸c triazin
- C¸c lo¹i urª ®· bÞ thÕ,v.v..
- C¸c lo¹i thuèc trõ s©u thÓ hiÖn nh÷ng t¸c ®éng kh¸c nhau lªn m«i tr−êng:
- Nh÷ng t¸c dông ®éc h¹i trùc tiÕp ®èi víi c¸c loµi ®éng vËt vµ thùc vËt.
- §Çu ®éc gi¸n tiÕp d©y truyÒn dinh d−ìng, ®Æc biÖt lµ c¸c loµi chim ¨n s©u vµ thuû
s¶n.
- Lµm gi¶m tiÒm n¨ng sinh vËt cña nh÷ng lo¹i bÞ nhiÔm thuèc.
- Lµm biÕn mÊt nhiÒu loµi vµ nh− vËy lµm mÊt c©n b»ng cña c¸c quÇn thÓ ®ång thêi
lµm t¨ng nhanh chãng nhiÒu loµi do mÊt kÎ s¨n chóng lµm måi.
Mét cè g¾ng quan träng ®ang ®−îc thùc hiÖn tõng b−íc ®Ó söa l¹i nh÷ng hËu qu¶ ®ã:
- §−a ra nh÷ng lo¹i Ýt ®éc h¹i h¬n.
- Ph¸t triÓn ®Êu tranh sinh häc.
- Lµm t¨ng søc ®Ò kh¸ng cña c©y trång.
- Tèi −u ho¸ viÖc øng dông c¸c lo¹i thuèc,v.v..
Bµi gi¶ng Sinh th¸i häc C«ng nghiÖp
Ch−¬ng 3- « nhiÔm m«i tr−êng- T¸c ®éng cña « nhiÔm
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Ng−êi so¹n : PGS.TS. NguyÔn ThÞ Kim Th¸i – ViÖn Khoa häc & KTMT - §¹i häc X©y dùng
38
Mét viÖc còng cÇn ph¶i ®−îc thùc hiÖn trong kÕ ho¹ch qu¶n lý c¸c chÊt th¶i lµ viÖc huû bá
nh÷ng kho dù tr÷ lín thuèc trõ s©u thu håi tõ thÞ tr−êngvµ nh−ng bao b× bÈn v× thuèc còng ®Æt
ra nh÷ng vÊn ®Ò nghiªm träng ch−a nãi tíi nh÷ng s¶n phÈm phô cña c«ng nghiÖp s¶n xuÊt
thuèc trõ s©u. Chóng ta míi chØ nhÊn m¹nh ë ®©y ®Õn c¸c lo¹i thuèc trõ s©u tæng hîp. Cßn
nh÷ng nguån thuèckh¸c vÉn ®−îc sö dông: v« c¬ (l−u huúnh, sunphat ®ång, s¾t, arsenic) hay
nh÷ng chÊt h÷u c¬ tù nhiªn (nicotin, rotenon...). Tæng céng, kho¶ng 31 triÖu ha trång trät ®·
nhËn hµng n¨m:
- 100.000 tÊn chÊt h÷u c¬ tæng hîp.
- 60.000 tÊn l−u huúnh.
- 7500 tÊn ®ång; th«ng qua h¬n 500 chÕ phÈm th−¬ng m¹i.
Kh¶ n¨ng g©y « nhiÔm cña c¸c lo¹i thuèc trõ s©u ®−îc thÓ hiÖn ë H×nh 3.1.
¤ nhiÔm g©y ra tõ ho¹t ®éng khai th¸c má vµ s¶n xuÊt vËt liÖu x©y dùng :Theo C.
Guillemin, Futurible, no20, feirier 1979), mçi ®Çu ng−êi trªn hµnh tinh, mçi n¨m khai th¸c 8
tÊn vËt liÖu tõ ®Êt, trong ®ã:
- 2,5 tÊn b·i th¶i má than.
- 3,3 tÊn vËt liÖu x©y dùng.
- 1,7 tÊn nhiªn liÖu má.
- 150kg kim lo¹i.
- 150kg quÆng phi kim.
Trong qu¸ tr×nh ho¹t ®éng, c¸c chÊt « nhiÔm kh«ng khÝ ph¸t ra bao gåm c¸c lo¹i bôi ;
c¸c lo¹i khÝ th¶i tõ qu¸ tr×nh ®èt ch¸y lµ SO2, NO2, CO, CO2 vµ chÊt th¶i h÷u c¬.
C¸c nhµ m¸y ®iÖn, c¸c nhµ m¸y hãa chÊt, nhµ m¸y ®iÖn nguyªn tö ph¸t ra c¸c chÊt phãng x¹.
Nguån chñ yÕu do sù ®èt than. C¸c h¹t bôi tõ qu¸ tr×nh ®èt than bao gåm sè l−îng lín lµ c¸c
bon, silicat (SiO2) nh«m (Al2O3) vµ Fe2O3 hoÆc Fe3O2 ®−îc ph¸t ra d−íi d¹ng tro bay. C¸c
chÊt khÝ ®ång thêi còng ®−îc bèc ra tõ qu¸ tr×nh ®èt than. C¸c yÕu tè (thµnh phÇn khÝ x¶)
®−îc tr×nh bµy ë B¶ng 3.1.
B¶ng 3.1. C¸c thµnh phÇn khÝ x¶
Nguån x¶
ChÊt « nhiÔm
Tõ nhµ m¸y ®iÖn
(kg/tÊn than ®èt)
Tõ c¸c ngµnh CN kh¸c
(kg/tÊn than ®èt)
HCHO 0,023 0,023
CO 0,23 1,38
CH4 0,1 0,46
NO2 9,1 9,1
SO2 34,5 34,5
Bµi gi¶ng Sinh th¸i häc C«ng nghiÖp
Ch−¬ng 3- « nhiÔm m«i tr−êng- T¸c ®éng cña « nhiÔm
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Ng−êi so¹n : PGS.TS. NguyÔn ThÞ Kim Th¸i – ViÖn Khoa häc & KTMT - §¹i häc X©y dùng
39
H×nh 3.1. Kh¶ n¨ng g©y « nhiÔm cña c¸c lo¹i thuèc trõ s©u
Thuèc
b¶o vÖ thùc vËt
PhÕ liÖu
s¶n xuÊt
Bao b×
bÞ nhiÔm bÈn
Sù « nhiÔm qua
d©y chuyÒn thùc phÈm
Bay h¬i
Tån d− trong
thùc vËt ®−îc
tiªu thô
Sù nhiÔm bÈn
qua chuçi thøc ¨n
Sù mÊt c©n b»ng
QuÇn thÓ c«n trïng
Tr«i theo
dßng n−íc
- Sù hÊp phô vµ hÊp thô trªn ®Êt
- Sù ph©n huû sinh häc/ho¸ häc
- Lan truyÒn d−íi t¸c dông cña n−íc
« nhiÔm nguån
n−íc ngÇm