Bài giảng chương 2: Môi trường và tài nguyên

CON NGƯỜI VÀ MÔI TRƯỜNG CHƯƠNG II MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN Tổng quan về môi trường Các khái niệm liên quan Khái iệ ề i h háin m v s n t Khái niệm về tài nguyên thiên nhiên TỔNG QUAN VỀMÔI TRƯỜNG MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN Khái niệm Định nghĩa: “Môi trường là tập hợp (aggregate) các vật thể (things), hoàn cảnh (conditions) và ảnh hưởng (influences) bao quanh một đối tượng nào đó” (The Random House College Dictionary-USA). Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và vật chất nhân tạo bao quanh con người, có ảnh hưởng đến đời sống, sản xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và sinh vật. (Điều 3, Luật BVMT của Việt Nam, 2005). Chức năng chủ yếu của môi trường MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN Khô i ố Nơi chứa đựng các nguồn tài nguyên ng g an s ng của con người và các loài sinh vật MÔI ƯỜTR NG Nơi chứa đựng các phế thải do con người tạo ra trong ộ ố Nơi lưu trữ và cung cấp các nguồn thông tin cu c s ng Thà h hầ ôi t ờ MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN n p n m rư ng • Môi trường tự nhiên: gồm các yếu tố tự nhiên như vật lý, hóa học, sinh học tồn tại khách quan, ngoài ý muốn con người hoặc ít chịu tác động chi phối của con người. • Môi trường nhân tạo: gồm các yếu tố vật lý, sinh học, xã hội .v.v… do con người tạo nên và chịu sự chi phối của con người. • Môi trường xã hội: gồm mối quan hệ giữa con người với con người (con người với tư cách là cá thể, cá nhân và nhân cách nghĩa là quan hệ giữa con người với con người, con người với cộng đồng, cộng đồng với cộng đồng). Cá ể t ê t ái đất MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN c quy n r n r • Khí quyển (Atmosphere) Si h ể (Bi h )• n quy n osp ere • Thạch quyển (Lithosphere) ể• Thủy quy n (Hydrosphere) Khí quyển (Atmosphere) ầ i ( h ) k h MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN T ng ngoà Exosp ere : > 500 m, p ân tử không khí loãng phân hủy thành các ion dẫn điện, các điện tử tự do, nhiệt độ cao và thay đổi theo thời gian trong ngày . Tầng nhiệt (Thermosphere): 90 – 500 km, nhiệt độ tăng dần theo độ cao, từ -92oC đến +1200oC Nhiệt độ thay đổi theo thời gian, ban ngày thường rất cao và ban đêm thấp ầ l ( h ) 0 90 kT ng trung ưu Mesosp ere : 5 - m. Đặc điểm của tầng này là nhiệt độ giảm dần từ đỉnh của tầng bình lưu (50 km) đến đỉnh tầng trung lưu (90 km) nhiệt độ giảm nhanh hơn tầng , đối lưu và có thể đạt đến –100oC., Tầng bình lưu (Stratosphere): 10-50 km. ở độ cao 25km tồn tại lớp kk giàu ozôn-tầng ozôn Tầng đối lưu (Troposphere): cao đến 10 km tính từ mặt đất. Nhiệt độ và áp suất giảm theo chiều cao. nhiệt độ trung bình trên mặt đất là 15oC MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN Khí quyển (Atmosphere) Thà h hầ khô khí ủ khí ể MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN n p n ng c a quy n • Phần lớn khối lượng 5.105 tấn của toàn bộ khí quyển tập trung ở các tầng thấp: tầng đối lưu và tầng bình lưu. • Thành phần không khí của khí quyển thay đổi theo thời gian đị hất h đế khá ổ đị h b ồ hủ ế là it ia c , c o n nay n n ao g m c y u n ơ, ox và một số loại khí trơ. • Mật độ của không khí thay đổi mạnh theo chiều cao, trong khi tỷ lệ các thành phần chính của không khí không thay đổi Bả Hà l bì h ủ khô khí MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN ng: m ượng trung n c a ng Chất khí %thể tích %khối lượng Khối lượng (n.1010 tấn) N2 O 78,08 20 91 75,51 23 15 386.480 118 4102 Ar CO2 , 0,93 0,035 , 1,28 0,005 . 6.550 233 Ne He CH4 0,0018 0,0005 0,00017 0,00012 0,000007 0,000009 6,36 0,37 0,43 Kr N2O H 0,00014 0,00005 0 00005 0,000029 0,000008 0 0000035 1,46 0,4 0 022 O3 Xe , 0,00006 0,000009 , 0,000008 0,00000036 , 0,35 0,18 V i t ò ủ khí ể MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN a r c a quy n • Khí quyển là nguồn cung cấp oxy (cần thiết cho sự sống trên trái đất), • Cung cấp CO2 (cần thiết cho quá trình quang hợp của thựcật)v , • Cung cấp nitơ cho vi khuẩn cố định nitơ và các nhà máy sản xuất amôniac để tạo các hợp chất chứa nitơ cần cho sự sống. • Khí quyển là phương tiện vận chuyển nước hết sức quan trọng từ các đại dương tới đất liền như một phần của chu trình tuần h à ớo n nư c. Vai trò của khí quyển MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN • Khí quyển có nhiệm vụ duy trì và bảo vệ sự sống trên trái đất. Nhờ ó khí ể hấ th à hầ hết á ti ũ t à hầ lớc quy n p ụ m u c c a v rụ v p n n bức xạ điện từ của mặt trời không tới được mặt đất. „ Khí quyển chỉ truyền các bức xạ cận cực tím, cận hồng ngoại (3000-2500 nm) và các sóng rađio (0,1-40 micron), đồng thời ngăn cản bức xạ cực tím có tính chất hủy hoại mô (các bức xạ dưới 300 nm). Ozone khí quyển và chất CFC MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN • Tầng ozôn có chức năng như một phần lá chắn của khí quyển, bảo vệ trái đất khỏi những ảnh hưởng độc hại của tia tử ngoại từMT chiếu xuống. Tại sao như vậy??? • Các tia tử ngoại có bước sóng dưới 28μm rất nguy hiểm đối với động và thực vật, bị lớp ozôn ở tầng bình lưu hấp phụ. • Cơ chế hấp phụ tia tử ngoại của tầng ozôn có thể trình bày theo các PTPƯ sau: (các phản ứng liên tục xảy ra) O + Bức xạ tia tử ngoạiÆ O + O2 O + O2 Æ O3 O3 + Bức xạ tử ngoại Æ O2 + O Chất CFC MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN • CFC (clorofluorocacbon) ế• Cơ ch tác động của CFC: CFC + O O + ClO Tia tử ngoại 3 2 ClO + O3 O2 + Cl Cl + O3 ClO + O2 ểMÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN Thủy quy n (Hydrosphere) • Khoảng 71% với 361 triệu km2 bề mặt TĐ được bao phủ bởi mặt nước. • Thủy quyển: nước ở đại dương, biển, các sông, hồ, băng tuyết nước dưới đất hơi nước Trong đó:, , . - 97% là nước mặn, có hàm lượng muối cao, không thích hợp cho sự sống của con người; - 2% dưới dạng băng đá ở hai đầu cực; - 1% nước ngọt nhưng Lượng nước ngọt cho phép con ời ử d hỉ hiế ộ hầ ấ hỏ bé ( 1/100 000)ngư s ụng c c m m t p n r t n < . MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN ồ ể ầ ầ Sự phân bố của nguồn nước Ngu n nước Th tích (km3) Ph n trăm Ph n trăm nước ngọt Đại dương 1 328 000 97.20 0 000 Nước ngầm 8 400 000 0.62 22 Băng 29 300 000 2 15 72 . Biển, hồ nước mặn và nước 230 000 0.02 6 ngọt trong đất liền Sông và độ 14 000 0.001 Rất nhỏ ẩm không khí Thạch quyển (Lithosphere) MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN • Cấu trúc của trái đất TĐ bao gồm nhiều lớp khác nhau tùy thuộc vào độ sâu và đặc điểm địa chất, có các lớp sau: - Nhân (core): đường kính khoảng 7000 km và ở tâm trái đất. - Manti (mantle): bao phủ xung quanh nhân và có chiều dày khoảng 2900 km. - Vỏ trái đất: có cấu tạo thành phần phức tạp, có thành ầ ồ ấph n không đ ng nh t Cấu trúc trái đất MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN Cấ t ú t ái đất MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN u r c r • Vỏ TĐ chia làm 2 kiểu: vỏ lục địa và vỏ đại dương Cấu trúc trái đất MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN • Vỏ lục địa có cả 3 lớp: trầm tích, granit và bazan Vỏ lục địa phân bố ở lục địa và một số đảo ven rìa đại dương ố• Vỏ đại dương phân b trong phạm vi của các đáy đại dương và được cấu tạo bởi hai lớp trầm tích và bazan. Lớp trầm tích phân bố hầu như khắp nơi trong đáy đại dương. Chiều dày lớp trầm tích mỏng, thay đổi từ vài chục m đến khoảng ngàn m, không có ở các dãy núi ngầm dưới đ i dạ ương. • Vỏ chuyển tiếp: là vỏ trái đất ở thềm lục địa, tương tự như vỏ lục địa. Th h ể MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN ạc quy n • Thạch quyển, còn gọi là môi trường đất, bao gồm lớp vỏ trái đất có độ dày khoảng 60-70 km trên mặt đất và 2-8 km dưới đáy biển. Đất là ột hỗ h hứ t ủ á h hất ô hữ• m n ợp p c ạp c a c c ợp c v cơ, u cơ, không khí, nước, và là một bộ phận quan trọng nhất của thạch quyển. • Thành phần vật lý và tính chất hóa học của thạch quyển nhìn chung là tương đối ổn định và có ảnh hưởng lớn đến sự sống trên mặt địa cầu. • Đất trồng trọt, rừng, khoáng sản là những tài nguyên đang được con người khai thác triệt để, dẫn đến những nguy cơ cạn kiệt. Sinh quyển (biosphere) MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN • Sinh quyển là nơi có sự sống tồn tại, bao gồm các phần của thạch quyển có độ dày 2-3 km kể từ mặt đất toàn bộ thủy, quyển và khí quyển tới độ cao 10 km (đến tầng ozone). • Chiều dày khoảng 16 km. • Các thành phần trong sinh quyển luôn tác động tương hỗ (ví dụ: khí O2 và CO2 phụ thuộc vào mức độ sinh tồn của th ật à khả ă hò t ủ hú t ôi t ờực v v n ng a an c a c ng rong m rư ng nước). MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN Sinh quyển (biosphere) • Sinh quyển có các cộng đồng sinh vật khác nhau từ đơn giản đến phức tạp, từ dưới nước đến trên cạn, từ vùng xích đạo đến các vùng cực trừ những miền khắc nghiệt. Si h ể khô ó iới h õ ệt ì ằ ả t á• n quy n ng c g ạn r r v n m c rong c c quyển vật lý và không hoàn toàn liên tục vì chỉ tồn tại và phát triển trong những điều kiện môi trường nhất định. • Ngoài vật chất, năng lượng còn có thông tin với tác dụng duy trì cấu trúc và cơ chế tồn tại, phát triển của các vật sống. • Dạng thông tin phức tạp và cao nhất là trí tuệ con người, có tác động ngày càng mạnh mẽ đến sự tồn tại và phát triển trên trái đất. MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN Sinh quyển (biosphere) MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN Tổng quan về môi trường Các khái niệm liên quan Khái niệm về sinh thái Khái niệm về tài nguyên thiên nhiên 2 2 CÁC KHÁI NIỆM LIÊN QUAN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN . • Ô nhiễm môi trường Theo Luật Bảo vệMôi trường của Việt Nam: “Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của các thành phần môi ẩtrường không phù hợp với tiêu chu n môi trường, gây ảnh hưởng xấu đến con người, sinh vật.” - Chất gây ô nhiễm: là những nhân tố làm cho môi trường trở thành độc hại. - Tiêu chuẩn môi trường: Tiêu chuẩn môi trường là giới hạn ố ề ấcho phép của các thông s v ch t 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. Ô hiễ ôi t ờ MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN n m m rư ng Ô hiễ ôi ờ đ hiể là iệ h ể á hấ hảin m m trư ng ược u v c c uy n c c c t t 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. Tá hâ ô hiễ b ồ á hất thải ở d khí (khí thải)c n n n m ao g m: c c c ạng , 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. S ố ôi ờ MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN ự c m trư ng • Theo Luật Bảo vệMôi trường của Việt Nam: "Sự cố môi trường là tai biến hoặc rủi ro xảy ra trong quá trình hoạt động của con người hoặc biến đổi thất thường của hiê â ô hiễ h ái h ặ biế đổi ôi ờtự n n, g y n m, suy t o o c n m trư ng nghiêm trọng". MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN Sự cố môi trường có thể xảy ra do: • Bão, lũ lụt, hạn hán, nứt đất, động đất, trượt đất, sụt lở đất, úi lử h i đá biế độ khí hậ à hiên a p un, mưa ax t, mưa , n ng u v t n tai khác; • Hoả hoạn, cháy rừng, sự cố kỹ thuật gây nguy hại về môi ấ ếtrường của cơ sở sản xu t, kinh doanh, công trình kinh t , khoa học, kỹ thuật, văn hoá, xã hội, an ninh, quốc phòng; • Sự cố trong tìm kiếm, thăm đò, khai thác và vận chuyển khoáng sản, dầu khí, sập hầm lò, phụt dầu, tràn dầu, vỡ đường ống dẫn dầu, dẫn khí, đắm tàu, sự cố tại cơ sở lọc hoá dầu và các cơ sở công nghiệp khác; • Sự cố trong lò phản ứng hạt nhân, nhà máy điện nguyên tử, nhà máy sản xuất, tái chế nhiên liệu hạt nhân, kho chứa chất phóng xạ. Khả ă hị đ ủ ôi ờ MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN n ng c u ựng c a m trư ng • Khả năng chịu đựng của môi trường hay 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. Khả năng chịu đựng của môi trường MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN • Sức chứa của môi trường gồm sức chứa sinh học và sức chứa văn hóa: - Sức chứa sinh học là khả năng mà hành tinh có thể chứa đựng số người nếu các nguồn tài nguyên đều được dành cho cuộc sống của con người; Sức chứa văn hóa là số người mà hành tinh có thể chứa- đựng theo các tiêu chuẩn của cuộc sống. Sức chứa văn hóa sẽ thay đổi theo từng vùng phụ thuộc vào tiêu chuẩn cuộc sống. Suy thoái môi trường MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN • Định nghĩa: "Suy thoái môi trường là sự suy giảm về chất lượng và số lượng của thành phần môi trường, gây ảnh hưởng xấu đối với ời à i h ật "con ngư v s n v . • Thành phần môi trường được hiểu là các yếu tố tạo thành môi trường: không khí, nước, đất, âm thanh, ánh sáng, lòng đất, núi, rừng, sông, hồ biển, sinh vật, các hệ sinh thái, các khu dân kh ả ấ kh bả ồ hiê hiê ả h hiêcư, u s n xu t, u o t n t n n n, c n quan t n nhiên, danh lam thắng cảnh, di tích lịch sử và các hình thái vật chất khác. Khủ h ả ôi t ờ MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN ng o ng m rư ng • Định nghĩa: "Khủng hoảng môi trường là các suy thoái về chất lượng môi trường sống trên quy mô toàn cầu đe dọa, cuộc sống của loài người trên trái đất". Hiện nay, thế giới đang đứng trước các  cuộc khủng hoảng lớn là gì??? MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN Khủng hoảng môi trường Biểu hiện của khủng hoảng môi trường: • Ô nhiễm không khí (bụi, SO2, CO2 v.v...) vượt tiêu chuẩn cho phép tại các đô thị, khu công nghiệp. ế ổ• Hiệu ứng nhà kính đang gia tăng làm bi n đ i khí hậu toàn cầu. • Tầng ozon bị phá huỷ. • Sa mạc hoá đất đai do nhiều nguyên nhân như bạc màu, mặn hoá, phèn hoá, khô hạn. MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN • Sa mạc hoá đất đai do nhiều nguyên nhân như bạc màu, mặn Khủng hoảng môi trường hoá, phèn hoá, khô hạn. • Nguồn nước bị ô nhiễm. Ô ễ ể• nhi m bi n xảy ra với mức độ ngày càng tăng. • Rừng đang suy giảm về số lượng và suy thoái về chất lượng Số hủ l ài độ thự ật bị tiê diệt đ i tă• c ng o ng c v u ang g a ng. • Rác thải, chất thải đang gia tăng về số lượng và mức độ độc hại. MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN Đạo đức môi trường • Khái niệm đạo đức môi trường ra đời là sự thừa nhận rằng không chỉ có mỗi con người trên trái đất mà con người còn phải chia sẻ trái đất với các hình thức khác của cuộc sống. MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN • Các nguyên tắc đạo đức môi trường Đạo đức môi trường 1. Sử dụng kiến thức và kỹ năng để nâng cao chất lượng và bảo vệ môi trường 2. Xem sức khỏe, sự an toàn và môi trường sạch là quan trọng nhất. 3 Thực hiện các hoạt động khi có ý kiến của giới chuyên môn. . 4. Thành thật và minh bạch 5. Đưa ra các báo cáo một cách khách quan và trung thực. Bài tập • Hãy sắp xếp các vấn đề môi trường đã nêu vào các cột sau đây Sự cố môi trường Ô nhiễm môi trường Khủng hoảng môi trường Suy thoái môi trường = 10 phút MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN Tổng quan về môi trường Các khái niệm liên quan Khái niệm về sinh thái Khái niệm về tài nguyên thiên nhiên 2 3 KHÁI NIỆM VỀ SINH THÁI MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN . Khái niệm • Quần thể là một nhóm cá thể của một loài sống trong một, khoảng không gian xác định, có nhiều đặc điểm đặc trưng cho cả nhóm, chứ không phải cho từng cá thể của nhóm (E P Odum 1971). . , . Hoặc quần thể là một nhóm cá thể của cùng một loài sống trong cùng một khu vực (Alexi Sharov, 1996). ầ ồ ầ ề• Qu n xã (community) bao g m cả qu n xã của nhi u loài khác nhau, loài có vai trò quyết định sự tiến hóa của quần xã là loài ưu thế sinh thái. • Quần xã sinh vật là tập hợp các sinh vật thuộc các loài khác nhau cùng sinh sống trên một khu vực nhất định. • Khu vực sinh sống của quần xã được gọi là sinh cảnh Như. vậy, sinh cảnh là môi trường vô sinh. Hệ i h thái MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN s n • Tập hợp các sinh vật, cùng với các mối quan hệ khác nhau giữa các sinh vật đó và các mối tác động tương hỗ giữa chúng với môi trường, với các yếu tố vô sinh, tạo thành một hệ thống sinh thái-ecosystem gọi tắt là hệ sinh thái, . • Hệ sinh thái là hệ chức năng gồm có quần xã, các cơ thể sống và môi trường của nó dưới tác động của năng lượng mặt trời. Quần xã sinh vật Môi trường xung quanh Năng lượng mặt trời Hệ sinh tháii t i t l t t i i t i Thành phần của hệ sinh thái MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN Hệ sinh thái hoàn chỉnh bao gồm các thành phần chủ yếu sau: • Các yếu tố vật lý (để tạo nguồn năng lượng): ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, dòng chảy … • Các yếu tố vô cơ: gồm những nguyên tố và hợp chất hóa học cần thiết cho tổng hợp chất sống. Các chất vô cơ có thể ở dạng khí (O CO N ) thể lỏng (nước) dạng chất2, 2, 2 , , khoáng (Ca, PO43-, Fe …) tham gia vào chu trình tuần hoàn vật chất. ấ ấ• Các ch t hữu cơ (các ch t mùn, acid amin, protein, lipid, glucid): có đóng vai trò làm cầu nối giữa thành phần vô sinh và hữu sinh, chúng là sản phẩm của quá trình trao đổi vật chất giữa 2 thành phần vô sinh và hữu sinh của môi trường. Chuỗi thức ăn và lưới thức ăn MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN • Chuỗi thức ăn (food chain): Chuỗi thức ăn được xem là một dãy bao gồm nhiều loại i h ật ỗi l ài là ột “ ắts n v , m o m m xích” thức ăn; mắt xích thức ăn phía trên tiêu thụ mắt xích thức ăn phía trước và nó lại bị mắt xích thức ăn phía sau tiêu thụ. Một số chuỗi thức ăn MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN • Chuỗi thức ăn trên cạn (a terrestrial food chain) MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN Một số chuỗi thức ăn Ví dụ: Chuỗi thức ăn dưới nước (a marine food chain) Thành phần cơ bản MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN • Sinh vật sản xuất (hay tự dưỡng) - Sinh vật sản xuất là sinh vật hấp thụ các chất vô cơ và tự tổng hợp thành các chất hữu cơ. ế- Chủ y u là thực vật xanh - Có khả năng chuyển hóa quang năng thành hóa năng nhờ quá trình quang hợp; - Năng lượng này tập trung vào các hợp chất hữu cơ-glucid, protid, lipid, tổng hợp từ các chất khoáng (các chất vô cơ có trong môi trường). Thành phần cơ bản MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN • Sinh vật tiêu thụ (cấp 1, 2, 3) Chủ ế là độ ậ Tiê h á h hấ hữ hứy u ng v t. u t ụ c c ợp c t u cơ p c tạp có sẵn trong môi trường sống. - Sinh vật tiêu thụ bậc 1: tiêu thụ trực tiếp các sinh vật sản xuất. Chủ yếu là động vật ăn thực vật (cỏ, cây, hoa, trái …). Các động vật, thực vật sống ký sinh trên cây xanh cũng thuộc loại này. - Sinh vật tiêu thụ bậc 2: ăn các sinh vật tiêu thụ bậc 1. Gồm các động vật ăn thịt, ăn các động vật ăn thực vật. - Sinh vật tiêu thụ bậc 3: thức ăn chủ yếu là các sinh vật tiêu thụ bậc 2. Đó là động vật ăn thịt, ăn các động vật ăn thịt khác. Thành phần cơ bản MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN • Sinh vật phân hủy Sinh vật phân hủy là những loại vi sinh vật hoặc động vật nhỏ bé hoặc các sinh vật hoại sinh có khả năng phân hủy các chất hữ thà h ôu cơ n v cơ. Ngoài ra còn có những nhóm sinh vật chuyển hóa chất vô cơ từ dạng này sang dạng khác (như nhóm vi khuẩn nitrat hóa chuyển NH4+ thành NO3-). Nhờ quá trình phân hủy, sự khoáng hóa dần dần mà các chất hữu cơ được thực hiện và chuyển hóa chúng thành chất vô cơ. MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN Lưới thức ăn • Các chuỗi thức ăn có nhiều mắt xích chung tạo thành một lưới thức ăn • Ví dụ Lưới thức ăn MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN Dòng năng lượng (Energy Flow) Nhiệt năng Nhiệt, cơ năngiệ hiệt, Hô hấp Hô hấp Sinh vật tự dưỡng Sinh vật dị dưỡngSinh vật t ng in ấ ấ(Sinh vật sản xuất) (Sinh vật tiêu thụ)Net primary productivity(Sinh ậ t) Năng su t sơ p Dòng năng lượng qua hệ sinh thái Dò ă l (E Fl ) MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN ng n ng ượng nergy ow ấ ấ MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN Năng su t sơ c p • Năng suất sơ cấp Gross Primary Productivity (GDP) : là tốc độ đồng hóa năng lượng ánh sáng của sinh vật sinh vật sản xuất (ví dụ như cây xanh) trong quá trình quang hợp hay hóa tổng hợp. • Năng suất sơ cấp nguyên Net Primary Productivity (NPP) : là tổng chất hữu cơ trừ đi lượng do chính sinh vật đó tiêu dùng (trừ đi phần sinh vật đó sử dụng hô hấp). NPP GDP l i i• = ‐ p ant resp rat on (plant growth) (total photosynthesis) • Chỉ một phần nguồn năng lượng sơ cấp này chuyển cho sinh vật tiêu thụ. • Năng suất sơ cấp nguyên trong hệ sinh thái phụ thuộc vào ánh sáng mặt trời chất dinh dưỡng và nước, . Năng suất sơ cấp nguyên Hệ sinh thái NPP trung bình (g tế bào/m2/năm) Rừng nhiệt đới Rừ â lá 1800 1250ng c y rụng Rừng cây lá kim 800 Savanna 700 Đồng cỏ Tundra 500 140 Sa mạc 70 ấ ấ MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN Năng su t sơ c p MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN Tháp sinh thái Mỗi hệ sinh thái có một cấu trúc dinh dưỡng khác nhau, đặc trưng Mức dd 4 SV tiêu thụ cuối cùng cho nó, trong đó bao gồm các cấp dinh dưỡng nối tiếp nhauMứ dd 3 SV tiêu thụ bậc 2 Các loại tháp sinh thái: c SV tiêu thụ sơ cấp -Tháp số lượng -Tháp sinh khối Mức dd 1 Mức dd 2SV sản xuất -Tháp năng lượng Tháp số lượng MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN • + Tháp số lượng: biểu thị đơn vị sử dụng để xây dựng tháp ố ể ỗ ấlà s lượng cá th của m i c p dinh dưỡng. • Ví dụ: Hệ sinh thái đồng cỏ với số lượng cá thể/0,1 ha. C3 : SVTT3 : 1 C2 : SVTT2 : 90.000 C : SVTT : 200 0001 1 . SVSXP : 1.500.000 ốMÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN Tháp sinh kh i • Tháp sinh khối: biểu thị đơn vị được tính là trọng lượng của các cá thể trên một đơn vị diện tích hay thể tích. • Ví dụ: Tháp sinh khối của đất bỏ hoang ở Jorji (g/m2). C2 : SVTT2 : 0,01 C1 : SVTT1 : 1 P : 500 Tháp năng lượng MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN • Tháp năng lượng: biểu thị cấu trúc dinh dưỡng bằng đơn vị năng lượng. • Ví dụ: Tháp năng lượng trong hệ thống Silver, Springs. C3 : SVTT3 : 21 C2 : SVTT2 : 383 C1 : SVTT1 : 3368 SVSX SVPH: 5060 P : 20.810 Tháp năng lượng MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN • Ví dụ: MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN Tháp sinh thái MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN Lưới thức ăn Ý nghĩa của việc nghiên cứu chuỗi thức ăn trong hoạt động bảo vệ môi trường? Cho ví dụ. Các chu trình sinh địa hóa MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN – – • Khái niệm Là một chu trình vận động các chất vô cơ trong hệ sinh thái theo đường từ ngoại cảnh chuyển vào trong cơ thể sinh vật, rồi đ h ể l i à ôi t ờược c uy n ạ v o m rư ng. Chu trình vận động các chất vô cơ ở đây khác hẳn sự chuyển hóa năng lượng qua các bậc dinh dưỡng ở chỗ nó được bảo toàn chứ không bị mất đi một phần nào dưới dạng năng lượng và không sử dụng lại. Nguồn vật chất↔ Môi trường↔ Cơ thể sống Phân loại MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN • Chu trình hoàn hảo: chu trình của những nguyên tố như C, ế ếN mà giai đoạn ở dạng khí. chúng chi m ưu th trong chu trình và khí quyển là nơi dự trữ chính của những nguyên tố đó, mặt khác từ cơ thể sinh vật chúng trở lại ngoại cảnh tương đối nhanh. • Chu trình không hoàn hảo: chu trình của những nguyên tố h P l h ỳ h (S) Nhữ hấ à á ì h ận ư , ưu u n . ng c t n y trong qu tr n v n chuyển một phần bị đọng lại thể hiện qua chu kỳ lắng đọng trong hệ sinh thái khác nhau của sinh quyển. Chúng chỉ có thể vận chuyển được dưới tác động của những hiện tượng xảy ra trong thiên nhiên (sự xói mòn), hoặc dưới tác động của con người. Ch t ì h t ầ h à ớ MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN u r n u n o n nư c Vai trò của nước • Quan trọng cho sự sống, cho tất cả sinh vật và con người. • Nước giúp quá trình trao đổi, vận chuyển thức ăn, tham gia vào các phản ứng sinh hóa học và các mối liên kết cấu tạo trong cơ thể của con người, động vật, thực vật. • Trong cơ thể người 65% là nước và khi mất đi từ 6-8% nước con người có cảm giác mệt nếu mất 12% sẽ hôn, , mê và có thể tử vong. • Trong cơ thể động vật 70% là nước, ở thực vật đặc biệt là dưa hấu có thể đến 90% là nước. • Ngoài ra nước còn cần cho sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, cho y học, giao thông vận tải, du lịch .v.v… Chu trình nước Chu trình tuần hoàn nước Con người có thể tác động lên vòng tuần hoàn của nước không ??? MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN • Con người có thể tác động lên vòng tuần hoàn nước, thay đổi vi khí hậu (microclimate). • Dân số tăng làm mức sống, sản xuất công nghiệp, kinh tế đều tăng, tăng nhu cầu của con người đối với môi trường tự nhiên, tác động đến tuần hoàn nước. • Nhu cầu nước cho sinh hoạt, nước cho sản xuất công nghiệp, nông nghiệp tăng làm giá nước tăng lên. • Các thành phố lớn, khu đô thị, nguồn nước sạch càng khan hiếm. • Đô thị hóa cùng với hệ thống thoát nước, cống rãnh xuống cấp làm tăng sự ngập lụt, ảnh hưởng đến quá trình lọc, bay hơi và sự thoát hơi nước diễn ra trong tự nhiên, . • Sự làm đầy tầng nước ngầm xảy ra với tốc độ ngày càng chậm. Ch t ì h t ầ h à C b (C) MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN u r n u n o n ac on • Vòng tuần hoàn Carbon diễn tả điều kiện cơ bản đối với sự xuất hiện và phát triển của sự sống trên Trái đất. • Chu trình C thực hiện chủ yếu giữa khí CO2 và vi sinh vật. • C hiện diện trong thiên nhiên dưới 2 dạng khóang chủ yếu: – Ở trạng thái carbonate là đá vôi, tạo nên các quặng khổng lồ ở một số nơi của thạch quyển. – Dạng thứ hai ở thể khí, CO2 là dạng di động cuả carbon vô cơ. • Sự trao đổi CO2 giữa khí quyển, thủy quyển và thạch quyển được biểu diễn bằng các phản ứng sau: Chu trình tuần hoàn Cacbon (C) MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN • Sinh quyển: Các phân tử h hể S Nơi tồn tại Khối lượng (tỷtấn)ữu cơ trong cơ t V • Khí quyển: Khí CO2, CH4, CFC Khí quyển 578 (năm 1700) -766 (năm 1999) • Địa quyển: Các chất hữu cơ trong đất, nhiên liệu hóa Chất hữu cơ trong đất 1500 - 1600 thạch và quặng đá vôi, dolomit • Thủy quyển: trong đại Đại dương 38,000 - 40,000 Trầm tích biển và đá trầm tích 66,000,000 - 100,000,000 dương do CO2 hòa tan và dạng CaCO3 trong vỏ của á l ài i h ật biể Thực vật trên cạn 540 - 610 c c o s n v n Nhiên liệu hóa thạch 4000 Chu trình tuần hoàn Cacbon (C) MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN Con người và vòng tuần hoàn C • 10% các nguồn cacbon chuyển hóa là có nguồn gốc do các hoạt động của con người. • Nguồn gốc chính là quá trình khai thác và biến đổi các hiê liệ hứ b đã ử d là ă l àn n u c a cac on s ụng m n ng ượng v nguyên liệu. • Hàng năm, con người thải vào khí quyển 2500 triệu tấn CO2/năm, chiếm 0,3% tổng lượng CO2 trong khí quyển. H độ ủ ời đã â ả h h ở đế h ì h b ??? MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN oạt ng c a con ngư g y n ư ng n c u tr n cac on • Khai thác và sử dụng nhiên liệu hóa thạch (nguồn C được xem là “cố định” và tách ra khỏi chu trình Cacbon tự nhiên) • Phá rừng ể ổ• Chuy n đ i các hệ sinh thái tự nhiên sang hệ sinh thái nông nghiệp • Chất thải sinh hoạt của con người • Nước thải sinh hoạt, công nghiệp Chu trình tuần hoàn Oxy (O2) • Oxy được thải vào không khí từ các sinh vật tự dưỡng bằng quá trình quang hợp. • Sinh vật tự dưỡng và dị dưỡng đều hấp thu oxy thông qua quá trình hô hấp Chu trình tuần hoàn nitơ Các quá trình chính trong chu trình tuần hoàn nitơ MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN • Cố định nitơ: Nitơ được các vi khuẩn cố định nitơ, thường sống trên nốt sần rễ cây họ đậu, chuyển nitơ ở dạng khí sang dạng NH4+. Cố định nitơ (Planosarcina urea Micrococcus urea, , Bacillus amylovorum, Proteus vulgaris): CO(NH2)2 + 2 H2OÆ (NH4)2CO3 (NH4)2CO3 Æ 2NH3 + CO2 + H2O • Ammon hóa: các vi khuẩn phân hủy sẽ phân hủy các ế ểacid amin từ xác ch t động vật và thực vật đ giải phóng NH4OH. Quá trình ammon hoá (vi khuẩn và nấm) – R‐NH2 + 2H2OÆ OH‐ + R‐OH + NH4+ MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN Các quá trình chính trong chu trình tuần hoàn nitơ • Nitrat hóa: các vi khuẩn hóa tổng hợp sẽ oxid hóa NH4OH để tạo thành nitrat và nitrit, năng lượng được giải phóng sẽ giúp phản ứng giữa oxy và nitơ trong không khí ểđ tạo thành nitrat. Quá trình Nitrat hoá (Nitrosomonas, Nitrobacter) 2NH + + 3O Æ 2NO - + 4H+– 4 2 2 – 2NO2- + O2Æ 2NO3- • Khử nitrat hóa: các vi khuẩn kỵ khí phá vỡ các nitrat giải, phóng nitơ trở lại vào khí quyển. Quá trình khử Nitrate: – 5CH2O + 4H+ + 4NO3-Æ 2N2 + 5CO2 + 7H2O C ời à h t ì h t ầ h à it MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN on ngư v c u r n u n o n n ơ • Sử dụng phân bón đạm để tăng năng suất cho các vụ mùa, làm tăng tốc độ khử nitrit và làm nitrat đi vào nước ngầm. Lượng nitơ tăng trong hệ thống nước ngầm cuối cùng cũng chảy ra sông, suối, hồ, và cửa sông Æ hiện tượng phú dưỡng hóa. • Làm tăng sự lắng đọng nitơ không khí vì cháy rừng và đốt cháy nhiên liệu Cả 2 quá trình này đều giải phóng các. dạng nitơ rắn ở trạng thái bụi. • Chăn nuôi gia súc. Gia súc đã thải vào môi trường một ấlượng lớn ammoniac (NH3) qua ch t thải của chúng. NH3 sẽ thấm dần vào đất, nước ngầm và lan truyền sang các khu vực khác do nước chảy tràn. • Chất thải và nước thải từ các quá trình sản xuất. Chu trình tuần hoàn photpho MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN • Nguồn P trong tự nhiên Nguồn Khối lượng Mt , Địa quyển Quặng phôtphat ấ 1012 60×103 Đ t Cặn lắng trong nước ngọt Cặn lắng trong biển sâu 16×103 10×103 1000×103 Đá Thủy quyển Đại dương 1012 0.12×106 120×103 Nước ngọt Khí quyển Sinh quyển 90×103 0.1×103 2×103 Đất Đại dương < 2×103 140×103 Chu trình tuần hoàn photpho Chả t à ửPtrong đất Đất có P  từ phân bón y r nĐại dương Plắng tụ S dụng phytoplankton zooplankton cáchimphân Con người và chu trình tuần hoàn photpho Sự tác động của con người đến chu trình phốt pho: • Chủ yếu thông qua việc sản xuất và sử dụng phân bón • Khai thác nguồn phosphate từ quặng apatite, sản xuất super phosphate • Đa số cây trồng không thể tiê th h à t à lượu ụ o n o n ng phân bón Æ rửa trôi vào các sông hồ Æ gây ra hiện tượng phú dưỡng hóa MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN Chu trình tuần hoàn lưu huỳnh ồ l h ỳ h ôi ờ MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN Ngu n ưu u n trong m trư ng • Nước biển là nguồn chứa lưu huỳnh lớn nhất. • Các nguồn khác : – Các khoáng chứa lưu huỳnh (pyrite, FeS2, và CuFeS2), – Nhiên liệu hóa thạch – Các hợp chất hữu cơ chứa S (là một trong số các nguyên tố hí h ủ i i h ật th i thà h hầ id ic n c a v s n v , am g a n p n ac am n (cystin, cystein và methionin), coenzyme (thiamin, biotin và CoA), ferredoxin và các enzym (nhóm –SH). • Các nguồn S trong nước thải: S hữu cơ, có trong các sản phẩm bài tiết, và sunfat là ion thường gặp nhất trong nước thiên nhiên.